КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Загальні поняття і тенденції розвитку енергозбереження
В Україні, яка займає 2,7% території колишнього СРСР (603,7 тис. км2), в 1990 році було розміщено 15,2% основних виробничих фондів; випускалося понад 17% промислової й 22% сільськогосподарської продукції; добувалося 27% вугілля, 52% залізної руди; вироблялося 35% сталі; випускалося 95% магістральних тепловозів, 24% тракторів, 21% зерна й 50% цукру. У державі є понад 8 тис. родовищ, де розробляються 90 видів покладів корисних копалин; на її території перебуває 28,6% чорноземів світу. За даними Ради по вивченню продуктивних сил НАН України, в 1990 р. ВНП становив 207,8 млрд. грн., а 1997 р. - 76,4 млрд. грн., що в 2, 72 рази менше. За сім років Україна втратила потенціал, який обчислювався в 636,3 млрд. грн. За даними західних експертів світові запаси нафти й газу будуть вичерпані за 80-90 років, вугілля - за 350 років. Запаси вугілля України розраховані на 400 років, що дає можливість розглядати сучасну вугільну енергетику як пріоритетну, а вугілля - як основний енергетичний ресурс України. Основні запаси кам'яного вугілля зосереджені в Донецьком (98% загальних запасів) і Львівсько-Волинськім (2%) басейнах, бурого вугілля - в основному в Дніпропетровськом басейні. Діючий шахтний фонд України на 1996 р. склав 285 шахт і 7 розрізів з відкритим видобутком бурого вугілля. Можливий річний енергетичний потенціал становить до 190 млн. тонн. У Донецьком басейні є 261 шахта, з них 119 добувають коксівне вугілля. ДО 2010 року намічається закрити 139 шахт. За останні 20 років у Донбасі не було закладено ні однієї шахти, 80% працюють без реконструкції більш 2 років. У Львівсько-Волинськім басейні до 2005 року з 17 діючих шахт продуктивністю 9,2 млн. тонн буде закрито 13. У Дніпропетровськом буровугільному басейні діє 6 шахт і 7 розрізів продуктивністю 7 млн. тонн, усі підприємства вичерпують свої запаси в період 2000-2010 рр.
Продуктивність праці на шахтах України становить 2-25% від рівня досягнутого в США й Західній Європі. У вугільній промисловості коефіцієнт використання гірничошахтного встаткування перебуває на рівні 0,2. Таким чином, вугільна промисловість України у зв'язку з її пріоритетністю розвитку як єдиного в недалекім майбутньому природного енергоносія вимагає реорганізації, капітальних вкладень і підвищення ефективності робіт окремих процесів галузі. В 1992-1997 рр. у нашій державі високими темпами збільшувалася частка найбільш енергоємних галузей, які виробляють проміжну продукцію, і зменшувалася частка галузей, які випускають продукцію кінцевого споживання. Загальне падіння промислового виробництва (% від обсягу 1990 року) наведене на мал.1.1. Сучасний етап розвитку України характеризується гострим енергодефіцитом, тому що потреба у використанні паливно-енергетичних ресурсів за рахунок власного їхнього видобутку задовольняється менше, ніж на 50%. У той же час енергоємність валового внутрішнього продукту у два рази вище, чим той же показник для країн Західної Європи, і він продовжує зростати. Енергоємність в 1996 р. у порівнянні з 1992 роком зросла на 42%. Виробництво ж скоротилося на багатьох підприємствах до 20..25% колишнього потенціалу. Рис. 1.1
Сумарна встановлена потужність електростанцій України становила в 1998 р. 55,2 млн.кВт, у тому числі ТЕС і ГЕС Міненерго України відповідно - 32,4 млн. кВт і 4,7 млн. кВт (58,7% і 8,5%); АЕС - 13,8 млн. кВт (25%); блок станцій інших міністерств і відомств - 4,3 млн. кВт (7,8%). У Україні працює 8 великих ГЕС, 25 середніх й 1 гідроакумулююча електростанція (ГАЕС). Теплова енергетика забезпечується власними паливними ресурсами тільки на 33%, в основному за рахунок вугілля.
Рис. 1.2 В 1998 році в Україні вироблено 173 млрд. кВт. год. електроенергії (див. мал.1.2), у тому числі електростанціями об'єднаної енергетичної системи (ОЕС) України - 171978,7 млн. кВт·год. За 1997 рік було вироблено 177024,4 млн. кВт·год. Отже, зниження виробництва електроенергії в 1998 році становить 5045,7 млн. кВт·год, або 2,9 %.
Головними причинами падіння обсягів виробництва електроенергії залишається спад промислового виробництва на підприємствах України й украй низька платоспроможність вітчизняних споживачів. У країні експлуатується більше 1 млн. км повітряних і кабельних ліній електропередач усіх класів напруг, а також 5,4 тис. одиниць трансформаторних підстанцій загальною потужністю 160 тис. МВ×А. На мал. 1.3 представлені графіки споживання електроенергії на Україні в 1990 і 1996 р.г. Рис. 1.3
Однієї із проблем української енергетики є те, що бракує маневрових потужностей, які дозволяють покривати попит на електроенергію під час пікових навантажень, а також перебіги електроенергії. За 5 місяців 1998 р. українська енергетика була в зимовій кризі, (дефіцит потужності становив більше ніж 4 млн. кВт) і у весняній кризі (надлишок потужності становив майже 7-8 млн. кВт). Частота напруги коливалася від мінімального рівня 49,1 Гц до максимально припустимого рівня - 50,4 Гц. Енергозбереження - це комплекс заходів, спрямованихна раціональне використання енергетичних ресурсів. У результаті знижується потреба в паливно-енергетичних ресурсах на одиницю кінцевого продукту й зменшується несприятливий вплив на навколишнє середовище. Механізм втілення енергозбереження в життя - реалізація законодавчих, організаційних, економічних, технічних і інформаційних заходів, спрямованих на ефективне використання енергетичних ресурсів і поліпшення стану навколишнього середовища. Крім поняття «енергозбереження» існують ще енергоефективність, енергоменеджмент, энерговикористання, енергоаудит, енергоконсалтинг… Енергоефективність - властивість устаткування, технології або виробництва, що характеризує частину використання енергії на одиницю кінцевого продукту. Енергоефективність оцінюється за допомогою показників як кількісно (кВт×год, тонни умовного палива, кДж на одиницю кінцевого продукту), так і якісно (низька, висока).
Енергоменеджмент - керування раціональним використанням енергії на всіх стадіях її виробництва, передачі, розподілу й споживання, включаючи комплексний оптимальний розв'язок технічних, економічних і екологічних проблем, пов'язаних із цим процесом. Енерговикористання - комплекс дій персоналу об'єкта, роботи його встаткування й технологій, пов'язаних із процесами від виробництва енергії - до її споживання. Енергоаудит - складова частина енергоменеджмента, зорієнтована на обстеження об'єкта з погляду його енерговикористання (виявлення фактів нераціонального використання енергії, визначення заходів щодо енергозбереження, оцінки технічних і економічних можливостей щодо їхньої реалізації). Цей вид діяльності спрямований на зменшення споживання енергетичних ресурсів суб'єктами господарювання за рахунок підвищення ефективності використання енергії. Енергоконсалтинг – консультаційна діяльність, спрямована на роз'яснення переваг реалізації енергозбереження; на надання практичної допомоги у вирішенні енергетичних проблем замовника; на вибір і обґрунтування енергоефективних розв'язків; на популяризацію знань, навчання персоналу. Енергосервісна компанія здійснює енергоконсалтингову діяльність в об'єднанні з пошуком інвесторів для реалізації конкретних проектів енергозбереження або сама виступає як такий інвестор. Оскільки загальне визначення енергії - це потужність за одиницю часу, то одиниця виміру електричної енергії являє собою кіловат за годину (кВт·год). Основними величинами та параметрами, з допомогою яких можна охарактеризувати електричну енергію, описати її якість, є загальновідомі: електрична напруга - U, (В); електричний струм - I, (А); повна, активна та реактивна потужність - S, P, Q в кіловольт-амперах (кВ×А), кіловатах (кВт) і кіловольт-амперах реактивних (квар), відповідно; коефіцієнт потужності cosj, частота - f, (Гц). Електрична енергія має ряд особливостей: · вона безпосередньо не підлягає візуальному сприйняттю;
· легко перетворюється в інші види енергії (наприклад, у теплову, механічну); · досить просто й з великою швидкістю передається на більші відстані; · можливий її розділ (розподіл) в електричних мережах; · проста у використанні за допомогою машин, установок, приладів; · дозволяє змінювати свої параметри (напруга, струм, частота); · зручна для контролю й керування; · якість її визначає якість роботи встаткування, яке споживає цю енергію; · якість енергії в місці виробництва не може бути гарантією її якості в місці споживання; · нерозривність у тимчасовому вимірі процесів виробництва й споживання енергії; · процес передачі енергії супроводжується її втратами. Електричну енергію передає електромагнітне поле провідника, цей процес має хвильовий характер. Причому частина електроенергії, яка передається, витрачається в самому провіднику, тобто губиться. Звідси випливає поняття «втрати електроенергії». Втрати електроенергії є у всіх елементах електричної системи: генераторах, трансформаторах, лініях електропередачі й т.п., а також в електроприймачах (електричних двигунах, електротехнологічних пристроях і агрегатах). Нехай коефіцієнт корисної дії теплової електростанції рівний 33%. Це означає, що з 100 цистерн палива, яке перетворили на теплову електростанцію, більше ніж 66 цистерн викидається в навколишнє середовище у вигляді тепла. Якщо ще врахувати витрати енергії на видобуток палива, його транспортування, транспортування електричної енергії, то виявляється, що з 100 цистерн палива корисно використовується тільки 20, а 80 цистерн викинуте в навколишнє середовище. Співвідношення корисно використаної й витраченої енергії просто вимагає радикальної зміни цих величин. Загальна втрата електроенергії складається із двох частин: номінальних втрат, які визначаються умовами роботи при номінальних режимах і оптимальному виборі параметрів системи електропостачання, і додаткових втрат, обумовлених відхиленням режимів і параметрів від номінальних значень. Економія електроенергії в системах електропостачання ґрунтується на мінімізації як номінальних, так і додаткових втрат. Заходи щодо ефективного використання електричної енергії слід вибирати, виходячи із принципу досягнення мінімуму витрат при виконанні умов надійності системи електропостачання і якості електричної енергії. Необхідно виконувати малозатратні заходи щодо зниження втрат і підвищенню рівня експлуатації елементів системи електропостачання Основним напрямком в області енергозбереження є економія електроенергії при її передачі, розподілі й використанні. Реальне енергозбереження торкається питань роботи електроживлячих мереж, перетворювачів енергії всіх типів і технологічних механізмів. Енергозберігаючими заходами при передачі електроенергії є: · раціональний вибір рівня напруги живильної мережі й роду струму (постійний або змінний); · прийняття економічно доцільного перетину проводів і кабелів; · підвищення коефіцієнта потужності; · наближення джерел живлення до споживачів; · оптимізація графіків навантажень і т.д. Витрати електроенергії на її передачу не продуктивні, тому необхідно зводити їхнє значення до мінімуму. В електричних мережах України втрати електричної енергії становлять близько 11%. У розвинених країнах цей показник значно менше. Наприклад, у ФРН втрати в мережах становлять 6,5%. Ефективність енергозберігаючих заходів споживачів електроенергії може бути значно вище, тому що більш 90% вироблюваної енергії споживається системами електропривода, електротехнологічними й освітлювальними установками. Найбільші резерви енергозбереження закладені в удосконалюванні електропривода, на частку якого доводиться близько 60% усієї споживаної електроенергії. У деяких галузях промисловості споживання електроенергії електроприводом доходить до 80%. Зменшення швидкості двигуна до швидкості робочого механізму допомагає заощаджувати енергію й поліпшує керування технологічним процесом. У той же час про економічність привода говорити рано, хоча б у силу малих фактичних значень коефіцієнтів завантаження привода. Електропривод, у порівнянні з іншими типами приводів, має ряд переваг: · робота без відходів і безшумність створює комфорт для людей; · високий ККД, тобто виділяється менше теплових втрат. Внаслідок цього зменшені габарити й площа охолодження; · електропривод регульований і оборотний. Електроприводи зі складним, тонко керованим технологічним процесом становлять невелику частку від загального числа. Основна ж їхня частина – прості, звичайно нерегульовані масові пристрої, такі як вентилятори, насоси, конвеєри, піднімальні крани, механізми в переробній промисловості, будівництві і т.д. Саме ці об'єкти є основними споживачами електроенергії й тут можлива реальна її економія. Розглянемо процеси, що впливають на енергозбереження в електроприводі й визначальні тенденції його розвитку: · ріст енергоємних технологій при зростаючій складності одержання енергії, дефіциті доступних енергоресурсів. Добути тонну палива й виробити відповідна кількість електроенергії приблизно вдвічі дорожче, чим заощадити. Надалі ця різниця росте; · ускладнення технології, що приводить до збільшення частки регульованого або керованого по пускові електропривода. Закінчується дискусія про можливі варіанти регульованого електропривода – практично однозначно вибір робиться на користь електропривода змінного струму; · зростаючі вимоги створення умов для безаварійної роботи електропривода за рахунок підвищення ефективності керування режимами енерговикористання електричних машин, енергопостачальних мереж; · бурхливий розвиток перетворювальної техніки (тиристорів, що закриваються, і силових транзисторів) і засобів керування (мікроелектроніки, мікропроцесорної техніки і т.д.); · поява доступних кожному інженерові потужних обчислювальних засобів нові можливості, що відкривають, раціонального проектування й оптимізації електропривода. Тому актуальним є завдання розробки й широкого впровадження енергозберігаючих заходів і засобів промислового електропривода.
Дата добавления: 2013-12-13; Просмотров: 1160; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |