Развить экологическое мышление учащихся, вовлечь их в реальную деятельность по изучению окружающей среды и её охране, привлечь внимание к использованию энергии, экономии энергии и энергоресурсов, привить навыки экологически безопасного стиля жизни.

Помочь школьникам осознать важность экологии, как науки, научить бережно обращаться с ресурсами Земли, воспитывать доброжелательное отношение к окружающей среде, научить принимать верные решения по вопросам окружающей среды и принимать осмысленные действия.

Оборудование:

Плакаты иллюстрирующие этапы исторического использования энергии.

План урока

1. Вступительное слово учителя.
2. Обсуждение темы.
3. Заключительная часть в форме вопросов.
4. Итог урока

Ход урока

1. Вступительное слово учителя.

Здравствуйте! В недалеком прошлом маломощные электростанции работающие на угле и нефти с трудом обеспечивали потребности человека. Но и потребности были очень скромные. Естественно и речи не было, что Земля может исчерпать свои ресурсы. Но численность жителей Земли растет в геометрической прогрессии и тем самым увеличивается потребность в энергии. Ученные пытаются решить эту проблему. Международные конференции, научные книги, исследования посвящены поиску дешевых, доступных, экологически безопасных решений. Вот и сегодня на уроке мы поговорим на эту тему. Как мы понимаем эту проблему, что можем сделать для сохранения богатств нашей планеты?

2. Обсуждение темы.

Учитель: Что такое энергетика? (учащиеся отвечают.)

Да, Энергетика- это отрасль хозяйства, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии.

А как давно человек начал использовать энергию? (учащиеся отвечают.)

Учитель: Около 500 тыс. лет назад, человек впервые освоил энергию огня- тепловую энергию от сгорания древесины.

10 тыс. лет назад с возникновением земледелия, потребность в энергетических ресурсах возросла, и человек стал строить мельницы, работающие на энергии воды и ветра.

Но с ростом промышленного производства и увеличения численности населения Земли,человек строит теплоэлектростанции работающие на основе каменного угля, нефти и природного газа. Широко осваивается энергия рек- гидроэлектростанции. В конце 20 века освоена атомная энергия, но и это уже не удовлетворяет потребности человека. Но есть и нетрадиционные источники энергии- ветроэлектростанции (используется ветер, заставляющий вращаться турбины и таким образом производит электричество), гелиолектростанции- энергия солнца, геотермальные(пар от воды, нагретый глубоко в Земле, используется для того чтобы повернуть турбины, подключенные к электрическим генераторам.) Человек пытается использовать энергию приливов и отливов, морских течений, жидкого водорода, синтетического топлива.

Но как обстоят экологические проблемы при использовании тех или иных источников для получения энергии? (учащиеся отвечают)

Учитель: Использование тепловой энергии приоритетна. Но! Еще Д.И. Менделеев говорил, что использование нефти Это все равно что сжигать деньги в печи, хотя нефть в чистом виде не используется, а только мазут- продукт её переработки. И ещё при сжигании любого топлива расходуется большое количество кислорода и выделяется углекислый газ в таком количестве,что приводит к экологической проблеме- создаётся “ парниковый эффект”. Это приводит к потеплению климата и как последствия наводнения (нам хорошо знакомы стихийные бедствия в Европе.) При сгорании топлива загрязняется окружающая среда, это приносит вред животным (они либо покидают свои места, либо гибнут, либо происходит мутации в развитии) , изменяется качество питьевой воды, чрезмерное цветение и зарастание водоемов. Это приводит к экологическим катастрофам. Продолжаться так, конечно, до бесконечности не может. Нужна альтернатива, и мы с вами знаем, что тепловые ресурсы небесконечны.

Назовите исчерпаемые и неисчерпаемые источники энергии.

(ребята отвечают.)

Учитель: исчерпаемые источники энергии - это нефть, газ, уголь, уран. То что они могут иссякнуть это одна проблема, но отходы этих станций смертельно опасны для человека.

Неисчерпаемые источники энергии - это энергия биомассы, ветра, солнца, морских волн и течений, тепло земли. Последствия использования этих источников не так опасны для человека и практически неиссякаемы.

К каким последствиям может привести авария на АЭС? (ученики отвечают).

Учитель: Даже без аварии вокруг реактора наблюдается радиоактивный фон, что приводит к генным мутациям и онкологическим заболеваниям.

Но так ли безвредно использование ветра, солнца и воды?

(ребята отвечают)

Учитель: При очень многих плюсов есть минусы. Зависимость ветроэлектростанций от погоды и создается шумовое загрязнение. Уходят животные, что нарушает экологический баланс в данной местности.

Человек чувствует угнетенное состояние. И при всем этом мощность таких станций невелика. В Германии созданы ветровые парки на южном побережья Ютландского полуострова, и в близи посёлка Куликово Калининградской области.

Геотермальная энергия- используется в Исландии, на Камчатке.. Но горячая вода обратно никуда не закачивается, это приведет к загрязнению почв и экологическим нарушениям.

Солнечных электростанций пока очень мало. Это солнечные установки, которые улавливают и преобразуют энергию солнца. Но это зависимость от климатических условий и очень дорого. Такой вид энергии используется в Бразилии, Калифорнии на крышах многоэтажек.

Можно ли как то изменить ситуацию? (ребята отвечают)

Учитель: Самое главное научится экономить энергию. Элементарно экономить электричество в наших квартирах, проводить теплоизоляцию окон для большего сохранения тепла. Эффективное использование энергетических ресурсов., соблюдения требований к охране природы чтобы не нарушался экологический баланс в природе, сократить расходование ресурсов. Установить средства регулирование потребление энергоресурсов (включатели и выключатели.)

3. Заключительная часть.

