Энергосберегающий колледж
 Скачать 0.97 Mb.
|
|
Министерство образования, науки и молодежной политики Нижегородской области Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Шахунский колледж аграрной индустрии» (ГБПОУ ШКАИ) Индивидуальный проект По дисциплине: физика Тема: «Энергосберегающий колледж» Автор: обучающийся 1 курса, группы 120, специальность 35.02.08. Фиров Евгений Владимирович Руководитель: преподаватель физики Суслова Наталья Ивановна г. Шахунья 2020 г. СОДЕРЖАНИЕ Введение 3 Глава 1.Теоретические основы 4 1.1. Энергосбережение и основные направления энергосбережения Энергосберегающие лампы…………………………………………………………5 Характеристики………………………………………………………………………6 1.2 Энергосбережение воды. 11 Ресурсы возобновляемой энергии……………………………………………………16 Список литературы……………………………………………………………………18 ВВЕДЕНИЕ Актуальность заключается темы в том, что ключевую роль в предотвращении экологической катастрофы играет энергосбережение. Проблема разумного использования энергии является одной из наиболее острых проблем человечества. Цель работы разузнать как можно сэкономить электричество. Объект исследования ГБОУ Шахунский Колледж Аграрной Индустрии. ГЛАВА 1. Энергосбережение и основные направления энергосбережения Энергосбережение (экономия энергии) – реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии. Перед студентами стояла задача выявить основные направления энергосбережения. 1. Поведенческое энергосбережение. Это укоренение у людей привычки к минимизации использования энергии, когда она им не нужна, что можновыразить привычным лозунгом «Уходя - гасите свет». Необходимо осознание людьми положения, чтоэнергосбережение - экономически выгодно. Достигается это информационной поддержкой, методами пропаганды, обучением со школьной скамьи энергосбережению. Т.е. поведенческое энергосбережение подразумевает обеспечение потребностей при меньшем потребленииэнергоресурсов, и это в основном обеспечивается без совершенствования технологий. Как показывает опыт, поведенческое энергосбережение может составлять до 10% от всего потенциала экономии энергии. 2. Совершенствование энергетических установок потребителей. 3. Энергосбережение в зданиях и сооружениях, улучшение их конструкций. Большая часть этих мер актуальна в части тепловой энергии, а также в экономии электричества, используемой для термических целей и на освещение (не только более эффективные лампочки, но определенные требования к помещению, например, вплоть до использования светлой или светоотражающей окраски). Так в ходе работы мы пришли к выводу, что для энергосбережения электроэнергии необходимо Заменить обычные лампы накаливания на энергосберегающие установить светорегуляторы (диммеры) установить автоматическое управление освещением (датчики движения, реле времени, датчики присутствия) установить местные источники света заменить электрические плиты на пищеблоке на индукционные Энергосберегающие лампы Энергосберегающие лампы бывают двух видов: Люминесцентные лампы. Они относятся к продуктам нового поколения. В обычных устройствах встроена нить накаливания, которая и дает освещение. В люминесцентных лампах в основу конструкции положен инертный газ и пара ртути. При прохождении электрического заряда через эту конструкцию будет получен результат свечения. Эта лампа потребляет электричества ровно в пять раз меньше чем обычная. Срок их службы составляет 10 тысяч часов работы. С  ветодиодные лампы. Эти устройства имеют в своей конструкции несколько видов цоколей. Каждый из них может иметь разные размеры. Все вместе они способны излучать непрерывный поток света. Когда электрический ток будет проходить через проводник, то возникнет яркий заряд света. Они потребляют электроэнергию в два раза меньше чем люминесцентные продукты. Срок их службы составляет 5 лет. В ходе эксперимента нами была рассчитана экономия электроэнергии в случае замены люминесцентных ламп, используемых в кабинетах, на светодиодные лампы Конкретный расчет был сделан для замены ламп ЛЮМИН. 