Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Ответы на экзаменационные вопросы по энергосбережению (UTM) - файл 1.docx


Ответы на экзаменационные вопросы по энергосбережению (UTM)
скачать (74.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx75kb.17.11.2011 13:01скачать

содержание
Загрузка...

1.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Роль энергетики в развитии человеческого общества. Основные тенденции развития мировой энергетики.

Источником всей энергии на Земле является Солнце. В процессе фотосинтеза, являющегося основой жизни многих видов растений, живая природа потребляет лишь незначительную часть (около 40 ТВт) от общего количества исходящей от Солнца энергии (около 200000 ТВт). Большее количество солнечной энергии расходуется на согревание атмосферы Земли (50 %), освещение планеты (30 %) и на осуществление процессов кругооборота веществ на Земле (20 %). Использование энергии человечеством растет в геометрической прогрессии. Энергия является основой жизни на Земле. Человек потребляет солнечную энергию различными путями, в том числе и с пищей. Современные энергосистемы являются неотъемлемым компонентом инфраструктуры общества, в особенности промышленно развитых стран, которые расходуют примерно 4/5 энергоносителей и в которых живет лишь 1/4 населения планеты. На страны третьего мира, где живет 3/4 населения Земли, приходится около 1/5 мирового потребления энергии. Электроэнергетика является важнейшей отраслью экономики любой страны, поскольку ее продукция (электрическая энергия) относится к универсальному виду энергии. Ее легко можно передавать на значительные расстояния, делить на большое количество потребителей. Без электрической энергии невозможно осуществить многие технологические процессы, как невозможно представить нашу повседневную жизнь без отопления, освещения, охлаждения, транспорта, телевизора, ЭВМ и др., которые также потребляют электроэнергию.

В последнее десятилетие в развитии мировой энергетики проявились некоторые важные тенденции, которые при неуправляемом течении могут угрожать устойчивости этой сферы. К таким тенденциям относятся: изменение взаимоотношений между потребителями и производителями, усиление конкуренции за ограниченные энергоресурсы; высокие темпы роста энергопотребления; изменение региональных пропорций энергопотребления; высокая доля и растущие объемы потребления органического топлива; замедление темпов роста предложения энергии; проблемы обеспечения инвестиций в развитие энергетического сектора; изменение структуры предложения энергоресурсов и повышение роли отдельных поставщиков; рост цен на энергоносители; нарастающая напряженность в обеспечении энергетических нужд транспорта и диспропорции в нефтепереработке; рост объемов международной торговли энергоносителями, развитие инфраструктурной составляющей поставок энергоресурсов и обострение связанных с этим рисков; усиление политических рисков, в том числе транзитных.




Энергия. Классификация. Основные понятия и определения. Единицы измерения энергии.

Энергия — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в другие. Основное утверждение про энергию носит название закон сохранения энергии и заключается в том, что суммарная энергия замкнутой системы не изменяется во времени. Энергия является мерой способности физической системы совершить работу, поэтому количественно энергия и работа выражаются в одних единицах. Согласно специальной теории относительности между массой и энергией существует связь, выражаемая знаменитой формулой Эйнштейна E = mc2, где E — энергия системы, m — её масса, c — скорость света. Тепловая энергия (или энергия хаотического движения молекул) является самым «деградированным» видом энергии — она не может превращаться в другие виды энергии без потерь. Энергия E имеет размерность, равную: Силе умноженной на длину (E ~ F·l); Давлению умноженному на объём (E ~ P·V); Импульсу умноженному на скорость (E ~ p·v); Массе умноженной на квадрат скорости(E ~ m·v²); Заряду умноженному на напряжение(E ~ Q·U); Мощности умноженной на время.(E ~ N·t).

Виды энергии: Механика различает потенциальную энергию (или, в более общем случае, энергия взаимодействия тел или их частей между собой или с внешними полями) и кинетическую энергию (энергия движения). Их сумма называется полной энергией. Энергией обладают все виды полей. По этому признаку различают: электромагнитную (разделяемую иногда на электрическую и магнитную энергии), гравитационную и ядерную энергии. Термодинамика рассматривает внутреннюю энергию и иные термодинамические потенциалы. В химии рассматриваются такие величины как энергия связи и энтальпия, имеющие размерность энергии, отнесённой к количеству вещества. Энергия взрыва иногда измеряется в тротиловом эквиваленте. Существует довольно много форм энергии, большинство из которых, так или иначе, используются в энергетике и различных современных технологиях. Условно источники энергии можно поделить на два типа: невозобновляемые и постоянные. К первым относятся газ, нефть, уголь, уран и т. д. К постоянным источникам можно отнести энергию солнца, энергию, получаемую на ГЭС и т. д. Основные единицы измерения энергии: британская термическая единица; джоуль; калория; киловар/час; киловатт/час; планковская масса; планковская энергия; топливный эквивалент - мера энерговыделения высокоэнергетических событий, выраженная в количестве тринитротолуола (ТНТ), выделяющем при взрыве равное количество энергии; электронвольт; эрг - единица работы и энергии в системе единиц СГС.



^ Энергетический кризис 1973 года.

Нефтяной кризис 1973 года (также известен под названием «нефтяное эмбарго») начался 17 октября 1973 года, когда ОПЕК, в которую входили все арабские страны-члены ОПЕК, а также Египет и Сирия, заявила в ходе Октябрьской войны, что она не будет поставлять нефть странам, поддержавшим Израиль в этом конфликте с Сирией и Египтом. Это касалось прежде всего США и их союзников в Западной Европе. В течение следующего года цена на нефть поднялась с трёх до двенадцати долларов за баррель. Нефтяной кризис 1973 года был первым энергетическим кризисом и до сих пор считается крупнейшим. ОПЕК снизила объёмы добычи нефти не только для того, чтобы повлиять на мировые цены в свою пользу. Главная задача этой акции состояла в создании политического давления на мировое сообщество с целью уменьшения поддержки Израиля западными странами. Результатом экономического нажима ОПЕК стала декларация совета министров стран Общего рынка, поддержавшая позицию арабов. Кроме того, почти все государства Африки разорвали дипломатические отношения с Израилем. Создавшееся политическое положение усилило зависимость Израиля от США и вскрыло истинные масштабы зависимости развитых стран от цен на нефть. Вместе с тем, Нефтяной кризис 1973 года способствовал усилению экспорта нефти на Запад из Советского Союза и положил начало зависимости СССР, а затем и России от «нефтяной трубы» и нефтедолларов. Достаточно резво многие страны, которые занимались импортом энергоресурсов, стали отдавать приоритеты именно нефти. 20-22 октября было объявлено, что арабские страны прекращают поставки нефти в Америку. Все дело в том, что США снабжали Израиль оружием, что, разумеется, не нравилось арабам. Цена выросла с $3 до $12 за баррель. Возникла ситуация, когда развитие тормозилось не недостатком новых технологий, а недостатком ресурсов. После кризиса достаточно активно стали осваиваться огромные месторождения газа в советской Сибири. Многие инвесторы коренным образом пересмотрели объекты инвестирования. Инвесторы искали новые, более энергоемкие направления капиталовложения. Возможно, это и повлияло на взрывную экспансию информационных технологий. Если говорить другими словами, то нынешняя ситуация в мире является отголоском энергетического кризиса 1973, потому что начинает ощущаться отдача от инвестирования в новые, менее затратные отрасли. Конечно, понятно, что необходимо было развивать новые отрасли. Но как же быть со старыми? Разумеется, про них не забыли. Правда, после энергетического кризиса 1973 года как никогда стали актуальны энергосберегающие технологии, которые были внедрены в невиданных доселе масштабах. Для Советского Союза последствия энергетического кризиса 1973 года также оказались весьма и весьма печальными. Ситуация, которая возникла после энергетического кризиса 1973 года, вынудила руководство страны искать новые месторождения топлива. Цены в результате таких слухов росли, а монополии получали сверхприбыли. Во время энергетического кризиса 1973 года нефтяные хранилища были на самом деле заполнены под завязку. А деятельность всех монополий была очень грамотно диверсифицирована. Кризис – это, в первую очередь, была отличная возможность заработать.




Энергосбережение. Задачи и последствия Энергосбережения. Основные пути его осуществления.

Энергосистема представляет собой совокупность энергетических ресурсов всех видов, методов их получения, преобразования, распределения и использования, а также технических средств и организационных комплексов, обеспечивающих снабжение потребителей всеми видами энергии. Энергосбережение - это организационная научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц, направленная на снижение расхода (потерь) топливно энергетических ресурсов в процессе их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации. Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) - совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии. Эффективное использование ТЭР - использование всех видов энергии экономически оправданными, прогрессивными способами при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении законодательства. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии - источники электрической и тепловой энергии, использующие энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, Солнца, редуцируемого природного газа, биомассы (включая древесные отходы), сточных вод и твердых бытовых отходов.

Интенсификация энергосбережения является одним из узловых вопросов развития экономики, и суть её заключается в использовании всего комплекса эффективных мероприятий, направленных на снижение удельных энергозатрат на производство продукции, повышение производительности труда. Основные направления и мероприятия по экономии энергоресурсов: переход на энергосберегающие технологии производства, повышение уровня организации производства, сокращение материалоемкости выпускаемой продукции; совершенствование структуры энергетического оборудования, демонтаж и реконструкция устаревшего оборудования; разработка и внедрение более эффективных энергопотребителей, совершенствование управления их режимами; сокращение потерь и повышение использования вторичных топливно-энергетических ресурсов; применение комбинированных энерготехнологических процессов.

