МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕПАРТАМЕНТ ОСВІТИ І НАУКИ ЧЕРНІГІВСЬКОЇ

ОБЛДЕРЖАДМІНІСТРАЦІЇ

ДЕРЖАВНИЙ ПРОФЕСІЙНО-ТЕХНІЧНИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«Дігтярівський професійний аграрний ліцей»

ПРОЕКТ

«Енергозбереження – крок до стійкого розвитку»

у номінації

"  Реалізація виховної мети на уроках математично - технологічного змісту"

Керівник проекту:  Хропост Н.І., викладач фізики Дігтярівського ПАЛ.

Учасники проекту:  Білецька Наталія, Винниченко Марина, Гусак Тетяна, Лебедєва Юлія, Маслак Діана, Ушенко Катерина, Чопик Ірина, Чопик Тамара - учениці гр.3 кк.

Дігтярі -  2018

ПРОЕКТ

"ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ - КРОК ДО СТІЙКОГО РОЗВИТКУ"

Номінація

"Реалізація виховної мети на уроках математично-технологічного змісту"

Керівник проекту: Хропост Н.І., викладач фізики Дігтярівського ПАЛ.

Тип проекту: інформаційно - дослідницький:

за предметно-змістовою сферою - природничо-науковий; за характером учасників - груповий; за змістом - міжпредметний; за кількістю учасників - колективний; за тривалістю проведення - довготривалий.

Учасники проекту: Білецька Наталія, Винниченко Марина, Гусак Тетяна, Лебедєва Юлія, Маслак Діана,  Ушенко Катерина, Чопик Ірина , Чопик Тамара учениці групи 3 кк.

Стислий опис:  метою проекту є –розглянути історію розвитку енергетики, дослідити існування в природі  альтернативних видів джерел енергії та використання їх у життєдіяльності людини.

Завдання учням:

ознайомитися з історією розвитку енергетики та існуванням в природі

альтернативних джерел енергії;

користуючись розрахунковими квитанціями  за спожиту електроенергію, 

встановити, скільки електроенергії споживає одна  сім’я в середньому за тиждень,місяць, рік;

дізнатися про споживання і оплату електроенергії  у  навчальному закладі,

скласти таблицю та графік витрат і оплати електроенергії; зробити загальний висновок щодо енергозбереження;

з'ясувати, звідки і які  знання отримали люди для використання енергозберігаючих ламп для створення сучасного світу і чи пов'язані ці знання з існуванням альтернативних видів енергії у природі.

АНОТАЦІЯ

Учні збирають інформацію стосовно історії  розвитку енергетики  і альтернативних  видів енергії - Сонця, води, вітру, енергії приливів, енергії гейзерів (презентують їх) та інформацію про встановлення сонячних електростанцій на території Чернігівської  та інших областей України .

Збирають  інформацію про можливість використання альтернативних видів енергії для економії електроенергії в побуті.

      Учні обговорюють  проблеми енергозбереження та шукають шляхи їх подолання.

      Учні готують пропозиції (презентують їх)  щодо енергозбереження.

Проблема: "Чи не надто багато ми споживаємо електричної енергії  та платимо за неї?» Цілі проекту:

ü        зібрати інформацію про розвиток енергетики та альтернативні джерела енергії;

ü        зібрати інформацію про енергозбереження вдома та в навчальному закладі;

ü        дослідити економне споживання електричної енергії;

ü        провести опитування серед працівників  ліцею по енергозбереженню;

ü        розробити рекомендації щодо споживання електричної енергії вдома та в навчальному закладі.

І. МЕТА І ЗАВДАННЯ ПРОЕКТУ

Ø        Познайомити з особливостями та розвитком енергетики;

Ø        поглибити знання про альтернативні види палива і енергії;

Ø        розвивати практичні навички з проблем енергозбереження;

Ø        вміти знаходити шляхи їх вирішення;

Ø        виховувати бережливе ставлення до природних ресурсів та формувати риси справжніх господарів країни. 

•      Розвивати уміння збирати, обробляти і аналізувати інформацію;

•      вміти переформульовувати отриману інформацію, розділяти її на смислові блоки та оформляти у вигляді таблиць, діаграм, графіків;

•      навчити використовувати знання про енергозбереження в приватному будинку та в навчальному закладі;

•      розвивати комунікативні навички в процесі роботи, вміти зв'язно та логічно викладати свої думки;

•      виховувати навички індивідуальної та колективної роботи;

•      сформувати справжнього громадянина України, всебічно розвинену особистість, з соціально-економічними компетентностями;

•      виховувати інформаційну культуру учнів, увагу, акуратність, працелюбність, наполегливість та вміння економно витрачати енергію;

•      проаналізувати сучасний стан проблеми щодо енергозбереження;

•      узагальнити наслідки проектної діяльності.

ІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ПРОБЛЕМИ

Сьогодні багато слів звучить з екранів телевізорів про необхідність енергозбереження, це і зрозуміло. Адже Україна лише на 25%  забезпечує себе енергоресурсами, 75%  імпортує. За рівнем енергозбереження на побутовому рівні Україна знаходиться на місці Європи у 70-80-х роках.

Енергія потрібна  для обігрівання житла, приготування їжі. Економити енергію значно легше й дешевше, ніж виробляти її і постачати споживачам.

Привчатися економити енергію потрібно змалку. Звичка кожного з нас економити енергію, якнайменше витрачати її для виконання будь-якої роботи — запорука того, що наша країна буде створювати економічні, екологічно чисті машини і пристрої. Це сприятиме не тільки економії коштів, а й забезпеченню найкращих умов життя громадян.Людство з давніх часів використовуєенергію в тій чи іншій формі. Людина швидко засвоїла, що для забезпеченнясвого розвитку, підтримки й підвищення життєвого рівня їй необхіднодедалі більше добувати (одержувати, виробляти) і використовувати енергію.Саме тому стільки зусиль інтелектуальних, фізичних, матеріальних іфінансових людство спрямувало на освоєння існуючих способів, методів,технологій та обладнання для виробництва корисної енергії.

Разом з тим стає очевидним, що:

Ø        запаси корисних копалин на Землі поступово вичерпуються;

Ø        відновлювальні джерела енергії за сучасного розвитку технологій та обладнання не в змозі покрити потреби населення, які постійно зростають;

Ø        атомна енергетика не може забезпечити достатню міру надійності своєї роботи;

Ø        унаслідок життєдіяльності людини і переважно під час виробництва енергії та продуктів відбувається забруднення навколишнього середовища, що призводить , наприклад, до кислотних дощів,  «парникового ефекту» тощо.

Мета дослідження: визначити можливі шляхи збереження ( економії)

енергії в різних сферах життєдіяльності людини.

Об’єкт дослідження: енергоспоживання.

Предмет дослідження: споживання енергії в приватному будинку та в навчальному закладі.

Завдання дослідження:

§        Ознайомитися з літературою з проблемами енергозбереження і зв’язку їїз екологією.

§        Провести опитування серед працівників ліцею щодо енергозбереження.

§        Зробити  розрахунки стосовно споживання та оплати за електроенергію в приватному будинку та в навчальному закладі.

§        Провести конкурс малюнків  з метою привернення уваги до проблемизбереження довкілля для майбутніх поколінь.

Словничок термінів

Енергоконсервація (або більш прийняте в Україні поняття — eнергозбереженнянергозбереження) стосується зменшення споживання енергії за рахунок використання меншої кількості енергетичних послуг. Енергозбереження відрізняється від енергоефективності, яке стосується використання меншої кількості енергії за тої самої послуги. Наприклад, менше користуватись авто — заощадження енергії, а пересісти на авто з меншою витратою палива, або на  електромобіль — енергоефективність. Але і енергозбереження, і енергоефективність є техніками зменшення використання енергії.

Хоч енергозбереження і зменшує споживання енергетичних послуг, його результатом може бути зростання якості довкілля, національної безпеки, та особистої фінансової безпеки. Енергозбереження знаходиться на вершині сталої енергетичної ієрархії.

ІІІ. ЕТАПИ РЕАЛІЗАЦІЇ ПРОЕКТУ

І. Підготовчий етап.

1.     Підготовка  проекту.

2.     Визначення теми, мети і завдань проекту.

3.     Створення  робочих  груп.

4.     Розподіл доручень між учасниками проекту.

5.     Обговорення та затвердження плану дій з виконання проекту.

6.     Пошук джерел інформації з теми.

ІІ етап. Дослідницький

1. Пошук інформації  про історію розвитку енергетики та альтернативні джерела енергії.

2.Збір інформації  щодо використання електроенергії вдома та в навчальному закладі.

3.   Узагальнення та оформлення отриманого матеріалу.

4.   Протягом впровадження проекту  працює група учнів із проведення інформаційно-просвітницьких заходів:

•випуск газети із проблем енергозбереження;

•виготовлення візтки– пам’ятки  по впровадженню проекта. Питання, над якими працюватимуть учні

1. Проблемні  питання

1.   Як організувати раціональне  енергоспоживання вдома та в навчальному закладі?

2.   Виявити реальні  втрати  електроенергії.

 Навчальні питання

1. Провести аналіз фактичного стану споживання енергії в приватному будинку та в НЗ на основі даних про енергоспоживання протягом 1 року. 2. Виконати математичну  обробку даних та показати інформацію графічно.

ІІІ етап.  Підсумковий. Оформлення отриманих даних та визначення рекомендацій по енергозбереженню.

ІV. РОБОЧИЙ ПЛАН-ГРАФІК

 Інформаційна робота – пошук, збір та опрацювання літератури з даної проблеми.

 Виховна робота  – організація зустрічей з  громадськістю; опитування; проведення тематичних бесід, розробка виховних заходів та їх проведення.  Підсумкова  робота – оформлення результатів (оформлення презентацій).

 Презентація проекту.

V. ОЧІКУВАНІ РЕЗУЛЬТАТИ

Ø        Формування знань про енергію та енергозбереження

Ø        Удосконаленняжиттєвих компетентностей учнів: інформаційної, соціально-економічної, уміння вчитися.

Ø        Формування навичок дослідницької роботи.

Ø        Удосконалення вміння орієнтуватися в інформаційному просторі та аналізувати отриману інформацію.

Ø        Створення ілюстративних та інформаційних матеріалів.

Ø        Розробка рекомендацій щодо енергозбереження.

Опис проекту

Створення найрізноманітніших проектів є ознакою сьогодення. Хтось захоплюється проектуванням будинків, інші проектують зйомку цікавого серіалу або написання пісні, студенти розробляють курсові та дипломні проекти, а  наша робоча група працювала  над проектом«Енергозбереження крок до стійкого розвитку».

Для роботи у проекті учні об’єднуються у групи: історики,дослідники, практики. Групи отримують наступні завдання:

1.Історики: з’ясовують історичне минуле енергетики тазбирають інформацію про альтернативні  джерела енергії.

2.Дослідники: збрають  інформацію про споживання електричної енергії в одному приватному будинку  та в навчальному закладі і розробляють рекомендації щодо економного споживання електроенергії.

3.Практики: встановлюють зв’язок фізики з математикою та шукають підтвердження думки, що науки розвиваються не самі по собі, а вони взаємопов’язані та оформляють результати проекту.

Учням пропонується виконувати пошук інформації в мережі Internet, опрацьовувати допоміжну науково-популярну літературу з фізики, розв’язувати різноманітні фізичні задачі про економне витрачання електроенергії. Після виконання поставлених завдань кожна група подає результати  роботи та створює презентацію (див. додаток).

          Зміст завдань, опис проекту, термін виконання, ключові та тематичні питання подаються в методичному буклеті.

Захист проекту

І ГРУПА «ІСТОРИКИ»

Група учнів вивчала  історію розвитку енергетики та альтернативні джерела енергії.

 Користуючись популярними виданнями, статтями в періодичних виданнях та публікаціями у мережі Інтернет, представники групи зібрали відомості про історію розвитку енергетики як галузі народного господарства та ознайомилися з проблемами освоєння і використання нових ресурсів енергії (альтернативні джерела енергії). 

Учасники проекту підготували такі теми для обговорення:

v        "Енергетика в історії людства";

v        "Енергетика з глибини історії (Україна в цікавих фактах)";

v        "Альтернативні джерела енергії";

 Учні зібрали  інформацію про встановлення сонячних електростанцій на території Чернігівської та  інших областей України, про найвищу вітротурбіну та нетрадиційні  і відновлювальні джерела енергії в Україні.

•      "Нові сонячні електростанції";

•      "Екологічний спосіб життя";

•      "Сонячна електростанція на ЧАЕС";

•      "Найвища вітротурбіна";  "Нетадиційні джерела енергії";

•      "Відновлювальні джерела енергії".

 "Енергетика  в історії  людства"

Під енергетикою розуміють комплекс різних видів енергії та технічних засобів використання її для практичних потреб людства. Енергетика і практика завжди перебували в діалектичному взаємозв'язку: потреби практики спричиняли пошуки і розширення енергетики, збагачення енергетики зумовлювало зміст техніки і організації виробничої діяльності людства.

Окреслимо характерні риси цього процесу в історичному розвитку людства.

Розглянемо  хронологічну таблицю:

№ п/п	Назва формації	Вид діяльності	Вид  енергії, що застосовується		Примітки
1.	Первіснообщинна (початкова) стадія пізніша  стадія	збирання плодів рослин, полювання і рибальство; землеробство і тваринництво	Власна біологічна енергія; енергії тварин, вітру і води
2.	"Трипільська культура"	використання вогню, відкриття металів, пізнання технології їх добування і використання для виготовлення досконаліших знарядь праці	внутрішня енергія природи (енергія вогню)
3.	Рабовласницька	розширеневиробницт возаліза, впровадженняпрости хіскладнихмашин, водопідіймальнихко нструкцій, покращеннядоріг, побудоварічковихімо рськихсуден, військовихукріплень	домінуючим джерелом енергії була мускульна сила раба	природні енергетичні ресурси води, вітру, палива використову- валися дуже мало
4.	Феодалізм	вільні землеробці і ремісники	енергія води і вітру, широке	криза гідро- енергетики,
			використання водяного колеса (як двигуна)	альтернативою гідроенергетиці того часу могла стати лише теплоенергетика
5.	Капіталізм	розвиток металургії та машинобудування, кам'яновугільної промисловості, транспорту, а також науки	теплова енергія, механічна енергія	зародилася електродина- міка (початок ХІХ ст.)
6.	Капіталізм і соціалізм	стрімкий  розвиток всіх галузей господарства.	електрична енергія – легко і з великим ККД перетворюється в інші види енергії

Енергія – не тільки одне з найчастіше обговорюваних сьогодні понять; крім свого основного фізичного (а в ширшому сенсі – природничонаукового) змісту, вона має численні економічні, технічні, політичні і інші аспекти.

Людству потрібна енергія, причому потреби в ній збільшуються з кожним роком. Разом з тим запаси традиційних природних палив (нафти, вугілля, газу і ін.) кінцеві. Кінцеві також і запаси ядерного палива – урану, з якого можна отримувати в реакторах плутоній. Практично невичерпні запаси термоядерного палива – водню, проте керовані термоядерні реакції поки не освоєні і невідомо, коли вони будуть використані для промислового отримання енергії в чистому вигляді, тобто без участі в цьому процесі реакторів ділення. Залишаються два шляхи: строга економія при витрачанні енергоресурсів і використання нетрадиційних поновлюваних джерел енергії.

До нових форм первинної енергії в першу чергу відносяться: сонячна і геотермальна енергія, приливна, атомна, енергія вітру і енергія хвиль. На відміну від викопних палив ці форми енергії необмежені геологічно накопиченими запасами (якщо атомну енергію розглядати разом з термоядерною).Це означає, що їх використання і споживання не веде до неминучого вичерпання запасів.

                                                 Нові схеми перетворення енергії можна об'єднати єдиним терміном “екоенергетика”, під яким маються на увазі будь-які методи отримання чистої енергії, що не викликають забруднення навколишнього середовища. "Світ шукає енергію" - це вислів відомого індійського ученого ніколи не звучав так актуально, як в наші дні, коли людство, не зважаючи на величезні фінансові витрати, докладає всі зусилля для пошуку нових шляхів отримання енергії.

Проблеми, пов'язані з походженням, економічністю, технічним освоєнням і способами використання різних джерел енергії, були і будуть невід'ємною частиною життя на наший планеті. Прямо або побічно з ними стикається кожен житель Землі. Розуміння принципів виробництва і споживання енергії складає необхідну передумову для успішного вирішення тих, що набувають все великугостроту проблем сучасності і в ще більшому ступені – найближчого майбутнього.

Чому ж саме зараз, як ніколи гостро, встало питання: що чекає людство - енергетичний голод або енергетичний достаток? Не сходять із сторінок газет і журналів статті про енергетичну кризу. Із-за нафти виникають війни, розцвітають і бідніють держави, змінялися уряди. До розряду газетних сенсацій стали відносити повідомлення про запуск нових установок або про нові винаходи в області енергетики.Розробляютьсягігантські енергетичніпрограми, здійснення яких зажадає величезних зусиль і величезних матеріальних витрат.

Рівень матеріальної, а кінець кінцем і духовної культури людей знаходиться в прямій залежності від кількості енергії, наявної в їх розпорядженні. Щоб добути руду, виплавити з неї метал, побудувати будинок, зробити будь-яку річ, потрібно витратити енергію. А потреби людини весь час ростуть, та і людей стає все більше.

Так за чим же зупинка? Учені і винахідники вже давно розробили численні способи виробництва енергії, в першу чергу електричної. Давайте тоді будувати все більше і більше електростанцій, і енергії буде стільки, скільки знадобиться! Таке, здавалося б, очевидне рішення складної задачі, виявляється, таїть в собі немало підводних каменів.

Невблаганні закони природи стверджують, що отримати енергію, придатну для використання, можна тільки за рахунок її перетворень з інших форм. Вічні двигуни, нібито що проводять енергію і що нізвідки не її беруть, на жаль, неможливі. А структура світового енергогосподарства до сьогоднішнього дня склалася таким чином, що чотири з кожних п'яти проведених кіловат виходять в принципі тим же способом, яким користувалася первісна людина для зігрівання, тобто при спалюванні палива. Звичайно, способи спалювання палива стали набагато складнішими.                                                                          Нові

чинники – збільшені ціни на нафту, швидкий розвиток атомної енергетики, зростання вимог до захисту навколишнього середовища, зажадали нового підходу до енергетики.

У розробці енергетичної програми взяли участь видатні учені країни, фахівці різних міністерств і відомств. За допомогою

новітніх математичних моделей електронно-обчислювальні машини розрахували декілька сотень варіантів структури майбутнього енергетичного балансу. Були знайдені принципові рішення, що визначили стратегію розвитку енергетики на прийдешні десятиліття.

На жаль, запаси нафти, газу, вугілля зовсім не нескінченні. Природі, щоб створити ці запаси, було потрібно мільйони років, витрачені вони будуть за сотні років. Сьогодні в світі стали серйозно замислюватися над тим, як не допустити хижацького розграбування земних багатств. Адже лише за цієї умови запасів палива може вистачити на століття. На жаль, багато нафтовидобувних країн живуть сьогоднішнім днем. Вони нещадно витрачають даровані їм природою нафтові запаси. Зараз багато з цих країн, особливо в районі Персидської затоки, буквально купаються в золоті, не замислюючись, що через декілька десятків років ці запаси вичерпаються. Що ж відбудеться тоді –, а це рано чи пізно трапиться, – коли родовища нафти і газу будуть вичерпані? Підвищення цін на нафту, необхідну не тільки енергетиці, але і транспорту, і хімії, що відбулося, примусило задуматися про інші види палива, придатні для заміни нафти і газу.

А поки в світі все більше вчених інженерів займаються пошуками нових, нетрадиційних джерел, які могли б узяти на себе хоч би частину турбот по постачанню людства енергією. Рішення цієї задачі дослідники шукають на різних шляхах. Найпринаднішим, звичайно, є використання вічних, поновлюваних джерел енергії-енергії поточної води і вітру, океанських приливів і відливів, тепла земних надр, сонця. Багато уваги приділяється розвитку атомної енергетики, учені шукають способи відтворення на Землі процесів, що протікають в зірках і забезпечують їх колосальними запасами енергії.

Енергія – з чого все почалося? Сьогодні нам може здаватися, що розвиток і вдосконалення людини відбувався неймовірно поволі. Йому в буквальному розумінні слова доводилося чекати милостей від природи. Він був практично беззахисний перед холодом, йому невпинно загрожували дикі звіри, його життя постійно висіло на волоску. Але поступово людина розвинулася настільки, що зумів знайти зброю, яка у поєднанні із здатністю мислити і творити остаточно прославило його над всім живим оточенням. Спочатку вогонь здобували випадково – наприклад, з дерев, що горять, в які ударила блискавка, потім стали здобувати свідомо: за рахунок тертя один об одного двох відповідних шматків дерева чоловік вперше запалив вогонь 80–150 тисяч років назад.

Після цього люди вже не відмовлялися від можливості використовувати вогонь в боротьбі проти суворих холодів і хижих звірів, для приготування здобутої їжі. Скільки спритності, наполегливість, досвіду та і просто везіння це вимагало! Уявимо собі людину, оточену незайманою природою, – без споруд, які б його захищали, без знання хоч би елементарних фізичних законів, із запасом слів, що не перевищує декількох десятків. До цього відкриття людина йшла дуже довго і розповсюджувалося воно повільно, але ознаменувало собою один з найважливіших переломних етапів в історії цивілізації.

Впродовж сторіч ступінь використання нових джерел енергії - домашніх тварин, вітру і води – залишалася дуже низькою. Головним же джерелом енергії, за допомогою якої людина будувала житло, обробляла поля, “подорожувала”, захищалася і нападала, служила сила його власних рук і ніг. І так тривало приблизно до середини нашого тисячоліття. Правда, вже в 1470 р. був спущений на воду перший великий чотирьохщогловий корабель; близько 1500 р. геніальний Леонардо да Вінчі запропонував не тільки вельми дотепну модель ткацького верстата, але і проект споруди машини, що літає. Йому ж належать багато інших, для того часу просто фантастичні ідеї і задуми, здійснення яких повинне було сприяти розширенню знань і продуктивних сил. Але справжній перелом в технічній думці людства наступив порівняно недавно, небагато чим більше трьох сторіч тому.

Одним з перших гігантів на шляху наукового прогресу людства, поза сумнівом, був І. Ньютон. Цей видатний англійський природодослідник все своє довге життя і неабиякий талант присвятив павуку: фізиці, астрономії і математиці. Він сформулював основні закони класичної механіки, розробив теорію тяжіння, заклав основи гідродинаміки і акустики, значною мірою сприяв розвитку оптики, разом з Лейбніцем створив початки теорії числення нескінченно малих і теорії симетричних функцій. Фізику XVIII і XIX сторіч по праву називають ньютонівською. Праці Ньютона багато в чому допомогли помножити силу людських м'язів і творчі можливості людського мозку.

Промислова революція – так ми часто називаємо цю епоху великих відкриттів – істотно змінила перебіг життя на наший планеті. Одним з її наслідків було остаточне падіння феодалізму, який вже не міг пристосуватися до розвитку нових продуктивних сил, і зміцнення капіталістичних виробничих відносин.

Потім відбулося безліч відкриттів, пов'язаних з магнітними властивостями електричного струму. Французький фізик Андре Ампер став основоположником нової науки – вчення про електромагнетизм. Звідси залишався один крок до створення електродвигуна. Цей вирішальний крок допомогли зробити великий англійський фізик і хімік, колишній учень палітурника Майкл Фарадей, німецький фізик, що жив і працював в Росії. Герман Якобі і багато інших відомих і невідомих механіків, фізики і хіміки. Перші електродвигуни працювали від вдосконалених елементів вольтів. Вони володіли малою потужністю і поступово були витіснені двигунами змінного струму. Для цього потрібно було створити нові джерела такого струму – генератори, а потім турбіни, щоб приводити їх в рух.

Шлях до загальної електрифікації проходив через безліч крупних і дрібних відкриттів і винаходів. Але це був логічний і цілеспрямований шлях. Електричну енергію легко можна передавати на великі відстані і безпосередньо використовувати для найрізноманітніших цілей. Всі колишні машини і механізми вимагали “палива”, тобто джерела енергії, безпосередньо на місці: парова машина не в змозі працювати без достатньої кількості палива, вітряний млин – без вітру, водяний млин – без потоку води. А електричний двигун працює і за сотні кілометрів від джерела споживаної ним енергії.

Народження енергетики відбулося декілька мільйонів роківтому, коли люди навчилися використовувати вогонь. Вогонь давав їм тепло і світло, був джерелом натхнення і оптимізму, зброєю проти ворогів і диких звірів, лікувальним засобом, помічником в землеробстві, консервантом продуктів, технологічним засобом і т.д.

Впродовж багатьох років вогонь підтримувався шляхом спалювання рослинних енергоносіїв (деревини, чагарників, очерету, трави, сухих водоростей і т.п.), а потім була виявлена можливість використовувати для підтримки вогню викопні речовини: кам'яне вугілля, нафта, сланці, торф.

Прийшов час пояснити, що ж таке енергія, тобто величина, вимірювана кілоджоулями. Відома і інша фізична величина - робота, що має ту ж розмірність, що і енергія.

Енергія– слово грецьке, таке, що означає в перекладі діяльність.

 Терміном "енергія" позначають єдину скалярну міру різних форм руху матерії. Енергію можна отримати при згоранні 1кг вугілля або 1кг нафти, які називаються енергоносіями. Закони фізики затверджують: та робота, яку можна отримати в реальних машинах і використовувати на наші потреби, буде завжди менше енергії в енергоносії. Енергія – цеенергетичний потенціал (або просто потенціал), а робота – це та частина потенціалу, яка дає корисний ефект. До цих пір за традицією ще застосовують поняття потенційної і кінетичної енергії, хоча насправді із-за величезної різноманітності видів енергії було б доцільно користуватися єдиним терміном – енергія. Таким чином, робота здійснюється в процесі перетворення одних видів енергії в інших і характеризує корисну її частину, отриману в процесі такого перетворення. Розсіяна в процесі здійснення роботи енергія незмінно перетворюється на тепло, яке повідомляється навколишньому простору. Оскільки процеси перетворення одних видів енергії в інших нескінченні, будь-яка робота врешті-решт переходить в тепло, тобто знецінюється. Це означає, що чим більше людство здобуває вугілля, нафти і інших енергоресурсів, тим більше воно зрештою нагріває навколишнє середовище.

Прогноз зростання потреби в енергії найчастіше пов'язують із зростанням чисельності населення Землі.Світ наповнений енергією, яка може бути використана для здійснення роботи різного характеру.

Енергетика з глибини історії

Україна в цікавих фактах

Найдавніша згадка про водяний млин і використання таким чином енергії води в Україні належить до 1322 р.

Перший випадок застосування електрики в Україні, як вважають, належить до 1878 р., коли відомий російський інженер О.Бородін обладнав токарний цех Київських залізничних майстерень чотирма електричними ліхтарями.

У 1888 р. електричне освітлення було встановлено в саду Шато-де-Флер (тепер стадіон "Динамо" в Києві).

Перша центральна електрична станція Києва загального користування почала працювати наприкінці 1890 року. Станція освітлювала міський театр і Хрещатик. Містилась вона в кам'яному будинку на Театральній площі, мала ізольовану котельню, машинний відділ і розподільчий пристрій. Три парові котли працювали на дровах. Потужність електростанції становила близько 150 к.с.

Першу державну районну електростанцію (Штерівську) було введено до ладу в 1926 році.

Першу в Україні лінію електропередач (Штерівська ДРЕС - Кадіївка) напругою 110 кВ було збудовано в 1926 р., а першу ЛЕП напругою 220кВ - в 1940 році.

В Україні введено в дію першу у світі ЛЕП постійного струму напругою 800 кВ "Волзька ГЕС - Донбас".

В Україні було споруджено найбільшу міжнародну підстанцію напругою 400 кВ та перші в Європі на цій напрузі міждержавні ЛЕП "Мукачеве - Лемешани (Чехословаччина)" та "Мукачеве - Лудуш (Румунія)".

Найбільшими тепловими електростанціями України є Запорізька й Вуглегірська, які мають потужність по 3,6 млн кВт. Дещо меншу потужність мають Криворізька (з,0 млн кВт), Зміївська (2,4 млн кВт) та Бурштинська (2,4 млн кВт) теплові електростанції.

Найбільшу  теплоелектроцентраль було збудовано в столиці України  - це Київська ТЕЦ-5 потужністю 700 тис. кВт, на якій встановлено теплофікаційні труби потужністю 100 і 250 тис.кВт.

Найбільшою трансукраїнською лінією електропередачі є лінія "Донбас Західна Україна - Альбертіша (Угорщина)" напругою 750 кВ.

"Альтернативні джерела енергії"

 Вітрова енергія.Ми живемо на дні повітряного океану, в світі вітрів. Люди давно це зрозуміли, вони постійно відчували на собі дію вітру, хоча довгий час не могли пояснити багато явищ.Величезна енергія рухомих повітряних мас. Запаси енергії вітру більш ніж в сто разів перевищують запаси гідроенергії всіх річок планети. Постійно і всюди на землі дмуть вітри – від легкого вітерцю, що несе бажану прохолоду в літню спеку, до могутніх ураганів, що приносять незліченну втрату і руйнування. Завжди неспокійний повітряний океан, на дні якого ми живемо. Вітри, що дмуть на просторах нашої країни, могли б легко задовольнити всі її потреби в електроенергії! Чому ж  екологічно чисте джерело енергії так слабо використовується? В наші дні двигуни, що використовують вітер, покривають всього одну тисячну світових потреб в енергії.

Середньорічна швидкість вітру на висоті 20–30 м над поверхнею Землі повинна бути чималою, щоб потужність повітряного потоку, що проходить через належним чином орієнтований вертикальний перетин, досягала значення, прийнятного для перетворення. Вітроенергетична установка, розташована на майданчику, де середньорічна питома потужність повітряного потоку складає близько 500 Вт/м² (швидкість повітряного потоку при цьому рівна 7 м/с), може перетворити в електроенергію близько 175 з цих 500 Вт/м².

Енергія, що міститься в потоці рухомого повітря, пропорційна кубу швидкості вітру. Проте не вся енергія повітряного потоку може бути використана навіть за допомогою ідеального пристрою. Теоретично коефіцієнт корисного використання енергії повітряного потоку може бути рівний 59,3 %. На практиці, згідно з опублікованими даними, максимальний коефіцієнт корисного використання енергії вітру рівний приблизно 50 %, проте і цей показник досягається не при всіх швидкостях, а тільки при оптимальній швидкості, передбаченій проектом. Крім того, частина енергії повітряного потоку втрачається при перетворенні механічної енергії в електричну, яке здійснюється з ККД зазвичай 75–95 %. Враховуючи всі ці чинники, питома електрична потужність складає 30–40 % потужності повітряного потоку. Проте іноді вітер має швидкість, що виходить за межі розрахункових швидкостей.

Новітні дослідження направлені переважно на отримання електричної енергії з енергії вітру. Прагнення використання вітру як енергії привело до появи на світло безлічі агрегатів. Деякі з них досягають десятків метрів у висоту, і, як вважають, з часом вони могли б утворити справжню електричну мережу.

Споруджуються спеціальні станції переважно постійного струму. Вітряне колесо приводить в рух динамо-машину – генератор електричного струму, який одночасно заряджає паралельно сполучені акумулятори. Акумуляторна батарея автоматично підключається до генератора в той момент, коли напруга на його вихідних клемах стає більше, ніж на клемах батареї, і також автоматично відключається при протилежному співвідношенні.

Широкому застосуванню агрегатів для перетворення вітру в енергію в звичайних умовах поки перешкоджає їх висока собівартість. Навряд чи потрібно говорити, що за вітер платити не потрібно, проте машини, потрібні для того, щоб запрягти його в роботу, обходяться дуже дорого.

Зберігання вітряної енергії.При використанні вітру виникає серйозна проблема: надлишок енергії в легковажну погоду і недолік її в періоди безвітря.

Як же накопичувати і зберегти про запас енергію вітру? Простий спосіб полягає в тому, що вітряне колесо рухає насос, який накачує воду в розташований вище резервуар, а потім вода, стікаючи з нього, приводить в дію водяну турбіну і генератор постійного або змінного струму. Існують і інші способи і проекти: від звичайних, хоч і малопотужних акумуляторних батарей до розкручування гігантських маховиків або нагнітання стислого повітря в підземні печери і аж до виробництва водню як паливо. Особливо перспективним представляється останній спосіб. Електричний струм розкладає воду на кисень і водень. Водень можна зберігати в зрідженому вигляді і спалювати в топках теплових електростанцій у міру потреби.

 Енергія річок. Багато тисячоліть вірно служить людині енергія води. Запаси її на Землі колосальні. Недаремно деякі учені вважають, що нашу планету правильніше було б називати не Земля, а Вода – адже близько трьох чвертей поверхні планети покрито водою. Величезним акумулятором енергії служить Світовий океан, що поглинає велику її частину, що поступає від Сонця. Тут відбуваються приливи і відливи, виникають могутні океанські течії. Народжуються могутні річки, що несуть величезні маси води в моря і океани. Зрозуміло, що людство у пошуках енергії не могло пройти мимо таких гігантських її запасів.

Раніше всього люди навчилися використовувати енергію річок.

Вода була першим джерелом енергії, і, ймовірно, першою машиною, в якій людина використовувала енергію води, була примітивна водяна турбіна. Понад 2000 роківтому горці на Ближньому Сході вже користувалися водяним колесом у вигляді валу з лопатками. Суть пристрою зводилася до наступного. Потік води, відведений із струмка або річки, тисне на лопатки, передаючи їм свою кінетичну енергію. Лопатки приходять в рух, а оскільки вони жорстко скріпляють з валом, вал обертається. З ним у свою чергу скріпляє млинове жорно, яке разом з валом обертається по відношенню до нерухомого нижнього жорна. Саме так працювали перші “механізовані” млини для зерна. Але їх споруджували тільки в гірських районах, де є річки і струмки з великим перепадом і сильним натиском. На поволі поточних потоках водяні колеса з горизонтально розміщеними лопатками малоефективні.

У сучасній гідроелектростанції маса води з великою швидкістю спрямовується на лопатки турбін. Вода із-за дамби тече – через захисну сітку і регульований затвор – по сталевому трубопроводу до турбіни, над якою встановлений генератор. Механічна енергія води за допомогою турбіни передається генераторам і в них перетворюється в електричну. Після здійснення роботи вода стікає в річку через тунель, що поступово розширюється, втрачаючи при цьому свою швидкість.

Гідроелектростанції класифікуються:

1.            по потужності:

a.         дрібні(зі встановленоюелектричною потужністю до 0,2 Мвт),

b.        малі (до 2 Мвт),

c.         середні (до 20 Мвт)

d.        великі(понад 20 Мвт);

2.            по тиску:

a.         низьконапірні (натиск до 10 м),

b.        середнього натиску (до 100 м)

c.         високонапірні (понад 100 м).

У окремих випадках дамби високонапірних ГЕС досягають висоти 240 м. Такі дамби зосереджують перед турбінами водну енергію, накопичуючи воду і піднімаючи її рівень.

Турбіна – енергетично дуже вигідна машина, тому що вода легко і просто міняє поступальну ходу на обертальну. Той же принцип часто використовують і в машинах, які зовні зовсім не схожі на водяне колесо (якщо на лопатки впливає пара, то мова йде про паровій турбіні).

Переваги гідроелектростанцій очевидні – постійно поновлюваний самою природою запас енергії, простота експлуатації, відсутність забруднення навколишнього середовища. Проте споруда дамби крупної гідроелектростанції виявилася завданням куди складнішою, ніж споруда невеликої. Щоб привести в обертання могутні гідротурбіни, потрібно накопичити за дамбою величезний запас води. Для споруди дамби потрібно укласти таку кількість матеріалів, що об'єм гігантських єгипетських пірамід в порівнянні з ним покажеться нікчемним.

Але поки людям служить лише невелика частина гідроенергетичного потенціалу землі. Щорічно величезні потоки води, що утворилися від дощів і танення снігів, стікають в моря невикористаними. Якби вдалося затримати їх за допомогою дамб, людство отримало б додатково колосальну кількість енергії.

Енергія світового океану. Різке збільшення цін на паливо, труднощі з його отриманому, повідомлення про виснаження паливних ресурсів – всі ці видимі ознаки енергетичної кризи викликали останніми роками в багатьох країнах значний інтерес до нових джерел енергії, зокрема до енергії Світового океану.

Теплова енергія океану. Відомо, що запаси енергії в Світовому океані колосальні, адже дві третини земної поверхні (361 млн. км²) займають моря і океани – акваторія Тихого океану складає 180 млн. км². Атлантичного – 93 млн. км², Індійського, – 75 млн. км².

Останні десятиліття характеризується певними успіхами у використанні теплової енергії океану. Так, створені установки міні-ОТЕС і ОТЕС-1 (ОТЕС – початкові букви англійських слів Осеаn Тhеrmal Energy Conversion, тобтоеrmal Energy Conversion, тобто перетворення теплової енергії океану – мова йде про перетворення в електричну енергію). У серпні 1979 р. поблизу Гавайських островів почала працювати теплоенергетична установка міні-ОТЕС. Пробна експлуатація установки протягом трьох з половиною місяців показала її достатню надійність. При безперервній цілодобовій роботі не було зривів, якщо не вважати дрібних технічних неполадок, що зазвичай виникають при випробуваннях будь-яких нових установок. Її повна потужність складала в середньому 48,7 кВт, максимальна –53 кВт; 12 кВт (максимум 15) установка віддавала в зовнішню мережу на корисне навантаження, точніше – на зарядку акумуляторів. Решта потужності, що виробляється, витрачалася на власні потреби установки. До їх числа входять витрати анергії нароботу трьох насосів, втрати в двох теплообмінниках, турбіні і в генераторі електричної енергії.

Три насоси було потрібно з наступного розрахунку: один – для подачі теплої води з океану, другий – для підкачки холодної води з глибини близько 700м, третій – для перекачування вторинної робочої рідини усередині самої системи, тобто з конденсатора у випарник. Як вторинна робочарідина застосовується аміак.

Вперше в історії техніки установка міні-ОТЕС змогла віддати в зовнішнє навантаження корисну потужність, одночасно покривши і власні потреби. Досвід, отриманий при експлуатації міні-ОТЕС, дозволив швидко приступити до проектування ще могутніших систем подібного типу.

 Енергія приливів і відливів.Століттями люди роздумували над причиною морських приливів і відливів. Сьогодні ми достовірно знаємо,

що могутнє природне явище – ритмічний рух морських вод викликають сили тяжіння Місяця і Сонця. У морських просторах приливи чергуються з відливами теоретично через 6 год. 12 хв. 30 с. Якщо Місяць, Сонце і Земля знаходяться на одній прямій, Сонце своїм тяжінням підсилює дію Місяця, і тоді наступає сильний прилив. Коли ж Сонце стоїть під прямим кутом до відрізка Земля-Місяць (квадратура), наступає слабкий прилив (квадратура, або мала вода). Сильний і слабкий приливи чергуються через сім днів.Проте дійсний хід приливу і відливу вельми складний. На нього впливають особливості руху небесних тіл, характер берегової лінії, глибина води, морські течії і вітер.

Найвищі і сильніші приливні хвилі виникають в дрібних і вузьких затоках або гирлах річок, що впадають в моря і океани. Приливна хвиля Індійського океану котиться проти перебігу Гангу на відстань 250 км.від його гирла. Приливна хвиля Атлантичного океану розповсюджується на 900 км.вгору по Амазонці. У закритих морях, наприклад Чорному або Середземному, виникають малі приливні хвилі заввишки 50-70 див.

Потужність електростанцій в деяких місцях могла б скласти 2–20 Мвт.

Перша морська приливна електростанція потужністю 635 кВт була побудована в 1913 р. в бухті Ліверпуля.

Енергія морських течій. Невичерпні запаси кінетичної енергії морських течій, накопичені в океанах і морях, можна перетворювати на механічну і електричну енергію за допомогою турбін, занурених у воду (подібно до вітряних млинів, “занурених” в атмосферу).

Найважливіша і найвідоміша морська течія – Гольфстрім.

В даний час у ряді країн, і в першу чергу в Англії, ведуться інтенсивні роботи по використанню енергії морських хвиль. Британські острови мають дуже довгу берегову лінію, де в багатьох місцях море залишається бурхливим протягом тривалого часу.Один з проектів використання морських хвиль заснований на принципі водяного стовпа, що коливається. У гігантських “коробах” без дна і з отворами вгорі під впливом хвиль рівень води то піднімається, то опускається. Стовп води діє на зразок поршня: засмоктує повітря і нагнітає його в лопатки турбін. Головну трудність тут складає узгодження інерції робочих коліс турбін з кількістю повітря в коробах, так щоб за рахунок інерції зберігалася постійною швидкість обертання турбінних валів в широкому діапазоні умов на поверхні морів.

 Енергія сонця.Для стародавніх народів Сонце було богом.Своєю життєдайною силою Сонце завжди викликало у людей відчуття поклоніння і страху. Народи, тісно пов'язані з природою, чекали від нього милостивих дарів – урожаю і достатку, гарної погоди і свіжого дощу або ж кари – негоди, бур, граду. Тому в народному мистецтві ми усюди бачимо зображення Сонця: над фасадами будинків, на вишивках, в різьбленні і т.п.

Майже всі джерела енергії, про які ми до цих пір говорили, так або інакше використовують енергію Сонця: вугілля, нафта, природний газ суть не що інше, як “законсервована” сонячна енергія. Вона поміщена в цьому паливі з незапам'ятних часів; під дією сонячного тепла і світла на Землі росли рослини, накопичували в собі енергію, а потім в результаті тривалих процесів перетворилися на паливо, що вживалося сьогодні. Сонце щороку дасть людству мільярди тонн зерна і деревини. Енергія річок і гірських водопадів також походить від Сонця, яке підтримує кругообіг води на Землі.

У всіх приведених прикладах сонячна енергія використовується побічно, через багато проміжних перетворень. Принадно було б виключити ці перетворення і знайти спосіб безпосередньо перетворювати теплове і світлове випромінювання Сонця, падаюче на Землю, в механічну або електричну енергію. Всього за три дні Сонце посилає на Землю стільки енергії, скільки її міститься у всіх розвіданих запасах викопних палив.Велику частину цієї енергії розсіює або поглинає атмосфера, особливо хмари, і лише третина її досягає земній поверхні. Вся енергія, що випускається Сонцем, більше тієї її частини, яку отримує Земля, в 5000000000 разів. Але навіть така “нікчемна” величина в 1600 разів більше енергії, яку дає решта всіх джерел, разом узяті. Сонячна енергія, падаюча на поверхню одного озера, еквівалентна потужності крупної електростанції.

Сьогодні для перетворення сонячного випромінювання в електричну енергію ми маємо в своєму розпорядженні дві можливості: використовувати сонячну енергію як джерело тепла для вироблення електроенергії традиційними способами (наприклад, за допомогою турбогенераторів) або ж безпосередньо перетворювати сонячну енергію в електричний струм в сонячних елементах. Сонячну енергію використовують також після її концентрації за допомогою дзеркал – для плавлення речовин, дистиляції води, нагріву, опалювання і т.д.

Оскільки енергія сонячного випромінювання розподілена за великою площею (іншими словами, має низьку щільність), будь-яка установка для прямого використання сонячної енергії повинна мати збираючий пристрій (колектор) з достатньою поверхнею.

Простий пристрій такого роду – це колектор, чорна плита, добре ізольована знизу. Вона прикрита склом або пластмасою, яка пропускає світло, але не пропускає інфрачервоне теплове випромінювання. Упросторі між плитою і склом найчастіше розміщують чорні трубки, черезякі течуть вода, масло, ртуть, повітря, сірчистий ангідрид і т.п. Сонячне випромінювання, проникаючи через скло або пластмасу в колектор, поглинається чорними трубками і плитою і нагріває робочу речовину в трубках. Теплове випромінювання не може вийти з колектора, тому температура в ньому значно вища (на 200–500°С), ніж температура навколишнього повітря. У цьому виявляється так званий парниковий ефект. Звичайні садові парники, по суті справи, є простими колекторами сонячного випромінювання. Але чим далі від тропіків, тим менш ефективний горизонтальний колектор, а повертати його услід за Сонцем дуже важко і дорого. Тому такі колектори, як правило, встановлюють під певним оптимальним кутом на південь.

Складнішим і дорожчим колектором є увігнуте дзеркало, яке зосереджує падаюче випромінювання в малому об'ємі біля певної геометричної крапки – фокусу. Відзеркалювальна поверхня дзеркала виконана з металізованої пластмаси або складена з багатьох малих плоских дзеркал, прикріплених до великої параболічної підстави. Завдяки спеціальним механізмам колектори такого типу постійно повернені до Сонця, це дозволяє збирати можливо більшу кількість сонячного випромінювання. Температура в робочому просторі дзеркальних колекторів досягає 3000°С і вище.

Сонячна енергетика відноситься до найбільш матеріаломістких видів виробництва енергії.На думку фахівців, найпривабливішою ідеєю щодо перетворення сонячної енергії є використання фотоелектричного ефекту в напівпровідниках.Але, для прикладу, електростанція на сонячних батареях поблизу екватора з добовим виробленням 500 МВт·год (приблизно стільки енергії виробляє досить велика ГЕС). Ясно, що така величезна кількість сонячних напівпровідникових елементів може окупитися тільки тоді, коли їх виробництво буде дійсно дешево. Ефективність сонячних електростанцій в інших зонах Землі була б мала із-за нестійких атмосферних умов, щодо слабкої інтенсивності сонячної радіації, яку тут навіть в сонячні дні сильніше поглинає атмосфера, а також коливань, обумовлених чергуванням дня і ночі.

Проте сонячні фотоелементи вже сьогодні знаходять своє специфічне застосування. Вони виявилися практично незамінними джерелами електричного струму в ракетах, супутниках і автоматичних міжпланетних станціях, а на Землі – впершу чергу для живлення телефонних мереж в не електрифікованих районах або ж для малих споживачів струму (радіоапаратура, електричні бритви і запальнички і т.п.).

 Воднева енергетика. Багато фахівців висловлюють побоювання з приводу все зростаючої тенденції до суцільної електрифікації економіки і господарства: на теплових електростанціях спалюється все більше хімічного палива, а сотні нових атомних електростанцій, як і сонячні, вітряні і геотермальні станції, що зароджуються, у все ширшому масштабі (і врешті-решт виключно) працюватимуть для виробництва електричної енергії. Тому учені зайняті пошуком принципово нових енергетичних систем.

Передача електроенергії по проводах обходиться дуже дорого: вона складає біля третини собівартості енергії для споживача. Щоб понизити витрати, будують лінії електропередачі все більш високої напруги – воно скоро досягне 1500 кВт. Але повітряні високовольтні лінії вимагають відчуження великої земельної площі, до того ж вони уразливі для дуже сильних вітрів і інших метеорологічних чинників. А підземні кабельні лінії обходяться в 10 – 20 разів дорожче, і їх прокладають лише у виняткових випадках (наприклад, коли це викликано міркуваннями архітектури або надійності).

Серйозну проблему складає накопичення і зберігання електроенергії, оскільки електростанції найекономічніше працюють при постійній потужності і повному навантаженні. Тим часом попит на електроенергію міняється протягом доби, тижня і років, так що потужність електростанцій доводиться до нього пристосовувати. Єдину можливість зберігати про запас великі кількості електроенергії в даний час дають гідроакумулюючі електростанції, але і вони у свою чергу пов'язані з безліччю проблем.Всі ці проблеми, що стоять перед сучасною енергетикою, могли б – на думку багатьох фахівців – вирішити використання водню як паливо і створення так званого водневого енергетичного господарства.

Водень, найпростіший і легший за всі хімічні елементи, можна вважати ідеальним паливом. Він є усюди, де є вода. При спалюванні водню утворюється вода, яку можна знову розкласти на водень і кисень, причому цей процес не викликає ніякого забруднення навколишнього середовища. Водневе полум'я не виділяє в атмосферу продуктів, якими неминуче супроводжується горіння будь-яких інших видів палива: вуглекислого газу, окислу вуглецю, сірчистого газу, вуглеводнів, золи, органічних перекисів н т.п. Водень володіє дуже високою теплотворною здатністю: при спалюванні 1 г водню виходить 120 Дж теплової енергії, а при спалюванні 1 г бензину – тільки 47 Дж.

Водень можна транспортувати і розподіляти по трубопроводах, як природний газ. Трубопровідний транспорт палива – найдешевший спосіб дальньої передачі енергії. До того ж трубопроводи прокладаються під землею, що не порушує ландшафту. Газопроводи займають менше земельної площі, чим повітряні електричні лінії. Передача енергії у формі газоподібного водню по трубопроводу діаметром 750мм на відстань понад 80км обійдеться дешевше, ніж передача тієї ж кількості енергії у формі змінного струму по підземному кабелю. На відстанях більше 450км трубопровідний транспорт водню дешевший, ніж використання повітряної лінії електропередачі постійного струму з напругою 40кВт, а на відстані понад 900км – дешевше за повітряну лінію електропередачі змінного струму з напругою 500 кВт.

Водень – синтетичне паливо. Його можна отримувати з вугілля, нафти, природного газу або шляхом розкладання води. Згідно оцінкам, сьогодні в світі проводять і споживають близько 20 млн. тонн водню в рік. Половина цієї кількості витрачається на виробництво аміаку і добрив, а інша – на видалення сірки з газоподібного палива, в металургії, для гідрогенізації вугілля та інших палив. У сучасній економіці водень залишається швидше хімічним, ніж енергетичною сировиною.

Сучасні і перспективні методи виробництва водню. Ценеекономічний для енергетики процес, тому що енергія, що отримується з  водню, обходиться в 3,5 разу дорожче, ніж енергія від спалювання бензину. До того ж собівартість такого водню постійно зростає у міру підвищення цін на нафту.Невелику кількість водню отримують шляхом електролізу.Виробництво водню методом електролізу води обходиться дорожчим, ніж вироблення його з нафти, але воно розширюватиметься і з розвитком атомної енергетики стане дешевше. Поблизу атомних електростанцій можна розмістити станції електролізу води, де вся енергія, вироблена електростанцією, піде на розкладання води з утворенням водню. Правда, ціна електролітичного водню залишиться вищою за ціну електричного струму, зате витрати на транспортування і розподіл водню настільки малі, що остаточна ціна для споживача буде цілком прийнятна в порівнянні з ціною електроенергії.

Сьогодні дослідники інтенсивно працюють над здешевленням технологічних процесів великотоннажного виробництва водню за рахунок ефективнішого розкладання води, використовуючи високотемпературний електроліз водяної пари, застосовуючи каталізатори і т.п.

Використання водню. Коли водень стане таким же доступним паливом, як сьогодні природний газ, він зможе усюди його замінити. Водень можна буде спалювати в кухонних плитах, у водонагрівачах і опалювальних печах, забезпечених пальниками, які майже або зовсім не відрізнятимуться від сучасних пальників, вживаних для спалювання природного газу.

Як ми вже говорили, при спалюванні водню не залишається ніяких шкідливих продуктів згорання. Тому відпадає потреба в системах відведення цих продуктів для опалювальних пристроїв, що працюють на водні. Більш того, водяну пару, що утворюється при горінні, можна вважати корисним продуктом — він зволожує повітря (як відомо, в сучасних квартирах з центральним опалюванням повітря дуже сухе). А відсутність димарів не тільки сприяє економії будівельних витрат, але і підвищує ККД опалювання на 30%.Водень може служити і хімічною сировиною в багатьох галузях промисловості, наприклад при виробництві добрив і продуктів харчування, в металургії і нафтохімії. Його можна використовувати і для вироблення електроенергії на місцевих теплових електростанціях.

НОВІ СОНЯЧНІ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ

Приблизно на 2 гектарах у селі Малинівка Чернігівського району (Терехівська сільська рада )Чернігівської області інвестор з обласного центру планує звести сонячну електростанцію.

Електростанція складатиметься із 5 тисяч сонячних панелей. Вироблену електроенергію продаватимуть за «зеленим» тарифом. Це спеціальний, більш високий тариф, за яким закуповується електроенергія, вироблена з альтернативних джерел. За кожен вироблений і проданий кіловат держава платить суму в гривнях, еквівалентну ціні 0,18 євро/кВт*год. "Зелений" тариф оновлюється щокварталу відповідно до зміни курсу євро.

У Малинівці приходу інвестора раді - на місці закинутого, зарослого бур'яном пустиря буде електростанція.(Газета "Гарт" №10, 2018 р.)

У селі Велика Димерканапркінці вересня запрацювала найбільша в Київській області сонячна електростанція потужністю 6МВт, яка складається з 22200 сонячних модулів. В Україні Димерська СЕС - 1 стала першим успішно реалізованим проектом компанії UDP Renewables у галузі відновлювальної енергетики. Першу чергу Димерської сонячної станції підключили до енергосистеми України у серпні 2017 року, а у 2018 році будуть завершені ще три черги. Загальна потужність СЕС сягне 50 МВт, що відповідає 5% потужності типового блоку атомної електростанції.

А в Херсонській області теж наприкінці вересня запустили Трифонівську сонячну електростанцію потужністю  10 МВт. За рік вона вироблятиме 11-12 млн кВт/год "чистої" електроенергії, якої вистачить для живлення 15 навколишніх сіл, а це фактично третина Великоолександрівського району. Проект було реалізовано в рамках меморандуму про співпрацю Херсонської ОДА та компаніїДТЕК. До будівництва станціїтакож долучився Укргазбанк. Сонячну електростанцію в Трифонівці зведено в рекордні терміни - за 5 місяців. Вона складається із 37 тис.сонячних панелей китайської компанії JA Solar. Решта обладнання - українського виробництва (крім панелей та інверторів).("Шкільний світ"  №1,2018. "Фізика". Джерело: ecotown.com.ua

ЕКОЛОГІЧНИЙ СПОСІБ ЖИТТЯ.

Адвокат Сергій Кононов, житель села Бобриця, що в передмісті Києва, встановив сонячну електростанцію потужністю 10 кВт, утеплив будинок і придбав електромобіль. Непокоїтися станом наколишнього середовища співзасновник юридичної компанії почав 3 роки тому. Спочатку Сергій вирішив встановити фотоелектричні модулі - сьогодні на даху та на деяких спорудах розташовані 40 сонячних панелей площею 1,6*1м кожна. Альтернативні джерела змусило шукати підвищення цін на енергоносії. З 2015 року надлишок електроенергії, яку генерує СЕС потужністю 10 кВт, Сергій продає "Київобленерго" за зеленим тарифом - щороку заробляє близько 50 тис.грн. "Як заробіток розглядати сонячні панелі не варто, якщо немає стартового капіталу я вклав 250 тис.грн.: вартість 1кВт установки складає приблизно 1000 доларів, зауважує Сергій. - Тільки за 5-6 років інвестиція може вийти "в нуль". Проте це непогана інвестиція для тих, у кого є можливість взяти кредит або витратити власні заощадження, пояснює екоактивіст, оскільки сонячна станція дозволяє заробляти гроші краще, ніж банківський рахунок: особливих проблем у догляді за сонячними панелями, термін служби яких сягає 20 років а відсутності серйозних пошкоджень під час експлуатації, немає - треба лише протирати від пилу, якщо є можливість, то необхідно кілька разів на рік змінювати нахтл сонячних панелей.

Після сонячних панелей юрист придбав елекромобіль, потім утеплив будинок, завдяки чому зменшив споживання газу. Також Сергій Кононов облаштував світлодіодне освітлення, і тепер вулиці Бобриці теж освітлюють ліхтарі зі світлодіодними світильниками.("Шкільний світ"  №2,2018. "Фізика". Джерело:

ecotown.com.ua

СОНЯЧНА ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ НА ЧАЕС.

На майданчику Чорнобильської АЕС почалося зведення першої сонячної електростанції потужністю 1 МВт. До активної фази будівництва перейшла компанія "Солар Чорнобиль". На будівництво завозять обладнання, встановлюють баластні блоки під металоконструкції та плити під стовпи огорожі, ведуть підготовчі роботи перед монтажем металоконструкцій та установлюють баластний фундамент під комплектні трансформаторні підстанції. Для розміщення обладнання використовують системи кріплення і фундаменти, які були спеціально розроблені з урахуванням вимог майданчика і радіологічної безпеки. Усього мають встановити 3762 сонячних модулі. Річна продуктивність СЕС складатиме 1024 МВт. Електростанція є спільним проектом консорціуму компаній Rodina-Enerparc AG. Вони мають намір реалізувати проекти відновлювальної енергетики на територіях, що постраждали внаслідок Чорнобильської катастрофи.  ("Шкільний світ" №3,2018. "Фізика". Джерело: ecotown.com.ua)

НАЙВИЩА ВІТРОТУРБІНА

Німецька компанія Max Bogl Wind AG збудувала найвищу у світі вітряну турбіну. Висота опори - 178 м, а загальна висота вежі з лопатями становить 246,5 м. Завдяки більшій висоті вітротурбіни річне вироблення енергії збільшується на 0,5-1% за рахунок зниженої турболентності та більшої швидкості вітру. Найвища вітротурбіна знаходиться в німецькому Гайльдорфі. Вітряк-рекордсмен - один із чотирьох вітряків висотою від 155 до 178 м, на кожному з яких встановлено генератор потужністю 3,4 МВт. У компанії підрахували, що за рік кількість виробленої енергії складе 10500 МВт*год.

Рекордну висоту вітротурбіни забезпечує будівельна технологія компанії System 160+. Під час будівництва також використовувалася гідроакумуляція енергії. Водонапірна вежа заввишки 40 см слугує рузервуаром. Вона повязана з

ГЕС, що розташована на 200 м нижче вітряків. Надлишок енергії вітру використовується для перекачування води проти сили тяжіння і її зберігання у вежі. За необхідності вода вивільняється для подачі електричного струму. Для перемикання між режимами зберігання енергії і її подачі в мережу потрібно всього 30 с. Ємність резервуара становить 70 МВт*год. Цієї енергії вистачило б середньому американському домогосподарству на 7 років.

("Шкільний світ"  №3,2018. "Фізика". Джерело: ecotown.com.ua)

Нетрадиційні джерела енергії

Першу в світі вітряну електричну станцію потужністю 100кВт споруджено 1931 року в Криму.

Перша в Україні спроба використання геотермального тепла була здійснена співробітниками Інституту технічної фізики, які побудували в с. Іллінка Кримської області експериментальну циркуляційну систему, завдяки якій тепла вода зі свердловини подавалася в будинки.

Перша сонячна електростанція потужністю 5МВт збудована в Криму поблизу селища Леніно. Висота центральної вежі СЕС-5 разом х парогенератором становить 89 м. На ній, на відмітці 78 м знаходиться котел, на який посилають сонячну енергію дзеркальні концентратори-геліостати.  Площа усіх дзеркал становить 40000 м². Пара, що утворюється в котлі під час нагрівання води, має температуру 225⁰С і тиск 2,6 МПа. Цих параметрів пари вистачає для руху турбіни, а з неюй ротора електрогенератора, який завершує цикл перетворення сонячної енергії в електричну. Для забезпечення ефекту стеження кожне дзеркало обертається навколо вертикальної та горизонтальної осей.

Перший "сонячний"  будинок в Україні було збудовано 1979 року в с. Колісне Одеської області. Цей одноквартирний чотирикімнатний будинок мансардного типу обладнаний автономною сонячною системою, яка включає сонячний колектор площею близько 60 м², розміщений з південної сторони на даху, що має нахил 55⁰.

Найбільші об'єкти із системами сонячного теплопостачання  в Україні - це пансіонат "Кострополь" в Ялті (колектори площею 500 м² ), готель "Спортивний" у Сімферополі (204 м²), 64-квартирний дев'ятиповерховий будинок у Херсоні на сонячних колекторах на основі стальних панелей.

Щосекунди на нашій планеті відбувається 1500 до 2800 грозових розрядів. Їх сумарна потужність протягом року удвічі перевищує потужність нинішньої світової енергетики. На жаль, це потужне джерело енергії не використовується людством.

Практично можна нагромадити електричну енергію грозового розряду за допомогою енергоємних котушки індуктивності та батареї конденсаторів, з'єднаних паралельно. Розрахунки показали, що котушка має бути з великим індуктивним опором і дуже малим активним опором. Енергоємність батареї конденсаторів повинна становити 150 млн кВт, а ємнісний опір - дорівнювати індуктивному опорові котушки індуктивності.

Для будівництва акумулюючої станції енергії грозових зарядів необхідно 2млн т сплаву кремнію із залізом, відпаленого у водні, і 6 т міді. Будувати станцію слід у горах, наприклад, у Карпатах, або використаному кам'яному кар'єрі. Станція може працювати в автоматичному режимі за допомогою ЕОМ. Вона довговічна, бо немає вузлів і механізмів, що обертаються. Будівництво її обійдеться недешево, але всі витрати будуть перекриті за 3 роки експлуатації. Отже, майбутнє покоління має можливість жити в екологічно чистому середовищі.

ВІДНОВЛЮВАЛЬНІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ

1.  ВІТРОВА ЕНЕРГЕТИКА

Незважаючи на відносно малу швидкість вітрів у більшості регіонів України енергетичний потенціал їх доволі значний.

Кінетична енергія вітрів, що дмуть протягом року над  Україною, перевищує нинішнє виробництво електроенергії в нашій країні в 150 разів, а ресурси, які можна використати при сучасному рівні розвитку вітротехніки, перевищують ці обсяги вдвічі.

Метеорологічні спостереження свідчать, що найбільш сприятливі умови для спорудження таких станцій є на Кримському півострові, узбережжі Чорного та Азовського морів, у регіоні Карпат. Найнижчі показники швидкості вітру характерні для рівнинних зон Полісся та Лісостепу. Однак і тут можливе спорудження вітроелектростанцій, бо з підняттям над поверхнею Землі швидкість вітру значно зростає. Для використання енергопотенціалу вітру в Україні потрібно розробити енергетичні вітрові електроустановки в широкому діапазоні потужностей від 100 кВт до 1 Мвт.

2.  ВИКОРИСТАННЯ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

Необхідність розвитку геліоенергетики визначається більшим на 2 порядки її потенціалом у порівнянні з потенціалом енергії вітру. Річна сумарна сонячна радіація  на горизонтальну поверхню на території України становить 3300-5200 МДж/м².

Особливо перспективні в цьому плані південні області.

Враховуючи світовий досвід розвитку геліоенергетики, в умовах України доцільно розвивати такі її напрямки:

Øстворення на основі фотоелектричних перетворювачів автономних джерел живлення для побутових приладів та окремих технічних пристроїв, автономних систем електрозабезпечення окремих будинків, квартир та невеликих об'єктів, фермерських господарств тощо, будування автономних сонячних електростанцій;

Øпобудова систем використання сонячної енергії для опалення та постачання будинків гарячою водою, для кондиціонування приміщень, для широкого застосування сонячної енергії  в технологічних процесах і особливо в будівельній індустрії;

Øспорудження сонячно-паливних електростанцій (СПЕС) на основі використання традиційних теплових машин та газотурбінних установок;

Øвикористання пасивних систем сонячного опалення будинків.

3. ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА

Головними передумовами широкого використання геотермальної енергії в народному господарстві України є її великі ресурси, відносно малі питомі капіталовкладення в енергетичні об'єкти, простота обладнання й відносно низька собівартість виробленої теплової та електричної енергії.

Україна має такі геолого-геофізичні умови, які дозволяють впевнено стверджувати що цей напрямок в енергетиці є актуальним і має перспективи. Є кілька регіонів, де, з точки зору економічної ефективності, можна вести роботи із запровадження систем та установок для використання геотермальної енергії: Закарпаття та західні регіони Галичини, більшість території Чернігівської , Харківської, Полтавської та Херсонської областей, Донбас, північна частина Криму й південні частини Запорізької та Одеської областей.

Попередні оцінки показують, що геотермальні ресурси лише в цих районах еквівалентні запасам у 600-700 млрд т умовного палива. Наявні ресурси геотермальної енергії можуть в майбутньому забезпечити роботу  ГеоТЕС загальною потужністю 200-250 млн кВт (якщо глибини свердловин сягатимуть до 7 км), а також забезпечити теплопостачання комунально-житлових, промислових та сільськогосподарських підприємств.

Геотермальна енергія для України є незвичайним джерелом енергії і багатьма  не сприймається як величезний, доступний для сьогоднішнього рівня розвитку техніки й економічно рентабельний для використання резерв енергії.

4.ГІДРОЕНЕРГЕТИКА

Використання гідроенергії в Україні можливе у двох напрямках:

а) перетворення енергії річок і б) морських хвиль в електричну енергію.

Розвиток гідроенергетики протягом останніх 30-40 років був відсунутий на задній план, оскільки всі зусилля спрямовувались виключно на спорудження потужних ТЕС і АЕС. Нині є очевидним, що в умовах рівнинної території України  спорудження великих ГЕС недоцільне, бо призводить до затоплення значних площ високопродуктивних сільськогосподарських угідь і завдає великої шкоди довкіллю. Потенціал енергії великих рік  в Україні майже вичерпано, а доля виробленої на ГЕС електроенергії становить лише 4%.

Подальший розвиток гідроенергетики можливий за рахунок малих рік, потенціал яких учетверо більший за потенціал великих рік України. За рахунок малих рік можна отримувати щороку до 50 млрд кВт/годин електроенергії. Використання енергії малих річок не супроводжується затопленням річкових пойм або це затоплення мінімальне й не спричиняє екологічних змін.

Енергія хвиль морського прибою, як показують попередні оцінки, має значний потенціал. Довжина берегів Чорного та Азовського морів у межах України перевищує 2000 км, що є однією з передумов розвитку енергетики з використанням енергії хвиль морського прибою. Для розвитку в Україні такого напрямку гідроенергетики потрібно обгрунтувати місця  спорудження відповідних електростанцій.

     ВИСНОВОК.

Використовуючи енергію води, Сонця, вітру, грозових розрядів, надр землі, ми станем володарями екологічно чистої енергії, здамо екзамен на життя.

Розв'язання проблем використання нетрадиційних джерел енергії дасть змогу в майбутньому компенсувати нестачу електроенергії, отриманої на ТЕС і АЕС.

Ця проблема  хвилює й нас, тому на цій конференції ми ознайомилися з окремими проблемами  майбутнього енергетики.  не виключено, що хтось із вас буде займатися в майбутньому розв'язанням цих проблем.

Щоб наша країна успішно подолала енергетичну кризу й посіла гідне місце у світовому співтоваристві, наука, зокрема фізика, повинна  розвиватися на високому рівні. Надзвичайно актуальним є розв'язання  фізичних проблем енергетики. Тут головним завданням для фізиків буде розробка нових поколінь реакторів АЕС з підвищеною надійністю. Мабуть, людство  не обійдеться в майбутньому без реалізації термоядерного синтезу та його освоєння в промисловому масштабі. Фізика може й повинна багато зробити для енергозбереження: від підвищення ККД теплових електростанцій до розробки різноманітних способів збереження енергії в побуті та вдосконалення способів використання  відновлювальних джерел енергії.

Благородна мета цієї діяльності - забезпечення достойного життя людства на засадах розумної достатності з мінімальною шкодою для довкілля.

Висновок

Незаперечна роль енергії в підтримці і подальшому розвитку цивілізації. У сучасному суспільстві важко знайти хоч би одну область людської діяльності, яка не вимагала б, – прямо або побічно – більше енергії, чим її можуть дати м'язи людини.За час існування нашої цивілізації багато раз відбувалася зміна традиційних джерел енергії на нових, досконаліших. І не тому, що старе джерело було вичерпане.Сонце світило і обігрівало людину завжди: і проте одного разу люди приручили вогонь, почали палити деревину. Потім деревина поступилася місцем кам'яному вугіллю. Запаси деревини здавалися безмежними, але парові машини вимагали калорійнішого "корму".Але і це був лише етап. Вугілля незабаром поступається своїм лідерством на енергетичному ринку нафти.

І ось новий виток в наші дні–провідними видами палива поки залишаються нафта і газ. Але за кожним новим кубометром газу або тонни нафти потрібно йти все далі на північ або схід, зариватися все глибше в землю. Зрозуміло, що нафта і газ з кожним роком коштуватимуть нам все дорожче.

Заміна? Потрібний новий лідер енергетики. Ним, поза сумнівом, стануть ядерні джерела.Запаси урану, якщо, скажімо, порівнювати їх із запасами вугілля, начебто не так вже і великі. Та зате на одиницю ваги він містить в собі енергії в мільйони разів більше, ніж вугілля.

А підсумок такий: при отриманні електроенергії на АЕС потрібно витратити, вважається, в сто тисяч разів менше засобів і праці, ніж при витяганні енергії з вугілля. І ядерне пальне приходить на зміну нафти і вугіллю... Завжди було так: наступне джерело енергії було і могутнішим. То була, якщо можна так виразитися, "войовнича" лінія енергетики.

У гонитві за надлишком енергії чоловік все глибше занурювався в стихійний світ природних явищ і до якоїсь пори не дуже замислювався про наслідки своїх справ і вчинків.Але часи змінилися. Поза сумнівом, в майбутньому паралельно з лінією інтенсивного розвитку енергетики отримають широкі права громадянства і лінія екстенсивна: розосереджені джерела енергії не дуже великої потужності, та зате з високим ККД, екологічно чисті, зручні в обігу. Розповідь про енергію може бути нескінченна, необчислені альтернативні форми її використання за умови, що ми повинні розробити для цього ефективні і економічні методи. Не так важливо, яка ваша думка про потреби енергетики, про джерела енергії, її якість, і собівартість. Нам, мабуть. слід лише погодитися з тим, що сказав вчений мудрець, ім'я якого залишилося невідомим: "Немає простих рішень, є тільки розумний вибір".

ІІ група «ДОСЛІДНИКИ»

Група підготувала  матеріали  про витрати та  збереження електроенергії.

1.     З'ясували, у яких галузях господарства електрична енергія є життєвонеобхідною ("Енергозбереження - довготривалий внесок у майбутнє"- виступ учасниці проекту перед працівниками та учнями ліцею).

2.     Провели опитування серед працівників ліцею по енергозбереженню.

3.     Розглянули таблицю "Витрата електроенергії різними електричними приладами (крім опалювальних) на одну людину при середньому використанні за місяць".

4.     Встановили перелік електричних приладів побутового призначення, якими ми користуємось вдома та в навчальному закладі (презентація).

5.     Користуючись розрахунковими квитанціями  за спожиту електроенергію,  встановили, який об’єм  електроенергії споживає одна  сім’я в середньому за тиждень,місяць, рік.

6.     Дізналися про споживання і оплату електроенергії  ліцею, склали діаграми  та графік витрат і оплати електроенергії.

7.     Зробили загальний висновок щодо енергозбереження.

Виступ учениці перед працівниками та учнями ліцею

Багата і щедра природа нашої Батьківщини, її ресурси забезпечують інтенсивний розвиток усіх галузей народного господарства. Вона є джерелом фізичного і морального здоров'я людини, неодмінною умовою суспільного розвитку. Проте використовувати природу можна по-різному. Можна — й історія людства знає чимало таких прикладів — залишати за собою безплідні, позбавлені життя, ворожі людині простори. Але можна і треба облагороджувати природу, допомагати їй повніше розкривати життєві сили.

На жаль, людство ще не навчилося дбайливо і раціонально використовувати природу в інтересах усіх мешканців планети, внаслідок чого воно зіткнулося з проблемою навколишнього середовища, яка сьогодні доповнюється рядом гострих соціальних проблем.

Для України проблема економного витрачання ресурсів енергії досить актуальна, оскільки основна кількість нафти й газу в основному імпортуються з сусідніх країн. Значна частина електроенергії в країні виробляється з використанням таких енергоносіїв, як вугілля, газ, нафта. Близько половини виробленої енергії в країні сьогодні припадає на частку АЕС. Перспективним є розширення використання альтернативних джерел енергії в паливноенергетичному комплексі з метою економного витрачання традиційних паливно-енергетичних ресурсів та зменшення залежності України від їх імпорту.

Говорити про енергозбереження стає сьогодні сучасно, навіть модно. І   важливість енергозбереження не розуміє хіба що лінивий. Шкода, що слова і діло не завжди йдуть поруч. «Чому так?» - запитали  ми у дорослих. У відповідь почули таке: «Розуміємо, що важливо, але не знаємо як, або знаємо як, але немає коштів». Що робити нам? Сидіти і чекати? «Ні в якому разі» - заявляємо ми. Кому, як не нам, учням, вдаватися до активних дій, активно підтримуючи твердження:«Енергозбереження  – довготривалий внесок у майбутнє».

    Можливо не всіх нам відразу вдасться переконати вдатися до активних дій негайно, тоді на допомогу приходить ще одне твердження: «Якщо не можеш змінити світ, висвітли простір навколо себе». Краще зробити це і в прямому та і переносному його значенні. І, бажано, з застосуванням енергозберігаючих технологій.  

Було проведено опитування серед 20 працівників ліцею по енергозбереженню(Вибиравсяодин із запропонованих варіантів)

1.Чи економно ви витрачаєте електроенергію?(Так, ні)

2.   Звідки ви отримуєте інформацію про енергозбереження?(ЗМІ, друзі, преса)

3.   Що конкретно зроблено вашою родиною для енергозбереження?

4.   Чи ділитеся своїм позитивним досвідом  з питання енергозбереження зжителями громади?(Так, ні)

5.Яку б інформацію ви б хотіли дізнатися?( Альтернативні джерела енергії, як економно витрачати енергію, на чому можна зекономити електроенергію) 6. Що з питання енергозбереження ви хотіли б повідомити?

Результати опитування

Звідки ви отримуєте інформацію про енергозбереження?

«Витрата електроенергії різними електроприладами (окрім опалювальних) на одну людину   при середньому використанні за місяць»

№ п/п	Електроприлад	кВт·годин
1	Бойлер або проточний нагрівач	90
2	Лампочка розжарювання 75 Вт	13,5
3	Електроплита	65
4	Пилосос	7
5	Мікрохвильова піч	40
6	Ноутбук	6
7	Телевізор з кінескопом	35
8	Електрочайник	6
9	Посудомийна машина	32
10	DWD – програвач	3,5
11	Комп'ютер з РК-монітором	19
12	Люмінесцентна лампочка 18 Вт	3,5
13	Телевізор з РК-монітором	16
14	Праска	1,5
15	Холодильник, клас А	15
16	Фен	1,2
17	Пральна машина-автомат	14
18	Електробритва	0,25

Задоволення потреб людства відбувалося автоматично і люди були переконані, що повітрям, водою і ґрунтом вони забезпечені в достатку на всі часи. Але в останні часи людство усвідомило, що це не так.

Енергозбереження є дуже важливим заходом збереження природи та природних ресурсів. Ми розглянули це на прикладі приватної оселі. Для цього ми виконали наступні завдання:

Ø        1. Зафіксували, скільки родина сплатила за електроенергію за минулий місяць.

Ø        2. Прослідкували, щоб запропоновані нами правила енергозбереження члени однієї родини ретельно виконували      ( вчасно вимикали світло, телевізор, розморожували холодильник, тощо).

Ø        3. Визначили, скільки сплачено за електроенергію за  місяць енергозбереження.

Ø        4. Підрахували, скільки коштів буде збережено впродовж року.

Враховуючи норми витрат в середньому на одну людину на місяць, ми дослідили, який об’єм електроенергії споживає сім’я у приватному будинку за одну добу, місяць,  рік.

Витрати електроенергії в одному приватному будинку

Витрати електроенергії в період економії

	Доба		Місяць		Рік
Люстра	0,11		3,275		39,3
Лампочка	0,23		7		83,95
Комп’ютер	1,5		45,625		547,5
Пральна машина	1,5		22,8		273,75
Інші прилади	0,75		22,8		273,75
Всього	3,98		101,5		1218,25
	Доба (кВт)	Місяць  (кВт) (в середньому)		Рік (кВт)
Всього без економії	5,12	132,9		1595,25
Всього з економією	3,98	101,5		1218,25
Всього зекономлено електроенергії	1,14	31,4		377,0
Всього зекономлено гривень	1,026 грн 100 кВт 0,9грн. решта по 1,68 грн	52,75 грн		90+287=90+482,16= =572,16 грн

Економія електроенергії родиною за добу, місяць, рік

Без економії родина сплатила за серпень місяць 148,8 грн. за електроенергію. У вересні вони економили і сплатили 93,36 грн. Родина  зекономила за один місяць 55,44 грн., заощаджуючи електроенергію. Це пов’язано із заміною ламп розжарювання на економніші (світлодіодні) лампи.

Аналізуючи дані показники, можна сказати, що:

132,9*12=1595,25грн. – дана родина сплатила б за рік за електроенергію без економії.

101,5*12=1218,25 грн. - дана родина сплатила за рік за електроенергію з економією.

1595,25-1218,25=377 грн. – це приблизна сума, яку отримує дана родина за збережену електроенергію.

Як бачимо   сім’я  економить не тільки електроенегію, а й гроші.

Заощаджуємо електроенергію вдома

(рекомендації)

1.     Вимикати світло, якщо ніхто не знаходиться у кімнаті.

2.     Використовувати енергоефективні лампочки. Варто встановити світлодіодні (LED) енергозберігаючі лампочки, які не містять шкідливих речовин.

3.     Датчики руху – можливість заощаджувати електроенергію, коли вона не потрібна. У багатоквартирних будинках їх варто встановити у коридорах, під’їзді, на сходах та інших місцях спільного користування. У приватному будинку – біля дверей та на подвір’ї.

4.     Енергозберігаючі побутові прилади мають маркування «А» чи «А+». Холодильник такого класу споживатиме на 30-50% менше електроенергії, ніж пристрій такого ж об’єму марки «В».

5.     «Режим очікування» для комп’ютера доречний, якщо залишати його на кілька хвилин, а не на всю ніч. Слід вимикати пристрої, якими ніхто не користується. А ще краще – вимикати взагалі штекер з розетки. Це не лише дозволить заощадити електроенергію, але й вбереже пристрої від впливу можливих перепадів електроенергії. Можна також встановити автоматичні вимикачі.

6.     Не можна залишати прилади, що працюють від акумулятора (наприклад, мобільні телефони), увімкненими довше, ніж потрібно для повної зарядки акумулятора.

7.     Холодильник та морозильник варто тримати в чистоті, без льоду та снігу, регулярно розморожуйте ці прилади. Треба стежити за тим, щоб дверцята були щільно закритими.

8.     Охолоджуйте їжу перед тим, як поставити її в холодильник. По-перше, гаряча каструля змусить холодильник працювати інтенсивніше, а подруге, вона нагріє інші продукти, і вони можуть зіпсуватися.

9.     Оптимальна температура в холодильнику – від 0 до 5 градусів тепла.

Регулюйте її відповідно до температури на кухні та кількості продуктів.

10.Прості побутові речі часто зберігають значну кількість газу та електроенергії. Наприклад, холодильник повинен розташовуватися подалі від плити, нагрівача, колонки чи бойлера, батареї та прямих сонячних променів, а сучасні пристрої для приготування їжі, наприклад, мультиварки, дають змогу готувати 2-3 страви одночасно , що зберігає як газ, так і електроенергію.

11.Використовуйте НВЧ-печі, МХ-печі та індукційні плити – вони працюють швидко та економічно.

«Бережіть енергію! Не паліть гроші дарма!»

Висновок

Заходи, які може здійснити громадянин для покращення власного побуту за нових умов:

1.     Заощадження ресурсів потрібно для того,щоб просто відкоригувати побутові звички та здійснити прості заходи: вчасно вимикали світло, телевізор, розморожували холодильник та інше.

2.     Встановлення приладів обліку, що  дозволить платити лише за спожиті ресурси.

3.     Перехід на більш сучасні, енергозберігаючі та альтернативні джерела енергії та системи комунікацій. Наприклад, заміна газового котла твердопаливним за допомогою програми державного кредитування і встановлення вітрогенераторів.

Дізналися про споживання і оплату електроенергії  ліцею, склали діаграму витрат і оплати електроенергії

Спожито електроенергії

Дігтярівським професійним аграрним ліцеєм за 2017 рік

      Ми склали діаграму економії електричної енергії у Дігтярівському ПАЛ після заміни у кінці вересня 2017 року декількох звичайних ламп на більш економні – світлодіодні.

За ІІІ кватрал спожито  49520 кВт/год, а  за ІV квартал - 44075 кВт/год.

Економія електроенегії становить 5445 кВт/год.

Оплата за електроенергію (у гривнях)

       Після заміни звичайних лампочок на економні світлодіодні лампи за          ІV квартал 2017 року було  зекономлено  майже 4 тис.гривень  за спожиту електроенергію.

Висновок

      Нами  було визначено обсяги споживання енергетичних ресурсів за певний період до використання енергозберігаючих технологій і після їх застосування, проведено розрахунки та обчислено економію енергоресурсів і грошових коштів. Новизна роботи полягає  в проведенні дослідження енергозберігаючих ресурсів та представленні ефективних та економних енергозберігаючих засобів в навчальному закладі та домашніх умовах.    Те, що питання енергозбереження є стратегічно важливим для нашої країни, підтверджує підписаний

Президентом України наказ (№ 462/2011 від 13 квітня 2011 року), згідно з яким енергетика та енергоефективність є пріоритетними напрямками розвитку науки й техніки в державі, а закон України «Про енергозбереження» (1994 р.) визначає правові, економічні, соціальні та екологічні основи енергозбереження для всіх підприємств, об'єднань та організацій, розташованих на території України та громадян. Особливе місце в державній політиці підвищення ефективності використання енергоресурсів відводиться енергозбереженню в житлово-комунальному господарстві.

Поради щодо енергозбереження

1.       На жаль, не всі знають, що в нашій країні електрика в нічні години (з 23-00 до 7-00) в чотири рази дешевша, ніж вдень. Тому тим, хто працює ночами або просто лягає пізно, дуже рекомендуємо встановити двотарифний лічильник.

2.       Візьміть в звичку вимикати за собою світло. За статистикою, близько 30% електроенергії витрачається на освітлення порожніх приміщень.

3.       Для    поліпшення  природного  освітлення  кімнат  стіни  й  стелю  рекомендується  робити  світлою: світло потрапляючи на світлі поверхні, багаторазово  відбивається,  що  посилює  освітленість,  потрапляючи  на темні  поверхні,  навпаки,  поглинається.  Чим  більше  відбивають  світла стіни  приміщень,  тим  менше  світлової  потужності  потрібно  для освітлення;  гладка  біла  стіна відбиває  80%  спрямованого на неї  світла; темно-зелена–15%.

4.       Енергозберігаючісвітлодіодні лампи окупляться дуже швидко, адже на 12Вт така лампа видає стільки ж світла, скільки звичайна лампочка на 60 Вт. Секрет економних ламп в тому, що вони витрачають енергію виключно на світло, а не на тепло. До того змінювати енергозберігаючі лампи можна набагато рідше, ніж звичайні -приблизно раз на 3 роки.

5.       "Режим очікування"  їсть енергію! Вам потрібно знати, що прилади, залишені в "режимі очікування", продовжують споживати енергію. Тому візьміть собі за звичку вимикати з розетки комп‘ютер, телевізор, музичний центр та інші електроприлади.

6.       Використовуйте стабілізатор напруги. Це зменшить витрату електрики.

7.       Вимикайте телевізор,виходячи з кімнати. ТБ споживає від 100 до 400 Вт/год.

8.       Комп‘ютери — це найбільші «трудівники» сучасних квартир і офісів. Тому під час перерв ставте їх в "Режим сну".Включений комп’ютер споживає350 Вт/год, в "Дрімаючому режимі" — в десять разів менше.

9.       Обирайте економний режим прання. Перучи при 30°С  замість звичних 60°С , ви бережете 40% енергії.

10.  Повністю завантажуйте пральну машину, щоб не використовувати енергію даремно. Але і перевантажувати теж не варто — результатом буде перевитрата електроенергії.

11.  Не варто встановлювати холодильник біля батареї. Найкраще встановлювати його біля зовнішньої стінки, але не впритул до неї.

12.  Не ставте в холодильник гарячу воду і не залишайте його відкритим.

13.  Волога-ворог морозильника. Вона перешкоджає нормальній роботі випаровувача, відповідно збільшує  електроенергії.

14.  Температурний режим холодильника не повинен бути надто низьким.

Продукти зберігаються свіжими при температурі +6°С в холодильнику і −18°С в морозилці.Вчасно розморожуйте холодильник, адже лід є додатковою теплоізоляцією.

15.  Використовуйте спеціальні електроприлади. Якщо у вас електроплита, то візьміть за правило кип’ятити воду в електрочайнику, а не на плиті — це мало не в два рази економніше.

16.  Посуд теж має значення. Дно посуду повинне бути гладким, діаметр посуду повинен бути трохи більше діаметру комфорки — це вбереже від тепловтрат.

17.  Використання скороварки зменшить час готування, а товстостінний посуд дозволить їжі довше залишатися теплою.

19. Частіше міняйте в пилососі мішок із пилом. Переповнений мішок або контейнер «їсть» на 40% більше електроенергії, ніж порожній.

Результати роботи групи "Практики"

Виховні заходи по впровадженню інформаційно-дослідницького проекта «Енергозбереження-крок до стійкого розвитку»

Були організовані наступні виховні заходи:

1.  Тематична виставка малюнків  в кабінеті фізики на тему:  "Збережемо планету для нащадків"

                                             Переможці конкурсу малюнків.

                                        Жюрі визначає переможців конкурсу.

Починаючи з 2006 року, проходить конкурс « Енергія» з метою привернення уваги громадськості до розвитку енергетики та екологічних проблем, пов’язаних із цим, і пошуку шляхів їх вирішення.

Емблемою цього конкурсу є  у  електрична лампочка, елементи якої є «зеленими і чистими».

Нині альтернативна енергетика

задовольняє лише 1-2% потреб Українив енергоресурсах . Серед пріоритетних для України є біоенергетика, вітрова,

мала гідроенергетика, сонячна, геотермальна енергетика та альтернативні гази. Потенціал вітроенергетики становить 330 млн МВт.

Малюнок  « Сонце - джерело енергії»

В останній час інтерес до проблеми використання сонячної енергії різко збільшився.  Можливості саме безпосереднього використання сонячної енергії; хоча більшість всієї енергії, що потрапляє на Землю є сонячною, та основна частина її зосереджується у атмосфері та гідросфері.

 « Використання гідроресурсів

Україна має потужні ресурси гідроенергії малих рік, які б могли вирішити  проблему енергопостачання важкодоступних сільських районів, якщо б мали державну підтримку.

« Збережемо планету для нащадків!»

В умовах науково-технічного прогресу значно ускладнились взаємовідносини суспільства з природою. Людина отримала можливість впливати на хід природних процесів, підкорила сили природи, почала опановувати майже всі доступні відновні і невідновні природні ресурси, але разом з тим забруднювати і руйнувати довкілля.

Висновки

Раджу задуматися над словами Л.Костенко.

Зупинись, людино, подивись, І подумай, що тебе чекає.

Якщо ти не зможеш як колись

Босоніж пройтись зеленим гаєм,

Якщо ти не зможеш до озер

Ніби до люстерка нахилитись,

Якщо ти не зможеш відтепер Із криниці жодної напитись.

Якщо раптом, звідки не візьмись

Газ страшний почне тебе душити,

Зупинись, людино, озирнись, І подумай, як нам далі жити?

2.  Виготовлена газета та інформаційні листівки                                                  "Як зберегти  тепло в оселі?"

 

3. Організовано перегляд відеоролика  "Збережи тепло - збережи Україну!"

4. Виготовлено  візитки «Поради по енергозбереженню»

6.     Підготовлена цікава  інформація та створена презентація "Енергозберігаючі лампи" . Після перегляду презентації учні дискутували над питаннями: Які джерела світла кращі?, Навіщо мити вікна?, Кому і скільки потрібно світла?, Які енергозберігаючі лампи, люмінесцентні чи світлодіодні,  краще використовувати в квартирі чи в будинку?

 

7.     Опитування працівників ліцею  щодо енергозбереження.

Було проведено опитування серед 20 працівників ліцею по енергозбереженню(Вибирався один із запропонованих варіантів)

1.Чи економно ви витрачаєте електроенергію?(Так, ні)

2.   Звідки ви отримуєте інформацію про енергозбереження?(ЗМІ, друзі, преса)

3.   Що конкретно зроблено вашою родиною для енергозбереження?

4.   Чи ділитеся своїм позитивним досвідом  з питання енергозбереження зжителями громади?(Так, ні)

5.Яку б інформацію ви б хотіли дізнатися?( Альтернативні джерела енергії, як економно витрачати енергію, на чому можна зекономити електроенергію)

6. Що з питання енергозбереження ви хотіли б повідомити?

Анкета для учнів, які працювали над проектом „Енергозбереження – крок до стійкого розвитку ”

Ім’я, прізвище __________________	Коментарі
Чи сподобався мені цей проект?
Чи був він для мене інформативним?
Чи зручними та зрозумілими для мене були рекомендації?
Чи сподобалось мені працювати у групі?
Чи є мій вклад у кінцевому результаті проекту?
Чи здобув (-ла) я дослідницькі навички?
Які саме навички я здобув(-ла)  під час роботи над проектом?
Які навички удосконалив(-ла)?
Яких комп’ютерних навичок мені НЕ вистачало?
Що б я змінив(ла) у своїй поведінці під час роботи над проектом?

ВИСНОВКИ

     В ході виконання  роботи було досліджено теоретичні та практичні можливості енергозбереження,  визначено обсяги споживання енергетичних ресурсів за певний період до використання енергозберігаючих технологій і після їх застосування, проведено розрахунки та обчислено економію енергоресурсів і грошових коштів. Виявлено можливості більшого заощадження та економії у споживанні електричної та теплової енергії, досліджено доцільність використання енергозберігаючих заходів, розроблено поради щодо енергозбереження.    

Всі запропоновані шляхи збереження енергії можна об’єднати в два напрямки: прямий (безпосередня економія енергії) та опосередкований (збереження енергії через раціональне використання тих матеріалів, для виготовлення яких витрачаються енергоресурси).

   Досягти позитивних результатів можливо тільки за умови усвідомлення кожним необхідності енегро- та ресурсозбереження як одного із шляхів збереження клімату на планеті.

             Заслухавши і обговоривши доповіді та повідомлення, ми пропонуємо прийняти проект звернення за основу, врахувавши доповнення, пропозиції та зауваження.

•      Комплексне та раціональне  використання паливно-енергетичних ресурсів.

•      Впроваджувати у виробництво ресурсозберігаючі технології.

•      Скорочувати неефективні енерго- та матеріаломісткі виробництва.

•      Переймати передовий досвід по використанню нових альтернативних видах палива і енергії.

•      Активно приймати участь у пропаганді знань по енергозбереженню.

  Заощаджувати енергію повинно людство загалом і кожна людина зокрема. Враховуючи, що витрати на одну тону умовного палива, отриманого за рахунок енергозбереження в декілька разів менші від витрат на його видобування чи купівлю, підвищення енергоефективності стає стратегічною лінією розвитку економіки та соціальної сфери.  

Кожна родина в змозі зменшити енерговитрати, як власні, так і державні. Для цього існує декілька способів:

Економно використовувати електроенергію (не включати зайві електроприлади).

Використовувати енергозберігаючі лампи.

В більшості країн для освітлення використовується приблизно 13% електроенергії. А в Україні цей показник у 1,5 рази більше, ніж у західних країн. Причина – у використанні неекономічних лампочок розжарювання. В розвинених державах застосовують люмінесцентні лампи, коефіцієнт корисної дії (ККД) яких дорівнює 20%, а у найновіших типів і всі 30%. Розрахунки свідчать, що перехід на застосування таких ламп дав би змогу заощадити 70% електроенергії .

Список використаних джерел

1.     Дербі Кендау, Дженіфер Дотерті, Джуді Йост, Пейдж Куні. Українська адаптація Н.В. Морзе, Н.П. Дементієвська. Intel®Навчання дляНавчання для майбутнього. Навчально-методичний посібник. – Київ, 2004.

2.     Нанаєва Т. Програма „Intel®Навчання для майбутнього” // Комп’ютерIntel®Навчання дляНавчання для майбутнього” // Комп’ютер у школі та сім’ї. – 2004. – №2.

3.     Руденко В.Д. Програма „Intel®Навчання для майбутнього” // Комп’ютерIntel®Навчання дляНавчання для майбутнього” //

Комп’ютер у школі та сім’ї. – 2003. – №8.

4.     Концепція загальної середньої освіти.  Нормативно-правове забезпечення освіти. У 4 ч.  – Харків: Видав.гр. "Основа", 2004.

5.     Анісімова Т. Оцінювання проектної діяльності учнів//Проектна діяльність у школі/ Упоряд. М. Голубенко. – К.: Шкільний світ, 2017.

6.     Шарко В.Д. Сучасний урок: технологічний аспект: Посібник для вчителів і студентів. – К.: Видав. "Фенікс", 2016.

7.     Освітні технології: Навч. - метод. Посіб. /О.М.Пєхота, А.З. Кіктенко, О.М. Любарська та ін.; За заг. ред. О.М. Пєхоти. – К.: А.С.К., 2001.

8.     Методи навчання фізики. – Х.: Видавнича група «Основа», 2013.

9.     Коршак «Фізика»10-11 класи. –  Підручники і посібники, 2010.

10.Гудзь В.В., Довгий В.Г., Міль М.С. Основи енергозбереження. Енергія навколо нас. - Тернопіль: Мандрівець, 2006.

11.Геру М.А., Герц Р.І., Герц А.І. В біологію через фізику. - Тернопіль, 1997.

12.Меркулов О.П. У пошуках енергії майбутнього. - К.: Наук. думка, 1991.

13.Мировая энергетика: прогноз развития до 2020 г. /Под.ред. Ю.Н.Сташникова. - М.:Энергия, 1980.

14. Газета «Гарт», 2018, №11.