“Экология и энергосбережение” – Всероссийский урок

Календарь образовательных событий Минобрнауки РФ 2018/19 учебный год предполагает проведение 16 октября в школах Всероссийского урока «Экология и энергосбережение» в рамках Всероссийского фестиваля энергосбережения “Вместе Ярче”. Ниже представлены методические рекомендации по проведению классных часов, тематических и внеурочных занятий.  

СЦЕНАРИЙ МЕРОПРИЯТИЯ

«Лучшие технологии по сохранению
экологии и энергосбережению на планете».

экология и энергосбережение

Задачи мероприятия:

  • популяризация энергосберегающих технологий и мер по улучшению экологической обстановки в различных регионах Земли;
  • выявление общих интересов и мотивов для сплочения людей разных стран для решения экологических проблем и экономии энергоресурсов;
  • демонстрация примеров наиболее эффективных  проектов по защите экологии и энергосбережению, предпринятых в  в России и за рубежом.

Мероприятия могут проходить в разнообразных формах: игр, конференций, лекций, презентаций проектов, дебатов и пр.  

Возможные темы для обсуждения:

  • энергосбережение и повышение энергоэффективности у себя дома, в школах, в государственных учреждениях, на промышленных предприятиях;
  • экологически чистые и инновационные технологии, применяемые для освещения населенных пунктов, на транспорте, в энергетике;
  • возобновляемые и альтернативные источники электроэнергии;
  • популяризация мероприятий по энергосбережению.

СВЕТОДИОДНОЕ УЛИЧНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Светодиодные лампы гораздо эффективнее обычных ламп накаливания. Они потребляют электроэнергии в 8 раз меньше, при этом дают большую яркость освещения ( световой поток измеряется в люменах) и срок службы такой лампы превышает 10 лет. Применение таких ламп в квартире может существенно сэкономить семейный бюджет. Представляете, сколько можно будет сэкономить электроэнергии и денежных средств, если заменить на улицах городов, регионов и всей страны традиционные светильники на светодиодные?

экология и энергосбережение
Домашняя светодиодная лампа


В начале 1990-х годов благодаря изобретению технологии промышленного выращивания ярких синих светодиодов японского ученого Сюдзи Накамуры появились эти энергосберегающие лампы.  А впервые красный светодиод был разработан в 1962 году Ником Холоньяком. Оба этих ученых являются лауреатами Международной энергетической премии «Глобальная энергия», учрежденной российскими энергетическими компаниями.

В начале XXI века появились белые светодиоды с теплыми и холодными оттенками, похожими на оттенки от ламп накаливания, люминесцентных ламп и подобные естественному освещению. Но массовый переход на светодиодное освещение в мире начался совсем недавно – примерно пять лет назад.


Ежегодно на уличное освещение у нас в стране расходуется  7 млрд. КВт/ч электроэнергии. При выработке такого объема электроэнергии в атмосферу попадают миллионы тонн разнообразных загрязняющих веществ. Снизить количество электроэнергии, требуемой на освещение городских улиц, сможет переход на светодиодное освещение и системы умного уличного освещения.

экология и энергосбережение
Уличный светодиодный фонарь

В населенных пунктах светодиоды применяют для освещения улиц, автодорог, пешеходных переходов, домов, дворов, спортивных объектов и детских площадок. Широко  используется светодиодное освещение в архитектурно-художественной подсветке улиц и зданий, что позволяет сделать образ города более колоритным. Света становится больше, а потребление энергии меньше.

Светодиоды в корпусе лампы напаивают на специальную поверхность – плату, количество светодиодов, установленных в одной лампе, может быть от нескольких штук до нескольких десятков. 

Светодиодные лампы дают самое четкое освещение на автомобильных трассах, без темных пятен или тускло освещенных областей. Применение уличного светодиодного освещения дает возможность экономии издержек на обслуживание таких ламп за счет более длительного срока их использования и современных корпусов, которые снижают воздействие окружающей среды на лампу.

Возможность управлять светодиодным освещением с помощью современных автоматизированных систем, программирование системы на изменение режима освещения в зависимости от изменения естественной освещенности не только при смене дня и ночи, но и в течение всего светового дня, также помогает снижать расходы. Интеллектуальные LED-лампы уличного освещения оснащаются датчиками движения, фотодатчиками, специализированными сенсорам, контроллерами и блоками передачи данных.

К всемирной выставке «ЭКСПО» в Милане (2015 г.) были переоснащены 140 000 уличных фонарей. По прогнозу расход электроэнергии должен снизиться более чем на 50% по сравнению с традиционным освещением. Экономия обусловливается не только светодиодами, но и применением встроенных устройств управления. 

В Нидерландах инженеры разработали новый метод освещения пешеходных переходов светодиодами. Пешеходный переход с  линиями («зебра»), место очень многих дорожно-транспортных происшествий и даже летальных исходов в ночное время. Обычные белые полосы, нанесенные на асфальт, практически не заметны в ночное время. Использование светодиодов для освещения  пешеходных переходов позволяет уменьшить количество ДТП.

экология и энергосбережение

Объединенные Арабские Эмираты помимо использования энергосберегающих светодиодных светильников оснащают их солнечными панелями, которые накапливают энергию для их работы в темное время суток.

Власти Абу-Даби заменили 350 000 уличных фонарей на светодиодные. Это позволило им сократить расходы на их работу и содержание с 266 млн. дирхам до 44 млн. дирхам.
Светодиодное освещение позволяет делать яркие цветные световые инсталляции как в рамках повседневного освещения городов, так и при проведении фестивалей света. Самый известный и масштабный фестиваль в области искусства проводится в Лионе.  В России также проводится свой фестиваль в Москве «Круг света», который на несколько дней преображает архитектурный образ города.

экология и энергосбережение

ВЕТРЯНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Ветряные электростанции (ВЭС) – один из самых экологически чистых способов получения электроэнергии.  Это эффективное средство для сохранения экологии и энергосбережения. Ветер относится к возобновляемым источникам энергии, чем выгодно отличается от традиционных энергоресурсов: угля,  нефти, газа. Работа этих электростанций  зависит от наличия ветра, поэтому лучшим вариантом является совмещение ветрогенератора с бытовой электросетью или топливным генератором. Часто ветряки используют совместно с солнечными батареями, которые работают на другом ВИЭ – солнечных лучах.

Крупные ветровые электростанции могут состоять из 100 и более ветряков. Для эффективной работы ВЭС необходима средняя скорость ветра в пределах 4—5 метров в секунду. Объём вырабатываемой электроэнергии в ветряной электростанции зависит от диаметра лопастей и скорости ветра. Чем сильнее ветер крутит лопасти, тем больше будет вырабатываемое электричество.

Высота, на которую подвешивается ветрогенератор, имеет большое значение. Ближе к земле сила ветра снижается,  скорость ващения лопастей меньше. Ветряное колесо должно устанавливаться, как можно выше. По этой причине ВЭС  устанавливают на вершинах холмов или возвышенностях, а генераторы устанавливают на башнях высотой 20—80 метров. 
Во многих странах создаются карты ветров для ветроэнергетики. Например, в Канаде Министерство развития и Министерство Природных ресурсов создали Атлас ветров Канады и WEST  — компьютерную модель, позволяющую планировать установку ветрогенераторов в любой местности этой страны.

экология и энергосбережение
Ветряки

Лидером в мире по использованию ветровой энергии является Дания, половина потребленного в стране электричества было сгенерировано с помощью ВЭС.

Самая мощная в мире ВЭС – Burbo Bank была построена в Ливерпульском заливе в Англии, мощностью 345 МВт. Рекорд бьют и ее ветрогенераторы. Каждая из турбин мощностью 8 МВт имеет три лопасти длиной 80 метров; общая высота каждой конструкции — 195 метров. Для сравнения можно привести здание 206-метровой гостиницы «Украина» на Кутузовском проспекте в Москве.


ВЭС устанавливаются как на поверхности земли, так и на шельфах в морях. Шельфовым ветровым электростанциям требуются более высокие башни и более массивные фундаменты, а солёная вода угрожает коррозией металлических конструкций.  Для передачи энергии на берег нужно прокладывать подводные кабели длиной в десятки километров. Морские ветряки гораздо дороже, чем наземные аналоги. Но у них есть и одно преимущество — они  более эффективны из-за стабильных сильных морских ветров.

В России последнее время так же идёт процесс внедрения ветряных электростанций. ВЭС построены на территории:

  • Башкирии (станция Тюлкильды);
  • Калмыкии (Калмыцкая ВЭС);
  • Калининградской области (Зеленоградская ВЭС);
  • Крыма (несколько станций);
  • Белгородской области (ВЭС ООО «АльтЭнерго»);
  • Оренбургской области (ВЭС с. Тамар-Уткуль, ВЭС г. Орск);
  • Чукотки (Анадырская ВЭС).


Оборудование для бытовых и промышленных ВЭС производится как за рубежом, так и в России, в том числе в Санкт-Петербурге, Москве, Хабаровске, Смоленской, Ярославской, Челябинской областях.

СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Потребление электроэнергии в мире постоянно увеличивается, а её производство становится дороже, объемы природных энергоресурсов уменьшаются все меньше. По этой причине в современное время большое  внимание уделяется альтернативным источникам энергии. Активно внедряются солнечные электростанции и используются солнечные батареи для обеспечения энергией отдельных зданий и сооружений.

Солнечная электростанция (СЭС) — инженерное сооружение, преобразующее солнечное излучение в электрическую энергию. Способы преобразования солнечных лучей различны и зависят от конструкции электростанции.

Солнечная радиация – дешевый и возобновляемый источник энергии. За неделю на Землю попадает такое количество солнечной энергии, которую мы не смогли бы израсходовать за всю свою жизнь. СЭС всё чаще используются в промышленности и домашнем потреблении. Они прекрасно подходят в качестве альтернативного источника энергии для частных домов и районов с перебоями в поставках электроэнергии.

Существует несколько разновидностей СЭС, которые отличаются по конструкции и назначению. Башенные солнечные электростанции. Это – высокие сооружения с емкостями, покрытыми черной краской. Вода в емкости под воздействием солнечных лучей конденсируется и подается в генератор пара. Такие СЭС имеют высокий КПД (коэффициент полезного действия) и часто применяются в промышленности.

Тарельчатые СЭС. По принципу действия схожи с башенными, но отличаются конструкцией. Они складываются из отдельных модулей и монтируются на возвышенностях. Также применяются в промышленной сфере.

СЭС с фотоэлементами. Состоят из солнечных панелей, которые могут быть различных мощностей и размеров. Их используют на небольших предприятиях для питания отдельных машин, так и в быту. Электростанции такого типа делают и мобильными. В этом случае они состоят из одного модуля и аккумуляторов.

экология и энергосбережение
Солнечные батареи

Солнечная энергия имеет ряд недостатков в сравнении с  углем, нефтью и газом. Пока СЭС имеют малую мощность, как и ВЭС зависят от погоды (при большой облачности выработка электроэнергии резко снижается). Тем не менее в развитых странах мира эта технология активно применяется. К 2020 г. около 10% электроэнергии в мире может вырабатываться за счет фотоэлектрических систем. Лидерами в этой отрасли электроэнергетики являются Китай, Япония, Германия и США.

Подавляющая часть солнечной электроэнергии производится на наземных установках или солнечных фермах, которые представляют собой тысячи фотоэлектрических панелей на многих километрах пустынной местности. Такие фермы позволяют производить электроэнергию за счет солнечных лучей в промышленных объемах. 

Солнечные электростанции России

В России солнечная энергетика (гелиоэнергетика) пока не столь популярна, как в Китае, Европе, США, Индии. Общая мощность всех российских СЭС меньше мощности одной калифорнийской. Но в настоящий период применению солнечной энергии у нас в стране  уделяется пристальное внимание. СЭС строят в в Крыму и Сибири. Потенциал солнечной энергии, поступающей на территорию России всего за три дня, больше чем энергия всего годового производства электроэнергии в стране.

В Крыму в настоящее время действуют две самые мощные гелиоэлектростанции. СЭС «Перово» имеет выходную мощность 100 мегаватт, «Охотниково» – на 20 мегаватт меньше. В августе 2015 года в поселке Николаевка запущена в эксплуатацию гелиоустановка мощностью в 70 мегаватт. В поселке Владиславовка введена в строй гелиоустановка мощностью 110 мегаватт.

экология и энергосбережение

Кош-Агачская СЭС

В 2014 году на Алтае была запущена Кош-Агачская солнечная электростанция мощностью в пять мегаватт. Электрический ток такой мощности вырабатывают 20880 солнечных панелей.

В 2015 году в Якутии была введена в строй гелиоустановка мощностью в один мегаватт. В Ставрополье, в селе Старомарьевка, на 2019 год запланирован ввод в действие СЭС мощностью в 75 мегаватт, а в Сибири от Заполярья до границ с Казахстаном компанией XEVEL планируется возвести несколько СЭС общей мощностью более 250 мегаватт.

При подготовке публикации были использованы материалы с сайтов https://www.вместеярче.рф/materialy/
http://www.fetedeslumieres.lyon.fr/en 
http://solarb.ru/kak-razvivaet-solnechnaya-energetika-v- rossii http://lightfest.ru.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *