Исследовательская работа по физике "Способы экономии электроэнергии"

Муниципальное общеобразовательное учреждение лицей № 4 г. Данкова

 

                                             Название секции: Физика

 

                       Название работы:

 

 

 Способы экономии электроэнергии

 

 

 

 

 

 

 

                               Папст Лилия Александровна

 

11 г класс

 

                                Руководитель:  Мокрышева Светлана Юрьевна

 

Должность: учитель физики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                           Данков 2011

 

 

 

 

                                                                  1

 

 

 

 

1. Цели:

 

  - овладение конкретными знаниями энергосберегающих технологий,

 

    необходимыми для решения проблемы дефицита электроэнергии;

 

   - повышение уровня культуры энергопотребления.

 

2. Задачи:

  

   -рассмотреть традиционные и нетрадиционные методы   генерирования электроэнергии;

 

   -разработать и предложить свои варианты решения проблемы энергосбережения;

 

   -довести результаты своих исследований до окружающих людей.

 

3. Гипотеза: 

способы экономии электрической  энергии очень разнообразны: от самых   

 

простых, осуществляемых на бытовом уровне, до более сложных, на уровне

 

промышленного производства. Доведение нашей бытовой техники до современного

 

уровня по показателям расхода электроэнергии, использование подручных средств

 

поможет нам сэкономить электрическую энергию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                2

 

 

Введение

 

Вести разговор о путях решения проблемы энергосбережения невозможно без обращения

 

к истории. Кратко историю энергопотребления можно изложить так: человечество начало

 

с бережного использования возобновляемых источников энергии, но постепенно перешло к

 

безрассудному  использованию невозобновляемых источников.

 

 Вся история энергопотребления доказывает, что с ростом уровня жизни увеличивается

 

количество необходимой человеку энергии.

 

Любая деятельность, независимо от ее природы, предполагает использование энергии.

 

 

 

Но ведь потребление всех видов энергетических ресурсов быстро растет. Что же будет

 

дальше? На мой взгляд, проблемы, связанные с энергообеспечением , очень актуальны в

 

наше время. Они не могут не заинтересовать любого здравомыслящего человека и

 

требуют всеобщего пристального внимания, изучения и решения.

 

При оценке их запасов важно различать две большие группы ресурсов – небозобновляемые

 

и возобновляемые. Первые практически не восполняются, и их количество неуклонно

 

уменьшается по мере использования. Сюда относятся минеральные и земельные ресурсы.

 

Возобновляемые ресурсы либо способны к самовоспроизведению, либо непрерывно

 

поступают к Земле извне, либо, находясь в непрерывном круговороте, могут

 

использоваться повторно. Разумеется, возобновляемые ресурсы, как и невозобновляемые, не

 

бесконечны, но их возобновляемая часть может постоянно использоваться.

                                                               3

Основные источники энергии

 

1. Тепловые электростанции

 

- около 75 % всей электроэнергии  России производится на тепловых электростанциях

 

- коэффициент полезного действия ТЭС достигает 40 % . Большая часть энергии теряется

 

вместе с горячим обработанным паром

 

2 . Гидроэлектростанции

 

- они должны строиться на полноводных реках, примером подобного типа станций на

 

многоводной реке служит Братская ГЭС на реке Ангаре

 

- важнейшая особенность гидроэнергетических ресурсов по сравнению  с топливно-

 

энергетическими ресурсами – их непрерывная возобносляемость

 

 

- 3. Атомные электростанции

являются наиболее современным видом электростанций, имеют ряд существенных

 

преимуществ: при нормальных условиях функционирования они не загрязняют

окружающую среду, не требуют привязки к источнику сырья

 

- значительных недостатков при нормальных условиях функционирования практически не

имеют.

Нетрадиционные источники энергии

 

1. Ветровая энергия

2. Геотермальная энергия

3. Тепловая энергия океана

4. Энергия приливов и отливов

5. Энергия морских течений

6. Энергия солнца

7. Водородная энергетика

 

 

 

 

                                                               

 

                                                                4

 

 

Чтобы наша жизнь становилась лучше, нам следует научиться экономить. Экономия

 

ресурсов – это не отказ от комфорта, а, наоборот, - цели энергосбережения( в том числе

 

государственные) – это обеспечение необходимых условий жизни для всего населения.