Эффекты от мероприятий энергосбережения можно разделить на несколько групп: экономические эффекты у потребителей (снижение стоимости приобретаемых энергоресурсов); эффекты повышения конкурентоспособности; эффекты для электрической, тепловой, газовой сети (снижение пиковых нагрузок приводит к снижению риска аварий, повышению качества энергии, снижению потерь энергии, минимизации инвестиций в расширение сети, и, как следствие, снижению сетевых тарифов); рыночные эффекты - например, снижение потребления электроэнергии; экологические эффекты (например, снижение потребления электрической и тепловой энергии в зимнее время приводит к разгрузке наиболее дорогих и "грязных" электростанций и котельных, работающих на мазуте и низкокачественном угле. Обычно началу реализации мероприятий по энергосбережению предшествует проведение энергоаудита.




Сдерживающие факторы Энергосбережения.

Под понятием «Энергосбережение» принято понимать реализацию научных, правовых, производственных, организационных, экономических и технических мер, которые направлены на эффективное и экономное использование топливно-энергетических ресурсов, с целью привлечения в хозяйственный оборот источников возобновляемой энергии. Постоянное увеличение спроса на энергетические ресурсы, повышение тарифов на них, сокращение запасов природных ископаемых – все это делает энергосбережение важным и придает ему особое значение. Наиболее насущным в данный период является энергосбережение в быту, а также в сфере жилищно-коммунальных хозяйств. Основными причинами, которые препятствуют осуществлению энергосбережения, являются следующие: сдерживание возрастания тарифов на определенные виды ресурсов для населения (газ, электроэнергия); недостаточность у предприятий ЖКХ определенных средств для реализации программ по энергосбережению; массовое отсутствие бытовой культуры в плане энергосбережения; довольно низкая часть расчетов по приборам учета и использование нормативов. В рамках программы по энергосбережению разрабатываются различные мероприятия, которые способствуют экономии электроэнергии, как единичными потребителями в конкретной квартире, доме, так и крупными предприятиями, имеющими мощное производство и потребляющими большое количество энергии для обеспечения эффективной работы оборудования, компенсации реактивной постоянной мощности. Проведение данных мероприятий будет эффективным только в том случае, если сами жители многоквартирных домов будут заинтересованы в экономии электроэнергии. И установка приборов учета во многом помогает в решении этой проблемы, так как перспектива платить только за полученное и израсходованное количество электроэнергии, без учета возможных потерь по дороге к потребителю, по лояльным тарифам является привлекательной. Потребители, которые заинтересованы в реальном снижении оплаты за электроэнергию, открыто принимают все меры для экономии и обеспечивают выполнение зависящих от них мероприятий. Только применение комплексных мер будет способствовать достижению ожидаемого положительного результата и в зависимости от эффективности и регулярности проводимых мероприятий определит быстроту его достижения.




Энергетический менеджмент. Цели и основные задачи энергетического менеджмента.

Энергетический менеджмент представляет собой совокупность технических и организационных мероприятий, направленных на повышение эффективности использования энергоресурсов и являющейся частью общей структуры управления предприятием. Это сложная структура идеалов, научных знаний, политических приоритетов, практической стратегии и механизмов планирования, регулирования и реализации всех видов деятельности людей в целях обеспечения эколого-экономической стабилизации. Основная задача его состоит в проведении комплексного анализа энергопотребления и на его основе - проведение энергосберегающих мероприятий на предприятии. Основными функциями энергоменеджмента являются: взаимодействие с энергопотребителями предприятия и взаимодействие с энергоснабжающими организациями; обработка и предоставление информации об энергопотреблении по отдельным структурным подразделениям (производствам, цехам, участкам); подготовка предложений по энергосбережению; запуск энергосберегающих проектов и управление ими; проведение разъяснительно-воспитательной работы со всеми работниками о важности и необходимости энергосбережения. Создание системы энергоменеджмента начинается с осознания её необходимости и закрепления этого понимания документально. Этот документ должен включать: Декларацию энергетической политики предприятия, описывающую цели энергосбережения и задачи на каждом этапе; Принципы распределения обязанностей и ответственности за проведение работ по энергосбережению. В программу должны быть включены как энергосберегающие мероприятия, так и прочие вопросы создания системы энергоменеджмента: внедрение системы контроля и поощрения достижений, повышение мотивации и обучение персонала, сроки пересмотра и корректировки программы и положения. Близость служб энергетического менеджмента с руководством предприятия является основой успешной работы по проведению энергосберегающих мероприятий на предприятии. Энергосберегающие мероприятия выполняются по следующим направлениям: энергетический баланс всего предприятия и его структурных подразделений - энергопотребителей; энергетическое обследование; мониторинг и планирование.



Энергетические обследования и аудиты. Цели и порядок проведения.

Энергетический аудит - это обследование предприятия с целью сбора информации об источниках энергии, ее удельном потреблении на единицу выпускаемой продукции, разработка рекомендаций и технических решений по снижению энергетических затрат. Он является основным инструментом энергетического менеджмента. Энергоаудит проводится в целях определения путей быстрого и эффективного снижения издержек на энергоресурсы и избежания неоправданных затрат на проведение мероприятий энергосбережения. Однако это верно только при правильной организации проведения энергетического обследования. В этом важна роль руководства и специалистов предприятия. Работы по энергоаудиту выполняют: территориальные органы Госэнергонадзора; фирмы, торгующие энергосберегающим оборудованием; инжиниринговые компании; организации по наладке; организации при технических ВУЗах и НИИ. По результатам энергоаудита руководство предприятия должно получить оценку текущего энергопотребления и программу мероприятий по энергосбережению. Энергетическое обследование укажет правильные направления деятельности, а организовать и проводить практическую работу по повышению энергетической эффективности предприятия - задача его руководства и специалистов.

Энергетический аудит может быть: предварительным и подробным; простым или сложным; разовым; периодическим или постоянным. Последовательность энергетического аудита: 1 Подготовка и организация работ. 2 Сбор данных. 3 Измерение. 4 Составление энергетического баланса. 5 Техобслуживание и ремонт. 6 Возможности энергосбережения. 7 План мероприятий. 8 Отчетность. После проведенного аудита осуществляется мониторинг и планирование необходимых мероприятий по устранению выявленных недостатков в энергопотреблении.

Результатом аудита является детальное изучение того, как энергия закупается, распределяется и используется. Для оценки эффективности энергоиспользования проводится обследование по следующим семи направлениям:1 Состояние технического учета. 2 Состояние нормирования ТЭР. 3. Определение резервов экономии энергоресурсов, которые определяются на основании обследования энергопотребляющего оборудования технологических процессов, состояния использования ВЭР. 4 Участие предприятия в регулировании графиков электрической нагрузки энергосистемы. 5 Перечень и краткое описание важнейших организационно-технических мероприятий по экономии топлива и энергии. 6 Выявленные источники нерационального расходования энергии и топлива и оценки величины потерь их. 7 Основные показатели, характеризующие состояния энергоиспользования на предприятии. По результатам аудита составляется технический отчет, в котором должны содержаться мероприятия, способствующие рациональному использованию энергоресурсов, сроки окупаемости и количественные параметры экономии, рекомендации и разъяснения по финансированию предложенных мер. Таким образом, энергетический аудит позволяет определить резервы экономии каждого конкретного предприятия.




Энергетические балансы. Цели составления энергетических балансов. Классификация энергетических балансов.

Энергетический баланс является основным инструментом энергетического менеджмента и наиболее полной характеристикой энергетического хозяйства предприятия. Важное значение его состоит в том, что он отражает достоверное количественное соответствие между потребностью и приходом ТЭР на данный момент или период времени. При составлении баланса рассматриваются виды потребляемой энергии: электроэнергия, газ, мазут, пар и т. п. Далее производится количественное измерение потребления энергии на все цели, в том числе и потери энергии. Баланс составляется на основании фактического потребления энергии. Для получения данных используются самые различные приборы: счетчики электроэнергии, газа, пара, воды, отопления и т. п. Изучение энергетических балансов дает возможность установить фактическое состояние использования энергии как на отдельных участках производства, так и по предприятию в целом, выявить резервы экономии энергии. Балансы могут составляться по отдельным энергоносителям, измеряемым соответствующими единицами (джоули, киловатт-часы, тонны условного топлива), и по суммарному потреблению энергоносителей в тоннах условного топлива.

В зависимости от назначения энергетические балансы могут характеризоваться следующими признаками: по назначению - на отчетные и плановые; по видам энергоносителей - на частные и сводные; по объектам изучения - на балансы отдельных видов технологического оборудования, цехов и предприятия в целом; по принципам составления - на аналитические, синтетические, нормализованные и оптимальные. Отчетные балансы отражают фактические показатели производства и потребления энергии и топлива в истекшем периоде и фактический качественный уровень их использования. Плановые балансы являются основной формой планирования энергопотребления и энергоиспользования на предстоящий период. Аналитические балансы отражают глубину и характер использования подводимых энергоносителей. Оптимальным энергетическим балансом является такой вариант его, при котором объем планируемого выпуска продукции осуществляется с минимальными затратами энергии.

