Анализ энергоэффективности и энергосбережения в бытовых условиях

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Анализ энергоэффективности и энергосбережения в бытовых условиях

АННОТАЦИЯ

Цель данной работы является анализ энергоэффективности бытовых электротехнических приборов и разработка мероприятий по уменьшению затрат на их потребление. В данной работе рассмотрены проблемы энергосбережения, проведен расчет потребления бытовых электротехнических приборов. Предложен ряд мер по уменьшению потребления электроэнергии.

Для достижения поставленной цели были использованы: Федеральные законы, Постановления Правительства РФ и другие нормативно правовые документы об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности; соответствующие тематике статьи на данный момент; элементы математической статистики и также для непосредственного снятия показаний потребляющей мощности электроприборами - использовался бытовой ваттметр DuVolt PowerMeter 3; элементы математической статистики.

В работе использовались следующие методы исследования:

теоретические: изучение литературы, в которой рассматриваются вопросы данной работы; анализ содержания статей из Интернета; наблюдение энергосбережение бытовой электротехнический освещение

экспериментальные: экспериментальная работа;

В ходе выполнения работы были получены следующие результаты:

выявлены электроприборы превышающие потребления электроэнергию, маркером энергоэффективности ниже класса «А»

проведен расчет срока окупаемости и целесообразности замены традиционного освещения на светодиодное, с заменой контролирующих приборов (однотарифного счетчика на двухтарифный).

ПЛАН ИССЛЕДОВАНИЙ

Проблема исследования заключалась в затратах электроэнергии в повседневной жизни. С помощью бытового ваттметра произведено измерение потребления энергии основных бытовых приборов, зафиксированы показания и сделаны выводы. Пользуясь интернетом и литературой, проведено исследование об энергоэффективности некоторых приборов, и введены предложения по экономии электроэнергии в быту.

Гипотеза исследования состоит в предположении о том, что при использовании электроприборов по энергоэффективности не ниже класса «А» и введения ряда мероприятий по энергосбережению приведет ни только к значительной экономии для семейного бюджета, но к разгрузке суточной нагрузки на электросети в целом.

Задачи, которые необходимо решить для решения гипотезы исследования:

Проанализировать актуальность и современное состояние данной проблемы;

Измерение потребляемой мощности бытовыми приборами;

Провести расчет срока окупаемости и целесообразности замены традиционного освещения на светодиодное, с заменой контролирующих приборов (однотарифного счетчика на двухтарифный).

Для анализа данной проблематики были изучены: нормативно правовые документы по энергосбережению, маркеры энергоэффективности различных классов приборов, ценовая политика по отпуску электроэнергии по Нерюнгринскому району.

В работе использовались следующие методы исследования:

Теоретические.

Экспериментальные.

В работы были разработаны предложения по уменьшению энергозатрат, и расчет окупаемости

ВВЕДЕНИЕ

Проблема энергосбережения является одним из самых актуальных и приоритетных в XXI веке, это связано не только с экономическими затратами, но и также с проблемами загрязнения атмосферы, почвы, водоемов традиционными источниками энергии. Ведь за последние 60-70 лет человечество изменило кардинально состояние и внешность нашей планеты, и не последним аргументом в этой проблеме являются тепловые электростанции мазутного газового и угольного типа. По прогнозам многих специалистов количество потребляемой энергии в Российской Федерации можно уменьшить до 40-45%.

В ноябре 2009 года был принят Федеральный закон N 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ" [1]. Согласно документу с 2014г. в РФ не будут производиться лампы накаливания, и необходимо перейти на энергосберегающие лампы. В перспективе также рассмотрен переход на светодиодные осветительные установки.

Летом 2013 года вышло Постановление Правительства РФ от 22.07.2013 N 614 "О порядке установления и применения социальной нормы потребления электрической энергии (мощности) и о внесении изменений в некоторые акты Правительства РФ по вопросам установления и применения социальной нормы потребления электрической энергии (мощности)" [2]. Данное постановление вызвало немалый резонанс в СМИ - конкретно по нормам потребления (от 50 до 200 на человека в месяц), и уже с 1 сентября 2013 года в некоторых регионах, выбранных в качестве пилотных введены данные нормы потребления электроэнергии. С 1 июля 2014 года социальные нормы будут действовать по всей России, включая Республику Саха (Якутия). [3]

По данной проблематике я затронул проблему не в масштабах планеты, а в более узкой сфере, такой как бытовое нерациональное использование электроэнергии, что является не менее важной для собственников квартир, с экономической точки зрения.

В исследовательской работе проведен анализ о понятии маркировки энергоэффективности, в частности энергопотребление, электрических бытовых приборов; сравнение видов освещения и переход контролирующих приборов на двухтарифную оплату электроэнергии; снятие показаний по потребляемой мощности электроприборов.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Понятие маркировки энергоэффективности бытовых электроприборов

Введение понятия об энергоэффективности ведется в сравнении со странами Европейского союза (ЕС)

Продвижение энергосберегающей продукции по опыту стран, достигших в этом деле определенных результатов, имеет следующие направления:

обязательная маркировка энергопотребляющего оборудования и изделий;

ограничения производства и реализации энергоёмких приборов;

уменьшение импорта: в страны ЕС ограничен ввоз приборов классов энергоэффективности F и G (для посудомоечных машин классы D, E, F, G);

информационно-просветительские методы, рассказывающие об экономической эффективности применения нового оборудования, об его экологичности.

Лидеры среди западных фирм-производителей с интересом восприняли новые требования к энергоэффективности приборов. Сейчас марка энергоэффективности - такое же важное конкурентное преимущество, как и высокое качество, дизайн, цена или долговечность. Можно с уверенностью сказать, что в ЕС производство новой техники с учётом энергоэффективности становится одним их приоритетных направлений. Приобретая новую технику, потребители уделяют этому параметру также повышенное внимание.

Впервые в РФ вопрос об энергосбережении был принят в Федеральном Законе во втором квартале 1996 года №28-ФЗ «Об энергосбережении». В последующие годы вносились дополнительные сведения и уточнения в отдельные законодательные акты. Основной целью данного закона направлено на эффективное и рациональное использование энергетических ресурсов с учетом различных условий (экологические, социальные, производственно-технологические и др.), поддержка и стимулирование энергосбережения, энергопотребления, устранение потерь энергии, а также повышение энергоэффективности. [4]

2 февраля 2010 года в Российской газете опубликовано Постановление Правительства РФ № 1222 от 31.12.2009 "О видах и характеристиках товаров, информация о классе энергетической эффективности которых должна содержатся в технической документации, прилагаемой к этим товарам, в их маркировке, на их этикетках, и принципах правил определения производителями, импортерами класса энергетической эффективности товара". Этим документом утвержден перечень видов продукции и товаров, для которых должен определяться класс их энергетической эффективности. Установлен перечень этих товаров: холодильники бытовые; морозильники бытовые; машины стиральные бытовые (автоматические и полуавтоматические, с ручным отжимным устройством и без него); электроплиты кухонные бытовые; микроволновые печи бытовые и т.п. Определение классов энергоэффективности гармонизировано со стандартами энергоэффективности стран Евросоюза. Приняты обозначения классов энергоэффективности "A", "B", "C", "D", "E", "F", "G". Класс высокой энергоэффективности - "А", самой низкой энергоэффективности - "G".Дополнительно установлены классы энергоэффективности А+ и А++, превышающие показатели класса А на 25-50%. [5]

На данный момент на Российском рынке бытовых приборов преобладает техника преимущественно зарубежного производства. В после

Страны Евросоюза выработали успешную стратегию, которая способствует продвижению у потребителей энергоэффективных товаров. К 2006 году среднее потребление энергии стиральными машинами и холодильниками сократилось соответственно на 40% и 60%.

Вся бытовая техника имеет маркировку класса энергоэффективности. По инициативе ЕС бытовым приборам присваивается один из семи классов (от А до G) в зависимости от степени энергопотребления. Оборудование с самой высокой степенью энергоэффективности имеет класс А, с самой низкой - класс G. На маркировке также указывается: торговая марка оборудования, модель, уровень звукового давления, хладо- и теплопроизводительность, что позволяет сравнивать эффективность различной продукции.

Холодильники и морозилки, которые обладают классом эффективности потребления энергосбережения А, А+ или А++ (это самые лучшие показатели), снижают расход электроэнергии до 50%, так как она используется более рационально. Значения энергопотребления холодильников класса А+ и А++ на 25-50% выше, чем у приборов класса А, а это сильно снижает затраты на электроэнергию и положительно сказывается на сохранении окружающей среды.

В настоящее время ЕС осуществляет разработку и реализацию минимальных стандартов энергетических характеристик (МСЭХ) для целого ряда бытовых, коммерческих и некоторых промышленных изделий, а также расширение своей программы энергетической маркировки.

С 18 июня 2010 года новая Директива № 2010/30/ЕС по маркировке этикеткой энергетической эффективности расширила сферу регулирования на промышленные и торговые приборы и оборудование. Новая Директива охватывает продукцию, которая сама не потребляет энергию, но может оказать значительное прямое или косвенное воздействие на ее экономию (например, ограждающие конструкции зданий и сооружений). Вводятся и три новых класса энергоэффективности: А+, А++ и А+++. Если продукция имеет высший класс энергоэффективности (А+++), низшие классы (E - G) из этикетки для такого продукта исключаются. [6], приложение 1.

1.2 Сравнительный анализ ламп освещения

Исходя из политики энергосбережения, в последнее время населением активно ведется работа по замене ламп накаливания на энергосберегающие или на светодиодные. Остро стоит вопрос о необходимости их замены, преимущества и недостатки тех или иных типов ламп. После анализа статей из «Всемирной паутины» была составлена сравнительная таблица. Экономическое сравнение светодиодной энергосберегающей лампы, лампы накаливания и энергосберегающей лампы, с мощностью аналогичной 100 Вт приведены в таблице 1

Таблица 1

Практически по всем показателям «выигрывает» светодиодное освещение: это сверхдолгий срок службы, низкое электропотребление (класс А++), работа при низких температурах, высокий уровень безопасности, экологическая и пожарная безопасность. Но есть 2 основных недостатков - это высокая цена (от 300 руб. до 2000 руб.) и для стабильной и долговечной работы этих светильников нужно применять весьма дорогие источники питания и системы охлаждения. Без этих устройств светодиоды быстро деградируют (т.е. тихое умирание светодиодов). Источники питания используются импульсные, т.к. в наших электросетях большие перепады напряжения, несовместимые даже с ГОСТом, источники часто выходят из строя.

Лампы с использованием светодиодов, которые не нагреваются, работают при низком напряжении питания и рассчитаны на 80-100 тыс. часов непрерывного горения. Одна такая лампа в 10,4 Вт аналогично по уровню освещенности лампе накаливания в 100 Вт. А это значит, что при замене люминесцентных ламп на светодиодные мы получаем экономию эл энергии практически еще в 2 раза.

Кроме замены освещения на светодиодные полностью или частично, что приемлемо при постепенной замены ламп накаливания и энергосберегающих ламп предлагается ряд других мероприятий по уменьшению затрат на электроэнергию. Это замена контролирующего прибора, точнее однотарифного счетчика активной энергии на двухтарифный, что приведет также частично к снижению (выравниванию) графика загруженности электросетей в пиковые моменты. И замена регулирующих устройств, т.е. установки вместо одно-двух полюсных выключателей, на диммеры - регуляторы электрической мощности нагрузки, устанавливает требуемый на данный момент уровень освещения

1.3 Методы исследования

Во второй части была использована модель среднестатической семьи, состоящей из 3 человек, проживающая в 2х комнатной квартире в жилом доме с электроплитами для пищеприготовления (газификация в Нерюнгринский районе на данный момент очень низкая).

Среднее потребление электроэнергии составляет ночью - 0,8 кВт в сутки - 7,5 кВт в месяц - 250 кВт. Эти показания исследованы путём наблюдения потребления электроэнергии. При этом по стандартному монтажу в квартире установлено 12 ламп накаливания мощностью от 60 до 95 Вт каждая. Зная примерный рабочий период, путем не сложных вычислений получаем, что в сутки потребление электроэнергии обычными лампами накаливания составляет 2 кВт.

Практическая часть выполнялась прибором DuVolt PowerMeter 3 [Приложение 2]. Данный прибор, известный также как "бытовой ваттметр", позволяет анализировать потребление электроэнергии, видеть в реальном времени её стоимость. Анализатор осуществляет мониторинг и анализ расходуемой электроэнергии, отображая результат в различных форматах. С помощью данного прибора можно определить, сколько электроэнергии потребляют ваши электроприборы и, оптимизировав режимы и время их работы, сэкономить на оплате счетов за электроэнергию. Данные с ваттметра заносились в таблицу и по ним строились различные графики.

Далее исходя из тарифов по отпуску электроэнергии для населения, был рассчитан период окупаемости внедрения двухтарифных счетчиков и использования светодиодных установок освещения.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Исследование показаний потребляющей мощности электроприборами

Как было сказано выше с помощью бытового ваттметра были сняты показания с бытовых электроприемников бытового назначения. Все данные были занесены в сводную таблицу 2, где были отмечены главные показатели, как активная мощность (P), напряжение питающей сети (U) составил у всех 230 В, потребляемой ток (I) в активном режиме и стоимость в сутки и месяц (Cost).

Таблица 2

По данным построена диаграмма [приложение 3] и по ней как и по таблице видны основные приборы, на которые стоит обратить внимание при выборе, особенно по классу электроэффективности. По проекту построена сравнительная диаграмма при применении вышеприведенных методов по экономии на затраты на потребление электрической энергии [приложение 4]

С помощью наблюдений и анализа была высчитана среднемесячная стоимость электроэнергии, для примера чайник в сутки работал в активном режиме 21 мин. 18 сек. Также существует так называемый режим ожидания, который идет на какую-либо визуализацию (питание светодиодов, встроенных электронных часов и т.п.). По итогам прошлой работы, а именно о затратах приборов в режиме ожидания, они (затраты) были пренебрежены.

Такие приборы как стиральная машина и электроплита, в связи со сложностью измерения (высокая мощность и сложность подключения) с помощью данного метода были рассчитаны косвенно.

Кроме предложенной методике, как приобретение электропотребителей класса А и выше, замена осветительных установок на светодиодные и установки контрольно-регулирующих устройств соблюдать следующие правила, для сокращения электрозатрат: греть воду в чайнике, столько сколько вы будете использовать; утеплить окна, чтобы не использовать дополнительные обогревательные установки,

2.2 Расчет окупаемости системы бытового освещения

Исходя из тарифов электроэнергии по Нерюнгринскому району - для тех, кто проживает в домах, оборудованных электрическими плитами, одноставочный тариф - 2,98 руб. за 1 кВтч. Тариф, дифференцированный по зонам суток, для этой категории потребителей установлен в следующем размере: дневная зона - 3 руб., ночная - 2 руб., В итоге, после установки данного счетчика экономия составляет до 35%.

Для расчета окупаемости использовалась следующая формула:

T=K/ВД;

где Т - срок окупаемости, К - капитальные вложения, ВД - валовый доход

Пример расчета приведем на приобретении и установки двухтарифного счетчика активной энергии. Где капитальные вложения является сумма, в которую входит приобретение счетчика, его настройка (программирование) и установка. Принято допущение, что нет необходимости в дальнейшем обслуживании. Вместо валового дохода предполагается экономия, которая станет возможной после внедрения счетчика. Период окупамости именно при установки и исправной работе счетчика оказался 9 месяцев.

В итоге после расчетов, мы пришли к таким результатам: замена освещения на светодиодные и систему регулирования окупаемость будет приблизительно через 2 года. Замена традиционного освещения на светодиодное и установку светорегуляторов и двухтарифных счетчиков, используя основные правила по экономии электроэнергии окупаемость будет составлять примерно 1,6 года. Конечно не стоит отбрасывать недобросовестность производителей приборов, форс-мажоров (стихийных бедствий, перенапряжений и т.п.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данное направление исследований было начата в 2012 году, в котором был проведен расчет по затратам на режим ожиданий электроприборов, и он оказался не существенным и во внимание не принимался. Также существенным отличием явилось использование более точных измерительных приборов и имеющих возможность разносторонне рассмотреть проблемы энергосбережений.

При проекте по внедрениям экономичных потребителей электроэнергии и различных методик по сокращению электрозатрат были учтены многие факторы, но конечно не стоит отбрасывать недобросовестность производителей приборов, неправильное обслуживание пользователями, форс-мажоров (стихийных бедствий, перенапряжений и т.п.)

Данная модель имеет большую перспективу и может быть распространена на производственные, офисные и иные помещения, с введением «своих особенностей».

Предлагается постепенный переход, без особого ущерба «семейного бюджета».

Не зря гласит народная мудрость: «Сэкономил - значит заработал»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

http://base.consultant.ru/ КонсультантПлюс, 1992-2013

http://www.consultant.ru/ КонсультантПлюс, 1992-2013

http://rg.ru/ 30 августа 2013 / Источник: Российская газета

http://fp300.ru Сигаев А.

http://portal-energo.ru Коваль С.П.

http://solex-un.ru

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Переход от действующего к новому виду этикетки, на примере холодильных приборов.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Бытовой ваттметр DuVolt PowerMeter 3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Размещено на Allbest.ru