Проект енергозбереження

Танчин Олег ВПС-42
Україна, Львів

 нерЕнергнозберігаючігоЕнергнозберігаючі технологіїзберігаючі технології

Енергнозберігаючі технології


Енергнозберігаючі технології здатні звести до мінімуму непотрібні втрати енергії, що сьогодні є одним з пріоритетних напрямків не тільки на державному рівні, а й на рівні кожної окремо взятої родини. Це пов'язано з дефіцитом основних енергоресурсів, зростаючої вартістю їх видобутку, а також з глобальними екологічними проблемами.
Впровадження енергозберігаючих технологій в господарську діяльність як підприємств, так і приватних осіб на побутовому рівні, є одним з важливих кроків у вирішенні багатьох екологічних проблем - зміни клімату, забруднення атмосфери, виснаження копалин ресурсів та інші.

Економія енергії - це ефективне використання енергоресурсів за рахунок застосування інноваційних рішень, які осуществіми технічно, обгрунтовані економічно, прийнятні з екологічної та соціальної точок зору, і не змінюють звичного способу життя.

Умовно, сучасні енергозберігаючі технології можна поділити на кілька видів, залежно від сфер вживання:
- Енергозберігаючі технології на виробництві;
- Енергозберігаючі технології на транспорті;
- Енергозберігаючі технології індивідуального споживання;
- Енергозберігаючі технології загального споживання.

ЕнергозбереженняОсновні напрями і способи енергозбереження:
- Економія електричної енергії (освітлення, електропривод, електрообігрів та електроплити, холодильні установки та кондиціонери, споживання побутових і промислових пристроїв, зниження втрат в електромережі);
- Економія тепла (зниження тепловтрат, підвищення ефективності систем теплопостачання);
- Економія води (водозабір, споживання у побуті та на виробництві, зниження втрат і підвищення ефективності систем водопостачання);
- Економія газу (споживання в побуті та на виробництві, зниження втрат і підвищення ефективності систем газопостачання);
- Економія палива (зниження споживання в двигунах внутрішнього згоряння, альтернативні види та гібридні системи, зниження втрат і підвищення ефективності виробництва електричної та теплової енергії).

Енергозбереження - дуже важливе завдання по збереженню природних ресурсів.


Економія електроенергії

  • максимальне використання денного світла (збільшення кількості, площі та прозорості вікон);
  • збільшення відбиваючої здатності (світлі стіни та стелі);
  • оптимальне розміщення джерел штучного світла (місцеве, направлене освітлення);
  • використання освітлювальних приладів лише за необхідністю;
  • підвищення світловіддачі наявних джерел світла (заміна люстр, відбивачів тощо);
  • використання приладів управління освітленістю (датчики руху, акустичні датчики, датчики освітленості, таймери, дистанційне керування, дімери);
  • запровадження автоматичної системи диспетчерського управління зовнішнім освітленням (АСДУ НО);
  • установка інтелектуальних розподілених систем управління освітленн
  • ям.

Економія тепла


Заходи по зниженню втрат тепла та підвищенню ефективності систем теплопостачання:

джерело теплопостачання

  • зменшення витрат енергії та тепла на власні потреби;
  • використання сучасного обладнання з вищим ККД теплогенерації, напр. конденсаційні котли;
  • використання вузлів обліку теплової енергії;
  • використання ко- і три- генерації.

теплові мережі

  • ізоляція мереж для зниження втрат тепла у довкілля;
  • скорочення шляху теплоносія від виробника до споживача теплової енергії (напр., міні-котельня у будинку)
  • оптимізація гідравлічних режимів тепломереж;
  • зменшення протікань.

споживачі

  • належна ізоляція опалюваних приміщень;
  • використання систем місцевого регулювання опалювальних приладів;
  • переведення будинків в режим нульового споживання тепла для опалення (температура всередині підтримується за рахунок внутрішнього тепловиділення та гарної ізоляції);
  • використання вузлів обліку теплової енергії.

Економія води

  • встановлення приладів обліку використання води;
  • використання води лише коли дійсно необхідно;
  • встановлення установка зливних бачків, які мають функцію вибору інтенсивності зливу;
  • встановлення автоматичних регуляторів витрат води, аераторів, сенсорних датчиків

Економія газу

  • підбір оптимальної потужності котла та насосу (наприклад, якщо є пікове, але нечасте, навантаження, можливо краще замість одного придбати два котла меншої потужності, один з яких працюватиме постійно, а другий включатиметься за потреби);
  • належна ізоляція опалюваних приміщень, ефективні радіатори;
  • використання на газових плитах посуду з широким пласким дном, підігрів лише необхідної кількості їжі та води;
  • за можливості перехід на альтернативне опалення (напр., котли на біомасі, сонячні колектори, теплові насоси).

Енергозберігаючі технології

Енергнозберігаючі технології

Цікавість до інформації про енергозберігаючих технологіях і заходах наростає. Це не дивно, адже від їх впровадження і застосування залежить більш ефективне використання паливно-енергетичних ресурсів та суттєве зниження грошових витрат. Основні напрямки в енергозберігаючих технологій можна підрозділити на кілька категорій: економія теплової енергії при виробництві, в транспорті і споживанні; економія електричної енергії; економія води при водозаборі, транспортуванні та споживанні; економія палива у виробництві електричної і теплової енергії; облік води, газу, тепла і електрики; енергоаудит, складання енергетичних паспортів, енергетичні обстеження, створення енергетичних паспортів; поновлювані джерела теплової та електричної енергії.

Енергозберігаючі технології

розробляються і впроваджуються в таких сверах економії теплової та електричної енергії, як в автоматизації і оптимізації режимів горіння, винахід безпаливних установок для виробництва електроенергії, вдосконалення вихровий технології деаерірованія, впровадженні новітніх водопідготовчих установок на джерелах тепла, заміни морально застарілих котлів на нові, в технології кисневого спалювання палива, у котлах з топками киплячого шару, в методах глибокої утилізації тепла димових газів, мінімізації величини продувки котла і надбудову котелень газотурбінними установками, диспетчеризація в системах теплопостачання, застосуванні азбестоцементних труб в теплопостачанні, акумулюванні теплової енергії, засклення лоджій і балконів, переході на двоставковий тариф при оплаті за теплову енергію, розробка стратегії розвитку генеруючих потужностей, реконструкції котельних промислового підприємства за допомогою ГТУ в міні-ТЕЦ, проектуванні компенсації реактивної потужності, в енергоефективної експлуатації трансформаторів, в заміні ламп розжарювання на люмінесцентні та енергозберігаючі лампи, створенні та впровадженні інфрачервоних датчиків руху і присутності, використанні в ЖКГ частотно-регульованих приводів і багатьох Друхів напрямках. Вектор нашого сьогодення і майбутнього в розвитку і життєдіяльності людини лежить через енергозберігаючі технології.


Кластер

Кластер- це група людей яка займається збереженням електроенергії.

"Пасивний дім" рятує гроші


Заборгував - відключили. Такий принцип взяли за озброєння постачальники енергії Уманщини. Причина - ситуація в країні: "Нафтогаз" витискає з облгазів усі борги та накладає штрафи. А місцеві енергомережі змушені справно передавати кошти енергогенеруючим підприємствам. Жителям тепер діватись нікуди: або плати, або живи без газу чи електрики. Від держави допомоги не чекай. Третій вихід - навчитися не витрачати зайвого. Як у Європі. Деякі люди вже не чекають - у нашій області уже з᾿являються будинки, де за опалення власники платять копійки... 


            У 15 разів - така різниця по тепловтратам між звичайним українським будинком та європейським. Більше того, за кордоном уже працюють 

будинки, які вміють гріти себе самі. Їх називають "пасивними". Або "енергоефективними". Такий будинок є в Києві. Ще один зводять під Каневом.  І перші проекти починають продумуватись в Умані. Експерт з систем опалення та утеплення, Юрій Довганич, стверджує - у нас можна економити. Бо найголовніше в європейських будинках сховане під штукатуркою, підлогою та стінами. Тому тим, у кого є будинок, можна не будувати нове. А лише вдосконалити старе. Щоб навіть в жорстокому світі "покращення", платити за газ і світло копійки. Бо німці порахували - кожна вкладена в утеплення гривня за 5 років зекономить вам 7 гривень. Тому що утеплення працює цілодобово, круглий рік, без сну та відпочинку: взимку зберігає тепло, влітку - прохолоду. Звичайно, якщо до цього питання підійти "з головою".

Секрет перший: вентиляція
            У нас про це не чули. Перше, що відрізняє енергоефективний будинок від українсько-радянського типу - це система вентиляції.
- Європейський будинок - герметичний термос. - розповідає Юрій Довганич. - Наш - печера, з джерелом тепла, і протягами. Коли ви провітрюєте кімнату - втрачаєте цінне тепло. Не провітрюєте - задихаєтесь, хворієте вірусними захворюваннями. У пасивних будинках інакше - повітря повністю замінюється за одну-три години. Але... залишається теплим.

Сучасна вентиляція: в будинку-термосі правильна вентиляція зберігає тепло і рятує від хвороб. Бо замінює усе повітря кожні одну - три години.

Цінуємо тепло: Повітря, яке виходить з будинку, у такому рекуператорі віддає тепло свіжому повітрю, що заходить в оселю


Це забезпечує спеціальна система вентиляції. Вона забирає повітря з-під підлоги або знизу та виводить назовні через спеціальний пристрій - рекуператор. Повітря ззовні потрапляє до будинку через забірну трубу і входить до "рекуператора". Де взимку підігрівається повітрям, яке покидає будинок. А влітку... охолоджується. Потім через воздуховоди підігріте повітря потрапляє в кімнати. Таким чином можна зменшити тепловтрати на 30-70%. Адже повітря, що надійшло в оселю через "рекуператор", потрібно буде нагріти на кілька градусів, а не на десятки. Така система економить гроші не лише взимку, а й влітку. Бо охолоджує повітря, яке входить в оселю. Зменшуючи витрати на кондиціонування.


Секрет другий: утеплення
            
Улюблений метод утеплення в Умані - це пінопласт "п᾿ятірка". Все просто та дешево. Обклав ззовні будинок пінопластом товщиною 5 сантиметрів, заштукатурив - і тепло.
- Насправді, якщо дивитись на наші будинки, то здебільшого товщина 5 сантиметрів для пінопласту - це мало. - стверджує Юрій Довганич. - мінімально потрібно 8-10 сантиметрів. З запасом - 15-сантиметровий пінопласт. Але цей утеплювач не рекомендую. Бо пінопласт - це найгірше, що можна взяти для утеплення. Згодом він "розсипається" під дією спеки. І через 7-10 років доведеться усе "здирати" та робити заново. Крім того, він "не дихає", не виводить пар. А горить так, що за лічені хвилини будинок може спалити.
Співмірне по ціні утеплення, але екологічне - це мати з базальтової вати. "Дихають", не горять. Монтуються таким же методом, як пінопласт. А найкращий утеплювач - піноскло. Легке, тепле, не є перепоною для пару. Щоправда, таке утеплення відчутно дорожче. Але можете бути впевненими - будинок буде залишатися таким же енергоефективним при ваших дітях та правнуках.
Слід ще звернути увагу, що не лише стіни потрібно утеплювати. Є ще стеля, фундамент. Якщо мета - звести нанівець енергетичну кризу та змусити Росію видобувати менше газу, значить потрібно утеплюватись "на повну".

Секрет третій: вікна
Енергоефективний будинок - це "термос". Вікна - другі по кількості тепловтрат, після вентиляції. Тому до їх вибору потрібно підійти уважно та виважено. Дешеві вікна=висока оплата за тепло.
- Має бути якісний профіль та фурнітура. Довговічні, надійні вікна. - впевнений Юрій Довганич. - проте не варто гнатися за супердорогими "енергозберігаючими" вікнами. Символічне зменшення тепловтрат не співмірне ціні. Досить поставити... два вікна. Наприклад, зовнішнє двокамерне. І внутрішнє - однокамерне. По ціні це вийде відчутно дешевше за "енергозберігаючі вікна", з трьома камерами, спеціальними плівками й склопакети з газом. На практиці від парного встановлення вікон ви отримуєте чотири шари повітря та 5-скла.

Піролізний камін: він за одну закладку дров гріє будинок протягом 12 годин та уміє через повітряні канали розносити тепло по оселі


Секрет четвертий: опалення
            Повністю "пасивні" будинки мають своє опалення - це або компактні електричні панелі, або "теплові насоси". Постачання енергії відбувається за рахунок сонячних батарей на даху. Також гріють будинок і побутові прилади. Лише в "скрутні морози" доводиться брати електроенергію з мережі. Але ці технології ще надзвичайно дорогі. Для наших реалій ближче газове опалення, піч або електрообігрів. Але не прості...
- Розраховуйте, щоб у вас було два незалежних джерела тепла. - радить Юрій Довганич. - першим джерелом може бути сучасний газовий котел або електричне опалення. Це дозволить варіювати температуру в залежності від кімнат. Якщо усе утеплено, зроблена вентиляція і вікна, а тепловтрати доведені до європейських стандартів, то навіть з драконівськими тарифами ви будете сплачувати мінімув втричі менше за сусідів. Друге джерело - піролізний камін або піролізна піч. Обов᾿язково - з забором повітря знадвору. Бо працюючий камін споживає багато повітря. Такі каміни працюють з ефектом подвійного горіння та на одній закладці дров здатні працювати 8-12 годин. Вони в залежності від моделі можуть мати водяну рубашку та підключатися до системи опалення. Або роздавати тепло по кімнатам через спеціальні повітряні канали. Не раджу булеряни. В умовах вологої зими вони не завжди добре працюють та забезпечують нормальну тягу.

В умовах, коли українсько-російські стосунки зіпсовані газом, надіятися що тепло буде дешевим, уже приходиться. Вихід один - йти шляхом Європи. І замовляючи утеплення свого будинку чи квартири, самому знати, що мають зробити працівники. Бо в світі сучасних технологій покласти п᾿ятисантиметровий пінопласт на стіну - це далеко не все... І вкладаючи сьогодні гроші в утеплення, вікна, вентиляцію, ми будемо отримувати економію усе життя...


Основні технології відновлюваної енергетики


Вітроенергетика

Вітроустановка

Вітер утворюється в результаті нерівномірного нагрівання поверхні Землі Сонцем. Потоки повітря можуть бути використані для приведення в рухвітрових турбін. Принцип дії всіх вітроустановок один: під напором вітру обертається вітроколесо з лопатями, яке передає крутний момент через систему передач валу генератора, що виробляє електроенергію. Реальний ККДкращих вітрових коліс досягає 45% у разі стійкої роботи при оптимальній швидкості вітру. Існують дві принципово різні конструкції вітроенергетичних установок: з горизонтальною і вертикальною віссю обертання[3].

Сучасні вітрові турбіни мають номінальну потужність від, приблизно, 600 кВт до 5 МВт. Найпоширенішими в комерційному застосуванні, наразі, є повітряні турбіни з номінальною потужністю в діапазоні 1,5—3 МВт. Потужність вітрового потоку пропорційна до площі його перерізу і має кубічну залежність від швидкості вітру, тобто його потужність зростає ще швидше, ніж швидкість вітру[4]. Найкращими для розташуваннявітрових електростанцій є місцевості з потужними та сталими вітрами, такі як прибережні смуги та вершини гір.


Гідроенергетика

Гідроелектростанція в Нью-Мексико (США)

Гідроенергетика — область господарсько-економічної діяльності людини а також сукупність природних і штучних підсистем (гідроелектростанцій), що служать для перетворення енергії водного потоку в електричну енергію. На цих електростанціях, як джерело енергії використовується потенціальна енергія водного потоку, першоджерелом якої є Сонце, що випаровує воду, котра згодом випадає на височинах у вигляді атмосферних опадів і стікає вниз, формуючи ріки.

Гідроелектростанції зазвичай будують на ріках, споруджуючи греблі та водосховища. Також можливе використання кінетичної енергії водного потоку на так званих вільнопотокових (дериваційних) ГЕС.

Оскільки густина води приблизно в 800 разів більша за густину повітря[5][6], навіть повільний потік води, або слабка океанська течія може виробляти істотну кількість енергії.

Станом на 2006 рік гідроенергетика забезпечує виробництво до 88% відновлюваної і до 20% всієї електроенергії у світі, встановлена гідроенергетична потужність досягла 777 ГВт.

В останні десятиріччя проводяться широкомасштабні дослідження практичного використання значного потенціалу течій в морях і океанах, які підрозділяють на неперіодичні, мусонні (пасатні) й припливновідпливні. З них в першу чергу розглядається можливість використання енергії головних неперіодичних течій (ГольфстрімКуросіо та ін.), сумарний енергетичний потенціал яких за різними методиками оцінюється від 5 до 300 млрд кВт[7].


Сонячна енергетика

Монокристалічний сонячний елемент
Колектор теплової енергії сонячного світла
Сонячна енергія може бути перетворена в електричну двома основними шляхами: термодинамічним і фотоелектричним[8].

При термодинамічному методі електричну енергію за рахунок використання сонячної енергії можна отримати використанням традиційних схем в теплових установках, в яких теплота від згоряння палива замінюється потоком концентрованого сонячного випромінювання.

Існують сонячні теплоелектростанції трьох типів:

  • баштового типу з центральним приймачем-парогенератором, на поверхні якого концентрується сонячне випромінювання від плоских дзеркал-геліостатів;
  • параболічного (лоткового) типу, де в фокусі параболоциліндричних концентраторів розміщуються вакуумні приймачі-труби з теплоносієм;
  • тарілкового типу, коли в фокусі параболічного тарілкового дзеркала розташовується приймач сонячної енергії з робочою рідиною.

Сонячна фотоенергетика являє собою пряме перетворення сонячної радіації в електричну енергію. Принцип дії фотоелектричного перетворювача базується на використанні внутрішнього фотоефекту в напівпровідниках і ефекту ділення фотогенерованих носіїв зарядів (електронів і дірок) електронно-дірковим переходом або потенційним бар'єром типу метал-діелектрик-напівпровідник.

В цьому контексті, «сонячна енергія» може позначати енергію, отриману від сонячного випромінення. Існують різні шляхи застосування енергії сонячного випромінення, включно із: