Как добиться устойчивой экономии благодаря активному энергосбережению
Подождите немного. Документ загружается.
Информационная статья: энергоэффективность - 11
Как добиться устойчивой экономии
благодаря активному энергосбережению
Технические решения
Технические решения для оптимизации электроустановок
могут включать широкий спектр изделий, устройств,
интеллектуальных контроллеров и систем управления,
однако требуют относительно небольших затрат и обычно
позволяют сократить энергопотребление в коммерческом
или промышленном здании на 20%.
Решения для освещения
Доступны решения для управления освещением, которые
позволяют оптимизировать системы освещения с точки
зрения их функциональности (комфорта и безопасности)
и использования энергии. На освещение расходуется
около половины общего энергопотребления в
коммерческих зданиях.
Качество электропитания
При анализе электропитания часто не уделяют должного
внимания таким областям, как гармонические искажения
и коэффициент мощности. Эти невидимые параметры
электрической системы могут влиять на величину
энергопотребления, затраты и даже срок службы
оборудования. Существуют европейские законодательные
нормы по ограничению гармонических искажений и
электромагнитных помех, однако даже при их отсутствии
компании должны гарантировать, что гармоники не
будут загрязнять электросети – в Великобритании они
контролируются вплоть до 50-й гармоники!
Еще более значительную и непосредственную роль
играет коэффициент мощности. Потребители с плохим
коэффициентом мощности расходуют электроэнергию
впустую и несут дополнительные затраты, часто
даже не зная об этом. Тем не менее оборудование
для коррекции коэффициента мощности можно легко
заказать и установить. Необходимо также иметь в
виду, что центральным элементом таких устройств
являются конденсаторы, характеристики которых в ходе
эксплуатации снижаются естественным образом, поэтому
для поддержания максимально возможного коэффициента
мощности могут потребоваться периодические
модернизации оборудования. Таким образом, техническое
обслуживание станет ключом к максимальной экономии.
Далее в этой информационной статье мы рассмотрим
некоторые конкретные области, где можно использовать
средства активного энергосбережения.
12 - Информационная статья: энергоэффективность
Как добиться устойчивой экономии
благодаря активному энергосбережению
Активное
энергосбережение
в условиях зданий
Активное энергосбережение в новых
общественных и коммерческих зданиях
Сегодня трудно понять, почему так много зданий практически
не обладают энергоэффективностью. На всех этапах
проектирования, разработки, строительства и, наконец,
эксплуатации здания существует столько возможностей для
учета требований активного энергосбережения. Тем не менее
различия в интересах всех участников проектирования и
эксплуатации здания не только не стимулируют управление
использованием энергии, но иногда даже мешают ему.
Например, архитекторы могут рассматривать экономию
энергии с точки зрения используемых материалов и режимов
теплоизоляции, т.е. пассивного энергосбережения. Средства
управления энергией на этапе проектирования рассматриваются
редко, потому что за них обычно отвечают инженеры по
обслуживанию здания.
Строительные компании тоже редко беспокоятся о проблемах
энергии (если вообще задумываются о ней) – в центре их
внимания находятся соблюдение бюджета, сокращение
расходов на строительство и предотвращение штрафных
санкций. Чтобы заставить их работать с системами управления
зданием и энергией на этапе строительства, необходимы
жесткие требования заказчика.
Инженеры по обслуживанию здания в наибольшей степени
готовы думать о системах управления. Но даже здесь
существует более сильное стремление не столько к управлению
энергией, сколько к дополнительным выгодам с точки зрения
комфорта и управления доступом, тематического освещения и
развитой среды ИТ.
Даже конечные пользователи коммерческих зданий иногда
почти не заботятся о сохранении или измерении энергии.
Арендуя помещения на короткий срок, они часто считают, что
у них нет возможности или времени для принятия каких-либо
серьезных мер, хотя именно им приходится оплачивать
счета за энергию.
В общем, предусмотреть эффективные средства активного
энергосбережения гораздо легче, когда они интегрированы с
другими необходимыми возможностями системы управления
зданием. Такие же соображения могут помочь добиться
экономии на этапе установки благодаря совместному
использованию структурированных кабельных систем,
одновременной прокладке кабелей передачи данных и
электропитания и согласованному размещению аксессуаров
(управление электропитанием, розетки передачи данных,
управление отоплением, вентиляцией и кондиционированием
воздуха, управление доступом и управление освещением в
единой сети).
Информационная статья: энергоэффективность - 13
Как добиться устойчивой экономии
благодаря активному энергосбережению
Законодательные стимулы
По мнению многих специалистов, введение налога на изменение климата
оказало на экономию энергии гораздо меньшее воздействие, чем ожидалось.
Например, хотя объем заказов на энергоэффективные системы управления
двигателями для отопления и вентиляции увеличился, информация о
широкомасштабном переоборудовании существующих систем почти
отсутствует. Тем не менее новые законодательные меры поддерживают
необходимость развертывания средств управления энергией.
Еще в июле 2004 лорд Рукер, государственный министр в ведомстве
заместителя премьер-министра Великобритании, писал в заявлении
министерства: «Использование энергии в зданиях является причиной
приблизительно половины выбросов диоксида углерода в Великобритании.
Повышение энергоэффективности наших зданий имеет решающее значение
для успешного выполнения задач по сокращению выбросов».
Честно говоря, для большинства людей в центре внимания оказывается
не столько спасение нашей планеты, сколько сокращение затрат.
Стоимость коммунальных услуг – это самый очевидный и переменчивый
стимул энергосбережения, но все большее значение приобретает также
законодательство об охране окружающей среды и выгоды для бизнеса,
связанные с представлением о «гражданской ответственности» компании.
Директива об энергоэффективности зданий также заставит многие
организации регулярно проводить оценку своей энергоэффективности и
публично представлять информацию о ней, что обеспечит этим показателям
дополнительное внимание, стимулы и выгоды для бизнеса.
Использование энергоэффективного оборудования (пассивное
энергосбережение) имеет огромное значение, но не решает всех проблем.
Эффективное здание требует мониторинга, управления и контроля, чтобы
добиться устойчивых результатов и предотвратить их ухудшение. Внимание
к закупкам, эксплуатации, управлению и обслуживанию не менее важно, чем
физические изменения на предприятии. К тому же уменьшения расходов
и снижения выбросов часто можно добиться быстро и с небольшими или
умеренными затратами.
Европейская Комиссия формирует динамичную законодательную среду, включающую
специальные директивы по энергоэффективности и текущие публикации
Директивы по
энергоэффективности
Публикации
Энергоэффе-
ктивность зданий
Энергетические
рейтинги бытовых
приборов
Схема торговли
квотами выбросов
Теплоэлект-
рогенерация
Энергопотре-
бляющие изделия
Конечные
пользователи
энергии и
связанных услуг
Декабрь 02
EPB
2002/91
Июль 03
ELDA
2003/66
Октябрь 03
ETS
2003/87
Февраль 04
CHP
2004/8
Июль 05
Eco Design
2005/32
Апрель 06
EUE & ES
2006/32
Июнь 05
Зеленая книга
EE
Октябрь 06
План действий
для EE
Январь 07
Энергетический
пакет
14 - Информационная статья: энергоэффективность
Как добиться устойчивой экономии
благодаря активному энергосбережению
Активное энергосбережение в
существующих общественных и
коммерческих зданиях
Сегодня все больше внимания уделяется тому, сколько энергии
здание потребляет в ходе его эксплуатации. Неэффективное
управление зданием может приводить к ненужным потерям
ценной энергии. Интеллектуальные системы измерения
энергии обеспечивают жизненно важную информацию
об энергопотреблении здания и могут помочь выявить
области возможной экономии. Кроме того, имеющиеся
данные указывают, что эксплуатационные затраты обычно
в три раза превышают капитальные затраты на здание, а
стоимость обслуживания может оказаться в два раза выше
стоимости строительства. Естественно, инвестиции в системы,
способствующие сокращению энергопотребления, также
помогают снизить затраты на эксплуатацию.
В прошлом техническое обслуживание лишь реагировало
на события, однако интеллектуальные системы управления
зданием позволяют предвидеть проблемы и заранее
планировать график обслуживания. Благодаря этому
обслуживание можно учитывать при составлении планов
и бюджетов, а не уделять ему внимание только при
возникновении острой необходимости, что часто приводит к
задержкам и даже пропуску работ по обслуживанию. Кроме
того, теперь можно с помощью одной системы выполнять
мониторинг при использовании газа, электричества, воды,
воздуха и пара.
Интеллектуальные системы управления энергией не только
упрощают работу обслуживающего персонала, но и не
требуют больших затрат. В самом деле, недавно проведенное
в Великобритании исследование Energy Savings Trust
выявило, что установка средств измерения и мониторинга
энергопотребления в среднем может окупиться менее чем за
шесть месяцев. Небольшое увеличение капитальных затрат
позволяет значительно сократить стоимость эксплуатации.
Практические испытания измерительных систем демонстрируют
уменьшение счетов за коммунальные услуги в различных типах
зданий в среднем на 5%. Но на этом финансовые выгоды не
заканчиваются. Еще около 2-5% экономии можно добиться за
счет улучшения использования оборудования, а повышение
надежности систем может дать экономию до 10%.
Переоборудование без неудобств
По мнению многих специалистов, введение налога на изменение
климата оказало на экономию энергии гораздо меньшее
воздействие, чем ожидалось. Например, хотя объем заказов
на энергоэффективные системы управления двигателями
для отопления и вентиляции увеличился, информация о
широкомасштабном переоборудовании существующих систем
почти отсутствует. Тем не менее новые законодательные
меры поддерживают необходимость развертывания средств
управления энергией.
Точное измерение – первое условие
обеспечения энергоэффективности
Информационная статья: энергоэффективность - 15
Как добиться устойчивой экономии
благодаря активному энергосбережению
Решения для обеспечения активного
энергосбережения средних и крупных
коммерческих компаний
•Необходимые продукты
o Диммеры, таймеры, датчики движения и
присутствия, переключатели
o Термостаты, управление
подогревом пола
o Преобразователи частоты вращения
для отопления, вентиляции и
кондиционирования, насосов,
вентиляторов и двигателей
o Системы компенсации мощности
и фильтры
•Системы управления
o Системы управления
инфраструктурой здания
o Мониторинг и анализ электропитания
•Дополнительные услуги
o Аудит объекта
o Сбор и анализ данных
o Финансовый анализ и проверка
окупаемости
o Подготовка плана усовершенствования
o Удаленный мониторинг и оптимизация
Потребляют 20% всей энергии
•
3 ключевые области: отопление,
вентиляция и кондиционирование;
освещение; интегрированные
системы здания
• Двигатели потребляют 35% электричества
Коммерческие здания
Модернизация может дать
экономию энергии до 30%
Управление отоплением, вентиляцией и
кондиционированием
Управление освещением
Системы управления инфраструктурой здания
Коррекция коэффициента мощности
Многие люди опасаются, что развертывание таких технологий
в ходе переоборудования потребует больших затрат и будет
слишком мешать работе в здании. В действительности такое
оборудование и системы можно экономично установить без
каких-либо проблем как в новой, так и в модернизируемой
среде. В обоих случаях они могут использовать
существующую сеть Ethernet, а для ее обслуживания обычно
достаточно квалификации собственного персонала службы
ИТ компании. Технологии беспроводных сетей и Ethernet
обеспечивают принцип «подключи и работай», а также
переход к централизованному управлению. В самом деле, эти
технологии были успешно развернуты во всех собственных
зданиях Schneider Electric в Великобритании именно в ходе
их модернизации.
Дополнительное преимущество установки в ходе
переоборудования связано с легкостью оценки экономии
энергии. Когда здание какое-то время эксплуатировалось без
этих технологий, эффекты и преимущества интеллектуального
управления энергией проявляются быстро и четко.
16 - Информационная статья: энергоэффективность
Как добиться устойчивой экономии
благодаря активному энергосбережению
В США Закон об энергетической политике 2005 года
(раздел 103) требует от всех федеральных ведомств
«до конца 2012 года установить расширенные системы
измерения на всех федеральных объектах, где это
практически целесообразно». В Великобритании недавно
переработанная версия Строительного бюллетеня №87
(BB87) «Указания по экологическому проектированию в
школах» требует от всех школ страны соблюдения Правил
строительства в части L2 «Экономия топлива и энергии».
Кроме того, британское правительство запустило
инициативу «Построим школы для будущего», которая
предусматривает модернизацию и переоборудование
всех зданий средних школ страны в течение 15 лет.
Человеческое измерение
У проблемы активного энергосбережения есть также
человеческое измерение. В большинстве зданий самый
ценный ресурс – это находящиеся там люди. Их комфорт
и безопасность имеют первостепенное значение. Как
правило, способ использования здания на протяжении
срока его службы может неоднократно меняться.
Легкость осуществления таких изменений – это важный
дополнительный фактор затрат, который может влиять
на управление энергией.
Таким образом, интеллектуальные системы управления
и активного энергосбережения можно развернуть при
минимальных инвестициях и без какого-либо ущерба.
В результате мы получаем привлекательное здание,
которое обеспечивает людям комфорт, удобство,
функциональность и экономичность, но в то же время
предлагает долгосрочное сокращение затрат на энергию.
Информационная статья: энергоэффективность - 17
Как добиться устойчивой экономии
благодаря активному энергосбережению
• Необходимые продукты
o Системы освещения:диммеры, таймеры,
датчики движения и присутствия,
специальные переключатели,
светочувствительные выключатели
o Системы компенсации мощности и
фильтры: термостаты, управление
подогревом пола
• Системы управления
o Системы управления шторами
o Системы управления освещением
o Системы управления домом
20-25% общего энергопотребления
(ЕС и США)
•
На отопление расходуется 30% энергии
• Освещение и бытовые приборы потребляют
более 40% энергии
Жилые здания
Системы энергоэффективности
могут обеспечить экономию
электроэнергии от 10 до 40%
Управление освещением
Мониторинг отопления
Управление шторами
Решения для
жилых и небольших
коммерческих зданий
Активное энергосбережение
в жилых зданиях
Жилые здания редко пригодны для точного измерения
и мониторинга энергии. Тем не менее и в них можно
применять технологии активного энергосбережения.
Ранее в жилом секторе основное внимание уделялось
установке средств пассивного энергосбережения.
Теплоизоляция пустотелых стен и чердачных помещений,
двойное остекление и заслонки дымохода часто
встречаются как в новых, так и в существующих домах.
Такие меры, как отказ магазинов от ламп накаливания в
пользу энергосберегающих ламп, дают дополнительную
поддержку важным инициативам по обеспечению
пассивного энергосбережения.
18 - Информационная статья: энергоэффективность
Как добиться устойчивой экономии
благодаря активному энергосбережению
Разумно предположить, что наибольшее влияние на
энергопотребление в жилых домах смогут оказать
изменения привычек людей, однако это очень долгий
процесс. Нужно время, чтобы довести до автоматизма
выключение оборудования в режиме ожидания
(светодиодные индикаторы в телевизорах, DVD-плеерах,
музыкальных центрах, домашних компьютерах и других
устройствах вместе потребляют огромное количество
энергии). В то же время существуют технологические
средства, которые могут принести большую экономию.
Одна из возможностей связана с установкой
недорогих систем управления освещением – от самых
современных систем «умный дом» до простых датчиков
присутствия в помещении. Дети и подростки часто
любят включать почти все лампы в доме, хотя люди
есть только в одной комнате!
В домах с несколькими семьями (например,
многоквартирных) можно использовать средства
активного энергосбережения в общих помещениях,
в том числе датчики присутствия для управления
освещением, отоплением и вентиляцией. В условиях
роста числа зданий смешанного назначения (например,
с коммерческими помещениями на нижнем этаже и
жилыми квартирами на верхних) можно использовать и
возможности измерения энергопотребления. Здесь свой
вклад также может внести разумное применение систем
управления освещением и отоплением.
Информационная статья: энергоэффективность - 19
Как добиться устойчивой экономии
благодаря активному энергосбережению
• Необходимые продукты
o Преобразователи частоты вращения для
двигателей
o Программируемые системы управления
для оптимизации производства и
управления машинами в «тихом» режиме
• Системы управления
o Мониторинг и анализ электропитания
o Системы контроля и управления
технологическими процессами
• Дополнительные услуги
o Аудит объекта
o Сбор и анализ данных
o Финансовый анализ и проверка
окупаемости
o Подготовка плана усовершенствования
o Удаленный мониторинг и оптимизация
Решения для
промышленности и
инфраструктуры
• Снижение на 25% позволило бы сохранить
7% электроэнергии в мире
• Самые крупные двигатели потребляют
более 60% используемой электроэнергии
Промышленность и
инфраструктура
Энергопотребление среднего
объекта можно сократить на 10-20%
Электродвигатели
Измерение энергии
Системы управления энергией
Средства автоматизации
Активное энергосбережение
в промышленности
Величина энергопотребления в промышленности
очень сильно зависит от того, чем занимается
компания. Очевидно, что существует немало
энергоемких отраслей, например, стекольная и
металлургическая промышленность или любые
отрасли, использующие нагревание.
Но даже если предположить, что использование энергии
в производственных процессах является неотъемлемой
частью бизнеса, в любой отрасли существует множество
областей, где можно добиться значительной и
существенной экономии.
Для целей этой информационной статьи мы разделяем
использование энергии в технологических процессах и
инфраструктуру здания или предприятия.
20 - Информационная статья: энергоэффективность
Как добиться устойчивой экономии
благодаря активному энергосбережению
Здания и инфраструктура предприятия
Требования к инфраструктуре промышленного предприятия
во многом похожи на требования к любому другому зданию.
Необходимо избегать излишнего освещения, отопления и
вентиляции, но то же самое касается и дополнительных систем,
например, подачи воздуха или удаления паров (если это не
угрожает безопасности). Сжатый воздух на предприятиях часто
подается непрерывно даже тогда, когда он не требуется. Конвейеры
нередко продолжают работать, даже когда на них нет товаров или
деталей. Циркуляция масла и хладагентов производится без учета
потребностей, и так далее. Множество областей потенциальных
потерь остается незамеченным и не устраняется. Как и в других
коммерческих зданиях, интеллектуальные измерительные системы
могут помочь в локализации многих из них.
Еще один фактор, который в промышленности часто играет
значительную роль, – это плохой коэффициент мощности. Он
связан с использованием электроэнергии для простой подачи
питания на внутренние катушки оборудования. Негативное
влияние на коэффициент мощности оказывают многие типы
оборудования, часто встречающиеся на производственных
предприятиях, включая компьютеры, преобразователи частоты и
даже устройства балласта в люминесцентных лампах. Затраты на
эту «бесполезную» или потерянную энергию часто трудно оценить.
Решить эту проблему очень просто, и легко доступны устройства
коррекции коэффициента мощности (см. рисунок), использующие
конденсаторы для накопления энергии.
Технологические процессы и их
технические требования
Две трети всей потребляемой в промышленности электроэнергии
расходуется на питание электродвигателей. Это верно практически
для любой промышленно развитой страны мира. Еще один факт
состоит в том, что в большинстве стран управляемыми являются
не более 10% этих двигателей.
Для понимания путей экономии энергии в технологических
процессах часто требуется углубленный технический анализ.
Возможности для экономии имеются во многих системах с газовым
или жидкостным приводом (гидравлика, пневматика и другие
системы с движением воздуха).
Например, во многих устройствах до сих пор применяются
механические лопатки и воздушные клапаны для сброса ненужного
воздуха в атмосферу. Простой в установке преобразователь
частоты позволяет управлять работой вентилятора. К тому же
в таких узлах часто используются конфигурации вентиляторов,
допускающие снижение оборотов без заметной потери
эффективности (например, центробежные вентиляторы).
Представьте себе, что уменьшение скорости вращения вентилятора
мощностью 22 кВт с 50 до 47 Гц позволяет в течение первого года
дважды окупить его стоимость и расходы на установку!
Поскольку задачи обеспечения активного энергосбережения в
технологических процессах носят прежде всего технический
характер, при их реализации неизбежно возникают проблемы. По
существу, промышленности необходимо передать ответственность
за энергопотребление от служб управления зданием к службам
управления предприятием. Большинство руководителей
производства думает об увеличении объема выпуска и снижении
цен, а не о таких «накладных» расходах, как стоимость энергии.
Современные преобразователи частоты вращения
для электродвигателей переменного тока просты
в установке и эксплуатации, но обеспечивают
значительную экономию энергии