Учебный проект «Потребление электрической энергии в быту

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ВИТЕБСКОГО ОБЛИСПОЛКОМА
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«ВИТЕБСКИЙ ОБЛАСТНОЙ ИНСТИТУТ РАЗВИТИЯ ОБРАЗОВАНИЯ»
Возможности учебных занятий
в формировании у учащихся навыков
эффективного энергопользования
Материалы из опыта работы учителей
Витебской области
Витебск • 2008
2
74.200.53
В 64
Печатается по решению редакционно-издательского совета государственного учреждения образования «Витебский областной институт
развития образования»
Возможности учебных занятий в формировании у учащихся навыков
эффективного энергопользования: материалы из опыта работы учителей Витебской области. – Витебск: ГУО «ВОИРО», 2008. – 60 с.
Материалы из опыта работы учителей Витебской области по использованию возможностей учебных занятий в формировании у учащихся навыков
эффективного энергопользования содержат разработки уроков, занятий факультативов с использованием современных методов, приемов и технологий.
В разработках содержатся методические рекомендации по проведению уроков и занятий, приводится подробное содержание учебного материала.
Материалы предназначены для педагогов, работающих над воспитанием энергосберегающего поведения школьников, для слушателей курсов повышения квалификации.
Составитель: И.А.Ситникова,
методист
отдела
естественноматематических дисциплин УО «ВОГ ИПК и ПРР и СО»
Рецензент: И.В.Галузо, заведующий кафедрой методики преподавания
физики и астрономии УО «ВГУ имени П.М. Машерова»,
кандидат педагогических наук
3
Введение
Директива Президента Республики Беларусь №3 «Экономия и бережливость
– главные факторы экономической безопасности государства» подчеркивает степень важности формирования экологически безопасного и энергосберегающего поведения граждан.
Энергосбережение – не только технологический процесс, это образ жизни
общества и каждого человека, вырабатывающий определенный алгоритм поведения. Каким будет будущее нашей страны, во многом зависит от ценностных основ
поведения, которые закладываются в сознание детей еще в дошкольном и общеобразовательном учебных заведениях. Ведущая роль в этом процессе принадлежит
системе образования. Сегодня всё более очевидно, что никакие технические средства сами по себе не улучшат состояние окружающей среды, если люди не готовы
к использованию энергосберегающих технологий, не стремятся сознательно соблюдать требования экологических ограничений и принимать активное участие в
решении проблем окружающей среды.
Перед современными учреждениями образования стоит задача воспитания у
подрастающего поколения гражданской позиции и навыков рационального и экономного использования топливно-энергетических ресурсов как неотъемлемой части энергосберегающей политики нашего государства.
В настоящее время педагоги и учащиеся Витебской области вовлечены в одно общее дело – учимся экономить и учим экономить при этом других. Учителя
предлагают самые разные виды деятельности для учащихся, дополняющие друг
друга:
 учебная деятельность – направлена на получение естественнонаучных, политических, эстетических, экономических знаний о взаимодействии общества с природными системами, овладение приемами причинного мышления в области социальной экономики, экологии;
 исследовательская деятельность – направлена на развитие познавательной
активности и творческих способностей учащихся в процессе углубленного
изучения различных отраслей науки и техники;
 игровая деятельность – развивает понимание отношения к природе людей
разных профессий;
 общественно-полезная деятельность – способствует приобретению опыта
принятия экологических и технологических решений, реальному вкладу в
изучение и охрану местных экосистем;
 общественно-политическая деятельность – дает школьнику возможность
пропагандировать экономические и экологические идеи среди сверстников,
взрослых, старших товарищей.
Так как один из важнейших видов деятельности учащихся в стенах учебного
учреждения – учебная, возможности ее использования в формировании навыков
эффективного энергопользования очень широки. Процесс познания не является замкнутым. С помощью его человек связывается с внешним миром. Каков этот
внешний мир – его культура, общественное устройство, отношения людей, что
этим миром востребовано от растущего человека, все это воспринимается учеником, наполняет его сознание и чувства.
Учебные занятия не ограничиваются рамками урока. Это могут быть занятия
факультатива, курса по выбору. Результативность таких занятий зависит и от уме-
4
ния учителя подобрать материал нужного содержания, и от умения организовать
деятельность учащихся.
Материалы из опыта работы учителей Витебской области по использованию
возможностей учебных занятий в формировании у учащихся навыков эффективного энергопользования содержат разработки уроков, занятий факультативов с использованием современных методов, приемов и технологий. В разработках содержатся методические рекомендации по проведению уроков и занятий, приводится
подробное содержание учебного материала.
Словарь специальных терминов
Савлукова Л.А., учитель физики
УО «Государственная общеобразовательная средняя школа №23 г.Витебска»
Энергосбережение – комплекс мер для обеспечения эффективного и рационального использования энергоресурсов.
Основы энергосбережения – организационная, научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц,
направленная на снижение расхода (потерь) топливно-энергетических ресурсов в
процессе их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации.
Топливно-энергетические ресурсы – совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в республике.
Топливо – горючее вещество, применяемое для получения теплоты путем его сжигания.
Энергия – способность тела или системы тел совершать работу.
Энергетический ресурс – носитель энергии, который используется в настоящее
время или может быть использован в перспективе.
Энергоноситель – предварительно переработанный преобразованный энергетический ресурс, непосредственно используемый на стадии конечного потребления, а
также природный энергетический ресурс, потребляемый на этой стадии.
Первичный энергоресурс – это энергоресурс, который не был подвержен какойлибо переработке.
Вторичный энергоресурс – энергоресурс, получаемый в ходе любого технологического процесса в результате недоиспользования первичной энергии или в виде
побочного продукта основного производства и не применяемый в этом технологическом процессе.
Невозобновляемые энергетические ресурсы – естественно образовавшиеся и
накопившиеся в недрах планеты запасы веществ, способные при определенных
условиях высвобождать заключенную в них энергию.
Возобновляемые энергетические ресурсы – энергетические ресурсы, в которых
происходит постоянное восстановление энергии.
Энергоэффективное освещение – устройство систем освещения и организация их
функционирования таким образом, чтобы при обеспечении требуемых нормами
количественных и качественных характеристик освещения потреблялось минимальное количество энергии.
5
Энергетический аудит – обследование предприятий с целью сбора информации
об источниках энергии, ее удельном потреблении на единицу выпускаемой продукции, разработка рекомендаций и технических решений по снижению энергетических затрат.
Формула энергоэффективности городского хозяйства – обеспечение жизнедеятельности города с наименьшими затратами энергетических ресурсов.
ТЭР – топливно-энергетические ресурсы.
ТЭК – топливно-энергетический комплекс.
ТЭБ – топливно-энергетический баланс.
ПРООН – программа развития Организации
Объединённых Наций.
ЕЭКООН – Европейская экономическая комиссия Организации Объединённых
Наций.
ВЭР – вторичные энергетические ресурсы.
ТБО – твёрдые бытовые отходы.
ВЭУ – ветроэнергетическая установка.
ТЭС – тепловая электростанция.
КЭС – конденсационная электростанция.
ГРЭС – государственная районная электростанция.
ТЭЦ – теплоэлектроцентраль.
ГЭС – гидроэлектростанция.
MГЭС – малая гидроэлектростанция.
АЭС – атомная электростанция.
ПТУ – паротурбинная установка.
ГТУ – газотурбинная установка.
ПГТУ – парогазотурбинная установка.
ГеоТЭС – геотермальная электростанция.
МЭА – Международное энергетическое агентство
ВХП – Всемирная Хартия природы
МАГАТЭ – Международное агентство по атомной энергии
МСОП – Международный союз охраны природных ресурсов
ВОЗ – Всемирная организация здравоохранения
ЧАЭС – Чернобыльская атомная электростанция
INES – Международная шкала ядерных событий
НКАДР – научный комитет ООН по действию атомной радиации
ППС – паритет покупательной способности
ГЭФ – Глобальный Экологический фонд
ТЭН – трубчатые электронагреватели
ГАЭС – гидроаккумулирующая электростанция
АСКУЭ – автоматизированная система контроля и учёта расхода энергии
ЛТБ – лампа тепло-белого света
ЛД – лампа дневного света
ЛХВ – лампа холодно-белого света
ЛБ – лампа белого светя
КЕО – коэффициент естественной освещенности
АТЭЦ – атомные ТЭЦ
ГВН – гелиоводонагреватель
ТБО – твёрдые бытовые отходы
6
НПЗ – нефтеперерабатывающий завод
БЭУ – биоэнергетические установки
Эффективное использование топливно-энергетических ресурсов – использование всех видов энергии экономически оправданными, прогрессивными способами
при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении законодательства.
Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов – достижение
максимальной эффективности использования топливно-энергетических ресурсов
при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении законодательства.
Показатель энергоэффективности – научно обоснованная абсолютная или
удельная величина потребления топливно-энергетических ресурсов (с учётом их
нормативных потерь) на производство единицы продукции (работ, услуг) любого
назначения, установленная нормативными документами.
Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии – источники электрической и тепловой энергии, использующие энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, редуцируемого природного газа, биомассы (включая древесные отходы), сточных вод и твёрдых бытовых
отходов.
Пользователи топливно-энергетических ресурсов – субъекты хозяйствования
независимо от форм собственности, зарегистрированные на территории Республики Беларусь в качестве юридических лиц или предпринимателей без образования
юридического лица, которые в соответствии с законодательством Республики Беларусь имеют право заключать хозяйственные договоры, и граждане, использующие топливно-энергетические ресурсы.
Производители топливно-энергетических ресурсов – субъекты хозяйствования
независимо от форм собственности, зарегистрированные на территории Республики Беларусь в качестве юридических лиц, для которых любой из видов топливноэнергетических ресурсов, используемых в республике, является товарной продукцией.
Горючие ВЭР – горючие газы и отходы одного производства, которые могут быть
применены непосредственно в виде топлива в других производствах.
ВЭР избыточного давления – это потенциальная энергия покидающих установку
газов, воды, пара с повышенным давлением, которая может быть ещё использована
перед выбросом в атмосферу.
Тепловые ВЭР – физическая теплота отходящих газов, основной продукции производства; теплота горячей воды и пара, отработанных в технологических установках; теплота рабочих тел систем охлаждения технологических установок.
Акселерация – ускорение развития отдельных органов или частей организма по
сравнению с некоей биологической нормой.
Биологические ритмы – важнейший механизм регуляции функций биологических
систем.
Аллергизация населения – одна из основных новых черт патологии людей в городской среде.
Онкологическая заболеваемость и смертность – одна из наиболее показательных медицинских тенденций неблагополучия в данном городе или местности.
Рост доли лиц с избыточной массой – явление, вызванное особенностями городской среды (переедание, малая физическая активность).
7
Инфекционные болезни – болезни, в которых происходит приспособление возбудителей ряда болезней к новым условиям.
Гигиена – наука о здоровом образе жизни.
Валеология – отрасль медицины, которая всесторонне рассматривает индивидуальное здоровье человека.
Качество окружающей среды – степень соответствия её характеристик потребностям людей и технологическим требованиям.
Нормирование качества окружающей среды – установление показателей и пределов, в которых допускается изменение этих показателей (для воздуха, воды, почвы и т.д.).
Предельно допустимая концентрация (ПДК) – представляет собой количество
загрязнителя в почве, воздушной или водной среде, которое при постоянном или
временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.
Максимально разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м.р.) – такая
концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна вызывать при вдыхании его в течение 30 мин рефлекторных реакций в организме человека (ощущение запаха, изменение световой чувствительности глаз и др.).
Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК с.с.) – такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна оказывать на человека
прямого или косвенного действия при неопределенно долгом (годы) воздействии.
Допустимая норма антропогенной нагрузки – это основной комплексный норматив качества окружающей среды.
Нормативы допустимой антропогенной нагрузки – это максимально возможные
антропогенные воздействия на природные ресурсы или комплексы, не приводящие
к нарушению устойчивости экологических систем.
Экологическая ёмкость территории – потенциальная способность природной
среды перенести ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных
функций экосистем.
Альбедо земной поверхности – один из важных факторов, определяющих климат
как в целом в мире, так и отдельных его регионов.
Чрезмерное добывание – прямое преследование и нарушение структуры популяции (охота), а также любое другое изъятие животных и растений из природной среды для различных целей.
Акклиматизация чужих видов – причина сокращения численности и исчезновения видов животных.
8
Учебный проект «Потребление электрической энергии в быту.
Экономия электроэнергии»
И.А.Ситникова, методист УО»ВОГ ИПК и ПРР и СО», учитель УО «Государственная общеобразовательная средняя школа №12 г.Витебска»
Тема «Потребление электрической энергии в быту. Экономия электроэнергии»
завершает изучение раздела «Электрические явления» курса физики 8 класса. Важность этой темы для современного общества, возможность использования имеющегося у учащихся субъектного опыта являются основанием для выбора метода проектного обучения.
Применение данного метода позволяет реализовать обучение через деятельность, которую учащиеся сами планируют, реализовать принцип кооперации, так
как в процессе работы над проектом идет постоянное взаимодействие между
участниками групп, между учителем и учениками. Ребята имеют возможность проявить свои склонности, реализовать свои способности, осуществить свободный выбор, что в учебном процессе случается с ними нечасто, – найдется дело и для математиков, физиков, и для поэтов, и для художников.
Данный проект имеет ярко выраженную практическую направленность и социальную значимость. Его завершающий этап в рамках учебного процесса может послужить началом систематической работы в школе по вопросам энергосбережения
с более широким проблемным полем.
Цель проекта: ученик, умеющий самостоятельно изучить структуру бытового потребления электроэнергии, рассчитать стоимость потребляемой электроэнергии,
разработать рекомендации по экономии электрической энергии в быту.
Задачи личностного развития:
 Создать условия для обучения учащихся через деятельность.
 Создать условия для свободного творчества учащихся.
 Создать условия для выявления учащимися своих способностей и интересов,
возможности проявить свои способности.
 Создать условия для развития у учащихся коммуникативных навыков, навыков работы в команде.
Тип проекта: по количеству участников – групповой, средней продолжительности,
по характеру деятельности учащихся – в разных группах исследовательский или
прикладной.
Порядок работы над проектом
Подготовительный этап. Организация работы над проектом (запуск проекта) реализуется после изучения электростатики, на первом уроке по изучению
электрического тока. Это возможно, так как тема проекта не является для учащихся
абсолютно новой, а базируется на их субъектном опыте. Тема проекта совпадает с
темой заключительного урока по теме «Электрические явления». В зависимости от
имеющегося у учащихся опыта выполнения проектов (учитывая их возраст, возможно, они встретятся с проектной технологией впервые) учитель дает полную характеристику работы над проектом.
9
Организуется общее обсуждение темы, совместно определяются темы работы отдельных групп: «Потребление и экономия электроэнергии дома», «Потребление и экономия электроэнергии в школе», «Реклама экономии электроэнергии».
Ставятся цели работы групп, определяются этапы работы, сроки ее окончания
(совпадают с датой проведения итогового урока), критерии оценивания.
