Файл: Индивидуальный проект Эффективное энергосбережение.pdf

Департамент образования и науки города Москвы
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы
«КОЛЛЕДЖ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО И ГОРОДСКОГО ТРАНСПОРТА»
Индивидуальный проект
Эффективное энергосбережение.
Выполнил:
Студент группы 3М-412
Гржибовский Артём
Руководитель
______________Назарова В.Ю.
Преподаватель
_____________Назарова В.Ю.
Дата защиты
14.03.2022г
Москва, 2022 г.

ПАСПОРТ ПРОЕКТА
Тема проекта:
Эффективное энергосбережение.
Проблема, решаемая проектом:
Использование электроэнергии с учётом основных энергосберегающих технологий, приемов и методов.
Гипотеза:
Эффективность при использовании электроэнергии даёт возможность экономии собственных денежных средств и помогает сохранять экологическую безопасность .
Целевая аудитория проекта:
Для студентов колледжей, школьников, для всех заинтересованных лиц.
Продукт проекта:
Мероприятия по энергосбережению.
Этапы проекта:
Изучить основные энергосберегающие технологии
Предложить методы энергосбережения в бытовой жизни
Составить проект
Сделать презентацию
Перспектива проекта:
Эффективное использование электроэнергии сберегает невозобновляемые источники электроэнергии на Земле

СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………. 3 1 Достоинства и недостатки источников энергии…………………. 4 1.1 Гидроэнергетика………………………………………………. 5 1.2 Теплоэнергетика………………………………………………. 5 1.3 Гелиоэнергетика……………………………………………… 6 1.4 Ветроэнергетика………………………………………………. 6 1.5 Атомная энергетика…………………………………………... 7 1.6 Приливные электростанции………………………………….. 8 1.7 Геотермальная энергетика…………………………………… 8 2 Способы экономии электроэнергии………………………………. 9 3 Энергоэффективное строительство……………………………….. 8 3.1 Утепление квартир……………………………………………. 13 3.2 Энергоэффективный дом……………………………………... 14 3.3 Энергоэффективные конструкторские решения……………..15 3.4 Значение строительства энергоэффективных зданий ……….16 3.5 Основные направления и способы энергосбережения………17
Заключение…………………………………………………………… 20
Список информационных источников……………………………… 21

4
ВВЕДЕНИЕ
На пороге XXI века человек все чаще стал задумываться о том, что станет основой его существования в новой эре. Можно выделить много составляющих, которые играют важнейшую роль в жизни людей, но все-таки особое место в ней занимает, конечно, энергетика.
Энергия – это основа основ успешного развития любого государства. Все блага цивилизации, все материальные сферы деятельности человека – от применения в быту до исследования Луны и Марса – требуют расхода энергии.
Наличие энергоресурсов, их виды, доступ к ним значительно влияют на экономическое развитие отдельных отраслей и страны в целом. Постоянное развитие промышленности увеличивает потребление энергоносителей.
Уровень материальной, а, в конечном счете, и духовной культуры людей находится в прямой зависимости от количества энергии, имеющейся в их распоряжении. А потребности человека все время растут, да и людей становится все больше.
Поэтому один из основных вызовов, стоящих перед человечеством, связан с решением энергетической проблемы как в области повышения эффективности использования энергии в производственной и потребительской сферах, на транспорте и в быту, так и в поиске и внедрении менее природоразрушающих источников энергии, причем одним из приоритетных направлений стали исследования, направленные на повышение энергоэффективности всех сфер деятельности человека.
Таким образом, в своей работе я хочу рассмотреть основные возможности энергосбережения, которые можно использовать в современных домах, не откладывая на будущее.
Актуальность этой темы очевидна.
Поэтому тема моей исследовательской работы - «Эффективное энергосбережение».
Основная цель моей работы: определить способы экономного и эффективного использования энергии в быту.

