Экономия энергии в системах распределения электроэнергии

Цели обучения:

Инженеры и владельцы зданий часто фокусируются на сроках окупаемости и рентабельности инвестиций как на пороговых значениях для принятия экономических решений по инвестициям в энергоэффективность. Эти улучшения энергоэффективности обычно связаны с энергоэффективным освещением (например, светодиодами), использованием приводов с регулируемой частотой (ЧРП) или использованием двигателей премиум-класса Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA). Однако существуют и другие параметры, которые более точны и эффективны при принятии инвестиционных решений для строительных систем, в частности систем распределения электроэнергии.

Кодексы и стандарты, связанные с энергоэффективностью, устанавливают минимальные требования к энергоэффективности, необходимые для проектирования новых зданий и реконструкции существующих зданий. Кодексы, однако, ориентированы на эффективность механических и осветительных систем. В этих кодексах содержится не так много информации для установления мер по энергоэффективности при проектировании систем распределения электроэнергии, а только систем, которые обслуживают системы распределения электроэнергии. Эти кодексы и стандарты включают следующее:

Принятие энергетических кодексов и энергетических кодексов, используемых в каждом штате, сильно различаются.

ASHRAE 90.1 включает главу, посвященную мощности (глава 8). Хотя стандарт включает требование к трансформаторам соответствовать Закону об энергетической политике (EPAct) 2005 года, он не обсуждает другие аспекты системы распределения электроэнергии.

Стандартом также установлено, что падение напряжения не должно превышать 2 % для фидеров и 3 % для ответвленных цепей (глава 8.4.1). Хотя ASHRAE 90.1 не является более строгим, чем NFPA 70: Рекомендации Национального электротехнического кодекса (NEC) по падению напряжения, изложенные в разделе «Тонкие примечания» (FPN), включенном в статью 210.19, ASHRAE 90.1 устанавливает падение напряжения как требование для соответствия стандарту. NEC FPN рекомендует максимальное падение напряжения 5 %, при этом на фидерах оно не должно превышать 3 %; поскольку это FPN, это не является требованием кодекса. Однако учет падения напряжения важен при проектировании энергоэффективной системы распределения электроэнергии. Падение напряжения может привести к перегреву и сокращению срока службы оборудования из-за пониженного напряжения индуктивных нагрузок. Избыточное тепло потребует дополнительных требований к системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для охлаждения помещений. Кроме того, падение напряжения приводит к неэффективности осветительных нагрузок, вызывая потери в кабелях, а не полную подачу мощности на освещение. Увеличение сечения кабеля позволит увеличить мощность освещения без подачи дополнительной мощности от источника.

В оставшейся части главы 8 обсуждаются представляемые документы (заводские чертежи) и средства контроля за емкостями. Остальная часть стандарта в первую очередь относится к механическому оборудованию и строительным мерам по достижению энергоэффективности. Однако в нем рассматриваются некоторые аспекты электрического проектирования, включая освещение (глава 9) и двигатели (глава 10). В этой статье не обсуждаются освещение или двигатели, за исключением частотно-регулируемых приводов.

Автоматический контроль сосудов был включен в ASHRAE 90.1-2010 и стал предметом разногласий в стандарте. Хотя автоматическое управление розетками обеспечивает дополнительную энергоэффективность при подключении нагрузок, что было трудной задачей для снижения энергопотребления в коммерческих и жилых помещениях, оно также требует обучения владельцев правильному применению и преимуществам.

Подобно ASHRAE 90.1, меры по энергоэффективности, изложенные в IECC, касаются главным образом строительных мер и механического оборудования. В кодексе обсуждаются требования к освещению, плотности мощности и средствам управления (глава 4), но, в отличие от ASHRAE, они не устанавливают минимальные требования к энергоэффективности системы распределения электроэнергии. Например, Энергетический кодекс штата Массачусетс основан на IECC 2009 года, однако для удовлетворения требований проектировщику необходимо превысить базовые стандарты IECC на 20 % для коммерческих (средних или крупных) зданий или обеспечить поэтапное улучшение базовые стандарты IECC для (средних) зданий, выбрав два из трех вариантов, доступных в кодексе, которые включают повышение эффективности HVAC, выработку электроэнергии на месте или дальнейшее снижение плотности мощности освещения.