Планирование работы над проектом. Этот этап начинается с создания
групп, которые будут работать над отдельными темами. Тематика позволяет каждому учащемуся найти работу по душе, по своим склонностям и способностям, что
значительно усиливает мотивацию их участия в проекте. В данном случае при
формировании групп можно использовать принцип добровольности.
Работу группы можно начать с выбора ее названия и формулирования девиза, что будет способствовать сплочению ее участников.
На этом этапе составляется развернутый план работы каждой группы, в который включаются сроки работы над каждым элементом, сроки представления
промежуточных результатов, определяются формы работы, состав участников
микрогрупп, задачи, решаемые каждой из них, формы взаимодействия, формы
представления результатов.
Учитель на данном этапе консультирует группы, микрогруппы, индивидуально отдельных учащихся.
Исследование. На этом этапе идет самостоятельная работа учащихся по реализации плана работы над проектным заданием. Очень важна воспитательная значимость этого этапа, на котором происходит формирование целостности и сплоченности группы. При этом учащиеся разных групп могут обмениваться информацией.
Учитель на этом этапе организует дискуссии и обсуждение, которые составляют основу проектной деятельности, предполагающей наличие у каждого участника своего мнения, готовности аргументировано защищать это мнение и отказаться от него, если оно ошибочно.
Учитывая специфику проекта, учащиеся могут использовать консультации
разных специалистов.
Анализ и обобщение информации. После окончания дискуссионных процессов группы приходят к определенному заключению и приступают к оформлению
результатов.
Так как проект носит и исследовательский, и прикладной характер, обобщенная информация будет представлена в виде отчета стандартной формы, включающего в себя титульный лист, оглавление, введение, основную часть с таблицами, графиками, расчетами, заключение с выводами по работе, список использованной литературы, сведения об участниках проекта с указанием их роли в его выполнении, а также конкретных продуктов деятельности: рекомендаций для пользователей бытовых приборов по экономии электроэнергии, рекомендаций для администрации школы по организации мероприятий по электросбережению, конкретных
рекламных продуктов.
На данном этапе возможна первичная (репетиционная) защита проектных
работ, чтобы было время на их доработку.
Представление проекта. Данный этап является кульминационным в работе
над проектом, так как позволяет учащимся продемонстрировать результат своего
труда товарищам (на защиту могут быть также приглашены представители администрации школы, родители, другие учащиеся), получив их признание. Учитывая
10
большую подготовительную работу и ее дискуссионный характер, результат защиты, как правило, бывает положительным.
Правильно организованная и проведенная защита стимулирует дальнейшую,
более серьезную работу над подобными проектами, а в данном случае и продолжение систематической внеурочной работы по теме энергосбережения, формы которой могут быть весьма разнообразны.
Представление проекта, как правило, происходит в форме презентации, и в
данном случае такая форма наиболее эффектна и выигрышна. В презентации важны следующие моменты.
 Презентация готовится в виде своеобразного «спектакля», основной целью которого является убеждение слушателей.
 При проведении презентации очень важно использование изобразительных средств (плакаты, мультимедиапрезентации, видеофильмы и т.д.),
организация пространства (размещение визуальных средств, расположение выступающих), планирование динамики и темпа презентации.
Оценка результатов и процесса. Данный этап является итоговым в процессе
реализации проекта. Он позволяет в спокойной (после бурной презентации) обстановке проанализировать положительные результаты и недостатки по следующим
направлениям:
- насколько интересной оказалась для участников тема проекта;
- насколько целесообразно была спланирована работа над проектом;
- насколько полно была исследована проблема, какие вопросы остались «за кадром»;
- насколько активны были все участники проекта: кто принял активное участие
в работе над проектом, полностью реализовал свои способности, у кого осталось
чувство неудовлетворенности и по какой причине;
- хватило ли времени на разработку проекта;
- какие виды работы понравились больше всего;
- насколько комфортной была психологическая обстановка в группе;
- получили ли учащиеся в процессе работы над проектом новые знания и умения и какие;
- насколько удачной была презентация работы;
- оцените степень удовлетворенности своим участием в проекте и его результатами;
- осталось ли желание и дальше участвовать в работе над другими проектами.
Можно предложить учащимся выставить самим себе (друг другу) заслуженную оценку.
Участвуя и наблюдая за рефлексивным процессом в группе, учитель выставляет индивидуальные отметки учащимся с учетом их самооценки и требованиям к
оценке учебной деятельности учащихся. Такая обратная связь может послужить
основой для внесения изменений в организацию проектной деятельности и коррекции ее организационных и методических аспектов.
11
Примерное содержание работы проектных групп
1. Группа «Берегоша» работала над проблемами потребления и экономии
электрической энергии в домашних условиях.
Девиз группы - Живите достойно,
Практично, красиво.
Вы просто обязаны
Быть бережливыми!
1)
№
1
2
3
4
5
6
7
В работе группы можно выделить два направления.
Участники группы принимают общее решение, какие электроприборы
должны быть в доме современного человека, определяют самые любимые
марки приборов и бытовой техники, узнают их мощность, определяют
среднее время работы за сутки, за месяц, рассчитывают количество потребляемой энергии (можно рассчитать и ее стоимость, можно усложнить
задачу, рассчитав количество угля или нефти, которое необходимо сжечь,
чтобы получить такое же количество энергии). В результате работы учащиеся разрабатывают, составляют и заполняют таблицу, характеризующую структуру домашнего потребления электроэнергии и его числовые
характеристики. Аналогичным образом каждый участник проекта может
составить такую же таблицу своего конкретного домашнего потребления
электроэнергии. По данным таблицы можно рассчитать в процентах (построить диаграмму) какую часть от общего количества энергии составляет энергия, потребляемая отдельными приборами.
Структура домашнего электропотребления и его затратность
Название при- Потребляемая КолиСуммарВремя
Потреббора и его мармощность
чество
ная мощработы
ляемая
ка
ность
за месяц
энергия
Холодильник
«Атлант МХ367»
Телевизор
«Витязь 54ТЦ6010»
Стиральная
машина
«Атлант СМА
50С82-000»
СВЧ-печь
«Горизонт
25МW90001479»
Фен «Алеся»
Утюг
«Ладомир –
24»
Компьютер
«Belsoft»
12
8
DVDпроигрыватель
«Горизонт»
Электрические
лампы
Пылесос «Торнадо ПНП1100»
Общее потребление электроэнергии за месяц
9
10
2)
Участники группы (либо разделившись на микрогруппы) разрабатывают,
обсуждают содержание, формулируют памятки по экономии электрической энергии при эксплуатации отдельных электроприборов. Возможно
их красочное оформление, изготовление достаточного количества для
вручения гостям и другим участникам проекта. Можно с учетом этих рекомендаций спрогнозировать потребление электрической энергии у себя
дома, разработать систему контрольных замеров по электросчетчику и
проверить их эффективность в дальнейшем.
Отдельным пунктом можно привести доказательства (расчеты) по эффективности использования энергосберегающих лампочек, учитывая их потребление энергии при одинаковом уровне обеспечения светом, стоимости, срока службы.
Примерное содержание памяток может быть таким:
Холодильник
 не открывайте дверцу холодильника без необходимости;
 не кладите в холодильник теплые, а тем более горячие продукты;
 своевременно размораживайте холодильник, так как энергия расходуется не
на охлаждение продуктов, а на процесс образования льда;
 устанавливайте ручку терморегулятора в зависимости от температуры окружающего воздуха в соответствии с таблицей, имеющейся в инструкции по
эксплуатации (изменение температуры на 1 градус изменяет использование
энергии на 5%);
 установите холодильник подальше от нагревательных приборов и от воздействия прямых солнечных лучей;
 проверяйте, насколько плотно закрываются двери холодильника (если между
дверцей и корпусом свободно проходит лист бумаги, резиновый уплотнитель требует замены;
 периодически ударяйте пыль с обратной стороны холодильника;
 не забывайте выключить холодильник, когда на несколько дней уезжаете из
квартиры.
Стиральная машина
 сортируйте одежду по уровню загрязнения и выбирайте более короткую
программу стирки, результат которой вас устраивает;
 настраивайте стиральную машину на как можно меньшую температуру (на
стирку при температуре 90оС тратится в три раза больше энергии, чем на
стирку при температуре 40оС);
13
 используйте режим сушки только при необходимости;
 стирайте при полной загрузке (стирка при неполной загрузке обойдется вам
в большее количество воды, моющих средств и энергии);
Телевизор, компьютер и т.д.
 включайте телевизор, компьютер, только когда смотрите его или работаете
на нем;
 аппаратуру, работающую в режиме «Stand-by» (дежурном режиме), следует
полностью отключать на ночь и при отсутствии членов семьи дома.
Освещение в доме
 включайте свет в том случае, если вы в нем нуждаетесь;
 используйте лампочки различной мощности в зависимости от потребности;
 при покраске помещений используйте светлые тона красок (светлая стена
отражает почти 85% падающего света);
 отдайте предпочтение покупке энергосберегающих лампочек;
 чаще протирайте лампочки и плафоны (при их загрязнении освещенность в
квартире может снизиться на 10-15%).
2. Группа «Энергетик Школа+» работала над проблемами потребления и
экономии электрической энергии в школе.
Девиз группы - Будем экономить свет.
Всем транжирам скажем: «НЕТ!»
1)
№
1
2
3
4
В работе группы можно выделить три направления:
Участники группы изучают структуру потребления электрической энергии в школе, составляют перечень потребителей, узнают их характеристики, среднее время работы (при необходимости с помощью учителя),
определяют форму таблицы, заполняют ее, делают необходимые расчеты. Подсчитав общее потребление электрической энергии по школе, ученики рассчитывают долю каждого вида потребителей от общей суммы,
строят графики и диаграммы.
Структура потребления электрической энергии в школе и его затратность
Название по- Потребляемая Коли- СуммарВремя
Потребтребителя
мощность
чество ная мощработы
ляемая
ность
за месяц
энергия
Электрические
лампы в классах
Электрические
лампы в коридоре
Электрические
лампы в столовой
Электрические
лампы в спортзале
14
Электрические
лампы в других
помещениях
Электроплиты
в столовой
Холодильники
Охраннопожарная сигнализация
Компьютеры
Электрический
звонок
Другие потребители
Общее потребление электроэнергии за месяц
5
6
7
8
9
10
11
Участники группы (возможно, одна из микрогрупп) разрабатывают для
администрации школы обоснование целесообразности замены традиционного освещения на энергосберегающие светильники. Для этого они
(самостоятельно либо с учителем) посещают соседнюю школу, построенную по такому же проекту, где такая замена произведена. Узнают стоимость нового осветительного оборудования, стоимость работы по замене. Учитывая, что энергосберегающие лампы обеспечивают такое же
количество света, потребляя при этом на 70-80% энергии меньше, рассчитывают реальную экономию, а с учетом стоимости электроэнергии –
и время окупаемости проекта. Результаты исследования с соответствующими выводами могут быть представлены администрации школы.
3)
Участники группы (возможно, разделившись на микрогруппы) разрабатывают памятки по экономии электрической энергии для учащихся, работников кухни. Эти памятки можно красочно оформить самим или попросить это сделать участников третьей, «художественной» группы. Памятки для учащихся можно поместить в каждом классе, коридорах, а памятку для кухонных работников – в кухонном помещении. При этом памятки по экономии электрической энергии при эксплуатации холодильника, осветительного оборудования работникам кухни передадут участники второй группы.
Примерное содержание памяток может быть таким:
2)
Уважаемые учащиеся школы, не забудьте, пожалуйста:
 выходя из класса на перемену, выключайте освещение в классной комнате;
 выключайте освещение в классной комнате, когда достаточно солнечного
света;
 при оформлении классной комнаты не ставьте на подоконники большие
цветы – они закроют доступ части света;
 при оформлении классной комнаты не завешивайте окна длинным тюлем
– он тоже поглощает часть световой энергии;
 закончив работу на компьютере, не забудь его выключить;
15
 не включайте лабораторное оборудование без разрешения учителя и без
надобности, выключайте его сразу после окончания работы.
Уважаемые работники кухни, не забудьте, пожалуйста:
 можно экономить до 20% энергии, используя крышки на кастрюлях и
сковородах;
 включайте только те конфорки плиты, на которые будете ставить посуду;
 дверцу духовки открывайте только по необходимости;
 в процессе приготовления используйте минимальное количество воды;
 подогревайте только необходимое вам количество воды;
 размер разогреваемой посуды должен соответствовать размеру «блина»
электроплиты;
 можно экономить электроэнергию, доводя блюда до готовности на выключенной плите, которая еще долго сохраняет тепло.
3. Рекламное агентство «Светлое будущее» разрабатывало образцы рекламных продуктов, направленных на пропаганду экономии электрической энергии.
Девиз группы – Только там народ богат,
Где энергию щадят,
Где во всем царит расчет
И всему известен счет.
Участники группы знакомятся с промежуточными выводами исследований первых двух групп, разработанными ими рекомендациями и разрабатывают рекламные
продукты, при этом они могут быть различной формы и содержания – дается полный простор творчеству учащихся. Результатом их работы станет рекламный вернисаж, который может быть постоянным, перейдя в школьные рекреации.
16
17
Примерное содержание возможных рекламных продуктов
Холодильник рассердился
Взял да сам и отключился.
«Работать трудно, – говорит, –
Если толстый лед висит».
Вот стиральная машинка.
Она красива, как картинка!
Выстирает все всегдаТы программу ей задай.
Сэкономив сотни ватт,
Обстирает всех ребят!
Я – кухонная плита,
Накормлю я вас всегда.
Много блюд я приготовлю
И немало сэкономлю
Кашу, борщ закипятив,
И конфорку отключив.
В результате меры эти
Отразятся на бюджете.
Межпредметный учебный проект «Дом моей мечты»
С.М.Шингарёва, учитель УО «Государственная гимназия
№ 1 г.Витебска»
Пояснительная записка
Каждый из нас мечтает сменить душную летом и холодную зимой квартиру на
уютный и комфортный дом с прекрасным видом из окна. Дом, в котором всем хватит места, экологически чистый и энергосберегающий. Для осуществления этой
мечты учащимся предлагается проектная работа «Дом моей мечты». Создается
инициативная группа из учащихся 7-11 классов с разными предметными интересами. В эту группу входят биологи, химики, физики. Каждая инициативная группа
выполняет свое задание, затем весь материал систематизируется, обобщается и
предлагается в виде проектной работы.
Проектная работа «Дом моей мечты» представляет собой долгосрочный,
групповой, межпредметный, исследовательский, творческий проект с открытой,
явной координацией.
Дидактические характеристики учебного проекта
Миссия проекта: воспитание у учащихся гражданской позиции и психологической настроенности на рациональное и экономное использование топливно-
18
энергетических ресурсов. Расширение кругозора учащихся по внедрению энергосберегающих технологий, обучение приемам рационального и экономного использования энергоресурсов в быту. Овладение учащимися технологически законченным циклом выполнения проектных работ.
Актуальность проекта: проект ориентирован на использование экологических и энергосберегающих технологий в быту как наиболее актуальных в сфере
социально-экономического устойчивого развития нашего государства.
Практическая и познавательная направленность проекта:
разработка проекта дома с прилегающим участком с применением современных материалов и энергосберегающих технологий.