Для более достоверной оценки эффективности энергоиспользования сложных систем, включающих электрическую энергию, топливо и тепловую энергию различных параметров, используют эксергетический баланс, с помощью которого определяется работоспособность (эксергия) технологических и энергетических установок.




Математическое выражение энергетического баланса. Составляющие энергетического баланса.

Для всестороннего анализа использования ТЭР на предприятии составляются следующие виды энергоба

лансов: по видам используемых энергоносителей (топливо, тепловая энергия, электрическая энергия, механическая энергия); по целевому назначению, т. е. с выделением расхода на технологию и вспомогательные нужды (отопление, вентиляцию, освещение и др.); по производственно-территориальным единицам (це

хам, участкам и т. д.); полный энергетический баланс. Полный энергетический баланс (в тепловом эквиваленте) включает все виды энер

гии, претерпевающие преобразование на предприятии. Для оценки эффективности энергопользования прово

дится обследование по следующим направлениям: состояние технического учета; состояние нормирования; определение резервов экономии энергетических ре

сурсов.

Рас

четный анализ расходов электрической энергии может быть выполнен на основе следующих соотношений:

• расход электроэнергии на технологические установ

ки, кВт*ч: W = NНkИt,

где NН - номинальная мощность электродвигателя тех

нологической установки, кВт; kИ - коэффициент исполь

зования мощности электродвигателя; t - рассматри

ваемый промежуток времени, ч;

• расход электроэнергии на освещение, кВт*ч: Wi=(EjSjZ/Cj)tj*10-3,

где Ej - норма освещенности в j-м помещении, лк; Sj - площадь j-го помещения, м2; Z - коэффициент неравномерности освещения, принимающий значения от 1,1 до 1,15; tj -время работы светильника в j-м помещении,ч; Сj -световая отдача светильника, лм/Вт: Сj(Ф/NC)nC, где Ф - световой поток лампы светильника, лм; NC - номи

нальная мощность лампы, Вт; nC - КПД светильника.

Расчетный анализ содержания тепловой энергии в приходной и расходной частях энергетического баланса может быть выполнен на основе следующих соотношений:

• содержание химической энергии, теплота фазовых превращений, Гкал,

QП = Mr*10-6,

где М - расход материального потока за рассматриваемый промежуток времени (час, год), кг или м3; r - удельная химическая энергия, энергия фазовых превращений, ккал/кг или ккал/м3;

• теплосодержание материальных потоков, Гкал: QМ = McT*10-6,

где с — массовая или объемная удельная теплоемкость ма

териального потока М, ккал/(кг*град) или ккал/(м3*град); Т - температура потока, °С;

• расход теплоты на отопление, Гкал: ЗОТ = q0V(ТВН - ТОС)t*10-6,

где q0 — объемная отопительная характеристика объекта, ккал/(м2*ч*град); V- внешний объем объекта, м3; ТВН и ТОС - температуры внутри и вне объекта, °С; t - рассматриваемый промежуток времени, ч;

• тепловой эквивалент электрической энергии, Гкал: Q = W*0,86*10-3,

где W - подведенная (потребленная) за рассматриваемый промежуток времени (час, год) электрическая энергия, кВт.

По результатам проведения энергетического обследо

вания предприятия составляется перечень организацион

но-технических мероприятий (ОТМ) по экономии топ

лива и энергии.




Показатели энергоэффективности макроэкономического уровня: энергопотребление на душу населения, энергетическая интенсивность (энергоёмкость).

Энергоэффективность — эффективное (рациональное) использование энергетических ресурсов — достижение экономически оправданной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды. Эффективное использование энергии — использование меньшего количества энергии, чтобы обеспечить тот же уровень энергетического обеспечения зданий или технологических процессов на производстве. Энергосберегающие и энергоэффективные устройства — это в частности системы подачи тепла, вентиляции, электроэнергии при нахождении человека в помещении и прекращающие данную подачу в его отсутствии. В отличие от энергосбережения (сбережение, сохранение энергии), главным образом направленного на уменьшение энергопотребления, энергоэффективность (полезность энергопотребления) — полезное (эффективное) расходование энергии. Энергопотребление на душу населения - соотношение количества энергии, потребляемой за определенный период времени (за год), и численности населения. Энергия вычисляется в нефтяном эквиваленте и включает: энергию, получаемую непосредственно при сжигании различных видов топлива; электроэнергию, вырабатываемую на тепловых, атомных, геотермальных и гидроэлектростанциях. Энергоёмкость — величина потребления энергии и (или) топлива на основные и вспомогательные технологические процессы изготовления продукции, выполнение работ, оказание услуг на базе заданной технологической системы. Численным выражением энергоёмкости системы является показатель, представляющий собой отношение энергии, потребляемой системой, к величине, характеризующей результат функционирования данной системы. Часто используются следующие способы расчета энергоемкости: кВт.ч./ед. изделия (для электроэнергии); Гкал/ед. изделия (для тепла); т.у.т./ед. изделия (для топлива, а также пересчитанного в т.у.т. электроэнергии и тепла); затраты на энергию и топливо/выручка предприятия; затраты на энергию и топливо/ВВП. Численно значение энергоёмкости в некоторых расчетах принимается обратным значению коэффициента полезного использования энергии.




^ Показатели энергоэффективности микроэкономического уровня: удельное потребление энергии, полная энергия, чистая энергия (нетто), энергетические к.п.д.

Энергоэффективность — эффективное (рациональное) использование энергетических ресурсов — достижение экономически оправданной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды. Эффективное использование энергии — использование меньшего количества энергии, чтобы обеспечить тот же уровень энергетического обеспечения зданий или технологических процессов на производстве. Энергосберегающие и энергоэффективные устройства — это в частности системы подачи тепла, вентиляции, электроэнергии при нахождении человека в помещении и прекращающие данную подачу в его отсутствии. В отличие от энергосбережения (сбережение, сохранение энергии), главным образом направленного на уменьшение энергопотребления, энергоэффективность (полезность энергопотребления) — полезное (эффективное) расходование энергии.

С 1980 г. темп роста мировой экономики составлял приблизительно 3% в год и сопровождался повышением эффективности энергопользования. Такой прирост эффективности является причиной значительного спада «удельного энергопотребления» — объема энергии, которая требуется для производства продукции на условную сумму. С течением времени удельное энергопотребление оптимизировалось или, другими словами, в мире стали потреблять меньше энергии для производства продукции на эту сумму.

Коэффициент полезного использования (КПИ) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии; определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой. Терминологически использование величины КПИ правильнее для характеристики тех процессов, где не приходится говорить действии как таковом: изменении угла поворота ротора электрического двигателя, перемещения тела, совершающего механическую работу в тепловых двигателях, то есть для большого класса энерготехнологических процессов. Величиной, обратной КПИ, является энергоемкость. Энергетический к. п. д. промышленного производства принадлежит к числу синтезирующих характеристик промышленной энергетики. Он определяет степень совершенства энергетического цикла, а при определенных условиях и технико-экономический уровень промышленного производства в целом.

Полная энергия – это производимая энергия, которая включает все потери связанные с её производством и потреблением. Чистая энергия – это энергия без потерь, т. е. полезная потребляемая энергия.




Мероприятия по снижению потерь мощности и электроэнергии в электрических сетях.

Все меры подразделяются на три группы: Организационные, к которым относятся мероприятия по совершенствованию эксплуатационного обслуживания электрических сетей и оптимизации их схем и режимов; Технические мероприятия, направленные на реконструкцию, модернизацию и строительство сетей. Эти мероприятия требуют дополнительных капитальных вложений; Мероприятия по совершенствованию учета электроэнергии. При оценке эффективности технических мероприятий необходимо дополнительно учитывать и необходимые капиталовложения. Были определены для энергетики предельное значение срока окупаемости капиталовложений, равное 8.3 года. Тогда эффективность технических мероприятий может быть определена по выражению:где Ра, Ро - нормативы ежегодных отчислений от капиталовложений на амортизацию и обслуживание оборудования; К - капитальные вложения, связанные с мероприятием;
ЗЭ - удельные затраты на электроэнергию. Одним из основных мероприятий по снижению потерь мощности является установка компенсирующих устройств (КП) в сетях потребителей электроэнергии.

Рассмотрим режимные мероприятия, которые являются составной частью организационных мероприятий: Оптимизацию законов регулирования напряжения в центрах питания разомкнутых сетей 36-150 кВ; Оптимизацию установившихся режимов замкнутых сетей по реактивной мощности и коэффициентам трансформации; Уровень напряжения источников питания в сети; Перевод генераторов в режим работы СК при дефиците реактивной мощности; Оптимальное включения трансформаторов на подстанциях в режиме малых нагрузок; Выравнивание графика нагрузки сети; Выравнивание нагрузок фаз низковольтных сетей.

К техническим мерам относят мероприятия по реконструкции, модернизации и строительства сетей: Внедрение КП 6-10 кВ; Замену трансформаторов что недогружены и перегруженных трансформаторов из имеющегося фонда или путем перемещения с одной подстанции на другую; Внедрение в работу устройств автоматического регулирования напряжения на трансформаторах и КП; Внедрение ВДА.

Под надежностью в энергетике понимают свойство оборудования, установки, схемы или системы сохранять свою работоспособность, т.е. выполнять свои функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных условиях. При эксплуатации выделяют следующие мероприятия по повышению надежности работы электрических сетей: 1. Контроль за состоянием оборудования. 2. Ремонтные работы. 3. Диспетчерские службы и ликвидация аварий.




Возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Преимущества и недостатки.

К ним обычно относят солнечную, ветровую и геотермальную энергию, энергию морских приливов и волн,  биомассы (растения, различные виды органических отходов), низкопотенциальную энергию окружающей среды. К НВИЭ также принято относить малые ГЭС. Указанные источники энергии имеют как положительные, так и отрицательные свойства. К положительным относятся повсеместная распространенность большинства их видов, экологическая чистота. Эксплуатационные затраты по использованию нетрадиционных источников не содержат топливной составляющей, так как энергия этих источников как бы бесплатная. Отрицательные качества - это малая плотность потока (удельная мощность) и изменчивость во времени большинства НВИЭ. Первое обстоятельство заставляет создавать большие площади энергоустановок, «перехватывающие» поток используемой энергии. Это приводит к большой материалоемкости подобных устройств, а, следовательно, к увеличению удельных капиталовложений по сравнению с традиционными энергоустановками. Больше неприятностей доставляет изменчивость во времени таких источников энергии, как солнечное излучение, ветер, приливы, сток малых рек, тепло окружающей среды.

В целом использование НВИЭ в мире приобрело ощутимые масштабы и устойчивую тенденцию к росту. Различные виды НВИЭ находятся на разных стадиях освоения. Как это ни парадоксально, наибольшее применение получил самый изменчивый и непостоянный вид энергии - ветер. Суммарная мировая установленная мощность крупных ВЭУ и ВЭС, по разным оценкам, составляет от 10 до 20 ГВт. Кажущийся парадокс объясняется тем, что удельные капиталовложения в ВЭУ ниже, чем при использовании большинства других видов НВИЭ. Второе место по объему применения занимает геотермальная энергетика. Суммарная мировая мощность ГеоТЭС составляет не менее 6 ГВт. Однако ГеоТЭС географически привязаны к месторождениям парогидротерм или к термоаномалиям, которые распространены отнюдь не повсеместно, что ограничивает область применения геотермальных установок. Далее следует солнечная энергия. Она используется в основном для производства низкопотенциального тепла для коммунально-бытового горячего водоснабжения и теплоснабжения. Преобладающим видом оборудования здесь являются так называемые плоские солнечные коллекторы. Все активнее идет преобразование солнечной энергии в электроэнергию. Здесь используются два метода - термодинамический и фотоэлектрический, причем последний лидирует с большим отрывом. Значительное развитие получило направление, связанное с использованием низкопотенциального тепла окружающей среды (воды, грунта, воздуха) с помощью теплонасосных установок (ТНУ). Не менее интенсивно развивается использование энергии биомассы. Последняя может конвертироваться в технически удобные виды топлива или использоваться для получения энергии путем термохимической (сжигание, пиролиз, газификация) и (или) биологической конверсии. При этом используются древесные и другие растительные, а также органические отходы, в том числе городской мусор, отходы животноводства и птицеводства. При биологической конверсии конечными продуктами являются биогаз и высококачественные экологически чистые удобрения. Ещё большую ценность оно представляет с позиций экологии, так как решает проблему утилизации вредных отходов. В последние годы наблюдается возрождение интереса к созданию и использованию малых ГЭС. Гораздо меньше развито практическое применение приливной энергии. В мире существует только одна крупная приливная электростанция (ПЭС) мощностью 240 МВт (Ранс, Франция). Еще менее развито использование энергии морских волн. Этот способ использования НВИЭ находится на стадии начального экспериментирования.





Вторичны энергетические ресурсы (ВЭР). Виды ВЭР.

Та часть энергии, которая прямо или косвенно не используется как полезная для выпуска готовой продукции или услуг, называется энергетическими отходами. Общие энергетические отходы разделяют на три вида: неизбежные потери в технологическом агрегате или установке; энергетические отходы внутреннего использования, которые возвращаются обратно в технологический агрегат (установку) за счет регенерации или рециркуляции; энергетические отходы внешнего использования, представляющие собой вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) - энергетический потенциал отходов продукции, который не используется в самой установке, но может быть частично или полностью использован для энергоснабжения других установок. Технологический агрегат или установка, являющаяся источником отходов энергии, которую можно использовать как полезную, называется агрегатом - источником или установкой — источником ВЭР.

