Эколого-исследовательский просветительский проект "Метод изучения эффективности использования электроприборов в квартире"

МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №14»
г. Сергиев посад Московская область­­

Эколого-исследовательский, просветительский проект

Метод изучения

эффективности использования электроприборов в квартире.

Выполнила ученица
9 класса Ларионова Екатерина
Консультант – преподаватель биологии
Сенькина Н.Н.

Сергиев Посад

2017 г.

Содержание работы

«Уютнейшая вещь керосиновая лампа, но я за электричество...»

М. Булгаков

Введение.

1. Актуальность.  Со времён древнекитайской цивилизации до нас дошла китайская мудрость: «предсказывать всегда трудно, особенно трудно предсказывать будущее». Действительно, ещё совсем недавно, каких-нибудь 100 лет назад, человек, искренне веря в светлое будущее, с энтузиазмом осваивал новые земли, активно вырубал леса для строительства новых городов, автомобильных трасс и железных дорог. Благо, что ресурсов для этого было предостаточно. Никто и не задумывался о влиянии такой активной хозяйственной деятельности на живую природу и на запасы ресурсов. Популярными были лозунги «Мы не можем ждать милости от природы, взять ее богатства – наша задача!», «Человек – покоритель природы!». Повсюду рапортовали о новых успехах научно-технического прогресса, не задумываясь об «экологической цене», которую приходится за него платить.

Прошло совсем немного времени, и мы столкнулись с серьёзными последствиями столь активной и в то же время непродуманной хозяйственной деятельности, которая привела к разрушению природных систем, загрязнению окружающей среды, истощению запасов ресурсов планеты. И теперь уже наше будущее, вопреки китайской мудрости, вполне предсказуемо. Если человек не изменит своё отношение к окружающей среде, не научится существовать в согласии с природой, планировать и оценивать свою деятельность по минимальному ущербу, наносимому природе, заботиться о восстановлении и сохранении ресурсов, то может встать вопрос о существовании самой человеческой цивилизации.

По этому поводу хочется вспомнить другую мысль, высказанную немецким социологом и философом Эрихом Фроммом, «иметь или быть?». Иными словами, как сохранить все блага цивилизации и не навредить природе? Или может быть стоит чем-то поступиться ради сохранения природы как главного условия существования и развития человеческой цивилизации?

Разрешить все эти проблемы очень сложно, особенно учитывая то, что во многом мы обманываем сами себя. Прикрываясь высокими лозунгами, хотя и искренне желая помочь, большинство людей ждет, когда эти проблемы урегулируются сами собой или их решат другие: главы государств, крупные общественные организации, а может быть и ещё кто-нибудь.

Решение проблем защиты окружающей среды и сохранения природных ресурсов, а они взаимосвязаны, полностью в наших руках. Сохранение природы сегодня – это и вовремя закрытый кран с водой, и раздельный сбор мусора в крупных городах, и применение энергосберегающих лампочек, и чистые зеленые дворы, и многое другое. Сегодня необходимо переходить от громких лозунгов и бесплодных дискуссий к конкретным, пусть и не очень заметным на первый взгляд действиям, бережного отношения к природе. Я думаю, что выбранная тема моей исследовательской работы актуальна.

Цель проекта: оптимизировать расход электроэнергии в своей квартире и квартирах семей учащихся.

Задачи проекта:

1. Провести инвентаризацию электроприборов в квартире.

2. Изучить правила работы и приёма экономии электроэнергии.

3. Доказать экономическую эффективность использования энергосберегающих лампочек.

4. Провести «фотографию рабочего и выходного дня», на основе, которой можно разработать оптимальный режим использования электроприборов.

5. Обсудить результаты работы в семье.

Объект исследования: квартира моей семьи.

Предмет исследования: электроприборы квартиры

Гипотеза исследования: можно ли применить метод «Фотография рабочего дня» для изучения эффективности использования электроприборов в квартире?

Методы исследования:

1. Теоретические исследования: изучение, анализ научной и учебной литературы по данной теме.

2. Практические исследования: характеристика квартиры; среднее потребление электроэнергии в месяц; продолжительность работы электроприборов

Время исследования: июнь – сентябрь 2017

В данной работе мы рассмотрим некоторые вопросы энергосбережения в семье.

2. Что такое электричество? История возникновения.

Еще до нашей эры философ из Греции Фалес заметил, что после трения янтаря о шерсть к камню притягиваются мелкие предметы. Затем исследованием таких явлений долгое время никто не занимался. Только в 17 веке, исследовав магниты, их свойства, английский ученый Уильям Гильберг ввел новый термин «электричество». Ученые стали больше проявлять интереса к нему и заниматься исследованиями в этой области.

Гильбергу удалось изобрести прообраз самого первого электроскопа, он назывался версор. С помощью этого прибора он установил, что кроме, янтаря и другие камни могут к себе притягивать мелкие предметы, а так же алмаз, аметист, стекло, сапфир, сланцы, опал, карборунд.

Благодаря созданному прибору, ученый смог провести несколько опытов и сделать выводы. Он понял, что пламя имеет свойство серьезно влиять на электрические свойства тел после трения. Ученый заявил, что гром и молния - явления электрической природы.

Великие открытия.

Первые опыты по передаче электричества на малые расстояния были проведены в 1729 году. Ученые сделали вывод, что не все тела могут передавать электричество. Через несколько лет после ряда испытаний француз Шарль Дюфе заявил, что есть два типа электрического заряда - стеклянного и смоляного. Они зависят от материала, который используется для трения.

Затем учеными с разных стран были созданы конденсатор и гальванический элемент, первый электроскоп, медицинский электрокардиограф.

Первая лампочка накаливания появилась в 1809 году, которую создал англичанин Деларю. Спустя 100 лет, Ирнвинг Ленгмюр разработал лампочку с вольфрамовой спиралью, заполненной инертным газом.

В 19 веке было много очень важных открытий, благодаря которым появилось электричество в мире. Большую лепту в области открытий внесли известные всему миру ученые: Ампер, Джоуль, Фарадей, Гери, Ом, Вольт.

Они изучали свойства электричества и многие из них названы в их честь. В конце 19 века ученые-физики делают открытия о существовании электрических волн. Им удается создать лампу накаливания и передавать электрическую энергию на большие расстояния. С этого момента электричество медленно, но уверенно начинает распространяться по всей планете.

ГЛАВА 1.

1.1. Природные ресурсы и их классификации.

Природные ресурсы - это объекты и силы природы, используемые человеком для поддержания своего существования.

К ним относятся солнечный свет, вода, почва, воздух, полезные ископаемые, энергия приливов и отливов, сила ветра, растительный и животный мир, внутриземная теплота и др.

Природные ресурсы классифицируют по ряду признаков:

• по их использованию: производственные (сельскохозяйственные и промышленные), здравоохранительные (рекреационные), эстетические, научные и др.;

• по принадлежности к тем или иным компонентам природы: земельные, водные, минеральные, а также животный и растительный мир и др.;

• по заменимости: заменимые (например, топливно-минеральные энергетические ресурсы можно заменить ветровой, солнечной энергией) и незаменимые (кислород воздуха для дыхания или пресную воду для питья заменить нечем);

• по исчерпаемости: исчерпаемые и неисчерпаемые.

К неисчерпаемым природным ресурсам можно условно отнести солнечный свет, атмосферный воздух, воду, энергию ветра, энергию приливов и отливов, внутриземную теплоту.

Исчерпаемые ресурсы делятся на возобновимые, относительно возобновимые и невозобновимые

Невозобновимые ресурсы - это ресурсы, которые совершенно не восстанавливаются или скорость их восстановления настолько мала, что практическое использование их человеком становится невозможным. К ним относятся, например, полезные ископаемые, находящиеся в недрах земли.

К относительно возобновимым ресурсам относят почву и лесные ресурсы, которые обладают способностью к самовосстановлению, но процесс этот происходит в течение многих десятилетий и даже столетий.

Возобновимые ресурсы - это ресурсы, способные к восстановлению через различные природные процессы за время, соизмеримое со сроками их потребления. К ним относятся растительность, животный мир и некоторые минеральные ресурсы, осаждающиеся на дно современных озер и морских лагун.

1.2. Потребление электроэнергии.

Несомненно, большую часть электричества потребляет различная бытовая техника, определенное количество которой находится в каждом доме. Какие же бытовые приборы потребляют больше всего электроэнергии в час или месяц, а какие наиболее экономные?

При подсчете потребления электроэнергии тем или иным прибором за определенный промежуток времени, необходимо учитывать несколько моментов:

Непосредственно мощность самого прибора: двигателя или блока питания.

Количество времени функционирования прибора.

Режим работы.

Температура окружающей среды.

Конечно, не во всех случаях вышеперечисленные факторы играют значительную роль. Но для некоторой бытовой техники (например, холодильник) важен каждый пункт.

Холодильник.

Используемая мощность колеблется в промежутке от 100 до 200 Ватт в час. Необходимо помнить, что холодильник имеет состояние покоя и отключается после сигнала датчиков о достижении заданной температуры.

Средний расход электроэнергии холодильником зависит от установленного режима холода и температуры окружающей среды (летом для охлаждения продуктов прибор включается чаще). Играет роль, насколько часто открывается дверца холодильника. Отвечает также за количество использованной электроэнергии частота закладки в морозильную камеру продуктов.

Телевизор.

Мощность современных телевизоров с LED кинескопом напрямую зависит от размера экрана. Кинескоп диагональю 32 дюйма, в зависимости от модели, потребляет 45-55 Ватт в час во время работы и 0.5 Ватт в час в режиме ожидания. Влияет также настройка яркости экрана телевизора и даже громкость звука.

Немного больше, на 10-15%, используют электричество плазменные телевизоры, отличающиеся высокой четкостью и цветностью изображения. Но, в отличие от своих собратьев, потребление энергии плазменной панелью меняется в зависимости от качества картинки. Телевизоры старого образца, с электронно-лучевой трубкой, способны «потянуть» до 150 кВт в час.

Стиральная машина.

Максимальная мощность стиральной машины 1.8- 2.3 кВт., фактическое потребление зависит от вида стирки и может быть намного ниже. Каждый режим имеет свое энергопотребление, в зависимости от температуры нагрева воды и степени отжима. Играет роль загрузка барабана, тип ткани одежды и степень образования накипи на нагревательном элементе.

Компьютер.

Мощность блока питания среднестатистического ПК составит 400 Вт. Потребление электроэнергии компьютером чаще всего ниже и зависит от того, какие функции он выполняет, и насколько будет загружен процессор. Необходимо добавить мощность монитора, которая соответствует его диагонали и настройкам яркости, а также расход энергии в режиме ожидания.

Утюг, электрочайник, пылесос.

Примерный расход электроэнергии утюгом, как и электрочайником, – 1.5 - 2.5 кВт. в час. Эти представители бытовой техники являются рекордсменами и за 1 час работы потребляют такое количество энергии, которого другому прибору хватило бы на неделю. Но, в отличие от телевизора или компьютера, чайником и утюгом мы пользуемся считанные минуты. Благодаря этому, существенный урон кошельку эти электроприборы нанести не успевают.

То же относится и к такому блюстителю чистоты, как пылесос. В зависимости от модели, расход электричества пылесосом средней мощности составит 1.5 - 3.0 кВт. в час. Но эксплуатируется пылесос относительно не часто.

ГЛАВА 2.

2.1. Инвентаризация электроприборов в квартире.

