Экономия электроэнергии

Экономия электроэнергии - крайне важный аспект жизни современного человеческого общества, затрагивающий и производственную сферу, и быт каждого отдельно взятого индивидуума. Ведь неразумное потребление этого достаточно дорогостоящего вида энергии может привести к весьма значительным тратам, что может существенно сказаться как на благосостоянии человека, так и на развитии предприятия. 

На сегодняшний день существуют самые разнообразные пути экономии электроэнергии, которые могут оказаться либо эффективными, либо не очень. Рассмотрим способы экономии электроэнергии, которые наиболее часто встречаются в работе предприятий и организаций и позволяют существенно сокращать объем используемого электричества, при этом сохраняя, а порой и увеличивая полезный эффект от его применения.

В системы экономии электроэнергии на предприятии должны входить и контроль за режимом горения осветительных приборов, и установка в схемах электроснабжения устройств защитного отключения, и использование реле времени, датчиков присутствия и движения, и комплексная замена устаревшего электрооборудования на более совершенное, а значит, и более экономичное. В офисах рационально использовать компьютерную и оргтехнику, что позволит реально сэкономить ни один десяток кВт∙ч в месяц [2].

Экономические потрясения последних лет заставляют современный бизнес и производство приспосабливаться к новым условиям - условиям жесткой экономии. Производство вынужденно искать новые пути сокращения затрат, для выживания в условиях конкурентной борьбы. Одной из главных статей затрат на производстве всегда составляет электроэнергия. Существует несколько способов прямой экономии электроэнергии - это сокращение затрат за счет использования менее энергоемкого оборудования, использование альтернативных источников энергии и т.д. Однако, для того чтобы сделать шаги в сторону снижения энергозатрат, необходимо иметь четкую картину существующих потребляемых мощностей. Для этих целей на предприятии внедряется автоматизированная информационно-измерительная система (АИИС). Наличие действующей АИИС на предприятии открывает целый ряд возможностей для сокращения затрат на электроэнергию. Рассмотрим некоторые из них.

Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета энергоресурсов (АИИС КУЭ) должна иметь сертификат соответствия требованиям оптового рынка электроэнергии (ОРЭ), что позволяет использовать систему в качестве расчетной и участвовать в торгах на оптовом рынке как от лица предприятия, так и через брокера. Такой способ прямой покупки электроэнергии у поставщика ведет к сокращению затрат за счет использования более низкой цены, избавляя предприятие от комиссионных вознаграждений, включенных в тариф от энергосбыта. Стоит отметить, что наличие АИИС КУЭ также дает возможность выбирать поставщика электроэнергии, что порождает конкуренцию среди сбытов. Высока вероятность получения от альтернативной сбытовой организации более низких фиксированных тарифов, чем от гарантирующего поставщика. Особенно эффективным способом снижения затрат может стать перераспределение потребления мощностей в течение рабочих суток. Специалистам известно, что графики суточного профиля мощности большинства предприятий имеет схожую картину, это заставляет реагировать рынок изменением цены на мощности в течение суток.

Задача предприятия перераспределить нагрузку с часов пик, когда цена за единицу мощности велика, на полупиковые или ночные зоны, когда цена значительно падает. Помочь в этом может автоматизированная информационно-измерительная система технического учета энергоресурсов (АИИС ТУЭ). Система должна охватывать энергоемкие производства, и отдельные мощные потребители предприятия. Возможно, работа некоторых из них могла бы быть перенесена на другие часы, где стоимость энергии меньше. Наличие АИИС ТУЭ на предприятии также дает возможность выбрать правильный тариф. Сочетание этих мероприятий может значительно сократить общие затраты на электроэнергию. Эффективным решением может стать объединение системы коммерческого учета и технического учета в одну систему. Современная элементная база и программное обеспечение позволяют строить двухуровневые системы АИИС, что упрощает процедуру внедрения, техническое обслуживание, и т.д. [1].

