Люминесцентные лампы - путь экономии энергоресурсов
СОДЕРЖАНИЕ: Изучение наиболее простых методов экономии электроэнергии. Преимущества и принцип работы люминесцентных ламп, проблема их утилизации. Различие между лампами накаливания и люминесцентными. Оценка эффективности практического применения данных ламп.Гомельская научно-практическая конференция учащихся
по естественно-научнымнаправлениям «Поиск»
ГУО «Ломовичский учебно-педагогический комплекс
детский сад-средняя школа»
Учебно-исследовательская работа
ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ – ПУТЬ ЭКОНОМИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ
Учащегося 8 класса
ГУО «Ломовичский учебно-педагогический
комплекс детский сад-средняя школа»
Волотковича Андрея Николаевича
Научный руководитель-
учитель физики ГУО
«Ломовичский учебно-педагогический
комплекс детский сад-средняя школа»
Юхно Игорь Павлович
г.п. Октябрьский, 2010
ВВЕДЕНИЕ
Мы не можем представить современное общество без электроэнергии. Она окружает нас повсюду - в виде света, тепла. Мы не задумываясь включаем свет, не задумываемся, что в квартире нам тепло, когда за окном уже зима. Каждый из нас не может представить себя без телевизора в квартире, мобильного телефона, компьютера. Каждый день мы потребляем сотни килловат энергии, но не каждый задается вопросом – как экономить электроэнергию?
Целью данной работы является изучение одного из наиболее простых и доступных методов экономии электроэнергии.
Задачи:
· Теоретическое изучение наиболее простых методов экономии электроэнергии;
· Практическое применение на практике современных технологий и их эффективность.
Методы исследования: наблюдение, опыт, анализ информационных источников по проблеме, сопоставление, анализ результатов полученных данных.
Местом проведения данного исследования являются классные помещения Ломовичского учебно-педагогического комплекса детский сад -средняя школа. Актуальность данной темы заключается в рассмотрении наиболее простых путей экономии и применения энергосберегающих технологий в повседневной жизни.
В процессе исследовательской деятельности были рассмотрены и изучены литературные источники: Кабардин О.Ф. «Физика»,Жилко В.В. «Физика 11». Подробный перечень литературных источников в списке используемой литературы.
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Электроэнергия — физический термин, широко распространённый в технике и в быту для определения количества электрической энергии, выдаваемой генератором в электрическую сеть или получаемой из сети потребителем. Основной единицей измерения выработки и потребления электрической энергии служит киловатт-час (и кратные ему единицы). Для более точного описания используются такие параметры, как напряжение, частота и количество фаз (для переменного тока), номинальный и максимальный электрический ток.
Электрическая энергия является также товаром. На него тратятся немалые деньги.
В последнее время в связи с экологическими проблемами, дефицитом ископаемого топлива и его неравномерного географического распределения становится целесообразным вырабатывать электроэнергию, используя ветроэнергетические установки, солнечные батарей, малые газогенераторы.
Наша страна не вырабатывает такой объем энергии, который необходим его населению. В связи с этим Беларусь вынуждена импортировать данный товар у стран-соседей. Основным импортером является Россия. Сколько же государственной валюты уходит из банков страны, если мы, как основные потребители, используем в день неимоверные объемы электроэнергии. Не имеет ли смысла каждому из нас научиться экономить так необходимый нам ресурс? Человечество задумалось об экономии электроэнергии. Не зря же каждого из нас призывают выключать свет, заменять лампы накаливания на лампы дневного света, ставить датчики на подогрев воды. А глобальное потепление! Самая важная проблема современного общества.
Вы обратили внимание, как часто в последнее время нас пугают глобальным потеплением климата и неотступно следующей за этим вселенской катастрофой? И как о спасении говорят о Киотском протоколе. О чем речь? Этот протокол предусматривает снижение к 2012 году мировых промышленных выбросов в атмосферу на 5,2%. Известно, что одна только Россия ежегодно выбрасывает в атмосферу 4,5 миллиарда тонн этой гадости? А это, между прочим, 16,4% от всей планеты - третье место в мире после США и Китая.
Львиная доля вредных выбросов приходится на энергетику. В России, например, 98% выбросов CO2 дает сжигание ископаемого топлива: угля, газа и нефтепродуктов.
В 1997 году в японском городе Киото был принят Киотский протокол РКИК (Рамочной Конвенции ООН об изменении климата). Он закрепил количественные обязательства стран по ограничению и снижению поступления парниковых газов (углекислоты и метана) в атмосферу. На настоящий момент протокол подписали 84 страны (в том числе Россия). Но документ вступит в силу только после ратификации его странами, ответственными за 55% выбросов CO2 в мире.
Вот и получается, что проблема снижения выбросов тесно связана с проблемой энергоэффективности и энергосбережения.
И что же делать? Как, кто и что может спасти ситуацию? Во-первых, лесные массивы, которые поглощают парниковые газы. Значит, чем более зеленой будет наша планета, тем лучше. А во-вторых, мы сами можем экономить электроэнергию в своем доме. Немного: всего лишь оснастить квартиру современными экономичными электротехническими устройствами.
К ним относятся, например, компактные люминесцентные лампочки, светорегуляторы, датчики движения, таймеры, сумеречные выключатели и программируемые таймеры, и многое другое.
По статистике, около 50% экономии электроэнергии достигается за счет экономии освещения. Например, совсем другая ситуация будет, если лампы накаливания заменить на компактные люминесцентные лампы. Этому вопросу и посвящена наша работа.
Чем же хороши компактные люминесцентные лампы по сравнению с обычными лампами накаливания? Во-первых, при их работе электроэнергии тратится в 5 раз меньше, чем при работе обычных ламп. Еще один плюс: если средний срок службы обычной лампы накаливания - 1000 часов, то у компактной люминесцентной лампы он составляет 15000 часов!
Принцип работы люминесцентных ламп
Электронное устройство компактной люминесцентной лампы обеспечивает ее мгновенное включение и работу без мигания. Электрическое поле между электродами заставляет пары ртути, которая входит в состав этих ламп, выделять невидимое ультрафиолетовое излучение. Нанесенный на внутренние стенки стекла люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Подбирая сорт люминофора, можно изменять цветность света лампы.
Вы можете возразить: люминесцентные лампы некрасивы, громоздки и по дизайну не всегда подойдут для квартиры. Вовсе нет! В нашем случае речь идет не о привычных белых длинных трубочках, которые устанавливают на потолках офисов. Компактные люминесцентные лампы и внешне практически не отличаются от ламп накаливания. Они только чуть-чуть длиннее, из-за того что между колбой и цоколем находится электроника, управляющая лампочкой.
К тому же компактные люминесцентные лампы не требуют специальной проводки и вворачиваются в стандартный патрон. Диаметры их цоколя стандартные: 27 и 14 миллиметров (лампы-миньоны).
Так что можно купить такую лампу и запросто ввернуть в квартире. Единственное, 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). Как быть с отработанными лампочками? Куда их выбрасывать? Производители утверждают, что большого вреда от одной разбитой лампочки, содержащей микрограммы ртути, не будет. А если лампочек много?
Оказывается, проблема утилизации этой продукции в нашей стране еще не решена. Все крупные потребители люминесцентных ламп обязаны заключать договоры с фирмами, занимающимися утилизацией. Контролируют эти процессы специальные экологические предприятия. А мы пока просто выкидывает люминесцентные лампы на помойку.
Важно также правильно подобрать цветность люминесцентной лампы. Ведь лампа меняет цвет предметов. Именно для этих случаев и есть специальные лампы, по цветности максимально приближенные к дневному свету. Кроме того лампы различной цветности: дневного, холодного белого, универсального белого, теплого белого цветов.
В чем же различие между лампами накаливания и люминесцентными?
Лампа накаливания - источник света с излучателем в виде проволоки (нити или спирали) из тугоплавкого металла (обычно вольфрама), накаливаемой электрическим током.
