Теоретическое обоснование эффективности энергосбережения

Электронные аппараты имеют  ряд преимуществ над электромагнитными:

Ø  повышенная световая отдача благодаря использованию высокочастотного напряжения на люминесцентных лампах;

Ø  активные потери в ЭПРА на 10 – 15% меньше потерь электромагнитных ПРА;

Ø  повышение срока службы лампы в 1,5 – 2 раза благодаря использованию режима с плавным подогревом нитей накала и стабилизацией тока лампы;

Ø  гарантированное время включения 0,5 – 1 сек.;

Ø  отсутствие пульсации светового потока и стробоскопического эффекта;

Ø  пригодность к эксплуатации в сети постоянного напряжения   

200 – 250 В в резервных  (аварийных) системах освещения;

Ø  меньшие массогабаритные показатели по сравнению с ПРА;

Ø  защита ЭПРА при обрыве нити электрода в лампе;

Ø  автоматическое отключение ЭПРА при разрушении колбы лампы.

При установке ЭПРА в светильники  наружного освещения следует  иметь в виду, что ЭПРА в зависимости от конструкции светильников могут подвергаться воздействию влаги (а также влаги, содержащейся в воздухе). Поэтому при установке ЭПРА в светильник наружного применения необходимо, чтобы он был с требуемой степенью защиты (IP-xx).

Показатель количества выходов  из строя электронных элементов  зависит от их типа и качества, но главным образом от рабочей температуры.

Применение ЭПРА – это  технология нового тысячелетия. Эффективность  светильников с ЭПРА подтверждает опыт использования подобной продукции за рубежом. По данным исследования международных научных организаций эффективность при внедрении светильников с ЭПРА может составить до 40 %.

д.  Модернизация осветительной установки с заменой существующих ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы. Принцип действия КЛЛ тот же, что и у традиционных люминесцентных трубок: под воздействием электроэнергии пары ртути начинают генерировать ультрафиолетовое излучение, которое нанесенный на внутреннюю поверхность колбы люминофор преобразует в видимый свет. Принципиальное отличие одно: миниатюрность.

Таблица 1

Сравнительные характеристики ЛН и КЛЛ

Сравниваемые параметры	Компактные люминесцентные лампы	Лампы накаливания
Номинальная мощность лампы, Вт	23	100
Потери в ПРА, Вт	2,30	---
Напряжение питания, В	220	220
Средняя продолжительность  горения, час	12000	1000
Световой поток, лм	1400	1280
Диапазон рабочих температур	От +5º С  до +55º С	не зависит
Тип цоколя	Е 27	Е 27
Габариты, мм	120×59	110×61
Масса, г	не более 100	не более 100
Цена, руб. (с НДС)	120,10	5,80

Компактные люминесцентные лампы в 5 раз экономичнее ламп накаливания при той же величине светового потока. К тому же если тарифы на оплату электрической энергии  со временем увеличатся, то выгода от применения компактных люминесцентных ламп будет еще значительнее. Кроме этого, компактные люминесцентные лампы вворачиваются в стандартный патрон диаметром d=27 мм и, следовательно, не требуется дополнительных затрат на монтажные работы при замене имеющихся ламп накаливания.

Что касается эксплуатации КЛЛ, то отличий от традиционных люминесцентных ламп в этой сфере не много. Загораются они практически мгновенно, но сначала генерируют лишь 40-45% светового потока, набирая полную яркость постепенно, за 2-3 минуты.

е. Управление освещением при помощи выключателей с инфракрасным датчиком движения.Датчики предназначены для автоматического включения освещения при нахождении в зоне действия датчика и отключения освещения при уходе людей из зоны.

ж. Управление освещением при помощи реле-таймеров. Разработано семейство реле-таймеров предназначенное для управления освещением (дозированного включения) с целью экономии электроэнергии.

Реле-таймер предназначен для  установки в помещениях с недостаточной  естественной освещенностью (коридоры, подвалы, лестничные марши, служебные помещения). При необходимости освещения, свет включается с помощью кнопок расположенных в необходимых местах, а по истечении установленного времени система переходит в дежурный режим. Конструкция реле-таймера – ремонтопригодная (разборная). Могут быть поставлены реле-таймеры с другим стандартным рабочим напряжением (род тока: постоянный и переменный) и другими значениями выдержек включения нагрузки, а также разработаны партии реле-таймеров на другие условия работы.

з. Использование редукторов светового потока (стабилизаторов напряжения). Управление напряжением питания осветительных сетей по определенному графику, в результате чего увеличивается срок службы газоразрядных ламп и снижается потребление электроэнергии. Редукторы светового потока – это один из наиболее эффективных способов энергосбережения в системах освещения. Снижение суммарных эксплуатационных затрат на освещение достигает 42%. Срок окупаемости составляет от 0,5 до 2-х лет.

 

4.Применение  УПРУ на производстве, контроль и энергосбережение при освещении.

Редуктор светового потока представляет собой электронный  стабилизатор напряжения, построенный  на базе многоотводного автотрансформатора с тиристорным коммутатором отводов. Микропроцессорная схема управления позволяет плавно изменять и стабилизировать выходное напряжение по определенному графику. График выходного напряжения стабилизатора подбирается в зависимости от типа ламп и индивидуальных требований к системе освещения. Как правило, типовой суточный график состоит из следующих стадий:

1.  Включение – выдержка в течение 2,5 мин. стартового напряжения 200-210 В, при котором уверенно зажигаются лампы и исключаются пусковые сверхтоки.

2.  Плавный подъем до номинального напряжения со скоростью 5 В/мин. Такой график старта благоприятно сказывается на сроке службы ламп.

3.  Нормальный режим – стабилизация напряжения на номинальном уровне. В этом режиме исключаются перенапряжения, резкие колебания напряжения, приводящие к перерасходу энергии и ускоренному старению ламп.

4.  Переход на экономичный режим – плавное снижение напряжение до пониженного уровня.

5.  Экономичный режим – стабилизация напряжения на пониженном уровне, обеспечивающем экономию энергии при сохранении достаточной освещенности. Экономичный уровень напряжения подбирается в зависимости от типа ламп: обычно 190 В – для ртутных и 180 В – для натриевых ламп.

6.  Переход с экономичного на нормальный режим – плавный подъем напряжения до номинального значения. Сохраняются все преимущества медленного изменения напряжения.

Как правило, в вечерние и  утренние темные часы стабилизатор выдает номинальное напряжение. Экономичный  режим используется глубокой ночью. Команды стабилизатору на переключение режимов могут подаваться вручную, от встроенного таймера, от внешнего устройства (например, фотореле), от удаленного компьютера и т.п. Компьютерный интерфейс (опция) дает возможность программно управлять уровнями стартового, номинального и экономичного напряжений, включением/выключением, сменой режимов и другими параметрами стабилизатора. До 33 стабилизаторов присоединяются к одному компьютеру через модуль расширения.

Используемые в настоящее время  в России светильники для газоразрядных  ламп с электромагнитной пускорегулирующей  аппаратурой уже запрещены во многих странах мира из-за больших потерь электроэнергии и низких эргономических показателей.

Применение УПРУ позволяет экономить  ежемесячно от 20 до 40% денежных средств, затрачиваемых на оплату электроэнергии, используемой на цели освещения.

По статистическим оценкам в  коммунальном секторе для уличного освещения используется до 98% газоразрядных ламп высокого давления в пересчете на потребляемую мощность. При освещении промышленных объектов доля данных ламп составляет 85%. В наиболее перспективной и энергозатратной части сельского хозяйства – тепличном хозяйстве доля данных ламп составляет 72%. Поэтому снижение энергопотребления данных ламп и продление срока их службы приносит значительный экономический эффект. 

Применение УПРУ в несколько  раз продляет срок службы газоразрядных  ламп, благодаря обеспечению оптимальных режимов работы ламп.

Следствием значительного  продления сроков службы ламп является снижение

расходов на закупку новых ламп, снижение расходов на утилизацию перегоревших ламп, а также значительное сокращение расходов на эксплуатацию систем освещения.

У всех газоразрядных ламп по мере работы постепенно падает светоотдача. Применение УПРУ стабилизирует светоотдачу  ламп и позволяет качественно  улучшить параметры освещения объектов без дополнительной реконструкции  систем освещения.

Применение УПРУ в светильниках позволяет эксплуатировать лампу  без её замены 10-15 лет и получать качественное освещение объектов, обеспечивая  при этом значительную экономию электроэнергии.

УПРУ выпускаются в герметичных  корпусах, приспособлены для работы в любых климатических условиях и исправно служат не менее 20 лет.

Внедрение УПРУ на большинстве промышленных предприятий окупается в течении 1 года.

Новые УПРУ позволяют оперативно и правильно настраивать необходимый коэффициент экономии электроэнергии. Если по причине использования в светильниках ламп и дросселей с несовместимыми характеристиками, светильник начинает потреблять электроэнергии значительно больше, чем это предусмотрено паспортными характеристиками, то можно оперативно настроить светильник на энергопотребление, которое обеспечит оптимальную работу лампы.

Если на некоторых участках предприятия необходимо обеспечить дежурное освещение и при этом уровень освещенности данных участков не критичен, то вы оперативно можете настроить светильник на режим работы с максимальным энергосбережением. При таком режиме можно обеспечить экономию электроэнергии до 50%, что позволит значительно снизить затраты электроэнергии на освещение второстепенных объектов. В режиме максимальной экономии электроэнергии срок службы ламп продляется более чем в 30 раз, при этом обеспечивается также максимальное замедление спада светового потока от работающей газоразрядной лампы.

Возможность настройки регулируемых УПРУ позволяет также обеспечить требуемый световой поток от лампы. Регулируемые УПРУ позволяют обеспечить ежедневное оперативное переключение освещения объектов в энергосберегающий "ночной" режим, без выключения части работающих светильников. При этом можно обеспечивать экономию электроэнергии до 50% от номинального значения, при падении светоотдачи от светильников. Подобный режим гораздо выгодней частичного отключения светильников, так как обеспечивает наличие повсеместного освещения, без возникновения зон с полностью отсутствующим освещением, что особенно опасно при освещении скоростных магистралей, а также объектов, подлежащих круглосуточной охране, или на которых может в нерабочее время находиться дежурный персонал.

Статистические данные многократных и всесторонне проведенных испытаний показали, что применение УПРУ позволяет:

•            снижать энергопотребление на освещение до 40%;

•            переключать светильники на "ночной" режим с дополнительной экономией электроэнергии до 50%, за счет снижения освещенности;

•            осуществить перевод в щадящий режим работы и, тем самым, многократно продлить сроки службы ламп, соответственно снизив затраты на утилизацию перегоревших ламп и покупку новых ламп;

•            продлить в несколько раз сроки службы дросселей, коммутационной и защитной аппаратуры, снизив при этом затраты на эксплуатацию и обслуживание электросетей и светильников;

•            при возникновении короткого замыкания избежать перегрузок в цепях питания;

•            замедлить спад светового потока в процессе эксплуатации ламп;

•            свести к минимуму шумы дросселей, создающих дополнительное утомление работающих и снижающих работоспособность;

•            значительно снизить коэффициент пульсаций, который влияет на зрительное утомление и производительность труда работающих в освещаемом помещении, качественно улучшить освещение объектов в производственных помещениях, избежать травматизма рабочих из-за возникновения стробоскопического эффекта от ламп, включенных по типовой схеме;

•            повысить коэффициент мощности лампы;

•            уменьшить потери в пускорегулирующей аппаратуре.

 

 

А теперь после теоретической части  энергоаудита рассмотрим это на конкретном примере:

 

5.Характеристика объекта электроснабжения, электрических нагрузок и технологического процесса.

 

 Тепличное хозяйство, расположенное на территории предприятия "Пермская ГРЭС" работает с начала 2002 года. Последней модернизацией  было строительство новой поликарбонатной теплицы из 5 отсеков. 5 теплиц, разделенных между собой поликарбонатными стенами и, имеющими двойные поликарбонатные стены на металлическом каркасе со стороны улицы. в каждой теплице имеется 3 ряда  светильников старого (дроссельного) типа с лампами ДHаЗ супер/Reflux S 400 без какой - либо ПРА или системы управления.

длина каждой теплицы составляет 24 метра и в расчетную часть  закладывается 13 светильников на 1 ряд, причем расстояние между светильниками  составляет 1,7 метра для качественного  освещения выращиваемых в теплице  культур.

Каждый день в 17часов 00 минут в  теплицах выключается вручную досветка, исходя из тех процесса по выращиванию  тех или иных культур и включается в 23 часа 00 минут, в итоге мы имеем: в идеале за сутки лампы остаются включенными 18 часов.