Экономия электроэнергии. Дополнительные потери электроэнергии обусловлены

• Название: Дополнительные потери электроэнергии обусловлены
• Анкор: Экономия электроэнергии
• Дата: 30.06.2022
• Размер: 51.5 Kb.
• Имя файла: Экономия электроэнергии.doc
• Тип: Закон; #621492

Электричество является наиболее удобным и широко распространенным видом энергии. В Беларуси его получают путем преобразования первичной энергии топлива, а также закупают за рубежом. При гене­рировании электричества приблизительно лишь треть пер­вичной энергии преобразуется в электроэнергию. Поэтому проблема ее эффективного использования является акту­альной. Имеются законодательные акты, регулирующие потребление электроэнергии нормированием и использова­нием гибких тарифов. В Беларуси за превышение потреб­ления электроэнергии сверх нормы, использование ее на отопление взимается оплата по более высоким расценкам.

Электричество применяется в быту, в технологических процессах и вспомогательных системах различных произ­водств. В процессе транспортировки, распределения и потребления электроэнергии имеют место ее непроизводи­тельные потери, которые складываются из неизбежных и дополнительных.

Дополнительные потери электроэнергии обусловлены:

• 
  несовершенством системы электроснабжения;
  
• 
  передачей реактивной мощности;
  
• 
  ухудшением качества электроэнергии;
  
• 
  технологическими потерями;
  
• 
  недостатками в организации производства.
  

Рассмотрим пути повышения энергоэффективности при использовании электричества наиболее распростра­ненными конечными потребителями: системами искус­ственного освещения, электроприводами, электротермиче­скими устройствами, бытовыми устройствами.

Искусственное освещение. Освещение используется во всех сферах деятельности человека. В промышленнос­ти на освещение в среднем расходуется до 10 % потребля­емой электроэнергии. В сфере услуг и развлечений этот показатель может достигать 25 %. Основными элемента­ми системы освещения, определяющими ее эффектив­ность, являются осветительные приборы (светильники), включающие источники света и арматуру. Осветительные приборы характеризуются потребляемой мощностью, све­товым потоком и освещенностью поверхности.

Световой поток Ф равен энергии, излучаемой источни­ком и переносимой сквозь поверхность за единицу време­ни. Световой поток измеряется в люменах (лм). Напри­мер, лампа накаливания мощностью 100 Вт излучает 1750 лм.

Эффективность источников света (светильников) ха­рактеризуется световой отдачей Н, которая определяется как отношение освещенности или светового потока к по­требляемой мощности. В различных литературных источ­никах данные по световой отдаче представлены в лм/Вт или лк/Вт. На практике удобней выражать светоотдачу в лк/Вт, так как освещенность непосредственно измеряется с помощью люксметра.

В настоящее время выпускаются различные источники света. Возможности экономии энергии определяются выбором источников света. Обычные лампы накаливания, работающие более 4000 ч в год, лучше заменить на более эф­фективные. Например, люминесцентные лампы потребля­ют электроэнергии в 6 раз меньше. Тем не менее даже у наилучших источников света КПД
составляет 30 %.

Замена существующих источников света с суммарным годовым потреблением электроэнергии W_T(кВтч/год) бо­лее эффективными источниками позволяет получить эко­номию энергии.

Кроме замены источников света имеются и другие спо­собы повышения экономии энергии при использовании осветительных установок. Экономия электроэнергии за­висит от сочетания и размещения источников света и све­тильников. Использование одной более мощной лампы накаливания или люминесцентной позволяет уменьшить потребление энергии без снижения освещенности. Напри­мер, четыре люминесцентные лампы по 20 Вт дают две трети светового потока, который можно получить от двух ламп по 40 Вт.

Использование комбинированного общего и местного освещения, искусственного и естественного освещения позволяет уменьшить потребление электроэнергии. В соответствии с санитарно-гигиеническими ограничениями нельзя использовать только местное освещение рабочих
мест. Оно должно обязательно дополняться общим с пони­женной
освещенностью. Общая освещенность считается достаточной, если на 1 м² площади пола приходится от 15 до 20 Вт мощности ламп накаливания.

При использовании дополнительного местного освещения общую освещенность уменьшают. За счёт этого потребление энергии снижается в 1,5 - 2 раза.

Запыленные стекла окон поглощают до 30 % светового потока. Регулярное мытье окон позволяет снизить про­должительность горения ламп при двухсменной работе предприятия на 15 % в зимнее время и на 90 % - в летнее.

Эффективным является пакетный способ размещения светильников вместо линейного. При линейном способе осветительная арматура располагается в виде отдельных линий, а при пакетном - над рабочим местом располагают несколько светильников. Практика показала, что один и тот же уровень освещенности рабочего места при пакет­ном способе поддерживается в 2 раза меньшим числом светильников.

При отсутствии необходимости освещение следует от­ключать, что уменьшает затраты электроэнергии. Кроме ручного управления освещением для этих целей применя­ются автоматизированные системы на основе програм­много управления или реагирующие на изменение уровня освещенности. В протяженных помещениях целесообраз­но использовать зональные выключатели для рациональ­ного управления несколькими источниками света из разных мест. Системы регулирования и управления осве­щением позволяют сократить потребление электроэнер­гии на 5-15 %.

Замена светильников - наиболее эффективное комп­лексное мероприятие, включающее замену источников света, изменение расположения мест освещения и в целом повышающее КПД использования электроэнергии на ос­вещение. Например, переход на светильники с эффектив­ными отражателями позволяет снизить потребление энер­гии до 50 %, т. е. отказаться от половины используемых ламп. Применение компактных люминесцентных ламп (КЛ) в местах общего пользования по сравнению с лампа­ми накаливания приводит к уменьшению потребления энергии в несколько раз. Однако при этом надо
обращать внимание на правильную установку КЛ, так как в отли­чие от ламп

накаливания они обладают направленным световым потоком.

Большое значение имеют условия эксплуатации и пла­новые ремонты, предусматривающие своевременные ос­мотры, чистки, замены ламп и комплектующих. Замена обычных балластных токоограничивающих сопротивле­ний на электронные высокочастотные позволяет снизить потребление электроэнергии в люминесцентных лампах до 25-30 %. Регулярная чистка ламп и светильников и за­мена ламп после нормативного срока службы увеличива­ют световую отдачу на 10-15 % .

Электропривод.Для преобразования электрической энергии в механическую используется электропривод. В промышленности электропривод является основным потребителем электроэнергии, на долю которого прихо­дится до 60 % ее потребления. Особенностью электропри­вода является то, что цена электроэнергии, расходуемой ежегодно средним двигателем, в пять раз превышает цену самого двигателя. Это является мощным стимулом для энергосбережения.

Парк электроприводов в подавляющем большинстве составляют нерегулируемые трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. В настоящее вре­мя лишь 5—10 % электроприводов являются управляемы­ми и используются в установках со сложными техноло­гическими процессами. В промышленности до 60 % энер­гопотребления приходится на привод центробежных ме­ханизмов: насосов, компрессоров, вентиляторов.

Рассмотрим основные подходы к повышению эффектив­ности электроприводов. Мощность двигателя должна соот­ветствовать нагрузке. Если двигатель перегружен, он быстро выходит из строя, если недогружен - снижаются его КПД и коэффициент мощности. При загрузке менее 45 % электропривод следует заменить, при загрузке более 70 % замена нецелесообразна, в остальных случаях для замены тре­буется серьезный экономический анализ.

Использование более качественных конструкционных материалов в статорах и роторах уменьшит постоянную составляющую активных потерь на 2-5 %. Энергетически эффективные двигатели дают наибольший выигрыш при 70 % - й нагрузке. Их стоимость во многих случаях не пре­вышает цену обыкновенных моторов.

В случае переменной нагрузки или частых простоев элек­тродвигателей следует применять системы управления. Рас­смотрим принципы управления на примере приводов центробежных механизмов. Управление может осуще­ствляться дросселированием, включением-отключением и устройствами. Данные системы управления имеют разную эффективность. При номинальной подаче рабочего вещества центробежными механизмами, когда регулирование отсутствует, потреб­ляемая электроприводом мощность имеет максимальное значение независимо от метода регулирования.

С уменьшением подачи возможное снижение потребле­ния электроэнергии относительно исходной номинальной мощности двигателя будет минимальным при управлении дросселированиеми максимальным при использовании пускорегулирующих устройств.

Небольшая эффективность регулирования дросселиро­ванием объясняется тем, что изменение расхода рабочего вещества должно быть скомпенсировано потерями в сис­теме. В этом случае даже при уменьшении расхода до нуля

будет потребляться более половины номинальной мощности.

Второй способ регулирования включением-отключени­емне всегда применим, особенно при частом изменении нагрузки, так как по регламенту двигатели в течение су­ток могут запускаться и останавливаться ограниченное число раз из-за электродинамических и тепловых пере­грузок, например синхронные электродвигатели типа СТД - один раз. Частое отключение механизмов снижает их ресурс работы и увеличивает вероятность выхода из строя. В настоящее время эта проблема преодолима с по­мощью электронных тиристорных устройств «плавного» пуска,которые минимизируют пусковой ток. В процессе пуска двигатель разгоняется от пускового устройства. При достижении частоты вращения, близкой к номиналь­ной, двигатель переключается и работает от сети. Такие устройства применяются для пуска синхронных и асин­хронных двигателей.

Наиболее эффективным способом регулирования яв­ляется изменение частоты вращения, что обеспечивает согласованность работы электродвигателя и нагрузки с практически постоянным КПД при значительном сни­жении потребляемой мощности по сравнению с дроссе­лированием. Частота вращения двигателя меняется в зависимости от сигнала, вырабатываемого технологи­ческим регулятором или задаваемого программно. Для регулирования в настоящее время используются элект­ронные преобразователи частоты с системой микропро­цессорного управления. Эти системы эффективны на стадии модернизации и вытесняют ранее применявший­ся регулируемый электропривод постоянного тока. Их стоимость составляет 130-150 дол. США/кВт в диапазо­не наиболее распространенных мощностей 11-37 кВт. При внедрении регулируемого электроприводадостига­ется экономия энергии: 50 % для вентиляционных систем, 25 % для насосов, 30 % для воздуходувок и вентиляторов и 40-50 % для компрессоров. В случаях, когда постоянное регулирование производительности не требуется, более рационально использовать устройства плавного пуска, так как они проще, дешевле и имеют малые габариты.

Электротермические установки.Электротермиче­ские установки (ЭТУ) служат для преобразования элект­рической энергии в теплоту, которая используется для обработки сырья, материалов и изделий. Они классифи­цируются по принципу работы на печи и установки нагре­ва сопротивлением, индукционного и диэлектрического нагрева, печи электродугового нагреваи установки плаз­менного, лучевогои лазерного нагрева.

Использование электроэнергии в быту.В быту ис­пользуются разнообразные электроприборы, которые рас­ходуют до 30 % энергии от общего электропотребления. В быту, как и в промышленности, электроэнергия в большом количестве используется на освещение. Методы снижения потребления энергии в системах искусственно­го освещения были рассмотрены выше.

Обязательным атрибутом любой квартиры являются холодильник и пылесос. Чтобы уменьшить потребление энергии холодильником, необходимо своевременно его размораживать, следить за состоянием

уплотнения на дверках, не держать долго открытым. Прежде чем откры­вать холодильник, необходимо подумать, что вы хотите взять. Если держать его долго открытым, теряются день­ги, сопоставимые со стоимостью хранимых продуктов. Пылесос после уборки помещения надо тщательно очи­щать. Это будет способствовать не только уменьшению потребляемой энергии, но и продлению долговечности пылесоса, так как он будет работать без перегрузки.

Много энергии потребляется электрическими плита­ми, которые относятся к электротермическим установкам. Эффективное использование электрической энергии здесь может быть достигнуто за счет:

• 
  форсированного разогрева конфорок и доведения жидкости до кипения с последующим снижением мощ­ности при варке блюд до готовности;
  
• 
  использования отключенных неостывших конфорок для подогрева водопроводной воды впрок;
  
• 
  использования в плитах с чугунными и стальными конфорками массивной металлической посуды с плоским недеформированным дном толщиной 5-7 мм;
  
• 
  закрытия сосудов с готовящейся пищей крышками и использования скороварок;
  
• 
  удаления нагара и грязи с днищ посуды;
  
• 
  кипячения воды в электрочайнике, так как у него КПД выше.
  

Трубчатые конфорки имеют более высокий КПД по сравнению с чугунными и стальными штампованными. Наиболее экономичны плиты с ситаловым покрытием. Они экономят до 200 кВт-ч электроэнергии в год.

При покупке электроприборов следует обращать вни­мание на их энергопотребление. В настоящее время в про­даже имеются устройства с одинаковыми свойствами, но с разным потреблением энергии. Устройства с меньшим потреблением энергии стоят несколько дороже, но пер­вичные затраты окупаются за счет экономии энергии.