Люминесцентная лампа - газоразрядный источник света низкого давления. Его световой поток определяется свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения электрического разряда.
Газоразрядный источник света преобразует электрическую энергию в энергию оптического излучения (то есть световую) при прохождении электрического тока через газы или пары веществ, например, ртути.
Компактная люминесцентная лампа - вырабатывает свет по такому же принципу, как и обычная, только на площади во много раз меньшей.
Люминофор - органические и неорганические вещества, способные светиться под действием внешних факторов.
2 ПРАКТИЧЕСКИЙ ЧАСТЬ
Одной из задач, поставленной пред нами, является расчет эффективности компактной люминесцентной лампы по сравнению с лампой накаливания.
В одном из классов 12 ламп накаливания мощностью 150Вт/ч были заменены на 18 люминесцентных ламп мощностью 20 Вт/ч.
1 лампа накаливания - 150 Вт/ч
12 ламп накаливания – Х Вт/ч
Х= 1800 Вт/ч либо 1,8 кВт/ч
Рассчитываем мощность 18 люминесцентных ламп
1 люм.ламп – 20 Вт/ч
18 люм.ламп - Х Вт/ч
Х= 360 Вт/ч либо 0,36 кВт/ч
1,8кВт/ч : 0,36 кВт/ч= 5
Несмотря на разницу в 6 ламп хорошо видно, что люминесцентные лампы в 5 раз превосходят лампы накаливания по экономии электроэнергии. Но это только за час. В среднем в каждом классном помещении за день школьники занимаются по 6 часов. В нашей школе 11 классов и, соответственно 11 классных помещений. В каждом помещение лампы накаливания заменены на люминесцентные лампы. Сколько же электроэнергии экономим мы за 6 часов?
Расчет на одно классное помещение
0,36 кВт/ч • 6=2,16 кВт (люминесцентная лампа)
1,8 кВт/ч • 6 = 10,8 кВт (лампа накаливания)
Расчет на 11 классных помещений
2.16 кВт • 11 = 23,76 кВт (люминесцентная лампа)
10,8 кВт • 11= 118,8 кВт (лампа накаливания)
Данные по расчетам приведены в табл.1.
Расчеты расходов электроэнергии
| Вид лампы | За 1ч. Работы в 1помещении | За 6ч. Работы в 1 помещении | За 6ч. Работы в 11 помещениях |
| Лампы накаливания | 1,8 кВт | 10,8 кВт | 118,8 кВт |
| Люминесцентные лампы | 0,36 кВт | 2,16 кВт | 23,76 кВт |
Вот и приходим к выводу, что за 1 учебный день мы экономим 95,04 кВт.
Диаграмма 1. Соотношение поглощения
электроэнергии разных видов ламп
Данная диаграмма показывает какой экономический эффект дает применение люминесцентных ламп в классных помещениях нашей школы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании полученных данных можно сделать следующие выводы:
1. Замена ламп накаливания на люминесцентные дало возможность уменьшить потребление электроэнергии в 5 раз;
2. Увеличить периодичность обслуживания приборов освещения;
3. Улучшить освещенность классных комнат;
4. Данная технология (замена ламп) является наиболее приемлемой и доступной в быту;
5. Уменьшения потребления электроэнергии дает возможность решать экологические проблемы.
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Жилко, В.В. «Физика, учебное пособие пособие для 11 класса»/ В.В. Жилко, Л.Р.Маркович. – Мн. :Народная асвета, 2009.-255с.
2. Кабардин О.Ф. «Физика» /О.Ф.Кабардин.-М.:Просвещение,1991.-367с.
3. Жилко, В.В. «Физика, учебное пособие пособие для 11 класса»/ В.В. Жилко, Л.Р.Маркович. – Мн. :Народная асвета, 2002.-374с.
4. http://ladlav.narod.ru
5. www.wiki.vladimir.i-edu.ru
6. portfolio.1september.ru