Конспект образовательной деятельности по познавательному развитию на тему «Энергосбережение» в старшей группе.
-познакомить детей с экономией электроэнергии;
-формировать у детей внимание к проблемам использования электроэнергии;
-формировать мотивацию для сбережения ресурсов и энергии;
-развивать речь детей (закреплять название бытовых электроприборов; закрепить употребление в речи слов: «электричество», «естественный свет», «искусственный свет»,«электронасосы»).
— Энергия – важнейшая часть нашей жизни! Без нее не сможет работать ни одна машина. А получать энергию умеют энергетики. Это очень трудная работа и не простая. И чтобы нам помочь энергетикам, мы должны с вами экономить электроэнергию.
Ток бежит по проводам,
Свет несёт в квартиру нам.
Чтоб работали приборы:
Ток энергию принес.
Ток-помощник в доме первый-
Друг наш преданный и верный.
— А какую пользу приносит нам электричество? (предполагаемые ответы детей
Если дети затрудняются с ответом, им помогает воспитатель.
— Ребята, вы правильно сказали, что электричество дает свет. А ведь свет бывает естественный и искусственный.
— Отгадайте загадки.
Ну-ка, кто из вас ответит:
Не огонь, а больно жжет,
Не фонарь, а ярко светит,
И не пекарь, а печет?
Ответы детей сопровождаются вывешиванием картинок: солнца. (естественный свет)
Дом — стеклянный пузырек,
И живет в нем огонек.
Днем он спит,
А как проснется —
Ярким пламенем зажжется. (лампочка)
Ответы детей сопровождаются вывешиванием картинки: лампочка. (искусственный свет)
— Ребята, когда светит солнце, надо ли включать лампочку? (предполагаемые ответы детей
— Молодцы! А вот у меня есть картинка. Скажите, что на ней неправильно?
Вывешивается картинка с горящей лампочкой и солнцем за окном.
— Правильно лампочки днем не должны гореть.
1 ребенок (чтение стихотворение):
Необходимо с детства
Привыкнуть свет беречь,
По пустякам в квартирах
Лампочки не жечь.
Выполнение работы на карточках
— У вас на столах лежат такие же картинки с изображение с горящей лампочкой и солнцем за окном. Давайте все вместе сделаем себе памятку, что днем лампочка при солнце не должна светить. (лампочка перечеркивается)
— Ребята, а теперь посмотрите, что я делаю? (имитирует умывание)
— Правильно, умываюсь. А чем мы умываемся? (ответы детей)
— Молодцы! Вода к нам поступает по трубам из озер и рек. А чтобы она поднялась на высокие этажи, её качают электронасосами на водонапорных станциях. А электронасосы тоже работают от электричества.
— Скажите ребята, а что на этой картинке неправильно нарисовано?
Вывешивается картинка, где нарисован кран с капающей водой. Ответы детей.
2 ребенок ( чтение стихотворения):
Воду, водицу, водичку мы любим,
Кран повернём — и литрами губим.
Знай, экономя водицу-сестрицу,
Ты дашь возможность потомкам напиться.
— У вас на столах лежат такие же картинки с изображение капающего крана.
Сделать с детьми памятку, перечеркнуть нарисованный кран с капающей водой.
Игра «Назови Электроприборы».
Дети встают в круг, и передают мяч по кругу под музыку, на ком остановится музыка, тот ребенок должен назвать прибор, который работает от электроэнергии.
-Дети, а почему, когда на дворе зима мы с вами дома не замерзаем? (предполагаемые ответы детей)
— Правильно, батареи греют воздух в доме. А почему батареи горячие?
— А греют эту воду в котельных. И так же, как и воду в кране, поднимают электронасосы. Вот видите, и здесь электричество помогает.
— А вот если мы не заклеим окна на зиму, не будем двери закрывать, будет у нас в доме тепло (ответы детей)
— Значит, чтобы сэкономить наше тепло в доме, что надо сделать (ответы детей)
— Ребята, давайте вспомним, о чем мы с вами говорили на занятии, как мы можем сэкономить воду, тепло, электричество.
3 ребенок (чтение стихотворения)
Свет, тепло, вода и газ
Просто так не льются,
И природой нам они
Даром не даются
Среди множества проблем
В нашем поколении
Предстоит решить вопрос
— Ребята, вы — молодцы! Вы настоящие помощники наших взрослых электриков. За ваши правильные ответы, за умение экономить электроэнергию вам вручаются медали «Юный друг Электричества». А вечером вас ждет сказка про «Электричество — наше величество».
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — НАШЕ ВЕЛИЧЕСТВО.
В некотором царстве в некотором государстве в огромном замке жило Электричество — наше величество. В каждом доме с наступлением темноты загорался свет великого и могущественного электричества электролампы. Везде были протянуты провода, будто руки. По рукам бежал электрический ток, будто кровь по венам. Электричество было очень добрым, и отзывчивым. Оно всегда помогало людям — согревало, а также готовило пищу, электричество относилось к людям так, как относились к нему они, всё было очень просто. Электричество было умелым оно работало на разных заводах, фабриках. У электричества не было такого дела, за которое оно не смогло бы взяться. Наше величество являлось самым главным, что было в этом мире, потому что без электричества не было бы ничего.
Шли годы, время летело, Электричество работало не покладая своих рук. Но наступил момент, когда люди совсем забыли, как правильно нужно пользоваться электричеством. Наше величество работало днём и ночью. И однажды произошла беда, о которой даже никто не мог задуматься, электричество заболело, да оно заболело — у электричества произошло замыкание.
