Введение к работе
2С
Актуальность темы. Образовательные учреждения России входят в группу государственных учреждений. По данным проекта федеральной программы «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в РФ на 2010 - 2020 годы» в 2009 году государственные учреждения России потребили 41 млрд. кВт-ч электроэнергии. По оценкам разработчиков программы потенциал энергосбережения в этих учреждениях составляет 38% от существующего уровня потребления.
Среди государственных учреждений России крупнейшими потребителями энергоресурсов являются образовательные учреждения (ВУЗы, техникумы, ПТУ, школы, лицеи и т.д.).
Исследования энергопотребления образовательных учреждений (ОУ) показывают, что разбросы удельных расходов электроэнергии даже для аналогичных образовательных учреждений достигают:
а) на одного человека (учащегося, студента и т.д.): по ВУЗам до 10 раз; по
средним специальным учебным заведениям (ССУЗам) до 15 раз; по школам до
20 раз; по дошкольным учреждениям до 3 раз.
б) на 1 м2 площади: по ВУЗам до 4 раз; по средним специальным учебным
заведениям (ССУЗам) до 11 раз; по школам до 7 раз; по дошкольным
учреждениям до 4 раз.
Это говорит о несовершенстве методов нормирования и больших резервах экономии электрической энергии в ОУ.
Анализ СНиПов и методик нормирования расходов ТЭР для ОУ показал:
несмотря на большую энергоемкость бюджетной сферы, в России нет разработанных федеральных норм расхода энергоносителей в ОУ, методов их энергетического обследования и энергосбережения.
в имеющихся СНиПах и методиках даются разные методы определения расходов энергоносителей для ОУ, что приводит к большому разбросу запрашиваемых ежегодно ТЭР даже для аналогичных ОУ одного региона.
Решению проблемы нормирования и экономии электроэнергии в государственных учреждениях посвящен ряд публикаций, как в нашей стране, так и за рубежом. Среди них можно отметить работы Асланяна Г.С., Башмакова И.А., Бобрякова А.В., Вагина Г.Я., Вакулко А.Г., Вологдина СВ., Данилова О.Л., Доброхотова В.И., Зенютича Е.А., Злобина А.А., Кудрина Б.И., Кузнецова А.В., Ливийского А.П., Лоскутова А.Б., Мастепанова A.M., Михайлова С.А., Романова Г.А., Солнцева Е.Б., Шпербер X. и других.
Однако, несмотря на большую актуальность проблемы снижения потребления электроэнергии образовательными учреждениями, она решается очень медленно, ввиду отсутствия статистики их энергопотребления, методик расчета нормативов потребления и экономии электрической энергии. Решению этих вопросов и посвящена настоящая диссертация.
Связь работы с научными программами. Диссертационная работа выполнялась в рамках следующих Государственных контрактов по приоритетному направлению «Экономия энергоресурсов»:
-
«Разработка методологии формирования нормативов потребления энергоносителей, объектами бюджетной сферы с учетом специфики их функционирования» №25.516.11.6080 от 25.07.07 г. с Федеральным агентством по науке и инновациям.
-
Проект Рособразования № 2.2.1.2/5597 «Разработка и исследование научно-методических основ формирования комплексной программы повышения энергоэффективности образовательных учреждений».
-
«Разработка отраслевой методики проведения энергетических обследований (энергоаудита) образовательных учреждений» № П1519 от 04.09. 2009 г. с Федеральным агентством по образованию.
4) «Разработка научных и технологических основ диагностики
энергобезопасности и энергоэффективности использования энергоресурсов в
бюджетной сфере» № 09/04110816900012/02/235 от 17.08.2009 г. с Минэнерго
России.
Объект исследования - системы электроснабжения и электроприемники образовательных учреждений.
Предмет исследования - электропотребление, методы нормирования и экономии электроэнергии.
Цель работы - исследование закономерностей электропотребления, разработка методик расчета нормативов потребления и экономии электроэнергии в образовательных учреждениях.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие научные и практические задачи:
-
Разработка методики энергоаудита образовательных учреждений.
-
Энергоаудит большой группы различных образовательных учреждений и исследование законов изменений удельных расходов электроэнергии.
-
Разработка методики расчета нормативов потребления электроэнергии в образовательных учреждениях.
-
Разработка методики экономии электроэнергии и оценки потенциала электросбережения.
Методы научных исследований. Для решения поставленных задач использовались методы инструментального исследования (энергоаудита) большой группы образовательных учреждений, аппарат теории вероятности и математической статистики, методы экономического анализа.
Научная новизна работы.
-
Разработана методика проведения энергоаудита образовательных учреждений, позволяющая проводить энергетические обследования с учетом специфики их режимов электропотребления и определить резервы экономии электроэнергии.
-
Установлены законы изменений удельных расходов электроэнергии различных типов образовательных учреждений, что позволяет упростить методы нормирования расходов электроэнергии на уровнях районов, городов, регионов и в целом министерства образования и науки.
3. Разработана методика расчета нормативов потребления электроэнергии
образовательными учреждениями с учетом результатов их инвентаризации, что
позволяет повысить точность расчета норматива и проводить нормирование в системе электронного документооборота.
4. Разработана методика экономии электроэнергии в образовательных учреждениях, позволяющая составлять программы энергосбережения и выполнять требование федерального законодательства по снижению потребления электроэнергии не менее чем на 3% в год.
Практическая ценность результатов работы.
-
Проведенные энергетические обследования энергопотребления большой группы (более 500) образовательных учреждений различного профиля в 10 регионах России позволили получить закономерности изменения их электропотребления и определить основные направления энергосбережения.
-
Разработанная методика расчета нормативов потребления электроэнергии доведена до практического применения и может использоваться во всех образовательных учреждениях России.
-
Разработанная методика экономии электроэнергии необходима для составления ежегодных планов энергосбережения и снижения потребления энергии образовательными учреждениями не менее чем на 3% в год, как это предусмотрено в Федеральном законе №261-ФЗ от 23.11.2009 г. «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности...».
Достоверность полученных результатов подтверждается результатами инструментальных исследований большой группы ОУ различного профиля, хорошим совпадением результатов расчета нормативов потребления по предлагаемой методике с данными фактических замеров и результатами внедрения энергосберегающих мероприятий в большом количестве ОУ.
Реализация результатов работы.
-
«Методика энергоаудита образовательных учреждений» передана в Министерство образования и науки России и разослана в 500 образовательных учреждений различных регионов России.
-
Разработанные в диссертационной работе рекомендации по экономии электроэнергии были использованы ООО «Нижегородский Инвестиционный Центр Энергоэффективности-НН» при энергетических обследованиях более 500 образовательных учреждений. Расчетный экономический эффект от внедрения энергосберегающих мероприятий составил 50 млн. руб.
3. Материалы диссертации были использованы при разработке
региональной программы энергосбережения и повышения
энергоэффективности Нижегородской области до 2020 г.
4. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе
НГТУ при чтении курса лекций «Экономия энергоресурсов» и дипломном
проектировании.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Методика проведения энергетических обследований (энергоаудита)
образовательных учреждений.
-
Закономерности изменения удельных расходов электрической энергии.
-
Методика расчета нормативов потребления электроэнергии.
4. Методика расчета экономии электрической энергии и оценки потенциала электросбережения в образовательных учреждениях.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всероссийских научно-технических конференциях «Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности» (г. Ульяновск, 2003 г.) и «Российский энергоэффективный город», (г. Казань, 2010 г.), на международных конференциях «Будущее технической науки» (г. Нижний Новгород, 2003 и 2010 гг.), «Повышение эффективности электрического хозяйства потребителей в условиях ресурсных ограничений» (г. Москва, 2009), на совещании семинаре «Энергоэффективная школа», (г. Москва, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, 2 из которых опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 142 наименований, 6 приложений и содержит 177 страниц основного текста.
