Снижение потребления электроэнергии

Снижение потребления электроэнергии достигается за счёт изменения режимов работы электроприводов, освещения и вспомогательного оборудования, сокращения непроизводительных часов эксплуатации и обоснованного выбора технических решений. Главный критерий — уменьшение количества потребляемых киловатт-часов при сохранении необходимой производительности, освещённости и надёжности электроснабжения.

Для выбора мероприятий необходимо установить, какие потребители формируют электрическую нагрузку, сколько времени они работают и какая часть потребления непосредственно связана с полезной функцией объекта. Общий электросчётчик показывает суммарный расход, но не позволяет самостоятельно определить вклад отдельных приводов, осветительных установок и вспомогательных систем.

Поэтому оценку начинают с электрического баланса и фактических режимов работы оборудования. Замена двигателя или сокращение установленной мощности без проверки загрузки и продолжительности работы не гарантирует уменьшения годового потребления электроэнергии.

Как определить основные источники электропотребления

Электрический баланс распределяет потреблённую электроэнергию между группами оборудования и режимами его работы. Для его составления используют почасовые и суточные профили нагрузки, перечни электроприёмников, схемы электроснабжения и данные локальных измерений.

Электрическая нагрузка характеризует мощность, потребляемую оборудованием в определённый момент или интервал времени. Активная мощность, измеряемая в киловаттах, отражает составляющую электрической мощности, используемую для выполнения работы и покрытия потерь. При оценке энергопотребления её рассматривают совместно с продолжительностью соответствующего режима.

Сначала по данным учёта определяют характерную базовую нагрузку, максимумы потребления и интервалы работы объекта. Затем выделяют значимых потребителей и устанавливают, какие группы оборудования продолжают расходовать электроэнергию в периоды отсутствия основной технологической нагрузки.

Однолинейные схемы электроснабжения и перечни отходящих линий позволяют определить точки измерения и соотнести электрические нагрузки с группами потребителей. Перечень электродвигателей, приводов и осветительного оборудования вместе с графиками эксплуатации помогает распределить расход по назначению.

Высокая установленная мощность оборудования сама по себе не означает большого годового расхода. Редко используемый электроприёмник может потреблять меньше энергии, чем оборудование меньшей мощности, работающее продолжительное время. Поэтому приоритет мероприятий определяется подтверждаемым количеством киловатт-часов, а не только паспортными характеристиками.

Как оценить возможности снижения расхода электроэнергии электроприводами

Для электродвигателей и приводов сопоставляют потребляемую активную мощность с фактической механической нагрузкой и результатом, который должно обеспечивать оборудование. Это позволяет определить, насколько электрическое потребление соответствует полезной работе, и оценить возможные изменения режима.

Паспорта двигателей и приводов задают технические характеристики и ограничения допустимой эксплуатации. Однако паспортная мощность не показывает фактическую загрузку в течение рабочего периода. Для оценки необходимы измерения тока, активной мощности и продолжительности работы в характерных режимах.

Коэффициент загрузки электропривода влияет на обоснованность его замены или изменения способа управления. При выборе решения учитывают не только характеристики двигателя, но и требуемую производительность технологической установки.

Для насосов и вентиляторов с изменяемым расходом результат регулирования зависит от характеристик системы. Например, если насос работает с дросселированием потока, можно оценить возможность изменения способа регулирования. Однако предполагаемое снижение мощности необходимо сопоставить с требуемыми расходом и давлением.

Аналогичное ограничение действует для вентиляционного оборудования: уменьшение электрической нагрузки допустимо только при обеспечении необходимого расхода воздуха. Сокращение мощности, нарушающее технологические или эксплуатационные требования, не является обоснованным энергосберегающим решением.

Высокое значение тока также не доказывает низкую эффективность электродвигателя. Оно может соответствовать необходимой производственной нагрузке. Вывод о возможности сокращения потребления делают после сопоставления электрических измерений с фактической работой оборудования.

Сокращение непроизводительного потребления освещения и вспомогательных систем

Отдельное направление снижения расхода электроэнергии — согласование времени работы оборудования с фактической потребностью объекта. Здесь оценивают графики освещения, настройки автоматики и интервалы, в течение которых электрические потребители работают без необходимой полезной нагрузки.

Ведомости сменности и настройки освещения позволяют сопоставить рабочие часы с периодами включения осветительных установок. По этим данным определяют возможность исключения избыточного времени работы при сохранении требуемой освещённости.

Для вспомогательных систем анализируют дежурное электропотребление. Если вентиляционная установка сохраняет постоянную нагрузку ночью, необходимо проверить расписание её работы и обязательный расход воздуха. Само наличие ночного потребления не означает, что установку можно отключить: решение зависит от эксплуатационных ограничений.

Значение имеет продолжительность исключаемых интервалов. Даже небольшое сокращение мощности при длительном повторяющемся режиме может влиять на общий расход. Напротив, уменьшение мощности на коротком участке графика не обязательно обеспечивает существенное годовое сокращение электроэнергии.

Наладку автоматики и изменение расписаний оценивают по фактическим временным режимам. Это позволяет отличить технически допустимое сокращение непроизводительного потребления от изменения, которое ухудшит работу объекта.

Какие измерения необходимы для расчёта экономии электроэнергии

Для расчётной проверки используют почасовые и суточные профили электропотребления, результаты измерений выбранных электроприёмников и сведения о продолжительности характерных режимов.

При анализе важна связь между измеренной мощностью и условиями работы оборудования. Данные о полезном выпуске, расходе воды или воздуха позволяют сопоставить изменение электрической нагрузки с фактически выполняемой функцией.

Удельное электропотребление характеризует количество электрической энергии, приходящееся на единицу сопоставимого полезного результата. Этот показатель помогает оценивать режимы с различной производительностью, не сводя сравнение только к суммарным киловатт-часам.

Оценку возможного сокращения энергии выполняют по реалистичным временным режимам. Для рассматриваемого мероприятия устанавливают, как изменяется активная мощность, в течение какого времени действует изменение и сохраняются ли допустимые параметры работы оборудования.

Если исходная информация ограничена паспортной мощностью двигателя или установленной мощностью осветительной группы, достоверный годовой результат определить невозможно. Необходимы данные о фактической нагрузке и продолжительности эксплуатации. Именно они позволяют перейти от предполагаемого снижения мощности к расчёту сокращения потреблённой электроэнергии.

Как выбрать мероприятия по снижению потребления электроэнергии

Результатом анализа становится электрический баланс объекта и перечень технических и режимных мероприятий с оценкой сокращения потребления в киловатт-часах по подтверждаемым режимам работы.

При выборе очередности мероприятий учитывают фактический вклад потребителей в баланс, возможность регулирования приводов, изменение графиков освещения, необходимость наладки автоматики и доступность измерений на отдельных электрических линиях.

Мероприятия по управлению нагрузкой и замене оборудования сравнивают с учётом технических ограничений. Для насосов и вентиляторов сохраняют необходимые расход и давление, для освещения — требуемую освещённость, а для остальных электроприёмников — производительность и условия безопасной эксплуатации.

Если имеющиеся измерения не позволяют обоснованно оценить изменение потребления, сначала определяют необходимые точки дополнительного учёта и характерные режимы для проверки. Это предотвращает выбор оборудования на замену исключительно по установленной мощности.

Таким образом, снижение электропотребления основывается на подтверждённой связи между мощностью, временем работы и полезной функцией электрических потребителей. Расчётная экономия должна относиться к конкретному изменению режима и подтверждаться исходными данными. Без измерений фактической нагрузки и продолжительности работы обещать годовое сокращение электроэнергии нельзя.

При определении состава обследуемых систем можно обратиться к разделу «Электроснабжение и учёт энергоресурсов». Для изучения причин повышенного электрического расхода предназначен материал «Причины высокого потребления электроэнергии на предприятии».

Другие задачи энергетического обследования представлены в разделе «Задачи энергоаудита».