Научно-исследовательский проект «Даешь энергосбережение в каждый дом!» - Eстествознание - Детские исследовательские проекты - Обучение и развитие - ПочемуЧка

Энергосбережение в жизни школьника.
Призывы к тому, что каждый человек должен включиться в движение защиты природы, беречь окружающую среду мы слышим с раннего детства. Однако, при социологическом опросе своих одноклассников, я выяснил, что вопросами экономии энергии в своих домах и тем более в общественных зданиях фактически никто из ровесников не обеспокоен (Приложение №1). Размышляя над тем, какую реальную помощь в защите природы могут оказывать ученики школ, я пришел к теме энергосбережения. Мне помогли уроки географии, биологии и обществознания, где рассматриваются темы экологического содержания.

Мой проект затрагивает проблему рационального природопользования. Как я понял, из анализа литературы нерациональное природопользование привело к ухудшению, прежде всего, качества атмосферного воздуха, и как следствие, не только к усилению парникового эффекта, но и к ослаблению здоровья современных людей. В ходе реализации проекта я поставил перед собой главную задачу – помочь школьникам и их родителям осознать реальные пути помощи окружающей среде через освоение приемов энергосбережения в быту.

Актуальность проблемы. В последнее время много внимания уделяется энергосбережению, не только зарубежном , но и в нашей стране, как одному из способов решения проблемы загрязнения окружающей среды. Потребление энергии во всем мире и в России постоянно растет. «Вдвое сократить количество вредных выбросов в атмосферу призвал президент РФ Владимир Путин, выступая 27 декабря 2016 г. на заседании Государственного совета, посвященного проблемам экологического развития страны.
Если этого не сделать, отметил глава государства, то к 2050 году выбросы загрязняющих веществ и парниковых газов достигнут критического предела. «А это значит, — пояснил он, — что будущим поколениям мы оставим среду, непригодную для жизни».
По мнению президента, в первую очередь важно кардинально снизить объем выбросов в атмосферу, в почву и водоемы. Добиться этого, отметил Путин, можно за счет технологического перевооружения промышленности и внедрения новейших технологий.»[2]
Я согласен с тем, что один из путей выхода из экологического кризиса - это энергосберегающий образ жизни человека. Для этого необходимо научиться жить, используя энергосберегающие привычки. Образ жизни – это часть человеческой культуры. Я рассматриваю рациональное природопользование в контексте формирования экологической культуры человека. Элементом экологической культуры и являются энергосберегающие навыки.

Гипотеза исследования: знания о способах энергосбережения могут стать привычками для любого человека, кто поставит перед собой цель овладеть ими.

Тема исследования – энергосбережение в быту.

Цель исследования: формирование представлений об энергосберегающем образе жизни и навыках энергосбережения в жилых помещениях.

Предмет исследования - навыки энергосбережения электрической энергии.
Какие приборы и как расходуют электроэнергию в быту? Какие способы экономии электроэнергии существуют и возможно ли им научиться всем и каждому – вот главные вопросы моего проекта.

Задачи исследования:
- найти и проанализировать информацию по последним энергосберегающим изобретениям в освещении и бытовых приборах.
- составить рекомендации для родителей и школьников по энергосберегающим навыкам
- проверить на практике эффективность способ энергосбережения электричества
- вовлечь в проект семьи одноклассников
-проанализировать результаты
-сделать выводы
Для проведения экспериментальной части я воспользовался методикой практической работы из пилотного учебного пособия для 7-го класса средней школы, выпущенного в 2002 году организаторами международного проекта по эенргосбережению ШПИРЭ в Санкт-Петербурге. Других пособий по энергосбережению для учащихся школ, мы с руководителем, к сожалению, не нашли. [9]

Этапы проекта:
1. Подготовительный
2. Этап реализации проекта
1)»Всей семьёй за экономию и здоровье»
2) «Экономить может каждый»
3. Аналитический, подведение итогов, выводы и рекомендации

Ожидаемые результаты. Данный проект позволит:
1.Уменьшить воздействие человека на природу.
2.Сэкономить энергетические ресурсы для будущего поколения.
3.Сэкономить бюджет семей, организаций
4.Сформировать экологическую культуру личности.

Обзор литературы
Энергоэфективное освещение
23 ноября 2009 г. Президент Российской Федерации Д.А. Медведев подписал Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».[1] С 1 января 2011 года, в соответствии с этим законом в России введён полный запрет на оборот ламп накаливания мощностью выше 100 Вт. А с 2014 года полный запрет на оборот ламп мощностью выше 25 ватт.
Уже сейчас во всем мире 30% офисов, 65% крупнейших аэропортов мира, 30% больниц, 35% автомобилей и 55% футбольных стадионов оснащены световыми решениями от компании Philips.(светодиодам.) Это действительно актуально, поскольку дефицит энергии становится проблемой мирового масштаба.
Если величину световой энергии от лампы накаливания принять за единицу, то можно видеть, что все остальные типы ламп многократно вырабатывают больше световой энергии (Приложение№2). Необходимо отметить, что лампы накаливания сегодня являются недопустимо устаревшим источником света. Сегодня, как видно из таблицы 1, самое перспективное и интересное направление, в котором работает огромное количество фирм, это - светодиоды.
В быту мы чаще встречаемся с понятием «энергосберегающая лампа». Научное название этих приборов лампы КЛЛ. (Приложение № 3). В школьных помещениях они используются редко, а вот в жилых домах, в квартирах напротив - приобретают всё большую популярность. Попытаемся выяснить почему.
Использование энергосберегающих ламп позволяет снизить расходы электроэнергии на 80% при таком же световом потоке, что и у ламп накаливания.
Новое поколение люминесцентных ламп называемых лампами Т5 с электронными пускорегулирующими аппаратами является важным и перспективным направлением современной светотехники. К сожалению, в настоящее время в России серийное производство подобных ламп не освоено, выпуск светильников с импортными лампами Т5 осуществляется в мизерных количествах.
Люминесцентные лампы, поставляют достаточное количество света в помещение, бережно относясь к зрению, уменьшают утомляемость, повышают работоспособность и поднимают настроение; стоит учесть, что спектральный состав их излучения легко варьируется по цвету. Благодаря этому такие лампы очень привлекательны для потребителя. [3]

Энергосберегающие свойства бытовых приборов
Помимо осветительных приборов в помещениях с каждым годом возрастает количество бытовых электроприборов, а значит и расходы электроэнергии то же, а в конечном итоге растёт счёт на оплату коммунальных услуг. На основании анализа статистических данных литературных источников, можно выделить следующие основные потребители электроэнергии: электроплита (с вспомогательным оборудованием кухни и в первую очередь электрочайника) – 30%; холодильник – 30%; освещение – 20%; остальное оборудование – 20%. Далее мы рассмотрим вопрос об энергосберегающих свойствах бытовой техники в наших домах. Попытаемся проанализировать последние данные об энергосберегающих характеристиках бытовых приборов, пользуясь данными Интернет информации последнего года. Правила по энергосбережению при работе с самыми популярными электроприборами мы описали в Приложении №.4. Эти знания использовали при выполнении исследовательской части проекта.

Рекомендации по энергосбережению в квартире.
А). Как уменьшить счет за электричество в праздники
Неудивительно, что Новый год приносит наибольшие счета за электричество по сравнению с остальными месяцами. Но этого можно избежать.
Украсьте дом светодиодными лампами. Например, замените свои старые гирлянды новыми светодиодными. Им требуется почти на 90% меньше электричества, чем обычным гирляндам с лампами накаливания.
Снизьте цену новогодней елки. Если вы хотите, чтобы елка сияла огнями, купите оптоволоконные украшения. Бывают даже искусственные елки, целиком сделанные из оптоволокна по специальной энергосберегающей технологии. Включив всего одну лампу, вы заставите сиять всю елку. Выключите свет в комнате и включите елку. Ощущение праздника будет более полным, а энергосбережение – ощутимым.
Используйте свечи для освещения «по-старинке». Зажгите несколько свечей, выключите верхний свет и придайте празднику немного винтажного шарма и уюта.
Дарите подарки, не загрязняющие окружающую среду. Примерно 40% литий-ионных батареек покупают накануне Нового года. На это тратится много денег, а также много энергии. Кроме того, после выработки ресурса батарейки нужно особым образом перерабатывать. В этот раз выберите подарки, которые не требуют батареек.
Гуляйте. Вместо того, чтобы взять машину и кататься на ней из гостей в гости, оденьтесь потеплее и прогуляйтесь по окрестностям. Можете даже ходить по домам и петь колядки, в такое время года вам все будут рады. Отметьте праздники, как следует, и сэкономьте при этом электроэнергию!
Б) Как выбрать в магазине энергосберегающую технику
О том, на сколько данный электроприбор энергобережлив, сообщает маркировка.
Теперь почти на всех бытовых приборах в Европе стоит особая Евронаклейка, на которой указан класс энергосбережения от A до G. Классу А принадлежат самые экономичные приборы, классу G – менее экономичные. Здесь же отмечен расход энергии в кВтч в год. Каждому классу энергосбережения соответствует свой показатель энергопотребления. [5].
Теперь видим, что правила энергобережливой эксплуатации существуют фактически у всех домашних электроприборов. Мы объединили эти правила в единую памятку (Приложение № 5)

Методика проведения и результаты исследований.
Исследовательская часть проекта состояла из нескольких этапов.
Подготовительный этап:
Задача: провести подготовительные исследования в жилом помещении.
Сколько электроприборов может вместить ваш дом? Ответ на этот вопрос мы получили, разобравшись с понятием «расчетная мощность квартиры».
А) Расчетная мощность (или мощность единовременного включения) – это мощность, которая дает возможность подключить определённое количество техники в квартире. Если ещё что-то будет присоединено сверх того, выйдет из строя защитная автоматика. Если сложить вместе мощности всей электротехники в квартире, то получится установленная мощность. В старых домах эти цифры, разумеется, будут меньше.
В большинстве старых домов электропитание однофазное - классические 220 вольт. Как раз оно не дает слишком уж нагружать линию и подключить все современные устройства, которые бы хотелось иметь у себя дома. Для этого нужен трехфазный ввод, то есть 380 В. Он представляет собой три линии, которые перераспределяют на себя суммарную нагрузку. Такой ввод имеется практически во всех новых домах, допускающий достаточно большое количество бытовой техники. Если в вашем старом доме вводной кабель однофазный, то рассчитывать на нормальную работу нечего. Придется обращаться в жилищно-коммунальные службы с просьбой выделить дополнительную мощность.
Б) Для проведения экспериментальной части проекта возникла необходимость изучить приборы учета электроэнергии в квартирах.
Приборы учёта потребления электроэнергии в квартире
- Общедомовые приборы учёта - счётчики, которые устанавливаются на весь дом для учёта потребления воды и тепла и электроэнергии. Несанкционированное потребление (коммерческие потери) электрической энергии в этом случае снижаются в 3,4 раза.
-Квартирные счётчики.
В настоящее время в жилом фонде Москвы и Подмосковья эксплуатируются главным образом два типа электросчетчиков – индукционные (морально и физически устарели, установлены в старых домах) и электронные (в новых домах). В старом жилом фонде идёт активная замена счетчиков на электронные. В настоящее время существует огромный выбор приборов учета. Для потребителя важнейшими являются показатели: «класс точности» и так называемая «тарифность». «Класс точности» Основной технический параметр электросчетчика. Он указывает на уровень погрешности измерений прибора. До середины 90-х годов все устанавливаемые в жилых домах счетчики имели класс точности 2.5 (т.е. максимально допустимый уровень погрешности этих приборов составлял 2,5%). В 1996 году был введен новый стандарт точности приборов учета, используемых в бытовом секторе – 2.0. Именно это стало толчком к повсеместной замене индукционных счетчиков на более точные электронные с классом точности 2.0. «Тарифность» До недавнего времени все электросчетчики, применяемые в быту, были однотарифными, т.е. осуществляли учет электрической энергии по одному единственному тарифу. Функциональные возможности современных электронных счетчиков позволяют вести учет электроэнергии по зонам суток и даже по временам года. Жителям Москвы и Московской области доступна многотарифная система расчетов – региональные энергетические комиссии обоих регионов раздели сутки на три тарифные зоны – для Москвы они следующие: пик (с 7.00 до 10.00 и с 17.00 до 21.00), полупик (с 10.00 до 17.00 и с 21:00 до 23:00) и ночь (с 23.00 до 7.00); для области: пик (с 8.00 до 11.00 и с 18.00 до 21.00), полупик (с 11.00 до 18.00) и ночь (с 21.00 до 8.00) – и установили для каждой отдельный тариф. При этом ночной тариф значительно ниже дневного, что дает возможность населению сократить расходы на оплату электроэнергии. В Костроме пока нет многотарифной системы расчета.
Наиболее популярна информация о тарифе «день-ночь»- о двухфазных счётчиках. Преимущество перехода на двухтарифные приборы учета электроэнергии заключаются в том, что ночью тариф дешевле. Дело в том, что днем нагрузки у энергоснабжающей организации больше, а ночью меньше. Чтобы пропорционально распределить это потребление, и стимулировать население к большему потреблению электроэнергии ночью, была введена эта система. И этого тарифа пока нет в Костроме.
Каждый вид энергоресурса – тепло, горячую, холодную воду, электроэнергию – надо взять под учет, то есть установить внутриквартирные приборы учета. Ежемесячные показания счетчиков позволят вам проанализировать потребление энергоресурсов в своей квартире, что создает стимулы для сокращения неэффективных потерь ресурсов.

