Поздравляем эксперта СРО 19 А.А.Синятынского с юбилеем! Читайте статью!

Главный редактор
By Главный редактор Май 24, 2018 23:13

Поздравляем эксперта СРО 19 А.А.Синятынского с юбилеем! Читайте статью!

В эти дни у Алексея Алексеевича Синятынского, руководителя энергоаудиторской компании “Интеграл-Т” – члена СРО19, – юбилей. Поздравляем прекрасного эксперта и специалиста с активной профессиональной позицией, и публикуем его статью.

 

Холостой ход как фактор снижения энергоэффективности электропотребления в быту

О потерях электроэнергии и соответствующей переплате за нее за счет режима ожидания (stand-by) бытовых приборов – отраслевой эксперт, член СРО 19 “Союз “Энергоэффективность” А.А.Синятынский.

 

 

 

 

Алексей СИНЯТЫНСКИЙ, Генеральный директор энергоаудиторской фирмы ООО “Фирма “Интеграл-Т”, к.ф.-м. н., член-корреспондент Международной академии общественных наук

 

В 2009 году с принятием закона № 261-ФЗ от 23.11.2009 г. «Об энергосбережении…» в стране начался очередной период в истории энергоэкономной жизни нашего общества.

Чувствительно проявилось отношение руководящей элиты общества к проблемам энергосбережения. Существенные бюджетные финансовые вливания в мероприятия по энергообследованию работы учебных заведений, объектов здравоохранения, культуры и ЖКХ в 2011-2013 годах укрепили идею стремления к энергоэффективной жизни в обществе. Последующая стагнация в развитии процесса связана с поиском источников финансирования. Оказалось, что последней надеждой в этом процессе является активное вовлечение в процесс средств промышленных предприятий, особенно с бюджетным финансированием (НПО, ФГУП и т.д.). Заметим, что мы не затрагиваем так называемые коммерческие учреждения и предприятия. Общим и для тех, и для других является отношение самого человека к энергоэффективной жизни.

Наиболее употребимым видом энергии, используемым человеком, в последнее время является электроэнергия. Таким образом, призыв к энергосбережению как в быту, так и на производстве сводится к экономии электроэнергии. А при чем же тут холостой ход как враг энергосбережения?

Начнем с быта. В быту сегодня самым популярным электронным прибором является мобильный телефон (смартфон), аккумулятор которого периодически подзаряжается устройством, называемым адаптером. Как правило, в средней российской семье из трех человек в эксплуатации находятся три мобильных телефона со своими адаптерами, также один планшет, один ноутбук, один телевизор, один CD-проигрыватель и т.д. (см. таблицу).

 

В таблице данные об уровне переменного напряжения питания и тока на входе адаптера так же, как и данные напряжения и постоянного тока на выходе, определены по техническим параметрам, представленным на корпусе прибора.

Можно предположить, что они являются несколько завышенными, так как производитель очевидно это делает в рекламных целях, подчеркивая их универсальность. В конечном итоге результаты расчетов мощности входной и выходной цепи адаптера несколько завышены, но ненамного отличаются от истинных (по крайней мере порядок цифр не отличается от измеренных лабораторно). В таблицу не вошли еще, например, телевизор, видеомагнитофон и музыкальный центр, которые, как и перечисленные в таблице адаптеры, редко выключаются из электросети и работают в режиме «stand-by».

Вот эту ситуацию интересно обсудить. В инструкции пользования устройством, в частности, мобильным телефоном, описана следующая последовательность операций по зарядке аккумулятора:

  1. Подключить аккумулятор смартфона к адаптеру через гнездо подключения адаптера.
  2. Включить адаптер в розетку электрической сети (в России это сеть переменного тока напряжением 220 В).
  3. Через некоторое время аккумулятор зарядится (все зависит от емкости аккумуляторной батареи смартфона, степени ее разрядки и мощности зарядного устройства, т.е. адаптера), об этом предупредит пользователя соответствующая индикация.
  4. Отключить адаптер от сети и смартфон от адаптера и продолжить пользоваться устройством.

Вроде бы все понятно и несложно. Но тут и возникает бесхозяйственный момент, ведущий к снижению энергоэффективности в быту. Почти 80% пользователей не отключают от электросети адаптер. Почему? Обычный ответ – через некоторое время (6-8 часов) его опять нужно включать. Либо пользователи просто забывают выключить адаптер из сети. И он работает 24 часа в сутки.

Обратимся к принципиальной электрической схеме адаптера. Многие из этих электронных устройств построены по обычной схеме выпрямителя с понижающим трансформатором и стабилизированным выходным напряжением.  Однако большинство из современных адаптеров построены по схеме стабилизированного импульсного блока питания с автогенерацией. Отличительной особенностью этих схем питания является наличие трансформаторов, разделяющих схему на высоковольтную и низковольтную половины.

В ситуации, когда адаптер подключен к электрической сети, низковольтная половина схемы не загружена зарядкой аккумуляторов, адаптер работает в режиме холостого хода, и приложенная к устройству электрическая мощность уходит на разогрев элементов схемы адаптера. Вообще следует отметить, что КПД адаптеров не превышает 20%, и в период зарядки, следуя закону сохранения энергии, 80% приложенной мощности должно рассеиваться в тепло, поэтому элементы электронной цепи работают в очень жестком температурном режиме.

Но когда адаптер периодически работает в режиме холостого хода, его ресурс уменьшается, т.е. уменьшается срок его эксплуатации. Холостой ход порождает также другие последствия. Из-за длительной эксплуатации адаптера в нештатном режиме элементы цепи, подключенной к сети с напряжением 220 В, ухудшают свои эксплуатационные свойства. Идет усиленный нагрев и неизвестно, когда и в какой момент времени может произойти возгорание. Правда, конструктивно адаптеры делаются пожаробезопасными, но это не устраняет сам эффект, и любой подходящий повод может стать трагедией.

Далее, в режиме холостого хода высока вероятность выхода из строя активных элементов выходных цепей адаптера. В схемах, где присутствуют LC-цепи, при скачкообразном уменьшении тока нагрузки до нуля, попадании в режим холостого хода, при определенных условиях может возникнуть колебательный процесс, при котором напряжение на емкости фильтра может существенно возрасти. В режиме холостого хода  выходное напряжение не меняется, все возрастающее напряжение на емкости прикладывается к активному элементу цепи и может привести к его выходу из строя.

В любом варианте выхода из строя адаптера возникает ситуация, когда нужно искать по типу и конфигурации разъемов другой адаптер. Но за это время аккумулятор мобильного телефона продолжает разряжаться. Хорошо, если сотовый телефон оснащен литий-ионным аккумулятором, который не обладает эффектом памяти, и его можно безболезненно разряжать до нуля. Но если это, например, никель-магниевый аккумулятор, то в результате длительной разрядки он выйдет из строя, и пользователю придется приобретать новый аккумулятор, что затратно и хлопотно.

Посчитаем, во что обходится холостой ход, сколько нужно платить в месяц за бесхозяйственность, забывчивость и лень средней российской семье.

Будем исходить из того, что в семье три адаптера для смартфона. Поэтому мощность входных цепей в режиме холостого хода необходимо утроить. Затраченная адаптерами мощность составит 231 Вт. Если дальше пойти по таблице и просуммировать по всем устройствам и считать, что их адаптеры круглосуточно не отключаются от сети, то получим, что электрическая мощность, которая уходит впустую, составит 755 Вт≈0,755 кВт. В месяц потребляемая электроэнергия составит

Е1= 755 Вт * 24 час.* 30 дней = 544 кВт*ч

Добавим к этой сумме телевизор, если он работает 6 часов в сутки, то его потребление в режиме ожидания составляет ~ 9 кВт*ч. Музыкальный центр в этом режиме потребляет в месяц ~ 8 кВт*ч., а видеомагнитофон почти 4 кВт*ч.. Всего 21 кВт*ч.

В результате израсходованная в месяц электроэнергия составит

Е = Е + 21 кВт*ч = 565 кВт*ч.

Эта потребленная электроэнергия обходится (по тарифу 2016 года, равному 4,81 руб./кВт*ч.) в сумму оплаты

С = 565 кВт*ч * 4,81 руб./кВт*ч = 2 717,65 руб.

Эта сумма является максимальной, когда работают одновременно все адаптеры всех устройств, перечисленных в таблице, 24 часа в сутки каждый день в месяце. При корректировке времени работы адаптеров в режиме холостого хода до 16 часов мы получим израсходованную в месяц электроэнергию на уровне 363 кВт*ч., стоимость которой составит 1745,5 рублей.

В эту сумму адаптеры мобильных телефонов дают вклад в 111 кВт*ч. с оплатой 534 рубля в месяц.

Каждый сам может решать, готов ли он платить подобные суммы за нежелание выключать адаптеры из сети и оставлять приборы в режиме ожидания.

Главный редактор
By Главный редактор Май 24, 2018 23:13
Добавить комментарий

Нет комментариев

Нет Комментариев!

Вы можете быть первым, кто прокомментирует эту статью.

Написать комментарий
Просмотреть комментарии

Добавить комментарий

Ваш E-mail адрес не будет опубликован.
Обязательные к заполнению поля помечены*

*

code

Избранное в Telegram