Эффективное использование электроэнергии

Общие положения. Электричество является наиболее удобным и широко распространенным видом энергии. 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. 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 показатель может достигать 25 %. Основными элементами системы освещения, определяющими ее эффективность, являются осветительные приборы. 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 из/ 1750 лм.

Освещенностью поверхности Е называют отношение приходящегося на нее светового потока к ее площади.

Освещенность измеряется в люксах (лк).

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, или лк/Вт. На практике удобней выражать светоотдачу лк/Вт, так как освещенность непосредственно измеряют с помощью люксметра.

В настоящее время выпускаются различные источники света. Приведенные данные (табл. 7.1) показывают, что эффективность ламп накаливания в 2 и более раз ниже, остальных. Возможности экономии энергии определяются выбором источников света. Обычные лампы накаливания, отработавшие более 4000 ч в год, лучше заменить на более эффективные. Например, люминесцентные лампы потребляют в 6 раз меньше. Тем не менее, даже у наилучших источников света КПД составляет 30%.

Характеристики источников света

Галогенные лампы накали­вания

Ртутно-вольфрамовые лампы

Ртутные лампы высокого дав­ления

Натриевые лам­пы высокого давления

Металлогалогенные лампы вы­сокого давле­ния

Люминесцент­ные лампы низ­кого давления

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 до 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 счет 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 того, 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 дозволяет снизить потребление энер­гии до 50 %, т. е. отказаться от половины используемых.