Экономия электроэнергии: расчеты и проекты

К примеру, введенный с 1 января 1995 г. федеральный стандарт США Ashrae/1ES 90.1-90R устанавливает расход электроэнергии на освещение 1 кв.м помещения в размере 1,4 – 20,4 Вт при норме освещенности 500 лк. Эта величина берется за основу при построении концепции энергосбережения в освещении.
Для того чтобы понять, как регулируется данный вопрос нормативными документами, следует сравнить удельные расчетные нагрузки для жилых квартир, действующие в Беларуси и России. Анализируя удельные электрические нагрузки электроприемников квартир, принятые ТКП 45-4.04-149-2009, и нагрузки, указанные в российском СП31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий», можно отметить, что в последнем они гораздо меньше: Удельные нагрузки для квартир с газовыми плитами, указанные в СП31-110-2003, также меньше указанных в ТКП 45-4.04-149-2009. Закономерно появляется вопрос: почему в нормативных документах двух стран удельные показатели нагрузок настолько различны? Ведь потребление электрической энергии должно быть почти равным с точки зрения уровня жизни. Указанные в ТКП 45-4.04-149-2009 удельные электрические нагрузки электроприемников квартир жилых и общественных зданий, действующие с 1 января 2010 г., повторяют значения удельных нагрузок, указанные в пособии П-2000 к СНиП 2.08.01.89 (СНБ 3.02.04-03) «Электроустановки жилых и общественных зданий» и введенные в действие в 2001 году. В развитых странах удельные электрические нагрузки для расчетов каждые 3-5 лет пересматриваются и уменьшаются, поэтому появляется возможность уже на стадии проектирования снизить электропотребление в здании, а также уменьшить затраты на приобретение электротехнического оборудования. Однако для достижения этих целей требуется постоянное внедрение передовых энергоэффективных технологий. Подводя итоги 9 лет внедрения вышеуказанных нормативно-технических документов, путем применения системы автоматического контроля учета электрической энергии можно сравнить расчетные нагрузки, выполненные по проекту, и фактические нагрузки во время эксплуатации здания. Уточнение нагрузок поможет внести необходимые корректировки в нормативные документы и определить разумную их величину. Благодаря такому подходу можно снизить затраты на строительство электросетей, трансформаторных подстанций, распределительных устройств жилых зданий. Увеличение проектных расчетных нагрузок приводит к дальнейшему увеличению фактического электропотребления, а также к увеличению сечения кабелей электроснабжения (как 0,4, так и 10 кВ) и установке более мощных распределительных щитов, большей мощности силовых трансформаторов. Кроме того, искажаются статистические данные электропотребления для определения требуемого количества энергопередающих устройств на перспективу. При проведении анализа используемого оборудования и светильников следует руководствоваться государственными стандартами, указанными в приведенном перечне. Согласно исследованию Еврокомиссии, домашнее и офисное электрооборудование потребляет в год порядка 50 ТВт/ч электроэнергии. Европейская комиссия планирует снизить данный показатель на 73% к 2020 году. В связи с этим 17 декабря 2008 г. в Беларуси была утверждена директива № 1275/2008 об энергопотреблении бытовой и офисной техники в дежурном режиме. Уменьшение касается и удельных электрических нагрузок для расчетов электропотребления жилых зданий. Наиболее привычный для нас способ освещения домов – использование ламп накаливания. Это устаревшие, но широко применяемые лампы (ЛН), в которых 95% энергии расходуется на нагрев и только 5% – на освещение. Один из способов экономии – замена ламп накаливания энергосберегающими. При небольших первоначальных капитальных вложениях это позволяет значительно сократить затраты электропотребления. При использовании люминесцентных ламп (ЛЛ) возможно добиться снижения потребления электроэнергии на 80% по сравнению с лампами накаливания при аналогичном световом потоке. Кроме того, при подключении ламп ЛЛ через специальные электронные устройства – пускорегулирующие аппараты (ПРА) – обеспечивается более надежная работа светильников, увеличивается срок службы ламп, до 20% экономится электрическая энергия за счет снижения потерь в электромагнитных пускорегулирующих аппаратах (ЭМПРА). Технология энергосбережения предполагает использование современных ПРА для зажигания ЛЛ. К таким относятся электронные пускорегулирующие устройства (ЭПРА). ЭПРА состоит из следующих блоков: входного фильтра, выпрямителя, корректора коэффициента мощности, инвертора, устройства управления. Входной фильтр обеспечивает чистоту сети от высокочастотных помех. Корректор коэффициента мощности обеспечивает активный характер нагрузки сети, что позволяет исключить нагрузку питающей сети от бесполезной реактивной составляющей питающих токов. Коэффициент мощности в ЭПРА достигает в худшем случае 0,98 (для сравнения, в ЭМПРА – 0,4). Зажигание обес-печивается предварительным прогревом электродов в течение 2 сек, что существенно увеличивает срок службы ламп. При этом отсутствует мигание, характерное для стартерного зажигания. Устройством управления ЭПРА обеспечивается регулировка мощности питающей схемы и, как результат, достигается меньшая зависимость режимов работы лампы от колебаний питающей сети. Замена электромагнитных ЭМПРА электронными ЭПРА позволит сэкономить потребление электрической энергии еще на 20%. К тому же благодаря использованию таких зажигающих устройств увеличивается срок жизни источников света. Применение для освещения светодиодных светильников (LED) вместо ЛЛ позволяет уменьшить потребление электрической энергии. При использовании LED со световой отдачей 150-200 лм/Вт электропотребление снижается в 10 раз. Доля применения LED для освещения с каждым годом увеличивается, в результате появилась возможность перейти на более качественный уровень освещения. Сегодня при дефиците энергомощностей и постоянном росте тарифов значительно снизить потребление электроэнергии можно за счет автоматического управления освещением. Кроме того, одним из путей уменьшения расхода электроэнергии на искусственное освещение является максимальное использование естественного освещения.