Наступила темнота, электролампы больше не работали так, как раньше, опустились провода и по ним перестал течь ток. Все люди в царстве остались без тепла и уюта. Встали всё производство, встали заводы, фабрики. Мир стал чёрным. Везде царила тишина. И тут люди испугались, и стали думать, как же им быть, как вернуть наше Величество Электричество. Думали они думали, так ничего и не придумали, решили они пойти к премудрому дядюшке Электрику, и сказали они ему: «Дядюшка Электрик спаси, помоги нам, как же нам быть без электричества?»
И тут дядюшка сказал им: «Садитесь и слушайте, но слушайте очень внимательно». И рассказал он людям очень поучительную историю о том, как нужно правильно пользоваться электричеством. Что нужно беречь его, нужно ухаживать за ним, и не давать в обиду, попросту не тратить его, пользоваться в случае необходимости. А главное — экономить его.
Шло время, люди жили не тужили, работали, учились, а главное — они стали любить и уважать электричество, ведь электричество — это тоже живая частица нашего мира. Люди стали по мере своей необходимости тратить наше величество, стали уходя из дому всегда выключать его, не гонять его попусту, рассказ дядюшки пошёл им на пользу. С того момента люди и электричество живут в любви, и понимании. Также и читателям хочу пожелать того что пожелал в нашей сказке дядюшка Электрик. Берегите электричество, будьте взаимовежливыми, не обижайте его, иначе электричество сможет обидеть и вас.
Ханты – Мансийского автономного округа – Югры
УЧРЕЖДЕНИЕ ХАНТЫ – МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА – ЮГРЫ
«НЕФТЕЮГАНСКАЯ ШКОЛА-ИНТЕРНАТ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ
С ОГРАНИЧЕННЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ ЗДОРОВЬЯ»
(КОУ НЕФТЕЮГАНСКАЯ ШКОЛА-ИНТЕРНАТ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ С ОГРАНИЧЕННЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ ЗДОРОВЬЯ)
«Энергосбережение и повышение энергоэффективности в мире»
Суворова А.
Ознакомление детей с энергосберегающими технологиями, используемыми в различных странах мира.
- Познакомить детей с альтернативными источниками энергии.
- Рассказать детям о способах сбережения электрической энергии в мире.
- Что такое энергия?
- Что такое электрическая энергия?
- Откуда берутся электрический ток и тепло?
- Какие электрические приборы вы знаете?
Человечество продолжает помогать природе, осваивая новые источники энергии
– более экономичные и безопасные. Люди уже научились использовать для своих нужд энергию ветра и солнца, энергию океанских приливов и тепло земных недр.
Об этом мы поговорим с вами на сегодняшнем уроке.
Как заботятся об Энергии на планете?
Солнечная батарея — несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.
Различные устройства, позволяющие преобразовывать солнечное излучение
Солнечные батареи используются в калькуляторах, для подзарядки аккумуляторов бытовой техники – плееров, фонариков, для подзарядки электромобилей. Люди даже хотят изобрести самолет на солнечных батареях.
Новые дома Испании с марта 2007 года оборудованы солнечными водонагревателями, чтобы самостоятельно обеспечивать от 30 % до 70 % потребностей в горячей воде, в зависимости от места расположения дома и ожидаемого потребления воды.
Россия — страна с более холодным климатом, поэтому у нас солнечные батареи используются не везде. Солнечные батареи крупного размера, как и солнечные коллекторы, очень широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней. Особенно популярны в странах Средиземноморья, где их помещают на крышах домов.
Для вырабатывания энергии используют ветер. Что это за устройства?
Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) — устройство для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращения ротора с последующим её преобразованием в электрическую энергию.
Ребята, ветрогенераторы есть и в России. Энергетические ветровые зоны в России расположены, в основном, на побережье и островах Северного Ледовитого океана от Кольского полуострова до Камчатки, в районах Нижней и Средней Волги, и Дона, побережье Каспийского, Охотского, Баренцева, Балтийского, Чёрного и Азовского морей. Отдельные ветровые зоны расположены в Карелии, на Алтае, в Туве, на Байкале.
Можно добывать энергию на земле, а под водой это можно?
Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды.
Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов). В последнем случае они называются гидроакумулирующая электростанция.
Приливная электростанция (ПЭС) — особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров.
Существуют ПЭС и за рубежом — во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах. ПЭС «Ля Ранс» во Франции имеет самую большую в мире плотину, ее длина составляет 800 м.
Настольная игра «Энерговикторина»
Что такое энергия?
Это действие, деятельность, сила, мощь — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие.
Что такое электрический ток?
Направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц.
Что такое энергосбережение?
Экономия энергии — реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии. Энергосбережение — важная задача по сохранению природных ресурсов.
Что такое энергоэффективность?
Эффективное (рациональное) использование энергетических ресурсов. Использование меньшего количества энергии для обеспечения того же уровня энергетического обеспечения зданий или технологических процессов на производстве. Достижение экономически оправданной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологии и
соблюдении требований к охране окружающей среды. Эта отрасль знаний находится на стыке инженерии, экономики, юриспруденции и социологии.
Что такое энергосберегающие технологии?
Современные технологии, способствующие сбережению электрической энергии.
Что такое электрическая энергия?
Один из самых важных видов энергии. Электроэнергия в своей конечной форме может передаваться на большие расстояния потребителю. Электрическая энергия – наш верный помощник. Это свет в твоем доме. Благодаря электричеству работают телевизор и компьютер, холодильник и стиральная машина. Электропоезда доставляют пассажиров и грузы на большие расстояния. Электричество приводит в движение приборы и станки на заводах.
Откуда берется электрический ток и тепло?
Его производят электростанции. Сердце любой электростанции — генератор. Он приводится в движение специальным двигателем – турбиной. Электростанции бывают нескольких видов. Если турбину заставляет вращаться сила водного потока, то это Гидроэлектростанция (ГЭС). Если для работы генератора используют пар, который образуется при нагреве воды, то это Тепловая электростанция. Существуют еще Теплоэлектроцентрали, которые производят и тепловую, и электрическую энергию. Самые мощные из ныне существующих электростанций – атомные. Электричество на них добывается за счет энергии радиоактивного распада ядер атомов. Это очень
производительный, но вместе с тем и таящий в себе немалую опасность источник энергии.
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №76
Выборгского района Санкт-Петербурга
Внеклассное занятие по энергосбережению.
воспитатель группы продлённого дня
Сараева Е.
Цели и задачи:
- способствовать воспитанию экологического сознания у детей;
- способствовать воспитанию навыков экологически устойчивого и безопасного стиля жизни;
- привлечение внимания к проблемам использования энергии, экономии энергии и энергоресурсов, охране окружающей среды;
- создание мотивации для сбережения ресурсов и энергии;
- вовлекать школьников в полезную деятельность по энерго — и ресурсосбережению;
- стимулировать интерес к научным исследованиям и практическому применению знаний, полученных в школе.
(на доске схема — план двухкомнатной квартиры)
Посмотрим, как хорошо вы знаете свой дом? Настоящие ли вы хозяева в доме?
Мы живем в благоустроенных квартирах, с комфортом, всю тяжелую работу делают машины.
— Какие это машины?
— Благодаря чему они совершают свою работу, вы узнаете из загадки:
К дальним селам, городам
Кто идет по проводам?
Электричество приносит нам большую пользу. Оно вырабатывает энергию.
— Как вы себе представляете, что такое энергия?
Энергия – это сила, приводящая предметы в движение. То есть энергия необходима для того, чтобы начать какое-либо движение, ускорить перемещение, что–то поднять, нагреть, осветить.
Само слово “ЭНЕРГИЯ” — какое-то на первый взгляд нематериальное. Не увидеть, не потрогать! Однако ничто вокруг нас не совершается без участия этой самой энергии.
Человек изобрел много способов, чтобы заставить механические устройства делать полезную работу с помощью энергии:
- в домах воду на верхние этажи поднимают насосы водонапорных станций, которые потребляют энергию;
- согревают дома — теплоэлектроцентрали, для работы которых тоже требуется энергия;
- не говоря уже об освещении квартир;
- о работе разнообразнейших электроприборов: пылесосов, холодильников, телевизоров и др.;
- даже перевозят горожан на работу и с работы — машины, двигатели которых также нуждаются в этом ресурсе.
Давайте представим, что городская квартира осталась без энергии, которую она получает в виде газа, электричества и горячей воды.
— Что мы будем делать?
Будем “SOS” кричать! Нам так хочется жить с комфортом! Но за комфорт приходится расплачиваться гибелью лесов и затоплением городов! Это очень серьезная проблема. Но практически из любой проблемы можно найти выход.
Сегодня мы с вами попробуем найти самые простые решения, которые помогут сберечь энергию.
— Что же такое энергосбережение? Как вы это понимаете?
Энергосбережение — это не только сэкономленные деньги семейного бюджета, это и забота о тех, кому предстоит жить после нас на планете Земля, это забота о НАШИХ ДЕТЯХ.
И одно из таких решений — это научиться использовать энергию, находящуюся в нашем распоряжении, настолько эффективно и безопасно по отношению к окружающей среде, насколько это возможно.
— Как же стать хозяином в доме? Научиться бережливому использованию энергии? В этом нам поможет всезнающий человечек Электроша и конечно вы, ребята.
(Электроша — ученик старших классов)
Энергосбережение в квартирах достигается меньшими нормами расхода воды и электричества. Итак, путешествие по дому мы начнем с ванной комнаты.
(на доске картинка с изображением крана, из крана льется вода)
Вода из крана течет быстро. За минуту из открытого крана вытекает 12-20 литров бесценной пресной воды! А ведь экономия воды — это всего лишь дело привычки.
— Как мы можем экономить воду?
— Давайте попробуем сформулировать правила хорошего хозяина:
- Закрывайте кран, пока чистите зубы или пользуйтесь стаканом для полоскания рта.
- Мойте посуду не под текущей струей воды, а в раковине, закрыв отверстие пробкой.
- А главное — не забывайте выключать воду!
Три простых правила — и за год сможете сэкономить целое озеро диаметром 200 метров и глубиной 2 метра. Кроме этого, вы экономите химикаты, которые используются для очистки воды, и энергию, которая используется на ее нагрев и перекачку.
Вот этот предмет
К потолку повесили,
Стало в доме весело.
Она снаружи вроде груша,
Висит без дела днем,
А ночью освещает дом.
— Ребята, как вы думаете, почему днем лампочка висит без дела?
Лампа сутки погорит
– Сто кило угля спалит!
Если светит зря она,
Где ж экономия сырья?
(на доске картинка с изображением ярко светящейся лампочки)
— Что мы можем сделать, чтобы лампа зря не светила?
Средний расход электроэнергии на освещение квартиры составляет примерно 1 кВт/ч. Но и этот расход можно сократить за счет периодического протирания лампочек: хорошо протертая лампочка светит на 10 — 15% ярче грязной, запыленной. И еще – реже пользуйтесь верхним светом. 60 Вт в настольной лампе вполне заменят Вам 200 Вт под потолком.
Из ванной комнаты мы отправимся на кухню. Здесь очень много вещей требующих нашего внимания. Вот
— Полюс северный внутри!
Там сверкает снег и лед,
Там сама зима живет.
(на доске картинка с изображением холодильника)
— Для чего нам нужен холодильник?
Взял, да сам и отключился.
«Работать трудно, — говорит,
— Если толстый лёд висит».
— Как мы с вами можем помочь холодильнику? Послушайте, что нам расскажет Электроша.
Оптимальным местом для холодильника на кухне является самое прохладное место. При наружной температуре 20 градусов холодильник расходует на 6% меньше энергии. Так что, не стоит ставить холодильник вблизи батареи или других отопительных приборов. Крайне отрицательно на работе холодильника сказывается и большая “шуба” в морозильнике. Поэтому помогите взрослым, не поленитесь его лишний раз оттаять. От этого он будет экономичней.
Ну а эта вещь на кухне просто незаменима. Кто в доме хозяин и умеет экономно пользоваться плитой?
(на доске картинка с изображением электрической плиты)
Предложу один секрет
— Экономный дам рецепт:
Печь включи. Закипит
— Отключи и чуть-чуть
Повремени. Медленно еда кипит,
Электричество хранит.
На одной кухонной утвари можно сэкономить сотни киловатт-часов энергии. Достаточно лишь, чтобы кастрюля чуть перекрывала конфорку электроплиты и плотно прилегала к ней. Кастрюли с выпуклым или вогнутым дном, а также кастрюли с толстым слоем накипи расточают 50% электричества, а заодно примерно столько же времени.
— А вот еще два жителя кухни.
Из горячего колодца
Через нос водица льется.
— Кто любит пить чай? Значит, чайником пользоваться умеете.
— Тогда для чего на кухне используют термос? В походе понятно: нет рядом плиты, электрического чайника и костер не всегда возможно развести.
(на доске картинка с изображением термоса)
Термос нас не удивит,
Он водичку нам хранит.
Ко всему пригодную.
— Посчитайте, сколько раз за день кипятите воду?
— А сколько из вскипяченной воды используете?
Наверняка, стакана 2 – 3, а остальная вода остывает себе в чайнике. А что, если эту воду взять и залить в термос? Тогда не придется тратить время на кипячение каждый раз, когда захочешь выпить чаю, да еще и сэкономишь энергию.
Продолжим путешествие. Но что такое, по пути мы встречаем еще две вещи необходимые в доме.
Пройдусь слегка горячим я,
И гладкой станет простыня.
Могу поправить недоделки
И навести на брюках стрелки.
— Кто помогает дома родителем гладить белье?
— Расскажите, как вы это делаете.
(на доске картинка с изображением утюга)
И сказали утюги:
Мы хозяйкам не враги!
Как погладишь пиджачок,
Отключи свой утюжок,
А остатками тепла
Мы отутюжим все шелка.
Экономить электроэнергию можно даже при глажении. Для этого надо помнить, что слишком сухое и слишком влажное белье приходится гладить дольше, а значит, и больше расход энергии. И еще одна “мелочь”: утюг можно выключать за несколько минут до конца работы; на это время вполне хватит остаточного тепла.
Эта вещь девочкам знакома точно.
(на доске картинка с изображением фена)
Фен пыхтит, шумит, гудит,
Угодить он всем желает.
А ты под солнцем голову просуши,
Пусть фен лучше отдыхает.
— Ребята, как вы думаете, почему лучше волосы сушить естественным способом? (Ответы детей)
Горячий воздух, исходящий из фена, не очень-то хорошо влияет на волосы: он делает их сухими и ломкими. Может, лучше, если некуда спешить, просушить волосы под солнцем? Так сохранишь здоровье своих волос и несколько киловатт электроэнергии.
Сейчас — зима. А мы с вами путешествуем по теплой квартире. Так вот
Чтоб холодная зима
Не прокралась к нам в дома,
Вы окошки утеплите –
И в тепле себе живите!
Но бывает, в зимний период мы жалуемся на холод в наших квартирах и виним в том организации, обеспечивающие нас теплоэнергией. А все ли мы сами сделали, чтобы сохранить в наших домах драгоценное тепло?
— Как мы можем сохранить тепло в наших домах?
(на доске картинка с изображением девочки; она плотно закрывает окна)
— А вот для вас небольшой тест:
- Осенью вы утеплили в доме все окна, балконы и двери?
- Вы не забываете закрывать двери в подъезде?
- Вы не держите форточки постоянно открытыми?
- На ночь вы закрываете занавески, что бы удержать дополнительно тепло?
- У вас в квартире правильно расставлена мебель: вы отставили от батареи диван и стол, чтобы тепло свободно проходило в нашу квартиру?
Раз вы ответили утвердительно, значит вам удалось сократить затраты на отопление квартиры примерно на 5-10%. Для тех же, кто хоть раз ответил «нет», этот тест послужит руководством к действию.
Ребята, мы долго можем путешествовать по своей квартире. Мы побывали на кухне и ванной комнате. Не были ни в гостиной, ни в детской комнате.
Сегодня на классном часе мы поняли главное: мы должны экономить энергию, не только дома, но и в школе, чтобы запасов горючих полезных ископаемых хватило на более долгий срок. Вы теперь знаете ответы на вопросы:
Знай, что нужно экономить
Воду, уголь, газ и нефть.
Если будешь это делать,
Хватит их на много лет.
Используя природные ресурсы, задумывайтесь о том, что будет завтра. А будет ли вообще это «ЗАВТРА»? Сегодня наша планета стоит на пороге экологической катастрофы и наиболее грозный предвестник ее – парниковый эффект. Он вызван увеличением содержания в атмосфере углекислого газа, который образуется в огромных количествах при сжигании топлива. Того самого топлива, которое используется для обеспечения наших квартир светом, теплом и водой. Значит, судьба нашей планеты зависит от каждого из нас, от всего человечества, а вернее, от того, сколько мы потребляем природных ресурсов!
