Električna energija Rasvjeta - VUSB

LITERATURAUdovičić, B.: Energetika,Školska knjiga Zagreb, 1993.Poţar, H.: Osnove energetike 1, 2 i 3,Školska knjiga-Zagreb, 1976.Jozsa, L.: Energetski procesi i elektrane,Interna skripta, ETF Osijek, 2004.Rausnitz, T.: Aditivni izvori i alternativno snabdijevanje energijom,Predavanja, ETF Osijek, 2003.Šimić, Z.: Dopunski izvori energije, Energetika i ekologijaPredavanja, ETF Osijek, 2003. i 2004.Udovičić, B.: Elektroenergetski sustav, Kigen Zagreb, 2004.Šljivac, D., Šimić, Z.: Obnovljivi izvori energije s osvrtom nagospodarenje, ETF – HKAIG, 2008.2Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Pretvorbe energijeOpćenito pri pretvorbi energije moţemo definiratislijedeće oblike energije:1. Primarna (prirodna) energija (u prirodnom stanju)2. Sekundarna (pretvorbena) energija (od opskrbljivača pripremljena za korisnika kroz tehničke procese)3. Krajnja energija (kod korisnika transformirana energija)4. Korisna energija (kod korisnika primjenjena energija)3Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Lanac pretvorbi pri uporabi energijeoplemenjivanjeuporabaprimarnasekundarnakrajnjakorisnaenergijaenergijaenergijaenergijagubicigubicigubiciStupanj djelovanja pretvorbi: dovedena energija gubicidovedena energija14Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Korisni oblici energijePotrošačima je potrebna korisna energija u jednom odsljedećih oblika:1. toplinska2. mehanička3. rasvjetna ili4. kemijska energija,odnosno dva ili više korisnih oblika energijeistodobno.5Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Toplinska energija: izvor vrela voda ili vodena para (nužniizmjenjivači topline)Mehanička energija: za potrošače stabilan izvor praktički samoelektrična energija (električni motori).Za transport se mehanička energija proizvodi pomoću motora sunutrašnjim izgaranjem (cestovni i zračni promet), za brodskipromet pomoću parnih kotlova s parnim turbinama, a zaželjeznički i gradski promet uglavnom električna energija(elektromotori).Rasvjetna energija: danas izvor isključivo električna energija. Takođeri za napajanje komunikacijskih sustava (telefon, mobiteli, radio,televizija).Kemijska energija: redukcijske peći i elektrolize6Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Primjena PV sustava namreži - integracija uzgradiDoxford Int. PLCured: Prvakomercijalnazgrada sintegririranim PV uzgraduPodudarnostPV proizvodnje ipotrošnje uposlovnoj zgradi7Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Na što se u HR troši primarna energija8Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Električna energijanajplemenitiji sekundarni oblik energijePrednosti:• moguća je pretvorba iz svakog energetskog izvora(čak i otpad)• pouzdano i uz racionalne gubitke se prenosi do zadnjegkorisnika• dalje pretvorbe su jednostavne i ekonomične• jednostavna je za regulaciju, upravljanje i mjerenje• nezamjenjiva je za obradu i prijenos podataka• ne šteti okolini9Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Nedostaci:Dobiva se uglavnomtoplinskim pretvorbama ( max 0,4)Ne da se ekonomičnoakumuliratiPrijenos je vezan naelektroenergetske vodove itransformatore (mreže)Elektrane i mreže su kapitalno-intezivne investicijeGORIVOgorionikTOPLINAkotaoPARAturbina+kond.MEH. ENERG.generatorELEKTR. ENERG.gubici1-3%gubici5-8%gubicioko 50%gubici1-2%10Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

11Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Tarifni sustavi za prodajne cijene energenata izumreţenih energetskih sustavaCijena je ovisna o mjestu preuzimanja energenta, količinii angaţiranoj snazi, odnosno dobu dana u kojemu seenergent preuzima.Tarifni sustav za pojedine usluge umreţenih energetskihsustava:- korištenja prijenosne i distributivne mreţe (električne,plinske,toplinske,naftovodne)- specifičnih usluga u EES-u (npr. sekundarna i tercijarnaregulacija)12Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Tarifni sustavi za električnu energijuNeke specifičnosti:• Za neke kategorije potrošača naplaćuje se jalova energija:- stvarno izmjerena utrošena jalova energija (posebna brojila)- vezano za faktor snage (naplaćuje se samo energija ispododreĎenog faktora snage, uobičajeno 0,95)• Za neke kategorije potrošača naplaćuje se snaga• Jednotarifni ili dvotarifni kupci (dnevni tarifni stavovi)• Moţe postojati posebni tarifni stav (niţa cijena) za tzv.upravljanu potrošnju gdje je dio ureĎaja kod kupca mogućedaljinski (centralno) uključiti / isključiti13Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Primjer: tarifni stavovi u Hrvatskoj za električnu energiju– niski napon/kućanstva – cijene s PDV-omRaspored dnevnih tarifa:- zimsko računanje vremena VT od 07-21 h i NT od 21-07 h;- ljetno računanje vremena VT od 08-22 h i NT od 22-08 h.14Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

SVJETLOSTNuţna za obavljanje radnih aktivnosti, odmora, prehranei učenja.Čovjek 80% informacija o svijetu oko sebe dobiva vidom.Svjetlost bitno utječe na raspoloţenje čovjeka i osjećajugodnosti.Primjerice, nedostatak svjetla ili potpuni mrak uzrokujunesigurnost uslijed nedostatka informacija.Snaţno svjetlo potrebno je kod obavljanja zahtjevnihposlova, čitanja, učenja…U trenucima odmora i opuštanja više nam odgovaraprigušeno svijetlo.16Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Najbolji izvor svjetla je Sunce – za vedra danarasvijetljenost iznosi oko 100000 lx, a po noći uzmjesečinu samo 0,2 lx.Ljudsko oko ima svojstva prilagoĎavanja različitomintenzitetu svjetla i to brojčano izraţeno 1: 10 10 .Pri tome se ljudsko oko značajno sporije adaptira nanedostatak svijetla.Oštrina vida ljudskog oka ovisi o starosti osobe i razinesvjetlosti a predstavlja sposobnost razlikovanja sitnihdetalja u vidokrugu.17Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

SVJETLOTEHNIČKE VELIČINE I JEDINICEParametri svjetlosti se izraţavaju fizikalnim veličinama isvjetlotehničkim (fotometrijskim) veličinama.Svjetlost je dualne prirode: istovremeno i elektromagnetskozračenje odnosno elektromagnetski val i čestica premakorpuskularnoj teoriji čestica s temeljnom jedinicom fotonom.Fotoni imaju odreĎenu energiju, fizikalne veličine su definiranefrekvencijom odnosno valnom duljinom i energijom.Svjetlotehničke ili fotometrijske veličine izraţavaju veličinekoje opisuju svjetlost na osnovi osjetilnog efekta pa suograničene na vidljivo zračenje valne duljine od 380 do 780 nm.18Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

JAKOST SVJETLOSTI (I):Jakost svjetlosti izraţava snaguzračenja koju izvor svjetla emitira uodreĎenom smjeru.Jedinica za jakost svjetlosti jeosnovna SI jedinica: candela (cd).Jakost svjetlosti od 1 cd jedefinirana kao jakost svjetlosti kojuu odreĎenom smjeru zračimonokromatski izvor svjetlafrekvencije 540×10 12 Hz i snagezračenja u tom smjeru od 1/683W/sr.Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada19

SVJETLOSNI TOK (Φ)Svjetlosni tok izraţava snagu zračenja svjetlostiemitiranu od strane izvora svjetla u svim smjerovimaokolnog prostora.Mjerna jedinica za svjetlosni tok je lumen (lm), što jeizvedena jedinica SI sustava za točkasti izvor svjetla kojiima svjetlosni tok od 1 lm kada u prostorni kut od 1 srzrači jakošću svjetlosti od 1 cd.Svjetlosni tok izvora svjetlosti sa ţaruljom sa ţarnom nitinazivne snage 100 W i nazivnog napona 220 V iznosi1.380 lm dok je svjetlosni tok kvalitetne fluorescentnecijevi snage 18 W 1.350 lm.20Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

RASVIJETLJENOST (E):Rasvijetljenost izraţava mjeru zakoličinu svjetlosnog toka kojapada na promatranu površinu.Mjerna jedinica za rasvijetljenostje lux (lx).Rasvijetljenost iznosa 1 lx jedefinirana za površinu 1kvadratnog metra koja jeosvijetljena ravnomjernoraspodijeljenim svjetlosnimtokom od 1 lm.21Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

LUMINANCIJA (L):Luminancija je osjećaj svjetline koji svjetleća ilirasvijetljena ploha emitira u ljudsko oko. Mjeri se ukandelama po površini [cd/m 2 ].22Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

UMJETNA RASVJETAStupanj korisnog djelovanja:A) ţarulja sa ţarnom niti 9 –17 lm/WU svjetlost se pretvara 5-10% uloţene energije,ostatak se pretvara u toplinu.B) halogene ţarulje do 25 lm/WC) ţarulje na izboj u plinu do 180 lm/WFluorescentne cijevi proizvode skoro 2/3 ukupnogumjetnog svjetla u Europi.D) Niskotlačne natrijeve ţarulje do 200 lm/W.23Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Visokotlačne (VT) ţarulje na izbojE) Visokotlačne ţivine ţarulje (na izboj) do 60 lm/WF) VT Metalhalogena ţarulja (HQI/HCI) do 120 lm/WG) VT natrijeve ţarulje (na izboj) do 150 lm/W.24Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

ŠTEDNA RASVJETAJedna od značajnih pojedinačnih stavki u potrošnjielektrične energije svakako je i korištenje električnihrasvjetnih tijela.ŠTEDNE ŢARULJEŠtedne ţarulje troše pet puta manje energije nego sličneobične ţarulje.Trajanje štedne ţarulje je osam puta dulje od običneţarulje.Jedna od najboljih štednih ţarulja je fluorokompaktnakoja je četiri puta energetski efikasnija od klasičneelektrične ţarulje, a osigurava isti nivo osvjetljenja.25Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Uštede na rasvjetitoplina 75% svjetlo 25%toplina 90-95% svjetlo 5-10%26Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Potrošnja energije kod rasvjete dreĎuje se na osnovisnage ţarulje (lampe) i duljine vremena koje svijetli.Rasvjetu ne treba ostavljati uključenu, ako za to nemapotrebe.Najefikasnije je postaviti automatski vremenski prekidačkoji će rasvjetu nakon ugoĎenog vremena sam isključiti.Postavljanjem detektora pokreta u dvorište moţe sevanjsko svjetlo uključiti samo kada je netko u blizini.27Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Primjer: rasvjetno tijelo s ţarnom niti snage 100 W u dnevnomboravku uključeno prosječno 4 sata dnevno će godišnjepotrošiti potrošiti oko 146 kWh ili uz cijenu više tarife 0,74kn/kWh (plavi tarifni model HEP-a) električne energije dajetrošak od 108,04 kune.Ako zamijenimo ţarnu nit štednom ţaruljom koja daje isturazinu svjetlosti uz realnu snagu 23 W potrošit će se 33,58kWh električne energije u vrijednosti od 24,85 kuna.Analiziramo li razliku u cijeni i postignutu uštedu moguće jeizračunati da se kupnja štedne ţarulje u odnosu na običnuţarulju isplati za manje od godinu dana.Ţivotni vijek štedne ţarulje je veći od ţarulje sa ţarnom niti.28Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Prednosti korištenja štednih ţarulja već su postaletema i u političkim krugovima, pa EU i Australija do2010. godine zabranjuje i iz upotrebe izbacujeklasične ţarulje sa ţarnom niti.UvoĎenjem sličnih mjera za kućanstva i usluţnedjelatnosti kroz uštedu energije značajno bi sesmanjila emisija stakleničkih plinova.29Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Energetski razred kućanskih ureĎajaRazred energetske efikasnosti je potvrda kvalitete ureĎaja s obziromna njegovu energetsku efikasnost, pri čemu se ureĎaji premapotrošnji energije, dijele na sedam razreda energetske učinkovitostioznačenih slovima od A do G(A su energetski najefikasniji ureĎaji).30Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

UreĎaji i rasvjetna tijela energetskog razreda A troše i do 45% manjeenergije od istih ureĎaja energetskog razreda D.Uštede koje moţete ostvariti kod pojedinih kućanskih aparata,naravno ovise o učestalosti njihove uporabe, a kreću se od 100 do200 kn godišnje.31Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Smanjenje potrošnje kućanskih aparataOznačavanje električne opreme široke potrošnje energetskimnaljepnicama predstavlja istaknuti primjer poticanja energetskeučinkovitosti uz poštivanje trţišta. Iskustvo pokazuje da naljepniceinformiraju potrošače i utječu na njihov odabir ureĎaja.1978-9132Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Sličan pristup se može vidjetikod uredske opreme i diouređaja u domaćinstvima saEnergyStar obilježjem (SAD)gdje su pored energetskeučinkovitosti dodani i zahtjeviza posebne mogućnostivezane za različite režime radauređaja.33Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Mjere povećanja energetske efikasnosti kod korištenjaelektrične energije obuhvaćaju:Poboljšanje energetskih svojstava sustava potrošnje el.energije – elektroinstalacije, rasvjeta, ureĎaji i ostala trošila;Poboljšanje sustava regulacije i upravljanja;Ugradnja autom. regulacije, kontrole i nadzora energetike;Ugradnja štednih izvora svjetla,Zamjena trošila energetski efikasnijima – energet. razreda A;Kompenziranje jalove energije ugradnjom kompenzatorskihbaterija.34Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Regulacija brzine vrtnje EMP-a (frekventna regulacija),Regulacija i kontrola rada sustava rasvjete (day-light) iklimatizacije (termosenzori),Ugradnja mikroprekidača na prozore (isključenjekonvektorskog grijanja ili hlaĎenja pri otvaranjuprozora),Ugradnja centralnog nadzornog i upravljačkog sustava,Ugradnja fotonaponskog sustava za dobivanjeelektrične energije.35Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada

Z A K LJ U Č A KEnergetsko izvješće (dio za električnu energiju)Analiza računa za utrošenu električnu energijuVršenje kontrolnih mjerenja po potrebi (osvijetljenost radnihpovršina, strujno opterećenje, kvaliteta električne energije)Analiza tarifnog modela (angaţirana/ugovorena snaga, udio VT i NT,prekomjerno preuzeta jalova energija)Detaljna analiza i modeliranje svih značajnih sustava potrošnjeelektrične energije (motori, rasvjeta, uredska oprema, kuhinjskaoprema,…)Prijedlozi poboljšanja u smislu suvremenih, lako primjenjivih iisplativih rješenja36Veleučilište u Slavonskom BroduIzobrazba za energetsko certificiranje zgrada