Почему энергоэффективность? Посмотрим
Многие меры по экономии энергии могут побуждать спецификаторов и инженеров внимательно следить за сбережениями, которые могут быть сделаны путем указания энергоэффективной версии конкретного компонента.
Задание энергоэффективных двигателей, кабелей и местного силового трансформатора (фото кредит: directindustry.com)
В этой технической статье представлен случай для принятия важного шага и рассмотрения общей выгоды от определения вариантов энергоэффективности в рамках всей системы, а также совместного использования двигателя и кабелей и, при необходимости, местного силового трансформатора.
- Двигатель
- Кабель
- Трансформатор
1. Двигатель
В качестве примера рассмотрим вентиляторный вентилятор, работающий полный рабочий день, в 100 метрах от распределительной панели.
| Рейтинг кВт | % Нагрузки | Выходная мощность кВт | Дежурные часы / год |
| 7, 5 | 87 | 6, 525 | 8760 |
Типичные параметры двигателя:
| КПД | Выходная мощность | Входная мощность | Годовое потребление | Ток на фазу | |
| сравнение | (%) | (КВт) | (КВт) | (КВт-ч) | (А) |
| стандарт | 87 | 6, 525 | 7, 50 | 65700 | 9, 84 |
| Энергетически эффективный | 90 | 6, 525 | 7, 25 | 63510 | 9, 51 |
Входная мощность определяется по следующей формуле:
При единичной стоимости £ 0, 0433 за единицу ежегодная экономия составляет 97, 02 доллара США, тогда как дополнительные затраты на энергоэффективный двигатель составляют около 95 фунтов стерлингов.
Вернитесь к энергосберегающим параметрам ↑
Кабель
Сечение проводника 1, 5 мм 2 считалось бы адекватным - с точки зрения тепловой оценки - для переноса этого тока (<10 А). Такой кабель будет иметь сопротивление 25 миллиомов на метр.
Потеря мощности в кабеле:
p L = I 2 × R
Снижение потерь мощности в кабеле за счет использования энергоэффективного двигателя:
p D = (I 1 2 - I 2 2) × R
p D = (9, 842 - 9, 512) × 25 × 10 -3 × 100
p D = 5, 796 × 2, 5 = 14, 49 W
Энергосбережение в год = 127 кВтч
Но, если размер кабеля выбран для повышения энергоэффективности, а не минимального безопасного размера, можно сделать гораздо большую экономию !
Для кабеля 1, 5 мм 2, обеспечивающего энергоэффективный двигатель, потери мощности:
= 9, 51 2 × 25 × 10 -3 × 100 = 226, 1 Вт на фазу или 678, 3 Вт для всех трех фаз.
Использование, скажем, кабеля 10 мм 2 позволило бы уменьшить общую потерю до 103, 1 Вт, что обеспечило бы ежегодную экономию
575, 2 × 8, 760 = 5, 037 кВтч
При единичной цене £ 0, 0433 за единицу ежегодная экономия составит £ 223, 14. Поскольку стоимость установки не будет значительно выше, чем для кабеля меньшего размера, единственной дополнительной стоимостью является стоимость покупки кабеля.
В этой таблице показано энергосбережение, достигнутое до сих пор:
| Для выходной мощности 6, 525 кВт | Стандартный двигатель | Энергоэффективный двигатель |
| 1, 5 мм 2 кабеля (кВт) | Кабель 10 мм 2 (кВт) | |
| Входная мощность | 8, 178 | 7, 353 |
| Общая эффективность (%) | 80 | 89 |
Общее годовое энергосбережение составляет 7 227 кВтч, или 320, 16 фунтов стерлингов.
Вернитесь к энергосберегающим параметрам ↑
3. Трансформатор
Существует десяток факторов, которые следует учитывать при выборе местных трансформаторов (потери сердечника, потери нагрузки, материал намотки и т. Д.). Благодаря тщательному выбору двигателя и кабелей мы уже снизили входную мощность на 10%, а следовательно, потерю нагрузки на трансформатор на 21%.
Выбор трансформатора с малыми потерями приведет к дальнейшему снижению потерь. Потеря нагрузки трансформатора пропорциональна квадрату тока нагрузки, поэтому потери, связанные с инкрементной нагрузкой, зависят от степени загрузки.
Используя стандартные и малые потери трансформаторов из Таблицы 1 и предполагая, что он работает с нагрузкой 80%, дополнительные потери, связанные с нагрузкой 1 кВт для каждого трансформатора, могут быть оценены в 24, 4 Вт и 21, 25 Вт соответственно.
|
Типичные ВИЭ (10% TDR) |
Типичный пользователь отрасли |
Типичные ВИЭ (5% TDR) |
|
| Потери капитализации за киловатт | £ 3000 / £ 625 | £ 3988 / £ 814 | £ 3750 / £ 780 |
| Стандартная альтернатива потерь | |||
| Потери без нагрузки 0, 735 кВт | £ 2, 205.00 | £ 2, 931.18 | £ 2, 756.25 |
| Потеря нагрузки 4, 8 кВт | £ 3, 000.00 | £ 3, 907.20 | £ 3, 744.00 |
| Цена | £ 5, 000.00 | £ 5, 000.00 | £ 5, 000.00 |
| общие данные | £ 10, 205.50 | £ 11, 838.38 | £ 11, 500.25 |
| Альтернатива низкой потери | |||
| Потери без нагрузки 0, 38 кВт | £ 1, 140.00 | £ 1, 515.44 | £ 1, 425.00 |
| Потеря нагрузки 4.08 кВт | £ 2, 550.00 | £ 3, 321.12 | £ 3, 182.40 |
| Цена | £ 6, 690.00 | £ 6, 690.00 | £ 6, 690.00 |
| общие данные | £ 10, 380.00 | £ 11, 526.56 | £ 11, 297.40 |
| Альтернатива аморфной стали | |||
| Потери без нагрузки 0, 145 кВт | £ 435, 00 | £ 578, 26 | £ 543, 75 |
| Потеря нагрузки 4.77 кВт | £ 2, 981.25 | £ 3, 882.78 | £ 3, 720.60 |
| Цена | £ 7, 315.00 | £ 7, 315.00 | £ 7, 315.00 |
| общие данные | £ 10, 731.25 | £ 11, 776.04 | £ 11, 579.35 |
TDR - ставка дисконтирования ставок
REC - Региональные электроэнергетические компании
Для дополнительной нагрузки двигателя дополнительные потери составляют 195, 2 Вт для стандартного и 170 Вт для трансформатора с малыми потерями, так что трансформатор с малыми потерями сохраняет еще 221 кВтч в год. Дополнительная стоимость выбора трансформатора с малыми потерями эквивалентна 5, 377 долл. США за кВт номинала (на основе блока 315 кВт), так что при нагрузке двигателя (помня, что общая нагрузка составляет 80%) составляет 53, 60 фунтов стерлингов.
| Входная мощность (кВт) | ||
| Для выходной мощности 6, 525 кВт |
Стандартный двигатель 1, 5 мм 2 трансформатор кабеля (кВт) |
Энергоэффективный двигатель Трансформатор с малыми потерями 10 мм 2 (кВт) |
| Входная мощность двигателя | 7, 500 | 7, 250 |
| Входная мощность кабеля | 8, 178 | 7, 353 |
| - плюс поэтапная потеря трансформатора | 8, 373 | 7, 523 |
| Годовое потребление | 73 347 кВтч | 65 901 кВтч |
Общая экономия составляет 7446 кВт-ч в год, что эквивалентно 329, 85 фунта стерлингов в год (на 0, 0443 фунта стерлингов за единицу).
Период окупаемости будет отличаться для каждого элемента. В этом примере для двигателя менее 1 года, а для трансформатора - около 7 лет - короткое время по сравнению с ожидаемой продолжительностью жизни трансформатора.
Следует помнить, что выбор более эффективных компонентов ниже по потоку, включая кабели, снижает потери в других компонентах вверх по течению.
Вернитесь к энергосберегающим параметрам ↑
Ссылка // Электрическая эффективность использования энергии Ассоциацией развития меди