Вопросы энергопотребления от древности до наших дней

Направление: Энергетика и экология
Кейс №29: Как спасти нашу планету от экологической катастрофы и
повысить энергоэффективность потребления ресурсов?
Организация работодатель, представившая кейс:
ООО «Экзамен-Технолаб»
Вопросы энергопотребления
от древности до наших дней
Авторы проекта
учащиеся ГБОУ гимназия №1518
Состав команды «Энергоэкология»:
Антонова Лада, 7 Б
Красюк Ксения, 7 Б
Лисовая Анастасия, 7 Б
Куратор команды: Антонова Ольга Семеновна
Москва 2015
1
Оглавление
Введение .......................................................................................................................................................3
Предполагаемый быт и энергопотребление человека первобытного общества. .................................5
Энергопотребление в современном мире .................................................................................................6
Что такое политика трёх Э. ........................................................................................................................8
Что такое энергоэффективность и энергосбережение? .......................................................................8
Анализ бытового энергопотребления в условиях современного мегаполиса .................................... 10
Энергопотребление в семье (На примере показателей энергопотребления в семье из трех
человек – семья Лисовых) ................................................................................................................... 10
Статистика энергопотребления в домах моих одноклассников ...................................................... 12
Калькулятор энергоэффективности .................................................................................................... 12
Построение приблизительной модели энергопотребления человека первобытного общества,
определение её эффективности ............................................................................................................... 14
Порядок проведения эксперимента .................................................................................................... 14
Эксперимент с кипячением воды в чайниках трех популярных моделей ...................................... 16
Способы экономии электроэнергии. ...................................................................................................... 17
Выводы ...................................................................................................................................................... 19
Список литературы: ................................................................................................................................. 20
Приложение 1. .......................................................................................................................................... 21
Приложение 2. .......................................................................................................................................... 26
2
Введение
20-22 ноября 2014 года в Москве состоялся III
международный форум по энергоэффективности и
энергосбережению ENES 2014 – крупнейшее и самое
значимое событие в данной области его организаторами
выступили Министерство энергетики Российской
Федерации и Правительство Москвы. На мероприятие
зарегистрировалось около 10 тысяч человек.
22 ноября был объявлен днем «без галстуков».
Это связано с тем, что третий день ENES традиционно молодежный, и главные его
участники – школьники, студенты, молодые специалисты.
Цель Молодежного дня - привлечь молодежь к культуре энергосбережения и
повышения энергоэффективности. Участники встретились с представителями
крупнейших вузов и предприятий ТЭК, учились решать реальные производственные
задачи и применять полученные знания в мероприятиях, направленных на формирование
будущего топливно-энергетического комплекса России.
«Школа реальных дел» - это конкурс проектов и прикладных исследований
школьников на основе реальных задач работодателей. Нами был выбран кейс (задача),
поставленная компанией ООО «Экзамен-Технолаб», которая формулировалась:
Каким образом сейчас наше энергопотребление влияет на окружающую среду?
Во введении в проблему говорилось:
«Потребление энергии является обязательным условием существования
человечества. Наличие доступной для потребления энергии всегда было необходимо для
удовлетворения потребностей человека, увеличения продолжительности и улучшения
условий его жизни. … В современном мире энергетика является основой развития
базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного
производства. Человек индустриального общества потребляет в 100 раз больше
энергии, чем первобытный человек. Увеличение энергопотребления – одна из самых
серьезных проблем нашей планеты – один из источников неблагоприятного воздействия
на окружающую среду и человека. Энергопотребление влияет на атмосферу (потребление
кислорода, выбросы газов, влаги и твердых частиц), гидросферу (потребление воды,
создание искусственных водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких
отходов) и на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение ландшафта,
выбросы токсичных веществ). Все эти факторы свидетельствуют о сильном
антропогенном давлении на климатическую систему».
Исходя
из
описания
проблемы,
была
поставлена
цель:
изучить мировую динамику энергопотребления и пути его развития, попытаться
построить модель энергопотребления первобытного человека, сравнить с
энергопотреблением человека современного общества в условиях развитого
3
государства. Для достижения выше сформулированной цели необходимо решить
следующие задачи:
1. Найти исторические факты или гипотезы об энергопотреблении в доисторическом
обществе.
2. Собрать сведения об энергопотреблении в современном мире.
3. Что такое политика трёх Э.
4. Анализ бытового энергопотребления в условиях современного мегаполиса.
5. Построение приблизительной модели энергопотребления человека первобытного
общества, определение её эффективности.
6. .Наглядный опыт нахождения КПД кипячения воды открытым огнем (костер)
7. Определение КПД при кипячении воды электрическим чайником.
8. Что нужно знать современному потребителю
4
Предполагаемый быт и энергопотребление
человека первобытного общества.
Если человек не выделился бы из всего природного животного мира, то его
численность была бы порядка 100 тыс. Важнейшее экологическое различие между
доисторическим человеком и другими видами животных состояло в использовании огня.
Около 300 тысяч лет назад человек начал использовать огонь, возникающий от молний,
самовозгорания торфа и других причин, а уже около 150 тыс. лет назад люди научились
добывать его самостоятельно. Огонь представлял собой еще один источник энергии,
дополнявший энергию, потребляемую через пищу и необходимую для поддержания
обмена веществ. Его использование сделало человека менее зависимым от климатических
изменений, а также позволило за счет термической обработки существенно повысить
потребительские свойства потребляемой пищи.
По мнению Б.Б. Прохорова 1 , сам по себе подобный энергетический баланс
первобытного общества охотников-собирателей не мог нанести существенный ущерб
окружающей среде. Однако использование людьми огня нередко приводило к
возникновению опустошительных пожаров. Древнейшие люди практиковали выжигание
травы для загона животных во время охоты, что было причиной периодических пожаров,
которые охватывали огромные площади лесов и степей. Экологический эффект этих
пожаров был весьма значителен. Они приводили к смене растительности на обширных
пространствах, в результате чего на обширных территориях влажные леса уступили место
кустарникам и открытым саваннам, изменились состав и структура почвы, а также климат.
Около 10-15 тыс. лет назад человечество расселилось по всему ареалу своего
современного обитания. Общая численность населения Земли к началу мезолита (около 10
тыс. лет назад) достигла 3-5 млн. человек. Средняя плотность населения в этот период
составляла 0,05 чел/км2. На всем пути развития человечество в целом всегда располагало
достаточными ресурсами для развития, и человек их осваивал, расселяясь по Земле и
увеличивая эффективность производства. (1)
Hаибольший интерес представляет сравнение роста населения с ростом
потребления энергии как главного ресурса человечества. Энергопотребление определяет
все возможности развития общества: обеспечение пищей, уровень промышленного
производства, транспорт, возможности строительства и решения экологических проблем.
Как критерий развития энергия замечательна тем, что может быть измерена и выражена
числом. Однако хорошая статистика данных по глобальному потреблению энергии
существует только со времени промышленной революции -- с начала XIX в.
Ф. Энгельс, изучавший материальную культуру первобытного общества, отмечал,
что по своему всемирно-историческому значению, освобождающему человечество
действию, добывание огня человеком было выше изобретения паровой машины, т. к. оно
впервые дало людям господство над определенной силой природы и окончательно
вырвало их из мира животных. Итак, в доисторическую эпоху основным источником
получения энергии (кроме солнца, конечно) был огонь.
1
Борис Борисович Прохоров (род. 14 октября 1936 года) — российский географ и
эколог. Доктор географических наук, профессор, директор Института экологии человека
РАЕН.
5
Энергопотребление в современном мире
По мере развития человечества от первобытнообщинного строя до наших дней
люди овладевали все новыми источниками энергии — от костра в пещере человека
каменного века до атомного реактора, что резко меняло характер взаимоотношения
человеческих общностей с окружающей средой, при этом изменялось и здоровье
населения. Энерговооруженность различных стран увеличивалась не равномерно. Этот
процесс стал особенно заметен с начала индустриальной эпохи. Можно сказать, что
заметное изменение величины энергопотребления в той или иной стране являлось
определенным индикатором, знаком изменения общественных отношений. (3)
Индивидуальное и мировое энергопотребление от начала индустриальной эпохи до
наших дней: (3)
Потребление энергии одним
человеком в Дж/сут
Исторический период
Начало индустриальной
эпохи (1750)
Промышленный
переворот (1860)
Начало ХХ века
1950 год
1970 год
1979 год
1990 год
Страны с
развитой
экономикой
104кДж
20
Страны с
отсталой
экономикой
104 кДж
5.0
Численность
населения:
развитые/остальные
страны
(млн. человек)
Суммарное
энергопотребление
человечеством
1016 кДж в год
10/890
1.7
32
5,0
30/970
2.1
40
60
80
95
100
5.1
5.4
5.6
6.0
10.0
35/1565
833/1684
975/2660
1144/3297
1205/4087
3.4
15.0
26.0
27.5
34.0
Эти же показатели для наглядности представлены на графике:
Потребление энергии одним человеком в различные исторические
периоды
в 104 кДж/сут.
120,0
80,0
60,0
40,0
20,0
0,0
Энергия
100,0
Страны с развитой
экономикой
Страны с отсталой
экономикой
6
Приведенная выше диаграмма показывает, что впервые значительное повышение
объемов использования энергии произошло в ходе Первой мировой войны. Второй рывок
в использовании энергии начался во времена Второй мировой войны. Печальная
тенденция, но именно войны оказались основным стимулом развития энергетики.
Численность населения немного увеличилась в ходе первого пика использования энергии,
но на самом деле интенсивный рост начался после завершения самой разрушительной
войны в истории человечества. По мнению экспертов, рост народонаселения частично
может быть связан с изобретением антибиотиков: пенициллина (1942 г.), стрептомицина
(1943 г.) и тетрациклина (1955 г.). К слову средняя продолжительность жизни выросла с
49 лет в 1900 году до 70 лет в 1960, что также способствовало общему росту численности
населения.
Прогнозы численности населения и энергопотребления
1995 год
Регион
Мир в целом
Развитые страны
Страны с
переходной
экономикой
Развивающиеся
страны
2020 год
2050 год
Количеств
Млрд. тонн
о
условного
населения,
топлива
млрд. чел
(тут)
Количество
населения,
млрд. чел
Млрд. тонн
условного
топлива
(тут)
Количество
населения,
млрд. чел
Млрд. тонн
условного
топлива
(тут)
5,8
0,9
0,4
13,23
6,15
1,9
7,8
1,0
0,5
17,2-19,3
6,4-6,7
2,1-2,6
10,1
1,0
0,6
20,7-24,3
7,6-7,9
3,1-3,6
4,5
5,48
6,3
8,6-10,0
8,5
10,7-13,1
В XXI в. энергопотребление в первую очередь значительно возрастет в
развивающихся странах - средние темпы роста составят примерно 3,3% до 2020 г. В
7
Азиатско-Тихоокеанском регионе к 2020 г. спрос на нефть может достичь 980 млн т при
уровне импорта в 80%, а спрос на газ - 338 млрд м3. В США к 2020 г. спрос на нефть
ожидается на уровне 1270 млн т, а спрос на газ - на уровне 1 трлн м3. Невзирая на рост
энергопотребления, геологических ресурсов в мире, по экспертным оценкам, достаточно
для обеспечения потребления по углю - на 850 лет, нефти - на 180 лет и природному газу на 270 лет.
Что такое политика трёх Э.
В последнее время кампания на тему энергоэффективности и энергосбережения
приобрела невероятный размах и в федеральных, и в региональных средствах массовой
информации. С чем это связано? Причин несколько, но основная из них заключается в
том, что Россия, несмотря на огромные запасы энергоносителей, должна начать экономить
энергию, чтобы не сокращать доступ к энергетическим
ресурсам для будущих поколений. Запасы нефти и газа
небезграничны, и неразумное расходование энергоресурсов
- это не только удар по бюджетам всех уровней, от
государственного до семейного, но и тормоз, не дающий
нашей стране стать промышленным лидером.
Сегодня наша страна активно развивает
политику
трех
«Э»
–
энергоэффективности,
энергосбережения, энергобезопасности.
Что такое энергоэффективность и энергосбережение?
Энергосбережение можно определить как снижение уровня потребления ресурсов
за счет мероприятий по их экономии.
Энергоэффективность - степень полезного расходования энергии.
Благодаря
энергоэффективности
происходит
значительное
сокращение
коммунальных расходов, экономия энергоресурсов, повышение производительности
промышленности.
Россия занимает третье место в мире по объёму энергопотребления (после США и
Китая). Её экономика отличается высоким уровнем энергоёмкости.
Энергоёмкость — величина потребления энергии и (или) топлива на основные и
вспомогательные технологические процессы изготовления продукции, выполнение работ.
В России на быт тратится около 40–45% всей вырабатываемой энергии. Затраты на
отопление в жилых зданиях на территории России составляют 350–380 кВт/ч м² в год (в 5–
7 раз выше, чем в странах ЕС), а в некоторых типах зданий они достигают 680 кВт/ч м² в
год. Это примерно в 5 раз выше, чем в Европе. Изношенность теплосетей сетей приводят
к потерям в 40–50% от всей вырабатываемой энергии, направляемой на отопление зданий.
Сохранение высокой энергоёмкости российской экономики приводит к снижению
энергетической безопасности России и сдерживанию экономического роста. Выход
России на стандарты развитых стран требует повышения эффективности использования
всех видов энергоресурсов.
8
Абсолютно у каждого человека появляется своя мера ответственности за
использование энергетических ресурсов. Раньше подобное тотальное вовлечение в
процесс экономии выражалось в расклейке плакатов «Уходя – тушите свет!». Сегодня это
вопрос воспитания энергоэффективного поколения граждан.
9
Анализ бытового энергопотребления в условиях современного мегаполиса
Энергопотребление в семье (На примере показателей энергопотребления в семье из
трех человек – семья Лисовых)
В семье сохранились показатели электросчетчиков за три года, мы
проанализировали энергопотребление за этот период.
Данные потребленной электроэнергии за трехлетний период 2012-2014гг.
2012 год,
кВт/час
Месяц
январь
февраль
март
апрель
май
июнь
июль
август
сентябрь
октябрь
ноябрь
декабрь
2013 год,
кВт/час
118
106
120
136
148
150
100
101
220
253
349
349
2014 год,
кВт/час
223
161
147
159
176
170
175
217
210
217
191
197
Рост 2013
года к 2012году в %%
Рост 2014
года к 2012году в %%
89%
52%
23%
17%
19%
13%
75%
115%
-5%
-14%
-54%
-44%
67%
114%
109%
85%
79%
71%
160%
162%
16%
2%
-73%
-
197
227
251
251
265
256
260
265
256
258
256
Данные энергопотребления в моей семье за 2012-2014 гг
400
350
300
250
200
150
100
50
2012 год, кВт/час
2013 год, кВт/час
декабрь
ноябрь
октябрь
сентябрь
август
июль
июнь
май
апрель
март
февраль
январь
0
2014 год, кВт/час
10
Выводы:
В июле 2012 года был приобретен мощный кондиционер. С октября 2012 года и до
начала отопительного сезона прибор использовался для обогрева жилого помещения. Как
следствие, увеличилось потребление энергии. Заметное снижение потребления
электроэнергии объясняется стартом работы центрального отопления и отсутствием
необходимости использования дополнительных приборов обогрева.
С января 2013 года увеличение потребленной энергии объясняется приобретением
новых бытовых приборов: посудомоечной машины - в январе 2013 года, пресса для
глажения - в октябре 2013 года, мощной вытяжки для кухни и СВЧ - печи - в январе 2014
года.
Мощность бытовых приборов дома представлена в таблице, а также
приблизительное электропотребление в сутки. Жирным шрифтом выделены наиболее
энергоемкие приборы:
№№
п/п
Потребляемая
мощность по
паспорту (Вт)
200
2100
600
300
25
600
2500
800
2000
150
2000
60
150
Наименование
Холодильник
СВЧ
Тостер
Кофемашина
Телевизор
Хлебопечка
Стиральная машина
Мультиварка
ПММ
Освещение
Электрочайник
Вытяжка
Кофемолка
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Чаще всего
используемые
приборы (Вт)
600
1300
400
150
Среднее время
работы в час
(за сутки)
15.00
0.50
0.17
2.00
8.00
2.00
0.50
3.00
0,5
10.00
0.50
3.00
0.17
Потребление в
сутки
Втчас
3000
300
102
600
200
1200
650
1200
1000
1500
1000
180
25
Для наглядности построена диаграмма, которая явно показывает, что пути
экономии электроэнергии возможны через использование менее энергоемких приборов,
например можно порекомендовать замену осветительных приборов. В настоящее время
преимущественно используются энергосберегающие лампы. Их замена на светодиодные
лампы позволит сэкономить затраты на освещение примерно вполовину.
Потребление электроэнергии в сутки Втч
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
3000
1200
300
600
102
650
200
1200 1000
1500
1000
180
25
11
Статистика энергопотребления в домах моих одноклассников
Учитель физики Горбулина Татьяна Тимофеевна помогла составить задания для
учащихся 7-8 классов гимназии с целью выявления наиболее энергоёмких домашних
электроприборов. Участие в выполнении задания приняло около 70 учащихся. В процессе
обработки данных, было установлено, что самыми энергоемкими являются постоянно
работающие приборы такие, как освещение и холодильник.
Результатом обработки полученных данных стала следующая таблица, и
диаграмма, построенная по ней, показывающая долю затрат на электроэнергию.
Потребление,
%
28,7 %
6,3 %
6,0 %
8,0 %
Прибор
холодильник
стиральная машина
телевизор
компьютер и принтер
бытовые электроприборы
(чайник, фен, тостер, СВЧ, утюг и т.д) суммарно
освещение
19,4 %
31,6 %
Потребление электроэнергии по данным опроса в классе %
холодильник
стиральная машина
29%
32%
телевизор
компьютер и принтер
6%
6%
19%
8%
бытовые электроприборы
(чайник, фен, тостер, СВЧ, утюг и
т.д) суммарно
освещение
Выводы:
Подтверждается предыдущий результат: наибольшая доля энергопотребления
приходится на освещение дома и работу холодильника.
Калькулятор энергоэффективности
Поскольку постоянная часть энергопотребления приходится, как уже говорилось,
на освещение, предлагаем воспользоваться калькулятором энергоэффективности,
размещенного
на
сайте
«ЖКК
и
энергоэффективность»
12
(http://www.86gkh.ru/energy_efficiency/calculator_energy/). Каждой семье крайне важно
уметь точно рассчитать тарифы. На портале размещены удобные сервисы, позволяющие
точно рассчитать свой тариф услуг ЖКК, узнать, что нужно сделать, чтобы уменьшить
свой платеж за свет и отопление.
Людям стоит научится эффективно тратить энергию на благо самим себе.
Вот пример подсчета экономии от внедрения сберегающих ламп в освещении
квартиры. Предположим, что в вашей квартире для её освещения используется 5 ламп
накаливания по 60 w (в хрустальной люстре) 2 галогеновых ламп по 10w (в ванной
комнате), 4 энергосберегающих ламп КЛЛ (компактная люминесцентная лампа). На
рисунках даны результаты расчетов.
13
Построение приблизительной модели энергопотребления человека первобытного
общества, определение её эффективности
Огонь служил человеку и средством для приготовления пищи, и для получения
тепла и для, хоть и скудного, но освещения. Так во сколько же раз выросло
энергопотребление, можно ли это установить хотя бы приблизительно.
Поскольку основным источником был костер, горение которого поддерживалось
практически круглосуточно, было решено исследовать нагрев воды на костре, причем в
одном случае организовать защищенное кострище, а в другом – на открытом воздухе. И в
одном, и в другом случае – январь 2015, tо воздуха – 3 оС (оттепель).
Порядок проведения эксперимента
Схема костра
1.
Заготовить 2 кг дров в виде чурок толщиной S:5 см и длиной примерно 20 см.
2.
Приготовить котелок с 1 литром воды, предварительно постоявшей на улице.
3.
Сложить костёр из 1 кг дров «шалашиком» или «колодцем» с таким расчётом,
чтобы размеры костра равнялись, примерно, площади дна котелка.
4.
установить кострище таким образом, чтобы расстояние от верха дров до дна
котелка составляло бы не более 20-25 см.
5.
Измерить температуру воды в котелке и начать разжигать костёр. После получения
устойчивого пламени, засечь время начала нагрева воды. Если котелок нагревается без
крышки или с крышкой это надо отметить.
6.
В момент закипания (начало «бульканья») воды засечь время окончания нагрева.
7.
Измерить количество сгоревшего топлива (дров), если было израсходовано меньше
1 кг, то вынуть из костра несгоревшие или немного обгоревшие чурки и взвесить их. Если
было необходимо израсходовать больше 1 кг, то необходимо добавлять по 1-2 чурки,
предварительно их взвесив. После закипания, также вынуть и взвесить мало обгоревшие
дрова.
8.
Все измерения внести в таблицу.
9.
По ходу опыта делать фотографии (см. Приложение 1).
14
Таблица1
Наименование
параметра
Обозначение
Единица
измерения
T1
Значение
Эксперимент
1
Эксперимент
2
°C
5
5
T2
°C
100
100
G
кг
1
1
G2
кг
0,415
0,3
G1
кг
0,585
0,7
g
кг/ ч
2,51
7,22
Q1
кДж
397,8
397,8
qp
кДж/кг
15480
15480
Q
кДж
9056
10836
m
кг
1
1
с
кДж\ кг
4,187
4,187
ŋ
%
4.4
3.7
Время нагрева воды
час
0,23
0,097
Энергопотребление в год
ГДж
15
36
Температура воды
начальная
Температура
воды
конечная (кипение)
Вес дров на начало
опыта
Вес
остатка
не
прогоревших дров
Вес сгоревших дров
Удельный
расход
топлива
Теплота
необходимая
для нагрева 1 литра воды
Удельная
теплота
сгорания дров
Теплота, выделенная при
горении дров
Масса нагреваемой воды
Удельная теплоемкость
воды
КПД костра
Формулы для расчетов:
Q1= m*c*(t2-t1)
Q = qp*G1
ŋ = Q1/Q (%%)
Можно предположить, что костер подобный эксперименту 1 и 2 горел в течение
суток непрерывно, т.к. добыча огня было трудоемким занятием. Т.е. энергопотребление
можно принять адекватным кипячению воды в течение суток. В пересчете на год
энергопотребление первобытного человека составляет по приблизительным подсчетам:
Энергопотребление =Q1 * τ *8760, где 8760 – число часов в году
Для оценки экономического развития любой страны и уровня жизни ее населения
можно использовать фактическое энергопотребление, т.к. дает представление о
промышленно-экономическом
развитии
и
служит
индикатором
социальноэкономического положения государства. Чем выше энергопотребление на душу
населения, тем выше качество жизни. В мире на душу населения выше всего
15
энергопотребление в США и Канаде — оно составляет 264,5 ГДж в год (6,32 - тонн
нефтяного эквивалента - ТНЭ). Этот показатель в России составляет 158,5 ГДж в год.
Таким образом, соотношение энергопотребления нашего современника к человеку
первобытного общества составляет приблизительно 10-20 раз, против заявленных в
описании кейса 100 раз.
Эксперимент с кипячением воды в чайниках трех популярных моделей
В данном эксперименте использовалось следующее оборудование:
1.
2.
3.
4.
5.
Устройство измерения и обработки данных (УИОД) со встроенным программным
обеспечением LabQ-2
Датчик температуры (-40 - +135 °C) TMP-BTA
Датчик учета электроэнергии (WU-PRO)
Чайник с дисковым нагревательным элементом:
a. Tefal, 1500W
b. Scarlett, 2000 W
c. Lamark, 2000 W
Персональный компьютер с программным обеспечением Logger Pro 3.0.
Эксперимент состоял в нагревании 1 литра воды до кипячения и расчет КПД
каждого чайника по затратам электроэнергии. Ход эксперимента отражен в таблицах и
графиках Приложения 2.
Полученные результаты представлены в таблице:
Модель
чайника
Потребляемая
мощность, Вт
Время,
час
Затраченная
электроэнергия,
кДж
Соотношение
КПД чайника и
КПД,
костра
%%
Эксп. Эксп.
1
2
79,25
18,0
21,4
Tefal, 1500W
1346,6
0,084
406,8
Scarlett, 2000 W
1872,0
0,0575
387,5
76,7
17,4
20,7
Lamark, 2000
W
1791,4
0,074
451,4
71,4
16,2
19,3
Данные таблицы показывают, КПД нагрева воды современными средствами
эффективнее в среднем в 18-20 раз. Что еще раз косвенно подтверждает предположение,
что энергопотребление человека с его историческим развитием выросло в десятки, а не
сотни раз.
16
Способы экономии электроэнергии.
Существует большое количество сайтов, в которых даются рекомендации
потребителям по экономии электроэнергии. Здесь приведены основные из них.
1.
Пожалуй, самым эффективным методом будет замена ламп накаливания на
энергосберегающие люминесцентные или более дорогие, но самые эффективные
светодиодные. За время их работы удается сэкономить до 800кВт/ч. Они служат по
сравнению с обычными лампами как минимум в 8 раз дольше.
2.
При покупке новых электроприборов и бытовой техники обращайте
внимание на класс энергоэффективности. Например стиральная машина А++ позволяет
экономить до 20 процентов электроэнергии по сравнению с аналогичными моделями
класса А.
3.
Холодильник следует ставить подальше от любых приборов, выделяющих
тепло, и особенно от радиаторов отопления. Необходимо обеспечить беспрепятственную
естественную вентиляцию у его задней стенки. И самое главное, не ставьте горячие
кастрюли или посуду, а дождитесь остывания до комнатной температуры.
4.
Выключайте бытовую технику, если долго ей не пользуетесь. Ведь в режиме
ожидания она потребляет много энергии.
5.
Также сэкономить позволит своевременная замена конфорок на
электрической плите. Используйте только подходящие по ее размеру кастрюли и
сковороды с ровным дном. А главное используйте крышки, ведь они трехкратно
уменьшают потерю тепла.
6.
На третьем месте по электропотреблению стоит стиральная машина.
Старайтесь стирать при близкой к максимуму загрузке. Стирка при 30 градусах в отличии
режима на 40 позволяет сэкономить 35% электроэнергии.
7.
Если уезжаете надолго из квартиры выключайте от электросети все, кроме
холодильника.
8.
Не забывайте выключать светильник или люстру, выходя надолго из
комнаты.
9.
Подсветка в комнате, особенно сделанная из светодиодной ленты, не только
украсит вашу комнату в ночное время, но и поможет достичь значительного эффекта
экономии.
10.
Не кипятите воду на электроплите, потому что электрический чайник
сделает это не только быстрее, но и значительно с меньшим энергопотреблением.
11.
Старайтесь использовать в экономичном режиме компьютер, телевизор,
стиральную машину и т. п.
12.
Чаще очищайте пылесборник пылесоса. Это не только увеличивает силу
всасывания, но и до 40 процентов сокращает расход электроэнергии.
13.
Включайте кондиционер только после того, как плотно закрыты все окна и
двери, что увеличивает его эффективность работы.
14.
Для обогрева в межсезонье (весна или осень) используйте при возможности
не электрический обогреватель, а соответствующий режим у кондиционера. Разница будет
2-3 кратной при одинаковой эффективности.
17
15.
Старайтесь по максимуму использовать возможности естественного
освещения без необходимости включения искусственного.
16.
В последнее время внедряется двух или трех тарифная система учета
электроэнергии при помощи специальных моделей электронных счетчиков. Ночной тариф
на 30% дешевле дневного. Очень эффективно использовать ночное время для стирки,
нагрева воды бойлером и других энергозатратных операций.
18
Выводы
1.
Огонь представлял собой основной источник энергии первобытного
человека. Его использование сделало человека менее зависимым от климатических
изменений, а также позволило за счет термической обработки существенно повысить
условия жизни.
2.
В XXI в. энергопотребление в первую очередь значительно возрастет в
развивающихся странах. Невзирая на рост энергопотребления, геологических ресурсов в
мире, по экспертным оценкам, достаточно для обеспечения потребления по углю - на 850
лет, нефти - на 180 лет и природному газу - на 270 лет.
3.
Россия, несмотря на огромные запасы энергоносителей, должна начать
экономить энергию, чтобы не сокращать доступ к энергетическим ресурсам для будущих
поколений. Сегодня наша страна активно развивает политику трех «Э» –
энергоэффективности, энергосбережения, энергобезопасности.
4.
Результат, проведенных подсчетов в отдельно взятой семье и в домах
группы учащихся гимназии показывает, что: наибольшая доля энергопотребления
приходится на освещение дома и работу холодильника, следовательно, здесь нужно
искать пути повышения энергоэффективности.
5.
Возможности энергосбережения скрыты в разумной эксплуатации бытовых
электроприборов не первой необходимости.
6.
Эксперимент с костром и чайниками позволил предположить, что
энергопотребление современного человека относительно первобытного выросло в 10-20
раз, против заявленных 100, что косвенно подтверждает рост энергоэффективности в
процессе развития цивилизации.
19
Список литературы:
1.http://minenergo.gov.ru/activity/energoeffektivnost/
2. https://ru.wikipedia.org/
3. Капица С.П. Математическая модель роста населения мира// Математическое
Моделирование. 1992. Т .4, N6.
4. https://ru.wikipedia.org/wiki
5. http://human_ecology.academic.ru/1896
6. http://www.pandia.ru/text/77/236/42038-3.php#1 Основы социальной экологии.
Биологические и общественные основы социальной экологии.
20
Приложение 1.
Проведение эксперимента:
Эксперимент с закрытым костром
дрова сушатся на батарее 12 часов. За это время они теряют около 20% своей массы
(испаряется вода – уменьшается влажность).
Далее дрова взвешиваются и разделяются на две части:
1 кг, и остаток.
взвешиваем 1кг воды и выносим на улицу – остужаться ( температура на улице -3С).
Вода остыла до 5С.
21
разжигаем костер из порции дров в 1 кг
для уменьшения потерь на испарение
воды закрываем емкость фольгой, контролируем температуру воды электронным
термометром.
регулярно заносим результаты измерений температуры воды и времени в
«Журнал» Начало:13:50 t =5 C M=1кг
Время
t,С
13:55
23
13:56
38
13:57
50
13:59
66
14:00
76
14:03
96
14:04
100
вода закипела.
22
взвешиваем остаток не горевших дров от порции в 1кг, и недогоревшие дрова.
оформляем результаты эксперимента.
Эксперимент с костром на открытом воздухе:
Контролируем температуру воды
23
Взвешиваем 1 кг дров
Разжигаем костер из 1 кг дров
24
Взвешиваем недогоревшие дрова
25
Приложение 2.
Кипячение чайником Скарлетт
Кипячение чайником Ламарк
26
Кипячение воды чайником Тефал
27