Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Міністорство освіти і науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
Навчально-науковий інститут енергетики та систем керування
Кафедра “Електропостачання промислових
підприємств, міст і сільського господарства”
Дипломна робота
На тему:
Енергозабезпечення комплексу житлових будівель ЛКП “Бондарівка” та розроблення заходів з підвищення ефективності енерговикористання
Виконав студент групи ЕНМс-1
Корнацький Володимир Вікторович
Львів 2014
Анотація
ABSTRACT
РЕФЕРАТ
Моя дипломна робота складається з 90 сторінок
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
7
ДР-7.05070107-2014
Виконавець
Корнацький В.В.
Керівник
Турковський В.Г.
Консультант
Н. Контр.
Зав. каф.
Маліновський
Енергозабезпечення комплексу житлових будівель ЛКП “Бондарівка” та розроблення заходів з підвищення ефективності енерговикористання
Літ.
Акрушів
Національний університет ”Львівська політехніка”,
ІЕСК, гр. ЕНМс-1
1.ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА МІКРОРАЙОНУ ТА ЕНЕРГОВИТРАТИ БУДІВЕЛЬ
1.1 Загальна характеристика мікрорайону та будівель
ЛКП “Бондаріка ” розташоване в Сихівському районі (рис. 1.1). Житлові будинки росташовіні по вулиці Скорини наведені в табл. 1.1.
Рис. 1.1 План житлових будинків по вулиці Скорини
Табл. 1.1
Специфікація будинків
|
№ |
Найменування |
Кількість під’їздів |
Кількість поверхів |
Кількість квартир |
|
Скорини 16 |
Житловий |
1 |
3 |
36 |
|
Скорини 18 |
Житловий |
1 |
2 |
12 |
|
Скорини 20 |
Житловий |
2 |
5 |
48 |
|
Скорини 22 |
житловий |
6 |
4 |
48 |
|
Скорини 24 |
житловий |
4 |
5 |
73 |
|
Скорини 30 |
житловий |
2 |
9 |
68 |
|
Скорини 32 |
житловий |
2 |
9 |
109 |
|
Скорини 36 |
житловий |
2 |
5 |
40 |
|
Скорини 38 |
житловий |
3 |
10 |
120 |
1.2 Вхідні дані зі споживання енергоносіїв
Споживання теплової енергії, гарячої і холодної води та газу наведені в табл. 1.2.
Табл. 1.2 Споживання енергії за рік
|
Номер будинку |
Теплова енергія, Гкал |
Гаряча вода, |
Холодна вода, |
Газ, |
|
16 |
556,96 |
246,90 |
2576,80 |
5599,36 |
|
18 |
531,33 |
160,12 |
1790,74 |
9040,36 |
|
20 |
2479,05 |
488,72 |
5794,38 |
25882,50 |
|
22 |
2047,63 |
379,28 |
4251,36 |
21875,46 |
|
24 |
4576,16 |
828,92 |
9026,08 |
43996,28 |
|
30 |
2567,30 |
2453,56 |
7443,59 |
23347,21 |
|
32 |
2571,39 |
3436,98 |
8860,21 |
22963,23 |
|
36 |
634,75 |
731,60 |
1928,00 |
6023,87 |
|
38 |
4038,95 |
4707,96 |
11345,98 |
37222,95 |
1.3 Характеристика джерел живлення
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
7
ДР-7.05070107-2014
Виконавець
Корнацький В.В.
Керівник
Турковський В.Г.
Консультант
Н. Контр.
Зав. каф.
Маліновський А.А.
Енергозабезпечення комплексу житлових будівель ЛКП “Бондарівка” та розроблення заходів з підвищення ефективності енерговикористання
Літ.
Акрушів
Національний університет ”Львівська політехніка”,
ІЕСК, гр. ЕНМс-1
2. ФАКТИЧНІ ЕНЕРГОВИТРАТИ МІКРОРАЙОНУ ТА ЇХ АНАЛІЗ
2.1 Діаграма енергоспоживання та видатки
Кількість спожитої теплової енергій, гарячої та холодної води і газу мікрорайоном наведені нище (рис. 2.1-2.3).
Рис. 2.1 Графік споживання теплової енергій мікрорайоном (в Гакл)
Рис. 2.2 Графік споживання гарячої та холодної води мікрорайоном (в м3)
Рис. 2.3 Графік споживання газ мікрорайоном (в м3)
2.2 Засоби вимірювання енергоспоживання
Облік споживання електроенергії, яка подається першою кабельною лінією здійснюється багатотарифним лічильником.
Рис.2.3 Багатотарифний електронний лічильник енергії фірми “Комунар”
Багатотарифний електронний лічильник енергії класу точності 1,0 призначений для обліку в трьохтарифному режимі активної енергії в ланцюгах перемінного струму прямого включення, а також використання в складі систематизованих систем контролю й обліку електроенергії.
Лічильник забезпечує установку 4-х варіантів тарифів:
- літні робочі дні;
- літні вихідні або святкові дні;
- зимові робочі дні;
- зимові вихідні або святкові дні;
- кількість тарифів - 3 з можливістю зовнішнього керування включення тарифів (зони пік, напівпік, нічна зона).
Лічильник забезпечує видачу на індикатор наступних даних:
- відлік і індикацію поточного часу (годинник, хвилини) і дати (число, місяць і рік);
- номер тарифу;
- витрата енергії по всіх тарифних зонах.
При відключенні напруги всі накопичені дані зберігаються не менш двох років. (При відсутності живлення дані на індикатор не видаються). Параметри, що підлягають видачі на індикатор, видаються по черзі натисканням кнопки (перегляд), розташованої на передній панелі лічильника.
Лічильник має світлову індикацію про наявність напруги в кожній із трьох фаз, енергії по всіх тарифних зонах.
Лічильник має світлову індикацію про включення тарифу і миготливу індикацію про заміну потужності.
Облік споживання електроенергії, яка подається другою кабельною лінією здійснюється однотарифним лічильником.
Рис. 2.4 Однофазний однотарифний лічильник єлектроенергії Енергомера РЄ 101 S6 145М6.
Стійкий до кліматичних, механічних і електромагнітних впливів. Захищений від несанкціонованого доступу.
Клас точності -1.
Число вимірювальних елементів -1.
Номінальна (максимальна) сила струму, А -5 (60); 10 (100).
Номінальна фазна / лінійна напруга, В - 230 + -44.
Діапазон робочих температур-(-40 +70).
Мінімальне напрацювання на відмову, годин -160000.
Середній термін служби, років -30.
2.3 Розрахунок фактичних питомих витрат енергоресурсів, визначення класу будівлі
Для визначення класу енергетичної ефективності будівлі нам потрібна витрата тепла на 1м2. Розрахункове значення питомої тепловитрати на опалення будинку за опалювальний період визначається за формулою:
qбуд= Qр / S.
Клас енергетичної ефективності визначають з довідкової літератури за значенням:
[(qбуд- Еmax) / Еmax]•100%,
де Еmax - нормативне максимально допустиме значення тепловитрати на опалення, для будинків від 8 до 9 поверхів, для першої температурної зони Еmax = 79 кВт*год/м2.
Різниця,%, розрахункового або фактичного значення питомих тепловитрат, qбуд , від максимального допустимого зачення, Emax, (qбуд–Emax/Emax)*100%
Згідно з таблицею 4 класи будинків наведені у таблиці 2.3
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
7
ДР-7.05070107-2014
Виконавець
Корнацький В.В.
Керівник
Турковський В.Г.
Консультант
Н. Контр.
Климук П.П.
Зав. каф.
Маліновський А.
Енергозабезпечення комплексу житлових будівель ЛКП “Бондарівка” та розроблення заходів з підвищення ефективності енерговикористання
Літ.
Акрушів
Національний університет ”Львівська політехніка”,
ІЕСК, гр. ЕНМс-1
3. РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ БУДІВЕЛЬ І МІКРОРАЙОНУ
Методика розрахунку навантаження житлових будинків.
Розрахункове навантаження групових мереж освітлення загальнобудинкових приміщень житлових будинків (сходових кліток, вестибулів, технічних поверхів, підвалів, горищ, колясоч- них), а також житлових приміщень гуртожитків слід визначати за світлотехнічним розрахунком з коефіцієнтом попиту Knon, що дорівнює 1. Житла (квартири) щодо оснащеності побутовими електроприладами та їх розрахункових навантажень умовно поділяються на три види:
- житла (квартири) в будинках масового будівництва, споруджених чи споруджуваних із загальною площею від 35 м2 до 95 м2 включно та заявленою (встановленою) потужністю електроприймачів до 30 кВт включно;
- житла (квартири) в багатоквартирних будинках, споруджених чи споруджуваних із загальною площею від 50 м2 до 300 м2 включно та заявленим замовником високим рівнем комфортності, що відповідає встановленій потужності електроприймачів від 30 кВт до 60 кВт включно;
- житла (квартири) в котеджах, будинках, споруджених чи споруджуваних із розрахунку, як правило, на одну родину із загальною площею від 150 м2 до 600 м2 включно та заявленим замовником високим рівнем комфортності, що відповідає встановленій потужності електроприймачів від 60 кВт до 140 кВт включно.
Для жител 1-го виду (квартир у багато- та малоквартирних будинках, будинків на одну родину і будиночків на ділянках садівничих товариств) встановлюються п'ять рівнів електрифікації та відповідні їм нормативні розрахункові питомі навантаження:
Для жител 2-го виду встановлюються два рівні електрифікації та відповідні їм нормативні розрахункові питомі навантаження:
Встановлені нормативи питомих електричних розрахункових навантажень і враховують застосування в житловому приміщенні побутових кондиціонерів повітря та комфортного електричного до опалення у межах 7-15 % від загальної потреби в теплі з розрахунку 60-120 Вт на 1 м2 до опалюваної площі.
3.1 Методика розрахунку електричного навантаження будівель
Розрахункове навантаження групових мереж освітлення загально будинкових приміщень житлових будинків (сходових кліток, вестибюлів, технічних поверхів, підвалів, горищ), а також житлових приміщень гуртожитків слід визначати світлотехнічним розрахунком з коефіцієнтом попиту Kпоп , що дорівнює 1.
Квартири щодо оснащеності побутовими електроприладами та їх розрахункових навантажень відносяться до 2 виду, а саме житла (квартири) в будинках масового будівництва, споруджених чи споруджуваних із загальною площею від 35м2 до 95м2 включно та встановленою потужністю електроприймачів до 30 кВт (ДБН В.2.5-23:2010).
Розрахункове навантаження групи жител з одноковими питомим електричним навантаженням, приведене до лінії живлення, вводу в житловий будинок, шин напругою 0,4 кВ ТП, Рж N визначається за формулою:
Рж N = РжП ×N,
де РжП – питоме розрахункове електричне навантаження одного житла (квартири), яке вибирається залежно від прийнятого рівня електрифікації та кількості квартир, приєднаних до даної ланки електромережі, кВт/житло ( ДБН В.2.5-23:2013 табл. 3.1);
N – кількість жител (квартир), приєднаних до вводу, лінії, ТП.
Питомі розрахункові електричні навантаження жител охоплюють навантаження освітлення загально будинкових приміщень.
3.2 Розрахунок електричного навантаження під’їздів будівель та будівель в цілому
Розрахункове навантаження групи жител з однаковим питомим електричним навантаженням приведене до лінії живлення, вводу в житловий будинок, шин напругою 0,4 кВ ТП, визначаємо за формулою:
Ржм = Ржп × N,
де РЖп = - питоме розрахункове електричне навантаження одного житла (квартири), яке вибирається за таблицею 3.1 залежно від прийнятого рівня електрифікації та кількості квартир, приєднаних до даної ланки електромережі, кВт/житло;
N - кількість жител (квартир), приєднаних до вводу, лінії, ТП.
Визначаємо навантаження житлового будинку Скорини 16, якщо відомо, що житло в цьому будинку щодо оснащеності побутовими електроприладами відноситься до першого виду згідно з встановленими нормами з однаковим електричним навантаженням. Будинок має 1 під'їзд, 3 поверхів і 36 квартири. Квартири оснащені плитами на природному газі:
Ржм = 36 × 1,4 = 50,4 кВт.
Знаходимо реактивне навантаження житла:
Qжм =Ржм × tgφкв=50,4×0,64=32,26 кВар,
де Ржм – реактивне навантаження житла;
tgφкв – вибираємо за табл.6 Додатку ДБН В.2.5-23:2010.
Знаходимо повне навантаження житла:
Sжм=√(Ржм2 + Qжм2)=√(50,42 + 32,262)=59,84 кВА.
Розрахункове електричне навантаження освітлення загально будинкових приміщень розраховуємо за формулою:
Pосв.р.=Росв.в. × Nп × Кпопос.р ,
де Росв.в=0,9 кВт – встановлена потужність робочого освітлення на під’їзд для 3-и поверхового будинку;
Nп – кількість під’їздів;
Кпопос.р – коефіцієнт попиту для робочого освітлення, таблиця 5 додатку;
Pосв.р.=0,9×1×0,8=0,72 кВт.
Знаходимо реактивне електричне навантаження освітлення:
Qосв.р = Pосв.р × tgφ =0,72×1=0,72 кВар,
де tgφ = 1 – коефіцієнт потужності для розрахунку мереж освітлення з лампами розжарювання.
Знаходимо повне електричне навантаження освітлення
Sосв.р=√(Росв.р2 + Qосв.р2)=√(0,722 + 0,722 )=1,02 кВА.
Визначаємо силове навантаження житлового будинку за з урахуванням того, що як силове навантаження використовуються ліфти відповідно до рекомендацій табл.7 Додатку:
Рсил=∑Рл × Кпл=0 кВт.
де Рл - встановлена потужність електродвигуна кожного з ліфтів за паспортом, кВт; Кпл-коефіцієнт попиту для ліфтів, що визначається за табл.3 Додатку, залежно від кількості ліфтових установок і кількості поверхів будинку.
Визначаємо реактивне навантаження ліфтів:
Qсил= Рсил × tgφс=0 кВар,
де tgφс - знаходимо з табл. 6 Додатку.
Визначаємо повне силове навантаження
Sсил= √Рсил2+Qсил2=0 кВА.
Визначаємо розрахункове активне навантаження житлового будинку в цілому:
Рбуд.ж = Ржм + Куп × Рсил + Pосв.р =50,4+0×0,9+0,72=51,12 кВт,
де Куп = 0,9 - коефіцієнт участі в максимумі навантаження квартир і силових електроприймачів житлового будинку навантажень вбудованих і прибудованих приміщень,що визначаються за таблицею 5 Додатку.
Визначаємо реактивне навантаження житлового будинку:
Qбуд.ж = Рж × tgφ + 0,9Рс × tgφс + Pосв.р × tgφ =50,4×0,64+0,72×1+0×1,17=32,98 кВар.
Значення коефіцієнтів потужності для квартир з плитами на природньому газі і для ліфтових установок встановлюємо за таблиці 6 Додатку.
Визначаємо повне навантаження житлового будинку:
Sбуд.ж =√(Рбуд.ж2+Qбуд.ж2) = √(51,122+32,982)=60,83 кВА.
Аналогічно визначаємо всі навантаження житлових будинків і результати зводимо в таблицю 3.2.
|
№ будинку |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
30 |
32 |
36 |
38 |
||
|
К–ть під`їздів |
1 |
1 |
2 |
6 |
4 |
2 |
2 |
2 |
3 |
||
|
К–ть квартир |
36 |
12 |
46 |
48 |
73 |
68 |
109 |
40 |
120 |
||
|
Навантаження житла |
Питоме навантаження квартир РЖп |
кВт/ж |
1,40 |
2,36 |
1,28 |
1,26 |
1,08 |
1,30 |
0,98 |
1,31 |
0,94 |
|
Активне навантаження Ржм |
кВт |
50,40 |
28,32 |
58,88 |
60,48 |
78,84 |
88,40 |
106,82 |
52,40 |
112,8 |
|
|
Реактивне навантаження Qжм |
кВар |
32,26 |
18,12 |
37,68 |
38,71 |
50,46 |
56,58 |
68,36 |
33,54 |
72,19 |
|
|
Повне навантаження Sжм |
кВА |
59,84 |
33,62 |
69,91 |
71,81 |
93,60 |
104,95 |
126,82 |
62,21 |
133,92 |
|
|
Навантаження робочого освітленя |
Активне навантаження Pосв.р |
кВт |
0,72 |
0,72 |
1,44 |
4,32 |
2,88 |
1,44 |
1,44 |
1,44 |
2,16 |
|
Реактивне навантаження Qосв.р |
кВар |
0,72 |
0,72 |
1,44 |
4,32 |
2,88 |
1,44 |
1,44 |
1,44 |
2,16 |
|
|
Повне навантаження Sосв.р |
кВА |
1,02 |
1,02 |
2,04 |
6,11 |
4,07 |
2,04 |
2,04 |
2,04 |
3,05 |
|
|
Силове навантаження |
Активне навантаження Рсил |
кВт |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4,8 |
4,8 |
4,8 |
7,2 |
|
Реактивне навантаження Qсил |
кВар |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5,62 |
5,62 |
5,62 |
8,42 |
|
|
Повне навантаження Sсил |
кВА |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
7,39 |
7,39 |
7,39 |
11,08 |
|
|
Навантаження будинку |
Активне навантаження Рбуд.ж |
кВт |
51,12 |
29,04 |
60,32 |
64,80 |
81,72 |
94,16 |
112,58 |
58,16 |
121,44 |
|
Реактивне навантаження Qбуд.ж |
кВар |
32,98 |
18,84 |
39,12 |
43,03 |
53,34 |
63,63 |
75,42 |
40,59 |
82,78 |
|
|
Повне навантаження Sбуд.ж |
кВА |
60,83 |
34,62 |
71,90 |
77,78 |
97,59 |
113,64 |
135,51 |
70,92 |
146,97 |
Повне навантаження мікрорайону становить 809,76 кВА.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
7
ДР-7.05070107-2014
Виконавець
Корнацький В.В.
Керівник
Турковський В.Г.
Консультант
Н. Контр.
Климук П.П.
Зав. каф.
Маліновський А.
Енергозабезпечення комплексу житлових будівель ЛКП “Бондарівка” та розроблення заходів з підвищення ефективності енерговикористання
Літ.
Акрушів
Національний університет ”Львівська політехніка”,
ІЕСК, гр. ЕНМс-1
4. РОЗРОБЛЕННЯ СХЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ МІКРОРАЙОНУ
4.1 Картограма електричних навантажень
Картограма навантажень – це розміщення на аркуші кругів, площі котрих у вибраному масштабі відповідають розрахунковим навантаженням будинків.
Картограма навантажень дозволяє встановити найвигідніше місце розташування розподільних або ТП і максимально скоротити протяжність розподільних мереж.
Для розрахунку радіуса кола користуємося формулою:
де m – масштаб для визначення радіуса кола;
ri – радіус кола;
Рі – потужність навантаження і-го будинку.
За даними таблиці 4.1 визначаємо координати центру електричних навантажень підприємства за формулами:
м,
м.
Побудуємо картограму навантажень житлового будинку,якщо відомо,що повне навантаження житлового будинку Sз.ж = 146,97 кВт, а силове навантаження складає Sсил= 11,08 кВт.
Сектор кола, що показує величину силового навантаження у загальному навантаженні житлового будинку визначаємо так:
α =×360) / = (11,08×360) / 146,97 = 27,14 мм.
Таблиця 4.1 Координати центрів цехів та радіуси кіл картограми
|
№ будинку |
Xі, м |
Yі, м |
Sі, кВA |
ri, мм |
Sс.і, кВA |
α |
|
16 |
20 |
70 |
60,83 |
5,68 |
0 |
0,00 |
|
18 |
30 |
50 |
34,62 |
4,29 |
0 |
0,00 |
|
20 |
40 |
30 |
71,90 |
6,18 |
0 |
0,00 |
|
22 |
40 |
50 |
77,78 |
6,43 |
0 |
0,00 |
|
24 |
55 |
10 |
97,59 |
7,20 |
0 |
0,00 |
|
30 |
65 |
5 |
113,64 |
7,77 |
7,39 |
23,40 |
|
32 |
70 |
30 |
135,51 |
8,48 |
7,39 |
19,63 |
|
36 |
70 |
25 |
70,92 |
6,14 |
7,39 |
37,50 |
|
38 |
75 |
30 |
146,97 |
8,83 |
11,08 |
27,14 |
4.2 Розрахунок перерізу ліній електропостачання
Спочатку вибиремо переріз лінії на вході у квартиру по вулиці Скорини 38.
Визначимо розрахунковий струм, попередньо порахувавши навантаження квартири за питомим показником ( Pжп = 5 кВт ).
Відповідно розрахунковий струм буде рівним:
Iр = Pр / Uн;
Iр.кв = 5000 / 220 = 22,7 А.
Отже по допустимому струму з таблиці 3 додатку вибираємо кабель ВВГнг 3х2.5.
Розраховуємо переріз лінії на вході у будинок по вулиці Скори 38 та переріз найбільш завантаженої лінії ( будинки по вулиці Скорини № 30 та 32) за техніко- економічними умовами.
Розрахунковий струм складає:
Iр=Sр/( *Uн);
Iр=146,97/(1,73*0,4) = 212,38 А;
Iрн.з=249,15/(1,73*0,4) = 360,86 А.
Таблиця 4.2
Умови вибору (перевірки) перерізів струмоведучих частин
(переріз провідників вибирається аналогічно КЛ до 1000 В)
|
Режим роботи |
№ п/п |
Умови вибору |
Вид електропередачі |
|||
|
повітряна лінія |
кабельна лінія |
шинопровід |
||||
|
<1000 В |
>1000 В |
|||||
|
Робочий |
1 |
Економічний фактор |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
2 |
Нагрів робочим струмом |
- |
+ |
+ |
- |
|
|
3 |
Коронний розряд, механічна міцність |
+ |
- |
- |
- |
|
|
4 |
Втрати напруги в робочому режимі |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
5 |
Перевантаження в нормальному режимі |
- |
+ |
- |
- |
|
|
Післяаварійний |
6 |
Втрати напруги в п/а режимі |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
7 |
Нагрів струмом в п/а режимі |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
Аварійний |
8 |
Термічна стійкість |
+ |
- |
+ |
+ |
|
9 |
Електродинамічна стійкість |
- |
- |
- |
+ |
1. Економічний фактор – економічно оптимальний переріз
Визначається Fек за техніко-економічними розрахунками.
Для ліні, що живить будинок по вулиці Скорини 38 вибираємо кабель з перерізом 3×185+1×185 , а для найбільш завантаженої лінії – 2 з перерізом 3×185+1×185 (Ідоп = 345 А).
2. Нагрів робочим струмом
В робочому режимі струмоведучі частини не повинні нагріватись понад допустиму температуру, що забезпечується при виконанні умови:
Ір≤Ідоп·kпр
Ідоп – максимальнодопустимий струм для даного перерізу
kпр – коефіцієнт прокладання, який враховує умови прокладання (земля, вода), температуру середовища, число поряд прокладених кабелів
Для будинку по вулиці Скорини 38:
Спочатку знайдемо повне навантаження у робочому режимі:
77.1 ≤ 270·1
Для найбільш завантаженої лінії:
158.3 ≤ 345·1
4. Втрати напруги в нормальному режимі
Умова перевірки:
ΔU≤ΔUдоп.
Фактична втрати напруги в нормальному режимі
Для ліній 6-10 кВ величина ΔUдоп=±5%.
Для будинку по вулиці Скорини, 38:
1,5 ≤ 5
Для найб. зав. лінії:
2.2 ≤ 5
6. Втрати напруги в післяаварійному режимі
В післяаварійному режимі допускається додаткове пониження напруги ще на 5%.
7. Нагрів струмом в п/а режимі
Знаходять струм лінії в післяаварійному режимі.
При 100% резервуванні навантаження Іпа=2·Іроб,
При неповному резервуванні навантаження Іпа<2·Іроб,
Для ліній, які живлять одиночні ЕП Іпа=2·Іроб.
В післяаварійному режимі повинна виконуватись умова
Іпа≤Ідоп·kпр·kпер.
Для повітряних ліній і струмопроводів kпер=1.3
Для КЛ kпер залежить від попереднього завантаження КЛ і тривалості перевантаження.
Спочатку знайдемо повне навантаження у робочому режимі:
115.7 ≤ 162·2
115.7 ≤ 270·1·1.3
Для найбільш завантаженої лінії:
237.4 ≤ 332·2
237.4 ≤ 345·1·1.3
Вибір економічно оптимального перерізу провідника.
Під час проектування системи електропостачання або окремих її елементів з метою вибору найбільш доцільного варіанту виконання даного об’єкту проводиться аналіз технічних та економічних його характеристик. Під технічними розуміють надійність енергопостачання, зручність експлуатації, тривалість споживання, обсяг поточних і капітальних ремонтів, ступінь автоматизації тощо. Основними економічними характеристиками є початкові капітальні та експлуатаційні витрати.
Вибір економічно доцільного варіанту виконання об’єкту може проводитись на основі методу зведених витрат або методу чистої зведеної вартості.
Визначимо оптимальний коефіцієнт завантаження трансформатора за методом чистої зведеної вартості (ЧЗВ).
Згідно методу ЧЗВ ефективність реалізації довільного заходу (проекту) оцінюється на основі прогнозу руху грошових коштів за весь період життєдіяльності цього заходу (проекту) з врахуванням зміни вартості грошей у часі. Зміна вартості обумовлена втратами власника коштів у зв’язку відкладеною реалізацією попиту (потреб), недоотриманим прибутком, інфляцією та ризиком і невизначеністю повернення вкладених коштів у майбутньому.
У методі ЧЗВ рух коштів у майбутньому зводиться (дисконтується) до часу оцінки (початку діяльності) проекту.
Нинішня вартість коштів n-го майбутнього року визначається наступним чином:
,
де: – нинішня вартість коштів майбутнього року;
– вартість (потік) коштів майбутнього року;
– коефіцієнт дисконтування;
r – процентна ставка.
У випадку визначення оптимального коефіцієнта завантаження трансформаторів врахований наступний рух грошових коштів (витрат і вигод) проекту. Витрати проекту становлять початкові капіталовкладення у трансформатор (підстанцію) до введення його в експлуатацію та експлуатаційні витрати на протязі усього терміну служби трансформатора. В експлуатаційні витрати входить вартість обслуговування і ремонту трансформатора та вартість втрат електроенергії в ньому.
Вигоди (зиск) від реалізації проекту зі встановлення трансформаторів на підстанції виокремити у даному випадку важко, оскільки цей проект є лише частиною загального проекту спорудження підприємства, у якому отримуються вигоди від реалізації кінцевої продукції.
Прогнози руху потоків грошових коштів проекту за n років, його використання в табличній формі наведений в табл. 4.2. Експлуатаційні витрати на ремонт і обслуговування та вартість втрат електроенергії позначені відповідно Ср.о та СЕ. Усі витрати коштів внесені зі знаком „-”, а вигоди – „+”.
Таблиця 4.2 Прогноз руху потоків грошових коштів проекту
|
Рік |
Витрати |
Вигоди (зиск) |
Річний потік грошових коштів |
Ставка дисконту |
Зведена вартість коштів |
Кумулятивний потік коштів |
|
|
капітальні |
експлуатац. |
||||||
|
0 |
–K |
0 |
0 |
–K |
1 |
–K |
–K |
|
1 |
0 |
–(Cр.о.+ +СЕ) |
0 |
–(Cр.о.+СЕ) |
(1+r)-1 |
–(Cр.о.+ +СЕ)(1+r)-1 |
–K–(Cр.о.+СЕ) (1+r)-i |
|
2 |
0 |
–(Cр.о.+ +СЕ) |
0 |
–(Cр.о.+СЕ) |
(1+r)-2 |
–(Cр.о.+ +СЕ)(1+r)-2 |
–K–(Cр.о.+СЕ) |
|
… |
|||||||
|
n |
0 |
–(Cр.о.+ +СЕ) |
0 |
–(Cр.о.+СЕ) |
(1+r)-n |
–(Cр.о.+ +СЕ)(1+r)-n |
–K–(Cр.о.+СЕ) |
Використання системи енергозабезпечення об’єкту й, зокрема, кабельної лінії, як одного з її елементів, не приносить явно вираженого доходу, а тому у розрахунках варіантів систем енергозабезпечення складову доходу часто не враховують.
У цьому випадку загальні витрати коштів даного варіанту за n років експлуатації зведені до початку першого року експлуатації у аналітичній формі матимуть вид (зна мінус упущено)
,
де К- капіталовкладення варіанту;
Ср.о – відрахування на ремонт, обслуговування і амортизацію;
Се – вартість втрат електроенергії;
r – процентна ставка;
і –термін служби обладнання;
(1+r)-i =КД – коефіцієнт дисконтування.
Експлуатаційні витрати на ремонт і обслуговування та вартість втрат електроенергії в лінії знаходяться з рівнянь
,.
де Ер.о – частка вартості ремонту і обслуговування лінії, вирахувана через капіталовкладення (в.о.);
R – активний опір лінії;
ρ – питомий опір провідника;
L, F – довжина лінії і переріз провідника;
I – струм в лінії;
– вартість електроенергії.
Втрати потужності за розрахункового струму Ір=212,38 А для перерізу 185 мм2 складають:
2×R×L =3×212,382×0,6×0,5=40,5 кВт.
Маючи втрати потужності, шукаю втрати енергії:
∆W = ∆P×τ;
∆W =40,5×2000=81000 кВт×год.
Звідси вартість втрат електроенергії:
Се=×;
Се=81000×1,3=105,3 тис. грн.
Експлуатаційні витрати на ремонт і обслуговування знаходяться з рівняння:
Cро= Ер.о. × К;
де К – капіталовкладення (в тис .грн.);
Еро=0.065 або =6,5%.
Cро=25×0,065=1,625 тис. грн.
Для заданого випадку загальні витрати коштів за n років:
B= K + (Cpo+Се) × КД;
де КД - коефіцієнт дисконтування.
Для мого випадку сума КД= 6.81
В=25+(1,625+105,3) × 6.81=1190,27 тис. грн.
Таблиця 4.3 Характеристики проводів будинку
|
Пререріз |
Питома вартість |
Довжина лінії |
Вартість кабеля |
Відрах. на ремонт |
Опір |
Втрати потужності |
Втрати енергії |
Вартість втрат енергії |
Експлуат. витрати |
Сума відрухування на ремонт та вартість втрат |
Дисконтовані витрати |
Густина струму |
|
|
мм² |
тис. грн/км |
км |
тис. грн |
тис. грн |
Ом |
кВт |
кВт год |
тис. грн |
тис. грн |
тиc. грн |
тис. грн |
А/мм² |
|
|
4*50 |
50 |
26,32 |
0,2 |
5,26 |
0,34 |
0,62 |
16,78 |
33559,7 |
43,6 |
44,0 |
299,5 |
304,7 |
4,2 |
|
4*70 |
70 |
48,37 |
0,2 |
9,67 |
0,63 |
0,443 |
11,986 |
23971,2 |
31,2 |
31,8 |
216,5 |
226,2 |
3,0 |
|
4*95 |
95 |
62,24 |
0,2 |
12,4 |
0,81 |
0,326 |
8,8315 |
17663 |
23,0 |
23,8 |
161,9 |
174,3 |
2,2 |
|
4*120 |
120 |
83,78 |
0,2 |
16,8 |
1,09 |
0,258 |
6,9916 |
13983,2 |
18,2 |
19,3 |
131,2 |
148,0 |
1,8 |
|
4*150 |
150 |
100,7 |
0,2 |
20,1 |
1,31 |
0,207 |
5,5933 |
11186,6 |
14,5 |
15,9 |
128,1 |
148,2 |
1,4 |
|
4*185 |
185 |
123,45 |
0,2 |
24,7 |
1,6 |
0,168 |
4,5351 |
9070,19 |
11,8 |
13,4 |
115,9 |
140,6 |
1,1 |
Таблиця 4.4 Характеристики проводів найбільш завантаженої лінії
|
Пререріз |
Питома вартість |
Довжина лінії |
Вартість кабеля |
Відрах. на ремонт |
Опір |
Втрати потужності |
Втрати енергії |
Вартість втрат енергії |
Експлуат. витрати |
Сума відрухування на ремонт та вартість втрат |
Дисконтовані витрати |
Густина струму |
|
|
мм² |
тис. грн/км |
км |
тис. грн |
тис. грн |
Ом |
кВт |
кВт год |
тис. грн |
тис. грн |
тиc. грн |
тис. грн |
А/мм² |
|
|
2*(4*50) |
50 |
36 |
0,2 |
35,79 |
2,33 |
0,62 |
36,167 |
72334 |
94,0 |
96,4 |
656,3 |
692,1 |
2,4 |
|
2*(4*70) |
70 |
45,6 |
0,2 |
45,64 |
2,97 |
0,44 |
25,834 |
51667 |
67,2 |
70,1 |
477,7 |
523,3 |
2,6 |
|
2*(4*95) |
95 |
59,8 |
0,2 |
59,75 |
3,88 |
0,33 |
19,035 |
38071 |
49,5 |
53,4 |
423,3 |
483,0 |
1,9 |
|
2*(4*120) |
120 |
73,5 |
0,2 |
73,45 |
4,77 |
0,26 |
15,07 |
30139 |
39,2 |
44,0 |
372,8 |
446,3 |
1,5 |
|
2*(4*150) |
150 |
87,1 |
0,2 |
87,13 |
5,66 |
0,21 |
12,056 |
24111 |
31,3 |
37,0 |
339,2 |
426,3 |
1,2 |
|
2*(4*185) |
185 |
103,8 |
0,2 |
103,83 |
6,75 |
0,17 |
9,7749 |
19550 |
25,4 |
32,2 |
322,9 |
426,7 |
1,0 |
4.2 Розрахунок струмів короткого замикання
Призначенням розрахунку струму КЗ є перевірка обладнання на термічну та динамічну стійкість. Виявлення умов роботи споживачів під час КЗ.
Спершу слід скласти розрахункову та заступну схеми для розрахунку струму короткого замикання (рис 4.2).
Рис. 4.2 Розрахункова та заступні схеми
Спочатку вибираємо потужність трансформатора:
Розраховуємо параметри заступної схеми:
де – напруга досліду короткого замикання, %;
– номінальна потужність трансформатора, кВА;
– номінальна напруга трансформатора, кВ;
де – втрати короткого замикання, кВт.
Провівши розрахунки отримаємо наступне:
Параметри кабельної лінії АВВГ 4х50:
r0=0.62 Ом/км; хо=0,062 Ом/км; L=0,2 км
де – опір кабельної лінії на 1 км, Ом/км;
– довжина кабельної лінії, км.
де – індуктивний опір кабельної лінії на 0,2 км, Ом/км.
Отже активний та реактивний опори кабельної лінії становлять:
=0,620,2=0,124 Ом;
.
Обчислюємо результуючий опір усіх елементів:
Ом.
Розраховуємо усталене значення струму КЗ за формулою:
;
А.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
7
ДР-7.05070107-2014
Виконавець
Корнацький В.В.
Керівник
Турковський В.Г.
Консультант
Н. Контр.
Зав. каф.
Маліновський А.
Енергозабезпечення комплексу житлових будівель ЛКП “Бондарівка” та розроблення заходів з підвищення ефективності енерговикористання
Літ.
Акрушів
Національний університет ”Львівська політехніка”,
ІЕСК, гр. ЕНМс-1
5. ВИТРАТИ ЕНЕРГІЇ НА ОБІГРІВАННЯ ЖИТЛОВИХ БУДІВЕЛЬ МІКРОРАЙОНУ
5.1 Розрахунок енерговитрат будівель за методом енергетичного балансу
Теплота, що надходить у будівлю, витрачається на відшкодування витрат крізь огороджувальні конструкції (стіни, підлога, стеля, вікна, двері) та на підігрівання зовнішнього повітря, що надходить через систему вентиляції й шляхом інфільтрації через вікна та двері.
Втрати тепла кожною будівлею є індивідуальні, вони залежать від характеристик використаних будівельних матеріалів, геометричних розмірів будівлі та її елементів тощо. Однак, враховуючи, що спорудження будинків здійснювалось у багатьох випадках за типовими проектами з використанням будівельних матеріалів з близькими характеристиками для орієнтовних розрахунків можна використати питомі опалювальні характеристики.
Питома опалювальна характеристика qo[Вт/м3/0С або кал/год/м3/0С]– це потужність, що необхідна для обігрівання одиниці об’єму будинку за перепаду температур внутрішнім його об’ємом і зовнішнім середовищем у 10С.
Річна потреба у теплоті на опалення [МВт год або Гкал] визначається за формулою
=;
де
– об’єм будівлі за зовнішнім обміром, м3;
tвн – розрахункова внутрішня температура;
tсер.о - розрахункова середня температура зовнішнього середовища;
n0 - розрахункова тривалість опалювального сезону, діб.
-табличне значення опалювальної характеристики для температури
зовнішнього середовища «мінус» 300С;
α - коефіцієнт перерахунку значень qo до заданої розрахункової температури (для tр.о=-200C, α=1,17; для tр.о =-190C α=1,194).
Розрахункові кліматологічні дані для міста Лавова: tp.o.=-19, tp.в =-9,0, tсер.о=-0,2, nо=191 (ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010).
Зовнішній будівельний об`єм будинків приймають за даними Української асоціації організацій технічної інвентаризації.
