Лекция. Энергосбережение

Содержание лекции: энергосбережение и способы экономии электроэнергии:

Цель лекции: изучить основные способы экономии электроэнергии.

Энергосбережение – реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии. Энергосбережение – важная задача по сохранению природных ресурсов [6,9].

В настоящее время наиболее насущным является бытовое энергосбережение (энергосбережение в быту), а также энергосбережение в сфере ЖКХ. Препятствием к его осуществлению является сдерживание роста тарифов для населения на отдельные виды ресурсов (электроэнергия, газ), отсутствие средств у предприятий ЖКХ на реализацию энергосберегающих программ, низкая доля расчетов по индивидуальным приборам учёта и применение нормативов, а также отсутствие массовой бытовой культуры энергосбережения.

Экономия электрической энергии.

Наиболее распространенный способ экономии электроэнергии – оптимизация потребления электроэнергии на освещение. Ключевыми мероприятиями оптимизации потребления электроэнергии на освещение являются:

- максимальное использование дневного света (повышение прозрачности и увеличение площади окон, дополнительные окна);

- повышение отражающей способности (белые стены и потолок);

- оптимальное размещение световых источников (местное освещение, направленное освещение);

- использование осветительных приборов только по необходимости;

- повышение светоотдачи существующих источников (замена люстр, плафонов, удаление грязи с плафонов, применение более эффективных отражателей);

- замена ламп накаливания на энергосберегающие (люминесцентные, компактные люминесцентные, светодиодные);

- применение устройств управления освещением (датчики движения и акустические датчики, датчики освещенности, таймеры, системы дистанционного управления);

- внедрение автоматизированной системы диспетчерского управления наружным освещением (АСДУ НО);

- установка интеллектуальных распределённых систем управления освещением (минимизирующих затраты на электроэнергию для данного объекта).

Электропривод.

Основными мероприятиями являются:

- оптимальный подбор мощности электродвигателя;

- использование частотно-регулируемого привода (ЧРП).

Электрообогрев и электроплиты.

Основные мероприятия:

- подбор оптимальной мощности электрообогревательных устройств;

- оптимальное размещение устройств электрообогрева для снижения времени и требуемой мощности их использования;

- повышение теплообмена, в том числе очистка от грязи поверхностей устройств электрообогрева и конфорок электроплит;

- местный (локальный) обогрев, в том числе переносными масляными обогревателями, направленный обогрев рефлекторами;

- использование масляных обогревателей с вентилятором для ускорения теплообмена в квартире;

- использование устройств регулировки температуры, в том числе устройств автоматического включения и отключения, снижения мощности в зависимости от температуры, временных таймеров;

- использование тепловых аккумуляторов;

- замена электрообогрева на обогрев с использованием тепловых насосов;

- замена электрообогрева на обогрев газом или подключение к централизованному отоплению, в случаях, когда такая замена выгодна с учётом требуемых инвестиций;

- использование посуды с широким плоским дном.

Для холодильных установок и бытовых холодильников основными способами снижения потребления электроэнергии являются:

- оптимальный подбор мощности холодильной установки;

- качественная изоляция корпуса (стенок), двери холодильной установки, холодильника, прозрачная крышка в холодильнике для продуктов, с качественной изоляцией;

- приобретение современных энергосберегающих холодильников;

- не допускать образования наледи, инея в холодильнике, вовремя размораживать;

- не рекомендуется помещать в холодильную установку (холодильник) материалы и продукты, имеющие температуру выше температуры окружающей среды - их необходимо максимально охладить на воздухе;

- проанализировать возможность отказа от холодильника;

- качественный отвод тепла - не рекомендуется ставить бытовой холодильник к батарее или рядом с газовой плитой.

Для кондиционеров:

- необходимо корректно подбирать мощность и место установки кондиционера, исходя из объема помещения, количества и расположения человек, присутствующих в помещении и др. характеристик;

- при кондиционировании окна и двери должны быть закрыты - иначе кондиционер будет охлаждать улицу или коридор;

- чистить фильтр, не допускать его сильного загрязнения;

- необходимо настроить режим автоматического поддержания оптимальной температуры, не охлаждая, по возможности, комнату ниже 20-22 градусов;

- обдумать степень необходимости установки и использования кондиционеров, в том числе и с архитектурной точки зрения (кондиционеры висящие на фасадах домов);

- необходимо следить за тем, чтобы отключать кондиционер на ночь.

Потребление бытовых и прочих устройств:

- при выборе новой аудио-, видео-, компьютерной- и др. техники отдавайте предпочтение, при прочих равных характеристиках, устройству с меньшим энергопотреблением, как в рабочем режиме, так и в дежурном режиме (большинство современных бытовых устройств потребляют электроэнергию даже в выключенном состоянии, т.к. не выключаются полностью, а переводятся в «спящий» режим);

- пользуйтесь энергосберегающим «спящим» режимом, если он есть в приборе или устройстве;

- замените, по возможности, приборы, имеющие в своем составе трансформаторные блоки питания, на аналогичные с импульсными блоками питания;

- не наливайте полный чайник, если вам нужен кипяток всего для одной чашки напитка;

- не оставляйте без необходимости включенными в сеть зарядное устройства для мобильных приборов (очень актуально из-за возрастающего объема таких приборов);

- старайтесь избегать использования удлинителей, а если это необходимо, то пользуйтесь качественными удлинителями с проводом большого сечения (при малом сечении провод начинает греться и электроэнергия уходит не на полезную работу электроприбора, а на нагрев провода удлинителя).

Для снижения потерь в сети необходимо:

- использование энергосберегающих устройств;

- увеличение значений номиналов проводников - проводов и кабелей;

- использование только проводов и кабелей с медной жилой;

- отслеживание несанкционированных подключений.

Для снижения теплопотерь необходимо:

- использование теплосберегающих материалов при строительстве и модернизации зданий;

- установка теплосберегающих оконных конструкций и дверей.

Повышение эффективности систем теплоснабжения.

Мероприятия по повышению эффективности систем теплоснабжения предусматривают следующие направления оптимизации:

Со стороны источника:

- повышение эффективности источников теплоты за счет снижения затрат на собственные нужды;

- использование современного теплогенерирующего оборудования, такого как конденсационные котлы и тепловые насосы;

- использование узлов учёта тепловой энергии;

- использование ко- и три- генерации.

- со стороны тепловых сетей:

- снижение тепловых потерь в окружающую среду;

- оптимизация гидравлических режимов тепловых сетей;

- использование современных теплоизоляционных материалов;

- использование антивандальных покрытий при наружной прокладке тепловых сетей;

- снижение утечек и несанкционированных сливов теплоносителя из трубопроводов.

Со стороны потребителей:

- снижение тепловых потерь через наружные ограждающие конструкции;

- использование вторичных энергоресурсов;

- использование систем местного регулирования отопительных приборов для исключения перетопа;

- перевод зданий в режим нулевого потребления теплоты на отопление. При этом поддержание параметров воздуха в здании должно происходить за счет внутренних выделений теплоты и высоких параметров тепловой изоляции;

- использование узлов учёта тепловой энергии.

В целом же меню «технических решений» по модернизации систем теплоснабжения очень обширно и далеко не ограничивается вышеизложенным списком. Ниже приведен пример перечня мер из «Программы модернизации систем теплоснабжения» комплексной программы развития и модернизации жилищно-коммунального комплекса целого региона, включающего 22 муниципальных образования; 126 городских и сельских поселений; более чем 200 отдельных систем теплоснабжения.

Основные мероприятия программы разбиты на шесть укрупненных групп:

- проведение предпроектных обследований объектов теплоснабжения;

- строительство новых котельных;

- модернизация и реконструкция котельных и ЦТП;

- модернизация и строительство тепловых сетей;

- внедрение ресурсосберегающих технологий.

Для максимизации эффекта программы ее реализуют в комплексе с модернизацией системы теплозащиты жилых и общественных зданий, совершенствованием их инженерных систем, мерами по утеплению квартир, оснащению их приборами учёта и эффективной водоразборной арматурой.

Экономия воды:

- установка приборов учёта потребления воды;

- использование воды, только когда это действительно необходимо;

- установка сливных унитазных бачков, имеющих выбор интенсивности слива воды;

- установка автоматических регуляторов расхода воды, аэраторов с регуляторами 6 л\мин для крана и регуляторов 10л\мин для душа.

Экономия газа:

- подбор оптимальной мощности газового котла и насоса;

- утепление помещений, оптимальный подбор эффективных радиаторов отопления в помещениях, где используется обогрев газовым котлом;

- использование на газовых плитах посуды с широким плоским дном, закрывающейся крышкой, желательно прозрачной, подогрев в чайнике только необходимого количества воды;

- переход, по возможности, на максимально широкое использование иных источников тепла.

Эффективность и экономический расчет.

При реализации мероприятий энергосбережения и повышения энергоэффективности различают:

- начальные инвестиции (или увеличение, прирост инвестиций из-за выбора более эффективного оборудования). Например, замена окон в существующем доме на пластиковые стеклопакеты - инвестиции в энергосбережение, а отказ от установки обычных светильников в пользу светодиодных в строящемся доме - увеличение инвестиций в энергосбережение (в доле превышения стоимости светодиодных светильников над обычными);

- единовременные затраты на проведение энергоаудита (энергообследования);

- единовременные затраты на приобретение и монтаж приборов учёта и систем автоматического контроля, удаленного снятия показаний приборов учёта;

- текущие расходы на премирование (поощрение) ответственных за энергосбережение.

Как правило, эффекты от мероприятий энергосбережения рассчитывают:

- как стоимость сэкономленных энергоресурсов или доля стоимости от потребляемых энергоресурсов, в т.ч. на единицу продукции;

- как количество тонн условного топлива (т.у.т.) сэкономленных энергоресурсов или доля от величины потребляемых энергоресурсов в т.у.т.;

- в натуральном выражении (кВт.ч., Гкал и т.д.);

- как снижение доли энергоресурсов в ВВП в стоимостном выражении, либо в натуральных единицах (т.у.т., кВт.ч.).

Эффекты от мероприятий энергосбережения можно разделить на несколько групп:

- экономические эффекты у потребителей (снижение стоимости приобретаемых энергоресурсов);

- эффекты повышения конкурентоспособности (снижение потребления энергоресурсов на единицу производимой продукции, энергоэффективность производимой продукции при ее использовании);

- эффекты для электрической, тепловой, газовой сети (снижение пиковых нагрузок приводит к снижению риска аварий, повышению качества энергии, снижению потерь энергии, минимизации инвестиций в расширение сети, и, как следствие, снижению сетевых тарифов);

- рыночные эффекты (например, снижение потребления электроэнергии, особенно в пиковые часы, приводит к снижению цен на энергию и мощность на оптовом рынке электроэнергии - особенно важным является снижение потребления электроэнергии населением на освещение в вечернем пике);

- эффекты, связанные с особенностями регулирования (например, снижение потребления электроэнергии населением уменьшает нагрузку перекрестного субсидирования на промышленность - в настоящее время в России население платит за электроэнергию ниже ее себестоимости, дополнительная финансовая нагрузка включается в тарифы для промышленности);

- экологические эффекты (например, снижение потребления электрической и тепловой энергии в зимнее время приводит к разгрузке наиболее дорогих и "грязных" электростанций и котельных, работающих на мазуте и низкокачественном угле);

- связанные эффекты (внимание к проблемам энергосбережения приводит к повышению озабоченности проблемами общей эффективности системы - технологии, организации, логистики на производстве, системы взаимоотношений, платежей и ответственности в ЖКХ, отношения к домашнему бюджету у граждан).