Энергосбережение и энергосберегающие технологии

Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

на тему:

Энергосбережение и энергосберегающие технологии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чебоксары 2008

 

Содержание:

 

1. Введение 3
2. Применение конденсаторных установок (установок компенсации реактивной мощности) 5
3. Применение частотно-регулируемых приводов (устройств  плавного пуска) для экономии электроэнергии. 6
4. Рациональное освещение квартиры 9
5. Экономия электроэнергии при приготовлении пищи 13
6. Экономия электроэнергии при пользовании радиотелевизионной аппаратурой 16
7. Экономия электроэнергии при пользовании электробытовыми приборами 17
8. Литература 19

 

1. Введение.

 

С каждым годом на бытовые нужды расходуется всё большая доля электроэнергии, газа, тепла, воды; в огромных масштабах растёт применение бытовой электрифицированной техники. Между тем, многие месторождения в обжитых местах уже исчерпаны, а новые приходится искать и обустраивать в труднодоступных районах Сибири и Дальнего Востока. Обходится всё это очень недёшево. Поэтому именно экономия становится важнейшим источником  роста производства. Расчёты показали, а практика подтвердила, что  каждая единица денежных средств, истраченных на мероприятия, связанные с экономией электроэнергии, даёт такой же эффект, как в два раза большая сумма, израсходованная на увеличение её производства. На фоне экономического (и энергетического) кризиса в нашей стране этот факт, как мне кажется, стоит принять во внимание.

Коммунально-бытовое хозяйство является на сегодня крупным потребителем топлива и энергии: на его долю приходится около 20% топливно-энергетических ресурсов. Потребление электроэнергии в жилом секторе достигает сейчас более 100 миллиардов кВт*ч, или 8% всей электроэнергии страны, что равно годовой производительности пяти Братских ГЭС; из них около 40% расхода электроэнергии приходится на электробытовые приборы, 30% расходуется на освещение и более 12% - на приготовление пищи.

Самыми крупными потребителями электроэнергии в коммунально-бытовом хозяйстве являются жилые дома. В них ежегодно расходуется в среднем 400 кВт*ч на человека, из которых примерно 280 кВт*ч потребляется внутри квартиры на освещение и бытовые приборы различного назначения и 120 кВт*ч – в установках инженерного оборудования и освещения общедомовых помещений. Внутриквартирное потребление электроэнергии составляет примерно 900 кВт*ч в год в расчёте на «усреднённую» городскую квартиру с газовой плитой и 2000 кВт*ч – с электрической плитой.

Среднее потребление электроэнергии бытовыми приборами (из расчёта на семью из 4 человек) приведено в таблице 1.

 

Таблица 1

Прибор	Установленная мощность, кВт	Годовое потребление, кВт*ч	Среднее число часов работы в год
Электроплита	5,8	1100	1400
Холодильник	0,15	450	3000
Телевизор	0,2	300	1500
Утюг	1	100	200
Пылесос	0,6	60	100
Стиральная машина	0,35	45	120

 

Итак, потребность в энергии постоянно увеличивается. Электростанции работают с полной нагрузкой, особенно напряжённо – в осенне-зимний период года в часы наибольшего потребления электроэнергии: с 8.00 до 10.00 и с 17.00 до 21.00. И в это напряжённое время где-то столь необходимые для производства киловатт-часы тратятся напрасно. В пустующих помещениях горят электрические лампы, бесцельно работают конфорки электроплит, светятся экраны телевизоров. Установлено, что 15-20% потребляемой в быту электроэнергии пропадает из-за небережливости потребителей.

Простота и доступность электроэнергии породили у многих людей представление о неисчерпаемости наших энергетических ресурсов, притупили чувство необходимости её экономии.

Между тем, электроэнергия сегодня дорожает. Поэтому старый призыв «Экономьте электроэнергию!» стал ещё более  актуальным. Посмотрим, как и за счёт чего это можно сделать.

Повышение энергоемкости производства, количества техники, задействованной в производственных процессах, а также постоянный рост  цен на энергоносители является серьёзным фактором, увеличивающим важность вопроса об экономии электроэнергии. Универсальных способов экономить электроэнергию на данный момент не существует, но разработаны методики, технологии и устройства, помогающие вывести энергосбережение на качественно новый уровень.

Вопрос экономии электроэнергии многоплановый и нужен стратегический подход, для того чтобы максимально эффективно использовать все производственные мощности при минимально возможных энергетических затратах. Подход к экономии электроэнергии основан на использовании энергосберегающих технологий, которые призваны уменьшить потери электроэнергии. Существует немало устройств, которые позволяют добиться уменьшения потерь при работе оборудования, основными из которых являются конденсаторные установки и частотно-регулируемые приводы.

 

2. Применение конденсаторных установок (установок компенсации реактивной мощности) для энергосбережения.

 

Конденсаторные установки КРМ-0,4 (аналог УКМ-58, УККРМ и АКУ) предназначены для централизованной (общей) компенсации реактивной мощности нескольких индуктивных нагрузок, присоединенных к одному распределительному устройству в электросети напряжением 0,4 кВ.

Во многих регионах России для стимуляции увеличения cos(φ) (снижения потребляемой из сети реактивной мощности) введен чувствительный тариф на потребление реактивной мощности, который предназначен для общей экономии электроэнергии на предприятиях.

Применение этих устройств позволяет обеспечить значительную экономию  электроэнергии за счёт компенсации реактивной мощности. Также, благодаря оптимизации режима потребления электроэнергии, можно выделить целый спектр положительных моментов, получаемых при использовании конденсаторных установок:

снижение токовой нагрузки на аппаратуру и подводные кабели. Благодаря оптимизации режима потребления электроэнергии значительно снижается нагрев проводников, за счет чего снижаются потери при передаче электроэнергии, а также стабилизируется работа оборудования;

увеличивается срок службы проводов, кабелей, электроустановок за счёт более оптимизированного режима электрической сети. Меньший уровень гармоник, более равномерная нагрузка позволяют значительно продлить срок службы вашего оборудования;

увеличение пропускной способности системы электроснабжения потребителя, что позволит подключить дополнительные нагрузки без увеличения стоимости сетей;

Применение конденсаторных установок эффективно на предприятиях, где используются станки, компрессоры, насосы, сварочные трансформаторы, электропечи, электролизные установки и прочие потребители энергии с резкопеременной нагрузкой, то есть на производствах металлургической, горнодобывающей, пищевой промышленности, в машиностроении, деревообработке и производстве стройматериалов – то есть везде, где из-за специфики производственных и технологических процессов значение cos(ф) колеблется от 0,5 до 0,8.

 

3. Применение частотно-регулируемых приводов (устройств  плавного пуска) для экономии электроэнергии.

 

Преобразователи частоты

Преобразователи частоты обеспечивают плавный пуск, останов и регулирование частоты вращения электродвигателей.

Применение преобразователей частоты позволяет полностью автоматизировать технологические процессы водо и теплоснабжения, в вентиляторах, компрессорах, экструдерах, конвейерах и т.д. Кроме того, внедрение преобразователей частоты дает значительную экономию электроэнергии. Например, на объектах водоснабжения окупаемость преобразователей частоты составляет от 8 до 15 месяцев.

Около 60% потребляемой в современном производстве электрической энергии приходится на электропривод. До настоящего времени большинство регулируемых электроприводов изготавливалось на базе двигателей постоянного тока, невзирая на то, что они более сложны технологически, и, конечно, значительно дороже.

Интенсивное развитие силовой полупроводниковой техники, различных микропроцессорных систем позволило разработать новый класс преобразовательной техники - качественные, доступные и недорогие преобразователи частоты двигателей переменного тока. Благодаря, специальным алгоритмам управления преобразователями на их основе создаются электроприводы с такими регулировочными характеристиками, которые, практически не уступают аналогичным характеристикам электроприводов для двигателей постоянного тока.

В первую очередь преобразователь представляет собой классический электрический исполнительный аппарат, обеспечивающий обработку управляющего сигнала. Сами по себе частотные преобразователи, как и многие другие электрические аппараты не решают задач, связанных с управлением оборудования. Для решения подобных задач преобразователи объединяются в системы. Современные преобразователи частоты, позволяют осуществлять высокоэффективное внедрение регулируемого электропривода даже в те области, о которых до недавнего времени просто не задумывались.

Плавный пуск

Современные приводы в большинстве случаев имеют индукционные двигатели трехфазного переменного тока. Во многих случаях нельзя подключить электродвигатель непосредственно к линии подачи напряжения из-за характеристик пускового процесса. При таком виде пуска в линии возникает высокий пусковой ток величиной до 8-ти кратного номинального, который чрезмерно нагружает сеть подачи питания и последовательно подсоединенную коммутационную аппаратуру. При этом также возникает очень высокий крутящий момент. Этот пик крутящего момента вредно воздействует не только на сам электродвигатель, но также на механизмы приводной машины, например, элементы передачи крутящего момента (ременную передачу, муфты, редукторы, и т.д.).

Для уменьшения пускового тока раньше и сегодня применяются пусковые сопротивления или автотрансформаторы. Эти обычные методы позволяют только ступенчато уменьшать напряжение, в то время как плавный пуск обеспечивает плавное ускорение вала привода за счет непрерывного повышения напряжения на клеммах двигателя.

Плавный пуск обеспечивает максимально возможный щадящий режим для сети питания и самого электродвигателя. Таким образом, плавный пуск имеет следующие преимущества:

снижение пускового тока уменьшает падения напряжения и провалы в сети;

плавное ускорение приводной машины исключает вредные воздействия на оборудование или процесс:

предотвращение гидравлического удара при включении и выключении насосов;

предотвращение механического удара на соединительный узел и вал приводной машины в жестких механических системах;

сведение затрат на обслуживание к минимуму;

увеличение срока службы всех механических элементов, например редукторов, уменьшение износа и порывов;

передача данных для дистанционного управления и контроля параметров;

снижение капитальных затрат при решении задачи плавного пуска и останова.

и обеспечивает экономию средств за счет :

защиты привода (таким образом удлиняя срок его службы);

экономии расходов на обслуживание.

Не меньшим перечнем преимуществ обладает и использование в целях экономии электроэнергии частотно-регулируемых приводов. Даже самые скромные подсчёты показывают, что при использовании этих устройств уровень энергосбережения увеличивается примерно на 15-20%. Принцип действия основан на регуляции режима работы исполнительного оборудования путём подачи выходного напряжения различной частоты на контролируемые устройства. Применение преобразователей частоты (ПЧ в дальнейшем) позволят получить следующие преимущества:

оптимизация рабочего режима контролируемого устройства (станка, оборудования механизма) и, как правило, увеличение его срока службы. Не подверженное излишним нагрузкам оборудование будет находиться в более хорошем техническом состоянии;

более удобное управление двигателем оборудования, в том числе равномерный запуск и плавная остановка, а также возможность обратной подачи вращения вала (реверса) двигателя. Сюда же можно отнести удобство регулирования, частотой вращения, подавая напряжение различной частоты. Это положительно сказывается на техническом состоянии оборудования.

Защита двигателя от перегрузок электрической сети, или, наоборот, от недостаточного напряжения. Это очень важный положительный момент, потому что предотвращает повреждение оборудования связанного с низким качеством напряжения, что является актуальным.