Экономия электроэнергии: устройства, схемы и способы уменьшения потребления

Как сделать самому прибор для экономии электроэнергии

Когда появляется спрос на какой-то продукт, появляется и предложение. Постоянно растущие цены на электричество породили большое количество “чудо-приборов” (к примеру, Electricity saving box), обещающих уменьшение расхода энергии чуть ли не вдвое. Их действие основывается на преобразовании в активную реактивной энергии. Однако, схема таких приборов настолько проста, что практически любой не чуждый технике человек способен сделать экономитель электроэнергии своими руками.

Содержание статьи

Самодельное устройство для экономии электроэнергии, принцип действия

Основополагающим принципом является то, что любая электрическая мощность состоит из реактивной и активной энергии. Активная полезна в быту, она приводит в действие все механизмы. Реактивная же, наоборот, бесполезна и даже снижает эффективность энергосистемы. Приборы учета (механические и электрические счетчики) определяют только количество использованной активной энергии, за которую платят бытовые потребители.

Промышленные же предприятия платят и за реактивную энергию, которая измеряется специальными счетчиками. Она создается механизмами с высокой индуктивной составляющей (например, электродвигателями), и на заводах и фабриках ее количество уменьшают с помощью специальных конденсаторных установок.

Учитывая вышеописанное, идеи о том, как сделать самому приспособление для экономии электроэнергии, витали в воздухе. В быту источники реактивной энергии – это обычные механизмы с электродвигателями (кухонный комбайн, фен, пылесос, холодильник, дрель). С другой стороны, есть устройства, которым нужен постоянный ток (телевизоры и компьютерные мониторы). Поэтому стали разрабатывать приспособление для экономии электроэнергии, схема которого позволила бы уменьшить потребление электричества путем преобразования в активную реактивной энергии.

Теоретическое обоснование и принципиальная схема самодельного экономителя

Суть экономии состоит в том, что нагрузка питается не от сети с переменным током, а от подключенного конденсатора, заряд коего производится импульсами высокой частоты, при этом соответствуя синусоиде напряжения в сети. Электросчетчики комплектуются входным индукционным преобразователем с низкой чувствительностью к высокочастотным токам. По причине этого импульсное энергопотребление счетчиком учитывается со значительной отрицательной погрешностью.

Для создания прибора необходимы такие детали:

  • микросхема (К155 ЛАЗ),
  • стабилитрон (D2 -КС156А),
  • диоды (D1 – Д226Б; Вr2 – Д242Б; Br1 – Д232А),
  • транзисторы (ТЗ — КТ315, Т2 — КТ815В,Т1 — КТ848А),
  • высокочастотные конденсаторы (С2, СЗ — 0.1 мкФ, С1- 1мкФ х 400В),
  • электролитические конденсаторы (С5 – 1000 мкФ х 16В, С4 – 1000 мкФ х 50Б),
  • маломощный трансформатор 220/36 В,
  • резисторы (RЗ – 56 Ом; R1, R2 – 27 кОм; R5 -22 кОм; R4 – 3 кОм; R6 – 10 Ом; R7, R9 – 560 Ом; R8 – 1.5 кОм).

Сборка проводится согласно схемы 1. Транзисторы устанавливаются с использованием изолирующих прокладок на радиатор 150 кв.см. Обязательно применять плавкие предохранители. Собранный блок питания низковольтный должен давать на выходе 36 В ток 2 А и 5 В для питания генератора, который формирует импульсы ориентировочной частотой 2 кГц и с амплитудой 5 В. Во время сборки схемы нужно проверять режим работы при помощи осциллографа. После этого подключается конденсатор.

Собранное устройство рассчитывалось на нагрузку 1 кВт. Рекомендуется нагружать прибор по номиналу или отключать при снятии нагрузки, поскольку ненагруженное устройство потребляет значительную мощность, которая счетчиком учитывается.

Устройство рассчитано на питание переменным током бытовых потребителей. Мощность – 1 кВт/ч, напряжение – 220 В. Собранное устройство подключается к розетке и питает нагрузку, при этом заземление не требуется. По расчетам, при подключении такого самодельного экономителя счетчик учитывает лишь 25% потребленного электричества.

Разработана также схема 2, позволяющая питать потребителей, работающих как на постоянном, так и на переменном токе (камины, электроплиты, освещение, водонагреватели). Главным предостережением является отсутствие в таких приборах элементов, которые рассчитаны на переменный ток (трансформаторы, электродвигатели).

Приборы для экономии электроэнергии своими руками, отзывы специалистов

Специалисты обращают внимание на то, что попытка применить в домашних условиях принцип действия промышленных конденсаторных установок, накапливающих реактивную энергию, обречена на неудачу. Компенсаторы для реактивной мощности промышленные – это достаточно громоздкие устройства, рассчитанные изначально на определенную нагрузку и учитывающие целый ряд дополнительных параметров. Кроме того, в большинстве мощных домашних устройств конструктивно уже заложены достаточные по мощности улавливатели-конденсаторы реактивной энергии.

Большое количество комментаторов и специалистов указывают на то, что такого рода устройства, даже собранные сознанием дела и качественно, способны обманывать только счетчики старого индукционного типа. Электронные приборы учета энергии довольно капризные устройства и часто не выдерживают такого обхождения с собой, в них сгорают микросхемы. Это ведет к необходимости замены прибора и неприятной беседе со специалистами энергосбыта, что чревато штрафом со многими нулями.

Однако и замена счетчика – это не худшее, что может случиться, если за такую тонкую материю, как электричество берется дилетант. Учитывая зачастую не самое лучшее состояние электропроводки в российских домах и квартирах, такая самодеятельность может закончиться коротким замыканием и пожаром.

Способы экономии электроэнергии на производстве и повышение конкурентоспособности выпускаемой продукции

П.В. Стружков, магистр, инженер электросвязи ОАО «Ростелеком», ВоГТУ, г. Вологда

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.

Читайте также:  Беспроводной выключатель: принцип действия, схема подключения, плюсы и минусы

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:

  • экономия электроэнергии в циклических режимах;
  • повышение срока службы механических и электрических составляющих привода за счет возможности задавать плавные режимы эксплуатации, без механических ударов и пиковых электрических нагрузок;
  • повышение гибкости производственных линий;
  • простотой интеграции нового оборудования в существующие технологические линии;
  • интеграции электроприводов в сети управления производством с центральным компьютером сбора и анализа данных и удаленным доступом.

Все эти возможности легко могут быть реализованы применением комплектного автоматизированного электропривода (редуктор-двигатель-преобразователь частоты).

Комплектные электроприводы позволяют осуществлять плавный пуск с управляемым ускорением, плавное регулирование скорости в заданном диапазоне, реверс, точное позиционирование при ограничении перегрузочных моментов и токов, что важно, например, для кранового электропривода.

Возможность осуществлять плавные пуски и торможение, остановки с высокой точностью, управлять работой электромагнитного тормоза, работать в сети с другими асинхронными двигателями позволят применять комплектные электроприводы в лифтах и подъемниках, что с одной стороны упрощает систему управления, с другой стороны повышает комфортность [4].

Список использованных источников

1. Сайт Для электриков по эксплуатации и ремонту электрооборудования. [Электронный ресурс]. – http://www.fazaa.ru/

2. У. Назаренко. Экономия электроэнергии при производстве и использовании сжатого воздуха, 1976 г.

О реактивной энергии и способ экономии до 35%

Чтобы разобраться с понятием реактивной мощности, вспомним сначала, что такое электрическая мощность. Электрическая мощность – это физическая величина, характеризующая скорость генерации, передачи или потребления электрической энергии в единицу времени.
В цепях постоянного тока значение мгновенной и средней мощности за какой-то промежуток времени совпадают, а понятие реактивной мощности отсутствует. В цепях переменного тока так происходит только в том случае, если нагрузка чисто активная. Это, например, электронагреватель или лампа накаливания. При такой нагрузке в цепи переменного тока фаза напряжения и фаза тока совпадают и вся мощность передается в нагрузку. Если нагрузка индуктивная (трансформаторы, электродвигатели, освещение), то ток отстает по фазе от напряжения. Поскольку ток и напряжение не совпадают по фазе (реактивная нагрузка), то в нагрузку (потребителю) передается только часть мощности (полной мощности), которая могла бы быть передана в нагрузку, если бы сдвиг фаз был равен нулю (активная нагрузка).

