ВЫСТАВКА ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА УЧАЩИХСЯ. СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ………………………………………………………………...…1

1.  Всё новое – это хорош забытое старое………………….....…..….…3

2. Солнце , ветер, гибрид…………………………………...………...……6

2.1.  То солнечно, то пасмурно …………………………………………..6

2.2.  Одна энергия хорошо, а две – лучше………………………………9

2.3.   Только солнце …………………………………………………...…..10

2.4.  Только ветер ………………………………………………………….11

Заключение…………………………………………………………… ..…12

Список использованной литературы и других источников……….….13

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования в области альтернативной энергетики продиктована катастрофическим исчерпанием  ископаемых источников энергии и крайней необходимостью  найти им действенную замену. Наиболее разумным считается использование природных источников -  таких как солнечный свет и ветер.

Проблема моего исследования связана с пренебрежительным отношением к использованию альтернативной электроэнергетики в нашей стране и в нашем регионе. Мы значительно отстаём от уровня стран Европы и Ближнего Востока.

Цель моего исследования заключается в доказательстве преимущества гибридных установок энергоснабжения для обеспечения бытовых потребностей в электроэнергии жителей нашего региона.

Задачей моего исследования является определение возможности минимизировать финансовые затраты  обеспечивающие круглогодичное электропотребление семьи из 4-х человек.

Объектом моих исследований является энергия солнца и ветра которую реально можно взять у природных явлений благодаря современным техническим разработкам. В данной работе произведена попытка количественно оценить величину электрической энергии потенциально запасенной в кинетической энергии движущихся воздушных масс и лучистой энергии солнечного излучения. Проведена фиксация скорости ветра и степени солнечной активности (% облачности) Белокалитвинского района в течении 2011 года

Предмет моих исследований  - это гибридная схема электроснабжения дома где проживает 1 среднестатистическая семья.

Гипотеза которую я выдвигаю в моих исследованиях заключается в преимуществе использования гибридных схем электроснабжения над обычными в моем районе.

Методика моих исследований заключается в систематическом отслеживании погодных условий в Белокалитвинском  районе и  сравнении нескольких вариантов схем генерации электроэнергии.  

Новизна работ в данной области обусловлена полным отсутствием практических наработок и экспериментов по альтернативной энергетике в нашем районе.

Практическая ценность моей работы состоит в подробном описании и выборе вариантов промышленно выпускаемого оборудования для компоновки электрических схем. Такие установки (при наличии достаточного финансирования) можно расположить на крыше нашего техникума или во дворе частного дома.

Исследовательская работа включает:

- историческая справка об использовании энергии солнца и ветра в хозяйственной деятельности человека;

 -  сравнительный анализ производительности  3-х типов схем альтернативных генераторов электроэнергии,с учетом погодных условий Белокалитвинского района в 2011 году:

 1. схема на солнечных батареях;

 2. ветрогенератора;

 3. гибридная схема.

  - определение себестоимости произведённого кВт*часа на всех типах схем.

1. ВСЁ НОВОЕ – ЭТО ХОРОШО ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ

История солнечного элемента

В далеком 1839 году Александр Эдмон Беккерель (Весquerel) открыл фотогальванический эффект. Спустя 44 года Чарльзу Фриттсу (Charles Fritts) удалось сконструировать первый модуль с использованием солнечной энергии, а основой для него послужил селен, покрытый тончайшим слоем золота. Ученый установил, что такое сочетание элементов позволяет, хоть и в минимальной степени (около 1%), преобразовывать энергию солнца в электричество.

Именно 1883 год принято считать годом рождения эры солнечной энергетики. Однако так думают не все. В научном свете бытует мнение, что «отцом» эпохи солнечной энергии является не кто иной, как сам Альберт Эйнштейн. В 1921 году Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии. Многие считают, что эту награду великий ученый XX века получил за обоснование сформулированной им теории относительности, но это не так. Оказывается, премию физик получил именно за объяснение законов внешнего фотоэффекта.

В течение ста лет развитие отрасли переживало то резкие, стимулированные учеными, инвестициями частных и государственных структур подъемы, то горькие падения, заставившие общество забыть о «солнечных технологиях» на годы.

История ветроэнергетики

История ветроэнергетики начинается с незапамятных времён: энергия ветра вот уже более 6000 лет надежно и верно служит людям. Например, древние греки считали, что легендарный Прометей научил людей не только пользоваться огнём, но и оснастил корабли парусами. Заслуги парусных кораблей общеизвестны: все великие географические открытия были сделаны с их помощью.

 До изобретения паровой машины основным источником энергии во многих странах была именно энергия ветра. На протяжении столетий торговые и военные парусные суда передвигались за счет энергии воздушных потоков, повсюду крутились лопасти ветряных мельниц. Первые простейшие ветродвигатели применяли в глубокой древности в Египте и Китае. В Египте (около Александрии) сохранились остатки каменных ветряных мельниц барабанного типа, построенных ещё во II—I вв. до н. э. В VII в. н. э. персы строили ветряные мельницы уже более совершенной конструкции - крыльчатые. Несколько позднее, по-видимому в VIII—IX вв., ветряные мельницы появились на Руси и в Европе.

 В XVI веке экономический расцвет Голландии, куда Петр Первый ездил учиться, был вызван именно развитием ветроэнергетики. Первоначально голландцы использовали ветряки для осушения польдеров — отвоеванных у моря земель, а затем приспособили для приводов лесопилок и других производств. В тогдашней Европе Голландия была самой энерговооруженной страной.

Россия не отставала.

В России ветряные установки использовались в основном для помола зерна. До революции их в стране насчитывалось около 200 000, и перемалывали они более 2 миллиардов пудов зерна в год.

Появление паровой машины как источника энергии резко замедляет дальнейшие развитие ветроэнергетики. А в XX в. научно-технический прогресс, набиравший обороты огромными темпами, в корне изменил технологическую картину мира. Сталь, нефть, газ, новые материалы и возможности отодвинули далеко на задний план достижения сотен лет человеческой цивилизации. Но человечество так активно разрабатывает месторождения нефти, угля и газа, что появилась реальная угроза их скорой выработки. Поэтому во многих странах стали развивать так называемую нетрадиционную, или альтернативную энергетику — возобновляемые источники энергии, к тому же имеющие экологические преимущества...

Но, как известно, новое — это хорошо забытое старое и, поэтому, человечество вновь обращает свои взоры на энергию ветра: а нельзя ли с его помощью вырабатывать столь необходимую электроэнергию?

Первые проекты ветроагрегатов, способных вырабатывать электроэнергию, появились еще в 20-е годы прошлого века. Первый экземпляр ветродвигателя с роторами (цилиндрами) на четырех крыльях, диаметром 20 м, был установлен в 1926 г. в Берлине на башне высотой 15 м. Его крылья были сделаны из легкого металла — лоталя. Тогда же предпринимались попытки создать силовые установки на основе ветроагрегата для морских и речных судов. Работы эти, основанные на эффекте Магнуса (при вращении цилиндра в набегающем на него потоке воздуха появляется поперечная сила, действующая на него), со временем были свернуты. В 1980-е годы знаменитый океанограф Жак-Ив Кусто построил судно, работающий на том же принципе, доказав, как минимум, работоспособность идеи.

2. СОЛНЦЕ, ВЕТЕР, ГИБРИД

2.1. То солнечно, то пасмурно.

Мои исследования содержат среднемесячные данные по скорости ветра и степени солнечной активности в Белокалитвинском районе  за весь 2011 год. Замеры были произведены по методике «среднесуточных измерений» и приведенные в таблице 1.

Таблица 1

Средне месячные данные по скорости ветра и относительной солнечной активности.

На основании данных таблицы 1 определена потенциальная производительность солнечной батареи и ветрогенератора за месяц. Производительность рассчитана с учетом кпд ветроустановки типа Euro Wind-500 (производительность 0-500 Вт начальная скорость ветра 2,5 м/с) и солнечной батареи состоящей из 5-ти модулей типа ES 80-350 (пиковая мощность 80 Вт).

На рисунке 1 приведен среднемесячный график активности солнца и скорости ветра в Белокалитвинском районе.

 Результаты расчётов приведены в таблице 2.

Таблица 2

Потенциальная средняя производительность солнечной батареи и ветрогенератора в течении календарного месяца.

В виде графика:

2.  Одна энергия хорошо, а две лучше

Исходя из подробности среднестатистической семьи из 4 человек составляет 90 кВт в месяц . определим производительность гибридной солнечно-ветровой установки состоящей из: Ветрогенератора типа Euro Wind-500 (производительность 0-500 Вт начальная скорость ветра 2,5 м/с) и солнечной  батареи (состоящей из 5 элементов типа ES 80-350 мощностью 80 Вт).

На рисунке 3 приведена гибридная схема электроснабжения дома от Ветрогенератора типа Euro Wind-500 и солнечной  батареи типа ES 80-350.

1.   Определим годовую производительность солнечной батареи (состоящей из 5 элементов типа ES 80-350 мощностью 80 Вт)  

Wянв. =  Ртаб янв*К1*q*Ч                                                                       (1)

где    Wянв- энергия, выработанная солнечной батареей за январь, Вт

           Ртаб янв –  среднемесячная мощность вырабатываемая солнечной батареей, Вт (по данным Таблицы 1)

           К1 - поправочный коэффициент, учитывающий преобразование энергии (контроллер, коммутация, т.п.), К1= 0,95

           q - поправочный коэффициент , учитывающий светлую часть суток, (для января 0,28), (Л 2)

           Ч – количество часов работы в месяц , (для января 774)

2.   Определим ежемесячную  производительность ветрогенератора типа    Euro Wind-500 (производительность 0-500 Вт начальная скорость ветра 2,5 м/с)

Wянв. = Ртаб янв*К1*Ч *Кн                                                                        (2)

дге  Кн -  коэффициент непостоянности ветра (зависит от сезона Кн = (0,2-0,35), (Л2)

Результаты расчетов произведенной мощности приведены в таблице 3

Таблица 3

Выработка гибридной установки

2.3. Только солнце

Проведён расчет выработки электроэнергии от схемы в которой используется только солнечная батарея, состоящей из 10 элементов типа ES 80 350 (пиковая мощность - 80 Вт)   Результаты сведены в таблицу 4.

Таблица 4

Выработка электроэнергии от схемы, в которой используется только солнечная батарея

2.2. Только ветер

Проведён расчет выработки электроэнергии от схемы в которой используется только 2 ветрогенератора модностью по 500 Вт. Результаты сведены в таблицу 5

Таблица 5

Выработка электроэнергии от схемы в которой используется только 2 ветрогенератора модностью по 500 Вт

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Что нам стоит альтернативную установку построить

Проведены теоретические изыскания в части расчёта производительность электрогенерирующих установок 3-х типов.

С учетом стоимости оборудования (Л4)получена себестоимость 1 Квт часа для каждого вида установок                                         

Талица 6

Себестоимость 1 Квт часа для каждого вида установок                                 

Примечание.

В колонке  «Цена установки»:  числитель – цена основного и дополнительного оборудования, знаменатель цена буферного устройства (аккумуляторы, КУ, т.п.) обеспечивающего компенсацию генерации. (4);

Срок работы основного и дополнительного оборудования 10 лет, буфера - 3 года.

Выводы из работы:

 - себестоимость электричества, полученного от альтернативных источников намного больше, цены электроэнергии, получаемой из сети.

 - в нашем регионе более применимы гибридные схемы альтернативных источников электроэнергии;

 - для подтверждения полученных данных необходимы практические эксперименты ( стоимость, при проведении на базе нашего техникума - 150 тыс руб)

 - сейчас имеются технические возможности применения альтернативных источников и, чем больше мы будем ими заниматься, тем быстрее будет падать их себестоимость.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

И ДРУГИХ ИСТОЧНИКОВ

1. Юлия Кривошапко  Станетли ветер дороже нефти? // Российская газета, 06.12.11: [Электронный ресурс]  / Режим доступа : http//www/oim/ru, свободный. – Загл. с экрана.