Основы энергосбереженияКонспект лекцийР. Байтасов
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Тема 1. ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ, ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ
Возникновение, существование и развитие всех форм жизни на Земле всецело зависит от источников энергии, главным из которых является Солнце. Мощность, излучаемая поверхностью этого космического источника, равна 3,83 х 10²⁶Вт. На Землю попадает только 2 х 10¹⁷ Вт солнечной энергии, из которой атмосферой и земной поверхностью поглощается 47%. Остальная энергия отражается и рассеивается в космическое пространство. Несмотря на это, поглощение Землёй энергии в 35 тысяч раз превышает энергопотребление всего человечества.
Все ныне используемые источники энергии, по сути, являются преобразованной энергией Солнца.
Первоначальная энергия системы «биомасса – кислород» возникает в процессе фотосинтеза под действием солнечного излучения, являющегося естественным вариантом преобразования солнечной энергии.
Биомасса является основным исходным веществом для образования ископаемых топлив (торфа, угля, нефти, газа). Накапливавшийся в течение миллионов лет на поверхности Земли растительный материал в результате биохимического разложения перерабатывался в торф. Торфообразование и торфонакопление завершались перекрытием торфяника осадками, образующими породы кровли. Происходившие далее при относительно невысоких температурах и давлении биохимические процессы приводили к превращению торфа в бурый уголь. В результате длительного воздействия повышенных температур и давления бурые угли преобразуются в каменные угли, а последние – в антрацит. Аналогичным образом нефть образовалась из остатков морских животных, низших организмов и растительных остатков, которые также в течение миллионов лет скапливались и подвергались действию давления находящихся над ними пород и тепла.
Таким образом, в конечном итоге биомасса и образовавшиеся из неё ископаемые углеводородные топлива являются не чем иным, как огромными аккумуляторами солнечной энергии. В пересчёте на сухую массу образование биологических материалов в биосфере идёт со скоростью около 2,5 х 10¹¹ в год. Образование биомассы изменяется в зависимости от местных условий, и на единице площади суши её образуется примерно в 2 раза больше, чем на единице поверхности моря.
Из общего количества биомассы только 0,5% употребляется человеком в виде пищи.
Установлено, что с количеством потребляемой энергии непосредственно связаны степень развития техники и уровень жизни в любой стране. Чем больше потребляется энергии на одного жителя, тем выше уровень жизни и шире использование более совершенных технологий в промышленности.
Выявлена и другая дополнительная закономерность. Уровень жизни прямо пропорционален эффективности использования энергии. При неэффективном использовании энергии он значительно ниже, так как национальный доход страны уменьшается.
Вместе с тем, в Беларуси тратится на выпуск продукции в 3—5 раз больше энергии и сырья, чем в промышленно развитых странах. К тому же энергетика РБ в значительной степени зависит от внешних поставок первичных энергетических ресурсов, импортируемых преимущественно из России. Поэтому повышение эффективности использования ТЭР и создание условий для целенаправленного перевода экономики страны на энергосберегающий путь развития является актуальной задачей.
Расходование энергии в настоящее время стало фактором, влияющим на экологию Земли. Только в XX в. человечество израсходовало больше ресурсов, чем за весь период своего существования. Ввиду ограниченности запасов ископаемых топливно-энергетических ресурсов следует ожидать их опустошения в обозримом будущем. Например, если бы все жители Земли начали потреблять столько же ТЭР, как население США – 11 т. т/ (год чел) (или 245 кВт-ч/ (сут. чел. )), то их хватило бы на несколько месяцев. Для стабилизации экологической ситуации каждый житель планеты должен потреблять на свои нужды энергии не более 4,8 кВт-ч в сутки (215 кг у. т/ (год чел. )) из всех источников энергии. Это предел, к которому необходимо стремиться, создавая все условия для комфортного жизнеобеспечения (питание, транспорт, отопление, производственная деятельность, развлечения и т. Если этого условия не соблюдать, то экологические изменения, деградация биосферы и человечества в будущем неизбежны.
Вопросами эффективного использования энергии при её производстве, преобразовании, транспортировке, распределении и потреблении занимается новое направление энергетики – энергосбережение. В образовательные стандарты всех специальностей ВУЗов включён курс «Основы энергосбережения», который является базовой дисциплиной для последующего изучения специальных, в том числе и экономических вопросов эффективного использования энергетических ресурсов в конкретных отраслях народного хозяйства и призван способствовать привитию энергосберегающего образа мышления людям.
Цель дисциплины: формирование у специалистов правильного подхода к постановке и решению проблем эффективного использования ТЭР на основе мирового опыта и государственной политики в области энергосбережения.
Задачи дисциплины – формирование у студентов основных знаний и представлений по следующим направлениям:
– традиционные источники, способы производства, преобразования и потребления энергии;
– важнейшие энергосберегающие технологии на основе использования вторичных и возобновляемых источников энергии;
– основные принципы оценки энергетической эффективности технологий и энергетического менеджмента.
2 Понятие энергии. Основные виды энергии
Энергия (греч. – действие, деятельность) – общая количественная мера различных форм движения материи, или Энергия является мерой способности объекта совершать работу.
Энергию делят на следующие виды:
Механическая энергия – проявляется при взаимодействии, движении отдельных тел или частиц.
К ней относят энергию движения или вращения тела, энергию деформации при сгибании, растяжении, закручивании, сжатии упругих тел (пружин). Эта энергия наиболее широко используется в различных машинах – транспортных и технологических.
Тепловая энергия – энергия неупорядоченного (хаотического) движения и взаимодействия молекул веществ.
Тепловая энергия, получаемая чаще всего при сжигании различных видов топлива, широко применяется для отопления, проведения технологических процессов (нагревания, плавления, сушки, выпаривания, перегонки и т.
Электрическая энергия – энергия движущихся по электрической цепи электронов (электрического тока).
Электрическая энергия применяется для получения механической энергии с помощью электродвигателей и осуществления механических процессов обработки материалов: для проведения электрохимических реакций; получения тепловой энергии в электронагревательных устройствах и печах; для непосредственной обработки материалов (электроэрозионная обработка).
Химическая энергия – это энергия, «запасённая» в атомах веществ, которая высвобождается или поглощается при химических реакциях между веществами.
Химическая энергия либо выделяется в виде тепловой при проведении экзотермических реакций (например, горении топлива), либо преобразуется в электрическую в гальванических элементах и аккумуляторах.
Магнитная энергия – энергия постоянных магнитов, обладающих большим запасом энергии, но «отдающих» её весьма неохотно. Однако электрический ток создаёт вокруг себя протяжённые, сильные магнитные поля, поэтому чаще всего говорят об электромагнитной энергии.
Электрическая и магнитная энергия тесно взаимосвязаны друг с другом, каждая из них может рассматриваться как «оборотная» сторона другой.
Электромагнитная энергия – это энергия электромагнитных волн, т. движущихся электрического и магнитного полей. Она включает видимый свет, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские лучи и радиоволны.
Таким образом, электромагнитная энергия – это энергия излучения. Излучение переносит энергию в форме энергии электромагнитной волны. Когда излучение поглощается, его энергия преобразуется в другие формы, чаще всего в теплоту.
Ядерная энергия – энергия, локализованная в ядрах атомов так называемых радиоактивных веществ. Она высвобождается при делении тяжёлых ядер (ядерная реакция) или синтезе лёгких ядер (термоядерная реакция).
Гравитационная энергия – энергия, обусловленная взаимодействием (тяготением) массивных тел, она особенно ощутима в космическом пространстве. В земных условиях, это, например, энергия, «запасённая» телом, поднятым на определённую высоту над поверхностью Земли – энергия силы тяжести.
Современная наука не исключает существование и других видов энергии, пока не зафиксированных, но не нарушающих единую естественнонаучную картину мира и понятие об энергии.
Одним из критериев оценки качества энергии принимается доля энергии источника, которая может быть превращена в механическую работу.
Источники энергии имеют следующие ориентировочные значения этого критерия:
– теплота сжигаемого топлива – 30—45%;
– электроэнергия – 95% и более;
– источники механической энергии: ветровая – 30%, водных потоков рек – 60%, волновая и приливная – 65%;
– тепловые возобновляемые источники – 35%;
– фотоэлектрические преобразователи – 15%.
3 Способы получения тепловой и электрической энергии
Человечеству известно 16 видов энергии (табл
Таблица 1. 1 Классификация видов энергии, охватывающая все варианты энергетических превращений в природе
Для производственной деятельности и бытовых нужд люди используют в основном только четыре вида энергии (табл
Таблица 1. 2 Виды энергии, непосредственно необходимые для жизни и деятельности человечества
Причём наибольшая потребность существует в тепловой энергии – 75% от всех энергозатрат. Доля световой энергии и электрической в чистом виде (в электротехнологии, электротерапии, в информационных системах) составляет не более 1%. В основном электрическая энергия преобразуется в другие виды – механическую, тепловую, световую (электромагнитную).
Электроэнергия является одним из наиболее совершенных видов энергии. Её широкое использование обусловлено следующими преимуществами:
– возможность выработки в местах сосредоточения ТЭР;
– удобство транспортирования на большие расстояния;
– хорошая трансформируемость в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую);
– возможность применения новых прогрессивных технологических процессов с высокой степенью автоматизации.
К недостаткам, присущим электрической энергии, следует отнести повышенную опасность и сложность аккумулирования.
Механическая энергия получается путём преобразования электрической энергии в электрических машинах (электродвигателях) или в тепловых машинах (двигателях внутреннего сгорания, паровых турбинах), использующих химическую энергию топлива. Для получения механической энергии издавна использовались также машины и механизмы, преобразующие энергию падающей воды или ветра.
Тепловая энергия широко используется на современных производствах и в быту в виде энергии пара, горячей воды, продуктов сгорания топлива.
Электрическая и тепловая энергия производится:
– на тепловых электрических станциях (ТЭС) и теплоцентралях (ТЭЦ) на углеводородном топливе с использованием в турбинах водяного пара (паротурбинные установки – ПТУ), энергии газов, образующихся в результате горения топлива (газотурбинные установки – ГТУ), а также с комбинированным использованием тепловой и потенциальной энергии газов и пара (парогазовые установки ПГУ);
– на гидравлических электрических станциях (ГЭС), использующих энергию падающего потока воды, течения, прилива (на море);
– на атомных электрических станциях (АЭС), использующих энергию ядерного распада;
– в котельных различной мощности, вырабатывающих только тепловую энергию.
Конденсационные ТЭС производят только электроэнергию (они называются также ГРЭС – государственные районные электростанции). Теплоцентрали (ТЭЦ) – электрические станции с комбинированной выработкой электрической и тепловой энергии.
Упрощенная схема производства электрической энергии на ТЭС, работающей на органическом топливе, приведена на рис.
Рис. 1 Структурная схема ТЭС
Рис. 2 Схема ТЭЦ с производственным отбором пара и теплофикационным отбором горячей воды
Поскольку для производственных и бытовых нужд требуются пар и вода в относительно широком диапазоне температур и давлений, на ТЭЦ применяются теплофикационные турбины различных типов. На рис. Показана схема ТЭЦ с турбинами с отбором пара. В таких турбинах часть пара с достаточно высокими температурой и давлением отбирается из промежуточных ступеней и направляется на производство, откуда в котёл через питательный бак возвращается конденсат. Остальной отработанный пар с выхода турбины направляется в теплообменник, где конденсируется и также возвращается в питательный бак и в котёл. Теплота конденсации применяется для подогрева воды, используемой в системе горячего водоснабжения и отопления. На современных ТЭЦ наиболее распространены турбины с отбором пара.
В последнее время на ТЭЦ устанавливают парогазовые установки (ПГУ) с комбинированным (бинарным) циклом. Образующиеся в результате горения топлива в потоке сжатого воздуха газы направляются сначала на газовую турбину, где, расширяясь, совершают механическую работу, а затем теплота отработанных турбиной газов используется на образование пара в котле. Далее процесс протекает аналогично приведённой схемы на рис. Совместная работа газовой и паровой турбин позволяет увеличить производство электрической энергии и повысить КПД ТЭЦ до 80% и более.
Районные котельные предназначены для централизованного теплоснабжения промышленности и жилищно-коммунального хозяйства, а также для покрытия пиковых тепловых нагрузок в теплофикационных системах. Они проще и дешевле, чем ТЭЦ той же тепловой мощности. Поэтому во многих случаях теплофикацию районов начинают со строительства районных котельных. До ввода в работу ТЭЦ эти котельные являются основным источником теплоснабжения района. После ввода ТЭЦ эти котельные используются в качестве пиковых.
Районные котельные сооружают на площадках ТЭЦ или в районах теплоснабжения. В них устанавливают водогрейные котлы (при работе на газе) или паровые котлы низкого давления – до 2,4 МПа (при работе на мазуте или твёрдом топливе).
АЭС по структуре аналогична ТЭС (см. рис. Основное отличие состоит в использовании ядерного ректора вместо котла на химическом топливе. Ядерное топливо обладает высокой теплотворной способностью – в миллион раз выше, чем органическое. В одном грамме урана содержится 2,6 х 10²¹ ядер, при делении которых может выделиться 2000 кВт-ч энергии, что эквивалентно сжиганию более 2000кг угля. В этой связи расходы на транспортировку топлива для АЭС сводятся к минимуму.
Ввиду того, что АЭС является потенциальным источником радиационной опасности как для обслуживающего персонала, так и для окружающей территории с населением, её располагают на удалении от крупных населённых пунктов и производственных объектов. По этой причине масштабное использование теплоты конденсации пара для производственных и бытовых нужд невозможно. По этой причине АЭС могут считаться источниками теплового загрязнения окружающей среды.
В Беларуси предприятиями по производству электрической и тепловой энергии являются ТЭЦ, ТЭС и районные котельные. Сведения о количестве электростанций и производимой электрической и тепловой энергии приведены в табл. 3 и 1.
Таблица 1. 3 Электростанции РБ
Таблица 1. 4 Производство электрической и тепловой энергии в РБ (1996г
В стране наибольшее количество ТЭР потребляется в промышленности и строительстве – 65%. Транспорт потребляет порядка 6,2%. На долю сельского хозяйства приходится 10% этих ресурсов. На коммунально-бытовые нужды расходуется 18,8%. По теплопотреблению наибольшую долю занимают жилищные организации – 47,3%. Промышленность потребляет 34,8% тепловой энергии, теплично-парниковые хозяйства – 1,4%. Остальные 16,5% приходятся на прочих потребителей.
Потребление электроэнергии косвенно свидетельствует об уровне экономического и технологического развития государства. В странах с развитой промышленной экономикой доля электрической энергии в энергетическом балансе страны, как правило, значительна. В тоже время около двух миллиардов людей на планете не имею возможности пользоваться электроэнергией.
Топливно-энергетические ресурсы и энергосбережение. Основные понятия и определения.
Энергетическим ресурсом называют любой источник энергии, естественный или искусственно активированный. Энергетические ресурсы – носители энергии, которые используются в настоящее время или могут быть полезно использованы в перспективе.
Основу классификации энергоресурсов составляет их деление по источникам получения на первичные, природные (геологические) и вторичные (побочные).
В настоящее время основными потребляемыми энергетическими ресурсами являются природные топлива и энергия потоков воды, которые представляют собой преобразованную энергию Солнца.
Первичный энергоресурс – энергоресурс, который не был подвергнут какой-либо переработке.
По способам использования первичные энергетические ресурсы подразделяют на топливные и нетопливные; по признаку сохранения запасов – на возобновляемые и невозобновляемые; ископаемые (в земной коре) и неископаемые.
Вторичный энергетический ресурс (ВЭР) – энергоресурс, получаемый в ходе любого технологического процесса или процесса жизнедеятельности человека в результате недоиспользования первичного энергоресурса или в виде энергосодержащего побочного продукта основного производства и не применяемый в этом процессе.
Невозобновляемые (истощаемые) источники энергии – это естественно образовавшиеся в недрах планеты запасы веществ, способные при определённых условиях высвобождать энергию. К ним относятся все виды топлива с углеродной основой (нефть, газ, уголь, торф, горючие сланцы) и способные к ядерному расщеплению вещества, находящиеся в земной коре (ядерное топливо).
Нефть, газ, уголь, торф и другие виды топлива с углеродной основой являются продуктом реакции фотосинтеза, которая протекает под действием солнечного излучения.
Несмотря на то, что процесс накопления органики длится уже миллионы лет, пригодные для разработки запасы углеводородного топлива на планете не так велики. Большая часть нефти уже истрачена в XX веке. При сжигании углеводородного топлива расходуется кислород и выделяются продукты сгорания: газообразные (СО₂, СО, окислы серы, азота и др. ) и твёрдые (зола, шлак и др. Получаемая при этом тепловая энергия используется прямо или косвенно (после преобразования в другие виды энергии).
Процесс получения энергии из топлива негативно влияет на экологию атмосферы. Увеличение концентрации СО₂ ведёт к парниковому эффекту. Уменьшение О₂ в атмосфере – одна из причин образования «озоновых дыр».
Ядерное топливо, на первый взгляд, очень привлекательный источник энергии. В идеале атомная электростанция – экологически чистый источник энергии, поскольку выделение тепловой энергии в ядерном реакторе происходит без вовлечения в этот процесс компонентов атмосферы. Однако экологическая безопасность атомных электростанций относительна и зависит как от безукоснительного соблюдения технологических режимов, так и надёжности элементов оборудования. Срок службы оборудования оказывается практически в 2—3 раза меньше расчётного. Демонтаж и замена элементов этого оборудования более дороги, чем строительство новых станций. Большой проблемой является также захоронение радиоактивных отходов и изношенного оборудования радиоактивной зоны. Однако для Беларуси строительство одной – двух атомных электростанций (с учётом последних достижений науки и техники в этой области), возможно, обеспечило бы решение проблемы снабжения электрической энергией на ближайшие десятилетия. Альтернативным способом использования энергии расщепляющихся материалов является использование тепла земных недр.
Возобновляемые энергетические ресурсы – энергетические ресурсы рек, водохранилищ, ветра, солнца, биомассы и другие ресурсы, возобновляемые в ходе естественных природных процессов. Они подразделяются на:
– естественные (солнце, гидроэнергетика, ветер, биомасса);
– антропогенные (тепловые выбросы, бытовые отходы).
С учётом природных, географических и метеорологических условий страны в качестве нетрадиционных и возобновляемых местных источников энергии можно рассматривать:
– малые гидроэнергетические и ветроэнергетические установки;
– биоэнергетические установки, или установки по производству биогаза;
– установки для сжигания отходов растениеводства, бытовых отходов и др.
Программа оценивает потенциал этих источников в 5% от всей расчётной экономии топлива, которую планируется получить за счёт мероприятий по энергосбережению. Однако их применение очень важно по следующим причинам:
– во-первых, работы по их использованию будут способствовать развитию собственных технологий и оборудования, которые впоследствии могут стать предметом экспорта;
– во-вторых, эти источники, как правило, являются экологически чистыми;
в-третьих, их применение само по себе обеспечивает воспитание у людей психологии энергосбережения и энергоэффективности, что будет способствовать переходу от расточительной к рациональной экономике.
Запасы и перспективы использования различных источников энергии определяются энергетическими ресурсами.
Область человеческой деятельности, связанная с производством, передачей потребителям и использованием энергии называется энергетикой.
Энергетика делится на традиционную и нетрадиционную.
Традиционная энергетика базируется на использовании ископаемого горючего или ядерного топлива и энергии воды крупных рек. Она подразделяется на теплоэнергетику, электроэнергетику, ядерную энергетику и гидроэнергетику.
Нетрадиционная энергетика включает возобновляемые источники энергии и ВЭР: энергию Солнца (тепловая энергия, превращённая тепловая энергия, кинетическая энергия, фотосинтез), тепловую энергию Земли, энергию планетарного движения (приливы), ВЭР (тепловые, горючие и перепадов давления).
Решение вопросов уменьшения потерь энергии и её эффективного использования на всех стадиях составляет сущность энергосбережения.
Энергосбережение – организационная, научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц, направленная на снижение расхода топливно-энергетических ресурсов в процессе их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации.
Эффективное использование ТЭР – использование всех видов энергии экономически оправданными, прогрессивными способами при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении законодательства.
Мощность – количество энергии в единицу времени, определяющее интенсивность движения и взаимодействия материальных тел. По другому, это скорость изменения энергии.
Топливо – горючие вещества с углеродной основой, используемые для получения тепловой энергии путём её сжигания.
Ядерное топливо – вещества и материалы, используемые для получения энергии в ядерном ректоре.
Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) – совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в стране.
Потенциал топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и потребление различных видов энергоносителей, а также экономию ТЭР принято оценивать в килограммах условного топлива (кг. ) (или в тоннах условного топлива (т. За 1 кг у. принято значение энергии, равное 29,309 х 10⁶Дж, что соответствует энергосодержанию примерно одного килограмма каменного угля.
Парниковый эффект – это свойство атмосферы пропускать солнечную радиацию, но задерживать земное излучение и тем самым способствовать аккумуляции тепла Землёй. Земная атмосфера сравнительно хорошо пропускает коротковолновую солнечную радиацию, которая почти полностью поглощается земной поверхностью.
Нагреваясь за счёт поглощения солнечной радиации, земная поверхность становится источником земного, в основном длинноволнового излучения, прозрачность атмосферы для которого мала и которое почти полностью поглощается в атмосфере. В случае парникового эффекта при ясном небе только 10—20% земного излучения, проникая через атмосферу, может уходить в космическое пространство. Глобальное потепление частично связано с повышением содержания в атмосфере СО₂, выделяемого при сжигании ископаемого топлива. В Европе общее количество выбросов СО₂ составляет 3000 млн. т в год. Теплоизоляция – весьма эффективный способ сократить расход топлива при отоплении, а следовательно, понизить содержание СО₂ в воздухе. Одновременно сокращаются выбросы двуокиси серы SO₂, нитратов NO и других компонентов, что значительно уменьшает количество кислотных остатков.
Дарья Кузина
Конспект по энергосбережению в подготовительной группе
— Познакомить детей с актуальной проблемой энергосбережения;
— Развивать творческие способности;
— Развивать память, воображение, речь, любознательность, самостоятельность суждений;
— Воспитать бережное отношение к энергоресурсам.
-Бумага, карандаши, картинки.