Часть полной мощности (S),которую удалось передать в нагрузку за период переменного тока, называется активной мощностью (P). Она равна произведению действующих значений тока и напряжения на косинус угла сдвига фаз между ними (cos φ).
Мощность, которая не была передана в нагрузку, а привела к потерям на нагрев и излучение, называется реактивной мощностью (Q). Она равна произведению действующих значений тока и напряжения на синус угла сдвига фаз между ними (sin φ).
Таким образом, реактивная мощность является величиной характеризующей нагрузку. Она измеряется в вольт амперах реактивных (вар, var). На практике чаще встречается понятие косинус фи, как величины характеризующей качество электроустановки с точки зрения экономии электроэнергии. Действительно, чем выше cos φ, тем больше энергии, подаваемой от источника, попадает в нагрузку. Значит можно использовать менее мощный источник и меньше энергии пропадает зря.

Несмотря на то, что реактивная энергия нужна для создания магнитных полей, она не преобразуется ни в какие другие виды энергии, постоянно циркулируя в виде двусторонних потоков (перетоков) между потребителем и генератором. В результате происходит бесполезный нагрев кабелей, сердечников трансформаторов и других токопроводящих устройств, что приводит к потерям активной энергии и ускоренному старению изоляции и оборудования. Реактивная энергия также создаёт дополнительную загрузку передающих сетей и электростанций,что ведет к повышенным затратам на производство, передачу и распределение электроэнергии.

Из сказанного выше вытекает, если нагрузка индуктивная, то следует компенсировать ее с помощью емкостей (конденсаторов) и наоборот емкостную нагрузку компенсируют с помощью индуктивностей (дросселей и реакторов). Это помогает увеличить косинус фи (cos φ) до приемлемых значений 0.9–0.95. Этот процесс называется компенсацией реактивной мощности. Экономический эффект от внедрения установок компенсации реактивной мощности (УЭС) может быть очень большим. По статистике он составляет от 4 до 35% от оплаты электроэнергии в различных регионах России. УЭС окупается не более чем за год.
Для проектируемых объектов внедрение конденсаторной установки (УЭС) на этапе разработки позволяет экономить на стоимости кабельных линий за счет снижения их сечения. Автоматическая УЭС, например, может поднять cos φ с 0.6 до 0.97.

Читайте также:  Контур заземления: традиционный, глубинный и наружный, схемы подключения

Во всем мире наиболее выгодными и удобными в эксплуатации компенсаторами реактивной мощности принято считать конденсаторные установки (Устройства ЭнергоСберегающие). Эти устройства позволяют не только выполнить требования снабжающих организаций, но и значительно улучшить качество электрической энергии в сети предприятия за счет снижения нагрузки на силовой трансформатор и распределительное оборудование. УЭС являются одновременно и накопителями, и локальными источниками реактивной энергии, благодаря чему уменьшается воздействие реактивной энергии на внешние сети.
Вывод
УЭС приносят ощутимые финансовые выгоды. Они также позволяют дольше сохранять оборудование в рабочем состоянии. Вот несколько причин, по которым это происходит.
– Уменьшение нагрузки на силовые трансформаторы, увеличение в связи с этим срока их службы.
– Уменьшение нагрузки на провода и кабели, возможность использования кабелей меньшего сечения.
– Улучшение качества электроэнергии у электроприемников и потребителей.
– Ликвидация возможности штрафов за снижение cos φ.и увеличения уровня высших гармоник во внешнюю сеть.
– Снижение величины потребления электроэнергии.
Характер изменения нагрузки, является основным фактором, влияющим на выбор наиболее подходящей схемы компенсации реактивной мощности. На многих предприятиях и учреждениях не все оборудование работает одновременно, оно задействовано всего несколько часов в день. Поэтому индивидуальная компенсация становится очень дорогим решением, при большом количестве оборудования и соответственно большом числе устанавливаемых конденсаторов. Индивидуальная компенсация наиболее эффективна, когда большая часть реактивной мощности генерируется небольшим числом нагрузок, потребляющих наибольшую мощность достаточно длительный период времени. Централизованная компенсация применяется там, где нагрузка перемещается между разными потребителями в течение дня. При этом потребление реактивной мощности в течение дня меняется, поэтому использование автоматических установок (УЭС) предпочтительнее, чем нерегулируемых.

Осложняется дело тем, что в условиях реального производственного процесса величина нагрузки постоянно меняется, так как одни машины в процессе работы включаются, другие отключаются от сети, в вечернее и ночное время работает освещение, зимой в помещениях может осуществляться нагрев воздуха, а летом — его охлаждение. То есть компенсация реактивной мощности производится на основе постоянных практических замеров cos φ. В любом случае компенсация реактивной мощности, имеющей чаще всего индуктивный характер, производится подключением электрической емкости соответствующей величины, в автоматическом режиме. Простейшая схема включает оптическую электронную пару из излучателя и приемника света. Свет увеличил яркость – значит, нужно добавить емкости. В настоящее время есть системы, позволяющие надежно удерживать cos φ в пределах от 0,9 до 0,97. Технологические достижения в области вычислительной техники позволяют добиваться нужного подключения конденсаторных батарей для поддержания необходимого коэффициента мощности. Время срабатывания также минимизировано, а дополнительные дроссели снижают величину перепада напряжения во время переходных процессов.

Представляет собой металлический шкаф стандартных размеров с контроллером, панелью управления и индикаторами работы на лицевой панели. Контроль за каждой фазой осуществляют датчики тока. В нижней части шкафа располагаются наборы конденсаторов (батареи). Такое расположение обусловлено простым соображением: электрические емкости довольно тяжелые, и вполне логично стремление сделать конструкцию более устойчивой. В верхней части, находятся необходимые контрольные приборы, по каждой из фаз, при помощи которого можно судить о величине коэффициента мощности. Имеется также различная индикация, в том числе и аварийная, органы управления (включения и выключения). Оценку сравнения показаний измерительных датчиков и выработку управляющих воздействий (подключение конденсаторов нужного номинала) выполняет схема, основой которой служит микропроцессор. Исполнительные устройства для каждой из фаз работают независимо, быстро и бесшумно. Как правило они, построены на мощных тиристорах или оптосиммисторах.

-устанавливается после узлов учета энергосбытовой компании, не требует внесения изменений в проектную документацию и дополнительных согласований.
-не дает дополнительную нагрузку на сети.
-оптимизирует напряжение в сети и увеличивает коэффициент мощности.
-работает как кратковременный стабилизатор напряжения.
-снижает ежемесячные оплаты за пользование электроэнергией от 4,5 – до 35%.

Способы экономии электроэнергии на производстве

Энергосбережение или экономия электроэнергии является практической реализацией научных, правовых, технических, организационных, экономических и производственных мероприятий, направленных на рациональное использование и расходование энергетических ресурсов, а так же на внедрение в хозяйственный оборот рациональных возобновляемых источников энергии. Энергосбережение и экономия электроэнергии – важная задача сохранения наших природных ресурсов.

Повышение энергоемкости некоторых производств, увеличение количества техники, задействованной в производственных процессах на предприятиях и постоянный рост цен на энергоносители явилось серьезным фактором в решении вопроса об экономии электроэнергии.

К сожалению универсального способа экономить электроэнергию сейчас не существует, однако разработаны многочисленные методики, устройства и технологии, которые помогают перевести энергосбережения на качественно новый и лучший уровень.

Вопрос экономии электроэнергии достаточно многоплановый и необходим стратегический подход, для максимально эффективного использования всех производственных мощностей при минимально возможных энергетических затратах.

Выработаны подходы к экономии электроэнергии, основанные на использовании и практическом внедрении энергосберегающих технологий, призванных уменьшить потери электроэнергии там, где это возможно.

На данный момент уже существует много устройств, применение которых позволяет добиться сокращения потерь при работе электрического оборудования. Основными устройствами из них является частотно-регулируемые приводы и конденсаторные установки.

Применение конденсаторных установок для энергосбережения за счет компенсации реактивной мощности позволяет обеспечить существенную экономию электроэнергии.

Оптимизация режимов потребления электроэнергии при использовании конденсаторных установок дает возможность снижения токовых нагрузок на аппаратуру и сетевые кабели.

Возможные пути и методы в экономии электроэнергии:

1) Внедрение электрогенерирующего оборудования на основе газо – и паротурбинных, , газопоршневых, турбодетандерных и парогазовых установок.

2) Переход на частотно-регулируемые приводы на оборудовании с изменяемой нагрузкой.

3) Использование менее энергоёмких насосных установок.

4) Внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами АСУ (“энергоэффективность”).

5) Внедрение систем управления освещением, энергоэффективных осветительных устройств и секционное разделение освещения.

6) Замена электрокотельных и электроводонагревательных приборов источниками тепла, работающими на местных видах топлива (торф, пелеты).

7) Ввод энергогенерирующего и технологического оборудования, работающего с использованием горючих вторичных энергоресурсов (ВЭР) и отходов производства.

8) Внедрение нетрадиционных и возобновляемых источников энергии (гелиоколлекторы, ГЭС, ВЭУ, биогазовые установки)

Каждое из этих мероприятий позволяет снизить потребление энергии в среднем на 15%.

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.

Приборы для экономии электроэнергии: миф или реальность?

Не так давно, на наших рынках, в интернете, в некоторых печатных изданиях и даже на телевидении, появилась реклама чудо-прибора, который, по словам рекламирующих, способен экономить до 30-35% электроэнергии. Что же это за прибор? Как он устроен? И неужели это правда, что он способен экономить столько энергии?
Примерно в одно время, в разных регионах, эти приборы появились под разными названиями. Вот примерные названия этих самых приборов: SberBox, smartBox, Energy Saver, Pover Saver, Saving-box, Powersave, Экономыч и т.д.
По словам производителей, и соответственно распространителей, прибор достаточно просто воткнуть в розетку, и он начинает работать, то есть, экономить наши кровные.

Стоимость данного девайса, в зависимости от региона распространения и «щедрости» продавцов, колебалась от 10$ до 70$. В самом простом исполнении, прибор рассчитан на 15 кВт нагрузки для однофазной сети, то есть на средний дом. Также существуют приборы и для трех фазных сетей. К примеру, такой прибор для экономии электроэнергии, рассчитанный для работы в трех фазной сети, на нагрузку до 48 кВт, имеет размеры с обыкновенную пачку от стирального порошка.

Читайте также:  Датчик звука для включения света: предназначение, разновидности и принцип работы

Первое знакомство с описанием этого устройства для экономии электроэнергии вызывает у электротехников восторг, смешанный с ощущением собственной некомпетентности. Прибор имеет солидный перечень возможностей, реализованных с помощью загадочных, патентованных технических новаций.

Специалистам трудно представить, как можно реализовать в одном приборе такие функции, как компенсация реактивной мощности, фильтрация помех, защита от перекоса фаз и ударов молнии. Революционная возможность преобразования реактивной электрической энергии в активную энергию вообще не имеет аналогов. Такая перспектива сразу приводит энергетиков промышленных предприятий в состояние экстаза.

Давайте внимательно присмотримся к чудесному изделию и подумаем, можно ли реализовать все заявленные характеристики в одном приборе. И не слишком ли мало за него запрашивают? Ведь автоматические конденсаторные установки сравнимой мощности стоят в 4-6 раз дороже.

Стабилизаторы для выравнивания перекоса напряжений в фазах тоже не дешевы. Фильтры гармоник, громоздкие изделия, содержащие большое количество железа и меди, низкой ценой тоже не страдают. Совмещение возможностей всех этих устройств в одном изделии – это действительно впечатляющее достижение.

Энергосберегающее устройство Smart Boy

В рекламных статьях приведены великолепные фотографии внешнего вида прибора, схемы подключения. А вот изображений устройств с открытым корпусом практически невозможно найти. И можно понять почему: вместо заявленных 5 блоков и модулей, таких как программируемый контроллер и управляющий (?) трансформатор, присутствует простейший, убогий набор деталей.

Итак, мы приобрели один из таких приборов, для того, чтобы попробовать разобраться с ним. Что же он из себя представляет. Это небольшая коробочка, напоминающая обыкновенное зарядное устройство, на передней панели находятся два светодиода.

Взяв на себя смелость, мы попробовали заглянуть внутрь этого чудо-прибора. Что мы увидели внутри? Внутри был диодный мостик, конденсатор неопределенной емкости и небольшой блок питания, от которого питались светодиоды. И …. собственно все. Самой дорогой деталью является стильный корпус с вилкой подключения к сети. Общая стоимость комплектующих вряд ли превышает 3-4 долларов, а самая дешевая модель уже продается за 40. О какой экономии электроэнергии можно говорить при такой схеме?

Как Smart Boy позволяет экономить электроэнергию

Так все-таки за счет чего происходит экономия электроэнергии при использовании такого типа энергосберегающих приборов? А вот тут придется окунуться немного в теорию, без этого никуда. Попробуем изложить все простым, понятным языком.

Итак, энергия бывает активная и реактивная. Останавливаться на высших гармониках, помехах в электросети, сдвигами по фазе и прочих премудростях, мы не станем, рассмотрим лишь то, с чем действительно можно столкнуться в реальной жизни, в бытовых, так сказать, условиях.

Обыкновенные бытовые потребители электричества, то есть, мы с вами, платим за потребление активной энергии. Большие предприятия оплачивают еще и реактивную энергию. Для этого у них установлены специальные счетчики, которые подсчитывают этот самый реактив.

На самом деле они, предприятия, не потребляют, они ее производят. То есть, оборудование с большой индуктивной составляющей, выделяет реактивную энергию, которая дополнительно нагружает сети. Для того чтобы «разгрузить» электрические сети от негативной нагрузки, существуют специальные устройства- Компенсаторы Реактивной Мощности, то есть КРМ.

Эти самые КРМы, достаточно громоздкие и сложные устройства, причем, они изначально рассчитываются под определенную нагрузку. А этот чудо-прибор, о котором собственно сейчас и идет речь, если и может что-то сэкономить, теоретически, то только при строго определенной нагрузке. А подсчитать эту самую нагрузку практически нереально.

Многие современные приборы уже изначально оснащены приборами для компенсирования реактивной составляющей. Так, к примеру, практически все компьютерные блоки питания оснащены Passive PFC, что позволяет сократить потребляемую энергию на 5-10 %. Но в данном случае, номиналы емкости, дросселя и прочего железа, очень тщательно подсчитывалось, что и позволило сократить потребление электричества.

Из всего, что было написано выше, можно сделать вывод, что компенсировать, что-либо в домашних, бытовых условиях – бессмысленно.

Но, справедливости ради, проведенные нами эксперименты на производстве, показали, что, при применении трехфазного статического КРМ, дало некоторые результаты. А именно, позволило стабилизировать перекос по фазам на 10-15 %, то есть, равномерно распределить нагрузку между фазами. Но это на производстве, где нагрузки были относительно постоянные. Так что, выводы делайте сами.

Как чудо-прибор преобразует реактивную энергию в активную

Отдельно поговорим о преобразовании реактивной энергии в активную. Сейчас только энергосберегающее устройство Smart Boy декларирует подобную возможность. В электротехнике нет ни теоретических обоснований подобной возможности, ни практических реализаций устройств. Все попытки получить у дилеров более подробную техническую информацию об этой удивительной возможности оказались неудачными. Они или цитировали рекламные презентации, или ссылались на «ноу-хау» разработчиков.

Торжество современной техники или грандиозная афера?

То, что настораживает специалистов, совершенно непонятно остальному населению, далекому от электротехники. Ну, как можно устоять, когда на экране телевизора седоватый доктор технических наук (а доктор ли?) проникновенно описывает выгодность приобретения прибора, со скидкой для пенсионеров? Судя по размаху и длительности показа рекламных роликов, дела с продажами обстоят неплохо.

Из рекламы устройства для экономии электроэнергии Pover Saver

В заключение можно сказать, что, к сожалению, огромное количество людей, в том числе знакомых с электротехникой, оказались жертвами гигантской аферы под названием «Энергосберегатель Smart Boy» и подобных приборов для экономии электроэнергии. Нет у этих устройств никаких уникальных или революционных свойств, они абсолютно бесполезны в производстве и, тем более, в быту.