Самостоятельная работа учащихся: интеллектуальный, творческий, информационный характер совершаемых действий (индивидуальных, групповых,
коллективных). Выполнение исследовательских работ по химии, физике, биологии;
подготовка докладов, проведение расчета конструкций, систематизация и обобщение материала, проведение экспертных заключений.
Состав ученической проектной группы:
• проект-менеджер (администратор проекта): руководство разработкой
проекта и деятельностью группы, связь с научным руководителем проекта;
• разработчик идей: концепция, оригинальные предложения, ноу-хау и
т.п.;
• дизайн-менеджер: составление и оформление дизайн-проекта;
• технолог: оформление описательной части проекта;
• специалисты по решению конкретных задач и исполнению заданий
(например: сбор информации, исследовательские задания, расчетные задачи по физике, компьютерный набор, графика и др.).
Примерный состав преподавательской группы:
•
научный руководитель: концепция и общее руководство ходом работ по
разработке и написанию проекта;
•
консультанты: оказание помощи учащимся в специально отведенное
расписанием время по следующим направлениям:
- экология;
- химия;
- концептуальные идеи;
- индивидуальный стиль.
Календарь работы над информационным учебным проектом
«Дом моей мечты»
№
1.
Содержание
Срок
Исполнитель
работы
Вводный
этап. Сентябрь Научный руУстановочное заководитель
нятие: цели, задачи проекта. Мотивирование
учащихся на проектную деятельность
Контроль
Результат
Заместитель директора
по
НМР
Заявки
учащихся
на
участие
в
разработке
проекта “Дом
моей мечты”
19
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Стендовая
информация о проектной работе
Выдача письменных рекомендаций
группам (требования, сроки, график
консультаций)
Проведение консультаций по выбору заданий и
поиску источников информации.
Формулирование
основных идей и
замыслов
Формирование
проектных групп,
распределение
обязанностей
между
членами
группы, задач
Обсуждение идеи
будущего проекта,
составление индивидуальных планов работы проектных групп
Утверждение темы проекта, заданий и индивидуальных планов работы проектных
групп. Установление процедур и
критериев оценки
проекта
Поисковоисполнительский
этап. Сбор и систематизация материалов в соответствии с задачами
Организационноконсультационные
занятия: промежуточные
отчёты
Сентябрь Проектменеджер
Научный
руководитель
Сентябрь Консультанты Научный
руководитель
Информационный бюллетень
Октябрь
Консультанты Научный
руководитель
Задания: выбор
участка, разработка проекта
дома,
выбор
материалов и
т.д.
Октябрь
Проектменеждер
Научный
руководитель
Проектные
группы в соответствии с выбранным заданием
Октябрь
Разработчик
идей
Научный
руководитель
Индивидуальные планы работы проектных групп
Октябрь
Научный ру- Научный
ководитель
руководитель
Ноябрь,
декабрь
Специалисты
План
работы
над информационным учебным проектом.
Положение о
критериях
оценки проекта
и промежуточных этапов
Фактический
материал
по
заданиям
Декабрь
Консультанты Научный
руководитель
Научный
руководитель
Памятки, график консультаций
Корректировка
выполнения
исследовательских заданий
20
учащихся, обсуждение альтернатив
10. Индивидуальные
Декабрь
и групповые консультации
11. Регулярные консультации по содержанию задания
12. Обобщающий
этап. Оформление результатов,
консультационные
занятия.
13. Доработка проекта с учётом замечаний и предложений
14.
15.
16.
17.
18.
Ноябрь,
декабрь
Дизайнменеджер
Научный
руководитель
Консультанты Научный
руководитель
Февраль, Специалисты, Научный
март
технолог, ди- руководизайн-менетель
джер, разработчик идей
Февраль, Специалисты, Научный
март
технолог, ди- руководизайн-менетель
джер, разработчик идей
Выполнение ма- Апрель
Специалисты, Научный
кета дома
разработчик
руководиидей, дизайн- тель
менеджер
Подготовка к за- Апрель
ПроектНаучный
щите проекта: расменеджер,
руководипределение задаразработчик
тель, замений по временным
идей, дизайн- ститель дитворческим группменеджер
ректора по
пам, стендовая инНМР
формация о мероприятии
Проектная
Научный
Заключительный Май
этап.
Защита
группа
руководипроекта
тель
Подведение ито- Май
Проектная
Научный
гов, анализ выполгруппа
руководиненной
работы.
тель
Рефлексия.
Проектная
Научный
Итоговый этап. Май
Оформление отчёгруппа
руководита о выполненной
тель
работе. Архивирование проекта
Помощь в выборе оптимального варианта
выполнения
задания
Помощь в систематизации и
обобщении
Проект дома
Окончательный
вариант проекта дома
Макет дома
Распоряжение
о составе независимой экспертной комиссии, о порядке
защиты проекта
Представление
проекта
Круглый стол
для участников
проекта
Распоряжение
по результатам
проектной деятельности. Архивная папка
для методического кабинета
21
Основные этапы выполнения проектной работы
1 этап. Выбор участка.
3 группы специалистов изучают состав грунта, наличие грунтовых вод,
свойства грунта и дают экспертное заключение о возможности построения дома на
этом участке.
Группа биологов изучает вид почвы и грунта (наличие плодородного слоя
земли), состав грунта, наличие грунтовых вод.
Группа химиков определяет химический состав почвы (загрязненность пластов земли).
Группа физиков определяет физические свойства (устойчивость грунта к механическому воздействию, электромагнитные свойства и т.д.).
2 этап. Разработка и утверждение проекта дома.
Специалисты предлагают несколько проектов дома. Проекты обсуждаются
проект-менеджером, разработчиком идей, дизайн-менеджером и технологом и
утверждается один проект с учетом всех пожеланий.
Вопросы для обсуждения:
1) количество уровней дома;
2) количество комнат в доме;
3) количество мансард, веранд, наружных лестниц;
4) количество окон в каждой комнате (в зависимости от назначения комнаты);
5) необходимость подвала.
3 этап. Выбор материалов.
2 группы специалистов (физики и экологи) рассматривают вопросы по определению материалов для строительства дома.
Основные требования к материалам:
 экологически чистые;
 с низкой теплопроводимостью;
 экономичные;
 энергосберегающие;
 прочные;
 недорогостоящие.
4 этап. Расчет конструкции дома.
Группа специалистов рассчитывает представленный проект на прочность с
учетом выбранных материалов.
Вопросы для обсуждения и расчетов:
 глубина заливки фундамента, толщина фундамента;
 расчет перекрытий, толщины несущих стен, межкомнатных стен;
 расчет точности балконов, лоджий, мансард, веранд;
 расчет крыши на прочность:
 форма крыши, угол наклона крыши;
 высота крыши;
 покрытие крыши;
 прочность и устойчивость к ураганам.
5 этап. Расчет освещенности дома, энергообеспечения.
 Расчет естественной освещенности.
 Расчет искусственной освещенности (количество ламп в комнате и их
22
вид).
 Расчет электропроводки в доме в целом и в каждой комнате в отдельности (учет количества электротехнических устройств в комнатах и бытовых приборов).
6 этап. Водоснабжение и канализация дома. Газификация и отопление.
 При наличии грунтовых вод расчет водоснабжения дома.
 Расчет прокладки труб водоснабжения при отсутствии грунтовых вод.
 Рассмотреть и изучить вопросы экологии, связанные с водоснабжением,
отоплением и газификацией дома.
 Установка приборов учета и контроля расхода тепла, электроэнергии, холодной и горячей воды, газа.
 Изучение вопросов топливно-энергетических ресурсов и выбора оптимального и экономичного топлива.
7 этап. Расчет энергетического баланса дома.
 Альтернативные источники энергии, целесообразность их использования.
 Применение энергосберегающих технологий и материалов:
• «шуба» для дома;
• стеклопакеты и т.д.
8 этап. Внутренняя отделка дома.
 Экологические аспекты.
 Эргономичность материалов.
 Эстетические аспекты.
9 этап. Обстановка дома.
 Экологические аспекты.
 Исследования материалов на долговечность, устойчивость к внешним
воздействиям и т.п.
10 этап. Озеленение участка. Дизайн участка
11 этап. Электрификация участка.
12 этап. Изучение систем автономного полива насаждений.
Экскурсия на шефствующее сельскохозяйственное
предприятие “Северный”
Берёзко А.С., Арестёнок Л.В., Лескова Т.Д.
(УО “Пальминская ГОСШ Городокского района”)
Цели: познакомиться с внедрением энергосберегающих технологий на предприятии; профессиональная ориентация учащихся; формирование основ экономических знаний.
1. Вступительная беседа учителя.
«Ребята, мы отправляемся на экскурсию на одно из самых высокоэффективных предприятий области КУСХП «Северный», который специализируется по откорму свиней, производству колбасных изделий и травяной муки. Численность работающих 300 человек. 15 % от их числа — специалисты: ветврачи, зоотехники,
инженеры, агрономы, механики и другие. Здесь работают ваши родители. А руководит этим предприятиям заслуженный работник сельского хозяйства, член Совета
23
Республики Осипенко Василий Семенович. Поголовье свиней составляет 36,1 тыс.
голов. В год предприятие производит более 5 тонн свинины. Доля предприятия в
объеме валовой продукции района — 32,9 %.
Так как цель нашей экскурсии узнать, как экономят электрическую и тепловую энергию на производстве, мы встретимся с человеком, который непосредственно заинтересован в энергосбережении и сам активно участвует во внедрении
новых энергосберегающих технологий — ведущим энергетиком.
2. Встреча с ведущим энергетиком предприятия
Наш собеседник — Березко Сергей Николаевич, ведущий энергетик «Северного». Работает здесь с 1983 года. Имеет 11 рацпредложений.
С.Н.Берёзко: «На нашем предприятии топливно-энергетические ресурсы
необходимы на:
o содержание свиней;
o производство травяной муки;
o выпуск колбасных изделий;
o обогрев и вентиляцию зданий;
o горячее водоснабжение.
Основными потребителями электрической энергии на предприятии являются
электродвигатели технологического оборудования, вентиляционные системы и системы освещения. Тепловая энергия идет на отопление зданий, горячее водоснабжение и запарку кормов (кормоприготовление).
Когда мы провели анализ производственно-хозяйственной деятельности с
точки зрения экономии и рационального использования топливно-энергетических
ресурсов, то увидели, что возможно проведение ряда мероприятий. Например:
301,1 тыс. кВт•ч электроэнергии расходуется на освещение производственных помещений. Экономия электроэнергии на освещение должна осуществляться не за
счет снижения уровня освещенности, а путем повышения использования естественного света, рационального управления системы освещения.
В соответствии с «Правилами технической эксплуатации электроустановок»
необходимо производить не менее двух чисток стекол в год. Экономия электроэнергии при этом может достигать 10-12 %. Содержание обыкновенных светильников в чистоте, отключение не нужных по условиям работы позволяет сэкономить 710 % электроэнергии. Значительную экономию могут дать:
– профилактика электрооборудования (экономия до 5% электроэнергии);
– паспортизация оборудования- до 2 % и др.
На нашем производстве ежегодно разрабатывается План организационнотехнических мероприятий по экономии ТЭР.
План организационно-технических мероприятий
по экономии ТЭР на 2005 год
Наименование
мероприятия
Ремонт теплоизоляции тепло1 трассы: котельная —1- ая очередь комплекса 0,5 км
Срок
выполнения
Исполнитель
Начальник и персонал котельной
Экономия,
тонн условного топлива
24
2
3
4
5
6
Ремонт теплоизоля ции теплотрассы: котельная — гараж —
очистные сооружения 0,7 км
Замена насоса ЦНСг38*198 на
ЦНСг-13 *175
Замена ламп ИКЗ -250
мощностью 250 Вт на панели,
обогреваемые ПН-130 в количестве 480 шт.
Переоборудование свинарника
для поросят-отъемышей на новую технологию выращивания
Замена ламп обогрева ИКЗ- 250
на обогреваемые коврики ПН130 и внедрение новой технологии выращивания поросятотъемышей
Начальник и персонал котельной
.
Начальник и персонал котельной
51
II-IV
квартал
Главный энергетик и подрядные
организации
140
I – III
квартал
Главный энергетик и подрядные
организации
30
III квартал
Главный энергетик, ведущий инженер-энергетик
178,3
В начале 2005 года начата реконструкция помещений для супоросных маток
(10 секторов по 36 станков). Экономия электроэнергии составляет 530000 кВт•ч, в
перерасчете на условное топливо 150 тонн.
Показатели расхода электроэнергии
КУСХП "Северный"
8000
7648
7546
7500
6621
7000
6500
6000
2002 год
2003 год
2004 год
Ребята! Запомните: сберечь одну единицу энергии гораздо легче, чем произвести новую! Сберегая энергию дома, в школе, вы уменьшаете ее потери, снижаете
воздействие на окружающую среду.
А как вы бережете тепло, электричество? Ответы детей: утепляем окна к
зиме; находим и устраняем холодные сквозняки из дверей, щелей и других мест;
проветриваем класс, на длительный период открывая форточки, а ненадолго все
окно; дома посуду моем не под струей воды, а в небольшом количестве воды; моемся чаще под душем, чем в ванной; выключаем свет, когда он не нужен.
3. Домашнее задание: Составьте «энергетический паспорт» своей квартиры или дома. Для этого заполните следующие таблицы.
25
Таблица 1. Виды и источники энергии
Вид энергии
Тепловая энергия (для
отопления)
Тепловая энергия (для
приготовления пищи)
Электрическая
Источник
Центральное отопление, собственный источник
тепловой энергии (газовый котел, печь, собственная котельная)
Электрические плиты, газовые плиты
Электрическая сеть, другой источник
Таблица 2. Характеристики электропотребителей
№
Наименование
1.
Электрические
лампы
2.
Холодильники
З.
4.
Количество, Суммарная
шт.
мощность,
Время ра- Электроэнергия,
боты за
израсходованная
сутки, час за сутки, кВт•ч
Электрические
печи
Стиральные
машины
5.
Телевизоры
б.
Магнитофоны
7.
Компьютеры
8.
Электрические
чайники
9.
Утюги
10.
Другое
оборудование
Суммарное потребление электрической энергии за сутки
Для заполнения таблиц вам необходимо будет обратиться за помощью к родителям. Мощность прибора указана в его паспорте или на самом приборе (пример:
электрические лампочки). Израсходованная энергия рассчитывается так:
Энергия = мощность • время работы
Используя данные таблицы 3, рассчитайте, сколько угля, нефти, газа нужно
сжечь для получения израсходованной вашей семьей за сутки электрической энергии и сколько углекислого газа выделится при этом. Используйте данные таблицы
3.
26
Таблица 3
№
п/п
Наименование вида топлива
1.
2.
З.
Уголь
Нефть
Природный газ
Удельная теплота сгорания, кВт•ч/кг, кВт•ч/м3 (
для газа)
8,1
12,8
11,4
Удельное количество углекислого газа, м3/кг,
м3/м3 (для газа)
1,7
1,5
1,2
При определении массы израсходованного топлива и объема выделившегося
при этом углекислого газа используйте следующие выражения.
Для нефти и угля: (Масса топлива) = Энергия: (Удельная теплота сгорания).
(Объём углекислого газа) = (Масса топлива) х (Удельное количество углекислого газа).
Для природного газа: (Объём топлива) = Энергия : (Удельная теплота сгорания).
(Объём углекислого газа) = (Объём топлива) х (Удельное количество углекислого газа).
Горение топлива. Удельная теплота сгорания
Урок-ролевая игра
Савлукова Л.А., учитель физики
УО «Государственная общеобразовательная средняя школа №23 г.Витебска
Цель:
 рассмотреть с учащимися вопрос о топливе как источнике энергии; напомнить процесс горения, условия его осуществления; рассмотреть горение
топлива, как химический процесс, так и как физический процесс;
 ввести понятие удельной теплоты сгорания топлива; научить рассчитывать
количество теплоты, выделяемое топливом любой массы;
 рассмотреть процесс горения топлива с экологической, экономической точек зрения на современном этапе развития общества, связать с энергосбережением;
 показать связь физики с другими науками о природе – химией, географией;
 развивать аналитическое мышление, интерес к предмету, творческие способности;
 воспитывать активность, самостоятельность, трудолюбие, умение работать
в группе;
 воспитывать активную жизненную позицию.
Тип урока: усвоение новых знаний.
Форма проведения: ролевая игра (один день работы научноисследовательского центра).
Подготовительный этап.
1. Деление учащихся на творческие группы:
27
 отдел науки,
 отдел экономии,
 отдел энергосбережения,
 отдел экологии,
 отдел рекламы.
Выбор руководителей групп (лидеров) – выбирают члены групп: старший
научный сотрудник, старший экономист, главный инженер по энергосбережению,
главный эколог, главный рекламный агент.
2. Подбор наглядности:
 образцы топлива (твердого – творческая работа учеников, жидкого),
 карта Республики Беларусь с полезными ископаемыми (на карте цветными флажками обозначены (делают ученики) основные виды топливно-энергетических ресурсов Беларуси: торф, нефть, бурый уголь, горючие сланцы),
 щит с рекламными зарисовками учащихся.
3. Оборудование:
 графопроектор для осуществления увеличенной проекции,
 свеча, спички, стакан химический, предметный столик (для демонстрации горения),
 таблица (на прозрачной пленке) удельной теплоты сгорания различных
видов топлива (для увеличенной проекции),
 магнитная доска с магнитиками для крепления плакатов,
 экран для проекции.
4. Подготовка кабинета:
 расположение столов (по два) и стульев для работы учащихся в группах,
 оформление доски (дата, тема, домашнее задание, слева – укрепить магнитную доску, справа расположить рекламный щит).
Ход урока
1-й этап. Вступительное слово учителя (тема, цели, задачи, форма проведения урока). Учитель сообщает, что проблему, которую ученики попытаются частично решить на уроке придется продолжить изучать дома и задает домашнее задание: § 21, ответить письменно на контрольный вопрос №5 (с. 76), упр. 17 (1, 2) –
письменно.
2-й этап. Учитель раздает задания группам по изучению нового материала (в
виде мини-модуля).
Отдел науки
1). Изучить § 21 (с. 74) по вопросам:
а) топливо, его виды, примеры;
б) горение топлива, реакция горения;
в) выделение энергии при горении топлива.
2). Записать основные понятия, схему горения на большой лист (укрепить его
на магнитной доске).
28
3). Довести информацию до всех учащихся класса, используя записи основных понятий, образцы топлива, продемонстрировать процесс горения, обратить
внимание на условие горения.
Отдел экономии
1). Изучить § 21 (с.74, 75) по вопросам:
а) удельная теплота сгорания топлива (буквенное обозначение, определение, единица измерения);
б) таблица №3,
в) водород как топливо («за» и «против»);
г) количество теплоты при сгорании топлива любой массы.
2). Довести полученную информацию до учащихся класса:
а) ввести понятие удельной теплоты сгорания топлива;
б) сравнить энергетическую ценность различных видов топлива, проанализировав таблицу №3;
в) показать, как рассчитать количество теплоты при сгорании топлива любой массы (формула).
При ответах использовать:
 записи на листе (укрепить на магнитной доске);
 таблицу «Удельная теплота сгорания топлива» в увеличенном виде на
экране.
3). Решение задачи № 837 (сборник Лукашика В.И.) записать на доске (предварительно решив группой).
Отдел энергосбережения
1). Обсудить вопросы:
а) топливно-энергетические ресурсы Беларуси (использовать атлас, карту
полезных ископаемых Республики Беларусь);
б) проблемы Беларуси в отношении запасов топлива (предварительная
подготовка по дополнительным источникам);
в) пути решения проблем.
2). Довести информацию до учащихся класса:
 на доске записать виды топлива, добываемые в Беларуси в рубрике
«Топливо РБ»;
 рассказ о ТЭР РБ сопровождать показом на карте.
3). Сделать вывод: проблема энергосбережения существует из-за невозобновляемости природных топливных ресурсов.
Отдел экологии
1). Изучить § 21 (с. 75 – 76) по вопросам:
а) действие горения топлива на окружающую среду;
б) проблема охраны окружающей среды;
в) ценность водорода как топлива в экологическом плане.
2). Обсудить возможные пути снижения степени загрязнения атмосферы при
использовании топлива.
3). Довести информацию до учеников класса.
29
Отдел рекламы
1). Обсудить возможные рекламные зарисовки по вопросам сбережения, экономии топливных природных ресурсов (т.к. они не вечны).
2). Поместить свои рекламные листы в рубрику «Реклама».
3). Зачитать рекламные надписи.
3-й этап. Обмен изученной информацией (сообщения членов групп 1 – 4).
4-й этап. Гимнастика для глаз (по тренажеру «Гимнастика для глаз», по картинкам «Магический глаз»).
5-й этап. Сделать краткие записи основных понятий, формул в тетрадь.
6-й этап. Рекламная пауза (отдел рекламы – 5 группа).
7-й этап. Выполнение самостоятельной работы на карточках – 5 вариантов.
Вариант 1
1. Из набора терминов выбрать, обозначив цифрами над словосочетаниями: 1
– вред, 2 – польза, 3 – проблемы, 4 – пути решения проблем, что касается использования топлива.
Выделение энергии, энергосбережение, невосполнимость природных ресурсов, использование энергии топлива на транспорте, выброс угарного газа в атмосферу, использование природного газа в быту, охрана окружающей среды, замена
природных ископаемых другими источниками энергии; загрязнение окружающей
среды золой, дымом; работа тепловых электростанций на энергии топлива, применение современных технологий, денежные затраты РБ на приобретение топливноэнергетических ресурсов за рубежом, экономное использование топлива, использование исправной техники, образование углекислого газа при сгорании топлива, бережное использование природных ресурсов.
2. Решите задачу.
На сколько больше теплоты выделится при полном сгорании бензина массой 2
кг, чем при сгорании сухих березовых дров той же массы?
Вариант 2
1. Из набора терминов выбрать, обозначив цифрами над словосочетаниями 1
– вред, 2 – польза, 3 – проблемы, 4 – пути решения проблем, что касается использования топлива.
Выделение энергии, энергосбережение, невосполнимость природных ресурсов, использование энергии топлива на транспорте, выброс угарного газа в атмосферу, использование природного газа в быту, охрана окружающей среды, замена
природных ископаемых другими источниками энергии; загрязнение окружающей
среды золой, дымом; работа тепловых электростанций на энергии топлива, применение современных технологий, денежные затраты РБ на приобретение топливноэнергетических ресурсов за рубежом, экономное использование топлива, использование исправной техники, образование углекислого газа при сгорании топлива, бережное использование природных ресурсов.
2. Решите задачу.
Во сколько раз больше выделится теплоты при полном сгорании водорода
массой 1 кг, чем при полном сгорании сухих березовых дров той же массы?
30
Вариант 3
1. Из набора терминов выбрать, обозначив цифрами над словосочетаниями 1
– вред, 2 – польза, 3 – проблемы, 4 – пути решения проблем, что касается использования топлива.
Выделение энергии, энергосбережение, невосполнимость природных ресурсов, использование энергии топлива на транспорте, выброс угарного газа в атмосферу, использование природного газа в быту, охрана окружающей среды, замена
природных ископаемых другими источниками энергии; загрязнение окружающей
среды золой, дымом; работа тепловых электростанций на энергии топлива, применение современных технологий, денежные затраты РБ на приобретение топливноэнергетических ресурсов за рубежом, экономное использование топлива, использование исправной техники, образование углекислого газа при сгорании топлива, бережное использование природных ресурсов.
2. Решите задачу.
Смешали бензин массой 2 кг и керосин массой 3 кг. Какое количество теплоты
выделится при полном сгорании полученного топлива?
Вариант 4
1. Из набора терминов выбрать, обозначив цифрами над словосочетаниями 1
– вред, 2 – польза, 3 – проблемы, 4 – пути решения проблем, что касается использования топлива.
Выделение энергии, энергосбережение, невосполнимость природных ресурсов, использование энергии топлива на транспорте, выброс угарного газа в атмосферу, использование природного газа в быту, охрана окружающей среды, замена
природных ископаемых другими источниками энергии; загрязнение окружающей
среды золой, дымом; работа тепловых электростанций на энергии топлива, применение современных технологий, денежные затраты РБ на приобретение топливноэнергетических ресурсов за рубежом, экономное использование топлива, использование исправной техники, образование углекислого газа при сгорании топлива, бережное использование природных ресурсов.
2. Решите задачу.
К зиме заготовили сухие сосновые дрова массой 800 кг и каменный уголь
массой 1,5 т. Сколько теплоты выделится в печи при полном сгорании в ней заготовленного топлива?
Вариант 5
1. Из набора терминов выбрать, обозначив цифрами над словосочетаниями 1
– вред, 2 – польза, 3 – проблемы, 4 – пути решения проблем, что касается использования топлива:
Выделение энергии, энергосбережение, невосполнимость природных ресурсов, использование энергии топлива на транспорте, выброс угарного газа в атмосферу, использование природного газа в быту, охрана окружающей среды, замена
природных ископаемых другими источниками энергии; загрязнение окружающей
среды золой, дымом; работа тепловых электростанций на энергии топлива, применение современных технологий, денежные затраты РБ на приобретение топливноэнергетических ресурсов за рубежом, экономное использование топлива, использование исправной техники, образование углекислого газа при сгорании топлива, бережное использование природных ресурсов.
2. Решите задачу.
31
Сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы получить столько же энергии,
сколько ее выделяется при сгорании бензина массой 14 кг?
7-й этап. Само- и взаимоконтроль (на листках само- и взаимоконтроля –
оценка за работу на уроке себе и лидеру группы, руководители групп ставят оценку
себе и каждому члену группы).
8-й этап. Подведение итогов.
Реакция горения. Теплота сгорания топлива
Занятие-игра
Волкова Т.А., Сукач Е.Д., учителя физики
УО «Государственная общеобразовательная средняя школа №25 г.Витебска
Цели:
Обучающая: повторить тему (она изучалась в 8 классе), продолжить
формирование у учащихся умений, навыков решения расчетных задач по
данной теме, представлений об охране окружающей среды.
Развивающая: способствовать развитию интереса у учащихся к учению
посредством подобранного материала к уроку. Развивать умения работать с дополнительной литературой, умения писать сообщения, логически мыслить.
Воспитательная: продолжить работу по воспитанию бережного отношения к природе, ее охране, чувства уважения к техническому прогрессу.
Ход занятия
I. Организационный момент
II. Проведение конкурсов.
1-й конкурс «Угадай тему!»
Каждой группе учитель дает по 3 конверта с наборами букв. В течение двух
минут группы должны составить из букв по три слова «горение», «топливо», «теплота». Команда, выполнившая задание первой, получает жетон.
Почему при сгорании выделяется энергия?
Сообщение – напоминание ученика.
«Мы знаем, что молекулы состоят из атомов. Молекула – достаточно устойчивая
конструкция. Чтобы ее разрушить, надо затратить энергию. Зато при образовании
молекулы из атомов энергия выделяется. В процессе горения образуются молекулы. Например, углерод, входящий в состав топлива, соединяется с двумя атомами
кислорода воздуха и образуется молекула СО2 углекислого газа. При этом выделяется энергия».
2-й конкурс «Кто больше»
За одну минуту команды должны написать на листочках различные виды топлива,
которые они знают.
3-й конкурс «Выбери правильный ответ»
32
На листочках записаны формулы. За одну минуту команды должны выбрать и записать на доске формулу для расчета количества теплоты при сгорании топлива.
Q=cm∆t;
Q=Lm;
П=mgh;
K=mV²/2;
Q=qm;
Q=λm.
4-й конкурс «Реши задачу»
Каждая команда получает по расчетной задаче. Решение записывается на доске, а
все участники игры работают в тетрадях.
Примеры задач:
1. В топке котла парового двигателя сожгли торф массой 20 т. Какой массой
каменного угля можно было бы заменить сгоревший торф? Удельную теплоту сгорания торфа принять равной 1,5*107 Дж/кг.
2. В кормозапарнике, используемом на животноводческих фермах, требуется,
чтобы каждый час в топке выделялось 108 Дж энергии. Какую массу дров
надо сжечь для этого?
5-й конкурс «Аукцион графиков»
Каждой группе учащихся даны графики. Требуется как можно больше почерпнуть
из него информации.
Учащиеся должны ответить на вопросы:
 Какова удельная теплота сгорания каждого топлива?
 Каков вид топлива?
 Во сколько раз количество теплоты, выделившееся при сгорании одного
топлива, больше количества теплоты, выделившегося при сгорании другого,
если их массы равны (например, 0,4 кг)?
Каждая группа работает над своим графиком, решение оформляется в тетради.
Каковы пути снижения степени загрязнения атмосферы при использовании
топлива?
Сообщение ученика.
«История развития человечества теснейшим образом связана с получением и
использованием энергии. Издавна в качестве основных источников энергии использовались дрова, торф, древесный уголь, вода, ветер. С древнейших времен известны уголь и нефть – вещества, дающие при сжигании большое количество теплоты. Свойства топлива зависит главным образом от его химического состава. Основным элементом любого топлива природного происхождения является углерод, в
разных пропорциях входят также водород, кислород, азот, сера, вода. При сжигании топлива образуются продукты сгорания – сажа, оксиды серы и азота, диоксид
углерода, которые обычно через дымовые трубы выбрасываются в атмосферу.
Борьба с загрязнением атмосферы отходящими газами – одна из серьезнейших
проблем современности. Ежегодно на земном шаре в воздух выбрасывается 250
тонн золы, десятки миллионов тонн сернистого газа, оксидов азота и других веществ, способных загрязнить большие территории, сделать их непригодными для
жизни людей, животных и растений, вызвать коррозию металла. Наиболее радикальная защита воздуха – совершенствование систем очистки. Очистку газов от
пыли, дымов и туманов проводят с помощью гидромеханических процессов в циклонах, фильтрах и т.д. Например, на крупных современных ГРЭС и ТЭЦ, сжигаю-
33
щих твердое топливо, применяют высокоэффективные электрофильтры, обеспечивающие очистку дымовых газов от золы на 99%.
Экологические проблемы не могут быть полностью решены усилиями одного государства. Несмотря ни на какие границы, люди не могут разделить Землю –
она едина. И человечеству постоянно напоминают об этом и изменение состава атмосферы на всей территории планеты, и нефтяная пленка, затягивающая мировой
океан, и угроза таяния полярных льдов. Человек долго может жить без пищи (30-40
суток), без воды – 5 суток, без воздуха – только 5 минут. Выброс углекислого газа в
окружающую среду неразрывно связан с потреблением и производством энергии.
Экологи предупреждают, что если не удастся уменьшить выброс в атмосферу углекислого газа, то нашу планету ожидает катастрофа, связанная с повышение температуры вследствие так называемого парникового эффекта. Любое изменение климата влияет на состояние и здоровье человека и животных, на сельское хозяйство.
Наличие пыли в атмосфере уменьшает поступление к поверхности Земли ультрафиолетовых лучей. Очень опасны для здоровья смоги. В это время ухудшается самочувствие людей, резко возрастает число легочных и сердечно-сосудистых заболеваний.
Интенсивное развитие промышленности и транспорта привело к значительному загрязнению водных ресурсов. По данным Всемирной ассоциации здравоохранения, около 80% всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды. Загрязнение поверхностей водоемов пленками
масла, жиров, смазочных материалов препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает насыщенность воды кислородом и является причиной массовой гибели рыб и птиц.
Экологическая проблема стала бедой планеты. В мире все чаще раздаются голоса, что если в ближайшие 15 лет не принять меры, то природа не сможет самовосстанавливаться и начнется необратимый процесс уничтожения всего живого»
III. Подведение итогов.
Атомные электростанции
Урок-конференция
Коваленко Ю.А., учитель УО «Новкинская государственная общеобразовательная
школа Витебского района»
Цель урока: рассмотреть принцип действия атомных электростанций; развивать
устойчивый интерес к предмету через создание проблемных ситуаций, используя
форму дидактической игры.
Средства обучения: мультимедийный проектор, индивидуальные карточки с заданиями.
1.
2.
3.
4.
План
Вступительное слово учителя
Сообщения учеников
Выполнение практических заданий
Подведение итогов урока
34
Ход урока
1. На начальном этапе урока учитель сообщает ученикам тему урока, цель, ставит
перед учениками вопрос о целесообразности использования атомных электростанций.
2. Сообщения учеников.
Использование энергии атома
Атомные электростанции используют реакцию расщепления урана, для преобразования тепла, которое затем улавливается в теплообменниках и используется,
чтобы получить пар, приводящий в действие турбины и электрогенераторы. Этот
паровой цикл и элементы выработки электричества – точно такие же, как и в обычной станции на ископаемом топливе. Атомные реакции происходят в полностью
экранированном и полностью автоматизированном ядре реактора. Уран выпускает
нейтроны, которые сталкиваются и порождают дальнейшие цепные реакции. Скорость реакции управляется вставкой замедлителей (обычно графитовых стержней),
которые поглощают свободные нейтроны. Сгенерированное реакцией тепло извлекается через цепь обмена тепла, которая в свою очередь поднимает температуру
воды в паре высокого давления и используется для приведения в действие турбин.
Для демонстрации принципа действия атомной электростанции я использовала
обучающий курс «Открытая физика 2.5»
Большинство существующих атомных станций используют обогащенное урановое
топливо и воду в качестве охлаждающего агента.



Водные реакторы под давлением (PWR или BBEP) используют воду как замедлитель реакции.
Графитные реакторы на легкой воде (LWGR или PBMK) используют для замедления графит .
CANDU, разработанный в Канаде, использует в качестве замедлителя и хладагента природное урановое топливо и тяжелую воду. На этот тип реактора
35
приходится только около 10% мировых мощностей по выработке атомной
энергии.
Атомная энергия в мире
В настоящее время в мире эксплуатируется около 430 атомных реакторов,
которые совокупно обеспечивают 17% общей мировой выработки электричества.
Это составляет менее 5% общих потребностей в энергии. В то время как общая зависимость от атомной энергии составляет менее пятой части мощностей по выработке электричества, некоторые страны проводят крупные инвестиции в атомную
энергетику. Например, 76% мощностей во Франции являются ядерными, а в Литве
этот показатель равен 85%. Следующие страны имеют более 40% установленных
атомных мощностей: Бельгия, Швеция, Болгария, Словацкая Республика, Венгрия,
Швейцария. В СНГ – Украина имеет около 38%, а Россия - 12%. Эти страны имеют
высокую зависимость от производства энергии атомным способом, и переход на
другой, не атомный, источник будет сложным и дорогим.
Радиация и ядерная безопасность
Атомные электростанции не излучают опасную радиацию в нормальном режиме работы, и было всего лишь несколько инцидентов, которые действительно
вредили человеческому здоровью. Тем не менее, излучение может быть чрезвычайно опасным, поэтому необходимо предпринимать очень тщательные меры
предосторожности для рабочих в пределах атомных электростанций, при переработке радиоактивных отходов и выполнении ремонта и остановки реакторов. Излучение невозможно увидеть или почувствовать, и работники-ядерщики используют
чувствительную пленку и счетчики Гейгера, чтобы обеспечить нахождение в пределах обоснованной безопасной дозы излучения за период жизни.
На атомных станциях произошли две большие аварии:
 Электростанция «Тримайл Айленд» в Пенсильвании, США (28 марта 1979)
 Чернобыль, Украина (26 апреля 1986), где погибло несколько десятков людей, и по оценкам радиоактивные осадки причинили вред здоровью более 10
000 человек. Эти аварии, и прежде всего Чернобыль, повлияли на формирование мирового мнения о реальной опасности, которую может представлять
атомная энергия. Чернобыльская катастрофа усилила осознание важности
международного диалога для контроля над ядерной энергией и крайнюю
необходимость введения адекватных мер безопасности.
Проблема долгосрочного избавления от отходов
Возможно наиболее значительный вопрос, остающийся без ответа - безопасное хранение радиоактивных отходов. Радиоактивные отходы высокого уровня, как
например, использованные топливные стержни или компоненты из ядра остановленного реактора, могут не распадаться до безопасного уровня радиоактивности
несколько тысяч лет и, вероятно, еще значительное время будут оставаться очень
горячими (вплоть до 400оC). Отходы низкого уровня, включающие инструменты,
одежду и т.п., могут потребовать защищенного хранения в течение несколько сотен
лет прежде, чем их можно будет счесть безопасными.
Использованные топливные стержни можно перерабатывать, что помогает
уменьшать количество производимых отходов высокого уровня. Разработка пригодных средств хранения является сложнейшей задачей для ядерщиков-технологов.
Варианты включают витрификацию (стеклование) и заключение в глубокие бетонные камеры хранения под землей, а также захоронение в океане. Проходят иссле-
36
дования и дискуссии, а радиоактивные отходы в настоящее время содержатся долгое время во временных хранилищах.
3. Выполнение практических заданий:
Предлагаемые действия:
Класс готовит список преимуществ и недостатков решения вывести из эксплуатации атомные электростанции по соображениям безопасности в стране, в которой
атомной энергии принадлежит большая доля (например, Франция) или в странах,
где устаревает используемая технология. Итог упражнения можно представить в
виде телевизионного документального фильма с игровыми интервью и дискуссиями. Если у вас есть видеокамера - запишите его. Либо я попросила, чтобы учащиеся
написали письма в правительственные или национальные газеты. Можно поручить
группам учащихся принять точки зрения различных групп интересов, например,
группы защитников окружающей среды, экономистов, работников атомных электростанций и других
Игровой этюд, предполагающий расположение в окрестности атомной электростанции. Учащиеся представляют себе, что вблизи школы должна строиться
атомная электростанция. Тем не менее, до принятия окончательного решения будет
проведено собрание общественности, в котором возможность представить свои
взгляды получат три группы людей. Это группа инженеров и ученых, которые
спроектировали электростанцию, группа местных жителей и группа местных политиков. Можно разделить класс на эти три группы и дать им время до конца урока,
чтобы подготовить свою позицию.
Игра должна пройти на следующем уроке в форме собрания общественности. Учащимся надо раздать информационные листки, разъясняющие будущее место строительства и экономическое обоснование электростанции. Можно предоставить учащимся другие источники информации: базы данных, пособия, библиотеку,
местные газеты, статьи из журналов или видеоматериалы. Участникам каждой
группы также необходимо выдать карточку соответствующую приведенным ниже
группам.
Группа A: Инженеры и ученые
Вы хотите построить электростанцию потому, что вы думаете, что ядерная
энергия является чистым и эффективным способом достичь процветания региона.
Если построить эту станцию, у вас появится возможность продолжения своей работы, а вероятность строительства в будущем других станций повысится. Вы убеждены, что были преодолены любые проблемы безопасности. Вы ожидаете, что
местные политики поддержат вас, поскольку именно они убедили вас поставить
электростанцию в этом месте. Тем не менее, вам также известно, что они захотят
публично проверить вас по вопросам, интересующим их избирателей.
Участники других групп, вероятно, спросят вас о:
 вопросах безопасности,
 вопросах загрязнения,
 захоронении отходов,
 проблемах занятости,
 стоимости производимой энергии в сравнении с альтернативными источниками энергии.
37
Вам необходимо тщательно проработать эти вопросы.
Группа B: Местные жители
Вы хотите знать, принесет ли новая электростанция какую-нибудь пользу
вашему городу, сколько рабочих мест создаст электростанция? Будут ли привлекаться местные жители или рабочие места будут отдаваться высококвалифицированным специалистам из других частей страны? Принесет ли станция богатство в
данную местность, которое пойдет на пользу местному бизнесу? Возможно, она
будет дешевле. Возможно, она будет содействовать улучшению местных услуг,
например, дорог и связи. С другой стороны, она может привести к загрязнению
окружающей среды, риску возникновения аварий и опасности роста числа раковых
заболеваний. Вы хотите, чтобы вас убедили, что преимущества перевешивают недостатки.
Основные вопросы:
 вопросы безопасности,
 вопросы загрязнения,
 захоронение отходов,
 проблемы занятости,
 стоимость производимой энергии.
Группа С: Местные политики
С точки зрения местных политиков рассматривается вопрос в аспекте местной и национальной обстановки. Вы знаете, что для того, чтобы развиваться, области необходимо больше энергии, что атомная энергия дешева и эффективна. Электростанцию надо где-нибудь размещать, так почему бы не здесь? Вы упорно работали для того, чтобы заполучить этот проект, поскольку он принесет в область рабочие места и процветание. Тем не менее, вас избрал народ, так что вы должны
прислушиваться к его беспокойству. Вам придется жить с этим решением еще долго после того, как ученые и инженеры уедут на строительство следующей электростанции. Так что, с одной стороны, вам нужно получить заверения от ученых и инженеров, а с другой стороны, вы стремитесь успокоить местных жителей.
Основные вопросы:
 вопросы безопасности,
 вопросы загрязнения,
 захоронение отходов,
 проблемы занятости,
 стоимость производимой энергии.
На заключительном этапе с учащимися была проведена дискуссия о том, что
они чувствовали бы, если бы им пришлось жить поблизости от атомной электростанции. Учащиеся затем записали это в форме письма к другу, излагающего их
чувства.
Учитель: Ребята, вы сегодня хорошо занимались. У каждого из вас сформировалось своё собственное мнение по поводу строительства атомных электростанций.
Каждый из вас в будущем может стать инженером, политиком, учителем, и в своей
будущей деятельности вы не должны забывать о тех знаний и сведениях, которые
вы получили сегодня на уроке.
38
39
Необходимость строительства АЭС для Республики Беларусь
Урок-дискуссия
Овсяник С.М., учитель УО
«Государственная общеобразовательная средняя школа №24 г.Витебска»
Цель урока: Создать условия для проведения дискуссии на тему «Необходимо ли
строительство АЭС для Республики Беларусь».
Воспитательная: воспитание патриотизма, добросовестного отношения к учёбе,
ответственности за ресурсы планеты.
Развивающая: развитие мышления (формирование умений выделять существенные признаки, классифицировать факты, делать обобщающие выводы);
развитие познавательных умений (формирование умений выделять главное, составлять тезисы, развитие умений частично-поисковой деятельности);
развитие воли и самостоятельности (развитие инициативы, уверенности в своих
силах, настойчивости, умения преодолевать трудности для достижения намеченной
цели; умения владеть собой – выдержка, самообладание; развитие умений действовать самостоятельно).
Содержание урока
Слово учителя. Начало дискуссии.
Просмотр фильма про Чернобыль.
Учащиеся зачитывают рефераты по следующим темам:
– Мировой опыт и тенденции в сфере «мирного» атома
– Энергозависимость Республики Беларусь
– Альтернативные источники и возможность их применения
– Преимущества, которые нам даст АЭС
Заключение, выводы учитель делает вместе с учащимися.
Учитель: Наверное, ни одно слово так не распространено в нашей стране, как слово «безопасность». Время от времени правительство заявляет о новых шагах в достижении продовольственной, информационной, энергетической безопасности
республики. Само понятие «борьба» так тесно вплелось в нашу жизнь (борьба за
урожай и т.д.), что естественным образом заставляет нас искать способы защиты от
всех «напастей». К сожалению, поиск врагов надолго укоренился в нашем сознании, не позволяя нам оценивать ситуацию здраво.
Но тематика нашего урока направлена вовсе не на осуждение правительства
за те термины, которое оно выбирает (хотя этот вопрос тоже не маловажен, т.к.
сказывается на общем психологическом состоянии нации), а на рассмотрение
необходимости использования атомной электростанции в Республики Беларусь,
как альтернативного источника получения энергии.
Данная тематика становится особенно актуальной в наше время, когда
стоимость энергоресурсов возрастает и спрос на них продолжает увеличиваться. Причем известный постулат, что количество ресурсов ограничено, может в скором времени показать свою правильность на примере нефти и газа. Необходимость
поиска альтернативных энергоисточников, уже не вызывает сомнения ни у кого в
мире.
40
Мировой опыт и тенденции в сфере «мирного» атома
Уже 50 лет, как ядерная энергия стала на службу человека. За это время были взлеты и падения. Самой печальной страницей в истории ядерной энергетики
стал год 1986, который долго еще будет пугать жителей как самой Республики Беларусь, так и ее соседей. Взрыв на Чернобыльской АЭС привел к тому, что множество программ по развитию ядерной энергетики были заморожены или вовсе сняты
с рассмотрения. Общественный страх перед повторением данной трагедии заставлял многие правительства отказываться от строительства новых АЭС или закрывать уже имеющиеся. Правда, такая фобия не повлияла на множество других стран.
Так, в одних Соединенных Штатах на начало 2002 года работало 104 реактора.
Распределение же действующих реакторов на начало 2002 года в мире выглядело
следующим образом.
Распределение действующих АЭС в мире на начало 2002 г.
Действующие
Доля в
Государство
ядерные реакторы энергетики
на конец 2001 г.