5
Задачи:
1)
Проанализировать и оценить достоинства и недостатки возобновляемых источников энергии;
2) рассмотреть основные пути потери электроэнергии в быту,
3) исследовать способы экономного и эффективного использования энергии в быту.
Предметом исследования эффективность использования энергии в быту.
Объектом исследования является энергоэффективный дом.
Гипотеза исследования: использование энергоэффективного дома или экодома позволит эффективно использовать энергию в быту и будет способствовать сохранению природных ресурсов.
В процессе исследования этой темы использовались следующие методы:
- анализ достоинств и недостатков источников электроэнергии, в том числе альтернативных;
- анализ причин энергетических потерь в быту
- классификация способов экономии энергии;

6 1 ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
В настоящее время источники электроэнергии классифицируются следующим образом:
• ископаемое топливо (уголь и горючие сланцы, нефть, природный газ);
• ядерная и термоядерная энергия;
• возобновляемые энергетические ресурсы (вода, ветер, солнце, термальные воды, древесина, торф и др.).
В современном быстро развивающемся мире вопрос энергопотребления стоит очень остро. Невозобновляемость таких ресурсов как нефть, газ, уголь заставляет задуматься об альтернативных источниках электроэнергии, т.к. у каждого вида источника электроэнергии имеются как достоинства, так и недостатки. Рассмотрим их.
1.1 Гидроэнергетика (ГЭС)
Достоинства: не загрязняется атмосфера; создаются новые водоемы; увлажняется атмосфера, меняется микроклимат; гидроресурсы не надо добывать или как-то обрабатывать.
Недостатки: затапливаются огромные пространства, создаются водохранилища; разрушается естественная среда обитания флоры и фауны; отчуждаются плодородные пойменные земли; плотины отрицательно влияют на ценные породы промысловых рыб; по мнению некоторых ученых, последствия строительства ГЭС является «наведенная сейсмичность» в зоне расположения мощных гидроузлов и больших по объему водохранилищ.
1.2 Теплоэнергетика (ТЭС)
Более 80% всей электроэнергии в нашей стране вырабатывается ТЭС на всех видах природного топлива.

7
Достоинства: под станции используют небольшие площади; высокая удельная теплота сгорания топлива; простота хранения угля, пригодность к непосредственному использованию угля, нефти и газа.
Недостатки: сильно загрязняют атмосферу сернистыми и азотистыми соединениями, углекислым газом, создают парниковый эффект, кислотные дожди и т.д.; используется большое количество площадей для добычи угля, рельеф портится шахтами; с охлаждающей водой ТЭС в ближайшие водоемы сбрасывается большое количество тепла, повышающее температуру водоема; вместе с различными газами ТЭС вырабатывает в атмосферу и некоторые радиоактивные вещества.
1.3 Гелиоэнергетика
Солнце – источник всех остальных видов энергии на планете. Так как абсолютно чистой атмосферы нет, до поверхности Земли доходит лишь 50% энергии. И даже это количество грандиозно и превышает все другие виды энергии. Всю солнечную энергию использовать нельзя – часть ее переходит в тело морей и океанов, часть обеспечивает круговорот воды в природе, часть идет на фотосинтез. Кроме того, 30% отражается поверхностью Земли и возвращается в космос.
Достоинства: СЭС не загрязняет атмосферу; солнечные киловатты бесплатны.
Недостатки: проблема связана с циклическим характером поступления; под солнечные батареи используется большая площадь Земли; КПД солнечных установок пока очень низок (около 10%); плотность солнечной энергии низкая, требуются большие средства на ее улавливание и хранение.
1.4 Ветроэнергетика

8
Попытки использовать силу ветра своими корнями уходят в далекие времена. Силу ветра можно реально считать базой развития будущей энергетики.
Достоинства: используется даровая энергия; экологически чисты, не влияют на тепловой баланс атмосферы.
Недостатки: низкая интенсивность, поэтому они занимают большие площади; работа ветровых установок неблагоприятно влияют на работу телевизионной сети; источник шума; портят ландшафт; если наступает затишье, ветровая энергия становится равной нулю.
1.5 Атомная энергетика (АЭС)
В мире существует около 420 атомных реакторов. У нас в стране 14% всей энергии вырабатывается АЭС. Первая в мире АЭС была пущена в 1954 году в СССР в Обнинске. Достоинства: небольшая площадь под АЭС; при отсутствии утечек – никакого загрязнения атмосферы; относительная независимость от местоположения сырья.
Недостатки: образуются радиоактивные отходы; дорогое строительство, еще дороже размонтировка.
1.6 Приливные электростанции
Энергия морских приливов огромна.
Однако практическое использование затруднено, поэтому моря и океаны могут удовлетворить только 1% мировой энергопотребности.
Достоинства: минимум поверхности на суше, не загрязняется атмосфера, даровой источник.
Недостатки: в море занимает очень большие пространства, опасно для судоходства.

