Công nghệ tiết kiệm năng lượng và vai trò của chúng trong cuộc sống hiện đại

Công nghệ tiết kiệm năng lượng và vai trò của chúng trong cuộc sống hiện đại
Hình ảnh: bioenergyconsult.com
Đăng lại

Công nghệ tiết kiệm năng lượng được hiểu là các quy trình sản xuất và gia đình khác nhau nhằm giảm mức tiêu thụ nguyên liệu và tài nguyên năng lượng trên một đơn vị sản lượng hoặc trên một đơn vị năng lượng tiêu thụ – nhiệt hoặc điện.

Về nguyên tắc, có thể thực hiện hai cách tiết kiệm năng lượng – tiêu tốn ít tài nguyên năng lượng không tái tạo hơn (khí, than, dầu) hoặc sử dụng chúng hiệu quả hơn.

Hãy xem xét các lĩnh vực hoạt động kinh tế quy mô lớn nhất, trong đó việc áp dụng các công nghệ tiết kiệm năng lượng là đặc biệt quan trọng. Đó là công nghiệp, xây dựng và hộ gia đình.

Thực tiễn ứng dụng công nghệ tiết kiệm năng lượng trong sản xuất

Theo truyền thống, luyện kim, công nghiệp hóa chất và cơ khí tiêu thụ nhiều tài nguyên vật chất và năng lượng nhất. Tiêu chí đánh giá hiệu quả của bất kỳ quy trình công nghệ nào là chỉ số hiệu quả của nó.

Các tổn thất chính là:

  1. Tổn thất ma sát phát sinh trong quá trình vận hành bất kỳ hệ thống chuyển đổi năng lượng cơ học nào.
  2. Tổn thất nhiệt, trong đó nguồn tài nguyên dư thừa được sử dụng vào việc sưởi ấm môi trường không hiệu quả.
  3. Tổn thất điện năng đi kèm với quá trình truyền tải năng lượng đáng kể trên khoảng cách xa.
  4. Tổn thất từ ​​trong các thiết bị được thiết kế để biến đổi loại năng lượng này thành loại năng lượng khác.
Energy saving technologies
Hình ảnh: alliance-allice.com

Đồng thời, khi công suất của một đơn vị tăng lên thì mức độ tổn thất của nó cũng tăng lên. Do các nguồn năng lượng truyền thống thường được sử dụng nhiều hơn để vận hành các ngành công nghiệp luyện kim nên mức tiêu thụ năng lượng tăng lên thường đi kèm với tình trạng môi trường xấu đi.

Để giảm mức tiêu thụ năng lượng cụ thể trong luyện kim, người ta sử dụng:

  • Mở rộng việc sử dụng nguyên liệu thô thứ cấp và chất thải sản xuất;
  • Tối ưu hóa quản lý cơ sở luyện kim bằng công nghệ máy tính;
  • Các thiết bị được đặc trưng bởi hiệu suất tăng lên trong quá trình hoạt động.

Các công nghệ tiết kiệm tài nguyên đang được áp dụng theo những cách tương tự trong ngành hóa chất. Và trong gia công kim loại, các công nghệ không có chất thải chủ yếu được sử dụng: ví dụ, các quy trình biến dạng dẻo ngày càng được ưa chuộng hơn so với gia công cơ học (tạo ra một lượng chip đáng kể) và ở trạng thái nguội, khi lượng chất thải là tối thiểu.

Chất siêu dẫn – vật liệu mới cho năng lượng hiệu quả
Chất siêu dẫn – vật liệu mới cho năng lượng hiệu quả

Công nghệ tiết kiệm năng lượng đang phát triển đặc biệt mạnh mẽ trong các ngành công nghiệp sản xuất hàng loạt. Một ví dụ là việc sản xuất ô tô hoặc động cơ. Các công nghệ tiết kiệm năng lượng hiện đại đồng hành cùng toàn bộ chuỗi quá trình ra đời của một chiếc xe mới – từ thiết kế, trong quá trình phát triển, các yếu tố cản trở chuyển động của xe đều được tính đến, cho đến các hoạt động lắp ráp được thực hiện với năng suất và chất lượng cao nhất.

Khi sản xuất động cơ tiết kiệm năng lượng, tải trọng động cơ, nhiệt thải tối thiểu và khí thải, hiệu suất tối đa được tính đến và đối với động cơ đốt trong, thành phần hóa học tốt nhất của nhiên liệu cũng được tính đến.

Công nghệ mới tiết kiệm năng lượng trong xây dựng

Khi thiết kế và xây dựng các công trình dân dụng và công cộng, cần phải tính đến chi phí của những tổn thất phi sản xuất.

Energy saving technologies
Hình ảnh: aceee.org

Trong số đó:

  • Tổn thất trong quá trình sưởi ấm không gian.
  • Tổn thất nhiệt qua mái các tòa nhà.
  • Các quá trình trao đổi nhiệt được kiểm soát yếu giữa bề mặt bên ngoài của tòa nhà và môi trường, đặc biệt là trong mùa lạnh.
  • Điều hòa không khí không hiệu quả.

Công nghệ xây dựng tiết kiệm năng lượng hứa hẹn nhất ở Nga là lắp đặt các mô-đun phủ ngưng tụ. Những thiết bị này mang lại hiệu suất đốt cháy cao hơn – từ 89% đến 97% và được coi là phương pháp sưởi ấm và thông gió hiệu quả nhất sử dụng nhiên liệu khí.

Các thiết bị ngưng tụ được lắp đặt trên mái nhà cũng mang lại khả năng thông gió hiệu quả. Những thiết bị này chứa một bộ trao đổi nhiệt thứ cấp. Khí thải đi qua bộ trao đổi nhiệt này làm giảm nhiệt độ của chúng đến mức hơi nước ngưng tụ. Điều này cho phép các thiết bị thu hồi nhiệt ẩn mà nếu không sẽ bị mất vào khí thải.

Năng lượng tái tạo là sự thỏa hiệp cần thiết giữa con người và thiên nhiên
Năng lượng tái tạo là sự thỏa hiệp cần thiết giữa con người và thiên nhiên
Các công nghệ tiết kiệm năng lượng hiện đại cũng có sự phát triển nhất quán khi lựa chọn thiết bị sưởi ấm. Ví dụ, hệ thống sưởi hồng ngoại sử dụng công nghệ tiết kiệm năng lượng có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng cụ thể từ 70-75%, trong khi hệ thống tự động hóa duy trì độ ẩm không khí tương đối tốt nhất trong cơ sở. Cho đến nay, những công nghệ sưởi ấm tiết kiệm năng lượng như vậy được sử dụng chủ yếu ở các tòa nhà thấp tầng.

Việc thiết kế và lắp đặt hệ thống chiếu sáng cho các tòa nhà, đường phố và các công trình khác được đặc trưng bởi quy mô triển khai công nghệ tiết kiệm năng lượng trong xây dựng lớn hơn nhiều. Đèn LED có một lợi thế rõ ràng ở đây: chúng có quang thông cao hơn 85% so với giá trị được cung cấp bởi đèn sợi đốt có cùng công suất. Trong vài năm tới, mật độ năng lượng của đèn LED dự kiến ​​sẽ tăng gấp đôi, từ 125-135 lumen/watt hiện tại lên 230 lumen/watt.

Thậm chí còn hứa hẹn hơn từ quan điểm của các công nghệ tiết kiệm năng lượng hiện đại là việc sử dụng ánh sáng cảm ứng. So với đèn sợi đốt, đèn cảm ứng có hiệu suất cao hơn khoảng bốn lần và có tuổi thọ cao hơn 40 lần.

Các phương hướng, chương trình chính về tiết kiệm năng lượng tại khu dân cư

Tài nguyên và công nghệ tiết kiệm năng lượng đặc biệt phù hợp với nhà riêng, khi việc tiết kiệm chi phí vật chất chỉ được đảm bảo thông qua việc sử dụng hợp lý.

Energy saving technologies
Hình ảnh: constellation.com

Các hướng chính để giới thiệu công nghệ tiết kiệm năng lượng cho nhà riêng là:

  • Cách nhiệt hiệu quả cho tường và sử dụng vật liệu có khả năng chịu nhiệt cao trong xây dựng.
  • Giảm chi phí năng lượng khi lắp đặt hệ thống điều hòa không khí.
  • Sử dụng máy bơm nhiệt để cung cấp nước riêng lẻ với hiệu suất cao hơn.
  • Khi có thể, hãy sử dụng các nhà máy điện sử dụng nguồn năng lượng tái tạo: gió, ánh sáng mặt trời, nước địa nhiệt, v.v.

Một ví dụ về sử dụng hợp lý tài nguyên và công nghệ tiết kiệm năng lượng là quá trình làm mát chất làm mát trong hệ thống điều hòa không khí. Máy làm lạnh hiện đại được đặc trưng bởi khối lượng bình ngưng và thiết bị bay hơi tăng lên, và máy nén cho phép bạn thay đổi tốc độ truyền động và kiểm soát công suất của máy điều hòa không khí.

Hydro xanh – nguồn năng lượng của tương lai?
Hydro xanh – nguồn năng lượng của tương lai?

Vai trò của các quy trình tiết kiệm năng lượng và công nghệ tiết kiệm năng lượng trong hệ thống ống nước hộ gia đình là rất lớn. Đặc biệt, bồn cầu xả kép và bồn tiểu trọng lực không dùng nước có thể tiết kiệm tới 30% lượng nước. Điều quan trọng là cơ chế xả kép là một phần của van xả và có thể dễ dàng lắp đặt trên các thiết bị ống nước hiện có.

Bồn tiểu không dùng nước hoạt động không có cơ chế xả nước. Thay vì cống thoát nước truyền thống, một hộp mực có thể thay thế được sử dụng có chứa chất lỏng duy nhất đóng vai trò là chất bịt kín. Chất lỏng bịt kín hoạt động như một rào cản kín khí, ngăn mùi hôi trong nhà bị ẩm. Nó vẫn còn trong hộp mực, vì vậy bồn tiểu không dùng nước được làm sạch khoảng 3-4 lần một năm, giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể.

Các kế hoạch giới thiệu rộng rãi các công nghệ tiết kiệm năng lượng được soạn thảo có tính đến tầm quan trọng của chúng. Như vậy, có tới 31% tổn thất về tài nguyên vật chất và năng lượng ở các nước phát triển xảy ra trong công nghiệp, 28% trong lĩnh vực hậu cần, 22% trong lĩnh vực hộ gia đình và 19% trong xây dựng.

Những sự thật thú vị về công nghệ tiết kiệm năng lượng

  • Đan Mạch đứng đầu thế giới về mức độ sử dụng công nghệ tiết kiệm năng lượng bình quân đầu người. Như vậy, có tới 1/3 tổng lượng điện trong cả nước được tạo ra bởi các nhà máy điện gió.
  • 35% tổng mức tiêu thụ năng lượng trong ngành công nghiệp toàn cầu dành cho luyện kim màu và kim loại màu.
  • Oak Ridge và General Electric đã tạo ra một loại tủ lạnh gia dụng mới sử dụng nam châm đặc biệt để tạo lạnh. Một tủ lạnh như vậy sử dụng hiệu ứng từ nhiệt, theo đó nhiệt độ của vật liệu giảm hoặc tăng bằng cách thay đổi từ trường. Tiêu thụ năng lượng cụ thể giảm 37-40%.