Удельное энергопотребление в чем измеряется

Удельное энергопотребление,

3.2. Удельное энергопотребление, кВт×ч/т

Смотреть что такое «Удельное энергопотребление,» в других словарях:

удельное энергопотребление — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN energy intensity … Справочник технического переводчика

Удельное энергопотребление вентилятора (Е) — Отношение мощности, потребляемой вентилятором, к полезной гидравлической мощности; определяется в нормальной области режимов, в соответствии со справочным приложением 4 Источник: ГОСТ 11004 84: Вентиляторы шахтные главного проветривания.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

удельное энергопотребление лифта — 3.11 удельное энергопотребление лифта: Энергопотребление, деленное на номинальную грузоподъемность и путь, проходимый кабиной лифта. Источник: ГОСТ Р 54764 2011: Лифты и эскалаторы. Энергетическая эффективность оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

удельное энергопотребление эскалатора, пассажирского конвейера — 3.12 удельное энергопотребление эскалатора, пассажирского конвейера: Энергопотребление, расходуемое для перемещения одного пассажира на расстояние 1 м по вертикали или горизонтали. Источник: ГОСТ Р 54764 2011: Лифты и эскалаторы. Энергетическая… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 54764-2011: Лифты и эскалаторы. Энергетическая эффективность — Терминология ГОСТ Р 54764 2011: Лифты и эскалаторы. Энергетическая эффективность оригинал документа: 3.1 базовый цикл движения лифта: Цикл движения кабины лифта между крайними нижней и верхней остановками на заданную высоту, используемый для… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 4.430-86: Система показателей качества продукции. Конвертеры. Номенклатура показателей — Терминология ГОСТ 4.430 86: Система показателей качества продукции. Конвертеры. Номенклатура показателей оригинал документа: 2.1.1. Назначенный ресурс до первого капитального ремонта, (ГОСТ 27.002 83) число плавок Определения термина из разных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 11004-84: Вентиляторы шахтные главного проветривания. Технические условия — Терминология ГОСТ 11004 84: Вентиляторы шахтные главного проветривания. Технические условия оригинал документа: Максимальный полный, (ηmax) или статический коэффициент полезного действия Наибольшее значение полного или статического к.п.д. в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Exxon Mobil — (Эксон Мобил) Компания Exxon Mobil самая крупная частная нефтяная компания в мире Деятельность и продукция компании Эксон Мобил, масла и антифризы компании, а так же нефтепродукты, официальный сайт компании Exxon Mobil Содержание >>>>>>>> … Энциклопедия инвестора

топливно-энергетический баланс — баланс получения, преобразования и использования (потребления) всех видов энергии: минерального, органического сырья, кинетической энергии водных потоков, приливов и отливов, ветра, энергии Солнца, энергии геотермальных источников и др. Общий… … Географическая энциклопедия

Центробежно-ударная мельница — Содержание 1 Назначение 2 Принцип действия 3 Особенности работы … Википедия

Источник

Часто задаваемые вопросы об удельной мощности: вернемся к основам

Чем отличается удельная мощность от удельной энергоемкости и почему удельная мощность является ключевым параметром при разработке источников питания?

Чтобы создать надежный источник питания, необходимо понимать ключевые моменты и специфические факторы, определяющие его удельные характеристики.

Является ли удельная мощность эквивалентом удельной энергоемкости?

Удельная мощность и удельная энергоемкость являются совершенно разными параметрами.

Удельная энергоемкость (Вт∙ч/кг) определяется как количество энергии, которую можно сохранить в одной базовой единице измерения массы (кг), площади (м 2 ) или объема (л), а удельная мощность (Вт/кг) показывает, какое количество энергии может пройти через такую же базовую единицу (массы, площади, объема) за единицу времени (с). Когда говорят, что система является энергоемкой, то подразумевают, что она может сохранить значительное количество энергии и при этом имеет небольшую массу, площадь или объем.

Например, удельная энергоемкость аккумулятора показывает количество энергии, которое можно сохранить в одной единице его массы, а удельная мощность – максимальную скорость потребления или отдачи энергии, которую при той же массе можно достичь в процессе заряда или разряда.

Аккумуляторы обычно имеют высокую удельную энергоемкость и низкую удельную мощность, а конденсаторы наоборот – чаще всего имеют высокую удельную мощность и низкую удельную энергоемкость. Из-за этого конденсаторы способны обеспечить очень большие, но кратковременные, разрядные токи, в то время как аккумуляторы больше подходят для приложений, длительно потребляющих небольшой ток.