 

 

 В наше время мы тратим большое количество электроэнергии и даже не задумываемся об

 

этом. Я подсчитала количество истраченной мной электроэнергии за месяц, для этого я не

 

использовала счетчики, установленные в каждой квартире, а просто выписала мощности

 

приборов, находящихся в ней, и подсчитала приблизительно, сколько времени они

 

работают. Конечно же оказалось , что мои расчеты получились не совсем верными. И

 

погрешность была довольно таки велика. Тогда я задумалась, а может ли человек реально

 

оценивать сколько он за месяц использует электроэнергии?

 

 

Мы никогда не задумываемся,  сколько электроэнергии потребляет телевизор, компьютер,

 

стиральная машинка, пылесос, и даже лампочки. Когда я произвела расчеты, я

 

действительно удивилась. Оказалось, что всю потребляемую электроэнергию можно как

 

бы разделить на 4 приблизительно равных части. Около 25% - потребляет компьютер,

 

другие 25% - холодильник, как ни странно 25% - потребляют все лампочки, а оставшиеся

 

25% - приходится на все остальные приборы.   Ну как же так, мне мама всегда говорила с

 

детства: «Выключи телевизор, и так за электроэнергию много платим». Я думаю, не раз вы

 

тоже такое слышали. Но даже обыкновенная лампочка потребляет больше

 

электроэнергии, чем наш любимый телевизор.

 

 Тогда я  решила провести  эксперимент. Я очень часто пользуюсь выпрямителем, ну и конечно

                                                               5

 

же он у меня не один. Выяснилось, что мои выпрямители имеют разную мощность,

 

причем мощность одного практически 2 раза больше другого. Я решила засечь время их

 

работы. Получилось, что выпрямителем меньшей мощности, я смогла выпрямить волосы

 

за 1,5 часа, а другим, за 1 час. Полчаса - время, конечно, не малое. А как же деньги? На

 

сколько же разница?  К моему удивлению, я ее не обнаружила.

 

 

Что за   один, что за другой выпрямитель , мне придется заплатить равную сумму денег. Но конечно же, если вы экономите свое время, то покупайте электроприборы с большей

 

мощностью.

А как же  лампочки. Они ведь потребляют такое большое количество электроэнергии.

 

А может их заменить на энергосберегающие лампочки, ну не зря же их так назвали

 

«энергосберегающие».

 

Но у них так же есть и плюсы и минусы. Плюс – это то, что они работают гораздо дольше, 

 

чем простые лампочки, но минус – они так дорого стоят . Так стоит ли переплачивать

 

такое количество  денег и когда окупятся наши затраты? Это я и попробую посчитать.

 

 

Энергосберегающая лампочка в среднем стоит около 150 рублей и имеет мощность около

 

20 Вт. Возьмем обыкновенную лампочку мощностью 100Вт, пусть она горит около 2

 

часов в день на протяжении всего месяца.

 

 А= 0,1*2*30=6 кВт*ч                        1 кВт*ч = 2,32 руб.

 

Стоимость = 6*2,32=13,92 руб.

 

Энергосберегающая лампочка

 

 

А= 0,02*2*30=1,2 руб.

 

                                                                       6

Стоимость энергосберегающей лампочки окупится буквально за 1 год, хотя срок ее

 

службы, намного больше.

 

Получается, что покупать энергосберегающие лампочки действительно выгодно.

 

 

Изучив специальную литературу, я выяснила, что в настоящее время почти вся

 

европейская техника имеет специальную евронаклейку с обозначением класса

 

энергосбережения от А до G. К классу А относятся наиболее, а к классу G наименее

 

экономичные приборы. Там же указываются годовое потребление электроэнергии к кВ/ч.

 

Каждому классу энергосбережения соответствует определенный уровень

 

энергопотребления.

