Як зберегти електроенергію у школі?

Текст роботи розміщено без зображень та формул.
Повна версія роботи доступна у вкладці "Файли роботи" у форматі PDF

Ефективне використання енергетичних ресурсів — це одне з важливих питань, яке завжди було актуальним для людства. Ми часто бачимо інформацію про енергозбереження по телевізору, інтернеті, газетах. Вчені кажуть, що питання енергозбереження нерозривно пов'язані із охороною навколишнього середовища. Мене зацікавило питання: які заходи щодо енергозбереження можливі в моїй школі, скільки при цьому можна заощадити енергоресурсів і як це позначиться на довкіллі? Я вирішила провести дослідження на прикладі систем висвітлення моєї школи та знайти відповіді на ці запитання.

Новизна моя робота полягає в тому, що я провела комплексний аналіз можливостей енергозбереження в системах освітлення моєї школи, оцінила економічний та екологічний ефект від впровадження енергозберігаючих заходів та експериментально підтвердила свої розрахунки. Таке дослідження для нашої школи раніше не виконувалося.

Об'єкт дослідження - Лампи освітлення різних типів.

Предмет – енергетичні, економічні та екологічні параметри ламп освітлення.

Ціль роботи – оцінити ефект від впровадження енергозберігаючих ламп у моїй школі та підтвердити його експериментально.

Для досягнення мети я поставила такі завдання:

- розглянути основні типи ламп, що застосовуються сьогодні, їх характеристики, переваги та недоліки;

- Виконати аналіз застосовуваних у школі систем освітлення;

- Провести експеримент для оцінки фактичного споживання енергії та рівня освітленості ламп різних типів;

- оцінити ефект від застосування світлодіодних ламп у моїй школі та визначити, як це позначиться на охороні навколишнього середовища.

Я висунула гіпотезу: застосування світлодіодних ламп дозволить суттєво знизити витрати моєї школи на енергоресурси та зменшить негативний вплив на навколишнє середовище.

У роботі я використовувала методи аналізу та систематизації, методи алгебри з курсу математики в початковій школі та експериментальні методи.

Джерела роботи - результати експерименту з оцінки фактичного споживання енергії та рівня освітленості ламп різних типів.

Матеріалами для опису теоретичних питань послужили книги
І. Грехем [1], Д. Коул та Б. Деген [2], О. Томіліна [5], журнали для дітей [4], статистичні дані [3] та ін.

Практична значимість дослідження в тому, що отримані відомості можна подати як повідомлення на уроці «Навколишній світ» або класній годині.

Робота складається із вступу, двох розділів, висновків, списку використаної літератури, додатку.

1 ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГІЯ У НАШОМУ ЖИТТІ

1.1 Історія винаходу електрики

Перед початком дослідження я вирішила вивчити, що така електрика і як люди виробляють та використовують електричну енергію. Для цього я взяла у бібліотеці книги [1, 2, 4, 5]. Ось що мені вдалося з'ясувати.

Електрика – одна з найпотужніших сил, що впливають на наше життя. Завдяки електриці різні прилади здатні світитися, нагріватись, рухатися. Електричними є мобільні телефони, вентилятори, кондиціонери, телевізори, лампи, тролейбуси, трамваї та багато іншого.

Електрика невидима, але оточує нас усюди. Люди знали про нього давно. Наприклад, люди помічали, що якщо погладити кота, його вовна встає дибки.Таке явище називається статичною електрикою. Під час грози люди спостерігали блискавки. Першим ученим, який вигадав прилад для виміру заряду блискавки в 1745 році, став російський фізик Георг Ріхман. Його прилад отримав назву "громова машина".

Американський вчений Бенджамін Франклін у 1752 році запускав повітряного змія у грозу, щоб довести, що блискавка є формою електрики.

Виробляти та корисно використовувати електроенергію люди навчилися трохи більше 200 років тому. 1800 року італійський учений Алессандро Вольта винайшов електричну батарейку. На його честь названо одиницю електричної напруги – 1 Вольт. У 1820 році французький вчений Андре Марі Ампер довів, що при протіканні електричного струму проводами створюється магнітне поле, тобто електрика і магнетизм пов'язані між собою. На честь нього названо одиницю електричного струму – 1 Ампер. У 1821 році англійський вчений Майкл Фарадей винайшов електродвигун, а в 1831 році - трансформатор (пристрій для зменшення або збільшення електричної напруги). 1876 ​​року російський учений Павло Яблочков винайшов першу електричну лампочку. Це був неймовірний успіх: його лампи були встановлені у Лондоні, Парижі, Берліні, Римі, Санкт-Петербурзі та інших містах. У 1879 році американський винахідник Томас Едісон удосконалив «свічку» Яблочкова, зробивши її більш дешевою та довговічною.

Так поступово електрика проникала у наше життя. Звідки воно береться і яка його природа?

Електрика виникає завдяки руху та взаємодії електричних зарядів. Ці заряди можна знайти в атомі. Ядро атома має позитивний електричний заряд (+), а електрони, що літають навколо нього, – негативний (-).Позитивні та негативні заряди врівноважують один одного. Але якщо з якоїсь причини електрони залишили атом, він стає зарядженим. Таку електрику називають статичною. Якщо ж електрони переходять від атома до атома, виникає електричний струм.

1.2 Як виробляють електричну енергію

Перші у світі громадські електростанції були побудовані у Великій Британії та США у 1880-х роках. Спочатку тільки найбагатші люди могли собі дозволити електропостачання будинку, але потім вже велика кількість будинків була підключена до електрики.

Загальна схема передачі електроенергії до споживачів наведено малюнку 1.

Рисунок 1 – Схема передачі електроенергії до споживачів

Спочатку електростанція 1 виробляє електроенергію за допомогою електричних генераторів. Ця електроенергія має низьку напругу, тому для її передачі потрібно підвищити напругу до сотень тисяч вольт. Для цього використовується підвищуюча трансформаторна підстанція 2. Потім електроенергія йде великі відстані по лінії електропередачі 3, яка розташована на опорах. Коли електроенергія доходить до споживача, необхідно знизити напругу до безпечного рівня, який може застосовуватися вдома (220 вольт). Це робиться за допомогою трансформаторів підстанції 4.

У житлові будинки та інші будівлі електроенергія надходить повітряними або кабельними лініями електропередачі.

Для виробництва електроенергії використовують електростанції різних типів. Я проаналізувала літературу [1, 2] та статистику зі світового споживання енергоресурсів за 2021 рік [3] та склала порівняльну таблицю (таблиця 1).

Таблиця 1 - Типи електростанцій

Енергозбереження в школі та дитячому садку

Більшість шкіл та дитячих садків побудовано понад 20 років тому.

Тому енергозбереження у школі та ДОП може дати величезний економічний ефект. Впровадження навіть найпростіших енергозберігаючих заходів допоможе скоротити витрати та енергоспоживання на 20%-30%.

Грунтуючись на нашому досвіді у сфері енергозбереження та енергетичних обстеженнях, ми склали список з основними енергозберігаючими заходами, які слід запровадити у кожній школі та садочку.

Програма енергозбереження

Заміна ламп розжарювання на енергозберігаючі

Це найпростіший захід, але він дійсно допоможе суттєво скоротити споживання електроенергії.

Економію порахувати легко. Одна енергозберігаюча лампа потужністю 11 Вт дає стільки ж освітлення, як і лампа розжарювання 60 Вт.

Допустимо лампа розжарювання перегоріла, і ви змінюєте її на енергозберігаючу. Ваша економія на рік:

Витрати електроенергії на лампу розжарювання: лампа 60Вт * 6 годин роботи на добу * 356 днів * = 131 кВт/год.

Витрати електроенергії на енергозберігаючу лампу: лампа 11Вт * 6 годин роботи на добу * 356 днів * = 24 кВт/год.

Економія: 131 кВт/год – 24 кВт/год = 107 кВт/год

Якщо ви платите 3 рублі за кіловат, то економія на електриці буде 321 руб на рік. Це лише від однієї лампи.

Навіть якщо енергозберігаюча лампа на 100 рублів дорожча за лампу розжарювання, ви все одно заощадите 221 рубль.

Дотримання режиму роботи електроприладів

Вимикайте електроприлади, коли вони не використовуються.

Це здається очевидним, але у багатьох школах та дитячих садках велика кількість електроприладів працюють цілодобово, перебуваючи в режимі очікування.

Це стосується печей, комп'ютерів, принтерів, зарядок, чайників, сушарок тощо.

Всі ці прилади не працюють, точніше вони не виконують жодної корисної роботи, але споживають електроенергію.

Просто вимикайте їх і заощаджуйте кілька тисяч рублів на рік, не докладаючи жодних зусиль.

Встановлення та регулювання термостатів

Термостати застосовуються далеко не у всіх садках та школах.

А міра це досить ефективна і допомагає покращити рівень комфорту – зробити приміщення теплішим або холоднішим, коли це необхідно.

І так, скажімо, у вас встановлені термостати.

Вдень встановіть їх на 23°C. Це добрий комфортний рівень.

А вночі, коли діти та співробітники відсутні, встановіть термостат на 15°C — 16°C.

В середньому зниження температури на 1°C скорочує витрати на опалення приблизно на 1%.

Подвійні віконні рами

Заміна дерев'яних вікон на дво- чи трикамерні пластикові профілі ПХВ допоможе заощадити до 50% теплової енергії.

Подвійні віконні рами ефективніші за одинарні, не тільки через те, що вони товщі, але й тому, що вони створюють замкнутий простір між рамами.

У цьому замкнутому просторі знаходиться повітря, яке відіграє роль ізолятора.

Повітря поганий провідник тепла, тому його можна використовувати як ізолятор.

Теплопровідність нерухомого повітря у ідеальних умовах 0,024 Вт/м град. А теплопровідність, наприклад, мінеральної вати 0,045 Вт/м град дерева 0,15 Вт/м град.

Енергозбереження в дитячих садках - вікна

Тобто повітря ізолює не гірше ніж вата або дерево, але лише за умови, що порожнеча, в якій він знаходиться не велика, тому рекомендована відстань між рамами у вікні від 1,3 сантиметрів до максимум 10 сантиметрів.

Переобладнання змішувачів

Переобладнання змішувачів економічними аераторами дозволить знизити витрати води приблизно на третину завдяки створенню ними повітряно-водної суміші.

Якщо старі аератори пропускають до 12-15 літрів на хвилину, то з новими змішувачами споживатиме всього 4-6 літрів на хвилину без втрати комфорту при використанні.

Також слід провести перевірку кранів і зливних бачків на предмет протікання.

Якщо вода трохи підтікає з бачка або ледве капає з крана, то за місяць обсяг «втраченої» води може досягати 170 літрів.

Заміна чавунних батарей

Що стосується чавунних батарей, що віджили своє століття, то оптимальний варіант - це їх заміна на алюмінієві і біметалічні, тому як промити старі батареї практично неможливо.

Доведено, що ефективність теплопередачі у алюмінієвих та біметалічних батарей у рази більша ніж у чавунних батарей при тому, що вони міцні та довговічні.

За батареями необхідно наклеїти тепловідбивний матеріал з фольгою.

Це збільшить тепловіддачу батарей та підвищить температуру в приміщеннях на кілька градусів.

Обстеження будівель та споруд • Консультація • Енергоаудит

Установка автоматичних теплолічильників

Високих результатів в енергозбереженні дозволяє досягти встановлення сучасних автоматичних теплолічильників.

Ці пристрої реєструють режими теплоспоживання, а також проводять облік тепла та загальних витрат теплоносіїв.

Отримані дані сприяють визначенню найбільш оптимального підходу до обігріву окремих приміщень та будівлі загалом.

Без застосування облікового обладнання будь-які заходи щодо енергозбереження втрачають усілякий зміст.Навчальному закладу, як і раніше, виставлятимуть рахунки на оплату, згідно з колишніми розрахунками.

Практика показала, що встановлення автоматичних теплових лічильників допомагає скоротити споживання тепла до 30%.

