Возможна ли экономия электроэнергии с помощью инвертора?

Содержание

Устройства для экономии электроэнергии — 6 причин обходить их стороной

Возможна ли экономия электроэнергии с помощью инвертора?

Наверное нет такого человека, который не сталкивался с навязчивой рекламой в интернете и на телевидении о чудодейственных коробочках, которые после покупки достаточно воткнуть в розетку и моментально счета за свет уменьшатся в несколько раз. Разновидностей их масса. Одни из наиболее распространенных — electricity saving box. Сразу скажу все это развод и обман доверчивых покупателей, не разбирающихся в законах электроэнергии.

Внешний вид экономителя и его подключение

Данное устройство для экономии электроэнергии имеет небольшую стоимость и это подкупает потребителей, которые надеются окупить свои затраты в течение двух-трех месяцев эксплуатации. Вот так они выглядят внешне: 

Как говорит реклама, устройство не только будет экономить вам электроэнергию до 30-50%, но и защищать от перенапряжений, которые возникают при грозе.

На фронтальной стороне размещены разноцветные светодиоды, а с обратной — есть вилка под стандартную розетку. Различия у приборов чаще всего не значительные — разные надписи или другая форма корпуса и цвета.

Технические параметры electricity saving box, указанные изготовителем следующие:

  • напряжение 90V-250V
  • подключаемая нагрузка — до 15квт

Встречаются экземпляры мощностью и 25квт, и даже 40квт.

Естественно, нагрузку следует подключать параллельно прибору, например в двойные розетки или переноску.

Причем, чем ближе от электросчетчика, тем больший «эффект экономии» будет наблюдаться.

Стоит конечно задуматься о разрешаемой для подключения мощности. Например при 15квт и напряжении 250В сила тока будет порядка 60А. А это уже сопоставимо с нагрузкой сварочного аппарата. Как вы думаете, электропроводка в вашей квартире и контактные вилки приборов останутся целыми если подключить такую нагрузку на длительное время?

Реальное испытание прибора

Как же наглядно понять, что данное устройство для экономии электроэнергии развод? А очень просто, достаточно включить в розетки несколько мощных токоприемников и сделать определенные замеры на счетчике.

На электронном счетчике для вычисления потребления нужно будет считать количество импульсов на светодиоде за определенное время. А на механическом — кол-во оборотов диска.

Эксперимент нужно будет повторить в двух вариантах:

  • без включенного прибора в сеть
  • с включенным прибором

Итак, выключаем полностью всю нагрузку в квартире какая есть (холодильники, телевизоры и т.д.). Подключаем в розетку, нагрузку мощностью примерно 1квт. Чем больше будет нагрузка, тем быстрее будет крутиться диск или моргать диоды на приборе учета.

Начинаем считать обороты за определенное количество времени. Например, счетчик СО-505 за 1 час при подключенной нагрузке в 1квт делает 600 оборотов диска или 10 оборотов в минуту.

Соответственно подождав 2 минуты, вы насчитаете примерно 20 оборотов, в зависимости от погрешности и напряжения на счетчике.

Вам абсолютно не обязательно знать точную мощность подключаемой нагрузки. Достаточно правильно подсчитать обороты диска за определенное время.

После этого, включаете устройство для экономии электроэнергии в розетку и опять замеряете обороты диска. И о чудо, в моем примере (нагрузка в 1квт) их количество опять будет около 20, то есть ровно таким же, как и без прибора. Вы можете включать в розетку что угодно, результат будет одним и тем же.

Вот таблица сравнения фактического потребления активной мощности (именно ее учитывают наши счетчики) измеренная не прибором учета, а измерительным устройством -ваттметр, для экономителя марки EkoEnerji 25квт и 40квт (технология замеров здесь)

Используемая нагрузкаВариант испытательной схемыПотребляемая мощность, ВтРазница, в %
Лампочка 60Втбез экономителя610
с экономителем 25квт610
с экономителем 40квт66,3+8,6
Электрокамин 0,5квтбез экономителя496,50
с экономителем 25квт498+0,3
с экономителем 40квт503,8+1,5
Светильник с люминисцентой лампойбез экономителя17,70
с экономителем 25квт19,4+9,6
с экономителем 40квт21,2+19,8
Перфоратор на холостом ходубез экономителя556,10
с экономителем 25квт541,2-2,7
с экономителем 40квт532,4-4,3
Перфоратор+болгарка+эл.каминбез экономителя1544,70
с экономителем 25квт1537,9-0,4
с экономителем 40квт1514-2

Эффект «экономии» (всего около 4%) появился только при подключении эл.инструмента.

Однако это вовсе не экономия эл.энергии — а понижение его полезной мощности!

Если же учесть дополнительные потери в обмотках, которые при этом неизменно образуются, то общий КПД будет еще ниже. При подключении другой нагрузки, потребляемая мощность только увеличилась!

Что внутри устройства

Для того чтобы окончательно убедиться, что никаких чудес экономии это устройство не производит, разберем его и заглянем во внутрь.

Ничего гениального это устройство в себе не содержит. Здесь находятся предохранитель, конденсатор, светодиоды, диоды для выпрямления переменного напряжения. Это его электрическая схема:

Конденсатор нужен, чтобы сглаживать выпрямленное напряжение. А выпрямленное напряжение необходимо для питания светодиодов. То есть прибор работает сам на себя. Никакой полезной нагрузки через свою схему он не пропускает.

Подумайте, какая экономия может быть от таких «внутренностей»?
Основной эффект в приборе несет на себе конденсатор. Он повышает коэффициент мощности. Подобные штуки стоят в дроссельных лампах освещения.

Именно на этом и играют производители. Они уверяют, что устройство способно компенсировать потери реактивной мощности при подключении таких приборов как холодильники, стиральные машины, пылесосы. В рекламе наглядно производят замер тока измерительными клещами и показания действительно уменьшаются!

Но рекламщики не договаривают один существенный момент :

  • во-первых клещами измеряется полный ток (его активная и реактивная составляющие)
  • во-вторых и самое главное — при включении прибора, за счет конденсатора внутри, повышается коэфф. мощности

Формула расчета потребляемой мощности такова:

P=I*U*cosϕ

P-мощность, I-ток, U-напряжение, cosϕ-коэфф. мощности

Из формулы легко понять, что если у вас уменьшился ток, допустим на 20% и одновременно, (а это именно и происходит «благодаря» прибору) увеличился коэфф. мощности на те же самые 20%, потребляемая мощность как была 2квт, так она и останется 2квт.

В вышеприведенном тексте изложена суть работы относительно укомплектованных приборов сберегателей энергии, (то есть они имеют в наличии хотя бы конденсатор). В последнее время все чаще стали попадаться и такие экземпляры:

Когда энергосберегатель “работает”

Однако надо отдать должное, в редких случаях, подобные экономители действительно способны уменьшить количество эл.энергии учтенной счетчиком. На некоторых сайтах даже можно найти отзывы довольных покупателей об успешной экономии при использовании saving box и других коробочек. Чем же это можно объяснить?

А объясняется это тем, что отдельные устройства экономии электроэнергии способны создать в эл.сети импульсы, способствующие отставанию магнитного потока от тока нагрузки и тем самым вносить погрешность в работу прибора учета. Достигается это не при всякой нагрузке, а только при определенной ее величине.

Но такой “фокус” можно проделать только со счетчиками старого образца, которые массово применялись в Советском Союзе.

Современные же приборы учета попросту не подвержены влиянию не только таких “помех”, но и многих других.

6 причин никогда не пользоваться экономителями

Помимо того, что данный девайс бесполезен как таковой, он еще может нести и вполне реальные проблемы:

  1. Прибор сам по себе потребляет хоть и малое, но определенное кол-во ватт (лампочки, то за счет чего-то в нем светятся?)
  2. В схеме устройства стоит варистор и если напряжение в розетке внезапно подскочит, именно эта штука станет источником пожара
  3. В некоторых схемах, конденсатор устанавливается без токоограничивающего сопротивления. В этом случае прибор становится не только бесполезным, но еще и опасным.
  4. Энергосберегатели могут создать недопустимый резонанс в сети, тем самым спровоцировав выход из строя энергосберегающих ламп
  5. Теоретически, если сразу во всех квартирах многоэтажного дома будут включены в розетки подобные приборы, в эл.проводке могут возникнуть колебательные процессы, которые будут выводить из строя электронные бытовые приборы (даже просто включенные в режим ожидания – телефон на зарядке, телевизор в режиме Stand By)
  6. В ночной период времени, когда нагрузка минимальна, энергосберегатели способны дополнительно повысить напряжение во всех розетках квартиры. И если оно у вас и так было не маленьким, не удивляйтесь, что утром перестанет работать холодильник или другая техника.

Итог

Каждый потребитель должен четко знать и запомнить, что счетчик установленный у нас в квартирах, учитывает и считает только активную мощность. Реактивная, никоим образом не влияет на расход электроэнергии в квартире.

Устройство для экономии электроэнергии, включенное параллельно с приборами, благодаря конденсатору в своей схеме, может минимально уменьшить реактивную составляющую мощности, никак не влияя на активную.

Большинство простых потребителей, не связанных с электричеством, понятия не имеют о данных процессах.

Этим и пользуются нерадивые рекламодатели, впаривая свои якобы экономящие наши деньги, не только бесполезные, но и еще опасные «волшебные» коробочки.

На чем реально и каким образом можно сэкономить до 1000квт в год, можно узнать из статьи Как сэкономить электроэнергию в квартире и доме.

Источник: https://domikelectrica.ru/ustrojstva-dlya-ekonomii-elektroenergii-6-prichin-obxodit-ix-storonoj/

Как сделать самому прибор для экономии электроэнергии

Возможна ли экономия электроэнергии с помощью инвертора?

Когда появляется спрос на какой-то продукт, появляется и предложение.

Постоянно растущие цены на электричество породили большое количество “чудо-приборов” (к примеру, Electricity saving box), обещающих уменьшение расхода энергии чуть ли не вдвое.

Их действие основывается на преобразовании в активную реактивной энергии. Однако, схема таких приборов настолько проста, что практически любой не чуждый технике человек способен сделать экономитель электроэнергии своими руками.

Самодельное устройство для экономии электроэнергии, принцип действия

Основополагающим принципом является то, что любая электрическая мощность состоит из реактивной и активной энергии. Активная полезна в быту, она приводит в действие все механизмы.

Реактивная же, наоборот, бесполезна и даже снижает эффективность энергосистемы.

Приборы учета (механические и электрические счетчики) определяют только количество использованной активной энергии, за которую платят бытовые потребители.

Промышленные же предприятия платят и за реактивную энергию, которая измеряется специальными счетчиками. Она создается механизмами с высокой индуктивной составляющей (например, электродвигателями), и на заводах и фабриках ее количество уменьшают с помощью специальных конденсаторных установок.

Учитывая вышеописанное, идеи о том, как сделать самому приспособление для экономии электроэнергии, витали в воздухе. В быту источники реактивной энергии – это обычные механизмы с электродвигателями (кухонный комбайн, фен, пылесос, холодильник, дрель).

С другой стороны, есть устройства, которым нужен постоянный ток (телевизоры и компьютерные мониторы).

Поэтому стали разрабатывать приспособление для экономии электроэнергии, схема которого позволила бы уменьшить потребление электричества путем преобразования в активную реактивной энергии.

Теоретическое обоснование и принципиальная схема самодельного экономителя

Суть экономии состоит в том, что нагрузка питается не от сети с переменным током, а от подключенного конденсатора, заряд коего производится импульсами высокой частоты, при этом соответствуя синусоиде напряжения в сети.

Электросчетчики комплектуются входным индукционным преобразователем с низкой чувствительностью к высокочастотным токам.

По причине этого импульсное энергопотребление счетчиком учитывается со значительной отрицательной погрешностью.

Для создания прибора необходимы такие детали:

  • микросхема (К155 ЛАЗ),
  • стабилитрон (D2 -КС156А),
  • диоды (D1 – Д226Б; Вr2 – Д242Б; Br1 – Д232А),
  • транзисторы (ТЗ — КТ315, Т2 — КТ815В,Т1 — КТ848А),
  • высокочастотные конденсаторы (С2, СЗ — 0.1 мкФ, С1- 1мкФ х 400В),
  • электролитические конденсаторы (С5 – 1000 мкФ х 16В, С4 – 1000 мкФ х 50Б),
  • маломощный трансформатор 220/36 В,
  • резисторы (RЗ – 56 Ом; R1, R2 – 27 кОм; R5 -22 кОм; R4 – 3 кОм; R6 – 10 Ом; R7, R9 – 560 Ом; R8 – 1.5 кОм).

Сборка проводится согласно схемы 1. Транзисторы устанавливаются с использованием изолирующих прокладок на радиатор 150 кв.см. Обязательно применять плавкие предохранители.

Собранный блок питания низковольтный должен давать на выходе 36 В ток 2 А и 5 В для питания генератора, который формирует импульсы ориентировочной частотой 2 кГц и  с амплитудой 5 В.

Во время сборки схемы нужно проверять режим работы при помощи осциллографа. После этого подключается конденсатор.

Собранное устройство рассчитывалось на нагрузку 1 кВт. Рекомендуется нагружать прибор по номиналу или отключать при снятии нагрузки, поскольку ненагруженное устройство потребляет значительную мощность, которая счетчиком учитывается.

Устройство рассчитано на питание переменным током бытовых потребителей. Мощность – 1 кВт/ч, напряжение – 220 В. Собранное устройство подключается к розетке и питает нагрузку, при этом заземление не требуется. По расчетам, при подключении такого самодельного экономителя счетчик учитывает лишь 25% потребленного электричества.

Разработана также схема 2, позволяющая питать потребителей, работающих как на постоянном, так и на переменном токе (камины, электроплиты, освещение, водонагреватели). Главным предостережением является отсутствие в таких приборах элементов, которые рассчитаны на переменный ток (трансформаторы, электродвигатели).

Приборы для экономии электроэнергии своими руками, отзывы специалистов

Специалисты обращают внимание на то, что попытка применить в домашних условиях принцип действия промышленных конденсаторных установок, накапливающих реактивную энергию, обречена на неудачу.

Компенсаторы для реактивной мощности промышленные – это достаточно громоздкие устройства, рассчитанные изначально на определенную нагрузку и учитывающие целый ряд дополнительных параметров.

Кроме того, в большинстве мощных домашних устройств конструктивно уже заложены достаточные по мощности улавливатели-конденсаторы реактивной энергии.

Большое количество комментаторов и специалистов указывают на то, что такого рода устройства, даже собранные сознанием дела и качественно, способны обманывать только счетчики старого индукционного типа.

Электронные приборы учета энергии довольно капризные устройства и часто не выдерживают такого обхождения с собой, в них сгорают микросхемы.

Это ведет к необходимости замены прибора и неприятной беседе со специалистами энергосбыта, что чревато штрафом со многими нулями.

Однако и замена счетчика – это не худшее, что может случиться, если за такую тонкую материю, как электричество берется дилетант. Учитывая зачастую не самое лучшее состояние электропроводки в российских домах и квартирах, такая самодеятельность может закончиться коротким замыканием и пожаром.

