В настоящее время энергосбережение одна из приоритетных задач. Это связано с дефицитом основных энергоресурсов, возрастающей стоимостью их добычи, а также с глобальными экологическими проблемами. Здесь рассматривается способы и технологии электросбережения.
Ключевые слова: энергия, альтернативный источник энергии, энергоресурсы, электроэнергия.
Энергосбережение имеет наибольшие приоритеты во всем мире и влияет на решения, которые принимают люди и правительства государств. Текущие глобальные нормы потребления электроэнергии истощают нашу планету, и в будущем она уже будет не способна поддерживать наш образ жизни. Увеличение спроса означает рост цен во всех секторах мировой экономики. Многие компании, изучающие альтернативные источники электроэнергии создают все новые способы экономии в целях содействия сохранения ресурсов планеты. Экономия энергии — это эффективное использование энергоресурсов за счет применения инновационных решений, которые осуществимы технически, обоснованы экономически, приемлемы с экологической и социальной точек зрения, не изменяют привычного образа жизни. Основные усилия по энергосбережению сконцентрированы именно в сфере потребления электроэнергии. Основная роль в увеличении эффективности использования энергии принадлежит современным энергосберегающим технологиям. Энергосберегающая технология — новый или усовершенствованный технологический процесс, характеризующийся более высоким коэффициентом полезного использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Внедрение энергосберегающих технологий в хозяйственную деятельность как предприятий, так и частных лиц на бытовом уровне, является одним из важных шагов в решении многих экологических проблем — изменения климата, загрязнения атмосферы (например, выбросами от ТЭЦ), истощения ископаемых ресурсов и др [1].
Обычно предприятия внедряют следующие типы технологий, которые дают значительный энергосберегающий эффект: 1. Общие технологии для многих предприятий, связанные с использованием энергии 2. Более эффективное производство энергии, включая современные котельные, когенерацию (тепло и электричество), а также тригенерацию замена старого промышленного оборудования на новое, более эффективное. 3. Альтернативные источники энергии. Режим энергосбережения особенно актуален для механизмов, которые часть времени работают с пониженной нагрузкой — конвейеры, насосы, вентиляторы и т. п. [1]. Существует немало устройств, которые позволяют добиться уменьшения потерь при работе электрооборудования, основными из которых являются конденсаторные установки и частотно регулируемые приводы. Частотно регулируемые электроприводы со встроенными функциями оптимизации энергопотребления гибко изменяют частоты вращения в зависимости от реальной нагрузки, что позволяет сэкономить до 30 50 % потребляемой электроэнергии. При этом зачастую не требуется замена стандартного электродвигателя, что особенно актуально при модернизации производств. Современные технологии способны существенно уменьшить потребление энергоносителей, снизить затраты на обслуживание, даже повысить КПД. Кроме того, замена котельной часто позволяет компании перейти с экологически грязного и дорогого угля или мазута на более дешевое и чистое топливо, такое как газ или древесные гранулы. Также дает большую экономию, если вместо отдельно стоящих центральных тепловых пунктов разместить в здании индивидуальный тепловой пункт, оснащенный современными бесшумными насосами, компактными и эффективными пластинчатыми теплообменниками. При организации вентиляции в здании применяют системы рекуперации (утилизации для повторного использования) тепла отработанного воздуха и переменной производительности приточно-вытяжных агрегатов в зависимости от числа людей в здании. Эти системы позволяют не тратить впустую тепло, вырабатываемое людьми, осветительными приборами, торговым и офисным оборудованием, и снижают тем самым потребление тепла от внешнего источника — теплосети или котельной [2]. Примером домов, которые в будущем позволят человеку жить в гармонии с природой, в то же время не лишая себя привычного комфорта, являются так называемые жилища нулевой энергии (zero energy house) или пассивные дома (passive house), объединяемые общим термином «энергоэффективные дома». «Энергоэффективным» будет считаться такой дом, в котором комфортная температура поддерживается зимой без применения системы отопления, а летом — без применения системы кондиционирования. Чтобы дом был энергоэффективным, при его строительстве должно быть сделано следующее: 1. Применение современной тепловой изоляции трубопроводов отопления и горячего водоснабжения; 2. Индивидуальный источник теплоэнергоснабжения (индивидуальная котельная или источник когенерации энергии); 3. Тепловые насосы, использующие тепло земли, тепло вытяжного вентиляционного воздуха и тепло сточных вод; 4. Солнечные коллекторы в системе горячего водоснабжения и в системе охлаждения помещения; 5. Поквартирные системы отопления с теплосчетчиками и с индивидуальным регулированием теплового режима помещений; 6. Система механической вытяжной вентиляции с индивидуальным регулированием и утилизацией тепла вытяжного воздуха; 7. Поквартирные контроллеры, оптимизирующие потребление тепла на отопление и вентиляцию квартир; [2] 8. Ограждающие конструкции с повышенной теплозащитой и заданными показателями теплоустойчивости; 9. Утилизация тепла солнечной радиации в тепловом балансе здания на основе оптимального выбора светопрозрачных ограждающих конструкций; 10. Устройства, использующие рассеянную солнечную радиацию для повышения освещенности помещений и снижения энергопотребления на освещение; 11. Выбор конструкций солнцезащитных устройств с учетом ориентации и посезонной облученности фасадов; 12. Использование тепла обратной воды системы теплоснабжения для напольного отопления в ванных комнатах; 13. Система управления теплоэнергоснабжением, микроклиматом помещений и инженерным оборудованием здания на основе математической модели здания как единой теплоэнергетической системы. Есть и другие пути рациональнее использовать электроэнергию, причем не только на производстве, но и в быту. Так, уже давно известны «умные» системы освещения. Энергосберегающий эффект основан на том, что свет включается автоматически, именно когда он нужен. Такие системы освещения используют энергосберегающие лампы. Светодиодные светильники позволяют достичь существенной экономии электроэнергии по сравнению с традиционными источниками света лампами накаливания (до 80 %) и люминесцентными лампами (свыше 40 %). Существуют и перспективные энергосберегающие проекты в транспортной отрасли. Немецкие ученые разрабатывают высокоэффективные энергосберегающие устройства, необходимые для автомобилей с гибридными двигателями. Устройство работает с помощью нефти на автостраде и на электричестве в городе, таким образом, используя сравнительно меньше энергии. Таким образом можно сэкономить энергию во всех отраслях жизни, в дальнейшем придумывать новые технологии добычи альтернативной энергии.
Литература:
- Айзенберг Ю. Б. Энергосбережение — одна из важнейших проблем современной светотехники // Светотехника. — 2007. — № 6. — С. 6–10.
- Беляков, В. Е. Система автоматизированного моделирования ветроэнергетических установок / сборник научных статей 3-й Международной молодежной научной конференции: в 2-х томах, 2014. — С. 391–395.