1200 мм 36Вт d26 G13 тепло-бел. (цветоперед. 85%) PHILIPS на лампы светодиод. (LED) 1200мм 18Вт G13 холод.-бел. матов. 230В Camelion Характеристики Лампа ЛЮМИН. 1200мм 36Вт d26 G13 тепло-бел. (цветоперед. 85%) PHILIPS Мощность - 36Вт Длина колбы - 1200мм Средний срок службы: 18 000 ч Диаметр - 26мм Тип цоколя - G13 Цветность - тёпло-белая Индекс цветопередачи, Ra-85 Световой поток, Лм-2400 Лампа светодиод. (LED) 1200мм 18Вт G13 холод.-бел. матов. 230В Camelion Мощность - 18 Вт Эквивалент ЛЛ - 36 Вт Цветовая температура - 4500К Цоколь - G13 Угол светового пучка - 300 град. Световой поток - 1560 лм Индекс цветопередачи Ra>77 Срок службы - 40000 ч. Размеры 1213x26 мм Температура : -30...+40 град. Экономия при замене на светодиодные лампы 80% В  ходе выполнения работы был разработан компьютерный проект по замене традиционных люминесцентных светильников на светодиодные. Обслуживание традиционного светильника обходится 1500 руб/год. Кабинет освещают 20 таких светильников, потребляющих 100Вт каждый. Замена традиционных светильников на аналогичное число светодиодных (стоимость 4500 руб/шт), потребляемая мощность которых 40Вт, обойдется в 90 тыс руб. При стоимости 1кВт/ч электроэнергии 3.6 руб. (для промышленных предприятий), а также при режиме работы колледжа 8ч/сут за 25 рабочих дней в месяце, экономия от замены составит 40 тыс. руб/год, а значит, проект окупится в течение 3-х лет. Местные источники света освещение учебной доски в кабинете при использовании без общего освещения при нормальном естественном свете – экономия 30-40%) о  свещение рабочих компьютерных мест освещение рабочих мест у станков Светильник (ЛЛ) 1x40Вт для школьных досок  Экономия при освещении мест общего пользования На уроках «Электротехники», физики, «Основ радиоэлектроники» мы рассмотрели устройство, принцип действия различных видов датчиков и диммеров Провели расчеты экономии электроэнергии за счет установки датчиков в нашем учебном заведении в местах общего пользования: В помещении Диммеры – экономия до 30% Датчики движения – экономия 30-50% На улице Датчики освещенности (фотосенсор) – экономия 30-40% (в режиме “день-ночь»подключаются к прожекторам и светильникам уличного освещения). На пищеблоке Студенты не остановились на достигнутом и пошли дальше на пищеблок. Здесь мы заинтересовались вопросом об экономии электроэнергии при замене традиционных плит на индукционные и провели эксперимент: Так, при установке индукционной плиты: 1.Не требуется времени на разогрев конфорки 2.Коэффициент полезного действия около 90 % (в отличие от 60-70 % у электрических плит, и 30-60 % у газовых) 3.По скорости приготовления пищи не уступает газовым горелкам и приближается к микроволновым печам. Мы взяли две четырехкомфорочные плиты, мощностью 3,5 кВт. Нагревали емкость с 2 литрами воды Кастрюля в первом случае обычная 5 л, без крышки, во втором случае, посуда для индукционных плит тоже 5 л, и тоже без крышки. Начальная температура воды 21оС.   Плита классическая — вода закипела через полчаса, 3,5 х 30 мин /60 мин = 1,75 кВт/ Индукционная плита – время закипания 5,5 мин, 3,5 х 5,5 мин /60 мин = = 0,32 кВт/ч Второй замер заключался во времени работы конфорки. За 15 мин среднее потребление электроэнергии индукционной плитой составит 0,175 кВт/ч, всего затрат энергии 0,5 кВт/ч.В классической плите за 15 мин, те же 0,175 кВт/ч, но затраты энергии составят 1,93 кВт/ч. Затраты плиты индукционного типа. Затраты энергии составят: 0,5 кВт,часовое потребление — 1,3 кВт,конфорки – 4шт,работа в течение 2-х часов в день,количество дней в году — 365 0,5 х 1,3 х 4 х 2х365=1890 кВт 1890 кВт х 4руб за 1кВт =7592 руб. за год. В месяц за 30 дней сумма составит 156 кВт х 4 = 624 руб. Затраты плиты классического типа. Затраты энергии составят -1,93 кВт,часовое потребление — 1,3 кВт,конфорки — 4шт,часы работы в день -2часа, дней в году — 365 1.93 х 1.3 х 4 х 2 х 365=7362 кВт 7362 кВт х4 руб. =29305 руб. за год. За месяц: 463 кВт х 4 = 1852руб. Энергосбережение включает в себя не только сбережение электроэнергии, но и тепла  Что можно сделать?замена окон на пластиковый стеклопакет; теплоотражающего экрана (или алюминиевой фольги) на стену за радиатор отопления замена чугунных радиаторов на алюминиевые включение отопления на полную мощность только во время присутствия учащихся; ремонт дверей и крыши; утепление крыши и стен; Что это даст? Пластиковые окна - повышение температуры в помещении на 2-5 градусов и снижение уровня уличного шума. Теплоотражающая пленка – повышение на 1 градус. Замена радиаторов – для достижения тех же результатов можно уменьшить напор подачи тепла до 50%. 1.2 Энергосбережение воды Знаете ли вы? Через кран, из которого капает вода (10 капель в минуту) вытекает до 2000 л воды в год. И если каждый из четырех членов Вашей семьи, оставляет открытым водяной кран только 5 минут в день, вы теряете 7 кВтч энергии, выбросив в окно 1000 рублей? Распылители на кранах позволяют эффективнее использовать воду. Хватает ли энергии каждому жителю Земли? Потребление энергии человечеством непрерывно растет. Разница между человеком каменного века и современным человеком огромна, особенно в использовании энергии. Пещерный человек потреблял около 1% того количества энергии, которую потребляет современный житель Земли. Значит, на Земле стало больше энергии? Нет! Она стала более доступна, но её не стало больше, чем раньше. Количество энергии в природе постоянно. Она не возникает из ничего и не может исчезнуть в никуда. Она просто переходит из одной формы в другую. Никто еще не смог доказать это теоретически, но факт остается фактом, и мы должны это признать и придерживаться этого до тех пор, пока кто-нибудь не докажет обратное. Но использование энергии в первобытном обществе было совершенно иным, чем сейчас. Нам легче сравнить себя с людьми 1960-х годов, когда использовались такие же источники энергии, и общество было почти таким же. Так вот, еще 40 лет назад человечество потребляло только половину той энергии, которую потребляет сегодня. По решению ООН к охране окружающей среды необходимо привлекать детей и молодежь во всем мире. Задача состоит в том, чтобы дать подрастающему поколению больше знаний об энергии и убедить молодежь в необходимости созданию общества, основанного на безопасном для окружающей среды бережном использовании энергии. Мы должны сами более рационально использовать энергию и научить этому окружающих. Теперь вместе с учителями и учениками многих стран мира мы сказали: “Да, мы согласны” принять активное участие в сбережении энергии в школе, дома, везде. На практических заданиях и примерах мы будем учиться искусству бережного, разумного энергопотребления и начнете понемногу сохранять энергию. Не ждите, что вы сразу все поймете и сможете все сделать правильно. Нашей целью является то, чтобы каждый из нас стал использовать энергию более разумно, чем сейчас. И, самое главное, начинать надо с себя и прямо сейчас! Вместе с преподавателями и студентами многих стран мира мы сказали: “Да, мы согласны” принять активное участие в сбережении энергии в колледже, дома, везде. На практических заданиях и примерах мы учимся искусству бережного, разумного энергопотребления и начинаем понемногу сохранять энергию. Нашей целью является то, чтобы каждый из нас стал использовать энергию более разумно, чем сейчас. НАЧИНАТЬ НАДО С СЕБЯ И ПРЯМО СЕЙЧАС! Плюсы и минусы альтернативной энергии Главная перспектива альтернативных источников – существования человечества даже в условиях жёсткого дефицита нефти, газа и угля. Преимущества:Доступность – не нужно обладать нефтяными или газовыми месторождениями. Правда, это относится не ко всем видам. Страны без выхода к морю не смогут получать волновую энергию, а геотермальную можно преобразовывать только в вулканических районах. Экологичность – при образовании тепла и электричества нет вредных выбросов в окружающую среду. Экономия – полученная энергия имеет низкую себестоимость. Недостатки и проблемы:Траты на этапе строительства и обслуживание – оборудование и расходные материалы дорогие. Из-за этого повышается итоговая цена электроэнергии, поэтому она не всегда оправдана экономически. Сейчас главная задача разработчиков снизить себестоимость установок. Зависимость от внешних факторов: невозможно контролировать силу ветра, уровень приливов, результат переработки солнечной энергии зависит от географии страны. Низкий КПД и маленькая мощность установок (кроме ГЭС). Вырабатываемая мощность не всегда соответствует уровню потребления. Влияние на климат. Например, спрос на биотопливо привёл к сокращению посевных площадей для продовольственных культур, а плотины для ГЭС изменили характер рыбных хозяйств. Что такое альтернативная энергия? Энергия бывает возобновляемой (альтернативной) и невозобновляемой (традиционной). Альтернативные источники энергии – это обычные природные явления, неисчерпаемые ресурсы, которые вырабатываются естественным образом. Такая энергия ещё называется регенеративной или «зелёной». Невозобновляемые источники – это нефть, природный газ и уголь. Им ищут замену, потому что они могут закончиться. Ещё их использование связано с выбросом углекислого газа, парниковым эффектом и глобальным потеплением. Человечество получает энергию, в основном за счёт сжигания ископаемого топлива и работы атомных электростанций. Альтернативная энергетика – это методы, которые отдают энергию более экологичным способом и приносят меньше вреда. Она нужна не только для промышленных целей, но и в простых домах для отопления, горячей воды, освещения, работы электроники. Ресурсы возобновляемой энергиСолнечный свет Водные потоки Ветер Приливы Биотопливо (топливо из растительного или животного сырья) Геотермальная теплота (недра Земли) Альтернативные виды энергии1. Солнечная энергия Один из самых мощных видов альтернативных источников энергии. Чаще всего её преобразуют в электричество солнечными батареями. Всей планете на целый год хватит энергии, которую солнце посылает на Землю за день. Впрочем, от общего объёма годовая выработка электроэнергии на солнечных электростанциях не превышает 2%. Основные недостатки – зависимость от погоды и времени суток. Для северных стран извлекать солнечную энергию невыгодно. Конструкции дорогие, за ними нужно «ухаживать» и вовремя утилизировать сами фотоэлементы, в которых содержатся ядовитые вещества (свинец, галлий, мышьяк). Для высокой выработки необходимы огромные площади. Солнечное электричество распространено там, где оно дешевле обычного: отдалённые обитаемые острова и фермерские участки, космические и морские станции. В тёплых странах с высокими тарифами на электроэнергию, оно может покрывать нужны обычного дома. Например, в Израиле 80% воды нагревается солнечной энергией. Батареи также устанавливают на беспилотные автомобили, самолёты, дирижабли, поезда Hyperloop. 2. Ветроэнергетика Запасов энергии ветра в 100 раз больше запасов энергии всех рек на планете. Ветровые станции помогают преобразовывать ветер в электрическую, тепловую и механическую энергию. Главное оборудование – ветрогенераторы (для образования электричества) и ветровые мельницы (для механической энергии). Этот вид возобновляемой энергии хорошо развит – особенно в Дании, Португалии, Испании, Ирландии и Германии. К началу 2016 года мощность всех ветрогенераторов обогнала суммарную установленную мощность атомной энергетики. Недостаток в том, что её нельзя контролировать (сила ветра непостоянна). Ещё ветроустановки могут вызывать радиопомехи и влиять на климат, потому что забирают часть кинетической энергии ветра – правда, учёные пока не знают хорошо это или плохо. Список используемой литературы: https://ru.wikipedia.org http://weekjournal.ru http://www.ecoteco.ru http://vse-elektrichestvo.ru https://avselectro.ru http://gidproekt.com http://tehznatok.com |