12
Среди наиболее распространенных вертикальных ветряных установок,
следует выделить:
- чашечный ротор, в котором ветроколесо вращается под воздействием
силы сопротивления. Выбранная форма чашеобразной лопасти позволяет
обеспечивать линейную зависимость частоты вращения колеса от скорости
ветра;
- ротор Савониуса основан на лопастях, выполненных из тонких
изогнутых листов прямоугольной формы. Его вращающий момент зависит от
сопротивления воздушных потоков. Он имеет большое геометрическое
заполнение, что создает возможности использования ветроколеса для
перекачки воды;
- ротор Дарье, предусматривает создание вращающего момента через
подъемную силу, которая возникает на его изогнутых несущих поверхностях,
представленных в виде аэродинамического профиля. Подъемная сила
максимальна в тот момент, когда лопасть с большой скоростью пересекает
набегающий воздушный поток;
- ротор Масгрува предусматривает размещение лопастей ветроколеса
вертикально. Существуют различные варианты роторов Масгрува, но все они
отключаются при сильном ветре.
Внешний вид осевого ротора ветроэнергетической установкой
установки приведен на рисунке 5.
Рисунок 5. Внешний вид вертикального осевого ротора
ветроэнергетической установкой установки
13
Отличительной характеристикой ветряного генератора является
выполнение лопастей из профиля авиационного крыла, подобного ротору
Дарье, имеющего простые конструктивные особенности. Он быстро набирает
необходимый уровень рабочей скорости, имеет надежность эксплуатации.
В ветроэнергетических установках применяются двух- и трехлопастные
ветроколеса. Многолопастные колеса, развивающие большой крутящий момент
при слабом ветре, используются для перекачки воды и других целей, не
требующих высокой частоты вращения ветрового колеса.
Главным препятствием использования энергии ветра является экономия,
определяемая мощностью агрегата остается небольшой и доля затрат на его
эксплуатацию оказывается значительной. В итоге себестоимость энергии не
позволяет ветрякам с горизонтальной осью оказывать реальную конкуренцию
традиционным источникам энергии
6
.
Среди возобновляемых энергоресурсов следует также отметить и
геотермальную энергию, которая обеспечивает нужды производственных
предприятий.
Для получения электрической энергии ведется работа по изучению
природы течений морей и океанов. В данном случае энергия образуется за счет
разности температур воды на различной глубине.
Для получения газообразного топлива многими предприятиями
обрабатываются органические и растительные отходы, образуемые в результате
осуществления производственных процессов.
Вторичные энергоресурсы разделяют на горючее (топливные), тепловые
и энергоресурсы избыточного давления. Характеристика горючих
энергоресурсов приведена в таблице 1.
6
Плотников А. Н. Инновационные подходы к использованию энергоресурсов на
предприятии // Гетеромагнитная микроэлектроника, 2018. - №24. – С.60-67.
14
Таблица 1
Характеристика горючих энергоресурсов
Название
Характеристика
Конвертерный
газ
Образуется в результате производственного процесса по
получению стали. Состав: оксид углерода (67,79%),
диоксид углерода (13,16%), азот (5,14%), водород и вода
(0,3%)
Доменный газ
Образуется в результате работы доменных печей. Состав:
оксид углерода (20%), водород (18%)
Коксовый газ
Получают в результате обработки добытого каменного
угля. Состав: водород (55-60%), метан (20-30%), оксид
углерода (5-7%)
Генераторный
газ
Получают в результате газификации угля в специальных
генераторах. Состав углекислота
Тепловые энергоресурсы выступают результатам обработки отходящих
газов в результате работы различных производственных агрегатов. Они
представлены дымовыми газами, парами, вентиляционным воздухом.
Энергоресурсы избыточного давления (сжатый воздух, сжатый
природный газ, водяной пар) получают в результате обработки энергии газов
или жидкостей в производственных агрегатах, находящихся под давлением.
Для потребителей представленных производственными предприятиями
для учета ресурсов разрабатываются нормы по расходу топливной, тепловой,
электрической энергии, газа, воды. Суммарное потребление энергетических
ресурсов представлено в виде удельного показателя, отражающего потребление
энергоресурсов
7
.
Результаты выпуска продукции представляют в физическом и денежном
выражении. Относительный показатель представлен в виде удельного веса
денежных затрат на потребление энергоресурсов в себестоимости выпущенной
продукции.
Нормы расхода энергоресурсов разрабатываются в системе
планирования в разрезе выполняемых работ, осуществляемых технологических
процессов или выпускаемых видов продукции. В них учитываются
производственные условия, текущие темпы научно-технического прогресса,
7
Даурова Ф. К. Энергоресурсы и их структура // Форум молодых ученых, 2018. - №4. –
С.394-398.
15
реализованные на базе предприятий организационные и технические
мероприятия, зависящие от рационального использования энергоресурсов. С
течением времени на производственных предприятиях производится пересмотр
показателей в области использования топливно-энергетических ресурсов.
Нормы расхода энергоресурсов классифицируют в зависимости от
степени агрегации, периода действия и состава энергоресурсов. По степени
агрегации нормы расхода бывают индивидуальными и групповыми.
Индивидуальной считается норма расхода тепловой, электрической
энергии на выпуск единицы готовой продукции. При установке
индивидуальных норм энергоресурсов учитываются технические показатели
энергопотребляющих и топливных агрегатов, машин, установок,
технологических схем производства. Групповая норма расхода энергоресурсов
определяется по планируемому объему выпуска единицы одноименной
продукции.
При выборе технологических норм расхода энергоресурсов
производственные предприятия учитывают затраты на осуществление
основных и вспомогательных процессов. В зависимости от состава расходов
нормы энергоресурсов разделяют на технологические и
общепроизводственные.
Общепроизводственная норма расхода энергоресурсов устанавливается
в зависимости от затрат на реализацию основных, обеспечивающих и
вспомогательных процессов, выполненного цехового или
общепроизводственного задания в зависимости от потребления энергоресурсов
на организацию системы освещения, отопления или вентиляции.
При установке общепроизводственных норм расхода энергоресурсов
также тепловые потери энергии при передаче ее потребителям по
электрическим сетям. Необходимо отметить что, в нормах расхода
электрической и тепловой энергии не учитываются затраты от применения
новой технологии, выбранного режима работы производственного объекта,
16
несоблюдения норм по качеству выпускаемой продукции и другие не
связанные с производством затраты
8
.
В системе норм энергоресурсов производственные предприятия
используют норматив предельного расхода энергоресурсов, который позволяет
внедрить новые инновационные технологии, использовать в производственных
процессах новое оборудование.
Норматив удельного расхода энергоресурсов является расчетным
показателем и в нем учитывается единица выпущенной продукции
производственным оборудованием.
Для разработки норм расхода энергоресурсов применяют методы
расчета на основе плановых показателей и методы расчета расхода
энергоресурсов по факту. Для получения нормы расхода энергоресурсов
используют опытный, расчетно-аналитический и расчетно-статистический
метод
9
.
Наиболее часто производственные предприятия применяют расчетно-
аналитический метод, предусматривающий установление нормы расхода
энергоресурсов по статьям энергетического баланса. Когда расчетно-
аналитический метод применить сложно, то используют опытный метод,
который заключается в установлении удельных затрат энергоресурсов по
проведенным экспериментам или испытаниям. Его применяют для определения
индивидуальных норм, учитывающих текущее состояние производственного
оборудования и технический регламент его использованию. При установлении
индивидуальных норм для повышения качества исследований комбинируют
расчетно-аналитические методы и опытные.
Учет энергоресурсов достаточно важен для производственного
предприятия, поскольку в его основе находится проведение различных
8
Новик О. С. Повышение эффективности использования энергоресурсов предприятия //
Статья в сборнике Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии, 2018. –
С.470-471.
9
Дзюба А. П. Снижение затрат на закупку энергоресурсов // Энергосбережение, 2018. - №5.
– С.23-31.
17
мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности.
Результаты учета энергоресурсов применяются для оценки экономического
эффекта от проведения энергосберегающих мероприятий и внедрения в
деятельность производственного предприятия инноваций. С его помощью
выявляются резервы для экономии энергоресурсов, анализируется расход
энергии в различных энергосистемах предприятия.
Данные по учету энергоресурсов применяются энергослужбами
предприятия, экономистами, организациями проводящими энергоаудит. При
ведении учета энергоресурсов учитывается поступление различных видов
энергии в систему теплоснабжения, электроснабжения и водоснабжения
предприятия, формируется энергобалансы для оценки эффективности
электростанций, котельных, осуществляется отпуск энергоресурсов сторонним
потребителям.
При ведении учета энергоресурсов выделяют три вида учета:
коммерческий технический и нормативный. При ведении коммерческого учета
производится экономические расчеты с установлением баланса между
потребляемой и поставляемой энергией. С целью контроля энергоресурсов
расходования энергоресурсов осуществляется технические учет с определением
удельных расходов на выпуск готовой продукции, оценки потерь в
энергосистеме по данным счетчиков.
Для технического учета электрической энергии используют счетчики,
установленные на стороне потребителей, а для учета тепловой энергии
применяют счетчики воды, пара расходомеры и теплосчетчики. Если
предприятие для осуществления производственной деятельности используют
твердое, жидкое или газообразное топливо, то применяются счетчики газа,
измерители уровня жидкости, расходомеры.
В условиях развития цифровой экономики для ведения учета
энергоресурсов развитие получили автоматизированные системы
коммерческого и технического учета электроэнергии. Работа данных систем
основана на микропроцессорных контроллерах, обрабатывающих данные в
18
режиме реального времени применение. Применение для учета энергоресурсов
автоматизированных систем позволяет оперативно информацию по
потребляемой энергии, выровнять суточный график нагрузки
10
.
Применение автоматизированных систем для учета энергоресурсов
упрощает переход на дифференцированные тарифы, усиливает контроль
потребления энергоресурсов, позволяет снизить потери при передаче
электрической энергии потребителям и в целом повысить качество учета
энергоресурсов.
1.2. Методика анализа эффективности использования энергоресурсов
Для оценки эффективности использования энергоресурсов применяются
различные критерии или показатели. В расчетах эффективности учитывается
тип энергоресурса (тепловой, механический и электрический), а также
осуществляемые на предприятии производственные процессы. Показатели
оценки эффективности использования энергоресурсов могут быть
абсолютными и относительными. Также выделяют фактические, планируемые
и прогнозируемые
11
.
Как правило, показатели или критерии оценки эффективности
энергоресурсов разделяют на технические, термодинамические и финансово-
экономические. В состав термодинамических показателей оценки
эффективности входит КПД энергетической установки, КПД технологии
12
.
Характеристика технических показателей для оценки эффективности
энергоресурсов приведена в таблице 2.
10
Мохсен Х. М. Изменение трендов потребления энергоресурсов в мировом пространстве //
Статья в сборнике Молодой исследователь, 2019. – С.272-280.
11
Алтаева А. К. Современное состояние энергоресурсов человечества // Наука и
производство Урала, 2018. - №14. – С.18-21.
12
Политова А. Р. Эффективное использование энергоресурсов // Проблемы и перспективы
развития энергетики, 2017. – С.253-255.
19
Таблица 2
Характеристика технических показателей для оценки
эффективности энергоресурсов
Наименование
показателя
Характеристика
Нормируемый показатель
энергетической
эффективности
Приведен в техническом паспорте на
выпускаемую продукцию, проектно-сметной
документации на реализацию проекта, в
результатах проведения энергетической
экспертизы, в государственных стандартах.
Применяют оценки технологического
совершенства энергоресурса
Показатели
энергетической
эффективности
технологических
процессов
Применяются при проведении государственного
контроля эффективного использования
энергоресурсов, а также при проведении
энергетического обследования органами
государственного контроля
Показатели оценки
эффективности
проведения программы по
энергосбережению
Приводятся в программно-методических
документах, статистической отчетности и
нормативно-правовых актах, а также
проведения энергетического обследования
органами государственного надзора
Показатели оценки
эффективности
проведения программ по
энергосбережению
Приводятся в программно-методических
документах статистической отчетности,
нормативно-правовых актах
Показатели энергетической эффективности могут применяться в
отношении оценки энергоэффективности аппарата, агрегата, отдельной
установки, производственного подразделения или в целом предприятия.
Абсолютные показатели характеризуют расход энергоресурсов и
регламентированы в производственных процессах предприятия.
Удельная форма отражает отношения между расходом ресурса и
потребляемой производственным предприятием энергии.
К финансово-экономическим показателям для оценки эффективности
использования энергоресурсов относятся показатели оценки эффективности
реализации инвестиционных проектов в энергосистеме, удельный вес
стоимости энергоресурсов в общей себестоимости выпускаемой продукции.
Технические показатели для оценки эффективности использования
энергоресурсов могут быть представлены в виде удельных или абсолютных
потерь энергоресурсов в процессе их потребления или передачи.
20
Для оценки эффективности потребления тепловой энергии в качестве
показателей эффективности выступают тепловые потери, а в электрической
сети уровень потерь электроэнергии при передаче потребителям.
Среди наиболее распространенных натуральных показателей для оценки
эффективности использования энергоресурсов следует отметить энергоемкость,
которая образуется от потребления энергоресурсов в основных и
вспомогательных производственных процессах.
Производственные предприятия постоянно расходуют энергоресурсы
при осуществлении деятельности и для оценки рационального их расхода
рассчитывают такой показатель как энергоемкость по следующей формуле
13
:
,
1
пр
G
i
i
Э
пр
Э
(1)
,
2
пр
S
i
i
Э
пр
Э
(2)
где
1
пр
Э
,
2
пр
Э
- энергоемкость продукции в натуральном и
стоимостном эквиваленте;
i
i
Э
- суммарный расход энергоресурсов, используемых в основных и
вспомогательных процессах;
пр
G
- объем выработанной продукции;
пр
S
- стоимость выработанной продукции.
Данный показатель приводится в тоннах условного топлива,
используемого на выпуск единицы продукции.
13
Трофимов А. В. Необходимость оптимального использования и экономии энергоресурсов
// Наука, техника и образование, 2019. - №1.- С.59-61.
21
При расчете показателей энергоемкости важным является показатель
затрат первичного условного топлива на выпуск единицы продукции. В данном
показателе учитываются общие затраты на энергоресурсы в производственных
процессах и он определяется по формуле:
,
..
пр
G
i
i
К
i
Э
первпр
Э
(3)
где
i
К
- коэффициент пересчета энергоресурсов в первичное условное
топливо;
Минимальные затраты электроэнергии при ее потреблении,
определяются на основе термодинамических критериев. В некоторых случаях
рассчитывают нормативное потребление энергоресурсов по формуле
14
:
.
факт
Q
норм
Q
э
К
(4)
Для оценки системы энергосбережения предприятия в целом производят
сравнение энергоемкости за отчетный и предшествующий периоды времени.
Термодинамические показатели оценки эффективности энергоресурсов
позволяют оценить степень совершенства производственных процессов при
потреблении энергоресурсов.
Для оценки эффективности энергоресурсов определяется
энергетический коэффициент полезного действия по следующей формуле:
.
0
1
0
Q
бесп
Q
Q
пол
Q
э
(5)
14
Мудров А. Г. Оценочные показатели измерений энергоресурсов // Техника и технология
транспорта, 2019. - №1. – С.5.