生态环保视角下的电气设备节能技术研究
代成
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代成,. 生态环保视角下的电气设备节能技术研究[J]. 中国设备,20246. DOI:10.12721/ccn.2024.157628.
摘要: 电气设备是现代社会不可或缺的重要组成部分,但其能源消耗量大,对生态环境造成了一定影响。本文从生态环保的视角出发,探讨了电气设备节能技术的研究现状和发展趋势。通过分析现有的节能技术,如变频调速技术、能量反馈技术、智能控制技术等,本文指出了这些技术在降低电气设备能耗、减少环境污染方面的重要作用。本文还提出了进一步推动电气设备节能技术发展的建议,包括加强政策支持、完善标准体系、加大研发投入等,以期为实现生态文明建设和可持续发展贡献力量。
关键词: 生态环保;电气设备;节能技术;可持续发展
DOI:10.12721/ccn.2024.157628
基金资助:

引言:

随着全球经济的快速发展,电气设备的使用日益广泛,能源消耗量不断增加,由此带来的环境问题日益突出。发展电气设备节能技术,提高能源利用效率,减少温室气体排放,对于缓解能源紧张、保护生态环境具有重要意义。本文将从生态环保的视角,对电气设备节能技术的研究现状及发展趋势进行探讨,并提出相关建议,以期为推动生态文明建设和可持续发展贡献一份力量。

1.电气设备能耗现状分析

电气设备是现代社会重要的能源消耗设备,其能耗水平直接影响着能源利用效率和生态环境质量。目前,我国电气设备能耗总量大,能效水平相对较低,存在较大的节能潜力。工业领域电气设备能耗占比高,能效提升空间大。民用领域电气设备种类多样,能效水平参差不齐,急需加强节能管理。电气设备能耗问题不仅增加了能源消耗总量,还带来了环境污染等生态问题。因此,加强电气设备节能技术研究与应用,提高能源利用效率,对于推动绿色发展、建设生态文明具有重要意义[1]。

2.电气设备节能技术概述

电气设备节能技术是指通过技术创新和优化,提高电气设备能源利用效率,减少能源损耗的技术手段。节能技术的应用可以有效降低电气设备能耗,减少温室气体排放,对于缓解能源紧张、保护生态环境具有重要作用。常见的电气设备节能技术可分为高效节能装置技术、能量优化控制技术、余热余压利用技术等几大类。其中,高效节能装置技术通过应用新材料、新结构,提高设备自身能效。能量优化控制技术通过优化控制策略,减少能量损失;余热余压利用技术通过回收利用余能,提高能源梯级利用效率。

3.主要节能技术介绍与分析

3.1 变频调速技术

变频调速技术是通过改变电机工作电源频率,实现电机转速调节的节能技术。该技术可根据负载需求,动态调整电机转速,避免了传统恒速运行带来的能量浪费。变频调速技术广泛应用于风机、水泵、压缩机等设备,节能效果显著。如下表所示,应用变频调速技术后,设备节能率可达20%~50%。

表1  应用变频调速技术后设备节能率1.png3.2 能量反馈技术

能量反馈技术是指将电气设备运行过程中产生的多余能量回收利用,提高能源利用效率的技术。例如,在电梯、起重机等设备中,安装能量反馈装置,将下降过程中的重力势能转化为电能,反馈到电网或储能装置中,可有效减少能耗。研究表明,应用能量反馈技术,电梯能耗可降低20%~35%,起重机能耗可降低15%~30%。

3.3 智能控制技术

智能控制技术是利用先进的传感、计算、通信等技术,对电气设备进行实时监测、优化控制,提高能效的技术[2]。智能控制技术可根据设备运行状态和环境条件,自动调整运行参数,使设备在最佳工况下运行,减少能源损耗。如变电站智能辅助控制系统,可通过优化调度、降低损耗,实现节能2%~5%。

3.4 其他节能技术

除上述技术外,电气设备节能还可采用高效电机技术、节能照明技术、绿色数据中心技术和储能技术等。高效电机技术通过采用高效材料和优化设计,可提高电机效率3%~5%;节能照明技术推广使用LED等高效照明产品,完善照明控制策略,可实现节能30%以上;绿色数据中心技术通过优化供电和冷却系统,采用自然冷源、液冷等技术,可降低数据中心能耗20%~30%;储能技术利用电池、超级电容器等储能装置,实现电能存储和释放,提高能源利用效率,如微电网中的储能系统可削峰填谷,提高可再生能源利用率。

4.节能技术的应用现状与前景

目前,电气设备节能技术已在工业和民用领域得到广泛应用。在工业领域,高耗能行业如钢铁、有色金属、化工等,大力推广应用变频调速、能量反馈、智能控制等节能技术,取得了显著的节能效果。例如,某钢铁企业应用变频调速技术改造高炉鼓风机,年节电量达1500万千瓦时。在民用领域,节能技术主要应用于建筑、交通、家电等方面。如推广使用节能照明产品,实施建筑能效改造,推动新能源汽车发展等,有效降低了能源消耗。

展望未来,电气设备节能技术仍有广阔的发展空间。现有节能技术将进一步优化升级,如变频调速技术向高精度、高可靠方向发展,智能控制技术向人工智能、大数据方向延伸。一些前沿节能技术有望取得突破,如超导技术、量子调控技术等,将为电气设备节能带来革命性变革。节能技术与信息技术、材料技术等跨界融合,将催生出更多创新性节能解决方案。

随着全社会节能意识的提高和节能政策的持续推进,电气设备节能技术的应用范围将不断扩大,节能效果也将进一步凸显。一些节能技术有望成为行业标准乃至国家标准,引领电气设备节能技术的发展方向。电气设备节能技术前景广阔,必将在推动能源革命、建设美丽中国的进程中发挥重要作用[3]。

5.推动节能技术发展的建议

5.1 加强节能政策支持

推动电气设备节能技术发展,政府的政策支持至关重要。要进一步完善节能法律法规体系,明确节能目标和责任,为节能工作提供法律保障。要制定切实有效的激励政策,如财税优惠、专项补贴等,鼓励企业加大节能技术研发和应用力度。要强化节能监管,加大对高耗能设备的淘汰力度,推动节能技术的推广应用。要加强节能宣传引导,营造全社会共同推进节能的良好氛围。

5.2 完善节能标准体系

标准是引领节能技术发展的重要依据。应加快完善电气设备节能标准体系,提高标准的系统性、先进性和可操作性。要及时更新现有标准,提高节能要求,引领节能技术不断进步。要针对新兴领域和前沿技术,制定相应的节能标准,为节能技术创新提供方向和目标。加强标准的实施监督,确保标准得到有效执行。还要积极参与国际标准化活动,提高我国节能标准的国际影响力。

5.3 加大节能技术研发投入

节能技术创新是提高电气设备能效的根本出路。应加大节能技术研发投入,为节能技术进步提供强大动力。要增加政府研发资金投入,设立节能技术专项,支持关键共性技术攻关。要引导企业加大节能研发投入,鼓励开展节能技术创新,提高自主创新能力。要发挥高校和科研院所的基础研究优势,加强节能理论研究,为技术突破提供支撑。促进产学研用协同创新,加速节能技术成果转化和推广应用。

5.4 提高全社会节能意识

节能是一项全民参与的社会工程,需要全社会共同推进。应大力开展节能宣传教育,提高全民节能意识和节能技能。要加强学校节能教育,培养青少年树立节能观念,养成节能习惯。广泛开展节能知识普及活动,让节能成为社会主流价值取向。总结推广节能先进典型,发挥示范引领作用,带动更多单位和个人参与节能。要倡导绿色低碳生活方式,引导公众在衣、食、住、行等方面践行节能要求。

6.结语:

电气设备节能技术是实现节能减排、保护生态环境的重要手段。随着节能技术的不断进步和广泛应用,电气设备的能效水平将得到显著提升,能源浪费和环境污染问题将得到有效缓解。在全社会共同努力下,通过技术创新、政策引导、标准规范等多方面措施,我们一定能够实现电气设备的绿色、低碳、高效运行,为建设美丽中国、推动可持续发展贡献自己的力量。

参考文献

侯婕,曲洋辰.绿色能源在建筑电气系统节能中的应用[J].现代建筑电气,2024,15(02):1-6.DOI:10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.02.001.

黄亮.建筑电气设备自动化的节能技术研究与应用[J].中国设备工程,2023,(08):223-225.

李士明.建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术[J].石材,2023,(03):98-100.DOI:10.14030/j.cnki.scaa.2023.0123.