Проект про енергозбережувальні нестандартні технології

Міністерство освіти і науки України

Відділ з питань освіти Підберізцівської сільської ради ОТГ

Львівський район

Чижиківський ЗЗСО І – ІІІ ступенів

                                                       Проект

з енергозбереження на конкурс “Друге життя відходів:

від сортування до переробки”

 “Моє енергетичне рішення”

                                                                                                Виконав: учень 7-го кл.

Тютько Іван

Чижиківського ЗЗСО І-ІІІ ступенів

Керівник: Вчитель хімії та біології

Тютько Неоніла Іванівна

     Проблема енергоефективності та раціонального використання ресурсів була і залишається важливим етапом сталого розвитку суспільства. У межах сільської місцевості питання енергозбереження та використання поновлюваних джерел енергії можна розв’язувати, спираючись на досвід наших сусідів у Польщі. Використовуючи твердопаливні котли, населення може застосовувати як паливо не дорогий газ, а місцеву нестандартну сировину. Для цього не обов’язково купувати вугілля чи торфобрикети або дрова. Вивчаючи досвід польських фермерів – садівників, ми зробили припущення, що як паливо можна використовувати сухі кісточки садових рослин, лушпайки горіхів та неякісні горіхи. Адже насінини цих рослин містять жири, які горять як і всі органічні речовини. Окрім цього, обрізані гілки та старі і хворі дерева також слугують паливом. Така сировина є відновлюваною і, що важливо, не основною метою садівництва, а побічною. Важливо додати, що вартість газу та електроенергії постійно зростає. А карантин, локдаун та економічна криза в Україні привели до зменшення робочих місць. Люди, які втратили роботу, можуть у селі спробувати себе у ролі фермера: вирощувати сади. Кісточкові здавати на переробку, а підприємства повертатимуть  висушене насіння для опалення.

    Я навчаюся у Чижиківській школі, яка опалюється вугіллям. Наша школа також використовує дрова зі зрізаних дерев саду та пришкільної ділянки. У мене вдома в двох кімнатах є піч та камін. У них можна спалювати як газ, так і тверде паливо. А біля будинку є садок. Тому мета роботи дослідити можливість застосовувати вишневі кісточки та неякісні горіхи як відновлюване тверде паливо. Цілі нашої роботи:

• дослідити наявність жирів у насінні вишень та горіхів,

• обчислити кількість обраних дерев у садибах чижиківчан,

• вияснити масу кісточок, зібраних з одного дерева,

• розрахувати масу кісточок для опалення моєї кімнати,

• розглянути способи сушіння кісточок,

• інформувати громаду про результати досліджень.

    Отож ми використовували такі методи досліджень:

1. Статистичний.
2. Експериментальний.
3. Опис та спостереження.
4. Математичне моделювання.

1. Дослідження нестандартних відновлюваних джерел енергії.
   1.   Виявлення умісту жирів у насінні вишень та грецьких горіхів.

    Об’єктом досліджень стали вишні та грецькі горіхи, оскільки цих рослин у нашому саду найбільше. Присадибна ділянка моєї сім’ї становить 6 арів. На цій площі ми вирощуємо 3 горіхи, 10 вишень, 3 сливи. Інші дерева та кущі я не враховую, оскільки вони не кісточкові. Також моя родина за згодою із сусідами та владою висадила 3 горіхи та 2 вишні на території біля крамниці. Хочу додати, що сливи я не досліджував. Ці рослини у нас ще дуже молоді.

    Ми збираємо вишні і видаляємо усі кісточки, а тоді лише готуємо сік, варення чи інші продукти. Насіння висушуємо на відкритому повітрі під сонцем.

Методика виявлення жирів у насінні

Обладнання: фільтрувальний папір або марлеві серветки, молоточок, дерев’яна дощечка.

Хід роботи

Дощечку покриваємо фільтрувальним папером або марлевою серветкою. Накладаємо шар насінин. Вишні подрібнюємо молоточком, а горіхи спочатку горіхоколом, а тоді скалкою для тіста. На фільтрувальному папері залишаються жирні плями.

Висновок: насінини кістянки містять жири.

2.   Визначення кількості вишневих та горіхових дерев у садибах с. Чижиків

    У селі 248 садиб, 11 вулиць різної довжини. Я не обчислював кількості відповідних дерев у кожному дворі, а вибірково по декілька господарств на кожній вулиці. Тоді суму усіх дерев ділив на кількість обраних садиб.

W = Nд : N_С

W – середня кількість дерев(вишні, горіхи),

Nд – загальна сума перелічених дерев,

N_С – кількість досліджених садиб.

За нашими дослідженнями чижиківчани вирощують удома в середньому 5 вишень та 1 горіх.

У шкільному саду є три горіхи та 7 вишень. Тому ці дерева необхідно комплексно використовувати.

    Теоретичний пошук дав такі результати:

Питома теплота згоряння палива (МДж/кг)

Природний газ    44

Дрова сухі    10

Спирт    27

Біодизельне пальне    29

Жирів у фізичних таблицях ми не знайшли. Можемо припустити, що ця величина буде вищою від біодизельного пального. Я навчаюся лише у 5 класі. Коли вивчатиму хімію у старших класах, зможу довести, що дрова та насіння кісточкових рослин дають більше енергії, ніж природний газ.

1.3. Визначення маси кісточок з одного дерева

    Ця частина роботи виявилася найважчою. Але розв’язання проблеми прийшло у процесі збирання урожаю. З 10 вишневих дерев різного віку ми зібрали 16 відер вишень. Середня маса вишень в одному відрі 9кг. Кістки виколювали вручну, сушили і зважували на кухонних  електронних вагах. 1 відро вишень – 2кг сухих кісточок.

            2 • 16 = 32кг – загальна маса кісточок,

32 : 10 = 3,2кг – середня маса кісточок з одного дерева

 Горіхи сортували, адже погодні умови 2020 року спричинили захворювання горіхових дерев, а саме, якісних горіхів було приблизно 55%, а 45% з пошкодженими насінинами. Проте, якщо з перших ми використовуємо лушпайки як паливо, то ушкоджені спалюємо повністю. Одержуємо:

• очищення площі ґрунту під горіхами від пошкоджених та хворих плодів;

• безвідходне господарювання;

• економія палива та коштів;

• приємний аромат у кімнаті;

• релакс, коли слухаєш потріскування палаючого насіння.

    З трьох горіхових дерев ми одержали 38кг нестандартних горіхів, придатних для палива.

                     38: 3 = 12,7кг – маса неякісних горіхів з одного дерева.

    За селом Чижиків є угіддя старого сільського саду. Там 8 горіхових алей. Люди збирають лише якісні горіхи. А у кожній алеї приблизно 40 дерев.

                     40 • 8 = 320 – загальна кількість горіхових дерев;

                     320 • 12,7 =  4064кг неякісних горіхів.

1.4. Розрахунок маси відновлюваного палива

    Площа моєї кімнати 16м². Кахельна піч у кутку кімнати. Опалюємо лише дровами та насінням. Для розпалювання використовуємо 2кг тонких дров і папір. Далі – 8кг товстих дров із зрізаних сухих гілок та дерев при чищенні саду, заміни дерев’яної огорожі, 2кг горіхів, 1кг горіхових лушпайок, 2кг вишневих кісточок. Це – на добу. Причому сухе насіння добре чергувати з не дуже сухими дровами: сповільнюється процес горіння і довше зберігається тепло.

                                          1.5. Способи сушіння паливної сировини

    У домашніх умовах для сушіння сировини ми використовуємо підручні засоби:

1. На відкритому повітрі під сонцем.
2. Між старими віконними рамами(дуже зручно, тому що не потрібно накривати під час дощу).
3. Під газовою плитою під час випікання(дуже швидкий спосіб).
4. На пічці та каміні під час опалювального сезону.

Насіння між віконними рамами можна зберігати усю зиму.

Висновки та математичні розрахунки

1. Природний газ та вугілля є не відновлюваними джерелами енергії.
2. При їх згорянні у повітря виділяється не лише вуглекислий газ, а і побічні шкідливі сполуки.
3. Кісточкові рослини – джерело відновлюваної енергії.
4. Горіхи та вишні не потребують особливого догляду.
5. Одержання палива з насіння кістянок не вимагає фінансових та матеріальних затрат.
6. Відходи при згорянні запропонованого нами палива є органічними добривами для сільського господарства.
7. Розвиток садівництва – розвиток місцевих громад.
8. Сади – альтернатива покинутих занедбаних земельних ділянок.
9. Дерева – споживачі вуглекислого газу.
10. Економічний розрахунок.

У нашому домі 3 кімнати, кухня – загальна площа опалюваних приміщень 66м². Весь опалювальний сезон моя кімната використовує лише таке відновлюване паливо. Середня витрата природного газу під час опалювального сезону у нас становить 380м³ на місяць.

381:3 = 127м³ – витрата природного газу на одну кімнату.

Отже я за місяць економлю 127м³ природного газу

127 • 8,80787грн/м³(ціна за грудень) = 1118,6грн

Економія за місяць 1118,6грн

Опалювальний сезон триває 6 місяців.

127м³ • 6 = 762м³ – економія природного газу у рік(якщо не враховувати холодного жовтня чи квітня)

1118,6 • 6 = 6711,6грн – економія грошей у рік

11. Перспективна маса екологічного палива у селі Чижиків.

248 • 5 = 1240 – загальна кількість вишневих дерев у с. Чижиків

1240 • 3,2 = 3968кг – загальна маса кісточок

Прошу врахувати, що у Чижикові немає вишневого саду.

248 • 12,7 = 3149,6кг – загальна маса неякісних горіхів у сільських садибах

3149,6 + 4064 = 7213,6кг – сумарна маса неякісних горіхів у селі(садиби і алеї)

За активного поширення нашого досвіду, залучення школярів до роботи та пошуку нових методів сушіння такого палива наша школа може стати автономною у використанні паливної сировини.

12. Робота по одержанні відновлюваного екологічного палива не втомлює, а забезпечує активне проведення часу на свіжому повітрі, що так важливо у сьогоднішній час, коли школярі перебувають на дистанційному навчанні і багато часу проводять сидячи.
13. Паралельно з паливною сировиною ми одержуємо корисні продукти: горіхи, вишні та смаколики з них.
14. Усі зрізані сухі гілки, старі та хворі дерева також є паливною сировиною.
15. Наступний етап наших досліджень – черешні, сливи, абрикоси,алича та персики.