Будівельний об`єм надземної частини будови з неопалюваним горищем визначається множенням площі горизонтального розрізу за зовнішнім обміром будови на рівні першого поверху вище цоколю на повну висоту будинку, виміряну від рівня чистої підлоги першого поверху до верхньої площини теплоізоляційного шару перекриття горища, при безгорищних покрівлях - до середньої відмітки верхньої поверхні покрівлі.
Будівельний об`єм підземної частини будинку визначається множенням площі горизонтального розрізу за зовнішнім обміром будинку на рівні першого поверху вище цоколю на висоту будинку, виміряну від рівня чистої підлоги першого поверху до рівня підлоги підвалу чи цокольного поверху.
При визначенні площі згаданого вище розрізу архітектурні деталі, що виступають на поверхні стін, а також ніші в стінах будинку та неопалювані лоджії не враховуються.
При наявності опалюваних підвалів до одержаного вказаним шляхом об`єму будинку додають 40 % кубатури опалюваного підвалу.
Якщо споруда зайнята організаціями чи установами різного характеру, то розрахункове навантаження на опалення визначається для кожного приміщення окремо з урахуванням об`єму, що займається, і прийнятих розрахункових температур внутрішнього повітря для даних приміщень.
Для визначення потреб тепла за методом енергетичного балансу знаходять складові витрат тепла і його надходжень у будівлю, які наведені у таблиці 6.1.
Таблиця 6.1 Зведені тепловтрати
|
Витрати тепла |
Надходження тепла |
|
стіни |
теплопостачання |
|
вікна |
сонячна радіація |
|
стеля |
технологічне обладнання |
|
підлога |
система освітлення |
|
інфільтраційні |
персонал |
|
вентиляційні |
|
|
додаткові |
Зведення всіх складових надходжень і витрат теплоти в тепловому балансі приміщення визначає дефіцит або надлишок теплоти. Дефіцит теплоти вказує на необхідність встановлення у приміщенні системи опалення (СО).
Теплову потужність СО будинку, можна визначити, склавши баланс втрат теплоти приміщень для холодного періоду року, у вигляді:
де – тепловтрати через захищення приміщення, Вт; – тепловтрати на нагрівання інфільтраційного повітря, Вт; – регулярний тепловий потік, який надходить в кімнати і кухні житлових будинків, Вт, ( підлоги).
Теплову потужність СО будинку з герметичними вікнами можна визначити за таким тепловим балансом:
де – втрати теплоти на нагрівання припливного вентиляційного повітря (кількість вентиляційного зовнішнього повітря приймають з розрахунку однократного повітрообміну за годину), Вт; – кількість теплоти, утилізованої з викидного вентиляційного повітря, Вт.
З врахуванням теплоти сонячної радіації тепловий баланс набуде вигляду:
де – розрахункова кількість теплоти сонячної радіації, що надходить у приміщення будинку, Вт.
Тепловтрати через захищення дорівнюють сумі втрат теплоти через зовнішні захищення приміщення, а також втрат або надходжень теплоти через внутрішні захищення (); враховують, якщо температура повітря у сусідніх приміщеннях нижча або вища на 3°С і більше від температури у даному приміщенні.
Для спрощення розрахунків тепловтрати приміщеннями розбивають на основні тепловтрати через зовнішні огородження, та додаткові.
Основні тепловтрати складаються з тепловтрат через окремі огородження приміщення (стіни, вікна, двері, підлогу, стелю), що визначаються за формулою
де – площа огородження, ; – температура внутрішнього та зовнішнього повітря, °С; – опір теплопередачі огородження, .
Тепловтрати приміщення, які приймаються за розрахункові при виборі теплової потужності системи опалення, визначаються як сума розрахункових втрат тепла через всі його зовнішні огорожі. Крім цього, повинні враховуватись втрати чи надходження тепла через внутрішні огорожі: якщо температура повітря в сусідніх приміщеннях нижче або вище температури в даному приміщенні на 3°С і більше.
Передача тепла з приміщення нижнього поверху через конструкцію підлоги є складним процесом. Враховуючи порівняно малий відсоток тепловтрат через підлогу від загальних теплових втрат приміщення, застосовують спрощену методику розрахунку. Тепловтрати через підлогу, розміщену на ґрунті, розраховують по зонам. Для цього поверхню підлоги ділять на смуги шириною 2 метри (рис. 3), паралельно зовнішнім стінам. Смугу, найближчу до зовнішньої стіни, позначають першою зоною, наступні дві смуги другою і третьою, а всю решту поверхню підлоги – четвертою зоною.
Розрахунок тепловтрат кожної зони проводять за формулою приймаючи . За величину приймають умовний опір теплопередачі, який для кожної зони неутепленої підлоги беруть рівним: для першої зони , для другої зони , для третьої зони , для четвертої зони .
Якщо в конструкції підлоги, розміщеної безпосередньо на ґрунті, є шар матеріалів, теплопровідність яких менше 1.2, то така підлога називається утепленою.
Термічний опір утеплюючи шарів у кожній зоні додають до опорів так, що умовний опір теплопередачі кожної зони утепленої підлоги є рівним:
де – опір теплопередачі неутепленої підлоги відповідної зони, ; – товщина і теплопровідність утеплюючих шарів, м.
Поверхня підлоги в першій зоні має підвищені тепловтрати, тому її площу розміром 2×2 м враховують під час визначення загальної площі першої зони двічі.
Підземні частини зовнішніх стін розглядаються при розрахунку тепловтрат як продовження підлоги. Розбивка на смуги – зони в цьому випадку робиться від рівня землі по поверхні підземної частини стін і далі по підлозі. Умовний опір теплопередачі для зон приймають і розраховують так як для утепленої підлоги при наявності утеплювальних шарів, якими в даному випадку є шари конструкції стін.
На орієнтацію огороджень величину добавки приймають відносно сторін світу (рис. 3) незалежно від призначення будівлі.
Додаткові тепловтрати на орієнтацію розраховують для всіх вертикальних і похилих до вертикалі зовнішніх захищень.
|
Рис.6.1.Значення додаткових до основних тепловтрат через зовнішні захищення залежно від їх орієнтації. |
|
На обдування огородження вітром. Якщо розрахункова зимова швидкість вітру не перевищує 5 м/с, то добавка на обдування приймається в розмірі 5% тепловтрат для огороджень, захищених від вітру, і 10% – для незахищених. Огородження вважається захищеним, якщо відстань по висоті від верху огородження до верху захищаючого його протилежного будинку більше 1/5 відстані між ними.
На висоту приміщення. При висоті приміщення громадських будівель більше 4 м величин тепловтрат через всі огородження збільшується на 2% на кожен метр висоти понад 4 м, але не більш 15%. Ця добавка не поширюється на сходові клітки. Сходові приміщення це переважно високі приміщення, тому для зменшення тепловтрат їх доцільно зонувати (розбивати на ізольовані по висоті зони).
У виробничих приміщеннях, де температури повітря під перекриттям і в робочій зоні можуть відрізнятися одна від одної у більших межах, ніж у приміщеннях громадських будівель, додаткові втрати тепла визначаються розрахунком з урахуванням розподілу температури по висоті.
На продування приміщення додається 5% до втрат тепла через вертикальні огородження.
На проникання холодного повітря, через зовнішні двері при їхньому відкриванні. Приймаються наступні величини добавок: у громадських будівлях при відсутності в зовнішніх дверях повітряних завіс і проходженні через двері за 1 год. 500-600 чоловік – 400-500% від основних втрат тепла через ці двері.
Оскільки ця додача значна, то з метою її зменшення входи в будинки необхідно передбачити з тамбуром, шлюзом або обладнати обертовими дверима. У багатоповерхових будинках будь-якого призначення при подвійних дверях без тамбура між ними – 100%, при подвійних, але з тамбуром – 80% і при одинарних дверях без тамбура – 65%
На інфільтрацію зовнішнього повітря. У житлових і громадських 3-8-поверхових будинках з подвійним склінням і при відсутності приточної вентиляції ця добавка враховується в розмірі від 5 до 20% основних тепловтрат у залежності від кількості поверхів будинку і поверху, що розраховується.
Варто знати, що в суспільних і виробничих приміщеннях з великою кількістю вікон і ліхтарів втрати тепла в результаті інфільтрації повітря можуть досягати значних розмірів – до 40-50% і більше основних тепловтрат.
5.2 Розроблення енергетичного паспорта будівлі
Опір теплопередачі термічно однорідної непрозорої огороджувальної конструкції розраховується за формулою
RΣ = ,
де αв, αз - коефіцієнти тепловіддачі внутрішньої і зовнішньої поверхонь огороджувальної конструкції, Вт/(м2 · К), які приймаються згідно з додатком Е;
Rі - термічний опір і-го шару конструкції, м2 · К/Вт;
λip - теплопровідність матеріалу i-го шару конструкції в розрахункових умовах експлуатації (згідно з додатком Л), Вт/(м · К).
Визначаємо втрати тепла для будівлі Скорини, 16.
Езкіс зовнішньої стіни будівлі показано на рисунку 5.2
Опір зовнішньої стіни дорівнює:
Rзс=1,09 м2 · К/Вт.
Рис. 5.2 Зовнішня стіна
Опір огороджувальної конструкції підвалу дорівнює:
Rпд=1,29 м2 · К/Вт.
Опір горищного перекриття дорівнює:
Rгп=1,44 м2 · К/Вт.
Обчислюємо тепловтрат в цілому для будинку Скорини 16. Тепловтрати через огороджувальні конструкції обчислюємо за формулою:
Q=s ×(tв-tз) (1+к) × 1/Rк.
де s - площа огороджувальної конструкції, в цьому випадку зовнішня стіна;
tз - середня температура за опалювальний період (-0,2 градуси);
tв - температура в квартирі ( 18 градусів);
к - коефіцієнт на орієнтацію стіни(приймається від 0,05 до 0,1);
Rк – опір огороджувальної конструкції.
Зводимо їх у таблицю 6.2
|
Вид конструкції |
Тепловтрати, Вт |
|
стіна, південна сторона |
1965,6 |
|
стіна, східна сторона |
3079,44 |
|
стіна, північна сторона |
2162,16 |
|
стіна, західна сторона |
3144,96 |
|
горишне перекриття |
3748,12 |
|
підвальне перекриття |
4092,54 |
|
інфільтрація |
2360,90 |
|
вікна |
3538,08 |
|
вхідні двері |
254,80 |
|
додаткові |
2124,81 |
|
разом |
26758,30 |
Таблиця 6.2 Тепловтрати будівлі Скорини 16
Маючи загальні тепловтрати будинку можемо визначити питомі тепловтрати на :
Qп1=26758,3/2548=10,5 Вт/
Таблиця 6.3Тепловтрати через огороджувальні конструкції
|
Будинок |
Вид конструкції |
Тепловтрати, Вт |
|
Скорини 18 |
зовнішні стіни |
8418,58 |
|
горишне перекриття |
2883,17 |
|
|
півал |
3148,11 |
|
|
вікна |
1605,24 |
|
|
вхідні двері |
198,74 |
|
|
інфільтраційні |
1771,67 |
|
|
додаткові |
1594,50 |
|
|
разом |
19620,01 |
|
|
Скорини 30 |
зовнішні стіни |
66377,72 |
|
горишне перекриття |
7784,55 |
|
|
півал |
8499,89 |
|
|
вікна |
11007,36 |
|
|
вхідні двері |
416,416 |
|
|
інфільтраційні |
10123,65 |
|
|
додаткові |
9111,28 |
|
|
разом |
113320,87 |
|
|
Скорини 38 |
зовнішні стіни |
72121,14 |
|
горишне перекриття |
8649,50 |
|
|
півал |
9444,32 |
|
|
вікна |
35926,80 |
|
|
вхідні двері |
458,64 |
|
|
інфільтраційні |
13419,64 |
|
|
додаткові |
12660,04 |
|
|
разом |
152680,09 |
Тепер розраховуємо питомі тепловтрати для цих будинків:
Qп2=19620,01/1410=13.9 Вт/
Таблиця 6.4 Питомі тепловтрати мікрорайону
|
Будинок |
Питомі тепловтрати, Вт/ |
|
Скорини 16 |
10,5 |
|
Скорини 18 |
13,9 |
|
Скорини 20 |
5,2 |
|
Скорини 22 |
10,5 |
|
Скорини 24 |
4,9 |
|
Скорини 30 |
3,1 |
|
Скорини 32 |
3,1 |
|
Скорини 36 |
5,2 |
|
Скорини 38 |
7,1 |
Маючи питомі тепловтрати можемо знайти тепловтрати мікрорайону за опалювальний період:
Qт1= Qп1*V=10,5*26758*24*191=128,79 МВт*год.
Сумарні тепловтрати мікрорайону становлять:
∑Q=Qт1+…+Qт9=1288+1251+1999+5101+1442+1587+1578+774+4949=19181 МВт*год
Рис. 6.1 Тепловтрати мікрорайону
Надходження теплоти від перебування людей у приміщеннях розраховувати виходячи з таких умов: тепловиділення дорослої людини у стані спокою становить 105 Вт:
Qлюд = Qлюд11 * Nлюд11 * tроб * N0 =105*2208*7,5*191 =332,11 МВт.
Надходження теплоти за рахунок сонячної радіації (прямої і розсіяної) знаходиться за даними нижченаведеної таблиці, (МДж/м2/місяць, для широти 52°).
Таблиця 6.5 Теплонадхождення від сонця
|
Місяці |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
Пн |
0 |
0 |
0 |
110 |
176 |
206 |
212 |
130 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
ПнСх/ПнЗх |
0 |
0 |
152 |
243 |
332 |
370 |
340 |
268 |
191 |
110 |
0 |
0 |
|
Сх/Зх |
143 |
210 |
365 |
459 |
512 |
512 |
518 |
457 |
371 |
263 |
166 |
121 |
|
ПдСх/ПдЗх |
371 |
424 |
572 |
557 |
573 |
514 |
511 |
542 |
530 |
490 |
392 |
305 |
|
Пд |
495 |
566 |
692 |
558 |
497 |
427 |
452 |
520 |
584 |
611 |
543 |
475 |
Кількість сонячних днів протягом опалюваного сезону становить 30.
Знаходимо середньодобову потужність сонячної енергії для опалювального сезону:
МДж/(м2·доб).
Надходження теплоти за рахунок сонячної радіації за опалювальний сезон складуть:
× εв ζв =18,61×504×30×10-3 εв ζ в=
= 281,3 ·год.
Значення коефіцієнтів затінення світлового прорізу ζв =0,6 і відносного проникнення сонячної радіації, εв =0,63 вікон приймаються з ДБН В 2.6-31-2006.
Надходження теплоти від освітлювальних приладів та технологічного устаткування.
Оскільки нам не задана потужність системи освітлення, приймемо, що проектне питоме навантаження освітлення на одиницю площі підлоги становить 10 Вт/м2. Загальна встановлена потужність освітлювальних приладів тоді становитиме:
Росв = 10× 24904,6 =249046 Вт.
Враховуючи коефіцієнт технічної справності освітлювальних приладів 0,9, коефіцієнт одночасності увімкнення 0,85 та середньодобову тривалість увімкнення 4 години на протязі опалювального сезону визначимо річне споживання електричної енергії:
Wосв=249×0,9×0,85×4×191=145530,5 кВт×год.
Таблиця 6.6 Енергетичний баланс мікрорайону
|
Складові теплонадходжень |
Надходження тепла |
|
|
МВт*год |
% |
|
|
Сонячна радіація |
281,3 |
1,4 |
|
Система освітлення і технологічне обладнення |
145,53 |
0,75 |
|
Персонал |
332,11 |
1,7 |
|
Теплопостачання |
18422 |
96,04 |
|
Всього |
19181 |
100 |
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
7
ДР-7.05070107-2014
Виконавець
Корнацький В.В.
Керівник
Турковський В.Г.
Консультант
Н. Контр.
Климук П.П.
Зав. каф.
Маліновський А.
Енергозабезпечення комплексу житлових будівель ЛКП “Бондарівка” та розроблення заходів з підвищення ефективності енерговикористання
Літ.
Акрушів
Національний університет ”Львівська політехніка”,
ІЕСК, гр. ЕНМс-1
6. РОЗРАХУНОК ТЕРМОМОДЕРНІЗАЦІЇ БУДІВЛІ
Для зовнішніх огороджувальних конструкцій опалюваних будинків та споруд і внутрішніх конструкцій, що розділяють приміщення, температура повітря в яких відрізняється на 3 °С та більше, обов'язкове виконання умов:
RΣпр ≥ R q min ,
Δtпр ≤ Δtcг
τ в min > tmin ,
де RΣпр - приведений опір теплопередачі непрозорої огороджувальної конструкції чи непрозорої частини огороджувальної конструкції (для термічно однорідних огороджувальних конструкцій визначається опір теплопередачі), приведений опір теплопередачі світлопрозорої огороджувальної конструкції, м2 · К/Вт;
R q min - мінімально допустиме значення опору теплопередачі непрозорої огороджувальної конструкції чи непрозорої частини огороджувальної конструкції, мінімальне значення опору теплопередачі світлопрозорої огороджувальної конструкції, м2 · К/Вт;
Δtпр - температурний перепад між температурою внутрішнього повітря і приведеною температурою внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, °С;
Δtcг - допустима за санітарно-гігієнічними вимогами різниця між температурою внутрішнього повітря і приведеною температурою внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, °С;
τ в min - мінімальне значення температури внутрішньої поверхні в зонах теплопровідних включень в огороджувальній конструкції, °С;
tmin - мінімально допустиме значення температури внутрішньої поверхні при розрахункових значеннях температур внутрішнього й зовнішнього повітря, °С.
Мінімально допустиме значення R q min опору теплопередачі непрозорих огороджувальних конструкцій, світлопрозорих огороджувальних конструкцій і дверей житлових і громадських будинків встановлюється згідно з таблицею 1 залежно від температурної зони експлуатації будинку, що приймається згідно з додатком В.
Таблиця 6.1 Мінімально допустиме значення опору теплопередачі огороджувальної конструкції житлових та громадських будинків (Rq min)
|
№ поз. |
Вид огороджувальної конструкції |
Значення Rq min, м2 ·К/Вт, для температурної зони |
|
|
І |
ІІ |
||
|
1 |
Зовнішні стіни |
3,3 |
2,8 |
|
2 |
Суміщені покриття |
5,35 |
4,9 |
|
3 |
Горищні покриття та перекриття неопалювальних горищ |
4,95 |
4,5 |
|
4 |
Перекриття над проїздами та неопалювальними підвалами |
3,75 |
3,3 |
|
5 |
Світлопрозорі огороджувальні конструкції |
0,75 |
0,6 |
|
6 |
Вхідні двері в багатоквартирні житлові будинки та в громадські будинки |
0,5 |
0,45 |
|
7 |
Вхідні двері в малоповерхові будинки та в квартири, що розташовані на перших поверхах багатоповерхових будинків |
0,65 |
0,6 |
У разі реконструкції будинків, що виконується з метою їх термомодернізації, допускається для непрозорих огороджувальних конструкцій приймати значення R q min згідно з таблицею 1 з коефіцієнтом 0,8.
6.3 Техніко-економічне обгрунтування термомодернізації
Оскільки саме більші тепловтрати будинків спостерігається через стіни проведемо розрахунок тепловтрат через огороджуючі конструкції будинку за утеплення стін з використанням ізоляційного шару бетолю. Це твердий тепло- та звукоізоляційний плитний матеріал, що за фізичною структурою є подібним до традиційного стінового матеріалу - ніздрюватого (комірчастого) бетону, але відрізняється від останнього значно нижчою питомою густиною та технологією виготовлення. Близько 85% об'єму матеріалу бетоль займають повітряні пори, решта - цементно-силікатний каркас, стінка якого має мікропористу завдяки застосуванню спеціальних компонентів структуру. Завдяки застосуванню при виготовленні матеріалу виключно природних мінеральних складників, бетоль є продуктом абсолютно нейтральним щодо впливу на оточуюче середовище та умови життєдіяльності людини, що ідеально підходить для утеплення житлових будівель. Технічні характеристики матеріалу бетолю показані нижче в табл.8.1.
Таблиця 6.2 Технічні характеристики матеріалу бетоль
|
Середня густина (ρ0) |
кг/м3 |
200 |
|
Міцність на стискання (Rсер) |
кг/см2 (МПа) |
5,0 (0,5) |
|
Паропроникність (µ) |
мг/(мхгод хПа) |
0,28 |
|
Температура застосування |
°С |
-50 до +600 |
|
Коефіціент теплопровідності (λ0) |
Вт/(мхК) |
0,05 |
|
Клас пожежної безпеки |
НГ (негорюча) |
Для отеплення використовуємо бетоль товщиною 6 см і теплопровідністю λ=0,05 Вт/(м∙°C).
Рис. 6.1. Схематичне зображення стіни в розріз
Опір зовнішньої стіни дорівнює:
Rзс=2,4 м2×К/Вт.
Для отеплення горищного перекриття використовуємо вату мінеральну з теплопровідністю λ=0,06 Вт/(м∙°C) і товщиною 18 см.
Тоді опір горищного перекриття буде дорівнювати:
Rгп=4,3 м2×К/Вт.
Для отеплення підвалу використовуємо вату мінеральну з теплопровідністю λ=0,06 Вт/(м∙°C) і товщиною і товщиною 8 см.
Опір огороджувальної конструкції підвалу дорівнює:
Rпд=2,6 м2×К/Вт.
Зводимо дані розрахунків в таблицю 8.2.
Таблиця 6.3 Тепловтрати будинку Скорини 16 після модернізації
|
Вид конструкції |
Тепловтрати, Вт |
|
стіна, південна сторона |
887,25 |
|
стіна, східна сторона |
975,98 |
|
стіна, північна сторона |
1353,85 |
|
стіна, західна сторона |
1388,89 |
|
горишне перекриття |
1760,74 |
|
підвальне перекриття |
2912,00 |
|
інфільтрація |
1448,09 |
|
вікна |
4127,76 |
|
вхідні двері |
254,80 |
|
додаткові |
1303,29 |
|
разом |
16412,65 |
Маючи загальні тепловтрати будинку можемо визначити питомі тепловтрати на після утеплення будівлі:
Qп1=16412,6/2548=6,4 Вт/
Розрахуємо питомі тепловтрати для всіх будинків мікрорайону
Таблиця 6.4 Питомі тепловтрати мікрорайону після утеплення
|
Будинок |
Питомі тепловтрати, Вт/ |
|
Скорини 16 |
6,4 |
|
Скорини 18 |
7,9 |
|
Скорини 20 |
3,0 |
|
Скорини 22 |
6,0 |
|
Скорини 24 |
2,8 |
|
Скорини 30 |
1,7 |
|
Скорини 32 |
1,7 |
|
Скорини 36 |
3,2 |
|
Скорини 38 |
4,5 |
Сумарні тепловтрати мікрорайону після утеплення становлять:
∑Q=Qт1+…+Qт9=484,6+405,9+409,0+1640,0+473,4+476,6+476,6+293,4+1987,3=
=6647,0 МВт×год.
Таблиця 6.5 Енергетичний баланс мікрорайону
|
Складові теплонадходжень |
Надходження тепла |
|
|
МВт*год |
% |
|
|
Сонячна радіація |
281,3 |
4,23 |
|
Система освітлення і технологічне обладнення |
145,53 |
2,18 |
|
Персонал |
332,11 |
4,99 |
|
Теплопостачання |
5888,06 |
88,58 |
|
Всього |
6647,0 |
100 |
Рис.6.2 Діаграма надходжень тепла в будинок
Після термомодернізації житлових будинків нашого мікрорайону ми можемо економити за один опалювальний період 11775 Мвт×год що відповідає 10131,45 Гкал.
Ціна на 1 Гкал теплової енергії для цивільного населення становить 406,68 грн, постанова Кабінету Міністрів від 17.04.2014р. Отже за один опалювальний сезон ми економимо ВQ =4120,2 тис. грн.
Вартість утеплення будівель.
Спершу обчислюємо вартість утеплення горищного перекриття, знаючи попередньо площу будинків - 24904,6 м2, вартість роботи -230 грн/м2 і вартість вати мінеральної товщиною 18 см становить 145 грн/м2.
Отже вартість горищного перекриття становить:
Цгп=(230+145) ×24904,6=9339 грн.
Тепер обчислюємо вартість утеплення зовнішніх стін, при вартості 1м2 бетолю 60мм – 170 грн. Вартість роботи – 175 грн/м2.
Цзс=(175+170) ×46899,12=16180 тис.грн.
Обчислюємо вартість утеплення підвалу:
Цп=(230+60) ×24904=7222 тис.грн
Тоді загальна вартість термомодернізації становить:
Цм= Цгп+ Цзс+ Цп=9339+6180+7222=22741 тис.грн
Термін окупності становить:
Т= Цм /ВQ=22741/4120=5.5
Отже термін окупності становить 5,5 років що є досить не поганим показником. Також слід врахувати що з часом ціни на енергоносії будуть тільки зростати і кошти, які ми затратили для термомодернізації, швидче повернуться.
6.4 Енергетичний паспорт будівлі
Таблиця 6.6. Загальна інформація
|
Дата заповнення ( рік, місяць, число) |
20. 11. 2014 |
|
Адреса будинку |
Україна, Львівська обл., м. Львів, вул. Скорини, 38 |
|
Розробник проекту |
- |
|
Адреса і телефон розробника |
- |
|
Шифр проекту будинку |
- |
|
Рік будівництва |
1989 |
Таблиця 6.7. Розрахункові параметри
|
Найменування розрахункових параметрів |
Позначення |
Одиниці вимірювання |
Величина |
||
|
1 |
Розрахункова температура внутрішнього повітря |
tв |
oC |
18 |
|
|
2 |
Розрахункова температура зовнішнього повітря |
tз |
oC |
-19 |
|
|
3 |
Розрахункова температура теплого горища |
tвг |
oC |
2 |
|
|
4 |
Розрахункова температура техпідвалля |
tц |
oC |
5 |
|
|
5 |
Тривалість опалювального періоду |
zoп |
доба |
191 |
|
|
6 |
Середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період |
toп з |
oC |
-0.2 |
|
|
7 |
Розрахункова кількість градусо-діб опалювального періоду |
Dd |
oCдоба |
||
|
Таблиця 6.8 Геометричні, теплотехнічні та енергетичні показники |
|||||
|
Показник |
Позначе- ння і розмір-ність показника |
Норма- тивне значення показника |
Розрахун-кове (проектне) значення показника |
Фактичне значення показника |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Геометричні показники |
|||||
|
12 |
Загальна площа зовнішніх огороджувальних конструкцій будинку |
FΣ, м2 |
-- |
- |
7696.5 |
|
В тому числі: |
|||||
|
- стін |
Fнп, м2 |
-- |
- |
2760 |
|
|
- вікон і балконних дверей |
Fсп, м2 |
-- |
- |
872 |
|
|
- вітражів |
Fсп, м2 |
-- |
- |
- |
|
|
- ліхтарів |
Fсп, м2 |
-- |
- |
- |
|
|
- покриття (суміщених) |
Fд, м2 |
-- |
- |
- |
Продовження табл. 6.8
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
- горищних перекриттів (холодного горища) |
Fд, м2 |
-- |
- |
960 |
|
|
- перекриттів теплих горищ |
Fд, м2 |
-- |
- |
- |
|
|
- перекриттів над техпідпіллями |
Fц1, м2 |
-- |
- |
- |
|
|
- перекриттів над неопалюваними підвалами і підпіллями |
Fц2, м2 |
-- |
- |
960 |
|
|
- перекриттів над проїздами і під еркерами |
Fц3, м2 |
-- |
- |
- |
|
|
- підлоги по ґрунту |
Fц, м2 |
-- |
- |
- |
|
|
13 |
Площа опалюваних приміщень |
Fh, м2 |
-- |
- |
7196,9 |
|
14 |
Корисна площа (для громадських будинків) |
Fl, м2 |
-- |
- |
- |
|
15 |
Площа житлових приміщень і кухонь |
Fl, м2 |
-- |
- |
- |
|
16 |
Розрахункова площа (для громадських будинків) |
Fl, м2 |
-- |
- |
- |
|
17 |
Опалюваний об’єм |
Vh, м3 |
-- |
- |
21590,7 |
|
18 |
Коефіцієнт скління фасадів будинку |
F |
-- |
- |
0.44 |
|
19 |
Показник компактності будинку |
kк буд |
-- |
- |
0.56 |
|
Теплотехнічні та енергетичні показники |
|||||
|
Теплотехнічні показники |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
20 |
Приведений опір теплопередачі зовнішніх огороджень |
R∑пр , м2oC/Вт |
- |
- |
- |
|
- стін |
R∑пр ст |
3,3 |
3,3 |
1,1 |
|
|
- вікон і балконних дверей |
R∑пр в |
0,75 |
0,75 |
0.75 |
|
|
- вітражів |
R∑ пр вт |
- |
- |
- |
|
|
- ліхтарів |
R∑ пр л |
- |
- |
- |
|
|
- вхідних дверей, воріт |
R∑пр вд |
0,5 |
0,5 |
0.5 |
|
|
- покриттів (суміщених) |
R∑пр п |
- |
- |
- |
|
|
- горищних перекриттів (холодних горищ) |
R∑пр г |
4,95 |
4,95 |
2,02 |
|
|
- перекриттів теплих горищ (включаючи покриття) |
R∑пр пг |
- |
- |
- |
|
|
- перекриттів над техпідпіллями |
R∑пр пт |
- |
- |
- |
|
|
- перекриттів над неопалюваними підвалами або підпіллями |
R∑пр пн |
3,75 |
3,75 |
1,85 |
|
|
- перекриттів над проїздами й під еркерами |
R∑пр пп |
- |
- |
- |
|
|
R∑пр пд |
- |
- |
- |
Продовження табл. Продовження табл.6.7
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Енергетичні показники |
|||||
|
21 |
Розрахункові питомі тепловитрати |
qбуд , кВт . год/м2, [кВт . год/м3] |
- - |
272,1 100,8 |
851,4 315,3 |
|
22 |
Максимально допустиме значення питомих тепловитрат на опалення будинку |
Emax , кВт . год/м2, [кВт . год/м3] |
- - |
- - |
- - |
|
23 |
Клас енергетичної ефективності |
- |
D |
E |
Таблиця 6.8
Висновки за результатами оцінки енергетичних параметрів будинку
|
Вказівки щодо підвищення енергетичної ефективності будинку |
|
|
Рекомендовано: Провести роботи по збільшенню опору теплопередачі огороджувальних конструкцій шляхом їх утеплення теплоізоляційними матеріалами. |
Таблиця 6.9
|
Паспорт заповнений: |
||
|
Організація |
НУ «ЛП» |
|
|
Адреса и телефон |
Україна, Львівська обл., м. Львів, вул. С. Бандери, 28а. |
|
|
Відповідальний виконавець |
Ст. гр. ЕНМс – 21 Корнацький В.В. |
7. РОЗРОБЛЕННЯ ЗАХОДІВ З ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
7
ДР-7.05070107-2014
Виконавець
Корнацький В.В.
Керівник
Турковський В.Г.
Консультант
Н. Контр.
Климук П.П.
Зав. каф.
Маліновський А.
Енергозабезпечення комплексу житлових будівель ЛКП “Бондарівка” та розроблення заходів з підвищення ефективності енерговикористання
Літ.
Акрушів
Національний університет ”Львівська політехніка”,
ІЕСК, гр. ЕНМс-1
У всіх будинках даного мікрорайону в якості технічного освітлення використовують лампи розжарювання, які вважаються енерговитратними, тому пропоную замінити їх більш ефективними – люмінесцентними лампами.
Світлова віддача люмінесцентної лампи в середньому в п’ять разів більше, ніж в лампи розжарювання. Для прикладу: світловий потік люмінесцентної лампи 20 Вт приблизно дорівнює світловому потоку лампи розжарювання 100 Вт. Відповідно енергозберігаючі лампи дозволяють понизити вжиток електроенергії приблизно на 80% без втрати звичного для вас рівня освітленості кімнати.
Розрахуємо вартість потужності технічного освітлення для будинку по вулиці Скорини, 38.
Потужність встановленого освітлення на під’їзд складається з двох ламп розжарювання при вході у під’їзд та двох ламп розжарювання на кожен поверх ( 10 поверхів, 3 під’їзди):
P1осв,38= (2×Pл1+10×(2×Рл1))×3= (2×60 +10× (2×60)) ×3= 3960 Вт.
де Рл1= 60 Вт – потужність лампи розжарювання.
Далі розрахуємо встановлену потужність технічного мікрорайону:
Р1осв=Р1осв,16 + Р1осв,18 + …+ Р1осв,38 = 300 + 240 + 840 + 2160 + 1680 + 1080 + 1320 + 1320 + 840 + 3960 = 12060 Вт.
Розраховуємо вартість спожитої потужності технічним освітленням мікрорайону за рік за умови його роботи – 6 год/добу:
Ц1 = P1осв × с × 6× 365 =12,06 × 0,35 × 6 × 365 = 9243,99 грн.
де с = 0,35 грн/ кВт * год – тариф на електроенергію.
Тепер розрахуємо кількість спожитої потужності люмінесцентними лампами, її вартість, а також вартість самих ламп. Враховуючи що за світловіддачею люмінесцентна лампа потужністю 12 Вт відповідає лампі розжарювання потужністю
60 Вт.
Рис. 7.1 Люмінесцентна лампа
Розрахункова потужність технічного освітлення з використанням люмінесцентних ламп для будинку по вулиці Скорини, 38 становитиме:
P2осв,38 = (2 × Pл2 +10 × 2 × Рл2) × 3=(2 × 12+10× 2×12) ×3=792 Вт.
Розрахуємо встановлену потужність для мікрорайону:
Р2осв=Р2осв,16 + Р2осв,18 + …+ Р2осв,38= =60+48+168+432+336+144+264+264+168+792=2676 Вт.
Розраховуємо вартість спожитої потужності технічним освітленням мікрорайону за рік за умови його роботи – 6 год/добу:
Ц2 = P2осв × с × 6 × 365 = 2,67 × 0,35 × 6× 365=2046,55 грн.
Вартість люмінесцентної лампи потужністю 12 вт становить 10 грн, тому вартість заміни всіх ламп у мікрорайоні становитиме:
Цл = N * 9.2 =223 × 10 = 2230 грн.
Заощадження після проведення модернізації становитиме:
∆Ц = Ц1 – Ц2 – Цл =9243,99-2046,55-2230=4967,44.
Термін окупності даного заходу становитиме:
Ток = Ц1 / ∆Ц = 9243,99 / 4967,44 = 1,8.
Отже термін окупності становить менше 2 років.
Зав. каф
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
БКР-7.05070108-2014
Виконавець
Корнацький В.В.
Керівник
Турковський В.Г.
Консультант
Н.Контр.
Климук П.П.
Зав. каф
Маліновськи А.А.
Енергозабезпечення комплексу житлових будівель та розроблення заходів з підвищення ефективності енерогвикористання
Національний університет ”Львівська політехніка”,
ІЕСК, гр. ЕНМс-21
8.СИСТЕМА КОНТРОЛЮ ТА ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНУВАННЯ ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГОРЕСУРСІВ НА ОБ’ЄКТІ
У сучасній практиці багатьох країн світу діяльність в галузі енергозбереження носить назву енергетичний менеджмент (Energy management). Вперше це поняття з'явилося в 70-х роках минулого сторіччя в економічно розвинених країнах Західної Європи, у США і Японії. Під цим терміном прийнято розуміти самостійну область знань, науку, методологію, а також практичний інструментарій здійснення процесу управління використанням усіх видів паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР). Причому мається на увазі, що управління використанням енергоресурсів повинно забезпечувати розумні, технічно та економічно обґрунтовані потреби людини в паливі та енергії, забезпечити мінімальний негативний вплив на навколишнє середовище, а також умови для ефективного використання ресурсного та інвестиційного потенціалу будь-якого господарського об'єкта.
Таким чином, основною метою управління використанням ПЕР на тому чи іншому виробничо-господарському об'єкті є досягнення високої енергетичної ефективності господарювання при одночасному раціональному використанні всіх інших його ресурсів. Для досягнення цієї мети на будь-якому об'єкті в зарубіжній практиці створюється спеціальна система енергетичного менеджменту, яка являє собою впорядковану сукупність взаємопов'язаних та взаємодіючих елементів, призначених для виконання відповідних функцій.
Постановка проблеми. В Україні ще з часів колишнього СРСР контроль та управління ефективністю використання паливно-енергетичних ресурсів в усіх галузях суспільного виробництва, зокрема і в бюджетній сфері, традиційно здійснювались на основі системи нормування питомих витрат палива та енергії.
Однак досвід багатьох попередніх десятиліть, а також останніх 10…15 років свідчить, що діюча в нашій державі система нормування питомих витрат ПЕР має
низку суттєвих недоліків, які не дозволяють вважати відповідні норми, що встановлюються для різних підприємств, організацій та установ на основі діючих методик, достатньо обґрунтованими і прогресивними.
Отже, на підставі таких недосконалих «еталонів» енергоефективності не може бути вироблена оптимальна стратегія енергозбереження, не може правильно здійснюватись економічне стимулювання підвищення ефективності енерговикористання, не можуть коректно застосовуватись штрафні санкції за нераціональне використання ПЕР, тобто, не може здійснюватись якісне, дієве управління використанням палива та енергії. Все зазначене повною мірою стосується також об’єктів бюджетної сфери, в тому числі, і навчальних закладів.
Одним з найбільш очевидних недоліків існуючої системи нормування питомих витрат паливно-енергетичних ресурсів є проблема вибору одиниць вимірювання обсягу виробництва продукції, виконання роботи чи надання послуг, по відношенню до яких слід встановлювати відповідні норми енергоспоживання. Невирішеним це питання залишається і для закладів освіти. Це призводить до того, що норми питомої витрати палива та енергії, що визначаються для навчальних закладів, є величинами дуже нестабільними у часі, здебільшого, суттєво різними навіть для однорідних за призначенням об’єктів, і тому встановлюються у вигляді досить широких інтервалів їх значень.
До того ж, для поступового підвищення ефективності використання палива та енергії, підтримки вже досягнутого її рівня не достатньо тільки стратегічного (довгострокового) управління енергозбереженням на об'єкті. Необхідно здійснювати також оперативне управління ефективністю використання ПЕР. З цієї точки зору існуюча система нормування питомих витрат палива та енергії є абсолютно непридатною.
Виходячи з зазначених міркувань та звертаючи увагу на зарубіжний досвід, стає очевидним, що в нашій державі є необхідним якомога скоріше активізувати наукові дослідження в напрямку розробки, експериментальної перевірки та впровадження сучасних підходів та методів контролю і управління ефективністю енерговикористання, альтернативних нормуванню питомих витрат паливно-енергетичних ресурсів, зокрема, і для закладів освіти.
На думку авторів, одним з доцільних та перспективних напрямків таких досліджень є аналіз та розвиток теоретичних основ і практичного досвіду застосування систем енергетичного менеджменту для вирішення задач контролю та управління енергоефективністю виробничо-господарських об’єктів.
Зокрема, що стосується оперативного управління ефективністю використання ПЕР, в будь-якій системі енергоменеджменту створюється і постійно функціонує підсистема з аналогічною назвою. Ця підсистема являє собою сукупність певної кількості однакових за призначенням елементів. У теорії і практиці енергетичного менеджменту в країнах Західної Європи, США, Японії ці елементи мають назву систем контролю і планування енергоспоживання (Monitoring and Targeting Systems або системи КіП).
Метою створення і функціонування систем КіП, крім оперативного управління ефективністю використання ПЕР, є також моніторинг реально досягнутих результатів впровадження проектів енергозбереження на об'єкті управління.
Слід зазначити, що методологія створення та функціонування подібних систем в колишньому Радянському Союзі розроблялася ще у 80-ті роки минулого сторіччя,
проте результати роботи у цьому напрямі, отримані у тому числі в Україні (зокрема, і у НТУУ «КПІ»), практичного застосування не знайшли, оскільки вони суперечили основним принципам діючої на той час системи контролю та управління ефективністю використання ПЕР.
Автори цієї статті здійснюють наукові дослідження в напрямку удосконалення та подальшого розвитку методів оперативного контролю ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів на різних виробничо-господарських об’єктах, базуючись як на вітчизняному, так і на зарубіжному досвіді виконання цієї функції в системах енергетичного менеджменту.
Актуальність дослідження. Забезпечення раціонального використання паливно-енергетичних ресурсів, практичне вирішення задач енергозбереження в усіх галузях національної економіки на сьогоднішній день є однією з найбільш актуальних, можна сказати, життєво важливих проблем для всіх держав Східної Європи, в тому числі, і для України.
На думку авторів, об’єктивне, обґрунтоване вирішення питання кількісної оцінки та контролю рівня ефективності енерговикористання на різних виробничо- господарських об’єктах є однією з необхідних, можна сказати, ключових умов досягнення помітних практичних результатів у сфері енергозбереження. Тільки на
основі коректного вирішення цієї задачі на всіх рівнях управління суспільним виробництвом можуть успішно виконуватись принципово важливі функції управління енергозбереженням як на рівні держави, так і на рівні окремих підприємств, організацій та установ.
Основні результати дослідження. Очевидно, що найбільш реально контролювати ефективність використання ПЕР може тільки експлуатаційний персонал підприємства або організації. Виходячи з цих міркувань, в зарубіжній практиці системи контролю і планування енергоспоживання будують виключно для локальних технологічних об’єктів (для окремих установок, машин, агрегатів, технологічних ліній, процесів тощо). З цієї причини на будь-якому виробничо-господарському об'єкті, як правило, створюють досить велику кількість систем КіП. Крім того, вибір саме таких, локальних об'єктів для побудови систем контролю і планування енергоспоживання є виправданим також необхідністю дотримання умови, щоб відповідні об'єкти мали єдиний облік витрат палива або енергії, а також, у міру можливості, управлялися мінімальним числом операторів. Очевидно також, що на будь-якому технологічному об'єкті необхідно створювати стільки окремих, незалежних систем планування і контролю енергоспоживання, скільки видів палива та енергії на ньому використовується.
Методологія побудови традиційних систем КіП універсальна, що дозволяє застосовувати їх для оперативного контролю ефективності використання будь-якого виду палива або енергії. Однак при цьому необхідно розуміти, що система КіП сама по собі не є енергозберігаючим заходом, тобто, не забезпечує енергозбереження на відповідному об'єкті, а лише створює умови для підтримання ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів на заданому рівні і періодичного, цілеспрямованого підвищення цього рівня.
Численні систем контролю і планування енергоспоживання, створені на виробничо-господарських об'єктах багатьох країн Західної Європи, зокрема, у Великобританії, стали логічним розвитком багаторічної практики періодичного проведення на цих об'єктах енергетичних аудитів, результати яких являють собою свого роду «моментальну фотографію» ситуації у сфері споживання палива та енергії, яка постійно змінюється.
Функціонування системи контролю і планування енергоспоживання на будь- якому об'єкті можна представити у вигляді схеми, яка відображає певний алгоритм контролю ефективності енерговикористання, тобто, основні функції систем КіП та послідовність їх виконання.
В основу побудови таких систем покладено встановлення залежності обсягу споживання палива або енергії на будь-якому об'єкті від низки показників (чинників), які істотно впливають на енергоспоживання. Тому створення системи контролю і планування енергоспоживання на технологічному об'єкті починається зі збору фактичних даних про витрату палива або енергії, а також про результати відповідних технологічних процесів і умови їх протікання (наприклад, обсяг випущеної продукції або виконаної роботи, тривалість роботи обладнання, основні параметри технологічного процесу, зовнішніх умов тощо).
В практиці зарубіжних країн оперативний контроль ефективності використання палива та енергії в системах КіП, як правило, здійснюється щотижня. Тому збір вихідних даних для побудови такої системи на будь-якому об’єкті здійснюється, як мінімум, протягом 5…10 тижнів.
Зібрані вихідні дані у подальшому аналізуються в двох аспектах. Перш за все, аналізується динаміка зміни у часі обсягів споживання палива або енергії на об'єкті.
Якщо енергоспоживання на даному об'єкті має нерівномірний характер, то додатково аналізується, які саме виробничі або технологічні чинники і наскільки суттєво впливають на зміну обсягу витрати палива або енергії на об'єкті.
На підставі виконаного аналізу наявних вихідних даних робиться наступний крок побудови системи контролю і планування енергоспоживання – визначаються так звані планові змінні, тобто, деякий «нормативний» рівень споживання палива або енергії на об'єкті. З цією метою для даного об'єкта встановлюється відповідний «стандарт» енергоспоживання. Такий «стандарт» необхідно мати, щоб в подальшому у процесі контролю енергоефективності порівнювати з ним фактичні значення витрати палива або енергії. При цьому «стандарт» енергоспоживання повинен представляти собою деякий максимально реалістичний прогноз «нормативного» рівня витрати того чи іншого паливно-енергетичного ресурсу, який необхідно і можливо досягти на даному об'єкті.
При цьому необхідно звернути увагу на важливу особливість таких систем – контроль ефективності використання палива або енергії в системах КіП на відміну, наприклад, від системи нормування їх питомих витрат, здійснюється безпосередньо на підставі фактичних обсягів споживання ПЕР, отриманих за допомогою відповідних приладів обліку.
Отже, «стандарт» енергоспоживання в системі КіП являє собою деяку математичну модель обсягу витрати відповідного виду палива або енергії в залежності від значень виробничих і технологічних параметрів, які суттєво впливають на нього.
«Стандарт» енергоспоживання може бути встановлений у вигляді константи, якщо жоден з наявних виробничих і технологічних параметрів істотно не впливають на витрату палива або енергії на об'єкті. Якщо ж на споживання відповідного паливно - енергетичного ресурсу істотно впливають один або декілька з наявних чинників, то «стандарт» встановлюють у вигляді рівняння одно факторної або багатофакторної, як правило, лінійної регресії. При цьому в традиційних методиках побудови систем КіП при встановленні «стандартів» не рекомендується використовувати більше трьох параметрів, що істотно впливають на енергоспоживання об'єкта, що розглядається.
Таким чином, «стандарт» енергоспоживання, що встановлюється в будь-якій системі КіП, являє собою деяку «норму» абсолютної, а не питомої витрати палива або енергії. Така «норма» не є «ідеальною», тобто мінімально необхідною для даного об'єкту, як норма питомої витрати енергії в традиційному її розумінні. Тим не менш «стандарт» енергоспоживання, як правило, є достатньо обґрунтованим, оскільки він цілком відповідає даному об'єкту і конкретним умовам його функціонування (параметрам технологічного процесу, зовнішніх умов тощо). Тобто «стандарт» енергоспоживання досить добре відображає рівень ефективності використання палива або енергії, реально досягнутий на даному об'єкті.
До того ж, «стандарт» енергоспоживання в системі КіП встановлюється не у вигляді конкретного числового значення, як це зазвичай робиться при встановленні норм питомої витрати енергії, а як вже було сказано, у вигляді деякої математичної моделі споживання енергії, тобто, у вигляді свого роду «енергетичної характеристики» об’єкту, що розглядається. Тобто, «стандарт» енергоспоживання являє собою не тільки достатньо обґрунтовану «норму» споживання палива чи енергії на даному об’єкті, але є також достатньо гнучким «еталоном» ефективного використання відповідного енергоресурсу, який враховує можливі зміни обсягів продукції, параметрів технологічного процесу, а також зовнішніх, в тому числі, кліматичних умов виробництва.
Після того, як «стандарт» енергоспоживання встановлений в аналітичному і, за можливості, в графічному вигляді, можна вважати, що побудова системи КіП на даному об'єкті завершена, і дана система вже може застосовуватися для оперативного контролю ефективності використання палива або енергії.
Однак, як свідчить практика, традиційні системи КіП недоцільно та й неможливо успішно застосовувати безпосередньо для контролю ефективності використання палива або енергії на об'єкті. Такі системи, швидше, являють собою дієвий «інструмент» для оперативного контролю результатів впровадження тих чи інших заходів з енергозбереження. Це означає, що, перш ніж система КіП почне функціонувати, необхідно не тільки встановити відповідний «стандарт» енергоспоживання, але також визначити і реалізувати на даному об'єкті деякий енергозберігаючий захід. Тільки в цьому випадку експлуатаційному персоналу об'єкта може бути поставлена достатньою мірою обґрунтована задача постійно забезпечувати таке використання палива або енергії, щоб фактичні обсяги їх споживання не перевищували встановленого «стандарту». Очевидно, що при цьому експлуатаційний персонал повинен також систематично збирати статистичні данні про роботу об'єкта, необхідні для нормального функціонування на ньому системи КіП.
Періодичний контроль ефективності використання палива чи енергії на будь- якому об’єкті (або контроль результатів впровадження на ньому відповідного енергозберігаючого заходу) в традиційних системах КіП може здійснюватись графічно, тобто, безпосередньо за графіком «стандарту» енергоспоживання або шляхом побудови спеціального графіка, який у зарубіжній практиці називають графіком кумулятивної суми (графіком CUSUM).
Системи КіП, що будуються і функціонують таким чином, зарекомендували себе як дієвий «інструмент» оперативного контролю ефективності використання палива та енергії. Зарубіжний досвід побудови та застосування численних систем контролю і планування енергоспоживання на багатьох виробничо-господарських об’єктах підтверджує, що такі системи, без сумніву, являють собою практичний інтерес для вітчизняних фахівців з енергетичного менеджменту як один з можливих напрямків розвитку методів оперативного контролю ефективності використання паливно- енергетичних ресурсів.
Методологія створення та застосування таких систем приваблює, перш за все, простотою та незначними витратами часу на здійснення контролю енергоефективності, що саме і дозволяє оперативно вирішувати цю задачу. Причому період контролю ефективності використання палива чи енергії на будь-якому об’єкті з застосуванням систем КіП, в принципі, може бути дуже коротким, наприклад, рівним одній добі, зміні чи навіть одній годині.
Однак, як показали результати дослідження, в теоретичному та методологічному відношенні методики побудови та застосування систем КіП, що традиційно використовуються в зарубіжних країнах, мають низку суттєвих недоліків, спрощень та невирішених питань, які не дозволяють безпосередньо, «механічно» застосувати їх в умовах України або інших держав СНД для контролю та управління ефективністю енерговикористання.
9. ВИКОРИСТАННЯ ПОНОВЛЮВАНИХ ЕНЕРГОРЕСУРСІВ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
7
ДР-7.05070107-2014
Виконавець
Корнацький В.В.
Керівник
Турковський В.Г.
Консультант
Н. Контр.
Климук П.П.
Зав. каф.
Маліновський А.
Енергозабезпечення комплексу житлових будівель ЛКП “Бондарівка” та розроблення заходів з підвищення ефективності енерговикористання
Літ.
Акрушів
Національний університет ”Львівська політехніка”,
ІЕСК, гр. ЕНМс-1
Напівпровідникові фотоелектричні елементи, що працюють на принципі перетворення світлової енергії сонячного випромінювання безпосередньо в електрику називають сонячними батареями.
Рис. 8.3 Схема роботи кремнієвої сонячної батареї
1 - чистий монокристалічний кремній; 2 - «забруднений» кремній; 3 – аккумулятор.
Тонка пластина складається з двох шарів кремнію з різними фізичними властивостями. Внутрішній шар являє собою чистий монокристалічний кремній. Зовні він покритий дуже тонким шаром «забрудненого» кремнію, наприклад з домішкою фосфору. Після опромінення такої «вафлі» сонячними променями між шарами виникає потік електронів і утворюється різниця потенціалів, а в зовнішньому ланцюзі, що з'єднує шари, з'являється електричний струм.
При цьому генерується постійний струм. Енергія може використовуватися як напряму різними навантаженнями постійного струму, запасатися в акумуляторних батареях для подальшого використовування або покриття пікового навантаження, а також перетворюватися в змінний струм напругою 220 В для живлення різного навантаження змінного струму.
Вживання сонячних батарей стає ефективним при об'єднанні їх в єдину систему з такими пристроями, як акумулятори, контролери, інвертування.
Сонячний модуль - це батарея взаємозв'язаних сонячних елементів, укладених під скляною кришкою. Фотоелектричну систему можна довести до будь-якого розміру. Власник такої системи може збільшити або зменшити її, якщо зміниться його потреба в електроенергії. У міру зростання енергоспоживання і фінансових можливостей, домовласник може додавати модулі. Чим інтенсивніше світло, падаюче на фотоелементи і чим більше їх площа, тим більше виробляється електрики і тим більше сила струму. Модулі класифікуються по піковій потужності у ватах. Один піковий ват - технічна характеристика, яка указує на значення потужності установки в певних умовах, тобто коли сонячне випромінювання в 1 кВт/м2 падає на елемент при температурі 25 оC. Така інтенсивність досягається за хороших погодних умов і Сонця в зеніті. Щоб виробити один піковий ват, потрібен один елемент розміром 10 x 10 см. Крупніші модулі, площею 1 м x 40 см, виробляють близько 40-50 Вт. Проте сонячна освітленість рідко досягає величини 1 кВт/м2. Більш того, на сонці модуль нагрівається значно вище за номінальну температуру. Обидва ці чинника знижують продуктивність модуля. В типових умовах середня продуктивність складає близько 6 Вт·год в день і 2000 Вт·год в рік на 1 Вт.
Хоча якість продукції не завжди однакова, більшість міжнародних компаній проводить достатньо надійні фотоелектричні модулі з терміном експлуатації до 20 років. На сьогоднішній день виробники модулів гарантують вказану потужність на період до 10 років.
Технології використання сонячної енергії активно розвиваються в багатьох країнах світу. Деякі з них вже досягли комерційної зрілості, успішно конкурують на ринку енергетичних послуг і навіть увійшли до повсякденного вжитку.
У Німеччині, наприклад, в рамках проекту «Тисяча дахів» 2250 будинків було обладнано фотоелектричними сонячними батареями. В США була прийнята ще масштабніша програма «Мільйон сонячних дахів», яка розрахована на період до 2010 року і склала 6,3 млрд доларів бюджетних вкладень.
Встановлена потужність сонячних фотоелектричних перетворювачів в світі перевищує 1 ГВт, причому на частку Японії доводиться 50%. Україна, на жаль, набагато відстає по рівню вживання цих джерел енергії, хоча по праву може вважатися одним з родоначальників цього напряму. Багато космічних апаратів обладнано сонячними панелями, розробленими і випущеними в Києві.
В Каракумах для зварки конструкцій ферми застосували розроблений туркменськими фахівцями апарат, що використовує енергію сонця. Замість того, щоб привозити з собою громіздкі балони із стислим газом, зварювачі можуть використовувати невеликий акуратний чемоданчик, куди поміщена сонячна батарея. Народжений сонячним промінням постійний електричний струм використовується для хімічного розкладання води на водень і кисень, які подаються в пальник газозварювального апарату. Вода і сонце в Каракумах є біля будь-якого колодязя, так що громіздкі балони, які нелегко возити по пустелі, стали непотрібними.
Сонячні батареї поступово входять в наш побут. Вже нікого не дивують мікрокалькулятори, що працюють без батарей. Джерелом живлення для них служить невелика сонячна батарея, вмонтована в кришку приладу. Замінюють інші джерела живлення мініатюрною сонячною батареєю і в електронному годиннику, радіоприймачах і магнітофонах, садових ліхтарях.
Розвиток альтернативних джерел енергії в Україні находиться у зародковому стані, однак, як і в ситуації з вітроенергетикою, ми маємо непоганий потенціал для розвитку сонячної енергетики. Сьогодні в країні налагоджене власне виробництво високоефективних кремнієвих сонячних батарей із ККД до 20%. А необхідні для комплектації систем електропостачання системи керування, акумуляторні батареї й інвертори, що перетворюють постійний електричний струм у змінний, виробляються в сусідній Росії. Хоча 90% комплектуючих до сонячних батарей сьогодні експортується за кордон, наявність високотехнологічного виробництва дозволяє говорити про можливість виробництва сонячних батарей власного виробництва, що значно здешевить їх кінцеву вартість. Тим більше, що своєрідний «фундамент» у розвиток альтернативних джерел енергії вже закладений Верховною Радою. На початку 2009 року президентом України був підписаний Закон про стимулювання використання альтернативних джерел енергії. Закон встановлює спеціальний коефіцієнт «зеленого» тарифу для електроенергії з використанням різних альтернативних джерел енергії, на який множиться звичайний тариф для споживачів другого класу напруги. У випадку енергії сонячного випромінювання, відповідно до закону, коефіцієнт має три можливих значення: для наземних об’єктів електроенергетики — 4,8, установлених на дахах будинків, будинків і споруд із величиною встановленої потужності понад 100 кВт — 4,6, а менш 100 кВт, а також установлених на фасадах будь-якої потужності — 4,4. Закон установлює «зелений» тариф на строк до 1 січня 2030 року.
Переваги використання сонячних батарей
До переваг використання сонячних батарей можна віднести:
·автономність;
·висока надійність;
·зниження витрат на гаряче водопостачання і опалювання до 85% (сонячна енергія безкоштовна);
·економія органічних видів палива (мазуту, нафти, газу);
·скорочення викидів двоокису вуглецю;
·загальнодоступність і невичерпність джерела;
·відсутність проміжних фаз перетворення енергії;
·напівпровідникові сонячні батареї мають дуже важливу перевагу довговічність;
·розповсюдення сонячних установок серед населення і промисловості позитивно впливає на енергетичну безпеку Україну.
Недоліками сонячних батарей є перманентна залежність потужності від місцевих умов, часу доби і року, відносна дорожнеча, маленький коефіцієнт корисної дії і чутливість до механічних пошкоджень.
Розрахунки показують, щоб одержати великі кількості енергії, сонячні батареї повинні займати величезну площу - тисячі квадратних кілометрів.
Сьогодні виготовити таку величезну кількість сонячних елементів практично неможливо.
Вживані в сучасних фотоелементах надчисті матеріали - надзвичайно дорогі. Щоб їх виготовити, потрібне складне устаткування, вживання особливих технологічних процесів. Економічні і технологічні міркування поки не дозволяють розраховувати на отримання таким шляхом значних кількостей електричної енергії.
Останнім часом вчені у сфері конструювання матеріалів для напівпровідникових фотоелементів - провели ряд робіт, що дозволили наблизити час створення сонячних електростанцій. Коефіцієнт корисної дії сонячних батарей з нових структур полупроводникових матеріалів досягає вже 30%, а теоретично він може скласти і 90%!
Вживання таких фотоелементів дозволить в десятки разів скоротити площі панелей майбутніх сонячних електростанцій. Їх можна скоротити ще в сотні разів, якщо сонячний потік заздалегідь зібрати з великої площі, сконцентрувати і тільки потім подати на сонячну батарею. Отже в XXI столітті сонячні електростанції з фотоелементами можуть стати звичним джерелом енергії. Та і в наші дні вже має сенс одержувати енергію від сонячних батарей в тих місцях, де інших джерел енергії нема.
Таблиця 9.1 Характеристика сонячної батареї Kvazar
|
Характеристики Kvazar KV 95W/12м |
|
|
Тип панелі |
Аморфна |
|
Макс. потужність, Вт |
150 |
|
Ефективність % |
12 |
|
Розміри, мм |
1257*977 |
|
Вага, кг |
20 |
|
Країна виробник |
Японія |
|
Ціна, євро за 1 Вт |
1,5 |
На основі даних з таблиці, ми можемо порахувати скільки коштує одна панель
сонячної батареї:
Цпан= 150*1,5=225євро=2340 грн.
На даху будинку по вулиці Скорини,38 встановлюємо 10 таких панелей. Обраховуємо загальну їхню вартість:
Цзаг = 10*3744=23400 грн.
В середньому в одному дні - є 6 сонячних годин. В наступній формулі порахуємо скільки таких годин є в цілому році :
Г=365*6=2190.
Визначаємо кількість енергії, яку вироблять ці 10 панелей за рік:
Епан = 2190*0.15*10=3285 кВт*год
Тариф 1 кВт×год електроенергії становить : 1,19грн.
Обраховуємо скільки за рік ми економимо в грошах, споживаючу сонячну енергію а не електричну:
Ц сон.ен. = 3285*1,19=3909,15грн.
Обраховуємо за скільки ці сонячні батареї окупляться, якщо не буде зростати ціна на електроенергію:
О = 23400/3909,15=5,98 року
Тепер розглянем сонячну батарею іншого виробника:
Таблиця 9.2 Характеристика сонячної батареї Altek
|
Характеристики Altek ACS |
|
|
Тип панелі |
Моно/Полікристал |
|
Макс. потужність, Вт |
128/240/250 |
|
Ефективність % |
13,3 |
|
Розміри, мм |
1652*994 |
|
Вага, кг |
21 |
|
Ціна, євро. за 1 Вт |
1,6 |
На основі даних з таблиці, ми можемо порахувати скільки коштує одна панель сонячної батареї:
Цпан= 250×1,6=400євро=4160 грн.
На даху будинку встановлюємо 8 таких панелей. Обраховуємо загальну їхню вартість:
Цзаг = 8×3744=29952 грн.
В середньому в одному дні - є 6 сонячних годин. В наступній формулі порахуємо скільки таких годин є в цілому році :
Г=365×6=2190.
Визначаємо кількість енергії, яку вироблять ці 8 панелей за рік:
Епан = 2190×0.25×8=4380 кВт×год
Тариф 1 кВт×год електроенергії для даної школи становить : 1,19грн.
Обраховуємо скільки за рік ми економимо в грошах, споживаючу сонячну енергію а не електричну:
Ц сон.ен. = 4380×1,19=5212,2 грн.
Обраховуємо за скільки ці сонячні батареї окупляться, якщо не буде зростати ціна на електроенергію:
О = 29952/5212,2=5,74 року.
Розглянемо загальну порівняльну таблицю.
Таблиця 9.3
|
Виробник |
Потужність,Вт |
Розміри,мм |
Ціна за 1 Вт, грн |
Кількість енергії за рік,Вт |
Термін окупності,рік |
|
Solar frontier |
150 |
1257*977 |
15,6 |
328,5 |
5,98 |
|
Sharp |
250 |
1652*994 |
16,64 |
547,5 |
5,74 |
Висновок: ми визначили шо при встановлення сонячних батарей фірми Kvazar KV – термін окупності становить 5,98 року. А при встановленні батарей Altek ACS – термін окупності буде 5,74 року. Але відзначимо що батареї Altek ACS мають потужність 250Вт , а Kvazar KV – 150 Вт. Для даної школи краще встановлювати батареї Altek AC.