Научная работа "Эффективное и рациональное использование электроэнергии дома"

Министерство образования и науки РК

КГУ СОШ №2 им.А.Ермекова г.Каркаралинска

Направление: «Научно- технический прогресс-как ключевое звено

экономического роста»

Секция: Физика

Тема:

Эффективное и рациональное использование

электроэнергии дома

Выполнил: Темiржан Әмiр

ученик 10А класса КГУ СОШ №2

им.А.Ермекова г.Каркаралинска

Руководитель проекта : Ашимова А.А.

учитель физики и информатики

Караганда 2016г.

Содержание

1.Анотация ….. …………….………..………………………………….………3

2. Цель, задачи ………………………………………………………………… ..4

2.Введение ………………………………………………………..……….……5

3.Проблема ……………………………………………………………………6

4.Содержание проекта:

4.1.Бытовая техника………………………………………..……………….7

4.2.Электронные приборы………………………………………………....7

4.3.Освещение……………………………….………………………………8

4.4.Формултровка вашего плана. Изоляция в доме……………………10

4.5.Выветривание.Нагрев дома …………………………………………..11

4.6.Солнечный нагрев……………………………………………………..12

4.7.Нагрев воды……………………………………………………………13

4.8.Окна…………………………………………………………………….14

4.9.Проходной выключатель……………………………………………..15

5.Заключение……………………………………………………………………17

6.Список литературы…………………………………………………………..19

Рецензия

на проект научно-исследовательской работы

Исследовательская работа посвящена актуальной теме - использование различных методов для экономии электроэнергии дома, который усилит интерес учащихся к физике и содействует развитию физических способностей в школе. Цель работы четко сформулирована и обоснована. План исследования включает в себя все необходимые этапы для достижения цели.

Исследовательская работа имеет логически правильную структуру. Работа грамотно оформлена. Содержит иллюстративный материал, что позволяет более наглядно раскрыть ее основные результаты.

Тема проекта полностью раскрыта, Нурболат демонстрирует знания не только по физике, но и по географии.

Проект является исследовательским, поэтому способствует развитию познавательного интереса, аналитических способностей, различных способов восприятия и обработки информации.

На протяжении всего периода работы над проектом были углублено изучены предметные знания, умения  и навыки.Работа полностью соответствует требованиям качества. Данную работу можно использовать в качестве дидактического материала для внеклассной работы: факультатив, кружковая работа.

Считаю, что исследовательский проект Серик Нурболата может быть представлен для участие в научно-практической конференции.

Рецензент:       Ашимова А.А., учитель физики и информатики.

Аннотация

Работа посвящена теме энергетики. Тема «Эффективное и рациональное использование электроэнергии дома» всегда актуальна, так как повышает интерес учащихся к физике и воспитывает их ответственное отношение к окружающей среде. Надо иметь в виду, что физика имеет важное преимущество перед другими школьными дисциплинами: она может предоставить учащимся возможность проявить свой творческий потенциал при проведении интересных для них наблюдений и исследований.

Андатпа

Жұмыс қуат көзі тақырыбына. «Үйде қуат көзін тіиімді және ұтымды пайдалану» тақырыбы әрқашан өзекті, оқушылардың физика ғылымына қызығушылығын жоғарлатады және олардың қоршағае ортаға жауапты қарым қатынасына тәпбиелейді.

Ең бастысы, физиканың мектеп тәртібіндегі маңызды артықшылығы: ол оқушыларға кқызықты бақылаулар мен зерттеулерде өздерінің шығармашылық әлеуетін арттыруға мүмкіндік береді.

Annotation

The work is devoted to the theme energy. The theme of “Effective and efficient use of electricity at home” is always relevant, as it increases students’ interest in physics and brings them a responsible attitude to the environment.

Physics has an important advantage over other school disciplines: it can provide opportunities for students to show their creativity in conducting interesting for them observation and research.

Цель работы: определить способы экономии электроэнергии дома.

Задачи:

1. Изучить принцип работы бытовой техники.

2. Разработать рекомендации по сокращению потребляемой электроэнергии дома.

3. Разработать модель проходного выключателя.

4. Сделать выводы, осветить актуальность работы и разработать рекомендации по применению полученных знаний.

Гипотеза: Если каждый из нас будет соблюдать простые правила экономии

электроэнергии, то наша планета станет чище и безопаснее.

Ожидаемый результат:

Люди:

- начнут осознавать значимость энергетических ресурсов,

-придумывать различные способы экономии электроэнергии,

-создавать новейшие технологии.

Введение

Об электричестве люди знали уже в 1700 году, но добывать его в гигантских масштабах научились только 100 лет назад. Его добывали из тепла, силы воды, внутренней энергии атома, силы ветра. Электростанций много и каждая наносит вред экологии. На их строительство и обслуживание требуется много средств.

Проблема нахождения чистой энергии в XXI веке стоит остро. В современном мире человечество нуждается в электроэнергии каждый день. Она нужна как большим предприятиям, так и в быту. На ее выработку тратится много средств. И поэтому счета за электроэнергию растут каждый год. Те предприятия, которые могут вырабатывать дешёвую электроэнергию, наносят большой ущерб экологии, который потом отражается на окружающей среде и нашем здоровье. А те предприятия, которые вырабатывают более экологически чистую электроэнергию, как, к примеру, гидроэлектростанции, требуют больших затрат. Поэтому я взял это тему.

В статье приведена инструкция по рациональному использованию электроэнергии дома. Как можно сэкономить электричество и на чём.

Проблема:

В настоящее время на территории Казахстана экологические проблемы приобретают особую значимость. Эти проблемы превратились сегодня в один из важных факторов, оказывающих влияние на будущее нашего поколения.  В соответствии со стратегией Президента страны, в последние годы делается немало для улучшения состояния окружающей среды. Однако, экологическая ситуация страны остается сложной.

Мы знаем, что для производства электроэнергии необходимы следующие природные ресурсы: нефть, мазут ,уголь, ядерное горючее, газ, вода. Все эти ресурсы исчерпаемы и человечество ищет пути решения данной проблемы.

Целью нашей работы найти эффективное и рациональное использование электроэнергии дома, при этом уменьшить объем выбросов вредных веществ в окружающую среду и сэкономить природные ресурсы нашей страны.

Наибольшими потребителями электроэнергии в квартире являются: электроплита, стиральная машинка, холодильник, электрочайник, утюг, стационарный компьютер, а также освещение (если вы ещё не пользуетесь энергосберегающими лампами). А значит, чтобы добиться экономии электроэнергии нужно правильно использовать вышеперечисленные и другие электроприборы.

Бытовая техника

Холодильник не следует устанавливать возле отопительных батарей или плиты, а также постарайтесь не ставить в него тёплую или горячую пищу. Не забывайте размораживать время от времени холодильник, если на его стенках или в морозильной камере накапливается наледь. Так как всё это значительно увеличивает нагрузку на холодильник, а, следовательно, увеличивается расход электроэнергии, да и срок работы.
При использовании стиральной машины старайтесь, насколько это будет возможно, поставить ниже температуру и длительность стирки (короткую программу). Разницу в качестве стирки, скорее всего, вы и не почувствуете, а вот затраты на электроэнергию снизите.
Для тех, кто пользуется электроплитой: на кипячение воды в электрочайнике уходит в 2 раза меньше электроэнергии, чем, если бы кипятили на плите. Поэтому при варке пищи следует сначала накипятить воду в чайнике, а затем перелить воду в кастрюлю и поставить на электроплиту. Причём это сэкономит не только расход электроэнергии, но и время.

Электронные приборы

Многие из нас после выключения электроприбора кнопкой On/Off не вынимают штекер из розетки. А большинство приборов, даже когда находятся в режиме ожидания, всё равно расходуют небольшое количество электроэнергии.
Стационарный компьютер тоже играет большую роль в расходе ваших средств, при оплате за «свет». Среднестатистический компьютер потребляет от 350 ватт в час. Это можно сравнить с 3-4 стоваттными лампочками накаливания. И это только за час, вспомните, сколько времени в день ваш компьютер включён, просто многие его вообще не выключают круглосуточно. Да, но компьютер тоже не рекомендуют часто включать-выключать, поэтому если он вам временно не нужен – переведите его в «спящий режим», это уменьшит расход электроэнергии в 2 раза.
Старайтесь не прослушивать музыку и не смотреть фильмы непосредственно с компакт-дисков, так как при работе CD/DVD привода на вашем компьютере значительно увеличивается нагрузка на блок питания, следовательно, увеличивается расход потребляемой энергии. Поэтому просто скопируйте фильмы или музыку с диска в память компьютера и производите запуск их оттуда.

Освещение

Значительной эффективности в экономии электроэнергии можно добиться за счёт того, что просто заменить обычные лампы накаливания энергоэффективными, как сейчас в народе называют их «экономками». Они потребляют электроэнергии меньше от 5 до 10 раз. Таким образом, это простой и очень эффективный способ сэкономить денег на«свете».
Максимально эффективно используйте зональное освещение вашей квартиры, источники света, освещающие только часть комнаты. Это использование настольных ламп, прикроватных светильников, настенных бра и торшеров. Так при чтении не включайте большую люстру на несколько ламп, а включите настольный или же прикроватный светильник с лампой в 40-60 ватт, это даст значительную экономию электроэнергии.
Максимально используйте естественное освещение, для этого в вечернее время раздвиньте шторы и тюль, а также регулярно мойте окна.
Большую роль в освещении комнаты играет цвет ваших обоев. Если обои светлые, то требуется меньше источников света, чем для комнаты с темными обоями. Поэтому при ремонте стоит об этом подумать. Да и находится в помещении приятнее, когда обои светлые.

А при производстве электричества из ископаемых видов топлива для одного дома в атмосферу выбрасывается двуокиси углерода больше, чем от среднего автомобиля. Проведя несколько недорогих мероприятий, вы можете сократить расходы на коммунальные услуги в пределах от 10 % до 50 % и одновременно помочь в деле спасения окружающей среды. 
Ключом к достижению этих целей является создание схемы экономии энергии по всему дому. Для осуществления подобного плана подойдем к рассмотрению всего дома как некоторой энергетической системы с зависящими друг от друга частями. При подобном подходе к сохранению энергии вы можете с умом потратить затрачиваемые деньги. Энергетические усовершенствования не только сделают ваш дом более удобным, но и долгое время будут отзываться финансовыми преимуществами. Сокращенные эксплуатационные расходы значительно компенсируют высокую цену на энергоэффективные приборы и процессы по всему сроку их службы.

Формулировка вашего плана

Первым шагом при оценке энергоэффективности дома является определение наиболее энергоемких процессов в нем. Проверка распределения энергии в доме покажет вам, где происходят эти процессы, и подскажет наилучшие меры по сокращению затрат. Способы проверки энергии: 
• Определить уровень изоляции стен, фундамента, потолков, чердака, полов и (если есть) погребов в вашем доме. 
• Обнаружить дыры и трещины на всех стенах, потолках, окнах, дверях, выходные электрические отверстия, через которые существует возможность проникновения воздуха в ваш дом или наружу. 
• Удостоверьтесь в том, что ваши приборы и системы нагрева и охлаждения как следует закреплены. 
• Изучите потребности вашей семьи в освещении и используйте схему, обращая особое внимание на наиболее часто используемые места в доме, такие, как гостиная и кухня. Найдите способы применения дневного света, уменьшите время использования освещения и замените обычные лампы накаливания на флюоресцентные лампы. 

Изоляция дома

Проверка вашей домашней системы изоляции - один из самых быстрых и наиболее результативных способов сокращения энергетических потерь и оптимизации денежных затрат. Хорошая система изоляции включает в себя комбинацию технических решений, эффективно обеспечивающих дом теплом, защищающих его от воздушной инфильтрации, контролирующих влажность. Вы можете улучшить уровень комфорта в вашем доме при одновременном сокращении ваших потребностей в нагреве и охлаждении до 30 % и инвестировании в необходимую изоляцию некоторого количества денег. 

Выветривание 

Проникновение теплого воздуха в ваш дом летом и утечка его зимой расточает существенную часть ваших денег. Одним из самых быстрых способов, который вы можете применить, - это герметично закрыть и замазать все щели и трещины. Таким способом вы сэкономите 10% и более на ваших энергетических счетах путем уменьшения воздушных потерь в вашем доме. 

Для устранения выветривания необходимо: 

• Во-первых, проверьте ваш дом на наличие воздушных напряженностей. В ветреный день установите дымящиеся ветки в вашем доме возле окон, дверей, наружного водопровода, электророзеток и др., на всех возможных путях прохождения нежелательных воздушных потоков. 

Нагрев дома

На нагрев вашего дома затрачивается энергии и денег больше, чем на любую другую систему или процесс. Обычно около 44 % ваших счетов за коммунальные услуги идет на нагрев. Системы нагрева в Казахстане выделяют большое количество двуокиси углерода в атмосферу в год, способствуя тем самым глобальному потеплению климата. Они также выбрасывают около 24 % от всего объема двуокиси серы, 12 % оксида азота, которые являются основными ингредиентами кислотных дождей. 
Что важно при нагреве: 
• Настройте теплообмен в вашем доме насколько возможно оптимально. 
• Очищайте нагревательные элементы и радиаторы; следите за тем, чтобы они не были закрыты мебелью, коврами, портьерами. 
• Сливайте воду из нагревательных радиаторов (если это предусмотрено конструкцией) один - два раза в сезон. 
• Расположите отражатель тепла между радиатором и наружной стеной. 
• Используйте вентиляторы в кухне, ванной комнате и др. наиболее благоразумно. 
• Во время отопительного сезона не закрывайте окна шторами с южной стороны для проникновения солнечного света в ваш дом; прикрывайте их на ночь. 
• При покупке нового оборудования выбирайте энергоэффективные приборы.

Солнечный нагрев

Использование современных солнечных технологий при нагреве дома одновременно эффективно с экономической точки зрения и по отношению к окружающей среде. Во многих случаях, используя пассивные солнечные технологии, вы сможете снизить затраты на обогрев более чем на 50 %. Пассивные солнечные технологии подразумевают использование изолированных окон большого размера, установленных на южных стенах дома, и установку термических поверхностей возле окон, таких, как бетонные пластинчатые полы или теплопоглощающие стены. Однако подобные технологии требуют очень внимательного отношения к дизайну. 
Основные требования для солнечных пассивных технологий: 
•Содержите все южные окна в чистоте. 
• Удостоверьтесь, что бетонные пластинчатые полы и теплопоглощающие стены незакрыты посторонними объектами. 
• Подумайте об использовании изоляционных занавесей для уменьшения тепловых потерь от окон большого размера в ночное время.

Нагрев воды

Два основных способа сократить ваши счета на нагрев воды: использовать менее горячую воду, повернуть назад регулятор термостата нагревательной системы. Семья, состоящая из четырех человек, каждый из которых принимает душ по пять минут в день, расходует 2600 литров воды в неделю; это равносильно потреблению воды одним человеком для питья в течение трех лет. Вы можете уменьшить этот объем наполовину простым использованием смесителя и водопроводных кранов меньшей пропускной способности. 
Способы оптимизации нагрева воды: 
• Поскорее отремонтируйте текущие краны. 
• Изолируйте ваш нагревательный бак и трубопровод, но будьте аккуратны при работе с термостатом, не обворачивайте его. При необходимости обратитесь за помощью к профессионалу. 
• Установите аэраторы воды на водопроводные краны и смеситель c меньшим потоком воды. 
• Купите новый водонагреватель с тонкой изолирующей оболочкой; возможно, это будет дороже, чем такой же агрегат, но без изоляции, однако лишние расходы быстро окупятся за счет потребления энергии. 
• Несмотря на то что срок службы большинства водонагревателей около 10 - 15 лет, лучше произвести покупку нового устройства, если ему более 7 лет. 
• Уменьшите температурные настройки термостата на вашем водонагревателе: иногда устройства поступают с завода с завышенными настройками. 
• Сливайте 1 литр воды из вашего бака каждые три месяца для удаления осадка, который препятствует передаче тепла и снижает производительность работы вашего водонагревателя. 
• Если вы живете в жарком, солнечном климате, продумайте установку солнечных водонагревателей.

Окна

Окна могут быть одной из самых привлекательных деталей вашего дома. Окна обеспечивают обзор, освещение, вентиляцию и солнечный нагрев зимой. Однако «через них уходит» около 10 - 25% ваших счетов на нагрев. В летнее время из-за солнечных окон ваш кондиционер работает в два-три раза труднее. 
Если вы решили не менять окна в вашем доме, то нижеследующие меры помогут вам повысить энергосберегающие свойства ваших окон. 
Окна для холодного климата: 
• Повесьте плотные шторы, дополнительно изолирующие окна. 
• Закрывайте окна на ночь занавесями и шторами. 
• Содержите окна, особенно на южной стороне, чистыми для проникновения солнечного тепла в дом. 
Окна для жаркого климата: 
• Повесьте на окна занавеси и шторы светлого оттенка для отражения солнечного тепла от дома. 
• Покройте пленкой, отражающей солнечное излучение, окна на южной стороне дома для уменьшения проникновения солнечного тепла.

