Energiebesparende technologieën en hun rol in het moderne leven

Energiebesparende technologieën en hun rol in het moderne leven
Afbeelding: bioenergyconsult.com
Delen

Met energiebesparende technologieën worden verschillende productie- en huishoudelijke processen bedoeld die gericht zijn op het verminderen van het verbruik van materialen en energiebronnen per eenheid output, of per verbruikte eenheid energie – thermisch of elektrisch.

In principe zijn er twee manieren van energiebesparing mogelijk: ofwel door minder niet-hernieuwbare energiebronnen (gas, steenkool, olie) uit te geven, ofwel door ze efficiënter te gebruiken.

Laten we eens kijken naar de meest grootschalige sectoren van economische activiteit, waar de introductie van energiebesparende technologieën bijzonder belangrijk is. Dit zijn de industrie, de bouw en huishoudens.

Praktijk van de toepassing van energiebesparende technologieën in de productie

Traditioneel verbruiken de metallurgie, de chemische industrie en de machinebouw de meeste materiaal- en energiebronnen. Het criterium voor de effectiviteit van elk technologisch proces is de efficiëntie-indicator.

De belangrijkste verliezen zijn:

  1. Wrijvingsverliezen die ontstaan ​​tijdens de werking van mechanische energieomzettingssystemen.
  2. Warmteverliezen, waarbij overtollige hulpbronnen worden besteed aan onproductieve verwarming van de omgeving.
  3. Elektrische vermogensverliezen die gepaard gaan met de processen waarbij aanzienlijk vermogen over lange afstanden wordt overgedragen.
  4. Magnetische verliezen in apparaten die zijn ontworpen om het ene type energie in het andere om te zetten.
Energy saving technologies
Afbeelding: alliance-allice.com

Tegelijkertijd neemt het niveau van de verliezen ook toe naarmate het vermogen van een enkele eenheid toeneemt. Aangezien traditionele energiebronnen vaker worden gebruikt voor de exploitatie van metallurgische industrieën, gaat het toegenomen energieverbruik vaak gepaard met een verslechtering van de milieusituatie.

Om het specifieke energieverbruik in de metallurgie te verminderen, wordt het volgende gebruikt:

  • Uitgebreid gebruik van secundaire grondstoffen en productieafval;
  • Optimalisatie van het beheer van metallurgische faciliteiten met behulp van computertechnologie;
  • Apparaten die worden gekenmerkt door verhoogde efficiëntie tijdens hun werking.

Hulpbronbesparende technologieën worden op vergelijkbare manieren geïntroduceerd in de chemische industrie. En in de metaalbewerking worden vooral afvalvrije technologieën gebruikt: plastische vervormingsprocessen krijgen bijvoorbeeld steeds meer de voorkeur boven mechanische verwerking (die een aanzienlijke hoeveelheid spanen produceert), en in koude toestand, wanneer de hoeveelheid afval minimaal is.

Supergeleiders – nieuwe materialen voor efficiënte energie
Supergeleiders – nieuwe materialen voor efficiënte energie

Energiebesparende technologieën ontwikkelen zich vooral intensief in industrieën met massaproductie. Een voorbeeld is de productie van auto’s of motoren. Moderne energiebesparende technologieën begeleiden de hele geboorteketen van een nieuw voertuig – vanaf het ontwerp, waarbij bij de ontwikkeling volledig rekening wordt gehouden met de weerstandsfactoren tegen voertuigbewegingen, tot de montagewerkzaamheden die met de hoogste productiviteit en kwaliteit worden uitgevoerd.

Bij het produceren van energiezuinige motoren wordt rekening gehouden met de motorbelasting, minimale restwarmte en uitlaatgassen, maximaal rendement en bij verbrandingsmotoren wordt ook rekening gehouden met de beste chemische samenstelling van de brandstof.

Nieuwe energiebesparende technologieën in de bouw

Bij het ontwerpen en bouwen van residentiële en openbare gebouwen moet ten volle rekening worden gehouden met de kosten van onproductieve verliezen.

Energy saving technologies
Afbeelding: aceee.org

Onder hen:

  • Verliezen tijdens het verwarmen van ruimten.
  • Warmteverlies via het dak van gebouwen.
  • Zwak gecontroleerde processen van warmte-uitwisseling tussen het buitenoppervlak van het gebouw en de omgeving, vooral tijdens het koude seizoen.
  • Ineffectieve airconditioning.

De meest veelbelovende energiebesparende bouwtechnologie in Rusland is de installatie van condensatiecoatingmodules. Deze apparaten bieden een hogere verbrandingsefficiëntie – van 89% tot 97% en worden beschouwd als de meest efficiënte methode voor verwarming en ventilatie waarbij gasbrandstof wordt gebruikt.

Op daken worden condensatie-units geïnstalleerd die ook voor effectieve ventilatie zorgen. Deze apparaten bevatten een secundaire warmtewisselaar. Uitlaatgassen die door deze warmtewisselaar stromen, verlagen hun temperatuur tot het punt waarop waterdamp condenseert. Hierdoor kunnen de apparaten latente warmte terugwinnen die anders verloren zou gaan in de afvoerlucht.

Hernieuwbare energie is een noodzakelijk compromis tussen mens en natuur
Hernieuwbare energie is een noodzakelijk compromis tussen mens en natuur
Moderne energiebesparende technologieën hebben ook hun consistente ontwikkeling doorgemaakt bij de keuze van verwarmingsapparatuur. Een infrarood verwarmingssysteem dat gebruik maakt van energiebesparende technologie kan bijvoorbeeld het specifieke energieverbruik met 70-75% verminderen, terwijl automatiseringssystemen de beste relatieve luchtvochtigheid in het pand handhaven. Tot nu toe worden dergelijke energiebesparende verwarmingstechnologieën voornamelijk gebruikt in laagbouw.

Het ontwerp en de installatie van verlichtingssystemen voor gebouwen, straten en andere voorzieningen worden gekenmerkt door een veel grootschaliger implementatie van energiebesparende technologieën in de bouw. LED-lampen hebben hier een duidelijk voordeel: ze hebben een lichtstroom die 85% hoger is dan de waarde van gloeilampen met hetzelfde vermogen. De komende jaren zal de vermogensdichtheid van LED’s naar verwachting verdubbelen, van de huidige 125-135 lumen per watt naar 230 lumen per watt.

Nog veelbelovender vanuit het oogpunt van moderne energiebesparende technologieën is het gebruik van inductieverlichting. Vergeleken met gloeilampen zijn inductielampen ongeveer vier keer efficiënter en gaan ze ruim 40 keer langer mee.

Belangrijkste richtingen en programma’s voor energiebesparing in de nederzetting

Hulpbronnen en energiebesparende technologieën zijn vooral relevant voor particuliere woningen, wanneer besparingen op materiaalkosten alleen kunnen worden gegarandeerd door rationeel gebruik ervan.

Energy saving technologies
Afbeelding: constellation.com

De belangrijkste richtingen voor de introductie van energiebesparende technologieën voor een privéwoning zijn:

  • Effectieve isolatie van muren en het gebruik van materialen met verhoogde warmtecapaciteit in de bouw.
  • Het verlagen van de energiekosten bij het installeren van airconditioningsystemen.
  • Gebruik van warmtepompen voor individuele watervoorziening met verhoogd rendement.
  • Gebruik waar mogelijk elektriciteitscentrales die hernieuwbare energiebronnen gebruiken: wind, zonne-verlichting, geothermisch water, enz.

Een voorbeeld van rationeel gebruik van hulpbronnen en energiebesparende technologieën is het koelproces van koelvloeistof in airconditioningsystemen. Moderne koelmachines worden gekenmerkt door een groter volume condensors en verdampers, en met compressoren kunt u de aandrijfsnelheid variëren en de kracht van airconditioners regelen.

Groene waterstof – de energiebron van de toekomst?
Groene waterstof – de energiebron van de toekomst?

De rol van energie-efficiëntieprocessen en energiebesparende technologieën in het sanitair in huishoudens is groot. Met name toiletten met dubbele spoeling en waterloze urinoirs kunnen tot 30% water besparen. Belangrijk is dat het dubbele spoelmechanisme deel uitmaakt van de spoelklep en eenvoudig op bestaande sanitaire voorzieningen kan worden geïnstalleerd.

Waterloze urinoirs werken zonder spoelmechanisme. In plaats van een traditionele drain wordt er gebruik gemaakt van een vervangbare cartridge die een unieke vloeistof bevat die als afdichtingsmiddel dient. De afdichtingsvloeistof fungeert als een luchtdichte barrière en voorkomt dat geurtjes binnenshuis worden gedempt. Het blijft in de cartridge zitten, waardoor het waterloze urinoir ongeveer 3-4 keer per jaar wordt gereinigd, wat een aanzienlijke energiebesparing oplevert.

Bij het opstellen van plannen voor de wijdverbreide introductie van energiebesparende technologieën wordt rekening gehouden met het belang ervan. Zo vindt tot 31% van het verlies aan materiële en energiebronnen in de ontwikkelde landen plaats in de industrie, 28% in de logistiek, 22% in de huishoudelijke sector en 19% in de bouw.

Interessante feiten over energiebesparende technologieën

  • Denemarken staat op de eerste plaats in de wereld wat betreft het gebruiksniveau van energiebesparende technologieën per hoofd van de bevolking. Zo wordt tot een derde van alle elektriciteit in het land opgewekt door windenergiecentrales.
  • 35% van al het energieverbruik in de mondiale industrie gaat naar de ferro- en non-ferrometallurgie.
  • Oak Ridge en General Electric hebben een nieuw type huishoudelijke koelkast gecreëerd die speciale magneten gebruikt om kou te creëren. Zo’n koelkast maakt gebruik van het magnetocalorische effect, waarbij een verlaging of verhoging van de temperatuur van het materiaal wordt bereikt door het magnetische veld te veranderen. Het specifieke energieverbruik wordt met 37-40% verminderd.