Первый этап - реализация проекта. «Всей семьей за экономию и здоровье» (приложение № 6-7)
Проблема Возрастание потребления электроэнергии в быту и стоимости на её оплату
Гипотеза. С помощью энергосберегающего режима жизни дома можно сэкономить определённую сумму денег в бюджете семьи за год
Метод исследования - проектно-исследовательский, энергоаудит - энергетическое обследование, которое предполагает оценку всех аспектов деятельности предприятия, которые связаны с затратами на топливо, энергию различных видов, воду и некоторые энергоносители. [6].
Цель данного этапа проекта: проверить на практике эффективность способов экономии электроэнергии в быту
Задачи (1 неделя):
1 Составить список электрических приборов в доме.
2 Отметить в списке:
А) наиболее энергоёмкие (по мощности, количеству ламп) красным подчёркиванием ;
Б) часто или постоянно используемые (холодильник) - синим подчёркиванием.
Обратить внимание на приборы с двойным подчёркиванием.
3 Зафиксировать расходование электроэнергии семьёй за период 1 недели по предложенной схеме [9].
4 Рассчитать количество потреблённой всей семьёй электроэнергии за неделю по дням и в сумме за неделю, расчёты записать в бланке исследования.
5 Узнать стоимость 1 кВ ч в регионе по платёжным квитанциям.
6 Рассчитать стоимость потреблённой энергии в рублях за всю неделю
7 Выстроить график потребления электроэнергии семьёй № 1 синим цветом, используя замеры исследования за 1-ю неделю эксперимента.
Задача для 2-ой недели исследования: определить расход электроэнергии в своей семье за каждый день недели исследования и за всю неделю в целом, при наличии режима экономии.
1 Разработать способы экономии электроэнергии
2 Договориться с членами семьи об условиях эксперимента
3Фиксировать расход энергии в течение 2-недели по той же схеме, что и на первой
4 Обработать результаты: рассчитать ежедневный расход и за всю неделю в кВт ч и рублях, построить график № 2 красным цветом на том же бланке, что и график № 1
5 Проанализировать результаты исследования, ответив на вопрос: удалось ли войти в режим экономии электроэнергии и почему?
6 Сделать выводы
7 Составить отчёт презентацию по исследованию (см. приложения7)

Второй этап проекта «Экономить может каждый!»
Проведенный соцопрос на знание темы «Энергосбережение» в 9 б классе выявил проблему- равнодушие учащихся к проблемам экологии. Приложение №1
Гипотеза: 1(ближайшая, диагностируемая) Если сам смог научиться экономить электроэнергию, то смогу научить других.
2 (перспективная теоретическая) мир вокруг нас станет безопаснее для здоровья
Цель данного этапа проекта: - обучение навыкам энергосбережения одноклассников
Задачи II этапа проекта:
- распространить в классе рекламную продукцию о пользе энергосберегающего образа жизни
-ознакомить одноклассников с результатами своего исследования (первый этап)
-объяснить правила эксперимента
- собрать и проанализировать результаты
-сделать выводы Приложение № 6
В эксперименте согласились поучаствовать 20 семей учащихся 9-го класса. Большинству семей удалось войти в режим экономии. 4 семьи не смогли этого сделать. В целом 20 семей сэкономили 377р 5 к. за неделю акции Сумма не большая, но если пересчитать за год с расчётом на все семьи школы, то получается почти 500158 р. рублей, а это уже большая цифра. (Приложение № 8).
Трудности проекта: Трудно постоянно отказывать себе в использовании каких-либо приборов. Не все придуманные способы использовали регулярно. Не все члены семьи выполняли правила экономии.
Перспективы проекта:
Возможно расширить аудиторию учеников, привлекаемых к проекту.
- опубликовать результаты исследования на школьном сайте
- презентовать результаты работы на школьном дне науки
Выводы
Выводы подготовительного этапа проекта:
1. Устанавливая электроприборы в квартире, выясните расчетную мощность вашей квартиры.
2. Для фиксации растрат электроэнергии установите индивидуальный прибор учета потребления электроэнергии в вашей квартире с учетом правил тарифности вашего региона.
Выводы 1 этап проекта:
Я убедился на практике, что электроэнергия тратится впустую, если приборы включены в сеть, но при этом не используются, а также, если приборы находятся в режиме ожидания.
Лампы накаливания становятся не эффективными в применении. Сравнивая параметры, характеризующие работу ламп двух типов, видим, что люминесцентные лампы использовать лучше. Цена них выше, но окупается в течение года. Но в России до сих пор не решен вопрос с их утилизацией, что является огромным минусом.
В ходе работы моя гипотеза подтвердилась.
В ходе эксперимента мы нашли способы экономии электроэнергии, однако, членам семьи было трудно экономить свет постоянно, исключение составляет старшее поколение. Вот почему на данном этапе Энергосбережение для нашей семьи не привычка, а пока лишь условие эксперимента.
Думаем, что если выполнять разработанные правила энергосбережения в течение определённого времени, то придуманные способы экономии станут для семьи привычкой. Вот почему на холодильнике висит памятка по энергосбережению, а у всех выключателей сигнальные значки.
Исследование показало: если правильно пользоваться бытовыми приборами, использовать энергосберегающие лампочки, не оставлять приборы в режиме ожидания, то затраты энергии в семье действительно можно снизить и сэкономить семейный бюджет. Суммируя всю экономию, получилось около 800 квт.ч или 2590 рублей в год.
Выводы 2 этапа проекта:
Из всех, приведенных результатов работы, можно сделать вывод о том, что учащиеся нашей школы и их родители не владеют достаточным уровнем знаний о проблеме энергосбережения, а следовательно применить их на практике пока не могут.
Вовлечение в эксперимент одноклассников, позволило сделать выводы о том, что войти в режим экономии реально для большинства семей. Хотя как выяснилось, сумма экономии получается небольшая, но в сумме за год получается значительная материальная выгода, а это значит, что окружающая среда становится чище, что гарантирует нам более крепкое здоровье!
Найти единомышленников среди ровесников возможно. Суммарно одноклассники сэкономили-377р 5 к. за неделю. Если бы все семьи школы (500 учеников) приблизительно так же сэкономили, сумма составила бы 500158 р. А это уже очень приличные деньги.

Заключение
В результате исследования нам стало понятно, что энергосберегающий образ жизни - это такие повседневные поступи людей, которые направлены на экономию тепла, воды, электроэнергии, которые очень органично вписываются в их образ жизни человека и им можно научиться.
В результате работы над проектом были разработаны рекомендации для учащихся и их родителей по экономному потреблению электричества дома. (Приложение №5)
Памятки мы раздали ученикам и родителям.
Надеюсь, что родители задумались всерьез над проблемой энергосбережения и поставят перед собой и своими близкими задачу оптимально использовать электроэнергию у себя дома.
Всё новые страны на планете присоединяются к акции «Час без электричества», ставшей ежегодной. На главных улицах городов на это время выключают освещение витрин, иллюминацию реклам и т.п. По часовым поясам акция перемещается по планете. В 2009 г. Россия впервые стала участницей этой акции в г. Москва. Как и в нашем эксперименте, мнения людей по этому поводу у людей разные. Наш проект убедил нас в том, что в данной акции единственно правильное мнение «ЗА экономию».
Любой из нас может помочь ускорить процесс преодоления экологического кризиса. Присоединяйтесь к нашему эксперименту! У нас получилось! И у вас получится!