Viі. Економія споживання енергії та питання використання малопотужних веу.

7.1. Економія споживання електроенергії.

На сьогоднішній день у всьому світі іде боротьба за економію споживання енергії, за зменшення викидів у атмосферу CO₂, метану ті інших шкідливих речовин. З метою економії споживання електроенергії пропонується модель освітлювальної установки (рис. 7.1.1), яка містить джерело 1 оптичного випромінювання, над яким у вигляді плафона розташований фотоелектричний модуль 2 з інвертором 3, який призначений для перетворення електроенергії з фотоелектричного модуля в змінний струм з параметрами, які придатні для живлення додаткових джерел освітлення. Причому джерело 1 оптичного випромінювання підключено до загальної електричної мережі живлення, а вихід фотоелектричного модуля 2 підключений до входу інвертора 3, вихід якого з’єднаний з локальною електричною мережею. Для підвищення ефективності можна застосувати п джерел оптичного випромінювання 1, над кожним з яких розташований фотоелектричний модуль 2 з інвертором 3, причому усі п джерел 1 оптичного випромінювання підключені до загальної електричної мережі живлення [13].

Рис. 7.1.1 Модель освітлювальної установки з використанням фотоелектричного модуля:

1 – джерело оптичного випромінювання; 2 – фотоелектричний модуль; 3 – інвертор.

Вихід кожного фотоелектричного модулю 2 підключений до входу інвертора 3, вихід якого підключений до локальної електричної мережі, до якої підключено п+1 джерело 1 оптичного випромінювання, яке містить фотоелектричний модуль 2 та підключений до нього інвертор 3, вихід якого підключений до локальної електричної мережі живлення.

Якщо п джерел оптичного випромінювання розташовані близько між собою, то можна застосувати один загальний фотоелектричний модуль 2 з інвертором 3, причому усі п джерел 1 оптичного випромінювання паралельно підключені до загальної електричної мережі живлення, а вихід фотоелектричного модуля 2 з’єднаний зі входом інвертора 3, вихід якого підключений до п+y джерел 1 світла.

Для оцінки ефективності реалізації пропонуємої моделі необхідно враховувати значення коефіцієнта К₁ перетворення електричної енергії у світлову та коефіцієнта К₂ перетворення світлової енергії в електричну. Додатково необхідно врахувати дві умови.

1. Оскільки не вся світлова енергія перетворюється в електричну, частина її втрачається, то це потрібно врахувати через коефіцієнт втрат К_с.

2. В даному випадку електрична енергія перетворюється у світлову два рази і тому коефіцієнт К₁ потрібно враховувати в другій ступені, тобто .

При цих умовах число у(k₁) безкоштовно працюючих освітлювачів на 100000 таких освітлювачів, які підключені до електричної мережі, можна визначати за формулою:

. (7.1.1)

У сучасних реальних системах освітлення застосовують:

1. Лампи накалу К₁=0.05÷0.08.

2. Ртутні дугові розрядні пристрої освітлення К₁=0.12.

3. Металогенні освітлювачі К₁=0.26÷0.03.

4. Люмінісцентні лампи К₁=0.2÷0.25.

5. Натрієві лампи високого тиску К₁=0.26÷0.3.

6. Свтлодіоди К₁=0.4÷0.5.

В сучасних великих містах одночасно може світитись всю ніч близько 100000 джерел освітлення. При значеннях коефіцієнтів К₂=15% ÷ 20% та К_с=50% можна підрахувати економічний ефект e(K₁) отриманий за рахунок використання y(k₁) додатково безкоштовно працюючих джерел світла. Якщо вважати, що в середньому на протязі року безкоштовні освітлювачі використовують по 12 годин на добу, кожний із освітлювачів має потужність 100Вт, вартість 1 кВт∙год дорівнює 0,3грн., то за місяць можна отримати прибуток e(K₁) відповідно до формули:

(7.1.2)

В таблиці 7.1.1 приведені дані розрахунків, які виконані відповідно до формул (7.1.1) та (7.1.2) для 100000 автомобілів.

Таблиця 7.1.1

K2=15%, Kc=50%, на 100000 автомобілів
K1	10%	20%	30%	40%	50%	одиниці виміру
y(k1)	75	300	675	1200	1875	штук
e(k1)	810	3240	7290	12960	20250	гривень
K2=20%, Kc=50%, на 100000 автомобілів
K1	10%	20%	30%	40%	50%	одиниці виміру
y(k1)	100	400	900	1600	2500	штук
e(k1)	1080	4320	9720	17280	27000	гривень

Цей факт і виражає ефективність застосування даної пропозиції. Крім того отриману електричну енергію можна використати для інших побутових приладів, які мають більш високий коефіцієнт використання електричної енергії.

Таким чином, ефективність втілення пропонуємої моделі повністю залежить від технічного прогресу, від розвитку освітлювальної та фотоелектричної техніки, для яких коефіцієнти мають бути суттєво підвищені. Це необхідно для економії енергетичних ресурсів.

Пропонуєма освітлювальна установка може знайти широкі можливості застосування при освітленні вулиць та площ у великих містах, приміщень постійного чергування і т.п.