Энергетический потенциал отходов и продукции классифицируется по запасу энергии в виде химически связанной теплоты (горючие ВЭР), физической теплоты (тепловые ВЭР), потенциальной энергии избыточного давления (ВЭР избыточного давления). Потенциал горючих ВЭР характеризуется низшей теплотой сгорания Qn , тепловых - перепадом энтальпий h, избыточного давления — работой изоэнтропного расширения L. Во всех случаях единицей измерения энергетического потенциала является кДж/кг, или кДж/м3. ВЭР могут применяться по следующим направлениям: топливному; тепловому (холодильному); силовому - с использованием механической и электрической энергии, вырабатываемой за счет ВЭР; комбинированному - для производства теплоты (холода), электрической или механической энергии.

К горючим ВЭР относятся: древесные отходы; отходы гидролизного производства; отходы целлюлозно-бумажной промышленности; отходы от производства аммиака, капролактама; сельскохозяйственные отходы (солома и ботва растений); городской мусор. К тепловым ВЭР относится физическая теплота отходящих газов котельных установок и промышленных печей, основной или промежуточной продукции, других отходов основного производства, а также теплота рабочих тел, пара и горячей воды, отработавших в технологических и энергетических агрегатах.



Экологические эффекты Энергосбережения.

Как правило, любое энергосберегающее решение влечет за собой положительные экологические эффекты. Рассмотрим, в чем заключается значение энергосбережения для сохранения здоровья и среды обитания человека. Первый эффект энергосбережения связан с возможностью не сооружать новые топливные базы, инфраструктуры топливообеспечення, энергопроизводящие источники, сети транспорта и распределения энергоносителей. Вторым важнейшим экологическим эффектом энергосбережения является снижение антропогенных выбросов парниковых и загрязняющих газов за счет экономии энергии, внедрения новых энергосберегающих технологий и оборудования в производствах указанных отраслей экономики. Третьим эффектом энергосбережения является сохранение гидросферы. Экономия сжигаемого топлива, энергоносителей приводит к уменьшению загрязнения гидросферы. Большое значение имеет повышение уровня очистки воды на предприятиях, но даже очищенные сточные воды ухудшают качество природных вод. Самостоятельный аспект влияния энергетики на экологическое равновесие естественных водных систем – охрана водоемов от загрязнения нефтью и нефтепродуктами при их транспортировке и хранении.

Основные направления решения проблемы компенсации или устранения экологических последствий энергоиспользования: 1. Снижение доли энергоемких технологий во всех отраслях экономики, внедрение энергосберегающих технологий и оборудования. Обеспечивая лучший режим энергопотребления во времени, уменьшая риск аварийных ситуаций, переход на новые технологии способствует экологическому равновесию. 2. Безотходное и малоотходное производство, утилизация вторичных энергетических ресурсов. Использование ВЭР обеспечивает тройной экологический эффект: сохраняются органические энергоресурсы Земли; не нужно строить новые энергетические объекты; очищается биосфера за счет сокращения или отсутствия антропогенного воздействия на нее. 3. Широкое использование возобновляемых источников энергии, спектр и значимость которых для каждой страны и региона определяется местными условиями. 4. Изменение топливного баланса – максимальное применение местных видов топлива. 5. Поиск новых, альтернативных видов топлива при минимальном загрязнении биосферы. 6. Международное нормативно-правовое регулирование пользования природными ресурсами, и мониторинг энергетического загрязнения биосферы.




Вопросы к экзамену по курсу «Энергосбережение».

Роль энергетики в развитии человеческого общества. Основные тенденции развития мировой энергетики.

Энергия. Классификация. Основные понятия и определения. Единицы измерения энергии.

Энергетический кризис 1973 года.

Энергосбережение. Задачи и последствия Энергосбережения. Основные пути его осуществления.

Сдерживающие факторы Энергосбережения.

Энергетический менеджмент. Цели и основные задачи энергетического менеджмента.

Энергетические обследования и аудиты. Цели и порядок проведения.

Энергетические балансы. Цели составления энергетических балансов. Классификация энергетических балансов.

Математическое выражение энергетического баланса. Составляющие энергетического баланса.

Показатели энергоэффективности макроэкономического уровня: энергопотребление на душу населения, энергетическая интенсивность (энергоёмкость).

Показатели энергоэффективности микроэкономического уровня: удельное потребление энергии, полная энергия, чистая энергия (нетто), энергетические к.п.д.

Мероприятия по снижению потерь мощности и электроэнергии в электрических сетях.

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Преимущества и недостатки.

Вторичны энергетические ресурсы (ВЭР). Виды ВЭР.

Экологические эффекты Энергосбережения.


Скачать файл (74.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru