III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ЕСЛИ БЫ Я БЫЛ ДИРЕКТОРОМ ШКОЛЫ…
Калинин Р.Д.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Каждый школьник хоть раз, но задавался идеей о том, чтобы он изменил, будь он сам директором школы. Многие, конечно же, сразу решили бы убрать половину уроков, увеличить перемены и начать раздавать сладости в столовой. Но стоит не только принести праздник в школу. Стоит внести такие изменения, которые облегчили бы учебу и при этом никак не отразились на получаемых знаниях, а только повысили бы их в разы. Я понимаю, что любые изменения требуют материальных затрат. Но где взять денег? Конечно, можно попросить денег у меценатов, можно попытаться как-то заработать самим, а можно просто сэкономить на чем-то!

Однажды папа заменил в нашем доме все лампочки на новые светодиодные, пояснив, что это позволит сэкономить бюджет нашей семьи. Вот и я подумал, что, если то же самое сделать в школе, то можно сэкономить и школьный бюджет! Ведь каждый месяц школа тратит на электроэнергию достаточно большие суммы. В своей работе я попытался исследовать возможную экономию от замены люминесцентных ламп на светодиодные в нашей школе.

Цель: рассчитать экономическую эффективность замены в школе люминесцентных ламп на светодиодные.

Задачи:

  1. выяснить особенности устройства люминесцентных и светодиодных ламп;

  2. изучить электрическую схему освещения школы;

  3. сравнить эффективность использования люминесцентных и светодиодных ламп

Методы исследования:

  1. изучение Интернет-ресурсов по данному вопросу;

  2. опрос сотрудников школы (бухгалтера, зам. директора по АХЧ);

  3. сравнительный анализ полученных данных.

Средства исследования:

  1. электрические схемы школы;

  2. сравнительные таблицы характеристик ламп;

  3. световой календарь.

Теоретическая часть

Для светильников «Армстронг», которые установлены в школе № 3, подходят лампы типа Т8 (рис 1). Поэтому вовсе не обязательно менять сами электрические светильники. На данный момент в светильниках установлены люминесцентные лампы.

Рис. 1 Светодиодная лампа типа Т8

Рассмотрим особенности устройства люминесцентных и светодиодных ламп

Люминесцентная лампа заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий в ней электрический ток приводит к ультрафиолетовому излучению. Это излучение не видимо для человека, его преобразуют в видимый свет с помощью специального вещества – люминофора, которым покрыта внутренняя поверхность лампы.

Популярность люминесцентных ламп связана с их преимуществами над лампами накаливания:

  •  
    • значительно большая светоотдача (люминесцентная лампа 20 Вт даёт освещённость как лампа накаливания на 100 Вт);

    • разнообразие оттенков света;

    • рассеянный свет;

    • длительный срок службы (2000 —20000 часов в отличие от 1000 у ламп накаливания).

К недостаткам относят:

  •  
    • химическая опасность (содержат ртуть в количестве от 2,3 мг до 1 г);

    • неравномерный, неприятный для глаз свет, вызывающий искажения цветов освещённых предметов;

    • выгорание люминофора со временем приводит к уменьшению светоотдачи;

    • мерцание лампы;

    • наличие дополнительного приспособления для пуска лампы (стартера).

Светодиодная лампа является одним из самых экологически чистых источников света. Принцип свечения светодиодов позволяет применять в производстве и работе самой лампы безопасные компоненты. Светодиодные лампы не используют веществ, содержащих ртуть, поэтому они не представляют опасности в случае выхода из строя или разрушения.

Преимущество светодиодного светильника — низкое энергопотребление, заявленный долгий срок службы от 30000 до 50000 и более часов, простота установки, более низкая температура корпуса, имеющей сравнимую яркость, высокая механическая прочность, небольшие габариты.

Полная экологическая безопасность позволяет сохранять окружающую среду, не требуя специальных условий по утилизации: не содержит ртути, её производных и других ядовитых, вредных или опасных составляющих материалов и веществ.

Основные недостатки — высокая цена, многие светодиодные лампы светят только в одном направлении (что может быть и достоинством). При выходе из строя любого из элементов светильник чаще всего подлежит замене на аналогичный. Эти недостатки чаще всего компенсируются экономией электроэнергии, экономией на обслуживании (замене ламп), что особенно актуально для уличного освещения.

Большинство светодиодов белого света (синий кристалл — жёлтый люминофор), на этот свет глаз человека может быть травмирован. Однако в настоящее время ряд фирм уже разработал светодиоды, спектр света которых адаптирован для глаз человека.

Практическая часть

Рассмотрев особенности устройства и эксплуатации ламп, я отдал предпочтение в пользу светодиодных ламп, как наиболее энергоэффективных и экологических.

Для расчета экономической эффективности я изучил электрическую схему освещения нашей школы. Вместе с одноклассниками мы посчитали количество ламп в школе, их оказалось 842 (Приложение рис. 2 – рис. 5).

Школа работает 34 учебных недели по 6 дней в неделю, итого 204 дня в году, средняя продолжительность работы ламп освещения составляет 8 часов (Рис 6), таким образом, время эксплуатации лам составляет 1632 часа в год.

Расчет экономической эффективности приведен в таблице.

Таблица

Расчет эффективности использования разных ламп освещения

 

Светодиодная лампа

Размер: 600 мм

Мощность: 9 Вт

Освещенность:

800-900 Лм

Люминесцентная лампа

Размер: 600 мм

Мощность: 18 Вт

Освещенность:

700-800 Лм

Количество штук

842

842

Потребляемая мощность

9 Вт

21 Вт = 18 Вт + 3 Вт (стартер)

Количество часов работы в сутки

8 часов

8 часов

Период эксплуатации

1 год = 204 дня

При 8 часовой работе

204*8=1632 часа

1 год = 204 дня

При 8 часовой работе

204*8=1632 часа

Период эксплуатации

Более 40000 часов

(светодиоды не боятся перепадов напряжения, короткого замыкания, им не нужны стартеры)

Менее 10 000 часов

(при перепадах напряжения и не качественных трансформаторах и стартерах срок эксплуатации может уменьшаться в 2-3 раза)

Стоимость лампы

300 рублей

80 рублей

Стоимость 1 кВт ч

6,19 рублей

6,19 рублей

Количество энергии потребленной за расчетный период

204 дн *8ч/сут * 9 Вт *842 шт = 12367296 Вт/1000=12367,3 кВт ч

204 дн *8 ч/сут * 21 Вт *842 шт = 28857024 Вт/1000=28857,02 кВт ч

Затраты на покупку ламп

842*300=252600 рублей

842*80=67360 рублей

Затраты на эксплуатацию, ремонт, замену, утилизацию

нет

3000 рублей

Затраты на оплату электроэнергии

6,19*12367,3=76553,59 рублей

6,19*28857,02=178624,95 рублей

Общие затраты

252600+ 76553,56 =

329153,56 рублей

67360+ 178624,95+3000=

248984,95 рублей

Экономический эффект на 1 год 248984,95-329153,56= - 80168,61 рублей (затраты).

Экономический эффект на 2 год (178624,95+3000)-76553,59=105071,39 рублей (выгода).

Выводы

  •  
    •  
      1. При изучении интернет-ресурсов по данной теме, выяснилось, что наиболее энергоэффективными и экологически безопасными при использовании являются светодиодные лампы.

      2. Результаты исследования показали, что за первые два года эксплуатации светодиодных ламп с учетом их закупки школа сэкономит 105071,39 – 80168,61=24902,78 рублей. В последующие годы эксплуатации экономия составит 105071,39 рублей ежегодно.

Список использованных Интернет-ресурсов

  1. Конструкция светодиодных ламп

http://radioskot.ru/publ/svetodiody/svetodiodna_lampa/3-1-0-141

  1. Люминесцентная лампа

https://ru.wikipedia.org/wiki/Люминесцентная_лампа

  1. Светодиодная лампа https://ru.wikipedia.org/wiki/Светодиодная_лампа

  2. Сравнение светодиодных и люминесцентных ламп, и ламп накаливания http://artaledshop.ru/article/?ELEMENT_ID=463

Приложения

Электрическая схема школы № 3

Рис. 2 План 1-го этажа основного здания

Рис. 3 План 1-го этажа основного здания

Рис. 4 План 2-го этажа основного здания

Рис. 5 План пристроя

Рис. 6 Световой календарь

Рис. 7 Затраты школы на электроэнергию