Для организаций и предприятий, а так же на производстве рекомендуется проведение следующих мероприятий для уменьшения объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования:

1. Установить преобразователи  частоты, благодаря которым за  счет частотного регулирования  появляется возможность управлять  производительностью технологического  оборудования, что положительно  сказывается на его функциональности  и показателях энергоэффективности.

2. Установить приборы  учета электрической энергии.

3. На каждом предприятии  приказом или распоряжением назначить  лицо, ответственное за энергохозяйство, в обязанности которого должно  входить:

• обеспечение выполнения своевременного и качественного технического обслуживания, планово-предупредительных ремонтов и профилактических испытаний электрооборудования, измерение сопротивления изоляции и заземления;
• организация проведения расчетов потребления электроэнергии и осуществление контроля за ее расходованием;
• непосредственная разработка и внедрение мероприятий по рациональному потреблению электроэнергии.

4.Не допускать  увеличение максимальной мощности  без разрешения на технологическое  присоединение.

5.Осуществлять контроль  за режимом горения светильников  на предприятии.

6.Заменить светильники  с лампами накаливания на светильники  с лампами дневного света или  светодиодами, предназначенными для  офисных помещений и рабочих  мест.

8.Окрасить стены  помещений в светлые тона для  увеличения освещенности. Окраска  стен в светлые тона позволяет  экономить 5-15% электроэнергии, вследствие  увеличения уровня освещенности  от естественного и искусственного  освещения.

9.Повысить эффективность  использования электроэнергии при  автоматизации управления освещением (датчики движения, присутствия, реле  времени).

10.Заменить электрооборудование, силовую, аудио- и видеоаппаратуру  на современную, более экономичную. Например, к концу срока службы  лампы падает КПД лампы, светильника. Светильники, выпущенные 20 лет назад, имели КПД максимум 65%, а современные  светильники имеют КПД до 95%.

11.Правильно пользоваться  компьютерной техникой. При активной  работе за компьютером в течение  дня, выключать и включать его  не стоит, но стоит выключать  монитор или запрограммировать  переход в «спящий режим» через 4-5 минут. Компьютер потребляет до 400-500 Вт мощности, выключение монитора  позволяет экономить до 100-200 Вт. Не стоит оставлять его включенным на длительное время, если вы за ним не работаете. Неиспользуемый 2 часа компьютер даже в «спящем режиме» потребляет 200-300 Вт, за месяц это порядка 12 кВт·ч. Принтеры и сканеры рекомендуется всегда выключать, если они не используются. Это позволит сэкономить еще порядка 2-3 кВт·ч за месяц.

12. Исключить в  помещениях не предусмотренные  проектом электронагревательные  приборы  для отопления.

13. Вести ежемесячный  учет расхода электроэнергии  с оформлением «Ведомости снятия  показаний приборов учета электроэнергии», согласно договору электроснабжения.

14. Содержать в  чистоте окна, стены, потолки, пол  помещений, а также осветительную  арматуру.

15. Установить УПП (Устройства плавного пуска). Применение  устройств плавного пуска позволяет  уменьшить пусковые токи, снизить  вероятность перегрева двигателя, повысить срок службы двигателя, устранить рывки в механической  части привода или гидравлические  удары в трубопроводах и задвижках  в момент пуска и остановки  электродвигателей [3]. 

Электропривод. Экономия  
электроэнергии и повышение  
производительности

В настоящее время основным потребителем электроэнергии, порядка 80% от вырабатываемой электроэнергии, является электропривод.

Доля асинхронного электропривода в приводе машин и механизмов составляет порядка 75% с тенденцией к постоянному увеличению.

Такая тенденция связана с тем, что с одной стороны, применение современных электропроводящих и изоляционных материалов в производстве асинхронных двигателей, позволяет повышать его энергетические характеристики, тем самым обеспечивая экономию электроэнергии в традиционных областях применения асинхронных двигателей.

С другой стороны, современный уровень развития электроники, обеспечивший производство недорогих, надежных, быстродействующих, простых в эксплуатации преобразователей частоты, стал основой для внедрения регулируемого электропривода, позволяющего экономить электроэнергию, за счет более точного учета особенностей работы исполнительных механизмов и улучшения условий работы самого асинхронного двигателя. Развитые и разнообразные устройства визуализации, возможность совместной работы с компьютером обеспечивают удобную диспетчеризацию, учет и анализ потребления электроэнергии.

Простота ввода в эксплуатацию преобразователей частоты, позволяет заказчику частично или полностью автоматизировать свое производство своими силами, т.е. значительно повысить производительность, снизить количество сотрудников и требуемого оборудования на единицу продукции.

Возможность быстрой настройки параметров, учета особенностей работы приводного механизма, интуитивно понятный интерфейс программного обеспечения и возможность настройки режимов работы on-line с помощью программного осциллографа позволяет разнообразить потребительские свойства производимого оборудования, т.е. значительно увеличить номенклатуру, производимого оборудования и его конкурентоспособность.  

Энергосбережение в нерегулируемом электроприводе

Огромная доля электроэнергии, перерабатываемой асинхронным электроприводом, ужесточает требования к эффективности работы самого асинхронного двигателя.

Благодаря применению современных магнито- и электропроводящих материалов, и исходя из опыта проектирования асинхронных двигателей, производятся и поставляются электродвигатели с повышенным коэффициентом полезного действия, соответствующим классу EFF1 соглашения СЕМЕР, мощностью до 90 кВт включительно.

В наиболее широко применяемых двигателях малой мощности  увеличение к.п.д. составляет 7-10% по сравнению со стандартными. Поскольку в реальных условиях длительная нагрузка двигателей редко составляет 100% номинальной, и чаще двигатели длительно эксплуатируются при меньших (до 75% от номинальной) нагрузках, то двигатели класса EFF1 спроектированы таким образом, что в пределах от 75 до 100% номинальной мощности величина к.п.д. практически одинаковая.

Экономия электроэнергии, которая достигается применением данных электродвигателей, оценивается до 40% за срок службы двигателя. Максимальный срок окупаемости дополнительной стоимости - 1-3 года.

Высокий к.п.д. достигается снижением потерь, что означает меньший нагрев двигателя. Это в свою очередь приводит как к улучшению условий работы изоляции и подшипниковых узлов, снижая общие эксплуатационные расходы, так и к понижению уровня шума, благодаря применению менее мощных, следовательно, менее шумных вентиляторов. 

Энергосбережение в регулируемом электроприводе

Системы электропривода водоснабжения, теплоснабжения, вентиляции, характеризуются цикличностью работы. Даже в течение дня нагрузка на двигатель может колебаться в пределах 80%.

Суть энергосбережения регулированием электропривода в системах с колеблющейся нагрузкой заключается в потреблении в каждый момент мощности, необходимой для работы приводного механизма в данный момент.

Достигается это регулированием электропривода с помощью преобразователей частоты. Преобразователь частоты таким образом изменяет соотношение подаваемых на двигатель напряжения и частоты питания, что двигатель потребляет в данный момент мощность, точно соответствующую требуемой мощности на нагрузке. Изменение потребляемой мощности возможно произвести вручную с пульта управления преобразователя или автоматически с помощью обратной связи от датчиков давления, расхода и т.п. Наличие встроенных регуляторов для датчиков, панелей управления с индикацией технологического параметра, встроенной температурной защиты, защиты от перенапряжений и максимальных токов, функции безопасного останова делает подключение преобразователей к существующим системам привода доступной для более или менее квалифицированного персонала.

Экономия электроэнергии при этом оценивается от 35 до 65%. Одновременно экономиться вода, тепло - оценочно до 15%.

Дополнительной экономии электроэнергии в электроприводе с цикличной нагрузкой можно добиться с помощью тонкой настройки преобразователя частоты, при которой электродвигатель работает с оптимальным к.п.д. в широком диапазоне изменения величины нагрузки и скорости.  

Повышение конкурентоспособности  
выпускаемой продукции

Рост стоимости энергоносителей, ужесточение экологических требований, повышение требований к потребительским качествам делает экономически нецелесообразным покупать не автоматизированное оборудование.

Существенные преимущества автоматизированного электропривода: