Контакты

тел./факс
(057) 771-06-73
(057) 751-64-68
(050) 220-32-44
(096) 322-41-22

Адрес: ул. Кузнечная, 17
г. Харьков, 61003

E-mail: energointel@list.ru
Директор: Шаповалов Владимир Николаевич

Электроснабжение

Человек не может жить без воздуха, без воды, без денег и без любви. В XX веке к списку необходимых сущностей добавилась электроэнергия. Мы все потребители электроэнергии, мы все, в числе прочего, платим за «свет».
Если взять для простоты дом или квартиру с электроплитой, то более 90% энергопотребления придется на тепловую энергию (отопление и горячее водоснабжение) и только оставшиеся менее десяти процентов — на электропотребление (освещение, приготовление пищи, привод бытовой техники). Это два обязательных вида потребляемой энергии в современных домах. Снизить потребность в тепловой энергии на отопление пассивными методами, т.е. утеплением, можно максимум в 4—5 раз. Более глубокая экономия энергии требует уже применения регулирующей автоматики и других активных устройств, потребляющих электроэнергию. Это, например, теплообменники в системе вентиляции, для которых необходима работа вентиляторов. Активные устройства способны экономить довольно много тепла, но за это приходится расплачиваться хотя и небольшим, но дополнительным расходом электроэнергии. Естественно разработчики стремятся минимизировать эти неизбежные дополнительные электрозатраты. В настоящее время достигнуты показатели соотношения сэкономленной тепловой и затраченной электрической энергии 1:8,1:10, и этот разрыв со временем будет увеличиваться.

Таким образом, можно достичь сокращения теплопотребления в домах в 15—20 и более раз относительно среднего уровня, имевшегося в 70-х годах XX века. Что же касается экономии электроэнергии, без которой в наше время «и ни туды, и ни сю-ды», то тут пока приходится употреблять предлог «на». Хотя расход электричества на традиционные нужды можно сократить на 60—80%, дополнительный расход его на нужды теплоэкономии снижает этот показатель до 20—40%.

При этом возникает дополнительная сложность. Энергоэффективный дом оказывается более чувствительным к перебоям в электропитании, чем обычный дом. Действительно, в обычном доме в случае пропадания напряжения погаснет свет, перестанет работать телевизор и компьютер. Можно будет пойти спать. В энергоэффективном доме отключатся некоторые процедуры теплоэкономии, что создаст угрозу, хотя и не быстрого, но остывания дома. В качестве защитных мер применяются: теплоаккумуляторы, аварийные маломощные системы отопления (как правило, камин или печь) и различные системы резервного или автономного электроснабжения.

Справедливости ради, надо отметить, что многие современные коттеджи, выстроенные по старым энергорасточительным меркам, оказываются еще более электрозависимыми, чем энергоэффективные дома. Это имеет место в том случае, когда их система отопления включает в себя те или иные электроустройства. При пропадании напряжения в сети такие дома также начинают остывать, но только гораздо быстрее энергоэффективных.

БЫТОВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Типичные бытовые процессы, сопровождающиеся расходом электричества или теплоты (стирка, приготовление пищи, охлаждение продуктов и т.д.), с энергетической точки зрения весьма расточительны и неэффективны, поэтому в этой области существуют большие возможности энергосбережения. В связи с этим в некоторых странах уже многие годы выходят отдельные и регулярные издания под названием «Домашняя энергетика». В настоящее время в мире активно разрабатываются энергоэкономные электрические бытовые приборы, сберегающие горячую воду сантехнические устройства, энергоэффективные светильники.

Один киловатт-час электроэнергии достаточен для того, чтобы 110 часов бриться электробритвой, 50 часов слушать радио, 17 часов пользоваться настольной лампой, 12 часов смотреть цветной телевизор, 2 часа пылесосить. В связи с тем, что энергия дорожает, и будет дорожать еще долго, большинству из нас придется выбирать между поиском материальной поддержки у муниципальных структур и других бюрократических инстанций или ускоренным приобретением навыков по управлению расходом энергии в своей повседневной жизни.

