Энергоэффективное освещение означает устройство систем освещения и организацию их функционирования таким образом, чтобы при обеспечении требуемых нормами количественных и качественных характеристик освещения потреблялось минимальное количество электроэнергии. Исполнение этих условий закладывается в первую очередь при проектировании освещения путем рационального сочетания естественного света через световые проемы и искусственного – от осветительных установок, общего и локального освещения, выбора оптимальной схемы электрической сети освещения, количества, типов и мощности источников света, их размещения, выбора светильников и пускорегулирующей аппаратуры. Сочетание хорошего естественного освещения за счет оптимальных количества, размещения, размеров оконных проемов, фонарей в потолочных перекрытиях и регулируемого искусственного освещения может обеспечить энергосбережение до 30-70%. Потребность в искусственном освещении уменьшается при светлых интерьерах в помещениях, которые создают ощущение более светлого пространства.
Необходимо подчеркнуть взаимосвязь между нормами на уровни освещения и потенциалом энергосбережения. Нормы устанавливаются по условиям зрительной работы в результате санитарно-гигиенических исследований, зачастую не являются оптимальными и периодически подвергаются изменениям. Совершенствование действующих норм в направлении более точной адаптации к психофизиологическим характеристикам человека, его практическим нуждам и учета современных конструктивных решений систем освещения содержит значительный резерв экономии энергоресурсов.
Все более широкое применение находят системы автоматического управления включением, отключением светильников и автоматического регулирования освещенности, а также энергоэкономичные источники света. Зарубежный опыт свидетельствует, что автоматизация освещения позволяет снизить энергопотребление на 30-50%. В Республике Беларусь налажено и развивается производство электронных и электромагнитных пускорегулирующих аппаратов для люминесцентных ламп, энергоэкономичных ламп и осветительной арматуры, устройств автоматического управления освещением: фотореле, приборов регулирования светового потока, инфракрасных датчиков.
В табл. 1.1 (прилож.1) перечислены применяемые сегодня типы ламп и даны их некоторые характеристики.
Совокупность осветительной арматуры с лампами называется светильником. Известны недостатки люминесцентных ламп: холодное свечение, стробоскопический эффект, шумы, значительные конструктивные габариты. С появлением около десяти лет назад электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА) возникла возможность создания более энергоэкономичных светильников с компактными люминесцентными лампами (КЛЛ). Сокращение расхода электроэнергии и повышение КПД лампы происходит в результате повышения напряжения питания частотой 20 кГц; многократное увеличение светоотдачи поверхности осветительного прибора позволяет уменьшить его габариты. Срок службы лампы достигает 8000 часов. Компактная лампа мощностью 10 Вт обеспечивает такую же освещенность, что и обычная лампа накаливания мощностью 50 Вт. Срок окупаемости ККЛ составляет 1–2 года.
Значительную экономию электроэнергии, на 10–30% могла бы дать широкая замена ламп накаливания люминесцентными в жилых домах, общественных и промышленных зданиях. В промышленности массовая замена люминесцентных ламп натриевыми лампами высокого давления могла бы снизить электропотребление на освещение на 20-50%. Безусловно, эти мероприятия требуют определенных инвестиций и могут быть осуществлены постепенно в течение 15-20 лет.
Количество энергии, используемой для освещения улиц, площадей города, подъездов жилых зданий, можно сократить в два раза за счет его регулирования в зависимости от времени суток и присутствия людей, оптимального подбора количества, типов и мощности светильников. Очевидно, в 2-3 часа ночи город не должен освещаться так же как в 10-11 вечера. В подъездах посредством автоматических выключателей свет может отключаться сам через определенное время после включения. Для автоматического включения и выключения осветительных устройств на запрограммированный промежуток времени применяются электронные управляющие устройства – таймеры. До 50% электроэнергии позволяет сэкономить использование датчиков движения, чувствительных к инфракрасному излучению человека, в системах управления освещением жилых и вспомогательных помещений: коридоров, лестничных площадок. С точки зрения энергосбережения, важна оптимизация рекламного освещения городов.
Правильная эксплуатация систем освещения: своевременные ремонт и профилактика, периодическая замена ламп, мытье оконных стекол и чистка светильников, отключение их в светлое время суток и в отсутствии людей – весьма существенна для экономии электроэнергии. Потребление энергии на освещение можно сократить на 10-15% путем своевременного отключения неиспользуемых ламп, уменьшением их числа и заменой.
Утилизация мусора. Городской мусор, твердые бытовые и промышленные отходы - неизбежный спутник существования городов. В среднем на одного жителя в год в городах России, Беларуси накапливается 200-300 кг мусора, а США, Швеции, других западных стран – 480-700 кг. Резко растут площади отчуждения под санкционированные и несанкционированные свалки. Природные системы уже не способны поглощать естественным образом городские отходы. Появились международные отношения купли-продажи отходов, в том числе токсичных и радиоактивных, что чревато не только экономическими, но и политическими осложнениями. Обычное сжигание и вывоз отходов в отвалы, хвостохранилища, на свалки – опасный источник загрязнения атмосферного воздуха, почв, поверхностных и подземных вод, растений, угроза инфекционных заболеваний. Это угроза здоровью, как настоящего, так и будущих поколений. Во всех странах стараются решить проблему утилизации мусора. На международном уровне усиливается движение за устойчивое развитие окружающей среды. Решение проблемы осуществляется по следующим направлениям:
· минимизации образования отходов по количеству и вредности, т.е. создание малоотходных и безотходных технологий;
· разработка и внедрение эффективных технологий обезвреживания и переработки отходов, включая их утилизацию для производства топлива, тепловой и электрической энергии;
· организация контроля и мониторинга влияния отходов на состояние окружающей среды и здоровье населения.
Это задачи, которые решают ученые и инженеры, городские власти, власти отдельных государств на законодательном и исполнительном уровнях. Это задачи, требующие согласованных действий на международном уровне.
Процессы переработки городских отходов начинаются с организации их сбора и сортировки. Здесь представляют практический интерес домашние мусоросборники с отделением органических отходов и мусоропровод с сортировкой и уплотнением мусора, герметичные устройства для сжигания мусора в домашних условиях с последующим уплотнением золы, вакуумные системы, автоматически удаляющие отходы из отдельных зданий в центральные приемные пункты.
Предлагается двухступенчатая система сбора, переработки отходов: доставка на расположенные в черте города перерабатывающие заводы (производительностью 25-30 тыс. т мусора в год на 300 тыс. жителей), где отходы сортируются, измельчаются, прессуются, из них извлекаются полезные продукты, остатки отходов отправляются на свалки или последующую утилизацию.
Утилизация отходов для энергетических целей может осуществляться в установках по получению биогаза (в результате анаэробного разложения органических) и последующего его сжигания для производства тепловой и электрической энергии непосредственно на свалках городских отходов или на специальных заводах. Так, 1 тонна твердых бытовых отходов (ТБО) может дать городу около 1 Гкал тепловой энергии, т.е. сэкономить 150 кг топлива. Объем остатков после сжигания не превышает 5% первоначального объема мусора. Разработано много отечественных и зарубежных технологий термической переработки ТБО: слоевое сжигание, сжигание в топке с кипящим слоем, сжигание при высокой температуре, гидрогенизация, пиролиз. Однако стоимость сжигания городского мусора с учетом очистки отходящих газов и утилизации их тепла пока обходится весьма дорого, что затрудняет внедрение этих технологий. На сегодня наиболее экономичным признано сжигание отходов в топках котлов ТЭС в качестве присадки к основному топливу (предпочтительна доставка в спрессованном виде с близрасположенных заводов по переработке мусора) и в городских теплофикационных котельных для выработки низкотемпературного пара, непосредственного обогрева зданий и кондиционирования воздуха. На части мусороперерабатывающих заводов основное производство заключается в переработке ТБО в органическое сельскохозяйственное удобрение (компост), попутно крупная фракция ТБО сжигается в котлах как топливо для получения тепловой энергии и используется теплота уходящих дымовых газов.[1,с.244]
2. Энергосбережение в бытовом обслуживании
Коммунально-бытовой сектор экономики является одним из крупнейших потребителей топлива, тепловой и электрической энергии. Современный быт немыслим без энергетических услуг:
· комфортные условия жизни людей обеспечиваются освещением, отоплением, вентиляцией, бытовыми электрическими приборами и устройствами, кондиционированием и т.п.;
· бытовые коммуникации, информационно-развлекательный сервис осуществляются с помощью телефонов, телевизоров, магнитофонов, компьютеров и т.д.
В силу своего географического расположения Беларусь относится к странам с относительно холодным климатом. Продолжительность «отопительного периода» составляет около 200 дней, что определяет значительную долю энергозатрат на отопление. На бытовом уровне потребляется 30% от всего количества топлива, расходуемого республикой. Потребляемая жилищно-коммунальным сектором тепловая энергия используется для отопления домов – 60-70% и горячего водоснабжения – 30-40%.