Ссылки на то, что изделия сертифицированы в странах СНГ (подразумевается, что потребительские свойства подтверждены серьезными организациями)- это просто лукавство, рассчитанное на незнание процедур сертификации. Проверка проводится только по показателям безопасности изделий, потребительские свойства вообще не рассматриваются. Другими словами: если вы приобрели горькую, как полынь, шоколадку, то она может быть абсолютно безопасна для вас, а вот на вкус – извините.

Снижение потребления электроэнергии

Дешево, экономично, бесполезно
Датчики включения и выключения

Реальным способом сберечь энергию является использование бытовой техники эконом-класса. Первичные вложения со временем дадут долговременный положительный эффект.

Примеры такого оборудования:

  1. Компьютер. Блоки питания совместно с видеокартами и монитором могут поглощать до 1 кВт/ч. Следует либо отключать некоторые функции, либо приобретать изделия с режимом экономии. Оптимальным выбором являются современные ноутбуки. При больших возможностях они расходуют не более 100 Вт/ч.
  2. Телевизоры со спутниковыми приставками. Включение режима экономии позволяет уменьшить потребление тока в 3 раза.
  3. Печатающие устройства. Они используются периодически, но из сети не вынимаются. Если купить прибор с функцией сбережения энергии, эффект составит до 500 кВт в год.
  4. Стиральная машина. Основным потребителем является нагревательный элемент. Изделия с ультразвуковой ванной потребляют на 80% меньше тока.
  5. Пылесос. Современные устройства оснащены датчиком загрязнения, из-за которого снижается эффективность работы и увеличивается ее продолжительность.
  6. Кондиционер. Сбережение энергии достигается установкой в современных моделях усовершенствованных компрессоров, снижающих расход на 40-50 %.

Техника с высоким классом энергоэффективности казалась мне хорошим способом экономии. Это был один из аргументов, чтобы поменять холодильник и стиральную машину на новые.

Энергоэффективно? Да, но с обратной стороны: энергии не меньше, просто эффективность больше.

Например, холодильник с классом энергопотребления Б расходует 485 киловатт-часов в год. У аналогичного по объему и количеству камер холодильника с классом А расход — 272 киловатт-часа в год.

Новый холодильник стоит 30 000 рублей. Значит, с точки зрения экономии он окупится через 30 лет. Так что пока старый исправно работает, его замена не принесет ощутимой экономии. Но даже если старый сломается, стоит обратить внимание на модели подешевле. Разница в 10—15 тысяч рублей выгоднее для семейного бюджета, чем экономия 1000 рублей в год на электроэнергии.

Свет в квартире можно выключать кнопками, а можно датчиками. Датчик — это коробочка, которая висит на стене или потолке и включает свет, когда становится темно или когда кто-то к нему приближается. Например, пока вы ходите по коридору, свет горит. Вышли — выключился.

Простой проводной датчик работает как обычный выключатель, реагирует на степень освещенности, движение или звук и стоит от 300 рублей. С его установкой и подключением справится один электрик.

Датчики помогут сэкономить, если вы часто забываете выключать свет в общих помещениях. Они выключат лампочки или не дадут им включиться, когда на улице слишком светло или когда в комнате пусто.

В обычной городской квартире трудно найти место для эффективного применения таких датчиков. Чаще всего их ставят в туалетах. Если у вас небольшой туалет, то для него подойдет датчик, который реагирует на движение. В больших или вытянутых помещениях придется ставить несколько датчиков и согласовывать их между собой. Такая система менее надежна.

Проводные датчики полезны владельцам домов или коттеджей. Во дворе можно установить датчик, который реагирует и на степень освещенности, и на движение. Тогда свет будет загораться только в темное время суток, когда кто-то выйдет на улицу или подойдет к дому. В гараже нужен простой датчик движения. Он зажжет свет, когда машина заедет в гараж, и потушит его, когда в помещении никого не останется.

Обычные проводные датчики встраиваются в силовую сеть — грубо говоря, врезаются между линией электропередач и лампочкой, которую нужно зажечь. А есть еще беспроводные датчики.

Беспроводные датчики — современный, модный, полезный, но очень дорогой способ экономить. Они должны быть подключены к системе «умный дом», которая включает специальный контроллер и кучу других механизмов.

Ссылка на основную публикацию