Шкільна науково-практична конференція «Енергозбереження – нові підходи до вирішення екологічних проблем»

Шкільна науково-практична конференція

«Енергозбереження - нові підходи до вирішення екологічних проблем»

Учитель фізики

вищої кваліфікаційної категорії,

учитель-методист

Фадеєва Ольга Іванівна

Мета конференції: навчальна: вивчити можливості енергозбереження - альтернативні джерела енергії, енергозберігаючі технології, розробка пристроїв з низьким енергоспоживанням;

розвиваюча: розвивати творчі здібності учнів, вміння самостійно працювати з джерелами інформації;

виховна: виховувати культуру енергоспоживання, формувати позитивне відношення до проблеми економії енергії і енергоресурсів.

Обладнання: мультимедійний проектор, екран, плакати, дитячі малюнки на тему «Енергозбереження»

Хід конференції:

1.Організаційний етап.

2.Вступне слово вчителя.

Багата і щедра природа нашої України.

На жаль, людство ще не навчилося дбайливо і раціонально використовувати природу в інтересах усіх мешканців планети.

Сьогодні екологічні прорахунки і байдужість людей відносно охорони навколишнього середовища можуть поставити під загрозу існування життя на Землі.

Зараз немає жодної галузі народного господарства, жодного підприємства, що не споживали б електроенергію. Енергетика сьогодення і майбутнього, її проблеми і перспективи, дбайливе ставлення до природи, використання енергозберігаючих приладів та матеріалів - ось основні питання, які ми сьогодні розглянемо на конференції.

3. Виступи учнів. Захист навчальних проектів.

Перший учень. Альтернативні джерела енергії

Вітрові електростанції (ВЕС)

Сьогодні вітроелектричні агрегати надійно забезпечують струмом нафтовиків; вони успішно працюють у важкодоступних районах, на далеких островах, в Арктиці, на тисячах сільськогосподарських ферм, де немає поблизу великих населених пунктів і електростанцій. Широкому застосуванню вітроелектричних агрегатів за звичайних умов поки що перешкоджає їхня висока собівартість. При використанні вітру виникає серйозна проблема: надлишок енергії у вітряну погоду і нестача її в період безвітря. Використання енергії вітру ускладнюється тим, що вітер має малу густину енергії, а також змінюється його сила і напрям. Вітроустановки здебільшого використовують у тих місцях, де добрий вітровий режим. Для створення вітроустановок значної потужності необхідно, щоб вітродвигун мав великі розміри, крім того, повітряний гвинт потрібно підняти на достатню висоту, оскільки на більшій висоті вітер більш постійний і має більшу швидкість. Лише одна електростанція, що працює на органічному паливі, може замінити (за кількістю виробленої енергії) тисячі вітрових турбін.

В Україні є спеціальна програма щодо використання енергії вітру. Вона працює під патронатом Президента України із залученням іноземних інвестицій. Для будівництва ВЕС є умови у горах Криму, в Карпатах, у приазовських регіонах, де є неродючі землі і потужні вітри.

Вітроагрегати працюють на достатній висоті, але існує помірне шумове забруднення. Добре себе зарекомендували Чудацька та Трускавецька ВЕС.

Енергія припливів і відпливів

Принцип дії припливних електростанцій дуже простий. Під час припливу вода, обертаючи ротор гідротурбіни, заповнює водоймище, а після відпливу вона з водоймища виходить в океан, знову обертаючи ротор турбіни. Головне - знайти зручне місце для встановлення греблі, в якому висота припливу була б значною. Будівництво й експлуатація електростанцій на морі - складне завдання. Морська вода спричиняє корозію більшості металів, деталі установок обростають водоростями. В Україні умов для використання енергії припливів і відпливів немає.

Геотермальна енергія

Геотермальна енергетика використовує високі температури надр земної кори для вироблення теплової енергії. У деяких місцях Землі, особливо на краю тектонічних плит, тепло виходить на поверхню у вигляді гарячих джерел - гейзерів і вулканів. В інших областях підводні джерела протікають крізь гарячі підземні пласти, і цю теплоту можна використовувати через системи теплообміну. Ісландія є прикладом країни, де широко використовується геотермальна енергія.

Енергія Сонця

Тепловий потік сонячного випромінювання, який сягає Землі, дуже великий. Серед переваг сонячної енергії-виняткова екологічна чистота. Сонячна енергія надходить на всю поверхню Землі, лише полярні райони планети страждають від її нестачі.

Оскільки енергія сонячного випромінювання розподілена на великій площі будь-яка установка для прямого використання сонячної енергії повинна мати збиральний пристрій із достатньою поверхнею. Найпростіший пристрій такого роду - плоский колектор - чорна плита, добре ізольована знизу.

Сонячна енергетика належить до найбільш матеріалоємних видів виробництва енергії. Ефективність сонячних електростанцій у районах, віддалених від екватора, доволі мала через нестійкі атмосферні умови, відносно слабку інтенсивність сонячної радіації, а також її коливання, зумовлені чергуванням дня і ночі.

Другий учень. Розробка енергозберігаючих освітлювальних приладів на основі твердоті лих джерел світла.

Світлодіод - це напівпровідниковий прилад, принцип роботи якого оснований на явищі електролюмінесценції. Він призначений для перетворення електричної енергії в енергію некогерентного світлового випромінювання.

До основних переваг світлодіодів можна віднести низьке споживання енергії - не більше 10% від споживання ламп розжарювання; тривалий термін дії - до 100 000 годин; високий ресурс міцності; чистота і різноманітність кольорів, напрямленість випромінювання; низька робоча напруга; екологічна і протипожежна безпека (не містять ртуті і майже на нагріваються ); компактність.

За прогнозами розвитку освітлювальної техніки, твердотілі джерела енергії незабаром замінять лампи розжарювання і люмінесцентні лампи.

В 2009 році українські вчені створили компанію ЕКТА, метою якої є виробництво енергозберігаючих освітлювальних приладів на основі твердоті лих джерел світла.

Унікальною розробкою українських фізиків стало створення монокристальних матриць з ефективним тепловідводом. Ця технологія зараз використовується при виробництві светлодіодних модулів, які не мають аналогів в цілому світі. В таких світлодіодних модулях використовується тривимірна компоновка кристалів, що дозволяє отримати більш потужний світловий потік, ніж в аналогічних зразках лідерів світового виробництва світлодіодних ламп.

Третій учень. Сучасні енергозберігаючі матеріали

Основна відповідальність за збереження тепла покладається на зовнішні поверхні - стіни, фундамент, дах, так як саме вони мають найбільшу площу дотику з навколишнім середовищем. Теплоізоляція, яку ми можемо створити за допомогою енергозберігаючих матеріалів, не тільки забезпечить комфортний мікроклімат, але й дозволить зекономити кошти на опаленні. Розглянемо, які існують енергозберігаючі матеріали, як і для чого їх використовують на будівництві.

Енергозберігаюча (теплоізоляційна) штукатурка створена для будівництва екологічно чистого і енергозберігаючого житла. Вона уявляє собою стандартний цементний розчин, в який додають пемзовий порошок, пінополістирол, перлітовий пісок.

Енергозберігаючу штукатурну суміш застосовують як для утеплення фасаду, так і для внутрішніх робіт.

Пінополіуретан (ППУ) - міцний і легкий енергозберігаючий матеріал, який має самий низький коефіцієнт теплопровідності в порівнянні з іншими матеріалами. Пінополіуретан використовують для утеплення зовнішніх стін будівель. При взаємодії пінополіуретану з поверхнею матеріалу відбувається хімічна реакція - утворюється піна, яка перетворюється на пінопласт. Пінопласт наноситься на силікатні, цегляні або дерев'яні стіни, ним також можна покривати дах будь-якої форми. Енергозберігаючі покриття з пінополіуретану мають тривалий термін дії, вони стійкі до перепадів температури і атмосферних опадів.

Піноскло - особливий енергозберігаючий матеріал, який успішно використовують вже більш ніж півстоліття для утеплення стін, фундаменту і даху будівель. Він не взаємодіє з навколишнім середовищем, що дозволяє тривалий час зберігати технічні характеристики - форму, теплопровідність, міцність. Гарантований термін експлуатації - до ста років.

Енергозберігаюча фарба - легкий, гнучкий матеріал, який добре адаптується до поверхонь. Унікальність цієї фарби полягає в її теплоізоляційних властивостях. Крім того, енергозберігаюча фарба не підтримує горіння та відбиває сонячне проміння. Фарбу можна наносити на металеві, цегляні, пластикові, скляні, гумові, бетонні поверхні.

3. Підведення підсумків конференції.

Енергія - це невід'ємна частина нашого життя, але її виробництво завдає значної шкоди навколишньому середовищу та здоров'ю людини. Використання будь-якого виду енергії і виробництво електроенергії супроводжується утворенням багатьох забруднювачів води і повітря, запобіганням цьому може бути використання нових альтернативних технологій на виробництвах і в побуті. І в Україні є всі можливості для цього. Якщо ми будемо більш раціонально використовувати енергетичні ресурси, ощадливо ставитися до споживання електроенергії вдома та на виробництві, то ми зможемо зберегти нашу Землю від дефіциту води, газу, нафти, від радикальних змін клімату й від екологічних катастроф.