省エネ技術と現代生活におけるその役割

省エネ技術と現代生活におけるその役割
写真: bioenergyconsult.com
共有

省エネ技術は、出力単位あたり、または消費エネルギー単位(熱または電気)あたりの材料およびエネルギー資源の消費を削減することを目的としたさまざまな生産プロセスおよび家庭プロセスとして理解されます。

原則として、エネルギー節約には 2 つの方法が可能です。再生不可能なエネルギー資源 (ガス、石炭、石油) の消費を減らすか、それらをより効率的に使用するかのいずれかです。

省エネ技術の導入が特に重要である、経済活動の最も大規模な分野を考えてみましょう。これらは産業、建設、家庭です。

生産における省エネ技術の適用の実践

伝統的に、冶金、化学工業、機械工学は最も多くの材料とエネルギー資源を消費します。あらゆる技術プロセスの有効性の基準は、その効率指標です。

主な損失は次のとおりです。

  • 機械エネルギー変換システムの動作中に発生する摩擦損失
  • 熱損失。過剰なリソースが環境の非生産的な加熱に費やされる
  • 長距離にわたって大量の電力を伝送するプロセスに伴う電力損失
  • ある種類のエネルギーを別の種類のエネルギーに変換するように設計されたデバイスにおける磁気損失
Energy saving technologies
写真: alliance-allice.com

同時に、単一ユニットの出力が増加するにつれて、その損失のレベルも増加します。従来のエネルギー資源は冶金産業の運営に使用されることが多いため、エネルギー消費の増加は環境状況の悪化を伴うことがよくあります。

冶金における特定のエネルギー消費を削減するために、以下が使用されます。

  • 二次原材料と生産廃棄物の使用の拡大
  • コンピューター テクノロジーを使用した冶金施設の管理の最適化
  • 動作時の効率の向上を特徴とするデバイス

化学業界でも同様に省資源技術が導入されています。また、金属加工では、廃棄物を出さない技術が主に使用されています。たとえば、廃棄物の量が最小限に抑えられる冷間状態での機械加工 (大量の切りくずが発生する) よりも、塑性変形プロセスがますます好まれています。

超伝導体 – 効率的なエネルギーのための新素材
超伝導体 – 効率的なエネルギーのための新素材

省エネ技術は、特に大量生産産業において集中的に発展しています。例としては、自動車やエンジンの製造が挙げられます。最新の省エネ技術は、車両の動きに対する抵抗要素を十分に考慮した開発設計から、最高の生産性と品質で実行される組立作業に至るまで、新しい車両の誕生の一連の過程に組み込まれています。

エネルギー効率の高いエンジンを製造する場合、エンジン負荷、最小限の廃熱と排気ガス、最大効率が考慮され、内燃エンジンの場合は燃料の最適な化学組成も考慮されます。

建設における新しい省エネ技術

住宅および公共の建物を設計および建設するときは、非生産的な損失のコストを十分に考慮する必要があります。

Energy saving technologies
写真: aceee.org

その中で:

  • 暖房中の損失
  • 建物の屋根からの熱損失
  • 特に寒い季節に、建物の外表面と環境の間で制御が不十分な熱交換プロセス
  • エアコンが効かない

ロシアで最も有望な省エネ建設技術は、結露コーティングモジュールの設置です。これらの装置は、89% ~ 97% というより高い燃焼効率を実現し、ガス燃料を使用する最も効率的な暖房および換気方法と考えられています。

屋上には凝縮ユニットが設置されており、効果的な換気も可能です。これらの装置には二次熱交換器が含まれています。この熱交換器を通過する排気ガスは、水蒸気が凝縮する点まで温度を下げます。これにより、デバイスは排気に失われる潜熱を回収することができます。

再生可能エネルギーは、人間と自然の間の必要な妥協点です
再生可能エネルギーは、人間と自然の間の必要な妥協点です
暖房機器を選択する際にも、最新の省エネ技術が着実に発展してきました。たとえば、省エネ技術を使用した赤外線暖房システムは、自動化システムが敷地内の最適な相対空気湿度を維持しながら、特定のエネルギー消費量を 70 ~ 75% 削減できます。これまでのところ、このような省エネ暖房技術は主に低層の建物で使用されています。

建物、街路、その他の施設の照明システムの設計と設置は、建設における省エネ技術の導入がはるかに大規模であることが特徴です。ここで LED ランプには明らかな利点があります。同じ出力の白熱ランプよりも 85% 高い光束を持っています。今後数年間で、LED の電力密度は現在の 125 ~ 135 ルーメン/ワットから 230 ルーメン/ワットへと 2 倍になると予想されます。

最新の省エネ技術の観点からさらに有望なのは、誘導照明の使用です。白熱灯と比較して、誘導灯は効率が約 4 倍高く、寿命は 40 倍以上です。

集落における省エネの主な方向性とプログラム

資源とエネルギー節約技術は、合理的な使用によってのみ材料費の節約が保証される個人住宅に特に関連します。

Energy saving technologies
写真: constellation.com

個人住宅に省エネ技術を導入する主な方向性は次のとおりです。

  • 壁の効果的な断熱と、建設時の熱容量が増加した材料の使用
  • 空調システムを設置する際の光熱費を削減する
  • 効率を高めた個別の給水にヒートポンプを使用する
  • 可能であれば、風力、太陽光、地熱水などの再生可能エネルギー源を利用した発電所を使用する

資源の合理的利用と省エネ技術の例としては、空調システムにおける冷媒の冷却プロセスが挙げられます。最新のチラーは、凝縮器と蒸発器の容積が増加していることを特徴とし、コンプレッサーを使用すると、駆動速度を変更し、エアコンの出力を制御できます。

グリーン水素-未来のエネルギー源?
グリーン水素-未来のエネルギー源?

家庭用配管におけるエネルギー効率プロセスと省エネ技術の役割は大きい。特に、二水洗トイレと無水重力小便器は、水を最大 30% 節約できます。重要なのは、デュアル フラッシュ機構がフラッシュ バルブの一部であり、既存の配管設備に簡単に取り付けることができることです。

無水小便器は洗浄機構なしで動作します。従来のドレインの代わりに、シーラントとして機能する独自の液体を含む交換可能なカートリッジが使用されます。シーリング液は気密バリアとして機能し、室内の臭気が湿気を帯びるのを防ぎます。カートリッジ内に残っているので、年に約3~4回の無水小便器洗浄で大幅な省エネになります。

省エネ技術の普及計画は、その重要性を考慮して策定されます。したがって、先進国における物質およびエネルギー資源の損失の最大 31% が産業、28% が物流、22% が家庭部門、そして 19% が建設で発生しています。

省エネ技術に関する興味深い事実

  • デンマークは、一人当たりの省エネ技術の利用レベルで世界第 1 位にランクされています。したがって、国内の全電力の最大 3 分の 1 が風力発電所によって生成されています。
  • 世界の産業における全エネルギー消費量の 35% が鉄および非鉄冶金に使用されています。
  • Oak Ridge と General Electric は、特殊な磁石を使用して冷気を作り出す新しいタイプの家庭用冷蔵庫を開発しました。このような冷蔵庫は磁気熱量効果を利用しており、磁場を変化させることによって材料の温度の上昇または下降が達成されます。エネルギー固有消費量が 37~40% 削減されます。