| ||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2.4. Методика расчета
|
 |
(2.5) |
где K - единовременные затраты, руб.;
N - число ламп в установке, шт.;
M - число светильников, шт.;
Kл - цена лампы, руб.;
Kсв - цена светильника, руб.;
Kпра - цена ПРА, руб.;
Kизу - цена ИЗУ, руб.;
Kм - затраты на монтаж осветительной установки, руб.
Годовые эксплуатационные расходы Э складываются из стоимости электроэнергии, затрачиваемой на освещение, стоимости заменяемых ламп, стоимости чистки осветительных приборов и амортизационных отчислений. В среднем их можно принять для светильников, прожекторов, электрооборудования и осветительных сетей в размере 10% капитальных затрат на электроустановки (без учета стоимости первого комплекта ламп) и 2% капитальных затрат на строительные элементы: опоры, прожекторные мачты и вышки. Значение 10% соответствует 10-летнему сроку службы осветительных приборов и электрооборудования; значение 2% соответствует 50-летнему сроку службы строительных элементов и конструкций.
 |
(2.6) |
где αам - норма амортизационных отчислений;
α - коэффициент потерь в ПРА, отн.ед.;
q - цена электроэнергии, руб./кВтЧч;
Pл - мощность лампы, кВт;
T - число часов горения лампы, ч;
τ - срок службы лампы, ч;
m - количество чисток ламп и светильников в году;
Cзам - стоимость замены ламп, руб.;
Cч - стоимость одной чистки, руб.
При расчетах рекомендуется использовать следующие числовые значения отдельных величин:
- номинальный срок службы для ламп накаливания общего назначения - 1000 ч; для люминесцентных ламп - 12 000 ч;
- число часов использования максимума осветительной нагрузки в год для помещений с естественным освещением при работе в 2 смены - 2250 ч, в 3 смены - 4150 ч, для помещений без естественного освещения при работе в 2 смены - 4300 ч, в 3 смены - 6500 ч;
- количество чисток светильников в год m = 4;
- число ламп накаливания и ГЛВД в одном светильнике n = 1;
- потери мощности в сетях и пускорегулирующих аппаратах приведены в табл. 1.2.
Изыскание вариантов решения освещения с минимальным расходом электроэнергии является одним из наиболее перспективных путей повышения экономичности освещения в целом. Вопрос о рациональном использовании электроэнергии относится в настоящее время к первоочередным и важнейшим. Поэтому в последние годы, наряду с комплексной оценкой эффективности освещения, учитывающей среди прочих факторов экономичность использования электроэнергии, проводят также оценку по расходу электроэнергии, который рассматривается как самостоятельный показатель, учитываемый и регламентируемый отдельно. Подобный подход представляется оправданным, так как первоначальные затраты на системы освещения и облучения близки по значениям, а в текущих затратах основной составляющей являются затраты на электроэнергию.
Расчет расхода электроэнергии на освещение Э и ее возможной экономии Δ Э, получаемой при совершенствовании любой конкретной осветительной установки, может быть проведен на основе соотношений, приведенных в [10]:
 |
(2.7) |
 |
(2.8) |
где Э - расход электроэнергии в осветительной установке, имеющей N светильников с n лампами в каждом; мощность одной лампы равна р, кВт · ч/год;
Δ Э - возможная экономия при переходе от первого варианта установки ко второму, кВт · ч/год.
Освещение очень большого объекта, включающее в себя множество различных осветительных установок, выполненных разными источниками света и светильниками, либо освещение какой-либо отрасли промышленности в целом представляет собой, в отличие от конкретной осветительной установки, сложную систему. Расчет возможной экономии электроэнергии, получаемой за счет совершенствования такой системы, связан с определенными трудностями. Интересное решение этой задачи, пригодное применительно к хозяйству страны в целом, предложено в [10]. Однако использование указанного в работе способа, имеющего ограниченную область применения, на практике бывает затруднено как в силу частого невыполнения некоторых сделанных там допущений, так и ввиду отсутствия надежных данных о числовых значениях используемых параметров. Расчеты по этому способу не практикуются, так как не дают достаточно точных результатов. Простой и доступный способ оценки возможной экономии электроэнергии в сложных системах должен опираться на использование для характеристики таких систем величин, которые регулярно фиксируются и рассчитываются. Численные значения этих величин учитываются и для других целей, а потому бывают известны заранее (а иногда и опробованы в других расчетах), что должно способствовать получению более уверенных оценок при расчетах экономии электроэнергии [10].