Проходной выключатель

В настоящее время проходные выключатели только-только начали входить в нашу жизнь. А ведь их применение открывает большие возможности для энергосбережения и экономии времени. Проходной выключатель в отличие от простого выключателя, где происходит обычное прерывание цепи, имеет три контакта и механизм переключения между ними. Двухклавишный проходной выключатель имеет шесть контактов и, по сути, является двумя независимыми друг от друга одноклавишными проходными выключателями. Главным преимуществом проходных выключателей является возможность включения и выключения светильника (группы светильников) из двух и более точек. Часто эти выключатели ещѐ называют дублирующими или перекидными. Основное отличие простого выключателя, в котором происходит обычное прерывание электрической цепи, от устройства названием проходной выключатель, является то, что в нѐм встроено три контакта и переключающий механизм между ними. Главным их преимуществом является возможность включения или выключения светильника (или группы светильников) из двух, трѐх или более точек. Часто в народе их ещѐ называют перекидной выключатель. Или же проще – дублирующий выключатель. Двухклавишный проходной выключатель имеет внутри шесть контактов, и по своей конструкции представляет собой два независимые друг от друга одноклавишный проходной выключатель. Визуально обычный выключатель и проходной не различить, но можно. У проходного есть в наличии особенный знак на каждой из клавиш – в обычном его нету. Кроме очевидных удобств, применение переключателей позволяет существенно сэкономить электроэнергию. К примеру у нас в подъезде светят 5 лампочки с мощностью 70 ват около 15 часов в день за месяц эти лампочки выжигают в среднем 126 кВт электричества (1359 тенге),

но если установить проходной выключатель свет в подъезде будет гореть значительно меньше, около 4 часов в день .Расход электричества снизится до 40 кВт в месяц (362,4 тенге). Тем самым мы экономим не только электроэнергию, но и денежные средства.

 

Заключение

С каждым годом для использования нынешней технологии и создания новой для облегчения жизни человека необходимо электричество , а ведь электроэнергия не бесконечна .На сегодняшний нет проблем связанных с электричеством, но если человек не станет хоть как то экономить электроэнергию, в скором времени они появятся, а ведь в современном мире без электричества нельзя. В 1930 году в мире было произведено около 300 миллиардов киловатт- часов электроэнергии. Но в 2000 году произведено около 30 тысяч миллиардов киловатт часов. Население земного шара в условиях современного демографического взрыва удваивается за 40-50 лет. В тоже время в энергетике это происходит через каждые 12-15 лет. Таким образом, возрастает количество энергии на душу населения. Но не каждая душа еѐ получает хотя бы в малых кол-вах. Львиная доля приходится на развитые и высокоразвитые страны. И проблема возникает, как правило, в этих странах. В современном мире трудно представить жизнь без электричества. Экономики многих стран терпят миллиардные потери при, даже небольшом, «голоде» электричества. На электричестве «сидят» все предприятия, больницы, дома и т.д. Жизнь людей стала зависеть от электричества как напрямую, так и косвенно. Считается, что электроприборы «экологичные» и поэтому менее вредны здоровью человека и на окружающую среду. Да это так, но еѐ, ещѐ нужно произвести. А это не всегда бывает экологически приемлемо. Конечно, существуют и альтернативные источники энергии, к ним относятся: тепло Земли (геотермальная энергия), Солнца (в том числе энергия ветра, морских волн, тепла морей и океанов), а также «малая» гидроэнергетика: морские приливы и отливы, биогазовые, теплонасосные установки и другие преобразователи энергии. Но внедрение использования альтернативных источников в настоящее время зачастую либо требует сложных технологий, либо не вполне оправдано дорого и трудоемко. Для решения данной проблемы я считаю, что впервую очередь нужно распространять среди граждан нашей страны идею сохранения экологии природных богатств нашей страны. Это можно сделать и в школе, если ввести практические занятия по экономии энергии. Например, как утеплять окна, двери, как следить чтобы не было излишних затрат электричества, хотя на уровне советов которые приведены в данной работе. Я считаю, главным не только рассказать школьникам о необходимости экономии энергии, но и приучить их к использованию своих знаний в повседневной жизни. Потому что, как говорится теория без практики не жизнеспособна.

Список использованных источников

1.    Габов Ю.А. ., Кист В.Э. и др. Экологическая  безопасность Казахстана Астана, 2006. – 543

2.   Ибраева Б.А. Состояние атмосферного воздуха РК // Экологические проблемы РК и пути их решения Тезисы докладов. Караганда, 2002.- 14-15

3. Газета«Индустриальная Караганда» выпуск апрель 2014г. 

4. Журнал «Физика в школе»

Интернет ресурсы:

1. Википедия – АЭС. ссылка

2. Википедия – ГЭС. ссылка

3. Википедия – электричество. ссылка

4. www.Экология производства.ru – экологическая обстановка в Брянске. ссылка

5. www.vbryanske.ru – экология в Брянске на 2011 год. ссылка

6. Википедия – картофель. ссылка

7. Как добыть электричество из свечки ссылка

8. Учёные в Израиле ссылка

9. Электричество из картофеля с зубной пастой ссылка