IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Глобальной тенденцией современного мирового сообщества является постоянная и активная реализация различного масштаба и вида проектов, посвященных эффективному использованию энергии. Подобные проекты имеют не только экономическое значение, но также и экологическое, поскольку напрямую воздействуют на окружающую среду. В частности, речь идет о сокращении выбросов парниковых газов, возникающих в результате производства энергии из ископаемого топлива. Следовательно, сокращение производства и потребления энергоресурсов приводит к непосредственному улучшению окружающего мира.

Однако, в любой сложной системе основу ее функционирования составляют люди. Для того, чтобы Россия могла занять достойное место в числе стран, заботящихся о благополучии нашей планеты, необходимо целенаправленно внедрять программы энергоэффективности и энергосбережения. На сегодняшний момент российское государство предпринимает ряд ключевых шагов для достижения позитивных изменений сложившейся ситуации в области энергосбережения. В частности разработана программа, направленная на формирование механизмов муниципальной политики в области энергосбережения и рационального потребления энергетических ресурсов, реализацию управленческих и технических проектов, достижения целевых ориентиров Энергетической стратегии России на период до 2030 года, Федерального закона от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

Целью исследовательского проекта является энергосбережение как необходимое условие функционирования колледжа, так как повышение эффективности использования энергетических ресурсов, при непрерывном росте цен на энергоресурсы и соответственно росте стоимости электрической и энергии позволяет добиться существенной экономии как энергетических, так и финансовых ресурсов.

Для достижения поставленной цели необходимо разрешить следующие задачи:

1. Привлечь внимание педагогов, обучающихся, технический персонал нашего колледжа и родителей к проблеме экономного использования энергоресурсов.

2. Вовлечение обучающихся в процесс экономного использования энергоресурсов.

3. Развивать практические умения в области сбережения электроэнергии.

4.Снижение расходов бюджета на энергоснабжение за счет рационального использования всех энергетических ресурсов и повышение эффективности их использования через создание экономических и организационных условий.

Поставленные цели и задачи в данном проекте достигаем с помощью сравнения характеристик видов ламп: лампы накаливания, лампы дневного света (люминесцентные), светодиодные.

Рассмотрим трубчатую лампу накаливания (Рисунок 1). Модель: Linestra 120 w s14s OSRAM. Мощность: 120 w. Световой поток: 840 Лм. Лампы - OSRAM SPECIAL LINESTRA излучают очень теплый, мягкий свет. Область применения: подсветка потолков,зеркал в ванных комнатах, гардеробах и в стенных шкафах. Стоимость: в среднем 500-600 рублей. Срок службы лампы накаливания составляет примерно 1000 часов. При увеличения напряжения срок службы снижается.

Преимущества лампы накаливания:

- налаженность в массовом производстве,

- доступная стоимость,

- небольшие размеры,

- быстрый вход на рабочий режим,

- отсутствие токсичных компонентов,

- непрерывный спектр излучения,

- приятный и привычный в быту спектр,

- морозостойкость

Рисунок 1

 

Недостатки лампы накаливания: низкая световая отдача, относительно малый срок службы, хрупкость и чувствительность к удару, представляют пожарную опасность.

Энергосберегающие лампы

Для тех, кто хочет сэкономить деньги на электричестве и не хочет мириться с расточительством ламп накаливания, была придумана так называемая люминесцентная (или энергосберегающая) лампа – КЛЛ.

Рисунок 2

 

Рассмотрим люминесцентную лампу заполненную ртутью (Рисунок 2).

Мощность: 36 w. Световой поток: 2850 Лм. Срок службы: до 70 тыс. часов. Средняя цена: 600 руб. Энергосберегающие лампы при одинаковой яркости цвета потребляют в 5-6 раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания. Единственно, чего «не любят» люминесцентные лампы, – частого включения и выключения. Точнее, если интервал между выключением и новым включением – меньше двух минут.

Все люминесцентные лампы содержат ртуть (хоть и в очень малых количествах). Оказывается, проблема утилизации этой продукции в нашей стране еще не решена. Все крупные потребители люминесцентных ламп обязаны заключать договоры с фирмами, занимающимися утилизацией.

Светодиодные лампы

Светодиодная лампа (Рисунок 3) является одним из самых экологически чистых источников света. Принцип свечения светодиодов позволяет применять в производстве и работе самой лампы безопасные компоненты. Светодиодные лампы не используют веществ, содержащих ртуть, поэтому они не представляют опасности в случае выхода из строя или разрушения.

Модель: Т8 – SB 120.

Рисунок 3

 

Мощность:18 W.

Световой поток: 1800 Лм.

Срок службы: примерно 6000 часов.

Средняя цена: 400р.

Практическая часть

При планировании освещения, в первую очередь нужно определить соответствующую нормам целевую освещенность и посчитать общий световой поток, который должны давать светильники в помещении. Необходимо, чтобы фактическая освещенность совпадала с нормами по СанПиН. Средняя освещенность поверхности — это отношение падающего на нее светового потока к площади.

Произведем расчет фактической освещенности в кабинете:

Е_факт.=,

где n = 36, n – кол-во ламп.

Но в реальном помещении часть светового потока светильника рабочих плоскостей не достигает, пропадая на стенах. Освещенность в помещении – это отношение общего светового потока светильников к площади помещения с поправочным коэффициентом «µ». Поэтому формула будет выглядеть следующим образом:

Е_факт.=.

Долю света «µ», который доходит до рабочих поверхностей, можно оценить на глазок. В самом общем приближении для некоего очень среднего помещения с какими-то там светильниками до рабочих поверхностей доходит примерно половина света, а значит для очень грубой оценки можно использовать коэффициент µ = 0,5.

Занесем полученные данные в таблицу.

Табл. 1. Расчет освещенности для разного типа ламп

Вид лампы	Ф, световой поток, Лм	S, площадь помещения,	, освещенность, Лк.
Накаливания	840	56,05	269,76
Светодиодная	1800	56,05	578,06
Люминесцентная	2850	56,05	915,25

Сравним полученные данные с нормами по СанПиН.

Табл. 2. Сравнительная таблица освещенности

	Е по СанПиН
269,76	300-500
578,06	300-500
915,25	300-500

Рассчитаем потребление электроэнергии на освещение помещений с временным пребыванием людей, кВт⋅ч:

W=P*n*t, при t=7,

где W - энергопотребление, P – мощность одной лампы, t – время работы системы освещения.

Для лампы накаливания.

За рабочие сутки: W=120*36*7=30,24 кВт⋅ч.

За месяц (в среднем 30 дней): W=30,24*30=907,2 кВт⋅ч.

За учебный год: W=907,2 *10=9072 кВт⋅ч.

Для лампы дневного света (люминесцентной).

За рабочие сутки: W=36*36*7=9,07 кВт⋅ч.

За месяц (в среднем 30 дней): W=9,07*30=272,1 кВт⋅ч.

За учебный год: W=272,1*10=2721 кВт⋅ч.

Для светодиодной лампы.

За рабочие сутки: W=18*36*7=4,54 кВт⋅ч.

За месяц (в среднем 30 дней): W=4,54*30=136,2 кВт⋅ч.

За учебный год: W=136,2*10=1362 кВт⋅ч.

Занесем полученные данные в таблицу.

Табл. 3. Потребляемая энергия день,кВт⋅ч

Вид лампы	День	Месяц	Учебный год
Накаливания	30,24	907,2	9072
Светодиодная	4,54	136,2	1362
Люминесцентная	9,07	272,1	2721

Рассчитаем стоимость потребляемой электроэнергии, руб.: C = *W, при

Занесем полученные данные в таблицу.

Табл. 4. Стоимость потребляемой электроэнергии, руб.

Вид лампы	День	Месяц	Учебный год
Накаливания	123,984	3 719,52	37 195,2
Светодиодная	18,614	558,42	5 584,2
Люминесцентная	37,187	1 115,61	11 156,1

Из проведенных расчетов видим, что замена ламп дневного света на светодиодные позволит снизить использование электроэнергии на работу осветительных установок.

Методика оценки срока окупаемости мероприятия

Зачастую для оценки инвестиционной привлекательности мероприятийпо энергосбережению и повышению энергетической эффективностидостаточно использовать такой критерий, как простой срок окупаемости.Срок окупаемости – период времени,необходимый для того, чтобы доходы, генерируемые инвестициями,покрыли затраты на инвестиции.

Экономия электроэнергии за год после замены ламп будет равна, кВт⋅ч:

∆W= W_лл - W_сл,

где W_сл – энергопотребление светодиодной лампы, W_лл – энергопотребление люминесцентной лампы.

∆W=2721-1362=1359 кВт⋅ч.

Годовая экономия в денежном выражении составит, тыс. руб.:

C=11 156,1 - 5 584,2=5571,9 руб.

Рассчитаем простой срок окупаемости:

OK= ,

где – затраты на замену люминесцентных ламп светодиодными, = Ц_сл*n, Ц_сл – цена одной светодиодной лампыТ8 – SB 120.

= 400*36 = 14400 руб.

OK == 2,6 года.

Методы энергосбережения

Для того чтобы эффективно экономить электроэнергию в колледже необходимо следовать следующим правилам.

Выполнять разъяснительную работу среди учителей и обучающихся, направленную на воспитание чувства экономии и бережливости при использовании электроэнергии. Лампочки на лестничных пролетах в дневное время должны быть погашены. В электрощиты, подвалах, мастерских свет должен гореть только при выполнении работ в этих помещениях. Такое бережное расходование электричества может принести до 25% экономии.

Рекомендуется использовать электротовары с высоким классом электросбережения (больше всего подойдет класс A).

Выключать электроприборы, когда они не нужны. Использовать режим энергосбережения компьютера, что позволит сэкономить до 50 % энергии. И не забывайте выключать мониторы, когда не пользуетесь ПК. Больше всего электричества потратят именно они.

Выключать освещение в кабинетах во время перемен.

Стараться чаще использовать естественное освещение, при этом необходимо не забывать регулярно мыть окна – грязные стекла пропускают меньше света. Так же необходимо от грязи протирать и сами лампы.

Использовать светодиодные лампы вместо люминесцентных ламп. Исходя из расчетов, именно они являются самыми энергосберегающими.

Использовать в колледже таймеры, которые реагируют на различные «возмущения». Указанные датчики монтируются в корпус электрического патрона. При установке с действием на звук лампочка загорается на несколько десятков секунд (время необходимое для каких-либо действий) и гаснет. Источником звука могут быть хлопок ладонями, шаги, разговор и прочие звуки. Или использовать датчики на движение. При установке таких приборов можно достичь экономии до 50%.

До начала и после окончания всех занятий выключать свет в коридорах и других неиспользуемых помещениях. Так же можно поставить датчики на включение и выключение автомата в заданное время.

В каждой аудитории создать так называемые «теневые коридоры». Это метод, когда первые ряды ламп и софиты соединены на одном выключателе. Так как большинство классов оборудовано проекторами или интерактивными досками, а передние ряды ламп дают для доски/экрана слишком большую освещенность, и изображение зачастую нечеткое, есть смысл эти ряды отключать. Так же этот метод действен вне занятий. Например, когда преподаватель проверяет тетради, и освещение всего кабинета не нужно.

Эти правила следует использовать не только в учебных учреждениях, но и дома, в офисах и на промышленных предприятиях.

Заключение

В заключении можно сделать следующий вывод:

- в нашем учебном заведении необходимо использовать светодиодные лампы на основании выше приведенных расчетов в практической части;

- данные расчеты показали финансовую экономию колледжа;

- в дальнейшем при переходе всего учреждения на светодиодные лампы, финансовые затраты на электроэнергию в среднем сократятся в 2 раза.

Литература

1. http://pbprog.ru/documents/documents_element.php?ELEMENT_ID=1005

2. http://osvete.ru/

3. Прохоров А.М. Большой энциклопедический словарь. 2-е изд., перераб. и доп. – С. – Пб.: Норинт, 2004.

4. Савельев И.В. Основы теоретической физики. Т.1. Механика и электродинамика. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1991.

Код для цитирования: Скопировать