В ходе исследовательской работы я провела социологическое исследование среди учащихся 9-х классов в форме опроса. В опросе участвовало 115 человек (Приложение 1)

По ответам на вопрос «Какие электроприборы имеются в доме?», я выяснила, что практически в каждой семье в настоящее время есть все электроприборы, которые могут облегчить быт хозяйкам и создать удобство в квартире. Рис. 1.

На данной диаграмме показано количество человек, которые имеют тот или иной электроприбор.

2.2 Изучение режима использования электроприборов.

Следующим этапом моей работы: выяснить режим работы электроприборов в рабочие дни и в выходной день; составить оптимальный режим работы.

Для того чтобы оценить среднюю продолжительность работы электроприбора я использовала метод «Фотография рабочего и выходного дня», и описала режим работы всех электроприборов имеющихся в доме за два дня (субботу и воскресенье) по следующей схеме. (Таб. 1).

Квартира: двухкомнатная, с площадью 45 квадратных метров

Количество проживающих в квартире: четыре человека (2 взрослых, 2 ребёнка)

Тип счётчика: типовой

Среднее потребление электроэнергии в месяц: 450-500 кВт

Продолжительность работы электроприборов:

Рабочий день.

Выходной день.

Из таблицы видно, что в рабочее время употребляется больше энергии, чем в выходной день, а значит, что в рабочее время бытовые приборы находятся в режиме ожидания чаще, чем в выходной день. Значит надо, чтобы люди в рабочее время были повнимательнее к технике и поменьше оставляли её в режиме ожидания.

2.3. Изучение энергоэффективности электроприборов.

На сегодняшний день установлено 7 основных классов энергоэффективности: A, B, C, D, E, F, G. Определенный класс присваивается прибору в зависимости от количества киловатт, которое он потребляет. Каждая буква маркируется на определенном фоне, цветовая гамма которого меняется от зеленого к желтому и затем к ярко-красному.

Буква А, на зеленом фоне, означает высокий показатель энергоэффективности техники.

Хотя существуют еще 2 класса: А+ и А++, обозначающие более высокую энергоэффективность, чем у класса А.

Маркировку В наносят на приборы с более низким показателем энергоэффективности.

Класс энергосбережения бытовой техники – от А до G. Буквы C, D, E, F, G показывают самый низкий класс энергосбережения.

Ниже показано, к какому классу относится электроприбор, находящийся в моей квартире:

1. Холодильник марки LG GA-B429 – класс А++.

2. Кондиционер марки LG G07AHT – класс А+

3. Пылесос марки Samsung SC4140 – класс В.

4. Стиральная машинка марки Bosch WLG 20162 – класс А.

5. Телевизор марки LG 49LH541V – класс А.

6. Компьютер и оргтехника – (в основном) класс А.

7. Микроволновка марки SAMSUNG ME713KR – класс В.

8. Кофемолка марки Moulinex A843 – класс С.

9. Утюг марки Rowenta Focus DW5135D1 – класс А.

10. Осветительные приборы - (в основном) класс В.

Я выяснила, что все необходимые в быту электроприборы, в основном, имеют маркировку А и В, которые означают высокий показатель энергоэффективности техники.

На вопрос «Имеются ли в вашей семье более одного компьютера, телевизора?» Рис. 2

Их графика видно, что 40% опрошенных имеют более одного компьютера, телевизора.

Рис 2.

На вопрос «Пользуется ли ваша семья энергосберегающими лампочками?» огорчил! Получается, что в настоящее время люди либо не задумываются, либо вообще не хотят знать о проблеме электричества! Рис. 3.

Рис.3.

На вопрос «Остаются ли электроприборы в течение суток в вашем доме, в режиме ожидания?» нашлись и такие люди, которым НЕ всё равно на использование электричества «впустую». Рис.4

Рис.4

На последний вопрос «Следят ли в вашей семье за включенными осветительными приборами?» почти не нашлось тех людей, которые бы НЕ следили за включёнными осветительными приборами!

Рис.5.

ГЛАВА 3.

ВЫВОД. Экономическая эффективность проекта.

На основании проделанной работы и обсуждения данных проблем с родителями и учениками можно сказать, что, экономя электроэнергию, каждый человек, прежде всего, экономит свои деньги. При этом уменьшается антропогенная нагрузка на окружающую среду, происходит сбережение природных ресурсов, снижается выделение тепла в атмосферу и уменьшается электромагнитное поле в жилище.

В результате выполнения проекта сделано:

• Проведена инвентаризация всех электроприборов в квартирах участников проекта и выявлены энергосберегающие приборы.

• Изучен режим использования электроприборов и разработаны правила их экономного использования.

• Изучено освещение квартиры. Доказана экономическая выгода энергосберегающих ламп.

• Проведено анкетирование учеников .

• Проведён расчёт экономической эффективности проекта.

Участники проекта (ученики 9-го класса и их родители) решили:

• Выполнять все правила по экономному использованию электроприборов в быту.

• Не оставлять включёнными электроприборы без надобности.

• Не оставлять бытовые приборы, работающими в режиме ожидания. Это относится к телевизорам, видеомагнитофонам и музыкальным центрам, а также к зарядным устройствам для мобильного телефона, которые сплошь и рядом остаются включенными в розетку даже после зарядки телефона.

• Заменить по возможности лампочки накаливания в квартире на энергосберегающие лампочки (кстати, если это произойдет в половине из 3 миллионов столичных квартир, экономия по городу составит не менее 1000 МВт).

• Заменить типовые (устаревшие) счётчики на многофазные счётчики.

• При покупке электроприборов учитывать энергосберегающие показатели.

• Ознакомить учащихся и родителей других классов с итогами проекта.

Энергоэффективное потребление позволит сохранить быстроубывающие природные ресурсы. Ведь, по различным оценкам, при нынешних темпах их освоения они будут полностью исчерпаны еще до конца этого века. И тут важно помнить, что цивилизованность проявляется не только в умении и возможности использовать сложные приборы и агрегаты, но и в ответственном отношении к среде своего обитания, начиная от дома и заканчивая целым миром. Следовать принципам энергоэффективности – один из способов доказать свою принадлежность к современной культуре и образу жизни.

ЛИТЕРАТУРА.

1. Аргунова М.В. Экологическое образование в интересах устойчивого развития в средней школе: теория и практика. – М.: Издательство «Спутник». 2009.

2. Ресурсосбережение в образовательном учреждении. М. Центр «Школьная книга». 2009.

3. Осокин А.М. Предметный модуль «Безо­пасное и экономное потребление электроэнер­гии» 5-7 класс. - СПб., 2004.

4. Энергия и окружающая среда. Посо­бие для учителей общеобразовательных и вне­школьных учреждений. - Минск, 2008.

5. Энергия и окружающая среда. Учебное пособие для средней школы. - СПб.: SРАРЕ, 2008.

Ресурсы сети Интернет:

1. http://www.liveinternet.ru/users/3331706/post269210431

2. http://lady7.net/kak-umenshit-rashod-jelektrojenergii-10-prostyh-priemov.html

3. http://www.bombla.org/elektrichestvo-i-chelovek/

ПРИЛОЖЕНИЕ.

Анкета № 1

1.Какие электроприборы имеются в доме? Перечислите______________________

______________________________________________________________________

2.Имеются ли в вашей семье более одного компьютера, телевизора?

______________________________________________________________________

3.Пользуется ли ваша семья энергосберегающими лампочками?

______________________________________________________________________

4.Остаются ли электроприборы в течение суток в вашем доме, в режиме ожидания? Да, Нет.

_______________________________________________________________________

5. Следят ли в вашей семье за включенными осветительными приборами?

_______________________________________________________________________

Классы энергоэффективности: A, B, C, D, E, F, G.

15