Учитель
Наш современный мир целиком зависит от энергии. Она требуется для любой нашей деятельности, любых машин и приборов. Энергию для наших тел мы получаем из еды. Тепловая энергия кипятит, согревает наши дома и организмы. Основными источниками энергии в мире являются ископаемое топливо, падающая вода и атомные ядра. Топливо можно сжигать, высвобождая энергию, на которой движутся автомобили, самолеты и ракеты. Электрическая энергия питает приборы, такие, как компьютеры, холодильники и т.д.
Суммарная мощность всех электростанций мира на сегодняшний день превышает 2,9 млрд. кВт., а выработка электроэнергии составляет почти 13 трлн. кВт.•ч, причем З/5 всей электроэнергии в промышленно развитых странах: более 25% — США, примерно 20% — в России, по 7% — в Японии и Китае, по 4% — в Германии и Канаде. Около 70% всей мировой электроэнергии сейчас вырабатывается на ТЭС, около 20% — на ГЭС, несколько меньше — на АЭС и менее 1% — на электростанциях других типов, но в некоторых странах преимущество за ГЭС (Бразилия — 93%), за АЭС (Франция — 77%).
Производство и потребление энергии прямо связано с уровнем технического развития региона и сопровождается разрушительным действием на окружающую среду: океаны загрязняются нефтью, идут кислотные дожди, содержание углекислого газа в атмосфере повышается, озоновый слой атмосферы разрушается. Возможен и еще один аспект: все более широкое строительство АЭС в малых странах в принципе может привести к распространению по всему миру атомного оружия.
Россия пережила энергетический кризис 1973—1974 гг. Сумеем ли мы избежать еще одного?
Выход пока один — экономить энергию!!!
Ученик 1
Топливо и электроэнергию нужно расходовать экономно, не допускать потерь. Нужно повысить уровень использования вторичных энергетических ресурсов. Что это значит? При работе электростанций, при выплавке металла, при охлаждении химического оборудования и станков образуется много горячей воды или воздуха. Подсчитано, что если пустить эти "отходы" в дело, то ими можно покрыть от 30 до 90% энергетической потребности черной металлургии, нефтехимии и машиностроения.
Ученик 2
Экономия энергии — дело, касающееся всех, каждого из нас. Сколько может израсходовать одна электрическая лампочка? Казалось бы, пустяк, капля в море энергии. Что показал опыт, проведенный в один вечер? Дикторы Центрального телевидения обратились к зрителям с просьбой выключить лишние электролампочки и другие приборы, которыми в данный момент не пользуются. Эффект превзошел все ожидания. Оказалось, что, выполнив просьбу, жители нашей страны сберегли энергию целой электростанции. Введение "летнего времени" сберегает каждый год четыреста поездов с углем.
Ученик 3
В экономии энергии нет мелочей. И не надо думать, что это дело ученых и инженеров. Вклад в осуществление этой серьезнейшей задачи может внести любой житель нашей страны. Нужно лишь не проходить мимо бездумного растранжиривания энергии. Плохо утепленное с щелями окно, хлопающая в подъезде дверь без пружины, текущий в ванной кран — все эти, казалось бы, несущественные источники потерь энергии, взятые вместе, значат очень много. Устанавливая электролампы и другие приборы с низким энергопотреблением, мы можем сберечь электричество — а заодно уменьшить на счета за свет.
Ученик 4
Другой способ экономии — извлекать больше тепла из сжигаемого топлива. Мы превращаем одни виды энергии в другие очень малоэффективными путями. В большинстве случаев лишь малая часть энергии переходит в полезную форму — остальное теряется.
Если использовать энергию рационально, запасов топлива хватит на более долгий срок. Надо научиться извлекать больше энергии из меньшего объема. Например, использовать на автомобилях топливный элемент. Автомобили могут работать не на бензине, а на топливных элементах. Такой элемент больше похож на батарею. Внутри него находятся два химических элемента — атомный кислород и водород. Они взаимодействуют, производя электричество. Солнечная энергия помогает разлагать воду на водород и кислород. Вода имеется в изобилии, поэтому топливные элементы будут дешевы.
Типичный солнечный автомобиль преобразует около 15% энергии солнечного света в движущую силу. Но солнечный свет — источник бесплатный и не загрязняющий окружающую среду.
Ученик 5
Энергосберегающий дом будущего: солнечные панели на освещенной стороне крыши и стеклянная стена, поглощающая энергию Солнца. По ночам стекло затемняется, а по утрам снова становится прозрачным, поэтому не нужны шторы. В будущем дома будут питаться энергией от солнечных батарей, но на всякий случай подключатся к электросети. Любой избыток электроэнергии будет возвращаться в местную сеть или использоваться для подзарядки аккумуляторов. Специальная установка будет вырабатывать биогаз, сжигаемый в кухонных плитах. Солнечные водонагреватели обеспечат дом горячей водой и помогут в отоплении.
В будущем источником электричества в домах станут компактные топливные элементы. Они будут устанавливаться в центральном энергетическом узле дома. Через несколько недель их придется заменить — этим займется техник из энергетической службы.
На заправочных станциях будущего не останется ни капли бензина! Вместо него насосы будут закачивать в топливные элементы автомобилей водород и кислород. А синтезированная в элементах вода будет использоваться.
Спутники на околоземных орбитах будут собирать космические лучи и солнечное излучение, а затем передавать энергию в виде луча обратно на Землю. Но сначала эту энергию нужно преобразовать в безопасную форму.
Ученик 6
Энергетика будущего — биоэнергетика. Солнечный свет сам по себе может расщепить молекулу воды, если будет присутствовать подходящий катализатор. Существуют проекты крупномасштабного производства водорода с помощью бактерий. Процесс идет по схеме фотосинтеза: солнечный свет поглощается сине-зелеными водорослями, которые довольно быстро растут. Эти водоросли могут служить пищей для некоторых бактерий, в процессе жизнедеятельности которых из воды выделяется водород. Исследования, которые провели с разными видами бактерий российские и японские ученые, показали, что в принципе всю энергетику города с миллионным населением может обеспечить водород, выделяемый бактериями, питающимися сине-зелеными водорослями на плантации площадью всего 17,5 км2. По расчетам специалистов МГУ водоем размеров с Аральское море может обеспечить энергией почти всю нашу страну.
Учитель
А пока в мире все больше ученых и инженеров занимаются поисками новых нетрадиционных источников, которые бы могли взять на себя хотя бы часть забот по снабжению человечества энергией — энергией текущей воды, подводных течений, ветра, океанских приливов и отливов, тепла земных недр, Солнца. Много внимания уделяется развитию атомной энергетики. Ученые ищут способы воспроизведения на Земле процессов, протекающих в звездах и снабжающих их колоссальными запасами энергии.
Энергосбережение в быту
С каждым годом на бытовые нужды расходуется всё большая доля электроэнергии, газа, тепла, воды; в огромных масштабах растёт применение бытовой электрифицированной техники. Между тем, многие месторождения в обжитых местах уже исчерпаны, а новые приходится искать и обустраивать в труднодоступных районах Сибири и Дальнего Востока. Обходится всё это очень недёшево. Поэтому именно экономия становится важнейшим источником роста производства. Расчёты показали, а практика подтвердила, что каждая единица денежных средств, истраченных на мероприятия, связанные с экономией электроэнергии, даёт такой же эффект, как в два раза большая сумма, израсходованная на увеличение её производства. На фоне экономического (и энергетического) кризиса в нашей стране этот факт, как мне кажется, стоит принять во внимание. Коммунально-бытовое хозяйство является на сегодня крупным потребителем топлива и энергии: на его долю приходится около 20% топливно-энергетических ресурсов. Потребление электроэнергии в жилом секторе достигает сейчас более 100 миллиардов кВтч, или 8% всей электроэнергии страны, что равно годовой производительности пяти Братских ГЭС; из них около 40% расхода электроэнергии приходится на электробытовые приборы, 30% расходуется на освещение и более 12% - на приготовление пищи. Самыми крупными потребителями электроэнергии в коммунально-бытовом хозяйстве являются жилые дома. В них ежегодно расходуется в среднем 400 кВтч на человека, из которых примерно 280 кВтч потребляется внутри квартиры на освещение и бытовые приборы различного назначения и 120 кВтч – в установках инженерного оборудования и освещения общедомовых помещений. Внутриквартирное потребление электроэнергии составляет примерно 900 кВтч в год в расчёте на «усреднённую» городскую квартиру с