Способы экономии электроэнергии

К экономии электричества потребителей вынуждают рост цен на энергию и экологические соображения. Потребители могут считать экологию блажью или мошенничеством, но если она выражается в дополнительной цене, то с ней приходится считаться.

Конечно, энергия никуда не денется, ее потребление будет расти, число источников – увеличиваться и наиболее вредные заменяться. Экономия подразумевает не ограничение, а разумное использование. Можно экономно расходовать сто киловатт и впустую сжечь сто ватт.

Экономия электрической энергии достигается разумной (не беспорядочной) организацией ее использования, это результат планирования деятельности. И никакого отношения к экономии не имеют шарлатанские приборы и «способы», рекламируемые иногда в интернете. Эти способы могут привести только пожару и поражению током.

Потребители энергии по убыванию

Все потребители электроэнергии могут быть классифицированы каким-то образом по величине потребляемой энергии (энергоемкости). Например, таким образом, в порядке убывания:

• Устройства нагрева;
• Осветительные приборы;
• Электродвигатели;
• Вычислительная техника;
• Радиоэлектронная аппаратура и устройства связи.

Даже на бытовом уровне такая классификация оправдана: больше всего электричества расходуют чайники, печки различных видов —  грили, тостеры, электроплиты, затем утюги, сушилки. Достаточно много энергии уходит на цели освещения. Освещение конкурирует с холодильниками (электродвигатель компрессора).

Немало потребляет и обычный домашний ПК, он вполне конкурент холодильнику. Меньше всего потребляют на этом фоне телевизор, охранная и пожарная сигнализации, а также зарядные устройства мобильных средств связи.

Преобразование электроэнергии в тепло, это самый «приметивный» результат, какой можно получить, но он же получается с полным к.п.д. если такое преобразование требуется. К.п.д. утюга практически равен 100%. У источников света дела обстоят существенно хуже – даже у светодиодных ламп к.п.д. близок лишь к 15%, (о близости к 100% можно говорить только для квантовых явлений в кристалле полупроводника светодиодов, остальное уходит на нагрев проводов и потери в дополнительной аппаратуре: драйверы, и т. п.).

Экономия на нагревательных приборах

Как экономить электроэнергию, не отказывая себе в благах цивилизации? Поскольку, как мы видим, больше всего «берут электричества» нагревательные приборы, то это наиболее важный ресурс экономии. Для них способы энергосбережения в быту являются косвенными, но не менее важными. Прежде всего, необходимо утилизировать тепло полностью. Например, крайне неразумно кипятить воду в металлическом баке в холодном помещении, отапливать которое не требуется. Лучше делать это там, откуда тепло распространится по жилым помещениям.

Полученное тепло нужно сохранять полностью и как можно дольше за счет хорошей теплоизоляции помещений. В странах Европы, например, Германии, даже штрафуют за плохое утепление.

При многотарифной оплате за энергию и возможности запасать тепло самым целесообразным будет ночной режим работы водонагревателей и других приборов отопления. Днем тепло будет сохраняться на достаточном уровне. Особенно это выгодно, если жильцы днем на работе или учатся. Кроме того, расходуя энергию ночью, потребители выравнивают нагрузку на электросеть, что положительно сказывается на ее исправности и стоимости эксплуатации. А это позволяет надеяться на более дешевые тарифы.

Экономия на освещении

Начнем с напоминания о том, что надо не забывать выключать свет там, где он не требуется. И продумывать как следует расположение источников света (желательно с помощью профессионалов в этом деле) во всех помещениях, даже если это подсобки. Затем обратимся к источникам света, существующим в наше время.

Прежде всего нужно заметить, что мы живем в благодатное время отказа от прожорливых ламп накаливания, которые больше греют, чем светят. Широкое распространение люминесцентных источников света (дневной свет) дает весьма значительную экономию энергии, в два — три раза.

Люминесцентные лампы, изготовленные в виде трубок на 40 и 80 Вт и прежде были широко распространены (с 70-х годов прошлого века), но в основном в общественных и производственных зданиях. Подробнее об энергосберагающих лампах читайте здесь.

Современные «энергосберегающие» бытовые люминесцентные лампы в цоколе E27 – это те же трубки с парами ртути и люминофором с внутренней поверхности стекла. Но они скручены в спираль округлой формы и подключены через миниатюрный электронный балласт, расположенный в цоколе и выполняющей те же функции, что раньше выполнял железный дроссель и газоразрядный стартер.

Но и люминесцентные лампы уже теснятся светодиодными, которые потребляют энергии еще в два — три раза меньше люминесцентных при том же световом потоке. Стоят они пока несколько дороже других видов ламп, но это пока еще рынок не насытился новым товаром. Затраты быстро окупаются за счет значительной экономии от их использования. Больше о светодиодных лампах можно узнать тут.

Как люминесцентные, так и светодиодные лампы имеют очень широкий спектр, который приближается к дневному свету. Это происходит благодаря использованию ультрафиолетового первичного источника в обеих случаях – в светодиодных лампах также используется люминисценция и ультрафиолетовый свет преобразуется в смесь всех цветов видимого света. Только в светодиодных лампах ультрафиолетовый свет генерируют не атомы паров ртути, а кристалл полупроводника.

Дополнительные способы экономии электроэнергии при решении осветительных задач состоят в автоматизации включения и выключения. Человек забывчив, а техника нет. Применение диммеров (устройств регулирования яркости), фотореле, таймеров и датчиков движения сведет к минимуму лишние расходы на свет. Подробная статья о диммерах представлена здесь.

Все эти товары есть в магазинах, продаются с гарантиями, сертификатами и инструкциями и давно перестали быть эксклюзивными поделками, доступными только квалифицированным радиолюбителям, которые делали их для своего дома.

Электромоторы

Электродвигатели встречаются в быту прежде всего, в холодильниках, стиральных машинах и кондиционерах. Есть еще насосы в системах отопления и насосы для скважин. Все остальные случаи: кофемолки, дрели и т. д. не заслуживают внимания, так как включаются редко и ненадолго.

Снижение энергопотребления в случае постоянной работы электродвигателей достигается либо их периодическим отключением (холодильники и кондиционеры), либо применением частотных преобразователей для асинхронных двигателей.

Последние иногда используются для управления двигателями насосов систем водоснабжения и отопления. Так как обычно работа электродвигателей связана с теплом (холодом), то меры экономии сводятся к тому, чтобы было поменьше причин включать двигатели: держать закрытыми двери, форточки, дверцы холодильников и морозильных камер.

Мощность, которую потребляют электродвигатели в быту, сравнительно невелика – порядка нескольких сотен или даже десятков ватт, на пресловутый «косинус фи» тут можно не обращать особого внимания, так как бытовой потребитель не оплачивает реактивную энергию.

Тем не менее у асинхронных двигателей есть одна особенность: большой пусковой ток, в 5–7 раз превышающий номинальный. Это подсказывает, что чем реже запускаются такие моторы – тем лучше, и оправдывает применение частотников, там, где они допустимы (случаи холодильников, в частности, кондиционеров, к этому не относятся). И не стоит ставить в холодильник горячие кастрюли.

Электромоторы, применяемые в бытовой технике, можно классифицировать по мощности и скважности (доля времени в рабочем цикле) так:

• Холодильники, кондиционеры (150–450 Вт, 20–50%);
• Насосы отопления (60–200 Вт, 40–100%);
• Кухонная техника (50–500 Вт, кратковременно);
• Вентиляторы (10–30 Вт, до 100%).

Водяные погружные насосы используются довольно редко и имеют значительную мощность. Их применяют в отдельных домах и коттеджах для небедных хозяев. Но и там вопросы экономии стоят не на последнем месте. Поэтому работу насосов в таких системах оптимизируют гидроаккумуляторы, частотные преобразователи и контроллеры, которые управляют работой водоснабжения. Все происходит автоматически.

Компьютеры, ТВ и зарядки телефонов

Игровые компьютеры способны неплохо мотать счетчики не только из-за быстрого процессора, но еще и из-за мощной видеокарты, работающей по 20 часов в сутки (время за игрой летит быстро, и начав школьником можно не заметить, как подошла пенсия). Некоторые используют видеокарты еще и для добывания денег (интересно, выгодно это или нет?).

Обычный офисный компьютер, работающий в спокойном режиме, потребляет около 200 Вт, ноутбук – 40–60 Вт. Это сопоставимо с телевизором и не столь значительно. Несмотря на это, не помешает управлять питанием и таких устройств, тем более  что такие возможности давно предусмотрены в современной умной электронике.

Что касается зарядных устройств для телефонов и других мобильных устройств, то их можно питать от «альтернативных» источников энергии: солнечных панелей и небольших ветряков, работающих на соответствующие преобразователи (включая, конечно, и 5, 12, и 20 В постоянного тока. Последнее может быть использовано для зарядки ноутбуков.)

Альтернативные источники в быту пока мало распространены, их мощность весьма скромная, а цена высока. Тем не менее с чего-то надо начинать и советы по энергосбережению в быту должны учитывать и такую малость.