 

Например, стиральные машины:

 

при загрузке 1 кг белья

 

 - при классе «А» расходуется 0,19 кВт*ч энергии;

 

- при «В» - от 0,19 до 0,23 кВт*ч

 

-при «С» - от 0,23 до 0,27 кВт*ч

 

                                                           

при загрузке 5 кг белья

 

- для класса «А» - до 0,95 кВт*ч

 

- для «В» - от 0,95 до 1,15 кВт*ч

 

- для «С» - от 1,15 до 1,35 кВт*ч

 

 

Холодильники:

 

- класс энергопотребления «В» - расход 1,26 кВт*ч

 

- класс энергопотребления «С» - расход 1,45 кВт*ч

                                                                   7

 

 

Я решила рассчитать, сколько можно сэкономить электроэнергии, если каждый день в

 

школьных кабинетах свет будет гореть хотя бы на час меньше. В среднем в школе 24

 

Кабинета (не считая подсобные помещения, спортивный зал, столовую, коридоры), в

 

каждом около 9 лампочек, вот и посмотрим сколько мы сможем сэкономить.

 

Дано:

 

n = 9

 

P= 0.2 кВт

 

t = 1 ч

 

тариф = 2,32 р/(кВт*ч)

 

Найти:

 

стоимость электроэнергии-?

 

 

Решение

 

ст-ть = А* тариф

 

А=n*P*t

 

А= 9*0,2=1,8 кВт*ч

 

ст-ть = 1,8*2,32= 4,176 р    - экономия  в одном кабинете

 

Посчитаем сколько мы сэкономим, если выключим на 1 час свет во всех кабинетах

 

ст-ть= 4,176*24=100р,

 

а если за год

 

ст-ть = 26*8*100=20800р

А это уже совсем не маленькая сумма. Вот такую сумму мы сэкономим, если выключим свет в кабинете лицея на 1 час раньше.

                                                               8

Расчет стоимости электроэнергии в квартире за месяц:

 

                                                              

Дано:                                                             Решение  

 

P телевизор = 0,068 кВт                    А = P*t

t телевизор = 4*30 ч                           А телевизора = 0,068*4*30*2=16,32 кВт*ч

n телевизор = 2                                   А колонки =0,005*6*30=1 кВт*ч

P колонки = 0,005 кВт                       А монитор =0,06 * 6*30=13,68 кВт*ч

t колонки = 6*30 ч                             А лампочка 1 =0,075*3*30=6,75 кВт*ч

P монитор = 0,06 кВт                        А лампочка 2 =0,1*3*30=9 кВт*ч

t монитор = 6*30 ч                             А системный блок =0,1*6*30=18 кВт*ч

Pлампочка 1 = 0,075к Вт                   А лампочка 3 = 0,075*1*30=2,25 кВт*ч

t лампочка 1 = 3*30 ч                        А лампочка 4 = 0,1*0,5*30=1,5 кВт*ч

P лампочка 2 = 0,1 кВт                      А лампочка 5 = 0,1*1,5*30=4,5 кВт*ч

t лампочка 2 = 3*30 ч                        А плойка = 0,05*0,25*30=0,4 кВт*ч

P системный блок = 0,1 кВт             А выпрямитель =0,055*0,15*30=0,9 кВт*ч

t системный блок = 6*30 ч                А холодильник = 0,2*4*30=24 кВт*ч

P лампочка 3 = 0,075 кВт                  А лампочка 6=0,075*0,075=9 кВт*ч

t лампочка 3 = 1*30 ч                        А лампочка 7 =0,075*3*30=6,75 кВт*ч

P лампочка 4 = 0,1 кВт                      А лампочка 8 =0,075*3*30=6,75 кВт*ч

t лампочка 4 = 0,5*30 ч                     А лампочка 9 =0,075*3*30=6,75 кВт*ч

P лампочка 5 = 0,1 кВт                      А лампочка 10 =0,075*3*30=6,75 кВт*ч

t лампочка 5 = 1,5*30 ч                     А пылесос =1,6*0,25 * 30=12 кВт*ч

P машинка = 0,32 кВт

t машинки = 1*4 ч                              А общая = А1+А2+А3 +…+ Аn

P плойка = 0,05 кВт                           А общая =16,32+1+13,68+6,75+9+18+2,25+

                                                      1,5+4,5+0,4+0,9+24+9+6,75+6,75+6,75+6,75+12=147 кВт*ч

t плойка = 0,25*30 ч                          

P выпрямитель = 0,055 кВт

t выпрямитель = 0,15*30 ч                  Стоимость электроэнергии =147,98*2,32=343,3136 р

P холодильник = 0,2 кВт

t холодильник = 4*30 ч

P лампочка 5 = 0,075 кВт

t лампочка 5 = 4*30 ч

P лампочка 6 = 0,075 кВт

t лампочка 6 = 0,075 ч

P лампочка 7 = 0,075 кВт

t лампочка 7 = 3*30 ч

P лампочка 8 = 0,075к Вт

t лампочка 8 = 3*30 ч

P лампочка 9 = 0,075 Вт

t лампочка 9 = 3*30 ч

P лампочка 10 = 0,075 кВт

                                                               9

 

t лампочка 10 = 3*30 ч

P пылесос = 1,6 кВт

t пылесос = 0,25 * 30ч

 

Найти:

А общая -?

Стоимость электроэнергии-?

                                                                         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                      10

 

 

Полезные советы

 

 

 Перед утепление на зиму окон следует тщательно помыть стекла. Вообще это следует

 

делать почаще, так как это способствует экономии электроэнергии на освещение.

 

На зиму оконные рамы можно заклеить бумагой. Это следует делать с внутренней

 

стороны и в безветренную погоду. Хорошо держится бумага, приклеенная молоком.

 

Однако лучше применять специальные уплотняющие материалы. Их много появилось в

 

продаже, и некоторые способны работать несколько лет. Они же с успехом применяются

 

для утепления таких модных нынче металлических дверей.

 

 

Течь из труб отопления или водопровода можно устранить, приложив к трубе ластик и

 

прижать его привязанной к трубе палочкой.

 

 

 Используйте кастрюли с диаметром днища равному диаметру конфорок электроплит. Это

 

позволит сэкономить электроэнергию при приготовлении пищи. Если дно кастрюли

 

меньше размера конфорки, то при готовке теряется большое количество электричества,

 

идущего на нагрев.

 

 Использование скороварок позволяет сэкономить не только время на приготовление

 

пищи, но и электроэнергию.

 

 

Максимально используйте естественное освещение. Это - один из способов уменьшить

 

расход электроэнергии на искусственное освещение.

 

 

Устанавливайте холодильник подальше от отопительных и нагревательных устройств. 

 

                                                                       11

 

Всегда оставляйте и поддерживайте зазор в 5-10 см  между задней стенкой холодильника

 

и стеной помещения.

 

 

 

 

Предложения по рациональному использованию энергии в лицее

 

1. более рациональное расположение осветителей

 

2. замена существующих ламп на энергосберегающие

 

3. использовать осветители грамотнее

 

4. использовать в цепи выключатели с регулятором мощности, а следовательно,

 

интенсивности освещения

 

5. использовать фотореле.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                  12

 

Заключение

 

Проблемы энергосбережения и внедрения новых неэнергоемких технологий являются

 

актуальными и для нашей страны. Значительную экономию в расходовании

 

электроэнергии дает стабилизация частоты электрического тока. Велики потери

 

электрической энергии и из – за некачественного или устаревшего оборудования.

 

Но, в общем, надо просто  начать с определенной экономии, и мы сможем не только

 

сэкономить свои деньги но и электроэнергию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                  13

 

 

Список литературы:

 

 

Учебник физики , автор-составитель Н.А. Лымарева

Физика 8 класс, Перышкин. Гутник.

Интернет ресурсы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                               14

 

Приложение

 

 

 

 

 

25%

23%

 

 

 

 

 

 

25%                                                                   27%

 

 

 

 

                                                  диаграмма расхода электроэнергии в квартире