В последние годы все больше появляется образцов энергосберегающей бытовой техники. Начат выпуск термостатической посуды, появляется все больше энергоэкономных бытовых приборов и устройств, некоторые процессы заменяются на менее энерго- и ресурсоемкие. Можно отметить появление:
осветительных ламп, потребляющих в 5—7 раз меньше энергии;
эффективных полотенец, позволяющих отказаться от фенов;
хладопроводов для домашних холодильников;
экономных плит для приготовления пищи;
утюгов, потребляющих в несколько раз меньше электроэнергии.

Разработаны полотенца, столь эффективно впитывающие влагу, что позволяют отказаться от использования фена; это можно рассматривать как пример новой высокой (космическая конверсия) и в то же время «ручной» технологии. Другим примером может служить биотуалет «Кливус мультрум», экономящий энергию и воду.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПИЩИ

Одним из основных энергопотребителей в доме является кухонная плита. На ее долю приходится 50—60% потребляемой в доме электроэнергии (в случае электроплиты) или энергетически эквивалентное количество газа. Существующие методы домашнего приготовления пищи с энергетической и экологической точки зрения далеки от совершенства. Процессы приготовления пищи, иногда мало изменившиеся с древних времен, энергорасточи-тельны, сопровождаются значительными загрязнениями воздуха и воды, нередко значительно снижают пищевую ценность продуктов. При приготовлении пищи надо помнить, что неправильно выбранная по размеру посуда увеличивает энергозатраты на 10— 30%, незакрытая — на 50—150%, с избытком воды — на 5—9%, используя остаточное тепло, можно сэкономить 10—15%. Как правило, экономию тепла дает использование специализированной посуды, например кофеварок. Во многих странах выпускается энергоэкономная посуда и пропагандируется ее использование. Это посуда с массивным дном в том числе для лучшего использования остаточного тепла, с теплоизолированными стенками и крышкой, с возможностью нагрева двух кастрюль на от одного источника нагрева и т.д.

На основе регулируемых концентраторов солнечного излучения созданы непосредственно солнечные плиты, которые могут работать не только в жарком климате. Другие решения возможны с использованием электроэнергии или водорода, полученных от ВИЭ. Энергетическая рационализация процессов приготовления пищи дополнительно будет способствовать оздоровлению воздуха в жилых помещениях, поскольку традиционная технология является одной из главных причин ухудшения качества воздуха в жилых помещениях. Увеличенная же вентиляция, как средство борьбы с этим , приводит к энергетическим потерям.

Следует отметить, что, по мнению некоторых специалистов, используемые в быту микроволновые печи представляют опасность для здоровья. Безопасные уровни их воздействия устанавливались по критериям энергетического воздействия на организм. Но по современным воззрениям, организм человека представляет собой своеобразную беспроводную сеть, где отдельные органы и клетки обмениваются информацией в СВЧ-диапазоне. Для такого информационного обмена излучение микроволновых печей, кстати, как и излучение мобильных телефонов, является сильным повреждающим фактором.

Использование электрохолодильников в зимнее время не всегда оправданно, поскольку можно получать холод из окружающей среды без затрат энергии, причем более эффективным современным способом, чем это делалось, когда бытовые холодильники не были распространены. Эффективное охлаждение может быть реализовано с помощью тепловых трубок, в которых тепло интенсивно переносится парами легкокипящих жидкостей. Первые такие холодильники, адаптированные к холодному климату, уже созданы в России.

ОСВЕЩЕНИЕ

На освещение тратится около 15% всей вырабатываемой электроэнергии. С целью экономии электроэнергии на освещение в ЕС принята программа «Зеленый свет», целью которой является снижение энергозатрат на освещение на 30—50%.

Освещение может быть естественное и искусственное. Любое из них должно обеспечивать достаточную освещенность помещения и особенно мест наиболее частого пребывания людей. В помещения, окна которых выходят на север и частично на запад и восток, попадает в основном рассеянный солнечный свет. Для улучшения естественного освещения таких комнат отделку стен и потолка рекомендуется делать светлой. Естественная освещенность зависит также от потерь света при попадании через оконные стекла. Запыленные стекла могут поглощать до 30% света. В настоящее время существует много химпрепаратов для мойки стекол, однако из экологических соображений лучше пользоваться водой. Еще один вариант — использовать недавно появившиеся самоочищающиеся стекла.

Значительное количество электроэнергии напрасно расходуется днем в квартирах первых, а в некоторых домах — вторых и третьих этажей. Причина этому — беспорядочные посадки зелени перед окнами, затрудняющие проникновение в квартиры естественного дневного света. Согласно существующим нормам, деревья высаживаются на расстоянии не ближе 5 м от стен жилого дома, кустарник — 1 , 5 м.

Кроме окон и зенитных фонарей, естественное освещение может осуществляться и через световые колодцы. С их помощью можно подавать естественный свет в места, удаленные от окон или в помещения без них, в том числе не находящихся на последнем этаже.

Искусственное освещение создается электрическими светильниками. В современных квартирах могут использоваться три системы освещения: общее, местное и комбинированное.

При общем освещении рекомендуется заниматься работой, не требующей сильного напряжения зрения. В то же время светильники общего освещения неизбежно являются самыми мощными светильниками в помещении, так как их основная задача — осветить все как можно более равномерно. Для этого обычно используют потолочные или подвесные светильники, установленные под потолком по центру комнаты. Общую освещенность можно считать достаточной, если на 1 кв. м площади приходится 15—5 Вт мощности ламп накаливания. В комнате площадью 20 м2 требуется установка светильников мощностью 400—500 Вт.

Принято считать рациональным принцип рассредоточенного освещения, основанный на использовании общего, комбинированного или местного освещения отдельных функциональных зон. Местное освещение, несмотря на меньшую мощность ламп, обеспечивает лучшую освещенность без нежелательной тени. В особенности такой подход рекомендуется для кухни, где целесообразно над рабочей поверхностью стола устанавливать люминесцентные светильники. Если при освещении этих зон использовать лампы направленного света, настольные лампы, торшеры, бра, то в квартире станет уютнее, а, следовательно, и комфортнее. Для такого рассредоточенного освещения подходят лампы в 1,5— 2 раза менее мощные, чем в подвесных светильниках. В результате на комнату 18—20 м2 экономится до 200 кВт-ч в год.

Отдельные источники света различаются по своей световой отдаче, лк/Вт:
Лампа накаливания 12 — 100%
Галогенная лампа 22 — 183%
Люминесцентная лампа 55 — 458%
Ртутная лампа высокого давления 55 — 458%
Галогенная лампа высокого давления 80 — 666%
Натриевая лампа высокого давления 95 — 792%

Лампы накаливания являются традиционными и широко применяемыми в России источниками света. Весьма ощутимую экономию электроэнергии при использовании ламп накаливания могут дать следующие мероприятия:
применение криптоновых ламп накаливания, имеющих световую отдачу на 10% выше, чем у ламп накаливания с аргоновым наполнением;
замена двух ламп меньшей мощности на одну несколько большей мощности. Например, при использовании одной лампы мощностью 100 Вт вместо двух ламп по 60 Вт каждая экономит при той же освещенности потребление энергии на 12%;
поддержание допустимого напряжения. Для нормальной работы электрических ламп необходимо, чтобы отклонение напряжения не выходило за пределы -2,5% и +5% от номинального. Световой поток ламп зависит от уровня напряжения. Так, при снижении напряжения на 1% у ламп накаливания световой поток уменьшается на 3-4%;
периодическая замена ламп к концу срока службы (около 1000 ч). Световой поток ламп накаливания к концу срока службы снижается на 15%;
периодическая чистка от пыли и грязи ламп, плафонов и осветительной арматуры. Не чистившиеся в течение года лампы и люстры пропускают на 30% света меньше, даже в сравнительно чистой среде. На кухне с газовой плитой лампочки загрязняются намного быстрее;
снижение уровня освещенности в подсобных помещениях, коридорах, туалетах и т. п.;
широкое применение светорегуляторов, позволяющих в широких пределах изменять уровень освещенности;
применение реле времени для отключения светильника через определенное время.

Обычные осветительные лампы накаливания обладают малым сроком службы и очень низким КПД — порядка 5%, а остальные 95% теряется с теплом. Более совершенными источниками света являются люминесцентные лампы. Это разновидность газоразрядного источника света, в котором используется способность некоторых веществ (люминофоров) светиться под действием ультрафиолетового излучения электрического разряда. Люминесцентные лампы изготовляются в виде стеклянных трубок с двумя металлическими цоколями, наполненных парами ртути под низким давлением. Такая лампа имеет по сравнению с лампой накаливания в 4—5 раз более высокую световую отдачу и в 5—8 раз больший срок службы. Например, светоотдача люминесцентной лампы 20 Вт равна светоотдаче лампы накаливания 150 Вт.

Распространенное мнение о вредности люминесцентного освещения сильно преувеличено. Напротив, это освещение позволяет получить мягкий рассеянный свет, меньше слепящий глаза и вызывающий меньшее их утомление. Некоторую осторожность следует проявлять при освещении комнат, в которых расположены компьютерные или телевизионные экраны. Сложение частот мерцания люминесцентных ламп и экранов может создавать вредные для глаз эффекты.

Недостатком этих ламп является дополнительное электромагнитное загрязнение, несплошной спектр излучения, использование при производстве токсичных компонентов. В целом, применение их в экодоме из-за высокого энергосберегающего эффекта оправданно. Любые изделия, содержащие ртуть, нельзя выбрасывать как простой мусор. Их надо сдавать на утилизацию в специальные приемные пункты.

Раньше из-за шума, исходящего от дросселей, применение люминесцентных ламп вызывало дискомфорт. Современные электронные (в отличие от старых, дроссельных) пускорегули-рующие устройства повышенной частоты работают бесшумно.

Ожидается, что через несколько лет для освещения широко начнут применяться светодиоды — энергетически еще более совершенные источники света. Физически они представляют собой солнечные электрические батареи наоборот. Действительно, солнечные батареи преобразуют свет в электричество, но по закону обратимости возможен и обратный процесс. При прохождении через полупроводник тока он может излучать свет. Такие устройства и получили название светодиодов. В последнее время удалось увеличить их световую отдачу, снизить стоимость, получить кроме цветных светодиоды белого свечения. Уже появились в продаже светодиодные настольные лампы и фонари. Светодиодный фонарь от стандартного комплекта батареек способен работать 50 часов вместо одного-двух с лампой накаливания, настольная лампа способна работать от автомобильного аккумулятора много дней.

При проектировании освещения, прежде всего, следует максимально использовать возможности естественного света. Недостатком простого естественного освещения через окна является его неравномерность. Известны системы из призматических и отражающих ламелей, которые защищают помещения от прямого солнечного света и в то же время распределяют рассеянный свет в дальние от окон зоны помещения. Разрабатываются и устройства для концентрации солнечного света и подачи его в помещения по световодам.

Часто в различных учреждениях приходится наблюдать, как, не удовлетворяясь скудным светом сквозь давно не мытые стекла, сотрудники работают днем при искусственном освещении. Из-за этого не только портится зрение, но и возникают неоправданные экономические и экологические потери. Также часто напрасно тратится энергия из-за нечищеных ламп и плафонов.

При устройстве комнатного освещения надо помнить, что наиболее приятный свет для глаз отраженный или рассеянный. Такое освещение дают осветительные приборы с абажурами и плафонами из полупрозрачных материалов. Свет не должен ослеплять людей. Открытый источник света должен находиться выше уровня глаз — в других случаях лампу следует чем-то прикрывать. Рабочие места желательно освещать направленным пучком света.

Считается, что в светлом помещении жилой комнаты достаточна освещенность 20—42 Вт/м2, в темных — 25—50. Цвет стен обычно выбирается по вкусу хозяев, но при этом полезно помнить, что белая стена отражает 75—85% падающего на нее света, зеленая или голубая — 20%, темно-зеленая — 15%, черная — 9%.

Еще один важный способ экономии электроэнергии на освещение — микропроцессорное управление им. Оно составной частью входит в концепцию «умного» дома. На рынке имеются датчики присутствия и определители местоположения человека в помещении, в некоторых экспериментальных домах уже действуют автоматические системы управления освещением. Потенциал этого метода экономии — десятки процентов от осветительного электропотребления. Некоторые системы управления освещением плавно включают и выключают осветительные приборы, продлевая их срок службы. Перечисленные и другие меры способны снизить бытовое энергопотребление в несколько раз.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СМОГ И СТАНДАРТЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Известно вредное влияние на здоровье искусственных электромагнитных полей, источниками которых в доме являются электроприборы и проводка. Последняя излучает их даже в нерабочем состоянии. Хотя домашние электромагнитные поля не относятся к сильным, их опасность объясняется длительностью воздействия. Возможными решениями по их уменьшению могут быть введение дополнительной управляющей слаботочной сети, которая будет отключать неработающую силовую проводку, и/или в перспективе изменение стандартов на бытовую электроэнергию в сторону снижения напряжения и перехода на постоянный ток.

На заре электрификации велась борьба за выбор стандарта электроснабжения: использовать ли постоянный ток или переменный. Стандарт переменного тока не имел каких-либо явных и бесспорных преимуществ перед постоянным током, но в итоге победил именно он. Не в последнюю очередь сыграло роль то, что переменный ток легче преобразовывать из одного напряжения в другое, что облегчало его передачу по большим распределительным сетям. Сейчас созревают условия для пересмотра стандарта по крайней мере бытового электроснабжения. Нынешний стандарт 220 В/50 Гц обладает существенными недостатками. Он опасен для жизни, создает дополнительный электромагнитный фон, которым и так перегружена среда обитания, неудобен для работы резервных источников питания, плохо стыкуется с солнечными фотоэлектрическими батареями. Последние вырабатывают постоянный ток пониженного напряжения. Автономные экодома уже сейчас иногда проектируются под стандарт постоянного тока напряжением 12 В. Это облегчается еще и тем, что под такой стандарт уже существует полная гамма бытовых электроприборов, созданных для питания от автомобильных аккумуляторов.

Силовую электрическую проводку в доме следует делать с третьим заземленным проводом. Розетки лучше располагать на внутренних стенах. При трассировке проводки надо предусматривать возможность в будущем, если это не делается сразу, монтажа автоматической системы управления бытовыми приборами и питанием ветвей проводки. Некоторые системы управления посылают сигналы по силовым проводам, некоторым нужны отдельные слаботочные провода, типа телефонных. В последнем случае провода можно проложить заранее, проконсультировавшись у специалистов по интегрированным кабельным системам.

Хорошим источником электроэнергии, к которым не следует относиться пренебрежительно, являются мускульные генераторы. Они применяются в некоторых экопоселениях. Техника совершенствуется, и многие бытовые приборы становятся столь энергоэкономичными, что могут работать длительное время от аккумуляторов, для зарядки которых достаточно недолго покрутить велотре-нажер. В качестве примера можно привести карманные и переносные компьютеры, светодиодные осветительные приборы. И этот список расширяется. В частности, от педального генератора может работать телевизор. С его помощью, например, одному американскому отцу удалось решить педагогическую проблему отваживания своих детей от бесконечного просмотра телепередач. Он им разрешил смотреть телевизор сколько угодно, но только с питанием от педального генератора, который они сами должны крутить. Дети стали смотреть телепрограммы весьма разборчиво. Остается сожалеть, что такое полезное устройство отсутствует на нашем рынке.

Еще один возможный источник автономного электроснабжения — термоэлектрические генераторы. Хотя такие генераторы имеют малый КПД (порядка 4—5%), они могут использоваться как побочный источник электроэнергии при наличии огня или какого-либо другого температурного контраста. Термоэлектрогенераторы используются для увеличения выработки электроэнергии, например, на подводных лодках, в быту они могут использовать перепад температур при приготовлении пищи или при работе отопительного котла или печи. Такие генераторы бытового назначения уже выпускаются российскими фирмами.

В последнее время все чаще появляются сообщения о разработке бестопливных генераторов энергии, работающих на новых или неизвестных физических принципах. Поскольку найти объяснение их работы в рамках известных физических закономерностей удается не всегда, по крайней мере, быстро, оппоненты вешают на них ярлык вечных двигателей и невольно, а часто и по заказу тормозят тем самым научно-технический прогресс. Таким образом, вскоре мы, возможно, станем свидетелями появления новых типов электрогенераторов, облегчающих задачу энергоснабжения жилищ. Однако они в любом случае не отменят необходимости заботиться об экономии энергии, так как получение энергии всегда сопряжено с отрицательными побочными последствиями.
 
MyCounter - счётчик и статистика .