9 1.7 Геотермальная энергетика
Геотермальная энергия – это теплота, которая генерируется внутри
Земли в источники огромной силы (внутренняя энергия Земли).
Достоинства: практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени года, суток.
Недостатки: необходимость обратной закачки отработанной воды – это исключает сброс этих вод в природные водоемы, расположенные на поверхности.

10 2 СПОСОБЫ ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Учёные всего мира работают над созданием новых, нетрадиционных видов топлива, энергоустановок. Совершенствуют способы сжигания топлива, они стали намного сложнее и совершеннее.
Негативные воздействия, которые оказывают на окружающую среду процессы производства и использования энергии, можно значительно ограничить путем:
• использования возобновляемых энергетических ресурсов;
• более экономного и эффективного ее потребления.
В России люди всегда жили в избе. Они выжили в суровом климате. За прошедшее столетие научно-техническая революция внесла в создание индивидуальных частных домов свои коррективы. На вооружении жилища 21 века ставятся последние достижения техники и технологии. В Европе сейчас ширится строительство энергоэффективных и так называемых экологических домов нулевого потребления – энергоавтономных домов, практически не нуждающихся в топливе.
В настоящее время особое внимание уделяется снижению энергопотребления зданий. Было доказано, что на их отопление расходуется существенная часть энергоресурсов (в разных странах от 20 до 40 %), при сжигании которых образуется значительная доля антропогенного СО
2
В начале 80-х гг. специалисты Международной энергетической конференции ООН (МИРЭК) заявили о том, что современные здания обладают огромными резервами повышения энергоэффективности. Была выдвинута идея о проектировании и создании энергоэффективных или так называемых
“пассивных домов”, максимально независимых от внешних источников энергии и дружественных окружающей среде.
Работы по повышению энергоэффективности зданий особенно успешно ведутся в Европе - регионе, наиболее зависимом от ввозимых энергоносителей. Накопленный опыт Германии и скандинавских стран,

11 особенно Дании и Финляндии, свидетельствует о том, что даже в районах устоявшейся застройки энергопотери можно свести к минимуму. Суммарный же эффект экономии тепла во вновь возводимых жилых и коммерческих зданиях здесь составляет 50 - 70%.
Сейчас в
Европе принята следующая классификация энергоэффективных зданий: дома низкого энергопотребления (ДНЭ), дома ультранизкого энергопотребления (ДУЭ) и пассивные — не нуждающиеся в отоплении. В таблице 1 приведены теплоэнергетические характеристики малоэтажных зданий различной степени энергоэффективности на примере
Германии.
Таблица 1. Расход тепловой энергии по типам зданий в Германии
Индивидуальный жилой дом 140
м
2
общей площади
Годовой
расход тепла,
Квт, ч/м
3
год
Удельный расход
тепла, Вт ч/м
2
Старое строение
300 136
Типовой дом 70-х гг.
200 91
Типовой дом 80-х гг.
150 68
Дом низкого энергопотребления 90-х гг.
0-70 14-32
Дом ультранизкого энергопотребления
30-15 14-7
Современный пассивный дом менее 15 менее 7
К настоящему моменту в Германии пассивными признаны более 4000 зданий, и все большее количество новостроек проходят сертификацию в
Институте пассивного дома в Дармштадте. Сертификат обеспечивает большую престижность и, следовательно, цену здания.
Общая площадь эксплуатируемых зданий в России составляет около 5 млрд. м
2
. На их отопление расходуется 400 млн. тонн условного топлива в год

12 или более трети энергоресурсов страны. Особенно остро эта проблема встает в коммунальном хозяйстве, которое потребляет до 20% электрической и 45% тепловой энергии, производимой в стране. На единицу жилой площади в
России расходуется в 2-3 раза больше энергии, чем в Европе. И это не следствие холодного климата! Несмотря на суровые условия, вопросам энергосбережения у нас не придавалось сколько-нибудь серьезного значения
– благодаря крайне низкой стоимости энергии. В таблице 2можно видеть, насколько расточительным было отечественное строительство.
Таблица 2. Расход тепловой энергии по типам зданий в России
Россия Индивидуальный жилой дом 140 м
2 общей площади
Годовой расход
тепла,
Квт, ч/м3 год
Удельный
расход
тепла, Вт
ч/м2
Дома старой постройки
(до середины 90-х гг.)
600 125
Постройки в соответствии с новым
СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”
350 73
Изменившаяся экономическая ситуация требует новых подходов к строительству. Все большее число строящихся объектов можно отнести к классу домов с низким энергопотреблением. Более того, уже есть и примеры строительства условно-пассивного жилья.

13 3 ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
3.1 Утепление квартир
Эффективно утеплить квартиру только изнутри – задача не очень простая, так как правильная теплоизоляция дома – комплексное мероприятие, затрагивающее фасад.
Первая и важнейшая часть утепления квартиры - это окна и двери лоджий и балконов. Лучше заменить старые деревянные «советские» окна на современные стеклопакеты, желательно двухкамерные. Если такой возможности нет, то отремонтируйте старые окна. Во-первых, надо пройтись силиконовым герметиком по периметру стекла; во-вторых, поставить резиновые уплотнители на оконные рамы.
Хорошо помогает и замена старых радиаторов отопления на новые, более эффективные. Но зачастую замены окон и радиаторов все равно бывает недостаточно. В этом случае требуется утепление стен.
Основные материалы, которые используются для утепления стен:
1. Минеральная и стекло вата.
2. Различные пенопласты и пенополиэтилены.
3. Пробковые изоляционные материалы.
Все из перечисленных материалов обладают низкой теплопроводностью и свою главную задачу – теплоизоляцию помещения – выполняют хорошо.
3.2 Энергоэффективный дом
Гармония с окружающей средой и энергетическая эффективность стали основными факторами при проектировании зданий в развитых странах уже в начале 1970-х гг. Это было обусловлено, прежде всего, последствиями энергетического кризиса и обострением экологической ситуации в крупных

14 городах Европы и Америки, что привело к появлению нового научно- экспериментального направления в строительстве, связанного с понятием
“пассивный дом“. Сегодня это направление в строительстве приходит и в
Россию.
Проект первого демонстрационного энергоэффективного здания стартовал в 1972 г. в Манчестере, штат Нью-Хэмпшир, США. Архитекторами были Николас Исаак и Эндрю Исаак. Цель строительства этого здания, как, впрочем, и всех, последовавших за ним в рамках нового направления, заключалась в выявлении суммарного эффекта энергосбережения от использования архитектурных и инженерных решений, направленных на экономию энергетических ресурсов.
В 1980 г. во Франции введена в эксплуатацию система теплоснабжения жилого дома, основанная на комбинированном использовании плоских приёмников солнечного излучения, теплонасосных установок и расположенного в грунте тёплового аккумулятора. На крыше дома были установлены 60 коллекторов солнечной энергии суммарной площадью 90 м
2
, под домом размещены пластмассовые трубки, через которые осуществлялся теплообмен с грунтом в режимах накопления и потребления энергии. При использовании системы для отопления дома объёмом 418 м
3
и площадью 170 м
2
была получена годовая экономия энергии в 65 % по сравнению с системой электрического отопления. Первым же в России стало эталонное жилое здание, построенное в Москве в 8-м микрорайоне Куркино. Проект
“Энергоэффективный жилой дом в микрорайоне Никулино-2″ был реализован в 1998-2002 гг. Минобороны РФ совместно с Правительством Москвы,
Минпромнауки РФ, НП “АВОК” и ОАО “ИНСОЛАР-ИНВЕСТ” в рамках
“Долгосрочной программы энергосбережения в г. Москве”, утвержденной совместным постановлением Правительства Москвы и Миннауки РФ № 36-
РП-6 от 15 января 1998 г.
Целью проекта являлось создание, натурная апробация и последующее внедрение в жилищное строительство города новейших технологий и