страны, %
22
США
104
58
Франция
79
Япония
52
32
Германия
19
31,5
Россия
27
14,6
Южная Корея
16
47
Великобритания
31
28
Украина
13
36
Канада
14
13
Швеция
11
50
Испания
9
35
7
Бельгия
63
Тайвань
6
27
Швейцария
5
45
Финляндия
4
31,5
Индия
14
4,1
КНР
3
1,7
Словакия
6
50
Бразилия
2
4,5
Болгария
4
34
Венгрия
4
40,5
Чехия
4
21
ЮАР
2
5,8
2
Литва
71
Мексика
2
5,5
Аргентина
2
10
Румыния
1
8,5
Словения
1
41
Нидерланды
1
4,5
Пакистан
2
3,4
Армения
1
23
Всего
427
23
41
Впрочем, никакой тенденции к снижению, как доказывали многие специалисты из ООН, не произошло, так на конец 2004 года в 30 странах мира действовало
442 АЭС, причем еще 26 АЭС находятся в стадии строительства. Т.е. количество
реакторов увеличилось на 3,5% (15), в среднем получается по 5 реакторов в год.
Основные мощности сосредоточены в Западной Европе и США. Лишь 39 станций
находятся в развивающихся странах, которые вырабатывают 5,6 процента от общемирового объема электроэнергии "атомного" происхождения. [2]
Наибольший удельный вес атомной электроэнергии на данный момент принадлежит Литве с ее 79%, Франция же спустилась на 2-ое место, снизив показатель
удельного веса до 77,6%.
Лидеры в использовании атомной энергией.
Страна
Доля
атомной
электроэнергии к
общему объему
выработанной, %
Литва
79,89
Франция
77,68
Словакия
57,35
Бельгия
55,46
Швеция
49,62
Украина
45,93
Словения
40,45
Южная Ко- 40,01
рея
Что же касается прогнозов, то у Международного агентства по атомной
энергии (МАГАТЭ) существуют два сценария будущего развития отрасли до 2030
года - "пессимистичный" и "оптимистический". Согласно первому, отношение к
атомной энергетике в мире будет весьма прохладным. Поэтому ни одной новой
АЭС к 2030 году построено не будет. В результате доля атомной энергии в ее общем объеме по всему миру снизится через 25 лет с нынешних 16 до 12 процентов.
Оптимистичный сценарий предполагает, что к 2030 году электроэнергии, производимой на АЭС, будет вырабатываться на 70 процентов больше, чем в 2002 году.
Правда, как признают в МАГАТЭ, общее производство электроэнергии из всех источников в целом будет расти еще быстрее. [2]
Однако даже оптимистичный сценарий не учитывает в полной мере возможности быстрого истощения мировых запасов энергосырья. Если учитывать этот
фактор, то, как показывают расчеты ооновской межправительственной группы экспертов по изменению климата, производство атомной энергии может вырасти к
2030 году в 2,5 раза, что может составить 27 процентов всего объема электроэнергии, которая будет вырабатываться на Земле к тому моменту. Эксперты ООН особенно отмечают тот факт, что АЭС позволяют существенно снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, которые, согласно принятой сейчас теории о глобальном
потеплении, являются главной причиной последнего. Если бы все существующие
ныне АЭС были закрыты, то их замещение с помощью тепловых энергостанций
привело бы к дополнительным выбросам в атмосферу 600 миллионов углекислого
газа в год. [2]
42
Кроме этого, ядерное топливо остается самым дешевым. Если цена ядерного
топлива вырастет в 2 раза, то стоимость электричества, вырабатываемого на АЭС,
увеличится на 2-4 процента. А вот если, к примеру, удвоится цена природного газа,
то цена электричества подпрыгнет на 70 процентов. [2]
Сейчас на АЭС делает ставку бурно развивающаяся Азия: из 31 реактора,
введенного в строй в мире в последние 7 лет, 22 – в Азии. Там же находятся 18 из
27 реакторов, сооружаемых в настоящее время. В числе последних – реакторы Бушерской АЭС в Иране. Совсем недавно Пекин обнародовал планы строительства в
стране целых 40 энергоблоков в течение 15 лет. [3] Впрочем, при данной цене на
нефть и газ количество желающих перейти на альтернативные источники будет
только увеличиваться.
Нельзя забывать, что и деятельность организаций, которые отрицательно
настроены по отношению к ядерной энергии, также активизировалась. Их деятельность хотя и направлена на сокращение количества АЭС, однако чаще всего не
имеет сильного влияния на правительство. Так, произошло закрытие Козлодуйской
АЭС в Болгарии. В свою очередь правительство Болгарии заявило, что возобновит
строительство АЭС «Белене» на 2000 МВт [4].
Энергозависимость Республики Беларусь.
Говоря о «безопасности», в самом начале необходимо отметить, что она
напрямую ассоциируется в нашей стране с понятием «независимость». И при том,
что официально мы на самом деле являемся независимыми, но де-факто наша экономика зависима от внешних ресурсов. С учетом того, что основным поставщиком
для нас является Российская Федерация, то не сложно сделать вывод о нашей
настоящей независимости.
Та же картина наблюдается и в отношении электроэнергии. Так, наша республика обеспечивает себя собственной электроэнергией только на 79,6%. Естественно, что недостающую энергию мы вынуждены приобретать. В этом году было
приобретено 5,5 млрд. Кв.ч., причем весь объем закупок был произведен у России,
которая и по данному показателю является лидером (монополистом) (98% от общего количества всех поставок энергоресурсов). Для сравнения вторым импортером
для нас является Украина, которая в этом году поставила только 1 млн. Квт•ч, т.е.
данный показатель практически ничтожен. А если прибавить к этому тот факт, что
доля электроэнергии, полученной с помощью газа, который тоже завозится из России, составляет 95,4%, то тут уже слово «независимость» необходимо написать с
большим вопросом.
В целом же, по данным статистики, на каждого белоруса приходится 1850
куб. м газа, в то время как на среднестатистического жителя ФРГ - лишь 1000 куб.
м., Италии - 800, Польши - 350, Литвы - 300. При том, что средняя в мире норма
потребления электроэнергии составляет 2,1 тыс. кВт.ч на человека в год, среднестатистический белорус сжег ее в прошлом году 3,4 тыс. кВт.ч. Т.е. мы расходуем
электроэнергию неэффективно. Возможно, поэтому в кулуарах правительства
предлагают рассмотреть возможность введения налога на компьютеры. Вот только
не все так просто. Ведь статистика охватывает всю республику, с ее предприятиями, а не только физических лиц. Естественно, что устаревшее оборудование потребляет гораздо больше электроэнергии, нежели современные станки (на долю
физических лиц приходится только 8% израсходованного газа на производство
43
энергии). Поэтому налогом на компьютеры ситуацию по поводу снижения энергопотребления в лучшую сторону не сдвинешь, а вот прогресс затормозить вполне
возможно.
Если мы начали разделять предприятия, которые являются основными потребителями электроэнергии, и физических лиц, то стоит отметить тот факт, что и
стоимость электроэнергии для них начисляется по-разному. Для предприятий стоимость электроэнергии в два с лишним раза выше.
Дополнительную же энергию мы закупаем у России. Приблизительно столько же стоит электроэнергия вырабатываемая на Лукомльской ГРЭС. Впрочем,
наша республика могла бы активизировать свои незадействованные ресурсы (в
лучшие годы Беларусь вырабатывала электроэнергии на отечественных электростанциях вдвое больше, чем сейчас, но вынуждена была законсервировать часть
мощностей из-за промышленного спада). Но это бы не возымело должного эффекта. Благодаря политическим договоренностям у нас пока есть возможность пользоваться более дешевой нефтью и газом, но данная ситуация в скором времени может
существенно измениться, поэтому поиск альтернативных источников, как и поставщиков, является наиважнейшей задачей энергетической безопасности.
Альтернативные источники и возможность их применения.
Прежде чем рассматривать альтернативные источники энергии, необходимо
рассмотреть запасы энергоресурсов в нашей стране.
 Нефть и попутный газ
Ресурсы нефти в Беларуси оценены в 355,56 млн. т, из которых 46% отнесены к промышленной категории. Основная часть (96%) добывается из т.н. активных
остаточных запасов, обеспеченность которыми при сегодняшних темпах добычи
1,8 млн. т в год составляет 18 лет, а вместе с трудноизвлекаемыми -- 34 года.
Попутного газа производится около 160 млн. куб.м в год.
 Торф
Геологические запасы оцениваются в 4,3 млрд.т. Ресурсы, отнесенные в разрабатываемый фонд, равны 260 млн.т. Таким образом, республика располагает значительными запасами торфа, однако рассчитывать на увеличение его добычи не
приходится, т.к. основные запасы залегают на месторождениях, используемых
сельским хозяйством или отнесенных к природоохранным объектам.
 Горючие сланцы
Их прогнозные запасы оцениваются в 11 млрд.т., промышленные – в 3 млрд.
т. Эффективность белорусских горючих сланцев невысока из-за их чрезмерной
зольности и низкой теплоты сгорания. Требуется предварительная термическая переработка с выходом жидкого и газообразного топлива. Из-за того, что стоимость
получаемых продуктов выше мировых цен на нефть, а также с учетом экологического ущерба вследствие возникновения золоотвалов и содержания в золе канцерогенных веществ добыча сланцев пока считается нецелесообразной.
 Бурые угли
Открыты 3 их месторождения: Житковичское, Бриневское и Тонежское с
общими запасами 151,6 млн. т.
Угли низкокалорийны, пригодны для использования как коммунальнобытовое топливо при брикетировании с торфом. Однако разработка месторождений в ближайшей перспективе не рекомендована, поскольку при этом необходимо
44
удалять верхний слой почвы и лесов, что нанесет невосполнимый ущерб природе
Полесья. [8]
 Дрова и отходы древесины
Площадь земель лесного фонда Беларуси составляет 9,2 млн. га, или 44% ее
территории. Из них собственно леса составляют 7,4 млн. га. Общий запас древесины на корню в них равен 1,2 млрд. куб. м, ежегодный средний прирост - 25 млн.
куб. м.[8]
Что же касается отходов, то по очень осторожным расчетам их за 2006-2010
гг. может образоваться 2,7 млн. куб. м, за 2011-2015гг. - 2,8.
Но проблем с использованием данных ресурсов достаточно много. Чтобы
использовать древесные отходы на топливо необходимо на многих ТЭЦ поставить
дополнительные топки, т.к. основное количество ТЭЦ просто не предусмотрено
для сжигания в них дров. Дополнительно к этому, заготовление древесины специально в качестве топлива обходиться достаточно дорого 40-50 USD за условную
тонну. [9]
Что же касается торфа, то необходимо переходить на новые методы производств. В частности, отходить от использования брикетного торфа: при создании
брикетов сжигается газ, что делает производство невыгодным. Необходимо разрабатывать такие технологические линии, чтобы торф сушился самим же торфом.
Да и в целом эффективность всех биоресурсов (древесина, торф, сланцы) в
три раза ниже, чем газа. По подсчетам, обеспечение станции 1000 МВт таким топливом, как древесина, приведет к тому, что в течение 50 лет мы сожжем весь наш
лес. Расчеты ученых показывают, что возобновляемая и нетрадиционная энергетика могут дать порядка 12% от общей потребности, и применять их разумно отнюдь
не в сфере основного потребления - не в большой энергетике.
Что же касается нетрадиционных источников, то на первое место хочется
поставить гидроэнергетическиересурсы. И хотя наши реки по большей части равнинные и маловодные, но потенциальная мощность всех водотоков в республике
составляет 850 МВт, правда экономическую эффективность представляют 210-270
МВт. Это может обеспечить 4% текущего потребления электроэнергии.
О ветряных электростанциях (ВЭС) следует отметить, что точки для их установки определены, например на Нарочи: два "ветряка" выдают вполне европейские
показатели по выработке электроэнергии в год. Ниша для ветряной энергетики в РБ
есть.[10] И эту нишу теоретически определяют в 1600 МВт и годовой выработкой
6,5 млрд. кВт•ч электроэнергии. Однако, если подходить к данному вопросу с
практической точки зрения, то при самом оптимистичном прогнозе к 2015 г. около
30 МВт, к 2020-му -- 50 МВт.[8] Как видно, это достаточно немного (0,95%).
Использование же солнечной энергии практически нереально, т.к. является
заведомо убыточным.
Преимущества, которые нам даст АЭС
Как видим, на данный момент мы не можем обеспечить себя необходимым
количеством энергии. И даже использование нетрадиционных и возобновляемых
источников увеличит общее количество произведенной энергии лишь на 12%, что
даже на данном этапе достаточно низкий показатель. И нам как минимум придется
закупать оставшиеся 8% электроэнергии. Плюс к этому, необходимо смотреть на
перспективы развития при повышении стоимости основных энергоносителей, что
может достаточно болезненно отразиться на нашей экономике.
45
Ученые Национальной академии наук страны уже подготовили техникоэкономическое обоснование строительства АЭС. Согласно проекту, мощность
АЭС, которая может быть построена в Беларуси, составит порядка 2000 МВт (это
два блока по 1 тыс. МВт или 3-4 блока по 640 МВт). АЭС такой мощности сможет
обеспечить 27% потребности страны в электроэнергии, что приведет к снижению
себестоимости производимой энергосистемой электроэнергии на 20 процентов.
Ввод в Беларуси первого блока АЭС с 2015 г. позволит стране снизить долю
импортируемого природного газа в общем объеме потребления топливноэнергетических ресурсов с 78,4% в 2005 г. до 53% к 2020 г. [11] Только одно это
позволит нам экономить каждый год 300-400 млн. USD в год, а если прибавить к
этому, что уже не будет необходимости импортировать электроэнергию, то добавится в среднем еще 100 млн. USD.
К тому же запасы урана сосредоточены во множестве стран (хотя основными
поставщиками являются 7 стран), что позволит нам дифференцировать каналы поставок необходимого сырья, которое, что тоже следует отметить, гораздо дешевле,
чем органическое. К тому же есть возможность закупать ядерное топливо на 5-10 и
более лет вперед с частичной перегрузкой топлива каждые 1,5-2 года. Наконец, это
приведет к снижению себестоимости производимой электроэнергии по сравнению
с другими вариантами за счет уменьшения затрат на топливо, несмотря на более
высокие капитальные затраты.
Кстати, капитальные затраты являются наиболее значимым препятствием
на пути осуществления данных планов, так стоимость строительства белорусской
АЭС (если будут использованы российские технологии) составит порядка 2,5-3
млрд. USD. Да и сроки строительства на самом деле не добавляют оптимизма. По
предварительным оценкам, на строительство АЭС потребуется 7-8 лет.
В итоге, наверняка для строительства необходимо будет брать международный кредит, что понесет за собой определенные обязательства. С другой стороны,
можно создать АО и привлечь к строительству будущих акционеров, но вряд ли
наше правительство пойдет на то, чтобы ядерная энергетика была в частных руках.
Хотя положительным примером может являться США, где большинство АЭС
находятся в частной собственности.
В качестве места расположения правительством была выбрана Краснополянская площадка (Быховский пункт, Могилевская область). В качестве резервной
площадки может быть рассмотрена Кукшиновская площадка (Шкловско-Горецкий
пункт, Могилевская область).
Еще одна основная проблема, которая стоит перед всеми странами, имеющими АЭС, – хранение ядерных отходов. Для нашей республики возможно рассмотреть 2 варианта:
 Использовать могильник, который планируется построить в Литве. Причем
близость его к нашим границам может сыграть как отрицательную, так и положительную роль. В частности, не будет необходимости платить за провоз
ядерных отходов через территорию соседнего государства.
 Создать свой могильник на базе территории, зараженной после трагедии на
Чернобыльской АЭС.
К рассмотренным ранее положительным моментам стоит отметить тот факт, что
АЭС гораздо более экологически чистые (в отношении выброса вредных веществ в
атмосферу) по сравнению с ТЭЦ, что может положительно сказать на нашем желании подписать Киотский протокол, да и в дальнейшем положительно скажется на
46
возможности торговли квотами. Положительный момент и в том, что имеет место
действие эффекта мультипликатора, который обязательно возникнет при строительстве АЭС, да и рабочее места, созданные для наших энергетиков, также необходимо записать в положительные эффекты.
Учитель: подведение итогов дискуссии.
Значение цикла энергоресурсов и энергии. Энергосбережение
Урок – деловая игра
Л.Т.Корнеенко, учитель УО «Государственная гимназия
№ 1 г.Витебска»
Цель урока: раскрыть роль цикла энергоресурсов и энергии в структуре хозяйства,
значение энергосберегающей политики нашего государства.
Задачи урока: 1. Задачи учителя:
а) создать на уроке условия для привития учащимся умений и навыков самостоятельного усвоения материала в зависимости от их способностей и подготовки;
б) создать на уроке условия для воспитания у учащихся понимания необходимости
энергосберегающей политики нашего государства;
в) создать условия для развития у учащихся коммуникативных навыков.
2. Задача учащихся: каждому учащемуся стремиться усвоить тему «Значение цикла
энергоресурсов и энергии. Энергосбережение» на более высоком уровне, чем он работал обычно.
Оборудование: экономическая карта мира, физическая карта Беларуси, схема журнала «Геаграфія: праблемы выкладання», 2001 год, стр.23-24, рис.2, 3.
Методические приемы: аналитическая беседа, деловая игра, решение частных
проблем, создание проблемных ситуаций, рефлексия.
План урока
Знакомство с темой урока.
Вступительное слово учителя.
Актуализация опорных знаний.
Ролевая игра в форме «Научно-практическая конференция». Класс делится
на группы, в которых есть независимые эксперты и представители прессы.
Эксперты занимались изучением следующих вопросов:
1 группа: изучение потребления энергии на душу населения в разных группах
стран;
2 группа: состояние электроэнергии в Беларуси. Выступление министра энергетики Республики Беларусь.
3 группа: эксперты, изучающие энергопотребление в быту.
5. Подведение итогов.
6. Рефлексия.
1.
2.
3.
4.
47
Ход урока
Актуализация опорных знаний.
Дать определение понятия «ресурсный цикл». Какие стадии проходит природное
вещество в процессе его использования?
Какие циклы выделяют в современном общественном производстве?
Значение ресурсных циклов?
Какой цикл из всех ресурсных имеет наиболее важное значение и почему?
Вступительное слово учителя:
- Энергия – это фундаментальный экономический ресурс, который играет важную роль в экономике и политике на мировом и локальном уровнях. Потребление
энергии на душу населения является важным экономическим показателем, оказывающим влияние на уровень жизни.
Сегодня проводим урок в форме конференции. Тема обсуждаемого вопроса:
«Значение цикла энергоресурсов и энергии. Энергосбережение».
На конференцию приглашены независимые эксперты, министр энергетики Республики Беларусь, представители энергетики г.Витебска, представители прессы.
Сейчас слово предоставляется независимому эксперту, изучавшему уровень
потребления энергии в разных группах стран.
Выступление эксперта.
В отдельных развитых странах (США, Канада, Норвегия) она составляет 10-14 т
условного топлива, в то время, как во многих слаборазвитых странах только 0,3-0,4 т
(Бангладеш, Чад, Мали). На развивающиеся страны приходится только 1/3 мирового потребления энергии. В среднем на душу населения в этой группе стран потребляется около 1 т условного топлива, а в развитых странах - в 7 раз больше. Недостаток энергии сдерживает экономический рост государств.
Вопрос представителя прессы, корреспондента газеты «Таймс» (Великобритания). Вопрос задается на английском языке:
- Из вашего выступления мы услышали, что чем более высок уровень развития
страны, тем больше потребление энергии. Но безграничный рост энергии невозможен. Почему?
Ответ эксперта:
- Безграничный рост потребления энергии невозможен, прежде всего, по экологическим причинам. Сейчас человечество понимает, что потребление топлива связано с риском ускоренного разрушения окружающей среды во всем мире (кислотные дожди, загрязнение воздуха, изменение климата). Это угрожает будущему развития человечества. К тому же традиционные энергетические ресурсы исчерпаны.
Вопрос корреспондента газеты «Витьбичи»:
- Спадар! Скажыце, калі ласка, як уплывае на узровень выкарыстання энергіі
структура гаспадаркі?
Ответ эксперта:
- Различия в структуре хозяйства существенно влияют на уровень потребления
энергии. Много энергии потребляет выпуск металлов, химической продукции, целлюлозы, строительных материалов, а также транспорт, сфера услуг.
Слово предоставляется министру энергетики Республики Беларусь.
- Рост потребления топливно-энергетических ресурсов, который наблюдается в
последнее время Беларуси, на 85% диктуется нуждами электроэнергетики. Ее главным назначением является выработка, передача и распределение электрической и
48
тепловой энергии. Основой электроэнергетики Беларуси являются тепловые электростанции, связанные между собой линиями электропередач в единую электросеть.
Однако, своей энергии Беларуси не хватает и примерно четвертая часть ее поступает из Литвы и России. На долю Витебской и Минской областей приходится 70% всей
вырабатываемой энергии в Беларуси. В республике действует более двух десятков
тепловых электростанций.
Вопрос корреспондента газеты «Віцебскі рабочы»:
- Какая электростанция на территории Беларуси самая мощная? Расскажите, пожалуйста, о ней.
Ответ эксперта:
- Самая крупная – Лукомльская ГРЭС (мощность 2,4 млн кВт), она дает около
40% всей электроэнергии Беларуси. Главным видом топлива является природный
газ.
Вопрос:
- С учетом дефицита топлива энергетических ресурсов и значительной зависимости нашей страны от зарубежных поставок, какие будут основные направления
развития ТЭК Беларуси?
Ответ эксперта:
- 1) уменьшение потерь энергии при ее передаче и распределении между потребителями;
2) проведение политики ресурсо- и энергосбережения во всех сферах деятельности;
3) учет экологических требований при строительстве и реконструкции электростанций.
Учитель:
- Мы знаем, какое важное значение придается экономии энергии в разных отраслях промышленности.
А как можно экономить энергию в быту? Ответ мы получим, когда послушаем
выступление независимых экспертов, которые занимались изучением этих вопросов.
Эксперт:
- Я занимался вопросом снижения затрат энергии на отопление. Изучая этот вопрос, я выяснил, что большая часть тепловой энергии отопительной системы идет
на то, чтобы перекрыть потери тепла, а они в квартире с центральным отоплением
выглядят так:
> из-за неутепленных окон и дверей - 40 %;
> через оконные стекла -15%;
> через стены - 15%;
> через потолки - 7%;
> при пользовании горячей водой -23%.
Вопрос корреспондента:
- Как расставлять в квартире мебель?
Ответ эксперта:
- Мебель следует расставлять в квартире так, чтобы не препятствовать циркуляции теплого воздуха от батарей. Тогда в комнате будет тепло.
Выступление эксперта об экономии воды и энергии:
- На очистку 1м3 холодной воды расходуется энергия, эквивалентная 0,3кг каменного угля. На подогрев того же кубометра воды до 60°С идет еще от 2 до 6кг уг-
49
ля. Если открыть кран горячей воды, нагретой до 60°С, то всего за 3 минуты будет
израсходовано 1 кВт электроэнергии. Крайне много воды расходуем мы впустую:
около 21% питьевой воды в стране уходит без применения в канализацию.
Распылители в кранах позволяют эффективно использовать воду. Принимать
душ намного дешевле, чем ванну.
Выступление экспертов об экономии энергии при приготовлении пищи:
- Что мы обычно делаем неправильно при приготовлении пищи, и какова при
этом потеря энергии?
> при неправильном выборе посуды потеря энергии составляет - 10%-15%;
> если готовим в незакрытой посуде - 2%-6%;
> если наливаем слишком много воды - 5%-9%;
> при выборе посуды, которая не соответствует размерам плиты - 5%-9%;
> при неиспользовании остаточного тепла - 10%-15%.
Знаете ли Вы, что:
• Стальная посуда с толстым ровным дном обеспечивает хороший контакт с
плитой и позволяет экономить энергию. Неровное или вогнутое дно удлиняет на 40% время приготовления пищи.
• Размеры посуды должны соответствовать размерам плиты. Если посуда
мала - Вам потребуется больше времени на приготовлении. Если посуда
велика - Вы теряете до 30% энергии.
• При приготовлении пищи в открытой посуде расход энергии возрастает в
2,5 раза. Удивительно, но факт, что потери тепла одинаковы и для чуть
приоткрытой посуды, и для посуды без крышки.
• Используя много воды, Вы увеличиваете время приготовления и тратите
больше энергии.
• Выключая электрическую плиту за 5 мин до конца приготовления пищи,
Вы рационально используете остаточное тепло.
• Использование специальной посуды – скороварок, кипятильников, кофеварок – позволяет экономить до 30% - 40% энергии и до 60% времени.
Учитель:
Сегодня у нас в гостях присутствует аспирантка географического факультета БГУ. Она расскажет о возможности использования у нас в Беларуси нетрадиционных источников энергии.
- В настоящее время перед нашей республикой остро стоят вопросы обеспечения
электроэнергией. Вследствие этого приобретает актуальность и большое практическое значение разработка методов получения и использования нетрадиционных источников энергии, которые в то же время являются и экологически чистыми, не вызывающими загрязнения окружающей среды. К ним относятся энергия ветра,
Солнца, внутреннее тепло Земли и биогаз.
Опыт изучения возможностей развития электроэнергетики в отдельных экономически развитых странах свидетельствует, что удельный вес экологически чистых источников энергии, в частности, энергии ветра, в ближайшие годы возрастет.
Для оценки ветроэнергетических ресурсов используются следующие исходные характеристики ветрового режима:
а) средние суточные значения скорости ветра по месяцам, сезонам, за год;
б) повторяемость скорости ветра по градациям для тех же временных масштабов — месяц, сезон, год;
50
в) средние скорости ветра по направлениям. Используя эти параметры, по
данным метеорологических станций Беларуси рассчитана энергетическая мощность ветрового потока.
Потенциальные ветроэнергоресурсы определяются по формулам (1, 2):
По формуле (2) удельная мощность ветрового потока рассчитывается по данным эмпирических распределений скорости ветра по градациям.
На основании значений, полученных расчетным путем, были построены карты
потенциальных ветроэнергоресурсов для января и июля (рис. 1, 2), которые позволяют определить ландшафтные районы, наиболее перспективные для развития ветроэнергетики, и составить общее представление о вкладе энергии в топливноэнергетический баланс республики.
Наибольшее количество энергии ветра может быть получено в зимний период
(рис. 1).
Согласно формул (1,2) удельная мощность находится в прямой зависимости от
скорости ветра. Следовательно, наиболее благоприятными в этом отношении являются холмисто-моренные возвышенности (Новогрудская, Минская, Витебская, Городокская, Оршанская), занимающие северо-восточную и центральную части республики, где отмечаются наибольшие среднемесячные скорости ветра — 5,0 м/с.
51
Максимальные значения удельной мощности ветрового потока (№) превышают
150 Вт/м . А ведь известно, что скорость ветра в приземном слое атмосферы существенно изменяется на близких расстояниях под влиянием неоднородной подстилающей поверхности, особенно рельефа и крупных водоемов.
Наименьшие значения удельной мощности ветрового потока характерны для
южной части республики, которая расположена в пределах Белорусского Полесья,
где среднемесячные скорости ветра составляют 3,0—3,5 м/с .
В летнее время ветроэнергоресурсы уменьшаются по сравнению с зимним
периодом, значения удельной мощности ветрового потока в данный 'период менее
100 Вт/м .
Многими авторами предлагается для расчета значений удельной мощности
использовать также формулу:
где А — коэффициент асимметрии, Си
— коэффициент вариации.
Также, если предположить, что скорость ветра описывается функцией Максвелла , то значения Си и А соответственно будут равны 0,52 и 0,63, следовательно,
формула (3) имеет вид:
На основании формулы (4) определены значения № (Вт/м ) с использованием
данных.
52
В результате произведенных расчетов можно сказать, что при 3-ЮЗ четверти
зимой и 3-СЗ — летом определены наибольшие значения удельной мощности ветра (рис.3).
Это объясняется тем, что в зимний период изобары располагаются в направлении, близком к широтному: более высокое давление устанавливается на юге и
юго-востоке республики, понижаясь к северу и северо-западу. В этот период преобладают ветры юго-западной и западной четверти, так как территория находится
под влиянием северо-западных и западных циклонов, проникающих с Атлантического океана. В летний период преобладают западное и северо-западное направления ветра, которые обусловлены влиянием тыловой части западных циклонов или
восточной окраиной области высокого давления, направленных с Атлантики на материк. Давление в этот период понижается с юго-запада на северо-восток. Изобары
располагаются в меридиональном направлении. Повторяемость западных и северозападных направлений ветра составляет 40 %.
Таким образом, при оценке ветроэнергоресурсов необходимо учитывать влияние неоднородной подстилающей поверхности, так как наибольшие ресурсы ветра
характерны для открытых возвышенных участков. На основании произведенных
расчетов на территории Беларуси такими являются центральные и северовосточные районы республики. Но в то же время главной остается задача поиска и
разработки способов повышения мощности ветроэнергоустановок (ВЭУ) для среднегодовых скоростей, характерных для территории Беларуси, так как большинство
промышленных ВЭУ рассчитаны на скорость ветра 8—12 м/с .
53
Обобщение.
Вопрос: назвать основные направления энергосберегающей политики нашего
государства.
Ответ: использование нетрадиционных источников энергии, в перспективе ветровых, экономия энергии в быту, в разных отраслях промышленности, использование
вторичного сырья, замкнутого водоснабжения, внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий
Слово учителя:
- А поскольку наши школы являются частью государства, все учащиеся должны
внести посильную лепту в выполнение этой программы.
Вопрос:
- Скажите, какую?
Ответ:
- Не проходить мимо открытого крана, принять активное участие в сборе макулатуры. Ведь собранная нами макулатура сохраняет лес, экономит электроэнергию,
которая идет на производство бумаги. Ведь мы знаем, целлюлозная отрасль требует большого количества энергии. Нашим девизом должно стать бережное отношение к мебели и всему школьному имуществу. Ведь бережливость - залог могущества любого государства.
А сейчас мы проведем викторину.
1. Назовите самый дешевый и экологически чистый «источник» энергии.
2. Что является самым прожорливым потребителем электроэнергии?
3. Каким клеем не рекомендуется пользоваться при утеплении окон?
4. Назовите место, возле которого обычно устанавливается осветительный прибор
для освещения ванной комнаты?
5. При использовании в посуде данного предмета на 20% снижается расход электроэнергии и сокращаются затраты времени на приготовлении пищи?
6. Для чего используют электроутюги?
7. Назовите воздушный поток, ведущий к быстрому охлаждению помещения.
8. Что производится один раз в год с плафонами и осветительной арматурой, чтобы
увеличить пропуск света на 30%?
9. Телевизор с каким экраном потребляет больше энергии?
10. Чем нежелательно, с точки зрения экономии, пользоваться при сушке белья?
11. Что удаляется с радиаторов перед очередной окраской для увеличения их теплоотдачи?
12. Назовите приспособление на кранах для эффективного использования воды.
13. Процесс, происходящий со стенами, потолком и воздухом в помещении
при долгом проветривании?
14. Как называют по отношению к электроплитам специальные электроприборы
кухни, которые значительно экономичнее готовят пищу?
15. Что менее экономично в пользовании при потреблении горячей воды?
16. Сколько звездочек имеется на маркировке холодильников, обеспечивающих
быстрое и глубокое замораживание?
17. Что нужно сделать с неисправной конфоркой, использование которой приводит к
перерасходу электроэнергии на 3-5%?
Рефлексия:
1) Обсуждаемые проблемы заставили ли тебя задуматься, изменить свою точку зрения?
54
2) Чьи рассуждения тебе больше всего понравились?
3) Согласен ли ты с ответами своих товарищей?
4) Удалось ли тебе высказать свои мысли? Если нет, то почему?
Нетрадиционные источники энергии
Урок – педагогическая мастерская
Слабухо Л.Н., учитель УО
"Полоцкая государственная общеобразовательная средняя школа №4"
Дидактическая цель:
Создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации
средствами технологии педагогических мастерских.
Учебная цель:
Познакомить учащихся с нетрадиционными источниками энергии, перспективами их использования в Республике Беларусь; способствовать осознанию ответственности каждого человека за энергобезопасность нашей страны;
развивать коммуникативные навыки, умения работать с информацией, обобщать, делать выводы.
Технология, используемая на уроке – технология педагогических мастерских.
Оборудование: опорная схема «Круговорот веществ» (на доске); информационный
блок; листы ватмана; маркеры; «мусорное ведро»; листы бумаги (изготовление фигурки человека).
Ход урока
1. Организационный момент
Учитель приветствует учащихся, проверяет готовность рабочих мест к занятию.
2. Мотивация и целеполагание (индукция).
«Я знаю, что деревьям, а не вам
Дано величье совершенной жизни:
На ласковой земле, сестре звездам,
Мы на чужбине, а они - в отчизне»
Н.Гумилев
55
Вниманию учащихся предлагается стихотворение Н.Гумилева и схема круговорота веществ (учитель просит их прокомментировать). Учащиеся говорят о
космической роли зеленых растений на нашей планете (основной источник энергии
на Земле - это солнечное излучение). Лучистая энергия солнца усваивается зелеными растениями, превращаясь в энергию связей химических веществ. Гетеротрофные организмы используют энергию Солнца, поглощая эти вещества.
Круговорот веществ никогда не бывает полностью замкнутым. Часть неорганических и органических веществ выносятся за пределы экосистемы. В масштабах геологического времени это приводит к накоплению полезных ископаемых угля и нефти, газа и т.п. Таким образом, природа дает человеку возможность воспользоваться своими запасами в качестве источника энергии.
Цель сегодняшнего занятия: выяснить, какие проблемы связаны с использованием невозобновляемых источников энергии, познакомиться с нетрадиционными
видами энергии.
«Энергия» в переводе с греческого означает «деятельность». Прошли те времена, когда наши предки сидели при жалком свете свечи. Теперь над нами сияет
люстра в несколько рожков, включен телевизор, урчит в углу холодильник, работает компьютер. Нам подавай метро или маршрутное такси. Мы хотим жить в удобных квартирах. А для удовлетворения наших возрастающих запросов приходится
увеличивать выработку энергии.
Вдумайтесь в эти цифры
В нашей стране потребление топлива и энергии в быту увеличивается в год в
среднем на 30 %. На бытовые нужды уходит 8 % потребления электроэнергии в
народном хозяйстве. На отопление и снабжение жилых домов горячей водой используется ежегодно примерно 1/3 всей вырабатываемой в стране тепловой энергии. Только на освещение наших квартир расходуется ежегодно 30 млрд квт/часов
электроэнергии. 1 лампочка в 75 Вт, горящая 2 часа в сутки, потребляет в неделю
приблизительно 1 квт/час
Какие источники энергии вы знаете? (ответы учащихся: ядерная энергия,
уголь, нефть, газ, энергия ветра и т.п.).
Основными источниками энергии у нас являются уголь, нефть и газ. Каменный уголь – отличное топливо. Оно сгорает медленнее, чем дрова, но дает больше
тепла.
56
Еще больше тепла при сгорании дает газ. Кроме этого, газ – самое дешевое и
удобное топливо.
Но потребности человека в энергии возрастают с каждым годом, поэтому
приходится увеличивать ее выработку. И вот тут человек сталкивается с двумя
очень серьезными проблемами... Какими?
«Мозговой штурм». В группах учащиеся обсуждают ответ на поставленный
вопрос, сбрасывают свои ответы в «муравейник». Ответ:
1) проблема загрязнения окружающей среды продуктами сгорания топлива, радионуклидами;
2) истощение запасов угля, газа, нефти.
Как ни странно, больше всего коптят небо и убивают атмосферу предприятия, которые приносят нам свет, тепло, создают уют. Это 42 действующие в Беларуси электростанции и сотни котельных. Ежегодно они сжигают 30-32 млн. т топлива, в основном каменного угля, нефти, мазута, давая до 1/3 всех выбросов в атмосферу (более 500 тыс.т).
На острие общественного мнения, особенно после Чернобыля, находится
атомная энергия. Начиная с 1993 года в США и в Европе (кроме Франции) не троят
АЭС. С точки зрения безопасности и сохранения окружающей среды АЭС вообще
не выдерживает критики. Главная экологическая проблема – радиоактивные отходы АЭС, которые сегодня никто не умеет утилизировать.
А запасы угля, нефти и газа тем временем истощаются.
Предлагаю вашему вниманию экспресс-информацию, которую подготовили
участники экологического отряда СШ № 4.
1. Не случайно еще в прошлом веке великий русский ученый Д.И.Менделеев
предупреждал, что сжигать нефть – «это все равно, что топить печь ассигнациями». Именно нефть загнала Беларусь, как, между прочим, и многие другие страны,
в кабалу вечного должника.
2. Российская сторона имеет намерения предпринять все необходимое для
удовлетворения потребностей Беларуси в природном газе в будущем году. В ходе
недавних переговоров была достигнута предварительная договоренность о поставке в Беларусь газа из России на период до 2020 года.
3. По современным прогнозам, которые делались на основании всестороннего анализа, угля, нефти и газа осталось лет на 100-150.
4. Руководитель международного энергетического агентства Клод Мандиль
объявил о всемирном энергетическом кризисе...
Каков же выход из сложившейся ситуации? Как избежать энергетического
голода? И как вырваться из порочного круга старой энергетики, которая основана
на варварском поглощении ресурсов планеты и особой агрессивности техносферы.
3. Изучение нового материала
1. Реконструкция Учащимся предлагается информационный блок
2. Социализация Учащиеся работают в группах по выполнению заданий,
готовятся к защите продуктов своего труда
Задание группе № 1:
1. Изучение тенденций развития энергетики (см.приложение № 1).
2. С помощью схемы покажите динамику развития энергетики.
57
Требуется решительная смелость и мужество, чтобы вырваться из смертельных объятий дымной и ядерной энергетики. Сначала нужно осмыслить
тенденции в ее развитии.
Задание группе № 2:
1. Выясните, что представляет собой гелиоэнергетика.
2. Изучите историю использования данного вида энергии.
3. Выясните, каковы перспективы развития гелиоэнергетики в Беларуси.
4. Нарисуйте плакат на тему «Теплоэнергетика: история и перспективы».
Слово учителя перед выступлением группы № 2:
Что собой представляют нетрадиционные источники энергии? (ответ учащихся). Один из источников энергии будущего в нашей стране – это ветер. В
настоящее время в Беларуси лишь 15 % энергии получают с помощью нетрадиционных источников. Ученые считают, что в нашей республике есть площадки, где скорость ветра выше, чем на остальной территории, там можно
строить ветряки (поселок Дружный). Такие источники могут обеспечить энергией санатории, поселки, сельскохозяйственные фермы, коттеджи и т.п. Это
актуально для Беларуси, т.к. почти всю энергию мы производим из российского газа, что ставит под угрозу энергетическую безопасность страны.
Задание группе № 3:
1. Изучите информацию об искусственном фотосинтезе.
2. Расскажите о достоинствах данного процесса.
3. Сделайте рисунок на тему «Лист - фабрика солнечной энергии.
58
Казалось бы, и проблем нет. Есть проблемы: солнце ведь светит не круглые
сутки и не каждый день. Мешают облака, дожди, туман. Но природа дает прекрасный выход из этого положения.
Задание группе № 4:
1. Изучите информацию об использовании биомассы в качестве альтернативного источника энергии за рубежом и в Беларуси.
2. Составьте опорную схему, указав в ней направления использования
До столь высоких энерготехнологий еще далеко, а обогреваться, ездить,
работать в цехах, на стройках и фермах нужно уже сейчас! Её запасы можно
использовать за счет разумного использования промышленных и бытовых
органических отходов.
Задание группе № 5:
1. Подготовьте экспресс-информацию «Новости Интернета об использовании
нетрадиционных видов энергии» (см.приложение № 5)
2. Составьте таблицу:
59
Вид энергии
Характеристики
Страны
Примерный ответ группы
Геотермальная
Энергия из снега
Энергия волн, приливов и отливов
Отработанное
пищевое масло
3. Афиширование:
Извлечение горячей воды и пара из недр Япония
вулканических островов
Для охлаждения воздуха помещений
Япония
Используется в основном зимой, когда на Япония
море повышенное волнение
Топливо для ТЭЦ, переработка в топливо Австрия
для машин
Япония
Подведение итогов:
1. Необычных источников в мире много - весь он, в конце концов, энергетика!
Ученые видят проблему не в отсутствии энергии, а в том, как её укротить,
позаимствовать у природы.
2. Чтобы преодолеть энергетический кризис, человечество должно научиться
использовать возобновляемые источники энергии.
3. Основные источники энергии будущего в Беларуси - ветер, солнце, биомасса.
Рефлексия: дети обмениваются мнениями о том, выступление какой группы было
самым запоминающимся.
4. Пауза: упражнение-активатор.
Делаем из бумаги фигурку человека, с помощью фигурки проследим путь человечества к современным экологическим проблемам (загибаем складочки):
- человек возомнил себя Царем природы, решил подчинить ее себе (его первая
ошибка),
- загрязнение атмосферы,
- загрязнение воды,
- загрязнение почвы,
- вырубка лесов,
- уничтожение видов,
- расточительность (на мой век хватит),
- глобальные экологические проблемы (парниковый эффект, глобальное потепление климата и т.д.)
- энергетический кризис
Рассматриваем фигурку: выглядит неважно. Природа платит человеку за его
ошибки (законы экологии: Природа знает лучше. За все надо платить.)
Чтобы не исчезнуть с лица Земли, человек должен исправить свои ошибки и
научиться жить в гармонии с природой.
5 .Разрыв:
Возвращаясь к проблеме энергетического кризиса, хочу заметить, что мы назвали не все пути ее решения. Что может сделать каждый из нас для сохранения энергобезопасности страны? (экономия, бережливость).
60
На единицу национального дохода в Беларуси расходуется топливноэнергетических ресурсов в 4-6 раз больше, чем, например, в США. В то же время
средний коэффициент повторного использования топлива в промышленности составляет лишь 35% на единицу объема древесины, заготавливаемой в стране, вырабатывается продукции в 2-3 раза меньше, чем в Швеции, Канаде, США.
Есть над чем подумать!
Для организации и стимулирования работ по снижению расходов энергоресурсов объектами хозяйственной деятельности в республике утверждена государственная программа "Энергосбережение" и создан республиканский фонд "Энергосбережение".
Что надо знать об экономии энергоресурсов?.
6. Рефлексия: игра "Мусорное ведро".
Предлагается учащимся выбросить в мусорное ведро привычки и примеры поведения человека в быту, которые ведут к потере, перерасходу энергоресурсов.
Примерные ответы учащихся:
- надо избавляться от привычки оставлять кран открытым без надобности;
- не оставлять лампочку горящей зря;
- не занавешивать батарею шторой, загораживать мебелью;
- не оставлять окна на зиму неутепленными;
- не зажигать много лампочек в доме;
- не оставлять телевизор включенным, если его не смотрят;
- не включать конфорки плиты на полную мощность;
- не открывать часто дверцу холодильника;
- не устанавливать холодильник рядом с батареей центрального отопления;
- не устанавливать холодильник на солнечном месте.
Дети произносят вслух написанное на листках, комкают листки и бросают в
мусорное ведро.
Учитель:
Состояние экономики любого государства и, как следствие, жизненный уровень
населения во многом определяется наличием запасов топливно-энергетических ресурсов и эффективностью использования. Главный источник энергии для нас энергосбережение и поэтому хочу закончить работу в нашей мастерской китайской
пословицей:
"Множество маленьких людей во множестве маленьких стран могут изменить
лицо мира"
7. Домашнее задание: Найти информацию о строительстве энергоэффективных домов в Беларуси
61
Содержание
Введение ………………………………………………………………
Савлукова Л.А. Словарь специальных терминов ……………………
Ситникова И.А. Учебный проект «Потребление электрической энергии в
быту. Экономия электричества» ……………………………………………
Шингарёва С.М. Межпредметный учебный проект «Дом моей мечты» ….
Березко А.С., Арестенок Л.В., Лескова Т.Д. Экскурсися на шефствующее
предприятие «Северный» ……………………………………………………
Савлукова Л.А. Урок – ролевая игра «Горение топлива» …………………
Волкова Т.А. Занятие-игра «Реакция горения. Теплота сгорания топлива»
Коваленко Ю.А. Урок-конференция «Атомные электростанции» ………..
Овсяник С.М. Урок-дискуссия «Необходимость строительства АЭС для
Республики Беларусь» ………………………………………………………
Корнеенко Л.Т. Урок – деловая игра «Значение цикла энергоресурсов и
энергии» ………………………………………………………………………
Слабухо Л.Н. Урок – педагогическая мастерская «Нетрадиционные источники энергии» ……………………………………………………………
62
Материалы из опыта работы учителей Витебской области
Возможности учебных занятий
в формировании у учащихся навыков
эффективного энергопользования
Составитель
И.А.Ситникова
Корректура
Ю.А.Щуко
Подписано в печать 08.07.2008. Формат 60 х 84
Усл. печ. л. 3,5 Заказ 76 Тираж 40
Государственное учреждение образования
«Витебский областной институт развития образования»
210602, пр-кт Фрунзе, 21
Растиражировано на ксероксе ГУО «ВОИРО»