1. Как сохранить тепло в домах?
   (провести теплоизоляцию окон.)
2. Существует ли вечный источник энергии?
   (да, в местах постоянного активного Солнца- пустыня Сахара.)
3. Что такое энергетика?
   (топливно -энергетический комплекс, который охватывает передачу, преобразование и использование разных видов энергии и энергетических ресурсов)
4. Что такое энергосбережение?
   (экономия энергии.)
5. Основные способы энергосбережения в квартирах?
   сократить расход энергии в пустую.)
6. Исчерпаемые и неисчерпаемые источники энергии.
   (нефть, газ, уголь -исчерпаемы, неисчерпаемые -ветер, солнце)

4. Итог урока.

Учитель: Сформулируйте итог нашей беседы. (дети отвечают)

Беречь энергию, сохранять окружающую среду и как будущие поколение искать альтернативные пути решения проблемы.

Список используемой литературы.

1. Владышевский Д.В. “ Экология и мы.” Красноярск 1994 г.
2. Дорс Л. “ До того, как умрёт природа.” М. 1968 г.
3. Дотто Л. “ Планета Земля в опасности.” М. 1968 г.
4. Лосев К.С. “ Климат: вчера, сегодня…. Завтра?” Л. 1985 г.

Парадигма развития мировой экономики в 21 веке.

Проблема энергии - наиболее актуальная, ключевая проблема будущего развития и мировой стабильности. Мировое потребление энергии постоянно растет, опережая темпы роста народонаселения. Только за 1975-2005 гг. было использовано столько же энергоресурсов, сколько за все предшествующее время цивилизации. С 1960 г. по 2006 г. в составе источников потребления энергии возросла доля наиболее эффективных видов ископаемого органического топлива, которое дает примерно 80% мировой энергии. 70% его составляют нефть и газ. Экспоненциальный рост потребления энергии создает экологические проблемы, представляющие реальные угрозы выживанию человечества. Модель количественного развития энергетики за счет невозобновляемых ресурсов к настоящему времени исчерпала себя. Выход видится в переходе в 21 веке к новой парадигме мирового развития с приоритетом энергосбережения, инновационных технологий и экологии. Все возобновляемые источники энергии - солнечная, гидроэнергия, биомасса, энергия ветра - существуют благодаря деятельности солнца.

Только геотермальная энергия представляет собой тепло Земли. Суммарные запасы традиционных видов ископаемого топлива, а также мировое потребление энергии составляют ничтожную часть солнечной энергии, попадающей на Землю в год. Звеном, связующим все источники энергии и позволяющим наиболее эффективно ее использовать, служит энергосбережение - приоритетное направление в развитии мирового сообщества.

Энергосбережение - важная составляющая более общей проблемы рационального использования всех видов ресурсов, используемых человечеством. Мощным импульсом к осознанию приоритетной роли энергосбережения как ключевого звена комплексной глобальной проблемы. «Энергетика - экология - экономика - энергосбережение» (проблема «4Э») явился мировой нефтяной (энергетический) кризис 70-х гг. В последние десятилетия динамика потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в мире отставала от темпов роста экономики, что свидетельствует о возрастающей роли энергосбережения как фактора экономического развития. Оно охватывает новые страны и сферы деятельности и одновременно использует новые эффективные научно-технические достижения и инструменты воздействия на поведение потребителей.

Потенциал энергосбережения - возможная экономия ТЭР за счет использования различных факторов по сравнению с анализируемым (существующим) уровнем. Различают:

Теоретический потенциал - возможная экономия при условии полного исключения потерь энергии на всех стадиях выполняемой общественной функции.

Технический потенциал - возможная при данном уровне развития техники экономия в планируемом периоде от внедрения мероприятия

Экономический потенциал - часть технического потенциала, могущая быть реализованной в плановом периоде за счет выделяемых инвестиций. Это - наиболее динамичный во времени показатель, зависящий главным образом от уровня цен и тарифов.

Основные направления энергосбережения. Оценки потенциала на среднесрочную перспективу.

По имеющимся официальным оценкам потенциал энергосбережения «за счет технологических нововведений и аудита» по основным секторам-потребителям оценивается следующими величинами, в процентах к существующему уровню потребления ТЭР:

Промышленность 20-25,

Транспорт 25-35,

Торговля и обслуживание 25-35,

Жилье 30-35,

В электроэнергетике современные технологии, при доведении доли газа в составе топлива до 50%, позволяют за счет повышения кпд электростанций снизить удельный расход топлива на 21-23%. За счет расширения конгенерации (совместной выработки электрической и тепловой энергии) потенциал составит до 25% существующих мощностей электростанций, из них 2/3 в промышленности.

Внедрение современных накопителей энергии у крупных потребителей позволит снизить пиковые нагрузки электростанций, что равноценно вводу дополнительно 500-1000 МВт мощностей.

В транспортном секторе примерно 80% потребляемого жидкого топлива приходится на наземный транспорт, из них, лишь 1% - на железнодорожный. В пассажирских перевозках перенаправление каждых 10% потока пассажиров с частного на общественный транспорт позволяет снизить расход энергии примерно на 15%, при этом парк маршрутных автобусов потребуется увеличить лишь на 1 %. Важную роль играют развитие транспортной инфраструктуры, а также стимулирование использования экономичных и экологически чистых видов автотранспорта. Дальнейшее расширение использование современных средств информатики и телемеханики может существенно снизить потребность в перевозках пассажиров.

На освещение расходуется, по разным оценкам, 20-30% электроэнергии. Первоочередное радикальное мероприятие здесь - полная замена ламп накаливания высокочастотными люминесцентными, а в перспективе - использование источников света на основе светодиодов. Теоретический потенциал энергосбережения при полном внедрении светодиодов составляет до 3% экономии электроэнергии в стране. Существенные резервы экономии заключены в рациональной организации освещения. В том числе, в оптимальном размещении источников света по отношению к рабочей зоне.

Замена физически и морально устаревшей электробытовой техники и средств коммуникации современными изделиями, экономящими 20-40% электроэнергии, позволит снизить потребление электроэнергии в стране на 7-8%.

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Бюджетное финансирование «зеленого» строительства» - комплексного направления повышения эффективности использования энергии в зданиях (повышение теплостойкости, оснащение установками производства возобновляемой энергии) может сэкономить до 12% общего потребления энергии в стране.

На процессы низкотемпературного нагрева в производственном секторе и торговле приходится до 30% потребляемой ими энергии, или 6% всего потребления конечной энергии в стране. Перспективно использование для этой цели солнечных коллекторов.

С учетом реальных возможностей централизованного финансирования, МНИ планирует довести к 2020 г. долю возобновляемых источников энергии (преимущественно, солнечной и ветровой) до 10% общего производства электроэнергии в стране. Согласно оптимистичным оценкам, этот потенциал составляет 20% и более.

Использование отходов позволяет: получать тепловую и/или электрическую энергию (из отходов древесины, животноводства, канализационных стоков, и др.), а в части негорючих материалов - возвращать в технологический цикл ценное сырье. В обоих случаях достигается снижение затрат сырья и энергии на производство изделий. В 2006 г. в стране общий объем только муниципальных отходов составил 4,2 млн. т, утилизировано лишь 1,2 млн. т твердых отходов. В 2006 г. из отходов было получено всего лишь 0,04 % общего потребления ТЭР. Лучшие мировые показатели: в Дании 13%, в Финляндии 20,3%.

Биотопливо для автотранспорта. Двигатели внутреннего сгорания, работающие на спирту, на 20% эффективнее бензиновых, а созданные специально для работы на спирту, могут быть эффективнее на 30%. Они имеют также многочисленные экологические преимущества. Для условий Израиля наиболее приемлемым представляется выращивание водорослей и получение из них спирта. Первые удачные опыты по выращиванию водорослей, которые превращают в биотопливо, проводятся в киббуце Ктора в Негеве

Изменение поведения потребителей. В США за 1972-84гг. этот фактор обеспечил до трети общего энергосбережения, а в быту - примерно 80%.

Многочисленные примеры бесцельной растраты всех видов энергии в нашей стране - у всех на виду, но устранение этих потерь, особенно в быту, сфере торговли и обслуживания происходит крайне медленно.

Таким образом, потенциал энергосбережения в нашей стране составляет не менее 30-35% от нынешнего уровня потребления ТЭР.

Пути ускорения реализации потенциала энергосбережения

Мировой опыт свидетельствует: радикальное повышение эффективности использования ТЭР достигается на основе последовательной и всесторонней приоритетной государственной политики управления энергопотреблением, охватывающей единым планированием и механизмами системного воздействия все уровни хозяйства - предприятия (учреждения, домохозяйства) - отрасли; регионы (муниципалитеты) - макроуровень.

Осуществляемые в нашей стран в последние годы отдельные важные общегосударственные меры (такие, как принятие Закона о чистом воздухе, стимулирование децентрализованного производства электроэнергии, расширение использования принципа Performance contracting для выявления и реализации резервов энергосбережения на предприятиях, краткосрочные пропагандистские кампании, и др.) такую системную политику заменить не могут.

Спустя 20 лет после принятия Закона об энергоресурсах (1989 г.) в нашей стране не решены ключевые вопросы эффективного управления потреблением энергии, воздействия на поведение потребителей, создания благоприятного правового и экономического климата:

Отсутствует полноценный Закон об энергосбережении; многие важные стандарты и нормативы не носят обязательного характера;

Не создан внебюджетный фонд энергосбережения,

Не разработаны долгосрочные комплексные общегосударственные, отраслевые, местные программы, а также механизмы согласования интересов участников рынка энергии;

Отсутствует система широкой информированности потребителей о возможностях и эффективности энергосбережения и его воздействия на экологию страны и семейный бюджет;

Недостаточно развиты комплексные энергоэкономические исследования и энергетическая статистика.

5 лет назад группой ученых-разработчиков проекта Генплана развития энергохозяйства на период до 2925 г. была рекомендована давно назревшая радикальная институционная мера - создание самоокупаемого (в течение двух лет) общегосударственного Управления по энергосбережению, наделенного необходимыми властными полномочиями и финансовыми ресурсами, призванного руководить в полном объеме весь комплекс таких работ. В 2008 г. предложение было поддержано руководством МНИ, но в бюджете 2009-2010 гг. соответствующие затраты не предусмотрены. По нашему мнению, это свидетельствует о низком уровне понимания актуальности проблемы энергосбережения субъектами рынка энергосбережения, принимающими соответствующие решения на высшем уровне управления страной.

Остановимся на некоторых первоочередных шагах государственной политики энергосбережения и рационального природопользования.

Выявление и реализация общегосударственных резервов, разработка научно обоснованных долгосрочных программ развития энергохозяйства на основе его эффективности сдерживается недостаточной развитостью энергетической статистики и комплексных энергоэкономических исследований.

Здесь выделяется вопрос оптимальных темпов и уровня электрификации страны. Эти показатели в нашей стране - одни из самых высоких среди стран, не имеющих собственных ресурсов возобновляемой энергии. Опережающее развитие электроэнергетики на протяжении четверти века (примерно в полтора раза быстрее, чем темпы роста экономики) обусловило примерно половину прироста потребления первичной энергии и способствовало значительному росту объема вредных выбросов, а также потерям первичной энергии на преобразование. В 2006 г. уровень электрификации (доля электроэнергии в составе конечного потребления ТЭР) в Израиле составил 30,6%, потери первичной энергии - 39,9%; в Италии соответственно - 18,4 и 21.5%. Сравнение со странами, близкими по климатическим условиям, показывает, что исключительно этим фактором сложившееся положение не может быть объяснено. Представляется, что важным фактором, стимулирующим преобладание электроэнергии во всех сферах потребления энергии (например, в торговле и общественном обслуживании - 100%, для сравнения, в Италии 45,2%; в том числе, в медучреждениях соответственно 100 и 18%) являются тарифы, не отражающие общественно необходимые затраты на производство различных видов энергии. Тариф на электроэнергию в нашей стране в 2,4 раза ниже, чем в Италии; доля электроэнергии в общих затратах на содержание жилья почти вдвое ниже, чем на телефон и другие средства информации. Такое положение искусственно занижает экономический потенциал энергосбережения и альтернативных источников энергии и тормозит их использование. Вопрос явно заслуживает углубленной проработки и решения.

В Законе об энергосбережении, по нашему мнению, должно быть отражено принципиальное положение о приоритете энергосбережения при решении любых экономических вопросов в стране. Вопросы энергопотребления затрагивают практически все сферы экономики, и принятие такого закона, а также долгосрочных планов энергосбережения могло бы явиться основой системы долгосрочного планирования в стране взамен существующей преимущественной практики текущего планирования на основе годовых бюджетов.

Необходимо устранить имеющиеся преграды на пути энергосбережения: необоснованно высокие сборы за регистрацию счетчиков, получение разрешений на изменение электрической схемы, на перестройку помещений с целью снижения потерь энергии, и т.п.

Создание у коллективов учреждений бюджетного финансирования мотивации к энергосбережению возможно при реализации принципиальной идеи законопроекта «Об экономии энергии в общественных организациях» (принят Кнессетом в первом чтении в 2004 г.): создание фонда энергосбережения и одновременно установление обязательных годовых заданий по экономии энергии.

Совершенствование механизма экономического стимулирования должно дополняться мерами воспитания потребителей, т.е. практически всего населения, понимаемыми в широком смысле, как это имеет место в большинстве передовых стран. Необходима цельная система, которая должна гармонично включать в себя как обучение персонала предприятий и учреждений энергосберегающим технологиям, так и обучение населения, начиная с дошкольных учреждений, общим положениям экономии энергии в повседневной жизни.

Не пора ли начать внедрять новые технологии вместо строительства и реставрации угольных, мазутных и атомных теплоэлектростанций, которые низводят нас не только экономически, но и экологически? Разве технико-экономические обоснования использования отопительных установок “ЮСМАР” вместо угольных котельных не убеждают нас в использовании новых и чистых методов производства тепловой и электрической энергии!

Давайте посчитаем вместе! Сегодня в каждом районе своего города Вы можете наблюдать построенные среди жилых массивов отдельно стоящие кирпичные строения - трансформаторные подстанции площадью 50-80 кв.м. Эти будки, предназначены для размещения в них трансформаторов, преобразующих, подводимое к ним, высокое напряжение в бытовое 220/380V. При этом такая подстанция, вмещающая в себе два трансформатора по 400 кВА, питает электричеством десятки жилых домов. Если вместо обоих трансформаторов в ней разместить одну квантовую теплоэлектростанцию той же мощности КТЭС-5 (800 кВт) размером всего 2600x2700x2800мм, то она кроме электрообеспечения того же района будет давать в дома 260 кВт тепла (что соответствует 223600 кКал/ч.). При этом не потреблять ни электричества, ни угля, ни мазута, никак не загрязняя окружающей среды. Производимая ей за год электрическая энергия по сегодняшним ценам (0,28 руб./кВт*ч.) будет стоить 1 962 240 руб., а тепловая за 8 месяцев отопительного сезона (по 300 руб./ГКал.) - 386 380 руб. А значит вся электростанция стоимостью 180 000 $ = 5 400 000 руб. с затратами на установку - 10%, окупится за два года семь месяцев. Если же для более полного обеспечения теплом районов города использовать более мощные КТЭС-7 (2000 кВт электрической и 900 кВт тепловой энергии), имеющие те же габариты, объединенные в единую энергосистему города для резервирования друг друга, используя их тепло на горячее водоснабжение, а для отопления в зимний период использовать в домах вихревые теплоустановки, то те же расчеты дают окупаемость таких электростанций стоимостью 350 000 $ за 350 000 * 1.1 * 30 / (2000*24*365*0.28 +0.9*0.86*24*365*300) = 1.66, т.е. за один год и восемь месяцев. Учитывая, что затраты на обслуживание КТЭС не превышают затрат на обслуживание трансформаторных подстанций и теплосетей города, а средний срок службы ее до капитального ремонта - 15 лет, получаем удешевление потребляемой нами с Вами энергии в несколько раз!!! При этом сразу отпадает ряд вопросов, касающихся потерь в километровых теплотрассах, загрязнении окружающей среды и, главное, ежегодном закупе топлива!

Не пора ли руководителям городов, областей и республик России прислушаться к голосу Разума о решении проблем в коммунальном хозяйстве?!!

Эффекты от мероприятий энергосбережения можно разделить на несколько групп:-экономические эффекты у потребителей (снижение стоимости приобретаемых энергоресурсов);-эффекты повышения конкурентоспособности (снижение потребления энергоресурсов на единицу производимой продукции, энергоэффективность производимой продукции при ее использовании);-эффекты для электрической, тепловой, газовой сети (снижение пиковых нагрузок, минимизация инвестиций в расширение сети);-экологические эффекты;-связанные эффекты (внимание к проблемам энергосбережения приводит к повышению озабоченности проблемами общей эффективности системы - технологии, организации, логистики на производстве, системы взаимоотношений, платежей и ответственности в ЖКХ, отношения к домашнему бюджету у граждан).

Как правило, любое энергосберегающее решение влечет за собой положительные экологические эффекты. Поэтому при принятии решений о целесообразности затрат на энергосберегающие мероприятия в определении их приоритетов необходимо производить количественную оценку экологических эффектов.

Основной эффект энергосбережения связан с возможностью не сооружать новые топливные базы, инфраструктуры топливообеспечения, энергопроизводящие источники, сети транспорта и распределения энергоносителей. Производство электрической и тепловой энергии на электростанциях, в котельных оказывает весьма существенное вредное воздействие на окружающую среду, которое заключается в выбросе в атмосферу вредных веществ, тепловом загрязнении окружающей среды, повышении радиоактивного фона, отчуждении земли под энергообъекты. Доставка энергии потребителям связана с отчуждением значительных территорий, нарушением природных ландшафтов, среды обитания животных и птиц, электромагнитным излучениями и акустическими шумами от линий электропередачи ультра - и сверхчувствительного напряжения. Кроме того, неизбежен риск нарушений энергетических объектов и комплексов, возникновения на них чрезвычайных ситуаций и аварий, последствия которых при современных мощностях энергоустановок и интенсивности энергопотоков могут носить глобальный характер.

Заключение

Любая деятельность человека, требующая производства энергии и превращения ее в формы, пригодные для конечного использования, оказывает сопутствующие воздействия, которые при достижении определенного уровня наносят ущерб окружающей среде. Воздействия такого рода возникают как на тепловых электростанциях, преобразующих энергию различных видов органического топлива в электрическую, так и на гидравлических электростанциях, у которых в отличие от тепловых нет никаких вредных выбросов в атмосферу.

Величины загрязнений тепловыми электростанциями окружающей среды зависят от типа и мощности станций. Выбросы диоксида серы, оксида азота, оксида углерода, а также золы имеют место на всех тепловых станциях (за исключением атомных), разница заключается только в объеме этих выбросов. В окружающую среду рассеивается и более 60% исходной энергии топлива в виде подогретой воды и горячих газов. Это является характерным показателем используемых в настоящее время термодинамических циклов. Указанные потери тепла не могут быть радикально снижены при дальнейшем совершенствовании существующей технологии паротурбинных электростанций, если не учитывать комбинированное производство тепла и электроэнергии, доля которого в общем производстве энергии ограничена. Необходимо также учитывать, что выработанная энергия в процессе ее передачи и потребления также в значительной мере превращается в тепло и рассеивается в окружающую среду -- природные водоемы и атмосферу. При подборе места сооружения тепловых электростанций нужно уделять особое внимание выбору площадей для золоотвалов, имеющих внушительные размеры.Если раньше гидроэлектростанции считались чистыми и безвредными предприятиями по выработке электроэнергии, то в последнее время их подвергают критике из-за затопления обширных территорий. Замедление течения рек из-за сооружения плотин электростанций ведет к загрязнению воды, появлению вредных синезеленых водорослей, способствующих размножению бактерий, несущих эпидемии; искусственно созданные водохранилища преимущественно низконапорных электростанций обладают большой площадью, что ведет к размыву и переформированию берегов; не последнюю роль играют и нарушение режима рыбного хозяйства и изменение микроклимата, что иногда ведет к природному комфорту, а иногда и к дискомфорту (туманы, повышенная влажность и т.д.).

Строительство гидротехнических сооружений оказывает влияние на окружающую среду, характер которой во многом зависит от правильности инженерных решений, от глубины комплексного изучения разнообразных сторон взаимодействия гидротехнических объектов с окружающей средой. Высокогорные водохранилища, как правило, не оказывают отрицательного влияния на окружающую среду; водохранилища, созданные на равнинных реках и в районах предгорий, оказывают положительное влияние на окружающую среду, хотя выдвигают некоторые серьезные проблемы. Таким образом водохранилища оцениваются как элемент обогащения ландшафта, за исключением кратковременных периодов срабатывания и заполнения. Как показала Чернобыльская авария, атомные электростанции могут оказать вредное влияние на биосферу. За рубежом в отношении безопасности работы атомных станций хранения отходов имеются весьма пессимистические высказывания Ряд зарубежных авторитетов считают, что развитие ядерной энергетики создает потенциальную опасность для жизни всего человечества. Передача электроэнергии на расстояние связана с сооружение ЛЭП и созданием значительных полос земли, отведенных под ню ЛЭП создают электромагнитные поля, вызывающие не только помехи в системах связи, но и неблагоприятно влияют на человека, на все живые организмы. В настоящее время это влияние еще изучено; проблема приобретет особую остроту при переходе к Единой энергетической системе на 500--750 кВ и внедрении сверхвысоких напряжений 1150, 1500 и 3000 кВ. Уже сейчас в Правилах техники безопасности при эксплуатаци электроустановок сказано: «В ОРУ и на ВЛ 400--750 кВ, когда напряженность электрического поля на рабочем месте превышает 5 кВД необходимо ограничить время пребывания людей в этих условиях ил принимать меры защиты».

биосфера загрязнение атмосфера энергосбережение

Введение

Обеспечение комфортных тепловых условий в помещениях жилых и

общественных зданий в холодное время года необходимо для

высокопроизводительного труда, укрепления здоровья и улучшения отдыха людей.

Но ускорение темпов развития народного хозяйства сегодня не может

быть достигнуто без проведения в жизнь мероприятий по экономии материальных и трудовых ресурсов.

Жилые и общественные здания являются одним из крупных потребителей

электрической и тепловой энергии, причём удельный вес электроэнергии в общем энергетическом балансе коммунально-бытового сектора неуклонно возрастает.

Электроэнергия применяется для получения холода в домашних холодильниках и крупных холодильных установках, для приготовления пищи, а в ряде случаев – для нагрева воды и отопления помещений. С помощью электроприборов создаются установки искусственного климата, обеспечивается гибкое регулирование теплового и воздушного режимов. Электроэнергия позволяет обеспечить теплоту воздуха в домах и населённых пунктах.

Глава 1. Экономия тепловой энергии

Успешное применение энергосберегающей технологии в нашей республике в значительной мере предопределяет нормы технологического и строительного проектирования зданий.

Экономия может быть достигнута:

Соответствующим выбором формы и ориентации зданий;

Объёмно-планировочными решениями;

Выбором теплозащитных качеств наружных ограждений;

Выбором дифференцированных по сторонам света стен и размеров окон;

Применением в жилых домах моторизованных утеплённых ставней;

Применением ветроограждающих устройств;

Рациональным расположением,

Охлаждением и управлением приборами искусственного освещения.

Для коренного изменения положения дел с использованием тепла на

отопление и горячее водоснабжение зданий у нас необходимо осуществить целый комплекс законодательных мероприятий, определяющих порядок проектирования, строительства и эксплуатации сооружений различного назначения.

Должны быть чётко сформулированы требования к проектным решениям

зданий, обеспечивающих пониженное энергопотребление; пересмотрены методы нормирования использования энергоресурсов. Задачи по экономии теплоты на теплоснабжение зданий должны также находить отражение в соответствующих планах социального и экономического развития республики.

Оснащение потребителей тепла средствами контроля и регулирования

расхода позволяет сократить затраты энергоресурсов не менее, чем на 10–14%. За счёт автоматического регулирования работы центральных и индивидуальных тепловых пунктов и сокращения или ликвидации потерь сетевой воды достигается экономия до 10%.

С помощью регуляторов и средств оперативного контроля температуры в

отапливаемых помещениях можно стабильно выдержать комфортный режим при одновременном снижении температуры на 1-2ОС. Это даёт возможность сокращать до 10% топлива, расходуемого на отопление.

Известно, что недостаточная теплоизоляция ограждающих конструкций и

других элементов зданий приводит к теплопотерям.

Основными направлениями работ по экономии тепловой и электрической энергии в системах теплоснабжения зданий является:

Разработка и применение при планировании и в производстве технически и экономически обоснованных прогрессивных норм расхода тепловой и электрической энергии для осуществления режима экономии и наиболее эффективного их использования;

Организация действенного учёта отпуска и потребления тепла;

Оптимизация эксплуатационных режимов тепловых сетей с разработкой и внедрением наладочных мероприятий;

Разработка и внедрение организационно-технических мероприятий по ликвидации непроизводительных тепловых потерь и утечек в сетях;

При разработке планов организационных мероприятий по экономии тепловой энергии в зданиях необходимо предусматривать выполнение работ в следующих направлениях:

Повышение теплозащитных свойств зданий;

Повышение надёжности и автоматизация систем отопления при централизованном теплоснабжении;

Разработка конструкции и методики расчётов систем прерывистого

отопления зданий с переменным тепловым режимом;

Разработка методов реконструкции существующих систем отопления при

изменении технологического процесса эксплуатации зданий;

Совершенствование систем отопления;

Совершенствование схем подключения систем отопления к тепловым

Большое количество тепловой энергии уходит из-за некачественного строительства: щели у оконных рам, швы между панелями, крыши и т. п., а также в домах со вставленными обогревательными устройствами в стенах (на 30 % больше, чем с обычными отопительными приборами). До 15-20 % тепловой энергии теряется в тепловых сетях, свидетельством чего является зеленая трава, растущая зимой над теплотрассами.

На коммунально-бытовые нужды в Республике Беларусь расходуется примерно 65 % тепловой энергии. В то же время потери тепла при производстве и передаче тепловой энергии в отопительных котельных республики достигает 30 %. На 1 м2 отапливаемой площади в нашей стране затрачивается в 2 раза больше условного топлива, чем в Германии и Дании.

Основным инструментом учёта тепловой энергии являются теплосчетчики.

Теплосчетчик - это средство измерений, состоящее, как правило, из преобразователей расхода, температуры, давления, а также тепловычислителя. Преобразователи монтируются непосредственно на трубопроводах, а вычислитель, принимая их сигналы, по определенным алгоритмам вычисляет на основе полученных данных величину потребленной тепловой энергии. Кроме того, он архивирует результаты измерений (показания преобразователей), чтобы в дальнейшем можно было анализировать режимы работы системы теплоснабжения. Таким образом, теплосчетчик выполняет сразу две задачи: обеспечивает коммерческий учет, результаты которого используются при расчетах между поставщиком и потребителем тепла, а также является средством технологического контроля в системах теплоснабжения. Аппаратно счетчик представляет собой комплект средств измерений: вычислителя и преобразователей расхода, температуры и давления (последние используются лишь на объектах с тепловой нагрузкой свыше 0,5 Гкал/час). Но преобразователи температуры и давления в общем и целом сходны по конструкции и принципу действия. Основным критерием классификации счетчиков является тип входящих в их состав расходомеров. В зависимости от него различают тахометрические, вихревые, ультразвуковые, электромагнитные (индукционные) и др. теплосчетчики.

Говоря о конструктивном исполнении теплосчетчиков, то здесь можно выделить компактные счетчики, «единые» и составные (комбинированные). Компакты предназначены в основном для квартирного учета или для учета в закрытой системе с малой тепловой нагрузкой. У них вычислитель конструктивно совмещен с корпусом единственного преобразователя расхода; в некоторых моделях может использоваться и второй преобразователь, подключаемый кабелем. Единый теплосчетчик - это прибор, у которого электронные блоки расходомеров находятся в корпусе вычислителя, а выходной сигнал преобразователей (расхода) не нормирован. Таким образом, вычислитель данного счетчика может работать только с данными конкретными преобразователями. Комбинированные теплосчетчики - их основой является универсальный вычислитель, способный работать с любым датчиком, имеющим стандартный выходной сигнал. Таким образом, комбинированный счетчик на базе одного и того же вычислителя может быть и тахометрическим, и ультразвуковым, и вихревым: другими словами, комбинированный счетчик существует во множестве модификаций различных типов.

Глава 2. Экономия электрической энергии

С каждым годом на бытовые нужды расходуется всё большая доля электроэнергии, газа, тепла, воды; в огромных масштабах растёт применение бытовой электрифицированной техники.

Самыми крупными потребителями электроэнергии в коммунально-бытовом хозяйстве являются жилые дома. Итак, потребность в энергии постоянно увеличивается. Электростанции работают с полной нагрузкой, особенно напряжённо – в осенне-зимний период года в часы наибольшего потребления электроэнергии: с 8.00 до 10.00 и с 17.00 до 21.00. И в это напряжённое время где-то столь необходимые для производства киловатт-

часы тратятся напрасно. В пустующих помещениях горят электрические лампы, бесцельно работают конфорки электроплит, светятся экраны телевизоров. Установлено, что 15-20% потребляемой в быту электроэнергии пропадает из-за небережливости потребителей.

Простота и доступность электроэнергии породили у многих людей представление о неисчерпаемости наших энергетических ресурсов, притупили чувство необходимости её экономии. Между тем, электроэнергия сегодня дорожает. Поэтому старый призыв «Экономьте электроэнергию!» стал ещё более актуальным. Посмотрим, как и за счёт чего это можно сделать.

1. Энергосбережение при освещении зданий

В настоящее время около 40 % генерируемой в мире электрической энергии и 37 % всех электрических ресурсов используется в жилых и общественных зданиях. Существенную долю (40-60 %) в энергопотреблении зданий составляет энергии на освещение. Сокращение расхода электроэнергии на эти цели возможно двумя основными путями:

· снижением номинальной мощности освещения;

Снижение номинальной (установленной) мощности освещения в первую очередь означает переход к более эффективным источника света, дающим нужные потоки при существенно меньшим энергопотреблении.

· уменьшением времени использования светильников.

Уменьшение времени использования светильников достигается внедрением современных систем управления, регулирования и контроля осветительных установок.

2. Электробытовые приборы и их эффективное использование

Потребление электроэнергии в быту с каждым годом увеличивается, и эта тенденция сохранится, поскольку население в последние годы активно приобретает бытовую технику (стиральные машины, кухонные комбайны, пылесосы, электрочайники, электромясорубки, электрокофеварки и т.д.), являющуюся одним из главных потребителей электроэнергии в домах и квартирах.

Использование электроэнергии в квартирах можно условно разделить на следующие подгруппы:

Обогрев помещений;

Охлаждение и замораживание;

Освещение;

Стирка белья и мойка посуды (с помощью стиральных машин и посудомоющих аппаратов);

Аудио и видео аппаратура;

Приготовление пищи (с помощью электроплит);

Использование других электроприборов (пылесосов, утюгов, фенов и т.д.).

В различных домах использование электроэнергии по каждой из вышеперечисленных категорий может варьироваться. Например, в некоторых домах установлены электрические плиты, в других - газовые, для поддержания оптимальной температуры в одной квартире достаточно центрального отопления, в другой - никак не обойтись без электронагревателя.

Энергосбережение в быту начинается с квартиры, собственного дома. Прежде всего, следует:

Утеплить дверные и оконные рамы имеющимися материалами;

Завесить окна и балконные двери толстыми занавесками, но так, чтобы они не закрывали радиаторы и не препятствовали циркуляции тепла;

Закрыть более чем наполовину вентиляционные отверстия в туалете, ванне, на кухне, а также дымоходы плотной бумагой или картоном.

Много тепла бесполезно теряется от радиаторов через стены и открываемые иногда окна. Уменьшить эти потери можно установкой отражающего экрана из блестящей пленки, алюминиевой фольги или оцинкованной жести, наклеенной на фанеру, картон или древесноволокнистую плиту за радиатором под подоконником. Лучшим способом регулирования температуры в квартире является установка кранов и терморегуляторов на радиаторах, которые не следует загораживать мебелью во избежание затруднения циркуляции теплого воздуха в комнате.

Другими мерами по значительному использованию электроэнергии в быту могут быть:

Выключение света в том случае и в тех местах, где он не нужен, без ухудшения жизненного комфорта. Это правило должно быть обязательным для всех членов семьи.

Замена, где возможно, обычных ламп накаливания энергосберегающими, которые обеспечивают такое же количество света, потребляя при этом на 70-80 % энергии меньше, и горят в 5-6 раз дольше обычных.

Установка ламп разной мощности, в зависимости от требуемого количества света в определенных местах. Следует знать, что при загрязнении ламп и плафонов освещенность в квартире снижается на 10-15 %.

Отключение тех электроприборов, для которых предусмотрено дистанционное управление (телевизор, радиотелефон), не только на ночь, но и в тот период, когда ими не пользуются (уход из дома по делам, перерыв и т. п.), поскольку они потребляют электроэнергию, будучи подключенными к сети.

Использование стиральной машины при полной загрузке, настраивая ее на как можно меньшую температуру. Следует помнить, что на стирку при температуре + 90°С тратится в 3 раза больше энергии, чем на стирку при температуре + 40°С.

Холодильники и морозильники являются одними из самых значительных «потребителей» электроэнергии в квартире. На их долю приходится примерно40 % всей электроэнергии в наших квартирах. Добиться снижения расхода до25 % электричества можно, если следовать нескольким простым принципам:

Регулярно размораживать холодильник во избежание образования в морозильной камере льда толщиной более 5-10 мм;

Устанавливать эти приборы на значительном расстоянии от нагревательных элементов и в местах, не подвергающихся воздействию прямых солнечных лучей;

Обеспечивать вокруг холодильника свободное пространства не менее 1-2 см;

Класть в холодильник и морозильник только холодные продукты;

Обращать внимание на плотность примыкания дверей к корпусу этих приборов;

Держать дверцу приборов открытой как можно меньше;

Удалять не реже 1 раза в год пыль с обратной стороны приборов;

Отключать холодильник от электросети, если семья уезжает из квартиры на несколько дней.

Использование газовых плит является с точки зрения экологии лучшим вариантом, чем приготовление пищи на электроплитах. Но если в квартире установлена электроплита, то экономии электроэнергии можно достигнуть за счет:

Подбора кастрюли или сковороды с идеальной плоской внешней поверхностью, диаметр дна которых должен быть больше примерно на 3 см диаметра нагревательной поверхности плиты;

Выключения электроплиты на несколько минут раньше окончания варки или жаренья продуктов;

Использования посуды с крышкой;

Добавление оптимального количества воды.

Установление автоматических выключателей в местах, где требуется освещение в небольшой промежуток времени, например, на лестничных площадках многоквартирного дома, при входе во двор отдельно стоящего одноквартирного дома.

При покупке электробытовых приборов в первую очередь необходимо интересоваться не только ценой, но и энергосберегающими параметрами, и лишь сопоставив цену с эксплуатационными расходами, следует принимать решение о возможности приобретения нужного электробытового товара.

Многие считают, что экономия воды это другая проблема, не относящаяся к

электроэнергии. На самом же деле, экономя воду, мы экономим электроэнергию. Вода не сама приходит в наши многоэтажные дома. Мощные насосы, приводимые в движение электрическими моторами, поднимают воду на нужную высоту. Этот расход энергии не отражается на наших электросчетчиках, но величина его весьма ощутима. Во многих странах Европы водомерные счетчики уже стали привычной деталью квартир. Советы по экономии воду очень просты:

Это исправное состояние кранов в ваннах, умывальниках и мойках;

Исправность унитазов;

Уменьшение пользования ванной за счёт использования душа.

Подводя итоги, хотелось бы обратить внимание на следующее. Экономия электроэнергии необходима в любое время года, месяца и дня. Но особенно она значима в часы наиболее напряжённого режима работы наших электростанций, так называемых утренних и вечерних часов максимума нагрузки энергосистем.

Список использованной литературы:

1. Афанасьева Е. И., Тульчин И. К. Снижение расхода электроэнергии в

электроустановках зданий. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 224 с.

2. Воробьёв Л. А., Стриха И. И. Эффективное использование топливно-

энергетических ресурсов в жилищно-коммунальном хозяйстве БССР. –

Мн.: 1987. – 74 c.

3. Цигельман И. Е. Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных

предприятий. М.: Высш. шк., 1988. – 320 с.

4. Тарнижевский М. В., Афанасьева Е. И. Пути экономии электроэнергии

в жилищно-коммунальном хозяйстве. Москва. Стройиздат. 1980. – 274

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Предметом изучения экологии является охрана окру­жающей среды. Данное направление связано с энергети­кой, так как энергетические объекты могут отрицательно воздействовать на окружающую среду, загрязняя ее.

Окружающая среда включает биосферу, которая охва­тывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы (земная кора и верхняя мантия). Загряз­нение биосферы может быть уменьшено за счет энергосбе­режения при рациональном использовании невозобнов­ляемых и возобновляемых источников энергии.

Для лучшего понимания механизма отрицательного воздействия выбрасываемых в атмосферу вредных ве­ществ рассмотрим более подробно ее строение (рис. 25).

Рис. 25. Строение атмосферы

Атмосфера включает по высоте четыре области:

Тропосферу - от 0 до 10-12 км с падением температуры до -55 °С и давления до 41,0 мм рт.ст.;

Стратосферу - от 10-12 до 50-55 км с ростом температуры до 0 °С и падением давления до 8,9 мм рт. ст. в средней стратосфере и до 0,63 мм рт. ст. в верхней;

Мезосферу - от 50-55 до 80-90 км с падением температуры до -90 °С и давления до 0,04 мм рт.ст.;

Термосферу, простирающуюся от 80-90 до 200-300 км с непрерывным повышением температуры до сотен градусов.

Каждая зона атмосферы завершается областью постоянной температуры: тропопаузой, стратопаузой и мезопаузой. Газы, накапливаясь в верхних слоях тропосферы и стратосферы, препятствуют выходу теплового инфракрас­ного излучения с поверхности Земли, нагретой Солнцем. Атмосфера и поверхность Земли нагреваются, пока уходя­щие потоки энергии не уравняются с приходящими.

Это явление представляет собой парниковый эффект (рис.26), который сопровождается нагревом тропосферы и охлаждением стратосферы.

Рис. 26. Происхождение парникового эффекта

В средней атмосфере присутствует озоновый слой. Мо­лекулы озона поглощают солнечное излучение с длиной волн короче 290 нм и инфракрасное излучение с поверх­ности Земли с длиной волн 9-10 мкм, усиливая парнико­вый эффект.

Таким образом, озоновый слой участвует в обеспече­нии безопасного уровня ультрафиолетовой радиации и поддерживает устойчивый климат на Земле. В тропосфере и стратосфере озон также оказывает воздействие на антро­погенные примеси, поступающие в атмосферу в результа­те деятельности человека, разрушая их. В совокупности процессы с участием озона обеспечивают оптимальные ус­ловия существования флоры и фауны. Неконтролируе­мые выбросы в атмосферу хлорсодержащих газов и окис­лов азота истощают и разрушают озоновый слой, что ве­дет к увеличению поступающего на Землю биологически вредного солнечного ультрафиолетового излучения.

*Более эффективное производство, передача и распределение энергии.

* Уменьшение энергоемкости обработки основных материалов.

*Внедрение энергоэффективных моторов и приводов.

*Повышение эффективности освещения и водяного отопления и, как следствие, снижение потребления первичного топлива.

*Использование возобновляемых видов энергии, и в частности фотоэлектрической, солнечно-тепловой, ветровой.

*Производство биомассы для замены ископаемого твердого топлива, газификация биомассы.

*Внедрение совершенных, энергоэффективных газотурбинных циклов.

*Развитие малой гидроэнергетики.

*Переход на природный газ.

*Переработка городских и сельских отходов.

Одним из направлений экологизации энергосбереже­ния может быть проведение совместного эколого-энергетического аудита и экспертизы и соблюдение экологиче­ского законодательства в области энергосбережения.

Как видим, взаимосвязь экологии и энергосбережения выражается простой формулой: экономишь энергию - уменьшается отрицательное воздействие на окружающую среду.