Енергозбереження у школі та дитячому садку починається з енергоаудиту

Найбільш ефективним способом отримати достовірні відомості про потенціал енергозбереження у школі чи дитячому садку є енергетичне обстеження, а також розробка індивідуальної програми енергозбереження.

• Отримати об'єктивні дані про споживання енергоресурсів.
• Своєчасно розпізнати негативні зміни у будівлі, а також виявити витік тепла у стінах, вікнах, даху, трубопроводах.
• Зменшити витрати на енергоресурси у школі та дитячому садку без погіршення рівня комфорту.
• Розробити індивідуальний план заходів щодо енергозбереження.

Програма з енергозбереження у школі та ДОП

Відповідно до вимог Федерального закону №261 «Про енергозбереження та підвищення енергетичної ефективності» програма енергозбереження є обов'язковою для кожної школи та дошкільного навчального закладу.

Заходи, що містяться в програмах підвищення енергетичної ефективності в дитячих садках і школах, націлені на

• оптимізацію використання енергоресурсів,
• скорочення витрат на енергоресурси,
• та підтримку комфортної атмосфери у приміщеннях.

Якщо вас цікавить розробка програми енергозбереження школи або садка, або просто потрібна консультація з енергозбереження в ДНЗ чи школі, дзвоніть 8(903)294-93-94. Відповімо на будь-які запитання.

Холодильне обладнання

Як правило, холодильне обладнання використовує від 3% до 5% електроенергії у типовій школі чи садочку.

Перше, що слід пам'ятати, що менше холодильник знаходиться у відкритому стані, тим менше електроенергії він використовує.

Але й інші заходи енергозбереження.

Холодильник повинен бути встановлений так, щоб між стіною і задньою стінкою холодильника залишалося достатньо місця для вільної циркуляції повітря.

Теплообмінник, розташований на задній стінці холодильника, має вільно скидати тепло. Інакше надмірна електрика буде витрачено на скидання тепла.

Також, періодично стирайте пил із теплообмінника, це покращить теплообмін та скоротить втрати електричної енергії.

Встановіть температуру всередині холодильника на рівень 3С - 5С. А морозильну камеру від -15С до -18С. Цього достатньо.

Заміна застарілих залізних труб на металопластикові

Металопластикові труби за останні роки зарекомендували себе як оптимальне рішення у виборі щодо недорогих, надійних та енергозберігаючих труб.

Переваги металопластикової труби важко переоцінити.

По-перше це легкість установки - не потрібно мати спеціальні знання щоб вміти з'єднувати такі труби на стиках або розводках - для з'єднання використовуються прості і надійні металеві фітинги.

Щоб з'єднати між собою, наприклад, 2 труби вам знадобиться лише гайковий ключ і невелике зусилля для одягання труби на фітинг і закрутці затискної гайки.

Енергозбереження у школі та ДНЗ – заміна старих труб

При цьому слід пам'ятати, що не потрібно докладати надмірних зусиль і переживати затискну гайку, щоб не зірвати різьблення фітингу.

Друга перевага металопластикової труби - це її універсальність - така труба може використовуватися і для подачі питної води в змішувачі, і для опалювальних потреб будівлі.

Сучасні металопластикові труби здатні витримувати температуру води до 100 градусів Цельсія та тиск до 10 бар.

Наступним плюсом енергозберігаючих труб є мала питома вага труби. Це, у свою чергу, дає можливість використовувати пластмасові кріплення замість громіздких металевих.

Приємний зовнішній вигляд металопластикових труб також є важливою перевагою. Тим більше, що такі труби не потребують фарбування або інших можливих декоративних оформлень.

Маючи низьку теплопровідність, металопластикові труби є стійкими до формування конденсату на своїй поверхні.

Разом з усіма названими плюсами енергозберігаючих металопластикових труб, не слід забувати про те, що ринок насичений виробами різної якості.

Чим дешевше погонний метр труби – тим, природно, більший ризик придбати не найкращий варіант продукції.

Для впевненості в тому, що труби простоять не одне десятиліття, рекомендується купувати безшовний вигляд металопластикової труби – така труба дещо дорожча, але й міцніша в порівнянні зі своїм дешевшим шовним аналогом.