У промисловості і на виробництві. У Росії до 75% всієї споживаної електроенергії на виробництвах використовується для приведення в дію всіляких електроприводів. Як правило, на більшості вітчизняних підприємств встановлені електродвигуни з великим запасом по потужності в розрахунку на максимальну продуктивність обладнання, незважаючи на те, що години пікового навантаження припадає лише 15-20% загального часу його роботи. В результаті електродвигунів з постійною швидкістю обертання потрібно значно (до 60%) більше енергії, ніж це необхідно.
За даними європейських експертів, вартість електроенергії, споживаної щорічно середнім двигуном в промисловості, майже в 5 разів перевершує його власну вартість. У зв'язку з цим очевидна необхідність оптимізації устаткування з використанням електроприводів.
Комплексно підійти до вирішення цієї проблеми пропонує, наприклад, японський концерн Omron, що спеціалізується на випуску продукції для автоматизації технологічних і виробничих процесів.
Зокрема, добре себе зарекомендували частотно-регульовані електроприводи з вбудованими функціями оптимізації енергоспоживання. Суть полягає в гнучкому зміні частоти їх обертання в залежності від реального навантаження, що дозволяє заощадити до 30-50% споживаної електроенергії. При цьому часто не потрібна заміна стандартного електродвигуна, що особливо актуально при модернізації виробництв.
Режим енергозбереження особливо актуальний для механізмів, які частину часу працюють з зниженою навантаженням, - конвеєри, насоси, вентилятори і т.п. Крім зниження витрат електроенергії, економічний ефект від застосування частотно-регульованих електроприводів досягається шляхом збільшення ресурсу роботи електротехнічного і механічного устаткування, що стає додатковим плюсом.
Такі енергозберігаючі електроприводи і засоби автоматизації можуть бути впроваджені на більшості промислових підприємств і в сфері ЖКГ: від ліфтів і вентиляційних установок до автоматизації підприємств, де нераціональна витрата електроенергії пов'язаний з наявністю морально і фізично застарілого обладнання. За різними джерелами, в європейських країнах до 80% запускаються в експлуатацію електроприводів вже є регульованими. У нашій країні поки їх частка набагато нижче.
В побуті. Існують і інші шляхи раціональніше використовувати електороенергію, причому не тільки на виробництві, а й у побуті. Так, вже давно відомі "розумні" системи освітлення, широко впроваджуються в країнах Західної Європи, США і особливо в Японії. Інтерес до них не випадковий, враховуючи, що, в залежності від призначення приміщень, на освітлення може витрачатися до 60% загального електроспоживання житлових і офісних будівель. За розрахунками фахівців російської компанії "Светек", що розробляє такі рішення в нашій країні, енергозберігаючі системи освітлення дозволяють знизити витрати на освітлення до 8-10 разів!
Енергозберігаючий ефект заснований на тому, що світло включається автоматично, саме коли він потрібен. Вимикач має оптичний датчик і мікрофон. Днем, при високому рівні освітленості, освітлення відключено. При настанні сутінків відбувається активація мікрофону. Якщо в радіусі до 5 м виникає шум (наприклад, кроки або звук дверей), світло автоматично включається і горить, поки людина знаходиться в приміщенні.
Зрозуміло, такі системи освітлення були б не повними без використання енергозберігаючих ламп. Їх можна розділити на дві групи за сферами використання: потужні енергозберігаючі лампи великих розмірів, призначені для освітлення офісів, торгових майданчиків, кафе, і компактні лампи зі стандартними цоколями для використання в квартирах. Економія електроенергії із застосуванням таких ламп досягає 80%, не кажучи вже про те, що в порівнянні зі звичайними лампами їх "час життя" у багато разів більше.
Наприклад, відмітною особливістю агрегатів виробництва Hoval є використання патентованого розподільника повітря, що забезпечує формування припливної струменя з далекобійністю від 3,5 до 18 м за рахунок автоматично регульованого положення лопаток, що закручують повітряний потік. Основною перевагою такої конструкції є висока енергетична ефективність завдяки поліпшеним показниками організації повітрообміну, рециркуляції повітря і рекуперації тепла.
У сфері ЖКГ. За оцінками фахівців, в Росії більше третини всіх енергоресурсів країни витрачається на опалення житлових, офісних і виробничих будівель. Тому всі перераховані вище технології і методи енергозбереження будуть малоефективні без боротьби з непродуктивними втратами тепла.
Якими ж шляхами можна підвищити енергоефективність в комунальній сфері? На думку фахівців компанії ROCKWOOL, світового лідера в області виробництва негорючої теплоізоляції, слід виділити три основні напрями енергозбереження.
По перше. це зниження втрат на етапі вироблення і транспортування тепла - тобто підвищення ефективності роботи ТЕС, модернізація ЦТП із заміною неекономічного обладнання, застосування довговічних теплоізоляційних матеріалів при прокладці і модернізації теплових мереж.
По-друге, підвищення енергоефективності будівель за рахунок комплексного застосування теплоізоляційних рішень для зовнішніх огороджувальних конструкцій (в першу чергу, фасадів і покрівель). Зокрема, штукатурні системи утеплення фасадів ROCKFACADE дозволяють скоротити тепловтрати через зовнішні стіни не менше ніж в два рази.
І, по-третє, використання радіаторів опалення з автоматичним регулюванням і систем вентиляції з функції рекуперації тепла.
Вітчизняний і зарубіжний досвід свідчать, що всі ці заходи дозволяють скоротити витрату тепла на обігрів будівель не менше, ніж на 40%. А, відповідно до проведених розрахунків, витрати на підвищення енергоефективності окупаються за 7-8 років в новобудовах і за 12-15 років при реконструкції старих будівель.
В останні роки все енергоефективні технології об'єднуються в концепцію так званого пасивного будинку, тобто житла, максимально доброзичливого довкіллю. У Західній Європі зараз будуються пасивні будинки з енергоспоживанням не більше 15 Квт, ч / м3 рік, що більш ніж в 10 разів економічніше типовий вітчизняної "хрущовки". Можна сказати, що такі будівлі - це майбутнє світового будівництва, адже вони фактично опалюються за рахунок тепла, що виділяється людьми і електроприладами.
Міська програма енергозбережень. Коротко розглянемо окремі напрямки в існуючих сьогодні універсальних енергоефективних технологіях. Основними напрямками можна розглядати наступні:
1. переклад міських підприємств на диференційовану за часом доби форму розрахунків за електроенергію;
2. пристрій автоматичних систем обліку тепла, води, газу;
3. Використання систем управління і розподілу тепла в будинках різного призначення;
4. пристрій локальних теплових вузлів з електричним і, що працюють в зоні пільгових режимів з Теплонакопичувачі;
5. реконструкція і технічне переозброєння енергогенеруючих джерел, комунікацій мереж тепло, електро та водопостачання;
6. пристрої електронної пускорегулювальної апаратури (ЕПРА) для газорозрядних ламп освітлення і пристроїв автоматичного управління міським освітленням;
7. пристрій систем частотно - регульованих приводів для двигунів використовуваних в міському комунальному господарстві;
8. диспетчеризація обліку енергоносіїв в масштабах міста;
9. впровадження високоефективних джерел енергії.
10.перевод міського господарства на диференційовану за часом доби систему розрахунків за електроенергію.
3. Уникай використання як дуже малих, так і дуже великих різниць температур при теплопередачі.
Перші призводять до необхідності значно збільшувати робочі поверхні апаратів, другі - до великих втрат енергії. У першому наближенні оптимальні різниці температур між потоками повинні бути пропорційні середньої абсолютної температурі.
4. Намагайся звести до мінімуму, а ще краще виключити змішання потоків з різними температурами, тисками або (і) концентраціями.
Іноді це важко зробити без радикальної зміни технології, наприклад, при змішуванні кисню з повітрям для збагачення доменного дуття, в інших випадках мета може бути досягнута шляхом невеликих змін.
5. По можливості використовуй протиточні, а не прямоточні процеси, як при теплопередачі, так і массопередачи і хімічних реакціях. При противотоке втрати енергії завжди менше.
6. Не скидай високотемпературні потоки - як речовини (рідина або газ), так і тепла в навколишнє середовище; то ж відноситься і до водних потоків з температурою істотно нижче, ніж у навколишньому середовищі.
Краще знайти або створити споживача (в своєму господарстві або поблизу), що потребує нагріванні або охолодженні своїх об'єктів. Таким шляхом можна в максимальному ступені використовувати корисний інтервал температур потоку.
7. Не забувай, що практично кожна зміна в будь-якому місці технологічного ланцюжка позначається на характеристиках інших її ланок. Потрібно стежити за тим, щоб поліпшення характеристик в жодному місці не викликало більшого погіршення в іншому.
В результаті такої взаємодії може відбутися зниження ефективності системи в цілому.
8. Пам'ятай, що вартість енергії всіх видів тим більше, чим далі розташований дану ділянку технологічного ланцюга від її початку (входу). Тому економія в 1 кВт × год в заключних ланках системи призведе до більшого зниження загальних витрат, ніж економія багатьох кВт × год на початкових ділянках.
9. Звертайте головна увага на втрати тих видів енергоносіїв, які володіють найбільш високою енергією: електроенергія, високотемпературні або низькотемпературні потоки (водяна пара високих параметрів, рідкі кисень і азот, стиснене повітря і т. Д.).
10. Намагайся по можливості використовувати природні енергетичні ресурси (сонячне випромінювання, вітер, низьку температуру повітря в зимові місяці і т. Д.).
11. Раціонально використовуй тимчасові «провали» в споживанні електроенергії - не тільки безпосередньо у виробництві продукції, але і для акумулювання ексергетичної ресурсів (тепла, стисненого повітря та ін.).
Примітка. Роботи по пунктам 1-11 можуть дати потрібні результати, тільки якщо все міряти, враховувати і контролювати.
Традиційні способи отримання електричної енергії
Стан і перспективи використання нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії
Поновлювані джерела енергії - це джерела на основі постійно існуючих або періодично виникають в навколишньому середовищі потоків енергії. Відновлювана енергія не є наслідком цілеспрямованої діяльності людини, і це є її відмітною ознакою.
Поновлювані джерела енергії - це природні запаси речовин і матеріалів, які можуть бути використані людиною для виробництва енергії. Прикладом можуть служити ядерне паливо, вугілля, нафта, газ. Енергія невідновлюваних джерел на відміну від поновлюваних знаходиться в природі у зв'язаному стані і вивільняється в результаті цілеспрямованих дій людини.
Відповідно до резолюції № 33/148 Генеральної Асамблеї ООН (1978 г.) до нетрадиційних і поновлюваних джерел енергії відносяться: торф; енергія біомаси (відходи сільськогосподарські, лісового комплексу, комунально-побутові та промислові; енергетичні плантації: сільськогосподарські культури, деревно-чагарникова і трав'яниста рослинність); енергія вітру; енергія сонця; енергія водних потоків на суші (гідроелектростанції потужністю менше 1 МВт: мініГЕС, мікроГЕС); середньо і високопотенційний геотермальна енергія (гідротермальні і парогідротермальние джерела; сухі, глибоко залягають гірські породи); енергія морів і океанів (припливи і відливи, течії, хвилі, температурний градієнт, градієнт солоності); низькопотенційна теплова енергія (грунту і грунту, будівель і приміщень, сільськогосподарських тварин).