Люди, увлеченные опытами с электричеством, создают разные приспособления, в интернете их сотни. Однако это вовсе не значит, что все их изобретения нужно испытывать в своем доме, рискуя собственным имуществом и жизнью.
Читайте далее

Источник: https://hitropop.com/energosberezhenie/elektrichestvo/ustroystva-ekonomii-energii-svoimi-rukami.html

Можно ли экономить на электричестве при помощи аккумуляторов и инвертора (ИБП)?

Возможна ли экономия электроэнергии с помощью инвертора?

Нам часто задают вопрос о возможности экономии электроэнергии за счёт аккумуляторов. Идея такая: заряжать аккумуляторы по ночному тарифу, а днем, когда стоимость кВт*ч выше, переходить на работу от аккумуляторов и так ежедневно. Давайте разберемся, возможно ли это с учетом различных типов аккумуляторных батарей.

Стоимость инверторной системы с гелевыми аккумуляторами “под ключ”

Для начала определимся с первоначальными инвестициями в  проект.

  1. Инвертор российского производства МАП  Энергия PRO 6.0/48 – умеет по расписанию переходить на принудительную генерацию от батарей, а ночью заряжать аккумуляторы. – 78900р.
  2. 8 бюджетных гибридных аккумуляторов GEL+AGM Delta GEL 12200 с увеличенным количеством циклов работы по 30400р. за шт.
  3. Стеллаж, кабели для подключения, автоматы и байпас – около 20т.р. и монтажные работы около 30т.р.

Итого: 372 100р.

Сколько наша инверторная система сможет аккумулировать энергии?

При расчете систем для циклического режима работы обычно предусматривают глубину разряда аккумуляторов не более чем на 50% (DOD). Это связано с сильной зависимостью количества рабочих циклов от глубины разряда:

График цикличности бюджетных гелевых АКБ

Итак, при средней нагрузке 1000Вт при 50% DOD и учетом КПД инвертора система проработает в режиме генерации около 9 часов. Т.е. отдаст нам 9кВт*ч энергии, а это близко к значению среднего дневного потребления газифицированного коттеджа площадью 200-300 кв.м.

В Московской области при двухтарифном счетчике стоимость 1кВт*ч составляет 4р. 47к. Итого: 9*4,47=40р. 23к. В месяц это около 1200р. Заметим, что кратное увеличение объема аккумулированной энергии приводит к пропорциональному наращиванию батарейного банка.

А что с затратами на заряд аккумуляторов?

Для подсчета объема энергии, необходимой на заряд нужно определиться с двумя КПД – зарядного устройства (потери на преобразование переменного напряжения в постоянный ток заряда) и КПД самого электрохимического процесса заряда.

КПД ЗУ составляет около 80%, второго около 90% (при токе 0,1С). Итого мы имеем общий КПД – 72%. Возвращаем энергию в АКБ: 9кВт*ч/0,72=12,5кВт*ч заберем из сети на заряд. Ночной тариф – 1р.68к. – итого 12,5*1,68=21р. В месяц это 630р.

Ниже производим все расчеты без учета амортизации инвертора.

Посчитаем экономический эффект

Разница между стоимостью полученной и затраченной энергией составляет в наших расчетах 570 рублей в месяц или 19рублей в сутки.

В таком режиме работы наш гелевый аккумуляторный банк даст 700 циклов, а это означает, что произведение составит 19р.*700циклов=13300р. Стоимость нашего батарейного банка составляет: 30400р.*8шт.=243200р.

Остаточная стоимость аккумуляторов при цене 40р. за кг:  40р*60кг*8=19200р. Итого убыток: 13300р. + 19200р. – 243200р. =  – 210 700р.

Хорошо, а если мы будем разряжать батареи не на 50%, а на 30%?

Количество рабочих циклов у нас в этом случае приближается к отметке в 1900. Посчитаем: 1кВт нагрузки продержим уже 5,5часов, а это означает: 5,5*4,43=24,4р. На заряд мы потратим 12,8р. Один цикл принесет нам 11р.

57к. Считаем: 11,57р.*1900циклов=21983р. Итого убыток: 21983р. + 19200р. – 243200р. =  – 202 017р. Уже лучше, но всё же весьма далеко даже от нулевой рентабельности даже без учета амортизации инвертора.

Посчитаем ещё одно интересное значение – стоимость запасенного кВт*ч без учета затрат на заряд: 5,5кВт*ч*1900циклов=10450кВт*ч. Разделим стоимость всего банка на эту сумму: (243200р.-19200р.)/10450=21,44р за кВт*ч. Именно при такой разнице в тарифах у нас достигается порог рентабельности.

А какая экономика с использованием карбоновых батарей?

Технология использования углерода в составе свинцового аккумулятора позволяет существенно снизить процесс сульфатации отрицательной и коррозию положительной пластин, что приводит к кратному улучшению показателя доступных циклов заряда-разряда:

Цикличность карбоновых батарей

Максимума в произведении отданной энергии на количество циклов достигается при 80% DOD.

Для того, чтобы получить 9кВт*ч при указанной глубине разряда нам необходимо 8 АКБ по 140Ач, стоимость подобного батарейного банка составит около 336 000р.  На оплате за электричество мы сэкономим: 19р.

*2600циклов=49400р. Итого с учётом остаточной стоимости АКБ: 49 400р. + (40р.*55кг*8) – 336 000р.= – 269 000р.

Общий объем запасенной энергии: 9кВт*ч*2600циклов=23400 кВт*ч. Порог рентабельности разницы в тарифах или стоимость запасенного кВт*ч: (336000-17600)/23400=13,60р.

А если использовать литиевые, в частности lifepo4 аккумуляторы?

Максимальная экономическая эффективность литий-железо-фосфатных аккумуляторов (LifePO4) обеспечивается при 70% DOD, при этом мы получаем 7000 циклов. Плюс к этому КПД заряда получится около 76%. Посчитаем стоимость батарейного банка.

Для генерации 9кВт*ч с учетом 70% DOD нам необходимо иметь совокупную емкость 1219Ач  – это приблизительно 8шт. АКБ по 150Ач. Стоимость подобного батарейного банка с BMS составляет около 485т.р. Генерация аналогичная – 40р. 23к., на заряд уйдет 20р. С учетом цикличности: (40,23-20)*7000=141 610р.

Итого убыток: 141610р. – 485000р. =  – 343 390р.

Общий объем запасенной энергии: 9кВт*ч*7000циклов=63000 кВт*ч. Порог рентабельности разницы в тарифах: 485000/63000=7,70р за кВт*ч.

Выводы

  • При текущих тарифах на электричество запасать энергию в аккумуляторах по ночному дешевому тарифу, а тратить днем нецелесообразно при использовании батарей любого типа по причине их ограниченной цикличности, потерь на КПД заряда и амортизации инвертора.
  • Для циклических режимов работы, которые характерны для автономного электропитания с использованием генераторов и/или альтернативных источников электроэнергии (солнечные панели, ветряки и т.п.) целесообразнее использовать аккумуляторы с литиевой технологией, но они требует заметно больших первоначальных затрат по отношению к гелевым или карбоновым аналогам.
  • Для резервного электропитания объектов, в которых аккумуляторы находятся в буферном режиме экономически целесообразно использовать аккумуляторы AGM типа.

 Для экономии электроэнергии целесообразно сделать следующее:

  • Провести аудит основных потребителей электричества в доме. Часто забытый включенный электрический теплый пол или какой-либо подогрев, неисправный насос и т.п. ощутимо увеличивают потребление. Для мониторинга удобно использовать амперметры/ваттметры после вводного автомата.
  • Использовать энергосберегающие технологии в освещении и бытовую технику высокого класса энергоэффективности.
  • Если отопление дома производится электричеством рекомендуем, во-первых, произвести обследование дома тепловизором на предмет утечек тепла, во-вторых, установить умный контроллер (например, EctoControl), который будет гибко управлять температурой в доме в зависимости от времени суток и дня недели.
  • Использовать теплоаккумуляторы для нагрева теплоносителя по ночному тарифу.

Источник: https://tok-shop.ru/tok-blog/eco-ups-battery/

Экономический эффект от применения частотных преобразователей

Возможна ли экономия электроэнергии с помощью инвертора?

Чтобы определить экономию электроэнергии преобразователя частоты на производственных объектах пользуются такими факторами:

  • а) экономия электрической энергии 20%;
  • б) уменьшение затрат на текущий ремонт, управления и обслуживания;
  • в) повышение срока службы электромотора;
  • г) уменьшение размера тока запуска мотора номинальной нагрузкой и отсутствие негативного влияния на питающую сеть;
  • д) мягкий запуск двигателя обуславливает исключение или значительное уменьшение действий датчика динамики на производство.

Приведем расчет простого типа вычисления времени эффекта (срок окупаемости) частотного преобразователя:

Расшифруем эту формулу.

Токупаемости – срок окупаемости;

Спреобр – цена преобразователя управления частоты;

Сэлек – цена электрической энергии;

λ — коэффициент, по параметрам факторов б) ‑ г).

Опытным путем использования преобразователей частоты выяснили, что размер коэффициента λ зависит от постоянных параметров находится в интервале от 1,2 до 1,6.

Время окупаемости рассчитывается по формуле 1 для преобразователя на 45 кВт.

Зная имеющийся интервал нагруженности, среднюю экономию электрической энергии берем 20%. На входе датчика частотного преобразователя присоединен выпрямитель сети без регулировки, механизм управления расходует энергию.

Энергия реактивного типа нужна эксплуатации электромотора асинхронного типа, производится и обращается внутри механизма привода между емкостью накопления выпрямителя сети в векторном управлении и катушками двигателя посредством частотника.

Реактивная энергия без считывающего датчика устройства.

Подсчитаем экономию электроэнергии B в среднем за месяц (учитывая суточную эксплуатацию двигателя и 30 дней).

B  = 720 часов х 45 (мощность) кВт х 20 % = 6 480 (мощность) кВт х час

Определим цену электрической энергии, которая сэкономлена – 2,95 рублей/кВт х час

Cэлек = 6480 кВт*час*2,95рублей/кВт*час = 19116 рублей.

Берем размер коэффициента λ за 1,2. Подсчитаем время окупаемости общезаводского частотного преобразователя А300 – 45 кВт, цена которого 78800 рублей:

Экономическое обоснование эффективности внедрения частотного преобразователя

Разберемся, действительно ли частотники могут экономить энергию? В этой теме есть подводные камни, какого типа нужно выбирать частотник при покупке. Инвертор (частотник) – это сложное электронное устройство. Принципиальную схему и суть работы в векторном управлении частотного преобразователя можно увидеть в сети Интернета.

Для управляемости электромотором с определенной скоростью вращения, сигнал электрического тока преобразуется несколько раз. Всякое преобразование управления является энергетической потерей.

При расчетной нормальной мощности электродвигатель вместе с преобразователем частоты расходуют больше электрической энергии, чем просто электромотор вместе с пускателем.

Это похоже на закон сохранения энергии.

Сэкономить на работе преобразователя (инвертора) можно, если электромотор нагружать до 70%. При нормальном расчете мощность электродвигателя и расходование электрической энергии с преобразователем частоты повышается в 1,5 раза.

Тогда появляются выводы:

Такие исследования были проведены на реальном оборудовании механизмов привода моторов. Поэтому, есть такое утверждение, что частотники (инверторы) реально не дают нужного эффекта, их целесообразно применять в ограниченных условиях.

Экономия электроэнергии с помощью частотного преобразователя

Работа производственных учреждений различных отраслей (сельского хозяйства, городов, отопления, снабжения водой) может быть намного эффективнее при применении процесса автоматизации, использования в техпроцессах приводов и механизмов с регулятором на основе инверторов (частотников). Это можно увидеть, рассмотрев пример с агрегатом насоса на преобразователе частоты.

Если правильно выбрать агрегат, то мощность электродвигателя и расход обеспечивает нужное давление в отопительной системе, водоснабжения при наибольшем использовании воды. Это происходит утром и вечером. В другое время давление с избытком.

Расход воды регулируется на большой скорости мотора, но оборудование ненадежное и расходует много энергии. Лучшим методом для этого служит уменьшение оборотов мотора насоса при такой же нагрузке, применение датчика и частотника.

Вот график зависимости потребления электрической энергии от расхода:

На этой зависимости видно потребление воды за интервалы часов:

В разные часы потребление энергии и расход воды отличаются. Поэтому, очевиден эффект экономии при использовании преобразователей частоты. В результате смысл использования частотника очевиден.

Использование преобразователя частоты вместо дросселирования

Источник: http://chistotnik.ru/preobrazovatel-chastoty-ekonomiya-elektroenergii.html

Варианты использования солнечных батарей для экономии Ваших средств © Солнечные.RU

Возможна ли экономия электроэнергии с помощью инвертора?

Можно ли сэкономить при помощи солнечных батарей?
Этот вопрос мы слышим каждый день от наших клиентов и отвечали на него сотни раз.

Конечно, в каждом конкретном случае, у Вас дома, в квартире или на даче, в небольшой компании или на крупном производстве, ответ всегда индивидуален и зависит от многих факторов (тип электростанции, регион эксплуатации, сезонность эксплуатации, есть ли подключение к сети 220/380 Вольт, тип электрооборудования, наличие незатеняемого места для установки панелей и т.д.). Тем не менее, есть несколько основных вариантов применения солнечной энергии в быту и на производстве, которые мы рассмотрим и постараемся охватить большую часть Ваших вопросов.

Для получения электричества от Солнца применяются следующие 4 типа электростанций:

  • резервная,
  • автономная,
  • гибридная,
  • сетевая.

Резервная электростанция

При применении этого типа, речи об экономии не идет, т.к. подразумевается, что есть подключение к сети 220 Вольт, но бывают отключения электричества.

Этот тип используется только при отключении света на время от нескольких часов до 2-3 дней. На время, когда отключили электричество, самые нужные электроприборы (холодильник, освещение и т.п.) подключаются к инвертору, который берет энергию от аккумуляторов и солнечных батарей небольшой мощности (200-300 Вт).

Комплектация и стоимость резервной системы минимальна, но т.к. используется эта система не постоянно, то электроэнергия от нее получается достаточно дорогой. Но резервные системы и не устанавливают для экономии, т.к. их предназначение совсем другое — обеспечить самые важные электроприборы в доме или на даче электричеством, когда оно внезапно исчезло в розетке.

Автономная электростанция

При сроке полной окупаемости оборудования 20 лет, “стоимость электроэнергии” от автономной солнечной электростанции составит от 8 до 20 рублей за кВт*час в зависимости от комплектации системы и региона эксплуатации (если разделить стоимость оборудования на кол-во энергии, которое будет выработано за 20 лет). То есть, при текущей цене электроэнергии 4 руб./кВт*час, речи об экономии также не идет.

Этот тип электростанции используется там, где нет подключения к сети и если сравнивать её с бензо- или дизель-генератором, то применение автономной солнечной электростанции выгоднее примерно в 2 раза. Кроме того, она абсолютно бесшумна и не требует постоянного подвоза топлива, заправки и частого техобслуживания.

При этом нужно отметить, что в широтах России зимой получать электроэнергию только от Солнца очень дорого по причине малого количества солнечных дней. Поэтому, при необходимости круглогодичной эксплуатации, система обязательно дополняется бензогенератором, который периодически используется при длительном отсутствии Солнца.

Гибридная электростанция

Гибридная солнечная электростанция — это та же автономная, но с постоянным подключением к сети 220 Вольт.

Гибридная электростанция работает следующим образом: при наличии энергии от солнечных батарей, эта энергия используется в первую очередь, а при ее недостатке используется сеть.

При такой работе, аккумуляторы, входящие в состав оборудования, используются не постоянно, что значительно увеличивает их срок службы по сравнению с автономной системой, в которой их нужно будет менять один раз в 3-5 лет.

При сроке полной окупаемости оборудования 20 лет, “стоимость электроэнергии” от гибридной солнечной электростанции составит от 6 до 15 рублей за кВт*час в зависимости от комплектации системы и региона эксплуатации. То есть, при постоянном росте тарифов, уже очень скоро в регионах с большим количеством солнечных дней будет выгодно применять данный тип электростанций.

Кроме того, используя гибридную электростанцию, Вы не только сэкономите в будущем, но и при отключении света (сети), не останетесь без электричества.

Сетевая электростанция

При сроке полной окупаемости оборудования 20 лет, “стоимость электроэнергии” от сетевой солнечной электростанции составит от 4 до 8 рублей за кВт*час в зависимости от комплектации системы и региона эксплуатации. То есть, при текущей цене электроэнергии 4 руб./кВт*час и при введении повышенных тарифов за электроэнергию сверх социальной нормы, Вы начинаете экономить уже сегодня!

Сетевая солнечная электростанция состоит всего из двух основных компонентов: сетевой инвертор и панели необходимой мощности (обычно от 500 Вт до 5 кВт).

Особенностью этого типа является то, что для работы обязательно необходимо наличие сетевого электричества, а также то, что электроэнергия вырабатывается только в светлое время суток. При отключении электричества, сетевой инвертор также отключается, т.е. Вы не сможете использовать энергию от солнечных батарей в случае, если у Вас отключат свет.

Этот тип электростанции не обеспечивает резерв и применяется только для экономии на оплате электроэнергии или для получения дополнительной мощности при подключении к сети с ограничением по мощности.

Все промышленные солнечные электростанции являются сетевыми.

Примечание: расчет стоимости электроэнергии приведен в ценах 2013 года. В расчет необходимо вносить корректировку исходя из отношения обменного курса рубля на сегодняшний день к 2013-у году..

Солнечные коллекторы и водонагреватели

Для получения тепловой энергии от Солнца применяются солнечные водонагреватели. Трубчатые вакуумные коллекторы, входящие в состав систем нагрева воды, имеют КПД 60-70%, что примерно в 4 раза превышает КПД солнечных батарей. Кроме того, самые простые модели солнечных водонагревателей представляют из себя моноблок и достаточно дёшевы.

По этим причинам, использование солнечных водонагревателей позволяет значительно сэкономить на оплате тепловой энергии уже сейчас и типичный срок их полной окупаемости составляет около 5 лет.

Надеемся, приведенная информация поможет Вам сделать выбор!

Источник: https://www.solnechnye.ru/batareya/mozhno-li-sekonomyt.htm

Экономия электроэнергии с помощью частотного преобразователя

Возможна ли экономия электроэнергии с помощью инвертора?

  • 14 ноября 2012 г. в 16:43
  • 7491

Эффективность работы предприятий водоснабжения, отопления, городов и сельских районов может быть существенно повышена за счет автоматизации и внедрения частотно регулируемых электроприводов (ЧРП).

Экономия электроэнергии будет рассмотрена на примере насосного агрегата с ЧП.

При правильном выборе насосного агрегата его расходная характеристика и мощность электродвигателя рассчитаны на обеспечение необходимого давления в системе при максимальном потреблении воды, которое, как известно, приходится на утренние и вечерние часы. Отсюда мы имеем на оставшуюся часть времени избыточное давление в системе.

Регулировать расход можно при полной скорости двигателя, изменяя гидравлическое сопротивление тракта с помощью клапанов или заслонок, однако, дополнительное оборудование, необходимое в этом случае, часто оказывается ненадежным, трудно регулируемым и потребляющим много энергии.

Поэтому наиболее рациональным способом регулирования является снижение частоты вращения приводного двигателя насоса при сохранении неизменной характеристики нагрузки. Динамическое изменение оборотов двигателя становится возможным при использовании датчика давления (датчика обратной связи) и частотного преобразователя (ЧП).

На представленном графике изображены кривые зависимости расхода и энергопотребления. Но для лучшей наглядности можно рассмотреть график тока электродвигателя, на котором представлены кривые тока при использовании ЧРП и при регулировании заслонками (график1).

Они соответствуют кривым расхода воды потребителями в различные периоды времени (график 2).

Понимая, что в разное время суток расход воды, и как следствие — энергопотребление, различаются, мы можем рассчитать экономический эффект от применения ЧРП (см. таблицы).

Расчет эффективности от внедрения системы управления насосами на насосной станции «Сосновская»

Наименование Значение Размерность
Насосный агрегат
Тип насосаК 80–50–200
Номинальный напор50М
Номинальная подача50М3/ч
Частота вращения2840Об./мин.
Потребляемая мощность15кВт
Мощность электродвигателя15кВт
Ном.ток эл/дв30А
Оценка экономии
Стоимость 1 кВт/час2,28руб.

Расчет окупаемости

Наименование Кол-во Ед.

измерения

Экономия расчетная по сравнению с дросселированием42%
Потребление при дросселирование360кВт/ч
Экономия при частотном регулировании151кВт/ч
Срок окупаемости0,83лет
Стоимость шкафа управления с ЧП120 000руб.

Взяв данные на момент расчета кВт/ч = 2, 28 руб. и замерив величины энергопотребления с использованием ЧРП и при использовании дроссельной заслонки, мы получим экономию электроэнергии в 42 % при применении преобразователя по сравнению с регулированием заслонкой.

Таким образом, ЧП стоит 31700 руб., и окупается менее чем за 3 месяца, а система (шкаф управления) на основе частотного преобразователя ориентировочной стоимостью в 120 000 руб. окупается менее чем за год и далее работает только на экономию энергии и, как следствие — на экономию денежных средств предприятия.

Помимо прямой экономии мы получим:

  • экономию электроэнергии до 60%;
  • снижение расхода воды до 60% за счет стабилизации давления магистрали;
  • уменьшение износа и увеличение срока службы технологического оборудования, исключение гидравлических ударов;
  • снижение затрат на ремонт.

Для получения всех перечисленных плюсов от использования частотного преобразователя, необходимо правильно выбрать сам преобразователь. Для примера возьмем частотные преобразователи марки HYUNDAI.

Основными критериями выбора являются тип преобразователя частоты и его основные параметры — номинальный ток и мощность. Выбор типа преобразователя частоты зависит от требуемых параметров диапазона регулирования и точности регулирования количества оборотов двигателя.

Исходя из прочих функциональных возможностей — дополнительные протоколы связи, дополнительные входы и выходы – подбирается конкретная модель преобразователя.

Рекомендуемые модели для «насосно-вентиляторной» нагрузки: №50, №100, №700Е (векторное или векторное «бездатчиковое») и №300Р, №500Р (U/F-управление).

Этап первый. Выясняем характер нагрузки и технологический процесс. В нашем случае это насосная нагрузка. Исходя из требований к точности и диапазону регулирования, выбирается тип частотного преобразователя. Для нашего типа нагрузки наиболее подходят два типа управления: векторное без датчика и U/F-управление.

В таблице представлены варианты (типы) управления, использующиеся в частотных преобразователях.

Типы управления в частотных преобразователях

Параметры Векторное без датчика: №50,№100,№700Е U/F-управление (насос): №300Р, №500Р Полное векторное управление с датчиком 700V
Точность поддержания скорости вращения без датчика скорости

± 2-3% (режим U/F)

± 0,2% (векторный режим)

± 2-3%± 0,1% (векторный режим)
Точность поддержания скорости вращения с датчиком скорости± 0,01% (импульсный датчик, векторный режим)
Диапазон регулирования1:40 (при управлении U/F) 1:100 (при векторном управлении)1:40

1:40 (при управлении U/F)

1:100 (при векторном управлении) 1:1000 (с использованием импульсного датчика вращения)

Возможность управления моментомНетНетЕсть

Этап второй. После выбора типа частотного преобразователя, нам необходимо выбрать конкретный частотный преобразователь. Для этого необходимо определить выходную мощность и выходной ток частотного преобразователя.

Для стандартных асинхронных электродвигателей, которые работают с полной номинальной нагрузкой:

I ном эд ≤ Iчп

Р эд ≤ Рчп.

Для электродвигателей, которые работают с неполной номинальной нагрузкой и для электродвигателей с малыми значениями коэффициента мощности:

I раб эд ≤ Iчп,

где:

Р эд — номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Рчп — мощность частотного преобразовател, кВт;

Iном эд — номинальная мощность электродвигателя,А

I раб эд — рабочая мощность электродвигателя, А

U эд — напряжение питания двигателя, В.

Пример. Выбор преобразователя частоты для консольного насоса К 80-50-200.

Тип электродвигателя — низковольтный трехфазный асинхронный, с короткозамкнутым ротором 5АИ 160S2.

Напряжение питания — 380 В.

Мощность — 15 кВт.

Потребляемый ток — 28,8 А.

Коэффициент мощности — 0,89.

В процессе работы насоса двигатель работает с полной номинальной нагрузкой.

Для группы «насосы» целесообразно применение простого векторного и U/F-управления. Нецелесообразно использование ЧП с полным векторным управлением датчиком.

Двигатель работает с полной номинальной нагрузкой, коэффициент мощности двигателя – в рамках стандартного ряда. Поэтому при выборе модели необходимо соблюсти два неравенства:

15 кВт ≤ Р чп

28,8 А ≤ I чп

Iчп = 300 Р — 29А

700 E — 32А

Таким образом, из линейки преобразователей HYUNDAI, на примере которых мы рассматривали использование ЧРП, наиболее подходящими для данной задачи будут модели №700Е и №300Р.

Г. А. ШУВАЛОВ, менеджер отдела автоматики ГК «Элком»

Источник: https://www.elec.ru/articles/ekonomiya-electroenergii-s-pomo/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.