| Годы | 5% | 10% | 15% | 20% | 25% | 30% | 35% | 40% |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0,952 | 0,909 | 0,870 | 0,833 | 0,800 | 0,769 | 0,741 | 0,714 |
| 2 | 0,907 | 0,826 | 0,756 | 0,694 | 0,640 | 0,592 | 0,549 | 0,510 |
| 3 | 0,864 | 0,751 | 0,658 | 0,579 | 0,512 | 0,455 | 0,406 | 0,364 |
| 4 | 0,823 | 0,683 | 0,572 | 0,482 | 0,410 | 0,350 | 0,301 | 0,260 |
| 5 | 0,784 | 0,621 | 0,497 | 0,402 | 0,328 | 0,269 | 0,223 | 0,186 |
| 6 | 0,746 | 0,564 | 0,432 | 0,335 | 0,262 | 0,207 | 0,165 | 0,133 |
| 7 | 0,711 | 0,513 | 0,376 | 0,279 | 0,210 | 0,159 | 0,122 | 0,095 |
| 8 | 0,677 | 0,467 | 0,327 | 0,233 | 0,168 | 0,123 | 0,091 | 0,068 |
| 9 | 0,645 | 0,424 | 0,284 | 0,194 | 0,134 | 0,094 | 0,067 | 0,048 |
| 10 | 0,614 | 0,386 | 0,247 | 0,162 | 0,107 | 0,073 | 0,050 | 0,035 |
| Вид осветительной установки | Вид освещения | Режим работы | Географическая широта | Т, ч |
|---|---|---|---|---|
| Внутреннее освещение промышленных предприятий:
а) помещения с естественным освещением |
Рабочее и аварийное | 1 смена | Южнее 50° с. ш. | 700 |
| От 50° с. ш. до 60° с. ш. | 750 | |||
| Севернее 60° с. ш. | 850 | |||
| То же | 2 смены | Любая | 2250 | |
| " - " | 3 смены | " - " | 4150 | |
| " - " | 3 смены, непрерывная работа | " - " | 4800 | |
| Эвакуационное | 1, 2, 3 смены | " - " | 4800 | |
| б) помещения без естественного освещения | Рабочее и аварийное | 1 смена | " - " | 2150 |
| То же | 2 смены | " - " | 4300 | |
| " - " | 3 смены | " - " | 6500 | |
| " - " | 3 смены, непрерывная работа | " - " | 8760 | |
| Эвакуационное | 1, 2, 3 смены | " - " | 8760 | |
| Освещение территорий промышленных предприятий:
а) включается ежедневно |
Рабочее и аварийное | До 24 ч | " - " | 2100 |
| То же | До 1 ч | " - " | 2450 | |
| " - " | Всю ночь | " - " | 3600 | |
| б) включается в рабочие дни | Охранное | То же | " - " | 3500 |
| Рабочее и аварийное | До 24 ч | " - " | 1750 | |
| То же | До 1 ч | " - " | 2060 | |
| " - " | Всю ночь | " - " | 3000 | |
| Охранное | То же | " - " | 3500 |
С учетом сказанного выше будем рассуждать следующим образом. Экономия электроэнергии, которая может быть получена за счет совершенствования освещения в какой-либо сложной системе, зависит в основном от следующих факторов:
а) световой отдачи используемых источников света;
б) долевого участия в осветительных установках осветительных приборов с источниками света разных типов;
в) светотехнических и эксплуатационных параметров светильников (в частности, потерь мощности в ПРА);
г) эффективности проектного решения осветительных установок.
Многочисленные расчеты показывают, что наибольшая часть возможной экономии электроэнергии в сложных системах получается за счет совершенствования первых двух факторов. Рассмотрим способы оценки экономии электроэнергии, которая может быть получена за счет роста световой отдачи источников света и повышения доли участия в осветительных установках ламп, обладающих наибольшей световой отдачей. Комплекс осветительных установок, действующих во всех областях экономики, можно рассматривать как сложную систему, состоящую из трех групп, в каждую из которых входят осветительные приборы с источниками света разных типов.
Примем, что к первой группе (i1) относятся светильники с люминесцентными лампами, ко второй (i2) - осветительные приборы с газоразрядными лампами высокого давления (ГЛВД), к третьей (i3) - с лампами накаливания. По мере развития светотехники количество светильников с люминесцентными лампами и осветительных приборов ГЛВД растет, что приводит к увеличению той доли светового потока в общем балансе световой энергии, которая генерируется газоразрядными источниками света. Процесс постоянного возрастания доли светового потока, генерируемого газоразрядными лампами, и сокращения доли, вырабатываемой лампами накаливания, а также увеличения световой отдачи газоразрядных ламп позволяет получать экономию электроэнергии, расходуемой на освещение. Предполагается, что источники света с более высокой световой отдачей используются рационально, т. е. в новых либо реконструированных осветительных установках, что обеспечивает экономию электроэнергии, но не применяются для замены старых ламп в переконструированных установках, что может привести только к повышению освещенности.
Для оценки численного значения экономии электроэнергии, возможной за какой-либо интервал времени j, введем обобщенные параметры потребителей для момента времени t.
| Параметр | ЛЛ | ГЛВД | ЛН |
|---|---|---|---|
| Обозначение группы, присваиваемое части комплекса, состоящей из осветительных приборов с источниками света данного типа | i1 | i2 | i3 |
| Средняя единичная мощность осветительного прибора группы в рассматриваемый момент времени t, Вт | P1t | P2t | P3t |
| Средняя световая отдача источников света в каждой группе в момент времени t, лм/Вт | h1t | h2t | h3t |
| Количество осветительных приборов в группе в рассматриваемый момент времени t, шт. | N1t | N2t | N3t |
| Световой поток, генерируемый каждой группой комплекса в рассматриваемый момент времени t, лм | Ф1t | Ф2t | Ф3t |
| Доля светового потока, генерируемая каждой группой комплекса в общем балансе светового потока в рассматриваемый момент времени t, % | f1t | f2t | f3t |
Полная мощность, потребляемая всем комплексом осветительных установок в целом, определяется по соотношением:
 |
(2.9) |
а световой поток, генерируемый всем комплексом осветительных установок в целом, - соотношением:
 |
(2.10) |
Доли светового потока, генерируемые каждой группой комплекса осветительных установок, в общем балансе светового потока в рассматриваемый момент времени могут быть рассчитаны по соотношению:
 |
(2.11) |
Пусть через некоторый интервал времени j, лет, от рассматриваемого момента (t), т. е. в год t+j, обобщенные параметры комплекса осветительных установок изменились. Электроэнергия, потребляемая комплексом в год t+j, и световой поток, генерируемый за ее счет, составят соответственно:
 |
(2.12) |
 |
(2.13) |
где T - число часов использования максимума осветительной нагрузки в год.
В течение рассматриваемых j лет в результате прогресса светотехники в системе могло произойти два сдвига: а) световая отдача газоразрядных ламп могла увеличиться; б) номенклатура осветительных приборов с газоразрядными лампами могла расшириться и объем их выпуска возрасти, что приведет к росту доли светового потока, генерируемого осветительными приборами с люминесцентными лампами и с ГЛВД, в то время как доля потока, генерируемого лампами накаливания, уменьшится. Если бы таких сдвигов за j лет не произошло и световой поток Фt+j генерировался на техническом уровне ламп и осветительных приборов года t, то для получения того же светового потока Фt+j оказалось бы необходимым израсходовать больше электроэнергии, чем это следует по соотношению (2.13), а именно: при сохранении долевой структуры световых потоков, генерируемых частями комплекса на уровне года t, электроэнергия, необходимая для обеспечения освещения, имела бы значение:
 |
(2.14) |
Экономия электроэнергии, получаемая за счет прогресса в течение j лет, сказывающегося в изменении световой отдачи источников света и в изменении их долевой структуры, может быть оценена по соотношению:
 |
(2.15) |
Экономия электроэнергии ΔЭt+j, подсчитанная на основании соотношений (2.15)-(2.16), базируется на учете указанных выше двух факторов. Первый из них - рост световой отдачи источников света, определяется темпами научного прогресса и технологическим уровнем реализации научных достижений, поэтому возможности управления численными значениями этой величины на каждом конкретном этапе развития довольно ограничены. Второй резерв - совершенствование долевой структуры световых потоков, генерируемых частями комплекса с источниками света разных типов, в значительной мере является результатом технической политики, принятой в отрасли, производящей светотехническое оборудование, и потому лучше поддается управлению.
Представляет интерес получение численной оценки именно этой, наиболее доступной для регулирования и прогнозирования составляющей возможной экономии электроэнергии на освещение. Электроэнергия, необходимая для обеспечения освещения в этих условиях, и ее экономия могут быть вычислены по соотношениям:
 |
(2.16) |
 |
(2.17) |
В большинстве случаев ΔЭ" ≤ Э', хотя встречаются ситуации, когда это неравенство и не выполняется.
По соотношению (2.16) или (2.17) возможно подсчитать как прогнозируемую на будущее, так и имевшую место в прошлом экономию электроэнергии на освещение в сложной системе. В первом случае необходимо воспользоваться прогнозируемыми числовыми значениями обобщенных параметров сложной системы, а во втором - использовать численные значения обобщенных параметров, фактически имевшие место.
© Красноярский государственный аграрный университет |