ИСКРА СВЕТА

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА №4 Дослідження затрат електроенергії у режимі «stand-by»




ПРАКТИЧНА РОБОТА №4

Тема програми. Потенціал енергоефективності у побуті (7 год.).

Тема роботи. Дослідження затрат електроенергії у режимі «stand-by» (2 год.).

Мета роботи:оцінити кількість споживаної електроенергії у власній оселі електроприладами, що перебувають у режимі очікування, розглянути можливості скорочення обсягів такого споживання.

Місце проведення: навчальний комп’ютерний комплекс.

Забезпечення: ПК, «Калькулятор енергозбереження», інструкції до виконання практичної роботи, тарифікатор електроенергії, енергозберігаючий прилад Saving Box.

Методичні рекомендації щодо організації заняття.

Виконання завдання передбачає самостійне опрацювання «Опитувальника для дослідження споживання електроенергії приладами у режимі «stand-by»» (напередодні проведення практичної роботи), вивчення «Теоретичного блоку» разом з викладачем, проведення дослідницького експерименту та самостійне виконання «Практичного блоку», «Творчого блоку», «Контрольного блоку».

У теоретичній частині використано дослідження Владлена Марцинкевич (магістра екології Центрального Європейського університету та Національного університету «Києво-Могилянської Академії»).

ХІД РОБОТИ

  1. Зробіть аналіз результатів опитувальника (додаток 1.).
  2. Опрацюйте «Теоретичний блок», усно дайте відповіді на «Контрольний блок».
  3. Проведіть експериментальне дослідження.
  4. Виконайте «Практичний блок».
  5. Самостійно виконайте «Творчий блок» (д/з).
  6. Зробіть висновок.

ОПИТУВАЛЬНИК

Середнє українське домогосподарство витрачає 23,4 Вт/год. на день енергії на роботу своїх електроприладів у режимі очікування. Згідно досліджень середньорічне споживання енергії у стані очікування дорівнює 114,3 кВт/год. на одне домогосподарство, що складає 4,5% загальних витрат електроенергії у домогосподарствах.

При цьому частка витрат на оплату спожитої приладами у режимі очікування електроенергії (4,5% усіх платежів за електроенергію) є досить помірною через те, що для житлового сектору України встановлено дуже низькі ціни на неї.

У додатку 1 та навчальному сайті «Енергоефективність та енергозбереження» представлено «Опитувальник для дослідження споживання електроенергії приладами у режимі «stand-by»».

Самостійно опрацюйте опитувальник. Зробіть висновок.

ТЕОРЕТИЧНИЙ БЛОК

Приблизно тридцять років тому проблеми споживання електроприладами енергії у стані очікування просто не існувало, адже прилади були сконструйовані таким чином, що вимикалися шляхом від’єднання від джерела енергії. Пізніше з’явилися аудіо- та відео- пристрої з дистанційним управлінням, пам’яттю та функцією відліку часу - усе це потребує використання енергії під час перебування приладу у стані очікування.

Зараз конструкції приладів стали зручнішими, більше відповідають вимогам споживачів. Однак енергія марнується, коли прилад знаходиться у режимі очікування, коли його залишають у «зручному для споживача» стані готовності до негайного використання або відбувається взаємодія приладу з іншими мережевими пристроями. Якщо електроприлад під’єднаний до електричної мережі, він може споживати енергію навіть якщо його не ввімкнено (а просто вилка знаходиться у розетці). На сьогодні, найбільш поширеними приладами, що споживають енергію у стані очікування, є такі: комп’ютери, пральні машини, телевізори, відеомагнітофони (DVD), мікрохвильові печі, а також усі пристрої, що використовують енергію зовнішніх джерел постачання (наприклад, зарядні пристрої мобільних телефонів та ін.). Режим заряджання переносних зарядних пристроїв у більшості випадків можна визначити як режим із зниженим рівнем споживання електроенергії. Також усі прилади з дистанційним управлінням, такі як прилади для запису та відтворення звуку, напевно будуть споживати електрику у режимі очікування.

І хоча енергоспоживання такого типу не можна повністю усунути та зберегти при цьому усі функції електроприладів, його рівень можна зменшити шляхом розробки приладів з нижчим рівнем енергоспоживання, а також за рахунок свідомої поведінки споживачів - якщо вони будуть вимикати прилади з розетки, встановлювати режим зниженого енергоспоживання під час роботи приладів у режимі очікування, а також купувати електроприлади з низьким енергоспоживанням у неактивному режимі (деякі електроприлади мають надто високий рівень споживання енергії у режимі очікування, але існують технології, що дозволяють відносно невеликим коштом скоротити це споживання).

1. ПОНЯТТЯ РЕЖИМУ «STAND-BY»

Задля економії електроенергії більшість пристроїв можуть переходити в режим очікування (stand-by). При цьому залишаються працювати тільки найменш енергозатратні та найнеобхідніші електронні компоненти пристрою для наступного швидкого відновлення повного функціонування.

Зазвичай про режим очікування пристрою сигналізує світіння світлодіода, але не завжди.

Наприклад, фен включений в розетку, не перебуває в «stand-by» режимі - кнопка вимкнення розриває ланцюг живлення повністю, і ніякого, навіть незначного, споживання струму немає. Однак коли в розетку вставлено зарядний пристрій (або блок живлення модему, аудіосистеми), до якого не під’єднань девайс, який необхідно зарядити - це типовий режим очікування (енергія в даному випадку витрачається на нагрівання повітря). Коли телефон заряджається - це робочий режим і корисна витрата енергії.

Згідно Л. Райнеру, режими енергоспоживання можна розділити на три основні категорії: «ввімкнено», «очікування» та «вимкнено», й ці режими відповідають як сприйняттю користувачів щодо стану, у якому прилад перебуває, так і рівню споживання ним електроенергії.

Режим «УВІМКНЕНО» може бути активним, тобто виконання приладом його основної функції, або це може бути безпосередня «готовність» її виконати, адже режим «готовності» часто може переходити в «ОЧІКУВАННЯ» без будь - яких дій з боку користувача. Цей режим не варто використовувати довго, хоча він може бути наявним і у пристроях без контролю часу. Режими справжнього вимикання зазвичай потребують механічних дій по роз’єднанню вилки та розетки. «ОЧІКУВАННЯ» займає проміжне місце та, як правило, передбачає суттєве скорочення споживання електрики при збереженні з’єднання з електромережею й при тому, що пристрій продовжує реагувати на деякі сигнали (включаючи дистанційне управління та віддалений доступ). У той час як «ВИМКНЕНІ» пристрої зазвичай не мають жодного мережевого підключення, прилади, що просто перебувають у стані «ОЧІКУВАННЯ», потребують збереження певної можливості реагувати на сигнали - а це вимагає витрат енергії.

Залежно від того чи іншого приладу, витрати енергії на рівні режиму очікування можуть спостерігатися як у режимі «ввімкнено», так і у режимах «очікування» або «вимкнено». Міжнародною електротехнічною комісією у нормативі 62301 дається таке визначення режиму «очікування»: «режим найнижчого рівня енергоспоживання, який користувач не може вимкнути або іншим чином вплинути на цей рівень...».

На рисунку 1 зображено можливі режими роботи електроприладів. Блакитне поле - споживання енергії приладом і показники у межах різних режимів.

Отже, є дані, що зараз більша частина електричних пристроїв можуть у той час, коли їх не використовують, перебувати у двох режимах з низьким енергоспоживанням: режим «очікування» (прилад увімкнено в розетку, він працює, але не експлуатується) та режим «вимкнено» (прилад лише ввімкнений у розетку).

Навіть зважаючи на те, що найбільше енергії прилад споживає в активному стані, через те, що у режимі з низьким енергоспоживанням він може перебувати довгий час, витрати електроенергії можуть бути такими ж самими, як і при активній експлуатації, а то й перевищувати ті показники.

2. ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГОСПОЖИВАННЯ ДОМОГОСПОДАРСТВАМИ УКРАЇНИ

Через підвищення рівня заробітних плат і загальних доходів домогосподарств зараз по всій Україні спостерігається справжній «бум» придбання побутової техніки. За 2010-2014 рр. кількість електроприладів у користуванні зросла у 3-4 рази: продажі пральних машин і пилососів виросли уп’ятеро, холодильників і телевізорів - утричі. Очевидно, що таке масштабне зростання кількості електроприладів в експлуатації вплине на обсяги споживання електроенергії, тому є необхідність у розробці й впровадженні стандартів енергоефективності.

По маркуванню електроприладів має розпізнаватися клас енергоспоживання приладу та рівень його енергоефективності. Проте навіть за умови прийняття цих стандартів - вони не працюють.

У вирішенні питання енергоефективності є великий недолік: навіть ухвалені стандарти не діють, при тому, що у країнах Європи є позитивні приклади, дуже хороші результати економії електроенергії завдяки впровадженню стандартів енергоефективності відносно невеликим коштом. Згідно з розрахунками, спожита житловим сектором України електрика розподіляється таким чином: 40% - використано побутовими електроприладами, 30% - на освітлення, більш ніж 12% - на приготування їжі. При цьому 15-20% спожитої електроенергії марнується через певні моделі поведінки споживачів і їхнє небажання змінювати свої звички щодо користування електроприладами - в основному це стосується використання режиму зниженого енергоспоживання або режиму очікування. Втрати електроенергії можна скоротити до 75-80% від існуючого рівня.

3. ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧИЙ ПРИЛАД: МІФИ ТА РЕАЛІЇ

Збереження електроенергії означає економію грошей. Економії електроенергії сприяє енергозберігаючий пристрій, який зберігає і зменшує енергію шляхом стабілізації напруги, що в свою чергу призводить до скорочення пікового попиту на електроенергію і зменшує відходи низької ефективної потужності низької. Та чи це дійсно так?

Розгляньте рекламний лист (рис. 2), який за останні місяці обійшов мільйони інтернет-сторінок користувачів.

Чи дійсно можливе те, що обіцяють: «Просто підключить прилад у будь-яку вільну розетку. Як тільки Ви побачите зелену лампочку - процес економії та захисту запущений! Тепер Ви економите кожну хвилину і кожну секунду. Енергозберігаючий пристрій дає 30-50% економії»?

Поглянувши на прилад для економії електроенергії, відразу виникає питання: Як? За рахунок чого він економить електроенергію (рис.3)?

Принцип роботи приладу для економії електроенергії заснований на компенсації реактивної потужності.

Щоб було зрозуміліше, про що йдеться, кілька слів про потужності.

У мережі є два види потужності: активна і реактивна. Активна потужність - це та потужність, яку використовують усі електроспоживачі, а реактивна потужність - використовується для створення магнітних полів. Тобто, в таких приладах, де є електродвигуни (холодильник, пилосос тощо). При надлишку реактивної потужності, напруга в мережі падає, а при її нестачі - зростає. Спочатку, принцип компенсації реактивної потужності використовувався на виробництві та в електроенергетиці. Це дозволяло прибрати з мережі надлишкову реактивну потужність і, тим самим, скоротити споживання електроенергії. Для компенсації реактивної потужності, що використовуються батареї статичних конденсаторів або синхронних компенсатори, останні є більш універсальними.

Що ж стосується цих приладів для економії електроенергії, то вони працюють на тому ж принципі. Але застосування такого роду компенсації не завжди виправдано в умовах квартири або житлового будинку. Так як кількість і якість компенсації реактивної потужності залежить від того, які споживачі електроенергії включені в мережу. Наприклад, при включенні в мережу чисто активного навантаження, з використанням цього приладу для економії електроенергії, ви ніякого результату не отримаєте. А, у випадку з деякими реактивними, ви можете отримати протилежний результат.

ДОСЛІДНИЦЬКА ЧАСТИНА

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ТАРИФІКАТОРА ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

Облік електроенергії неможливий без застосування приладів обліку. Лічильники, встановлені у квартирі, дозволяють враховувати сумарне споживання електроенергії, але як бути, якщо потрібно дізнатися споживання одного приладу? У цьому може допомогти тарифікатор енергії.

Він являє собою невеликий пристрій, з ЖК екраном, кількома кнопками і вбудованим набором функцій. Зовні тарифікатор чимось нагадує «трійник» без проводу, з виделкою і розеткою. Він вимірює споживання енергії конкретного електроприладу у Вт та відображає дані на екрані. Деякі моделі тарифікатора здатні запам'ятовувати інформацію про споживання за певний час або певний період користування побутовим приладом та розраховувати вартість витраченої енергії за заданою ціною кВт/год. Тарифікатор вставляється в звичайну розетку і через нього побутовий прилад підключається до мережі. Через деякий час пристрій починає видавати дані про споживання на дисплей.

Наприклад, при підключенні звичайної лампи розжарювання 60 Вт через дроти патрона отримуємо показання приладу - 60,5 Вт. Тут ми бачимо, що прилад показує практично точні дані. Але тоді звідки узялися ці зайві 0,5 Вт? Це називається «втратою енергії» на ділянці електроланцюга за рахунок електричного опору. Будь-яке тіло, по якому протікає електричний струм, надає йому певний опір. Пам'ятайте, ми підключали лампочку за допомогою проводів. Ця втрата сталася із-за опору потоку енергії по відношенню до дроту. Іншими словами, чим довше і тонше провід, тим більше опір і, відповідно, більше нехай і несуттєвих, але втрат енергії. Особливо це позначається при використанні подовжувачів. Тільки в одному випадку втрати можна звести до нуля, це ще називають надпровідність - при величезній негативній температурі -273 градусів за Цельсієм. Ось чому проводку зазвичай прокладають в стіні - самому прохолодному місці квартири.

Підключити через тарифікатор комп'ютер. При завантаженні комп'ютера тарифікатор показує 350 Вт, а при звичайному веб-серфінгу - всього 270 Вт. Це ще раз підтверджує дані про те, що саме процес завантаження комп'ютера (як і лампочка під час вмикання) споживає більшу кількість енергії яка, по суті, витрачається даремно, оскільки в цей час ви на ньому не працюєте. З цього можна зробити висновок, що якщо ваш комп'ютер став більше часу витрачати на завантаження операційної системи, слід звернутися за налаштуванням до фахівця.

Таким чином, можна виміряти споживання всіх електроприладів, які знаходяться в будинку і дізнатися який з них в який період використання споживає найбільше енергії. Зробивши відповідні висновки, Ви зможете зменшити споживання енергії в будинку в цілому і, в результаті, заощадити гроші.

Тарифікатор електроенергії призначений для вимірювання споживання електроенергії приладами, які використовуються у домашньому господарстві.

Прилад не призначений для використання в промислових цілях.

У середній зоні дисплея відображаються наступні величини:

  • величина споживаної електроенергії від 0,00 до 9999,99 КВт;
  • витрата за електроенергію в грошовому вираженні в національній валюті. Для цього необхідно встановити ціну електрики. Зверніть увагу на те, що витрата електрики може досягати в сумі величини більшої 9999. Кома пересувається автоматично, тому максимальне значення може бути досягнуто 9999.

У нижній зоні дисплея показується загальний час роботи приладу, коли він включений в мережу. Якщо споживач, включений в мережу, споживає дуже мало електроенергії або не споживає зовсім, то таймер зупиняється.

Особливості: великий ЖК - дисплей для легкого читання.

Можливості: вимірювання напруги, потужності, частоти струму, коефіцієнту потужності; час роботи та витрати на електроенергію.

Сім режимів відображення, що змінюються при натисненні «функції».

Попередження про перевантаження відображаються на ЖК – дисплеї.

Вбудований змінний акумулятор 3.6V ( ni - mh) для зберігання показників і налаштувань.

Специфікація:

  • робоча напруга: 230В;
  • частота – 50Гц;
  • робочий струм: max. 16А;
  • широкий діапазон напруги: 230-250В

Підключення споживача.

  1. Вставте прилад для вимірювання електрики в розетку.
  2. Вставте штекер споживача (наприклад телевізора) в розетку приладу.
  3. Даний прилад може показувати тільки одну вимірювану величину, наприклад кількість споживаної електроенергії W + протяжність включення + вартість енергії.

2. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧОГО ПРИЛАДУ Saving Box

Прилад зменшує кількісні показники потужності, що забирається від споживачів, викликані асинхронними двигунами у вашому будинку, (кондиціонери, рефрижератори, морозильники, мийки, сушарки, посудомийні машини, насоси, пилососи, вентилятори, повітрядуви і т. д.). Зменшення споживання залежить від типу навантаження. Економія електроенергії, за допомогою енергозберігаючого приладу Power Saver, досягається за рахунок удосконалення та нормалізації структури електричного струму.

Переваги енергозберігаючого пристрою Power Saver:

  • захищає електротехніку, електроприлади, електролампочки від імпульсивних стрибків напруги, продовжуючи їх термін служби;
  • підвищує коефіцієнт потужності електроприладів, компенсуючи і перерозподіляючи реактивну потужність;
  • підвищує ефективність використання електроприладів вдома, в гаражі, у господарстві;
  • може економити електроенергію за рахунок удосконалення та нормалізації структури електричного потоку;
  • здійснює фільтрацію мережі; економить до 35% електроенергії; простота у використанні.

Енергозберігаючий пристрій Power Saver можна використовувати 24 години на день, кожен день, 365 днів на рік. Енергозберігач не споживає електроенергію!

Технічні характеристики енергозберігаючого приладу Power Saver:

  • бажано встановлювати в першу (ближню) розетку від лічильника;
  • однофазний, для номінальної напруги 90-240 Вт;
  • працює при температурі -60С, +60 С;
  • допустиме навантаження від5 кВт до 19 кВт;
  • вологість повітря: менше 85%;
  • вага 0,22 кг.

Даний енергозберігаючий пристрій Power Saver призначений для продажу на території України.

Завдання експерименту

Частина 1.

  1. Підключіть до одного тарифікатора електроенергії мобільний телефон у режимі заряджання акумулятора.
  2. До другого тарифікатора підключіть зарядний пристрій без телефону (режим «stand-by»).
  3. До третього тарифікатора підключіть зарядний пристрій з телефоном, акумулятор якого повністю заряджений (режим «stand-by»).
  4. Приступіть до виконання «Розрахункового блоку» практичної роботи.
  5. Через певний час (наприклад, 30 хв.) запишіть показники двох режимів. Зробіть висновок.

Частина 2.

  1. Підключіть до мережі енергозберігаючий пристрій Power Saver і повторіть п.1 експерименту.

*Примітка.

Для експерименту можна використати будь-яких інші споживачів: ПК, ноутбук, принтер, кондиціонер тощо.

**Примітка.

Усі характеристики приладів наведені на основі технічних паспортів виробників.

ПРАКТИЧНИЙ БЛОК

Постановка задачі

1. Проведіть розрахунки втрат електроенергії у власній оселі побутовими пристроями та приладами у режимі «stand-by». Для цього скористайтеся Калькулятором енергозбереження та інструкцією до його використання.

У Калькуляторі енергозбереження подано основні групи побутових пристроїв та обладнання та їх середня потужність у режимі «stand-by», Вт/год.

ІНСТРУКЦІЯ ДО ВИКОРИСТАННЯ«КАЛЬКУЛЯТОРА ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ»

Для виконання завдання скористайтеся Робочим аркушем «Короткі відомості про оселю» з практичної роботи №1.

 

1. Визначте перелік та кількість приладів та обладнання, якими Ви користуєтеся вдома.

2. Для кожного приладу визначте середній час роботи на день у режимі «stand-by».

3. Для кожного приладу визначте кількість днів роботи у режимі «stand-by» на тиждень.

4. Автоматично рахується:

  • середнє енергоспоживання у режимі «stand-by», Вт-г/тижд.;
  • робота у режимі «stand-by», днів/рік;
  • середнє енергоспоживання у режимі «stand-by», Вт-г/рік;
  • середнє енергоспоживання у режимі «stand-by», Вт-г/10 років.

5. Введіть вартість 1 кВТ/год. електроенергії для Вашого помешкання.

6. Споживана потужність та грошові затрати по кожному періоду та в цілому розраховуються автоматично.

 

7. У розділі «Середня потужність у режимі «stand-by», автоматично введено дані. За бажанням можна ці дані змінити, скориставшись Таблицею співвідношень

8. У даній таблиці Ви може підібрати свій варіант енергоспоживання.

9. На листі розрахунку автоматично виводиться порівняльна діаграма споживаної енергії та її вартості.

Роздрукуйте (або накресліть) цей результат та прикладіть додатком до практичної роботи.

 

10. Роздрукуйте заповнений Калькулятор енергозбереження та прикладіть додатком до практичної роботи.

*Примітка. П.10 виконується за умови виконання практичної роботи самостійно (вдома).

11. Зробіть висновок та запишіть його.

КОНТРОЛЬНИЙ БЛОК

Дайте відповіді на запитання.

  1. Що таке режим «stand-by».
  2. Які побутові прилади не мають режиму «stand-by»?
  3. Перелічить основні категорії режиму енергоспоживання. Дайте коротку характеристику цим категоріям.
  4. Скориставшись мережею Інтернет пройдіть он-лайн тест (на вибір).

Коротко опишіть предмет тестування та його результат.

У розділі "Контроль знань" можна знайти Опитувальник, Статистику споживання енергії у режимі очікування та Калькулятор енергозбереження ("Матеріали до практичної роботи №4").

Достатньо лише Викачати із сервера http://energovpu7.ucoz.ua/load/kontrol_znan/materiali_do_praktichnoji_roboti_4/17-1-0-48

 

 



Создан 26 мар 2017



  Комментарии       
Имя или Email


При указании email на него будут отправляться ответы
Как имя будет использована первая часть email до @
Сам email нигде не отображается!
Зарегистрируйтесь, чтобы писать под своим ником