2. Электронный ресурс]  / Режим доступа : http://svoyvetrogenerator.ru. свободный.  Ветряки

3. Электронный ресурс]  / Режим доступа : http://www.gismeteo.ru/city/daily/5085/ свободный.  погода

4. Электронный ресурс]  / Режим доступа : http://ru.wikipedia.org.  Свободный.  солнце

5. Электронный ресурс]  / Режим доступа :  http://patlah.ru/ свободный.  стехнологии

Министерство общего и профессионального образования

Ростовской области

государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования  

Ростовской области

«Белокалитвинский политехнический техникум»

Учебно-исследовательская работа

                  Долой «Энергосберегающие»

Студента группы ЭПП -31

ГБОУ СПО РО  «БПТ»

Чемерисова Михаила Николаевича

Научный руководитель-

 Преподаватель  ГБОУ СПО РО  «БПТ»

Любушкин Алексей Викторович

г. Белая Калитва, 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………..3

1. Глава 1. Как люминесцентные лампы пришли в нашу жизнь?..................5

1.1 Краткая предыстория внедрения люминесцентных ламп…….......…..5

1.2 Плюсы и минусы ламп…………………………………………………....6

1.3 Энергосбережение………………………………………………………...7

1.4 Здоровьесбережение……………………………………………...……    8

Глава 2. Будущее – за светодиодами! .........................................................10

2.1 Эксперимент 1 – Энергопотребление………………..………..…… .. 10

2.2 Эксперимент 2 – Зависимость потребляемой мощности от высоты светильника…………………………………………………………………………11

2.3 Эксперимент 3 – Утомление глаз………………………………………13

    2.4. «Экономия» электричества в нашем техникуме ……………………  14

Заключение………………………………………………………………...…….15

Список используемой литературы…………………….………………………17

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы огромное количество времени и денег выделяется на усовершенствование энергосберегающих технологий, в частности на повсеместное внедрение энергосберегающих люминесцентных ламп. Но наряду с ними развиваются светодиодные источники света, с куда более высокими параметрами. Поэтому данная тема является достаточно актуальной на данное время, в связи со сложившейся ситуацией.

По результатам интернет - опросов, можно заметить, что в большинстве своём, население использует компактные люминесцентные лампы. Однако, самый малый процент людей использует светодиодные лампы, хотя они являются явным лидером. В связи с этим встаёт вопрос – «Целесообразен ли отказ от энергосберегающих ламп, в пользу какого – либо другого вида источников света?». Поэтому цель данной работы – изучить и доказать целесообразность отказа от люминесцентных ламп в пользу светодиодных источников света.

Задачами исследования данной работы являются:

 - рассмотрение достоинств и недостатков  ламп различных типов;

 - доказательство превосходства светодиодных ламп, перед другими;

 - рассмотрение эффективности энергосбережения ламп;

 - доказательство негативного влияния люминесцентных ламп на здоровье человека;

 - экспериментальное подтверждение превосходства светодиодных источников света и целесообразности отказа от люминесцентных ламп.

Объектом исследования в данной исследовательской работе являются люминесцентные и светодиодные лампы.

Гипотеза исследования: люминесцентные лампы являются менее эффективными в энергосбережении, чем светодиодные, а также негативно воздействуют на здоровье человека, вызывая повышенную утомляемость.

Методика исследования:

- изучение теоретического материала, с применением анализа и аналитических расчётов;

 -  проведение эксперимента, обработка полученных данных;

 - вывод на основании двух предыдущих методов, доказательство или опровержение гипотезы.

         Предполагается получить новые данные о сравнении энергосбережения люминесцентных и светодиодных ламп, а также о повышенной утомляемости при работе с люминесцентными лампами.

         Практическая ценность данной работы - возможность добиться более эффективного энергосбережения, доказать отрицательное воздействие люминесцентных ламп на человека, добиться замены их на светодиодные лампы, показать, что при наладке массового выпуска светодиодных ламп – снизится их себестоимость. Данная работа может иметь значимость, как в энергетических отраслях, так и в экономике.

         Данная исследовательская работа построена следующим образом:

 - рассмотрение плюсов и минусов ламп, выявление среди них лидера;

 - эффективность энергосбережения;

 - рассмотрение влияния люминесцентных ламп на здоровье человека;

 - экспериментальное доказательство превосходства светодиодных ламп;

 - вывод по проделанной работе.

ГЛАВА 1. КАК ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ ПРИШЛИ В НАШУ ЖИЗНЬ?

1.1 Краткая предыстория внедрения люминесцентных ламп

          2 июля 2009 года на заседании в Архангельске президиума Госсовета по вопросам повышения энергоэффективности президент России Д. А. Медведев предложил запретить в России продажу ламп накаливания, а 23 ноября 2009 года Д. А. Медведев подписал принятый ранее Госдумой закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Согласно документу, с 1 января 2011 года на территории страны не допускается продажа электрических ламп накаливания мощностью 100 Вт и более, а также запрещается размещение заказов на поставку ламп накаливания любой мощности для государственных и муниципальных нужд; с 1 января 2013 года может быть введен запрет на электролампы мощностью 75 Вт и более, а с 1 января 2014 года — ламп мощностью 25 Вт и более. В связи с уже вступившим запретом на продажу ламп мощностью более 100 Вт, некоторые производители уже начали выпускать лампы мощностью 95 Вт.

       На замену всем известной «лампочки Ильича» приходят абсолютно новые, эффективные компактные люминесцентные лампы, а также светодиодные лампы. Эти лампы более экономичны, имеют хорошую светоотдачу, а также широкий спектр света.  

        Принцип работы ламп известен нам ещё из курса физики. Можно упомянуть, что у ламп накаливания  - это свечение вольфрамовой нити; у люминесцентных ламп – свечение газа; у светодиодных – свечение полупроводниковых светодиодных элементов [2].

        Давайте рассмотрим положительные и отрицательные стороны использования каждого вида ламп.

1.2.  Плюсы и минусы использования ламп

       - Лампа накаливания

       Плюсы: налаженность в массовом производстве; малая стоимость, небольшие размеры; быстрый выход на рабочий режим; невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения; отсутствие токсичных компонентов; возможность работы на любом роде тока, нечувствительность к полярности напряжения, непрерывный спектр излучения.

       Минусы: низкая световая отдача; относительно малый срок службы; хрупкость и чувствительность к удару; резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения; цветовая температура лежит только в пределах 2300—2900 K, что придаёт свету желтоватый оттенок.

       - Люминесцентные лампы

       Плюсы: долгий срок службы; экономия электроэнергии, КПД  у энергосберегающей лампы очень высокий и световая отдача примерно в 5 раз больше чем у традиционной лампочки накаливания; низкая теплоотдача; возможен выбор желаемого цвета [1].

        Минусы: высокая цена, присутствие паров ртути, наличие стробоскопического эффекта, ограниченные условия использования [3].

- Светодиодные лампы

         Плюсы: высокая энергоэффективность, светоотдача на уровне 100-150 Лм/Вт; высокий срок службы, в районе 100000 часов; малая температура нагрева; возможность использования при низких температурах окружающей среды; механическая прочность, виброустойчивость; широкий цветовой ряд.

        Минусы: нижняя планка стоимости светодиодных ламп составляет 500 рублей и является главным препятствием на пути  их продвижения.

       Чтобы сделать вывод об эффективности использования ламп, необходимо свести полученные данные в таблицу 1.1

Таблица 1.1.  

Характеристики исследуемых видов ламп                            

   Изучив данные таблицы, можно сделать вывод, что у каждого вида ламп есть определённые плюсы и минусы, однако явным лидером среди них, является светодиодный источник света. Главным препятствием для их массового использования, остаётся вопрос цены. Однако, если перепрыгнуть «промежуточную ступень» люминесцентных ламп, организуя повсеместный выпуск светодиодных ламп и наладить технологию производства, можно добиться снижения себестоимости их выпуска.

1. 3.  Энергосбережение

      Действительно ли «энергосберегающие» люминесцентные лампы сберегают электроэнергию? Отчасти да. Но сравнив эти лампы со светодиодными, можно сделать вывод, что куда большее энергосбережение достигается именно за счёт использования полупроводниковых источников света.

       Убедимся в этом, проведя короткий аналитический расчёт: светодиодная лампа мощностью 11 Вт выдаёт световой поток, аналогичный световому потоку люминесцентной лампы мощностью 20 Вт и лампы накаливания 100 Вт. Обратив внимание на таблицу 2.1, можно заметить, что срок службы светодиодных ламп в 6-10 раз дольше, чем люминесцентных и в 60-100 раз дольше, чем у ламп накаливания, т.е. за срок службы одной такой лампы, придётся купить 6-10 люминесцентных ламп и 60-100 ламп накаливания.

4.  Здоровьесбережение

       Как было сказано выше, серьёзным недостатком люминесцентных ламп, является негативное воздействие на здоровье людей.

       Опасность, которую таит в себе люминесцентная лампа – это пульсация – невидимые невооруженным глазом мерцания света, которые возникают из-за колебаний в подаваемом напряжении. Коварность пульсации заключается в том, что попадая на сетчатку глаза, она корректируется и воспринимается человеком как ровный свет. Однако отрицательное влияние световых колебаний на организм человека установлено в многочисленных исследованиях российских и международных экспертов и ученых. Пульсация крайне отрицательно влияет на мозг, и как следствие, вызывает повышенную утомляемость и плохое самочувствие. Неблагоприятное действие пульсации на организм человека возрастает с увеличением ее глубины. Появляется напряжение в глазах, усталость, трудность сосредоточения на сложной работе, головная боль. Большинство исследователей отмечает отрицательное воздействие пульсации света на работоспособность человека как при длительном пребывании в условиях пульсирующего освещения, так и при кратковременном, в течение 15-30 минут. [3] .

        Освещение пульсирующим светом опасно при наличии в поле зрения движущихся и вращающихся объектов возникновением стробоскопического эффекта - зрительной иллюзией неподвижности или мнимого движения предмета. Следствием стробоскопического эффекта могут быть травмы, например если этот эффект затронет шпиндель токарного или сверлильного станка и циркулярную пилу, мешалку кухонного миксера и блок ножей вибрационной электробритвы или инструменты на уроках труда в школе [1].
       Другой, немаловажной проблемой использования люминесцентных ламп, является наличие ртути, которая обеспечивает свечение в этой лампе. Если разбить лампу в помещении, то, чтобы не получить отравления парами ртути, надо предпринять меры по демеркуризации помещения: необходимо провести механическую очистку от соединений ртути и устроить проветривание помещения на несколько часов. Также неправильная утилизация люминесцентных ламп может нанести масштабный урон окружающей среде и здоровью населения: массовое скопление лампочек на городских свалках приведет к попаданию ртути в почву и воду [3].

ГЛАВА 2. БУДУЩЕЕ – ЗА СВЕТОДИОДАМИ

       Данная глава посвящается описанию этапов, технологии и методик проводимого исследования. Для доказательства гипотезы были проведены лабораторные эксперименты:

2.1.  Эксперимент 1 – Энергопотребление

Цель эксперимента – сравнить энергопотребление 3-х источников света для заданной освещённости поверхности:

1. Лампа накаливания

2. Энергосберегающая лампа

3. Светодиодная лампа

Условия и допуски:

 - освещенность поверхности составляет 200Люкс (определено современными санитарными нормами);

 - высота подвеса нижнего края светильника – 180 см;

 - освещённость измеряется люксметром;

 - дополнительные источника света отсутствуют;

Описание эксперимента:

Светильник 1 (Рис. 2.1) подвешен над рабочей поверхностью 2. Мощность и количество ламп в светильнике подобрано таким образом, чтобы создать освещённость на рабочей поверхности  равной 200 люкс (освещённость измеряется люксметром 3). Мощность Р (Вт), потребляемую светильником определяем методом «амперметра-вольтметра».

Проводим три эксперимента, меняя лампы в светильнике: лампа накаливания, энергосберегающая лампа, светодиодная лампа.

Результаты заносим в таблицу 2.1

Таблица  2.1

                  Потребляемая мощность ламп при проведении эксперимента 1

 Рис.2.1 Лабораторная установка эксперимента 1

2.2.  Эксперимент 2 – Зависимость потребляемой мощности от высоты светильника

(а)                                                 (б)

Рис. 2.2 Лабораторная установка к эксперименту 2    (а) – МАХ расстояние    

    (б) – МIN   расстояние

Определяем мощность Р (Вт) потребляемую светильником методом «амперметра-вольтметра».  Проводим 15 экспериментов для каждого вида ламп: лампа накаливания, энергосберегающая лампа, светодиодная лампа.

Результаты заносим в таблицу 2.2

 Таблица 2.2

      Мощность ламп, при приближении их к рабочей поверхности

По сведённым в таблицу данным, строим зависимости мощности от расстояния светильника до рабочей поверхности, по каждому виду ламп:

        Рис. 2.3 – Зависимости мощности от расстояния светильника до рабочей поверхности

2.3 Эксперимент 3 - Утомление глаз

Цель эксперимента – сравнить степень потери остроты зрения в зависимости от вида ламп в светильнике.

Условия и допуски:

 - освещенность поверхности неизменна - 200Люкс (используется настольная лампа);

  - освещённость измеряется люксметром;

 - дополнительные источника света отсутствуют.

Острота зрения человека  проверяется дважды: первый раз до чтения в свете лампы, второй раз - после. Для чтения предлагается текст, напечатанный мелким шрифтом. Чтение длится 20 минут. В эксперименте участвуют 10 человек. Эксперимент проводим ежедневно в течении 8 дней в одно и то же время с постоянными участниками. Результаты заносим в таблицу 2.3

Таблица 2.3

Сравнение остроты зрения до и после работы с лампой          

2.4. «Экономия» электричества в нашем техникуме

С конца  2011 года в нашем лицее, как и во многих других бюджетных организациях, была массово произведена замена ламп накаливания на энергосберегающие лампы.

Было установлено 560 ламп на сумму 100,8 тыс.руб.

За период  2011 -2014 г. вышли из строя 480 ламп.

Сравнение данных по потреблению электроэнергии:

 - январь – декабрь 2010 г. - 168, 2 тыс. кВт час

 -  январь – декабрь 2012 г. – 156.3 тыс. кВт час

1. Ощутимая экономия электропотребления отсутствует (экономия электроэнергии составила 12 тыс. кВт час 35 тыс. руб.)

2. Расходы на приобретение новых ламп и утилизацию вышедших из строя ламп составят: 8060 руб. +4030 руб. = 12,09 тыс. руб.;

3. Экологический вред от утилизации ртутьсодержащих ламп не определён, но значителен;

4. Без учёта того, что на изготовление каждой энергосберегающей лампы затрачено энергоресурсов 40% от её стоимости, их приобретение окупится через 4 – 5 лет (и это не считая вреда экологии и здоровью людей, которые в деньгах, вообще, трудно выразить)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В совокупности, результаты экспериментов доказали состоятельность выдвинутой гипотезы: люминесцентные лампы являются менее эффективными в энергосбережении, чем светодиодные, а также негативно воздействуют на здоровье человека, вызывая повышенную утомляемость.

В ходе проведения исследования были решены следующие задачи:

 - экспериментально, было подтверждено, что светодиодные лампы являются самыми эффективными в энерго и здоровьесбережении, также была подтверждена несостоятельность люминесцентных ламп, их негативное влияние на здоровье человека;

 -  рассмотрен эффект от применения энергосбережения ламп: а) повышены доходы глазных клиник; б) китайские производители энергосберегающих ламп получили сверхприбыль за счёт Российского бюджета; в) экологии нанесён вред;

 - получены новые данные, в сравнения характеристик люминесцентных и светодиодных ламп;

По результатам работы предлагаем:

1. Провести мониторинг энергосберегающих мероприятий в бюджетных организациях Ростовской области;

2. Закупать только качественные «энергосберегающие лампы» с гарантированной утилизацией (контроль поручить экологическим общественным организациям например РЭООО «Явь» города Ростова или ЭП «Росток» Белокалитвинского района);

3. Директивным порядком увеличить спрос на светодиодные лампы с целью уменьшения их себестоимости, устанавливать их в бюджетных организациях с сохранением контроля качества;

4. Часть прибыли офтальмологических клиник направлять на развитие альтернативной энергетики.

        В результате предлагаемых мероприятий можно прогнозировать экономию бюджетных средств на содержание учебных учреждений до 3%. Сэкономленные средства можно перенаправить на научное творчество обучающихся.

Проведя синтез имеющихся и полученных данных, можно заключить, что главная цель работы, а именно «Целесообразность отказа от люминесцентных ламп в пользу светодиодных» была достигнута.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

И ДРУГИХ ИСТОЧНИКОВ

1. Айзенберг Ю. Б. Что нужно знать о светильниках с люминесцентными лампами?. - М.: Энергия, 1964, 316 с.

2. Интернет-ресурс:  http://www.wwf.ru/

3)  Интернет-ресурс: http://www.medlinks.ru/