Причины потери энергии в системах электроснабжения
Энергосбережение — это реализация научных, организационных, правовых, технических и производственных мер, которые направлены на рациональное использование энергетических ресурсов, а также вовлечение в оборот возобновляемых источников энергии.
Система электроснабжения состоит из следующих элементов: электростанция, потребители электроэнергии, электрические сети и системы. Потери энергии начинаются с электрической станции, с процесса преобразования внутренней энергии используемого топлива в электрическую энергию в генераторе, коэффициент полезного действия данного процесса низок из-за эффективности двигателя. В конденсаторных электростанциях он может составлять всего 30 %, а в теплоэлектростанциях достигать 80 %. Потеря энергии при ее передаче также значительны, потому что на пути от источника до потребителя электроэнергия может подвергаться нескольким трансформациям и проходить тысячи километров, коэффициент полезного действия при этом достигает отметки в 90 %.
Значительный объем потери энергии возникает у потребителей. Например, у самых распространенных источников электроэнергии — ламп накаливания, коэффициент полезного действия составляет всего 5 %, у галогенных и люминесцентных он достигает 20 %. Коэффициент полезного действия электрических двигателей — 80-90 %, микродвигателей — 30-50 %. Кроме них, объектами значительных потерь электрической энергии являются электротехнологические установки. Нерациональный расход электроэнергии может возникать в результате:
- Использования электрооборудования для нагрева помещения, воды и т.п. при наличии других источников тепла (энергия ветра, солнечная энергия и т.п.).
- Несоответствия оборудования объему и характеру производства энергии.
- Плохого качества или полного отсутствия теплоизоляции.
- Избыточной или недостаточной мощности компенсирующих устройств.
- Плохого качества ремонта электродвигателей.
- Плохого состояния механического оборудования.
- Отсутствия автоматического регулирования и управления технологическими процессами.
- Завышенной или заниженной мощности электрических нагревателей.
- Завышенной мощности электрических двигателей.
- Отсутствия контроля расхода электрической энергии в подразделениях.
- Отсутствия стимулирования энергосбережения.
Мероприятия по снижению потерь в системах электроснабжения
Задача реализации мероприятий по энергосбережения в системах электроснабжения заключается в стимулировании экономии при помощи установления соответствующих тарифов (ночной, двухставочный, дневной, дифференциальный и т.п.) на электрическую энергию, принудительных отключений и включений, задания особых требований к графикам нагрузок и т.п.
График нагрузок — это зависимость активной, реактивной или полной мощности от времени.
Снижение потерь в системе электроснабжения может достигаться за счет:
- Компенсации реактивной мощности посредством выбора правильных мощности и расположения компенсирующих установок.
- Регулирования графиков нагрузки в системе.
- Снижения потерь электроэнергии в реакторах, линиях передач и шинопроводах.
- Снижение потерь в трансформаторах. Данное мероприятие осуществляется посредством выбора количества, мощности, рационального режима работы трансформаторов, числа одновременно работающих трансформаторов, использования автотрансформаторов, подбора компенсирующих устройств, а также исключения холостого хода в малых нагрузках.
- Использования для компенсации реактивной энергии батарей статических конденсаторов, напряжение которых составляет 6-8 киловольт.
- Использование синхронных электродвигателей, которые работают в режиме перевозбуждения.
- Совершенствование технологического процесса.
Совершенствование технологического процесса может достигаться несколькими способами: рациональный выбор технологического процесса в зависимости от его особенностей, совмещение нескольких технологических операций, увеличение загрузки электродвигателей, увеличение степени автоматизации технологического процесса, увеличения качества ремонта исполнителей технологического процесса (двигатели и т.п.), регулирование и своевременное отключение составных систем процесса (освещение, отопление, кондиционирование и т.п.), регулировка напряжения в пределах ГОСТа (5-10 % от номинального).
Особое внимание уделяется энергосбережение в осветительных установках системы электроснабжения. Здесь мероприятия по энергосбережению могут быть реализованы при помощи использования источников света с более высоким коэффициентом полезного действия, максимального использования естественного освещения, ручного или автоматического отключения света (при его ненадобности) и снижение мощности источников света в том случае, когда это не мешает нормальному протеканию технологических процессов.