газовой плитой и 2000 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 не бережливости 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. Освещение квартиры складывается из естественного и искусственного. Любое из них должно обеспечивать достаточную освещённость помещения, а также должно быть равномерным, без резких и неприятных теней. В помещения, окна которых выходят на север и частично на запад и восток, попадает лишь рассеянный свет. Для улучшения естественного освещения комнат отделку стен и потолка рекомендуется делать светлой. Естественная освещённость зависит также от потерь света при попадании через оконные стёкла. Запылённые стёкла могут поглощать до 30% света. Наличие в настоящее время различных химических препаратов для чистки стёкол позволяет без особых физических усилий содержать их в надлежащей чистоте. Значительное количество электроэнергии напрасно расходуется днём в квартирах первых, а некоторых домах - вторых и третьих этажей. Причина этому – беспорядочные посадки зелени перед окнами, затрудняющие проникновение в квартиры естественного дневного света. Согласно существующим нормам деревья высаживаются на расстоянии не ближе 5 м от стен жилого дома, кустарник – 1,5 м. Искусственное освещение создаётся электрическими светильниками. В современных квартирах широко распространены три системы освещения: общее, местное и комбинированное. При общем освещении можно заниматься работой, не требующей сильного напряжения зрения. Светильники общего освещения обычно являются самыми мощными светильниками в помещении, их основная задача – осветить всё как можно более равномерно. Для этого обычно используют потолочные или подвесные светильники, установленные в центре потолка. Общую освещённость можно считать достаточной, если на 1 кв.м площади приходится 15-25 Вт мощности ламп накаливания. В одном или нескольких местах помещения следует обеспечить местное освещение в учётом конкретных условий. Такое освещение требует специальных светильников, устанавливаемых в непосредственной близости к письменному столу, креслу, туалетному столику и т.п. Так, например, достаточное освещение листа ватмана при черчении обеспечит светильник с лампой накаливания мощностью 150 Вт на расстоянии 0,8-1 м. Штопку чёрными нитками (что требует очень высокой освещённости) можно выполнять при лампе мощностью 100 Вт на расстоянии 20-30 см. Для продолжительного чтения рекомендуется светильник с лампой накаливания в 60 Вт. Комбинированное освещение достигается одновременным использованием светильников общего и местного назначения, а также при помощи светильников комбинированного освещения. К ним относятся многоламповые светильники (например, люстры), имеющие 2 группы ламп, одна из которых обеспечивает местное, а другая – общее освещение. Местное создаётся световым потоком, направленным вниз (одна лампа накаливания в 100, 150, 200 Вт), а общее –световым потоком, рассеянным во всех направлениях (несколько ламп в 15-40 Вт). Наиболее рациональным является принцип зонального освещения, основанный на использовании общего, комбинированного или местного освещения отдельных функциональных зон. Если при освещении этих зон этих зон использовать лампы направленного света, настольные лампы, торшеры, бра, то в квартире станет уютнее, а следовательно, и комфортнее. Для такого зонального освещения подходят лампы в 1,5-2 раза менее мощные, чем в подвесных светильниках. В результате на комнату 18-20 кв. м экономится до 200 кВтч в год. 2. Экономия электроэнергии при приготовлении пищи. Правильная эксплуатация бытовых электроприборов заключает в себе большие резервы экономии электроэнергии. Самыми энергоёмкими потребителями являются электроплиты. Годовое потребление электроэнергии ими составляет 1200-1400 кВт. Как же рационально пользоваться электроплитами? Технология приготовления пищи требует включения конфорки на полную мощность только на время, необходимое для закипания. Варка пищи может происходить при меньших мощностях. Суп совершенно не обязательно должен кипеть ключом: он от этого быстрее не сварится, потому что выше 100 0С вода всё равно не нагреется. Зато при интенсивном кипении она будет очень активно испаряться, унося около 0,6 кВт*ч на каждый литр выкипевшей воды. То, что должно вариться долго, следует варить на маленькой конфорке, нагретой до минимума, и обязательно при закрытой крышке. Варка пищи на малых мощностях значительно сокращает расход электроэнергии, поэтому конфорки электроплит снабжают переключателями мощности. Одним из условий улучшения работы электрочайника и посуды является своевременное удаление накипи. Накипь – это твёрдый осадок на внутренних стенках посуды, который образуется в результате многократного нагревания и кипячения воды. Накипь обладает малой теплопроводностью, поэтому вода в посуде с накипью нагревается медленно. Кроме того, изолированные от воды слоем накипи стенки посуды нагреваются до высоких температур, при этом железо постепенно окисляется, что приводит к быстрому прогоранию посуды. Для удаления накипи выпускают препарат «Антинакипин». Можно использовать и уксусную эссенцию (1 часть эссенции на 5-6 частей воды). Ещё один весомый резерв экономии электроэнергии - использование специализированных приборов для приготовлению пищи. Эти приборы предназначены для приготовления отдельных видов блюд. Блюда получаются лучшего качества, чем приготовленные на плите, а энергии затрачивается меньше. Имея набор таких приборов, можно свести пользование электроплитой к минимуму. В набор могут входить электросковорода, электрокастрюля, электрогриль, электротостер, электрошашлычница, электрочайник, электросамовар, электрокофейник.Значительные удобства, экономию времени и энергии даёт применение скороварок. Их использование примерно в три раза сокращает время приготовления блюд и упрощает технологию. Расход электроэнергии при этом сокращается в два раза. Эти преимущества скороварок обеспечиваются её герметичностью и особым тепловым режимом - температура 120 0С при избыточном давлении пара. Неоспоримые преимущества имеют и микроволновые печи, получившие в последнее время широкое распространение. В них разогрев и приготовление продуктов происходят за счёт поглощения ими энергии электромагнитных волн. Причём продукт подогревается не с поверхности, а сразу по всей его толще. В этом заключается эффективность этих печей. При эксплуатации микроволновой печи необходимо помнить, что она боится недогрузки, когда излученная электромагнитная энергия ничем не поглощается. Поэтому во время работы печи нужно держать в ней стакан воды. 3.Экономия электроэнергии при пользовании радиотелевизионной аппаратурой. Радиотелевизионная аппаратура – значительный потребитель электроэнергии. Если считать, что в среднем телевизоры в наших домах бывают включены 4 часа в сутки, то ежегодно расходуется около 30 миллиардов кВтч электроэнергии. Для рациональной работы радиотелевизионной аппаратуры надо создать условия для ее лучшего охлаждения, а именно: не ставить вблизи электроотопительных приборов, не накрывать различного рода салфетками, производить систематическую очистку от пыли, не устанавливать в ниши мебельных стенок. Для улучшения качества изображения часто используют стабилизаторы напряжения. Стабилизатор напряжения предназначен для подключения телевизионных приемников и другой радиоаппаратуры к электрической сети, напряжение которой заметным образом меняется в течение дня. Стабилизатор автоматически поддерживает нужное напряжение питания. Работает он от сети переменного тока, напряжением 127 или 220 В, давая номинальное выходное напряжение 220В. при выборе стабилизатора необходимо иметь в виду, что суммарная мощность потребителя энергии, подключенных к стабилизатору, не должна превышать мощности (значение ее приводится в названии модели), на которую стабилизатор рассчитан. Наибольшее распространение получили феррорезонансные стабилизаторы напряжения. Они поддерживают выходное напряжение с точностью +\- 1 %. К их недостаткам относится низкий коэффициент мощности, что ведет к значительным потерям электроэнергии в стабилизаторе. 4. Экономия электроэнергии при пользовании электробытовыми приборами Холодильник – энергоемкий прибор. Поскольку холодильники постоянно включены в сеть, они потребляют столько же, а то и больше энергии, сколько электроплиты:компрессорный холодильник - 250 – 450 кВтч, абсорбционный - 500 – 1400 кВтч в год. Холодильник следует ставить в самое прохладное место кухни (ни в коем случае не к батарее, плите), желательно возле наружной стены, но ни вплотную к ней. Чем ниже температура теплообменника, тем эффективнее он работает и реже включается. При снижении температуры теплообменника с 21 до 20 градусов, холодильник начинает расходовать электроэнергии на 6% меньше. Ледяная «шуба», нарастая на испарители, изолирует его от внутреннего объема холодильника, заставляя включаться чаще и работать каждый раз больше. Чтобы влага из продуктов не намерзала на испарители, следует хранить их в коробках, банках и кастрюлях, плотно закрытых крышками, или завернутыми в фольгу. А регулярно оттаивая и просушивая холодильник можно сделать его гораздо экономичнее. Стиральные машины – наиболее экономичные с точки зрения потребления электроэнергии автоматические машины, включение и выключение которых производиться строго по программе. Они рассчитаны на единовременную загрузку определенной массы сухого белья. Перегружать машину не следует: ее мотору будет тяжело работать, а белье плохо отстирается. Не следует думать, что загрузив бак машины лишь наполовину, можно добиться экономии энергии и повысить качество стирки. Половина мощности машины уйдет на то, чтобы вхолостую гонять воду в баке, а белье чище все равно не станет. Мощность утюга довольно велика – около киловатта. Чтобы добиться некоторой экономии, белье должно быть слегка влажным: пересушенное или слишком мокрое приходится гладить дольше, тратя лишнюю энергию. Массивный утюг можно выключить незадолго до конца работы: накопленного им тепла хватит еще на несколько минут. Для эффективной работы пылесоса большое значение имеет хорошая очистка пылесборника. Забитые пылью фильтры затрудняют работу пылесоса, уменьшают тягу воздуха. Для их очистки надо обзавестись щетками двух типов: плоской широкой и узкой длинной. Такими щетками легко удалять пыль как с пылесборника, так и с матерчатых фильтров. Если рассмотреть тепловой баланс жилища, станет ясно, что большая часть тепловой энергии отопительной системы идет на то, чтобы перекрыть потери тепла. Они в жилище с центральным отоплением и водоснабжением выглядят так: - потери из-за не утепленных окон и дверей – 40%; - потери через оконные стекла – 15%; - потери через стены - 15%; - потери через потолки и полы – 7%; - потери при пользовании горячей водой – 23%; Повышенный расход электроэнергии вызывает применение электроотопительных приборов (каминов, радиаторов, конвекторов и др.) дополнительно к системе центрального отопления, в котором часто нет необходимости, если выполнить простейшие мероприятия, а именно своевременно подготовить окна к зиме; привести в порядок до наступления холодов оконные задвижки; покрыть полы толстыми коврами или половиками; расставить мебель так, чтобы не препятствовать циркуляции теплого воздуха от батареи; гардины должны быть не очень длинными, чтобы не закрывать батареи центрального отопления; убрать лишнюю краску с батарей.А теперь поговорим об экономном использовании воды.
Планеты, вращающиеся вокруг Солнца, имеют свои цвета. Венера ярко-белая. Это цвет окутывающих облаков. Марс красноватый. Это цвет марсианских песков. Нептун синеватый, это цвет его газов. А наша Земля на снимках из космоса выглядит голубой. Это цвет ее океанов и морей. Их больше, чем суши. И, может быть, нашу планету правильнее было назвать не Земля, а Вода.
На каждые 100 л воды приходится лишь 2 л пресной. Неравномерно распределена питьевая вода на Земле. Есть места, куда ее привозят на машинах в цистернах. Представь такую картину: огромное море воды, а на его берегу в поселке люди берут воду из машины-цистерны и бережно несут ее, чтобы не расплескать ни капли. В таких местах люди умеют беречь воду. А умеешь ли ты беречь воду?
Правила, которые должен соблюдать каждый:
1. Обращай внимание, не течет ли зря вода из водопроводного крана дома, в школе. Если ты заметишь такое, закрой кран. Запомни: если даже вода течет по каплям, за месяц уходит зря 400 л воды, а если течет струйка толщиной со спичку, то 500 л воды пропадает зря за сутки.
2. Бывает, мы расходуем много воды бесполезно, не замечая этого. К примеру, ты моешь руки, умываешься под сильной струей. Прикрой немного кран. Это не помешает умыться, а воды утечет меньше.
3. Научись чистить зубы так, чтобы не расходовать напрасно воду. Для этого не оставляй кран открытым, пока чистишь зубы и полощешь рот. Сразу наливай воду в стаканчик и закрывай кран. Полоскать рот из стаканчика очень удобно. А сколько воды ты сбережешь!
4. Ты хочешь охладить лимонад и держишь бутылку под холодной струей. Не лучше ли поставить лимонад в холодильник, а воду поберечь.
5. Если вода течет из-за неисправности крана или колонки, надо сразу же сообщить взрослым.
Если мы будем знать и выполнять правила экономного расходования воды, мы поможем сберечь воду.