Почему удельная мощность является ключевым параметром?

Удельная мощность является ключевым параметром источников питания, особенно для приложений с ограниченными размерами. Примером таких приложений являются центры обработки данных, в которых информационное оборудование заполняет все доступное пространство. Поскольку количество обрабатываемой информации постоянно увеличивается, что приводит к неизбежному увеличению энергопотребления, то для источников питания с низкой удельной мощностью, не способных пропустить через выделенный объем требуемое количество энергии, в подобных приложениях может просто не оказаться места.

Еще одной областью, где удельная мощность играет ключевую роль, является альтернативная энергетика, которая с каждым годом становится все более необходимой для жителей Земли. В этом случае удельная мощность показывает, какое количество энергии можно получить с одного квадратного метра в течение некоторого времени (Вт/м 2 ).

Как увеличить удельную мощность?

Чаще всего увеличение удельной мощности приводит к уменьшению размеров системы (см. Рисунок 1).

Рисунок 1.	Комбинация контроллера и силовых транзисторов в одном силовом модуле позволяет уменьшить размеры печатной платы до 60%.

Значительный вклад в увеличение удельной мощности питающих устройств вносит Ассоциация производителей блоков питания (Power Supply Manufacturers Association, PSMA), работающая над созданием объемных силовых модулей с размерами, позволяющими установить их на печатной плате. Эта группа производителей оказывает также помощь в разработке контроллеров электродвигателей с улучшенным температурным контролем, имеющих повышенные значения удельной мощности и плотности выходного тока.

PSMA занимается крупносерийным производством готовых встраиваемых модулей. Подобный подход, совместно с использованием высокоинтегрированных силовых компонентов, позволяет значительно увеличить КПД и уменьшить размеры источников питания. Однако при использовании встраиваемых узлов с высокой удельной мощностью необходимо учитывать и преодолевать «тепловой барьер», появляющийся из-за того, что тепло, образующееся внутри объемного модуля, сложнее отвести от силовых элементов, чем в случае обычной плоской компоновки.

Как образом технология GaN-на-SiC может увеличить удельную мощность?

Теплопроводность карбида кремния (SiC) в три раза больше, чем у кремния (Si), поэтому нитрид-галлиевые (GaN) полупроводниковые приборы на подложках из карбида кремния (GaN-на-SiC) способны работать при более высоких напряжениях и рассеивать большую мощность, по сравнению с нитрид-галлиевыми аналогами, созданными на подложках их чистого кремния (GaN-на-Si). Эта особенность является ключевой для телекоммуникационного оборудования и устройств с беспроводными интерфейсами, требующих эффективного отвода тепла.

Создать устройства с высокой удельной мощностью на основе кремниевых полупроводниковых приборов принципиально невозможно. Однако теперь разработчикам доступны компактные нитрид-галлиевые транзисторы с малым уровнем потерь, поэтому замена кремниевых приборов на нитрид-галлиевые позволяет одновременно и уменьшить количество выделяемого тепла, и, за счет хорошей теплопроводности карбида кремния, облегчить температурные режимы мощных компонентов.

Влияют ли геометрические размеры источника питания на величину его удельной мощности?

Прежде всего, необходимо обратить внимание на то, что увеличение КПД источника питания обычно всегда приводит к уменьшению его геометрических размеров, ведь удельная мощность, фактически, равна отношению выходной мощности устройства к объему «коробки», занимаемой его компонентами (длина × ширина × высота). При проектировании любого источника питания разработчики, в первую очередь, стараются уменьшить размеры пассивных силовых компонентов, принципиально необходимых для его работы: конденсаторов, дросселей и трансформаторов.

Использование приборов, изготовленных из полупроводников с широкой запрещенной зоной (Wide-Bandgap, WBG), в том числе и транзисторов, изготовленных по технологиям GaN-на-SiC, позволяет повысить рабочую частоту преобразования современных источников питания и, тем самым, уменьшить размеры пассивных компонентов. Однако увеличение частоты переключений приводит к увеличению динамических потерь, что, в свою очередь, приводит к увеличению температуры полупроводниковых приборов. На практике эти проблемы решаются как с помощью инновационных систем охлаждения, так и с помощью специализированных схем управления силовыми транзисторами.

Кроме того, члены PSMA разработали несколько оригинальных методов интеграции на основе объемной компоновки, использование которых позволяет сократить объем «коробки», занимаемой источником питания.

Объемный монтаж

Размеры печатной платы ограничены во многих приложениях, поэтому специалисты PSMA пошли по пути вертикального размещения элементов источников питания (3D-stacking). В этом случае контроллер, активные и пассивные компоненты, в том числе и индуктивные, располагаются друг над другом в виде сложной многослойной конструкции.

При использовании объемного монтажа силовые элементы устанавливаются на нескольких печатных платах, причем некоторые компоненты даже могут устанавливаться в плоскости платы в специальных отверстиях. Взаимное расположение печатных плат внутри литого корпуса также тщательно продумывается и оптимизируется. В конечном итоге, использование объемного монтажа позволяет увеличить удельную мощность готового модуля и значительно уменьшить общую длину соединений между компонентами.

Кроме того, в новых разработках активно используются и другие передовые технологии, в числе которых и методы, позволяющие уменьшить размеры печатных плат до такой степени, когда можно полностью отказаться от их применения, что также позволяет дополнительно увеличить объемную удельную мощность (Вт/см 3 ).

В каких системах требуется высокая удельная мощность?

Дроны

Тяговые системы большинства дронов создаются на основе электродвигателей, преимуществами которых являются высокий КПД, малые уровни шума и тепловыделения, а также высокая точность управления. Несмотря на то, что двигатели внутреннего сгорания (ДВС) имеют более высокую удельную мощность, а химическое топливо более высокую энергоемкость, отсутствие у ДВС перечисленных особенностей не позволяет их использовать в подобной технике.

Источником энергии для электродвигателей дронов могут служить топливные элементы и аккумуляторы. Если силовая установка дрона питается только от топливных элементов, то их маневренность может быть ограничена. Из-за этого топливные элементы обычно используются совместно с аккумуляторами, имеющими более высокую удельную мощность и меньшее время отклика. Такое решение позволяет повысить уровень максимальной мощности энергетической установки и обеспечить быстрый взлет и набор высоты.

Вместо аккумуляторов могут использоваться также и суперконденсаторы, обладающие еще более высокой удельной мощностью. Кроме того, суперконденсаторы имеют высокую скорость заряда/разряда и устойчивы к перезаряду, что позволяет значительно уменьшить колебания напряжения на питающей шине. Таким образом, суперконденсаторы могут дополнительно усилить гибридную энергетическую систему дрона, увеличив ее удельную мощность и уменьшив время отклика.

Центры обработки данных

Центры обработки данных испытывают растущую потребность в более высокой удельной мощности и повышении уровня резервирования.

Особенностью потребления энергии информационным оборудованием является резкое колебание уровня энергопотребления, что потребовало пересмотра подходов к построению систем электропитания, разработанных 40 лет назад, в том числе, и требований к величине удельной мощности. На сегодняшний день энергопотребление ИТ-стоек продолжает увеличиваться в геометрической прогрессии, поэтому чем выше удельная мощность конкретного оборудования, тем более качественно оно может удовлетворить потребности конечных пользователей.

Таким образом, использование ИТ-оборудования с традиционной удельной мощностью 40…80 Вт/фут 2 (430…861 Вт/м 2 ) в самом ближайшем будущем уже не сможет удовлетворить потребности клиентов.

Радиосвязь

Мощность радиоволны, создаваемой передатчиком, также можно выразить через удельную мощность, показывающую какое количество энергии проходит через единицу площади пространства (Вт/м 2 ). При использовании изотропных антенн радиоволны излучаются во всех направлениях, поэтому удельную мощность радиосигнала на расстоянии R от антенны можно определить как мощность передатчика, деленную на площадь поверхности сферы с данным радиусом (4πR 2 ).

Поскольку площадь поверхности сферы увеличивается пропорционально квадрату ее радиуса, то и удельная мощность радиоволны (Вт/м 2 ) будет уменьшаться пропорционально квадрату расстояния между передатчиком и приемником.

Заключение

Удельная мощность является важной характеристикой источника питания, и без четкого понимания и учета факторов, влияющих на ее величину, будет очень сложно создать надежное и эффективное оборудование. Конечно, на итоговую конструкцию того или иного устройства будут влиять и другие параметры, в первую очередь, функциональное назначение и температура окружающей среды. Однако понимание факторов, влияющих на удельную мощность, позволит создавать системы с высоким КПД и длительным сроком эксплуатации, характеристики которых будут оставаться на высоком уровне в течение многих лет.

Перевод: Александр Русу по заказу РадиоЛоцман

Источник

Что такое энергоемкость аккумулятора

Емкость – основная характеристика аккумулятора. От нее зависит объем энергии, которую способен накопить и отдать источник питания, и время автономной работы питающегося от него оборудования. В случае с электровелосипедами и другими видами персонального электротранспорта от емкости аккумуляторной батареи напрямую зависит расстояние пробега на 1 заряде.

В чем измеряется емкость АКБ?

В вопросе, что такое энергоемкость аккумулятора, рассматривается несколько характеристик – от удельных до абсолютных величин. В технических характеристиках емкость АКБ указывается в ампер-часах (А·ч) и/или ватт-часах (Вт·ч). Более точно возможности источника питания отражает значение в ватт-часах. Это абсолютная емкость. Ее значение показывает, какую мощность может выдавать данная АКБ на протяжении 1 часа, независимо от разрядных токов и напряжения.

Например, батарея энергоемкостью 450 Вт·ч может выдавать мощность 450 Вт на протяжении 1 часа. Удельная энергоемкость измеряется в Вт·ч/кг и показывает, какую мощность может предоставлять данная АКБ массой 1 кг на протяжении 1 часа. Чем больше удельная энергоемкость (другими словами – энергетическая плотность) элементов питания, тем меньше их масса при равной величине накапливаемой энергии.

Емкость в ампер-часах – это уже относительная величина, зависящая от номинального напряжения батареи. Например, литий-ионные аккумуляторы имеют номинальное напряжение 3,7 В на элемент, а литий-железо-фосфатные (LiFePO4) – 3,2 В. Для набора необходимого напряжения – 36 В, 48 В и т.д. – элементы питания соединяются в батарею последовательно. Для суммирования емкости ячеек они соединяются параллельно.

Перевод емкости из А·ч в Вт·ч

Чтобы рассчитать абсолютную постоянную энергоемкость в Вт·ч, зная значение в А·ч, нужно умножить его на номинальное напряжение АКБ:

Вт·ч (Wh) = В (V) х А·ч (Ah).

Например, для батареи емкостью 13 А·ч и вольтажом 36 В абсолютная энергоемкость составит 13 А·ч х36 В = 468 Вт·ч.

Аналогично, зная абсолютную постоянную энергоемкость батареи в Вт·ч, можно рассчитать ее реальную емкость при определенном рабочем напряжении оборудования. Для этого достаточно разделить абсолютную емкость в ватт-часах на рабочее напряжение нагрузки в вольтах:

А·ч (Ah) = Вт·ч (Wh) : В (V).

Например: 468 Вт·ч :36 В =13 А·ч, а 468 Вт·ч :24 В =19,5 А·ч.

О напряжении

Чаще всего АКБ электровелосипедов имеют рабочее напряжение 24, 36 или 48 В. С его возрастанием обычно увеличивается и максимально развиваемая скорость е-байка. Конечно, на мощность и скорость электровелосипеда влияют и другие факторы, такие как мощность мотора и эффективность трансмиссии. Но все же мощные и скоростные е-байки обычно оснащаются АКБ с напряжением 48 В и выше.

Выводы: на что влияет энергоемкость АКБ электровелосипеда

От этой характеристики зависит дальность поездок на 1 заряде батареи. Ориентировочно при езде в наиболее экономичном режиме – по ровному асфальту, без резких разгонов и торможений, встречного ветра и других препятствий – на каждый километр пути тратится 8–10 Вт·ч энергии литиевой аккумуляторной батареи (без кручения педалей). При вращении педалей велосипедист уменьшает потребляемый мотором ток, поэтому и запас энергии батареи расходуется экономнее.

Наиболее точно и наглядно емкость характеризует ее абсолютная постоянная величина, измеряемая в ватт-часах. Зная ее, легко определить и ориентировочную дальность хода на 1 заряде, и относительную емкость в ампер-часах, которая зависит от номинального напряжения питаемого оборудования.

Источник

Определение расхода электроэнергии на предприятии

Как рассчитывается годовой расход электроэнергии вы можете посмотреть здесь.

В данной статье рассмотрим, как рассчитывается удельный расход электроэнергии и какая методика определения норм расхода электрический энергии на единицу продукции.

Метод удельного расхода электроэнергии

Данный метод расчета эффективен для производств с непрерывным технологическим процессом.

Может использоваться для предварительных и поверочных расчетов, при технико-экономическом обосновании планируемых вариантов систем электроснабжения.

Удельный расход электрической энергии рассчитывается по формуле:

где Мсм – выпуск за смену единиц продукции;
Wуд – расход электроэнергии на единицу продукции;
Тсм – продолжительность смены.

Удельный расход электроэнергии Wуд измеряется в киловатт-часах на единицу продукции, например, кВт∙ч на 1 т бетона (кВт∙ч/т):
где W – потребление энергии, кВт*ч;
М – продукция в натуральном выражении, например, т или м3.

Методика определения норм расхода электрической энергии на единицу продукции

Состав норм расхода электрической энергии – это перечень статей их расхода на производство конкретной продукции (работы). Нормы составляются на конечную продукцию, выпускаемую предприятием при условии соответствия этой продукции стандартам.

В норму расхода электрической энергии на производство продукции не включаются работы на строительство и капитальный ремонт зданий и сооружений, монтаж и наладку технологического оборудования (вновь установленного или после капитального ремонта), отпуск электроэнергии «на сторону» (магазин, столовая, общежитие и др. потребители).

Затраты ТЭР, включаемые в норму расхода ТЭР делятся на следующие составляющие:
· расход на технологические процессы;
· расход на вспомогательные нужды производства;
· расход на освещение;
· потери в сетях и трансформаторах.

Основными исходными данными для определения удельного расхода электрической энергии служит следующая техническая и экономическая информация:
· мощность предприятия;
· данные о видах производимой продукции;
· технологическая схема производства;
· данные о составе оборудования и фактической мощности электродвигателей;
· нормативные характеристики основного и вспомогательного оборудования;
· данные по фактической выработке продукции и рабочем времени за расчетный период;
· данные по производству и отпуску готовой продукции;
· данные об установленных трансформаторах;
· данные об освещенности цехов, подсобных служб, территории.

Норма расхода электрической энергии на технологический процесс, т.е. расход электрической энергии на основные и вспомогательные процессы производства определенного вида продукции (работы), расход на поддержание технологических агрегатов в горячем резерве, на их разогрев и пуск после текущих ремонтов и холодных простоев, а также технически неизбежные потери электроэнергии при работе оборудования, определяется по формуле:
где W – расход электроэнергии оборудованием за расчетный период, кВтч;
q – объем выпуска продукции за расчетный период, усл. ед.

Расчет нормы расхода электроэнергии на выпуск единицы продукции, т.е. расход электроэнергии на основные и вспомогательные технологические процессы, на вспомогательные нужды производства, а также технически неизбежные потери энергии в преобразователях, электрических сетях предприятия (цеха), отнесённые на производство определенного вида продукции, производится суммированием значений норм удельного расхода на технологические процессы, вспомогательные службы и нормируемых потерь:

где Нт – норма расхода электроэнергии на технологические нужды;
авн – норма расхода электроэнергии на вспомогательные нужды;
аос – норма расхода электроэнергии на освещение;
Δаэс – норма расхода электроэнергии на покрытие потерь в электрических сетях;
Δатр – норма расхода электроэнергии на покрытие потерь в трансформаторах.

Источник

Удельный расход электрической энергии

Удельный расход электроэнергии, обозначаемый ω_уд и измеряемый в киловатт-часах па единицу продукции, величина ω_уд является интегральным показателем расхода электро-энергии на единицу продукции, например, кВт*ч на 1 т грунта (кВт — ч/т); в эту величину, как правило, входит расход электроэнергии на все вспомогательные нужды, например электрическое освещение забоя. Эта величина играет большую роль в расчетах, связанных с определением электрических нагрузок и расходов электроэнергии, и равна:

где W — потребление энергии, кВт*ч; М — продукции в натуральном выражении, например Т.

Строительство сооружений и их эксплуатация всегда являются потребителями энергии. Это потребление происходит при добыче и начальной обработке сырья; при изготовлении строительных материалов и конструкций (смотрите таблицу ниже); возведении и эксплуатации сооружения; при ремонтных работах и при сносе сооружения.

Удельные расходы электрической энергии на изготовление различных строительных материалов

1 С учетом расхода энергии на добычу природного сырья и его доставку на расстояние до 100 км.

Ориентировочные данные, определяющие расход энергии на сооружение зданий, приведены в таблице (смотрите таблицу ниже).

Удельный расход энергии на единицу объема здания (на несущие конструкции)

1 Средние значения.
2 Без внешней ограждающей конструкции, без перегородок.
3 Без перекрытий и перегородок.

Характерные приемники электрической энергии

Силовые установки общепромышленного назначения. К этой группе приемников относятся подъемно-транспортные устройства, компрессоры, вентиляторы и насосы. На строительных площадках, предприятиях стройиндустрии применяются различные краны, предназначенные для вертикального и горизонтального перемещения грузов. По способу передвижения они делятся на перемещающиеся по рельсовым путям и самоходные.

«Электроснабжение строительно-монтажных работ», Г.Н. Глушков

Источник