Как экономить электричество с помощью стабилизатора напряжения?

Уважаемые покупатели!
Офис компании “Автономные Энергосистемы” не работает с 30 декабря 2012 года по 8 января 2013 года!
Поздравляем вас с Новым Годом и Рождеством! До встречи в Новом Году!

–>

ВакансииСтать дилером

QR-Контакты

Главная / Полезная информация / Стабилизаторы напряжения

Происходит ли экономия электроэнергии при использовании стабилизаторов напряжения?

Источник: www.aes.ru
Автор: Сапожников А. А.
Опубликовано: 08.12.2009

Стабилизатор напряжения играет существенную роль в защите оборудования от всевозможных отклонений параметров электрической сети. Но можно ли еще и экономить электроэнергию, используя стабилизатор напряжения? Разберемся с этим вопросом.

По разным причинам в наших (только в наших, к сожалению) электрических сетях напряжение может существенно отличаться от номинального напряжения, причем как в одну, так и в другую сторону.

Допустим, напряжение в сети равно 220V. Все нагрузки, включенные в электрическую розетку, чувствуют себя комфортно и работают в соответствии с их техническими характеристиками. Стабилизатор напряжения в этом идеальном случае (наверное, не существующем в нашей природе) не нужен. Попробуем все-таки подключить стабилизатор напряжения и убедимся, что он представляет собой трансформатор с коэффициентом трансформации 1:1; на выходе стабилизатора (также как и на входе) напряжение равно 220V. Ничего не изменилось. Счетчик электроэнергии «не заметит» присутствия идеального стабилизатора напряжения. Однако, стабилизатор напряжения обладает небольшим, но конечным внутренним сопротивлением, определяющим потери в рассматриваемом устройстве. У хороших стабилизаторов КПД составляет около 95%, при этом 5% мощности — прямые потери самого устройства. Для стабилизатора напряжения мощностью в 12кВт (распространенная модель) потери составляют 600Вт. Для трехфазного стабилизатора 36кВт — соответственно 1800 вт. По своей сути потери — это нагрев окружающей среды. Этот «обогреватель» почти в 2 киловатта (в последнем примере) пользователь не покупал, но должен знать о его существовании. Работа этого «обогревателя» обусловлена физическими законами, которые пока никто не смог отменить. Поэтому даже в идеальном случае (напряжение в сети равняется точно 220V) экономии энергии не получается.

Теперь другой пример: напряжение в сети меньше (а иногда существенно меньше) 220V, например 180V. Весьма распространенное явление в загородных домах и дачах. Картина печальная. Тусклый свет осветительных приборов. Компрессоры холодильника страшно гудят, греются и никак не хотят запускаться, грозя устроить пожар. Кондиционеры не работают. Насос не подает воду из скважины. Охранная система переходит на резервное питание. Электрический чайник закипает через час. При такой обстановке природа за окном уже не радует. Что делать? Хозяин покупает стабилизатор напряжения, устанавливает его и получает то, что хотел: во всех розетках дома — заветные 220V, техника вздыхает с благодарностью и начинает исправно выполнять свои функции. Но как дело обстоит с экономией электроэнергии? Мы будем платить меньше по сравнению с описанным выше случаем 180V? Нет. Ровно столько же, как и в случае 220V . Когда стабилизатор поднимет напряжение на нагрузке до 220V, ток на входе стабилизатора увеличится пропорционально увеличению напряжения. Почему? Потому что работает закон сохранения энергии. Если допустить, что стабилизатор — идеальный и сам ничего не потребляет, закон сохранения энергии гласит, что мощность (произведение тока на напряжение) на входе стабилизатора должна быть равна мощности на выходе. В произведении тока на напряжение первый сомножитель увеличится ровно настолько же, насколько уменьшится второй. То есть пониженное напряжение в сети будет скомпенсировано увеличением потребляемого тока. Счетчик будет работать так, как если бы напряжение в сети было 220V. Экономии энергии в рассматриваемом случае нет (более того, по сравнению с ситуацией до установки стабилизатора мы будем платить больше).

Аналогичные рассуждения можно провести для случая, когда напряжение в сети больше 220V, например 260V. Тоже бывает сплошь и рядом. Картина в доме другая, но не менее печальная, чем первая. Из источников вторичного питания сыплются искры, автоматы на вводном щитке постоянно выбивает, на свалке оказывается дорогой плазменный телевизор, и к нему быстро перебирается остальная бытовая техника. Но именно этот случай очень любят те, которые говорят о снижении энергопотребления при установке стабилизатора напряжения. Как в этом случае дело обстоит с экономией электроэнергии? Мы будем платить меньше по сравнению с описанным выше случаем 260V? Когда стабилизатор опустит напряжение на нагрузке до 220V, ток на входе стабилизатора уменьшится пропорционально уменьшению напряжения, согласно упомянутому выше закону сохранения энергии. Мощность (произведение тока на напряжение) на входе стабилизатора будет равна мощности на его выходе. В произведении тока на напряжение первый сомножитель уменьшится ровно настолько же, насколько увеличится второй. То есть повышенное напряжение в сети будет скомпенсировано уменьшением потребляемого тока. Счетчик будет работать так, как если бы напряжение в сети было 220V. Конечно, в данном случае мы будем платить меньше, чем без стабилизатора.

Два слова об освещении. Если в доме применяются обычные лампы накаливания, то они являются наиболее заметным индикатором того, что напряжение в сети не соответствует норме: либо тусклый свет, либо очень яркий, либо неприятное мерцание. Другую картину мы видим при использовании современных энергосберегающих ламп: любой наблюдательный человек заметит, что такие лампы горят одинаково практически при любом напряжении. Это связано с тем, что они выполнены на источниках питания с двойным преобразованием. Поэтому при изменении напряжения питания потребляемая мощность от сети не меняется, что при 220V — 20Вт, что при 160V — 20Вт. «Сэкономить» здесь не получится.

Все вышесказанное относится к случаю правильного выбора места подключения стабилизатора напряжения, а именно после счетчика электроэнергии. Подключение стабилизатора напряжения, как и любой нагрузки, до счетчика мы не рассматриваем, поскольку оно является незаконным и чревато штрафами от органов Энергосбыта. Возможно, при некоторых режимах работы стабилизатора, включенных до счетчика, возможно получение «экономии», но это тема для обсуждения в кругу умельцев, заставляющих вращаться электрический счетчик в обратную сторону.

И последнее. Описанные выше два случая постоянно пониженного и постоянно повышенного напряжения сети в чистом виде встречаются, но редко. Чаще бывают плавные или скачкообразные отклонения напряжения то в одну, то в другую сторону от 220V. При этом в интернете много ссылок на данные о том, что в подавляющем числе случаев (87% всех происшествий в электросети) происходят именно кратковременные понижения напряжения.

Подведем итоги. В большинстве случаев не можем рассчитывать на экономию электроэнергии при помощи стабилизаторов напряжения. Строго говоря, наоборот: сам стабилизатор напряжения является еще одним потребителем энергии наряду с остальными электроприборами в доме. Стабилизатор нужен совсем для другого: для долгой жизни и правильной работы всего того, что включается в розетку. Это главная задача, с которой хорошие модели стабилизаторов напряжения (например, отечественные марки «Штиль» или «Progress») прекрасно справляются.

Может ли стабилизатор напряжения экономить электричество?

Товары из статьи:

Содержание:

Может ли реально стабилизатор дать экономию электрической энергии?

Вопрос на первый взгляд простой. Ответ напрашивается сам — «конечно нет», ведь закон сохранения энергии никто не отменял. Но давайте попробуем разобраться внимательней.

Стабилизатор напряжения — прибор, предназначенный для стабилизации напряжения электрической сети. Изучаем вопрос на основе «школьной» физики. Рассмотрим различные ситуации с напряжением в сети.
Допустим в сети — ровно 220 Вольт. В этом случае стабилизатор работает как трансформатор с коэффициентом трансформации «единица». Но стабилизатор — прибор не идеальный, он имеет внутреннее сопротивление, а значит имеет небольшие потери энергии на выделяемое тепло.
Вывод: в случае нормального входного напряжения использование стабилизатора приводит к потери электроэнергии, дать экономию он не может.

Рассмотрим вариант, когда в сети пониженное напряжение, к примеру 190 Вольт. Мы включаем стабилизатор. И, о чудо — на выходе 220 Вольт. Получили 190 Вольт, сделали 220 Вольт, все приборы в доме работают хорошо. Холодильник работает хорошо, чайник быстро греет воду. И все работает от 190 Вольт. Возможно мы получили экономию электричества? К сожалению, нет. Для питания необходимой нагрузки стабилизатор использует большую силу тока на входе, работает закон сохранения энергии. Сила тока на входе будет больше номинальной мощности питаемых приборов пропорционально падению напряжения внешней сети. Сам стабилизатор будет так же потреблять небольшую часть энергии.
Вывод: в случае пониженного напряжения использование стабилизатора приводит к потери электроэнергии, дать экономию он не может.

Рассмотрим вариант, когда в сети повышенное напряжение, к примеру 250 Вольт. Мы включаем стабилизатор. На выходе прибора теперь 220 вольт. Все приборы в доме работают хорошо. Холодильник работает хорошо, чайник быстро греет воду. Но теперь все работает от 250 Вольт. Возможно мы получили большой перерасход электричества? К счастью, нет. Для питания необходимой нагрузки стабилизатор использует меньшую силу тока на входе, работает закон сохранения энергии . Сила тока на входе будет меньше номинальной мощности питаемых приборов пропорционально повышению напряжения внешней сети. Однако сам стабилизатор будет так же потреблять небольшую часть энергии.
Вывод: в случае повышенного напряжения использование стабилизатора приводит к потери электроэнергии, дать экономию он не может.

Мы рассмотрели все возможные случае значения напряжения в сети и пришли к выводу, что с точки зрения школьного курса физики экономии энергии быть не может, а значит экономии нет. То есть стабилизатор напряжения не может экономить электроэнергию.

Можно было бы закончить на этом свою статью, но я постараюсь изучить вопрос глубже.

Изучаем вопрос на основе «не школьной» физики. Ясно, что стабилизатор не может дать больше электроэнергии, чем получает на входе. Оспаривать действие закона сохранения энергии я не буду. Однако, на мой взгляд использование стабилизатора напряжения реально дает экономию электроэнергии. И вот почему. Все дело в эффективности работы самих потребителей. Все электрические приборы проектируются для использования при нормальных значениях параметров тока. И именно при нормальном напряжении они имеют максимальный КПД (коэффициент полезного действия). При пониженном или повышенном напряжении КПД будет снижаться. А значит больше энергии пойдет на освещение, нагревание, охлаждение и другие виды работ.

Рассмотрим конкретные примеры.
Освещение. Все наблюдали, что при пониженном напряжении лампочки накаливания светят очень тускло. При напряжении в 180 Вольт яркость свечения лампы падает в два раза. Значит для освещения комнаты нужно будет включить еще одну лампу. При этом энергия, конечно, не пропадает, просто большая часть ее уйдет в выработку тепла.

Использование стабилизатора в этом случае дает реальную экономию электроэнергии на освещение.

Холодильник. При пониженном напряжении холодильник работает плохо, часто запускает компрессор, долго его не выключает. При очень низком напряжении может часто отключаться, так и не набрав «холода». При пониженном напряжении плохо работает электродвигатель компрессора. Как следствие, давление хладагента не достаточно для эффективной теплоотдачи. Напряжение падает на 20 %, а компрессор вынужден работать в два раза дольше.

Использование стабилизатора в этом случае дает реальную экономию электроэнергии на охлаждение.

Чайник. Более простого устройства не найти. Но и чайник не любит пониженного напряжения. Хотя нет. Чайнику, в принципе, «всё ровно». Мы не любим, когда вода в чайнике греется пол часа или вовсе не нагревается до нужной температуры. Пропадает ли здесь электроэнергия? Конечно, нет. Просто при медленном нагреве чайник успевает отдать больше тепла окружающей среде. То есть чайник работает и как тепловой радиатор.

Использование стабилизатора в этом случае дает реальную экономию электроэнергии на нагревание.

Вибрационный насос. Повышенное напряжение приведет к тому, что с большей силой якорь магнита будет ударяться о корпус насоса. Да, звук работы насоса станет громче, но будет ли он качать больше воды. Нет, частота работы будет та же, и объем поршня тоже не вырастет. КПД насоса в этом случае упадет. При пониженном напряжении насос будет работать менее эффективно, возможно упадёт производительность (вплоть до полной остановки). При пониженном напряжении увеличиться сила тока в обмотках электромагнита насоса, что приведёт к его перегреву.

Использование стабилизатора в этом случае дает реальную экономию электроэнергии на прокачку воды.

Итак. Подведем общий итог рассуждений.

Может ли стабилизатор напряжения экономить электричество? Делаем вывод на основе «школьной» и «не школьной» физики

С точки зрения простой физики стабилизатор не может дать экономию потребляемой электроэнергии. И это так.
Но с точки зрения необходимости выполнить полезную работу, использование стабилизатора напряжения может дать экономию электроэнергии, необходимой для выполнения единицы работы. Так в этом случае стабилизатор напряжения приводит к сокращению потерь питаемых электрических приборов.

Закончить статью хотелось бы эпизодом из мультфильма. «Холодильник, который мы на прокат берем, он наш или государственный? Холодильник — государственный. А холод, который он дает? А холод — наш, мы его ради холода и берём!»

Вот и с электроэнергией — так же. Для нас важнее сколько энергии пойдёт на производство холода, а не сколько энергии потребит всего холодильник. Если в итоге на выработку единицы холода электроэнергии пошло меньше, значит стабилизатор напряжения может экономить электричество.

Подробные характеристики современных стабилизаторов напряжения Российской компании «Бастион» вы найдёте в разделе стабилизаторы напряжения и в разделе стабилизаторы для котлов.

Стабилизатор напряжения и экономия электроэнергии

Стабилизатор напряжения потребляет электроэнергию – точно так же, как и любой другой электроприбор, включенный в электрическую сеть. Исходя из этого, ответ на вопрос «помогает ли стабилизатор экономить электричество», кажется очевидным. На первый взгляд, ни о какой экономии не может идти и речи. Но чтобы досконально разобраться в этом вопросе, нужно вспомнить немного теории об электрической энергии. Рассмотрим три основных режима работы стабилизирующего устройства в бытовой однофазной электросети 220 В.

Входное напряжение равно 220 В

В этом идеальном случае стабилизатор фактически не выполняет никакой полезной функции. Его можно рассматривать как трансформатор, коэффициент трансформации которого равен 1:1. Как входное, так и выходное напряжение составляет 220 вольт. Но при этом, он обладает собственным сопротивлением, которое приводит к потерям электроэнергии. У самых лучших моделей устройств КПД составляет 95-97%. Таким образом, не менее 3-5% входной мощности будет тратиться на нагрев окружающего воздуха.

Входное напряжение ниже 220 В

Пониженное напряжение – распространенная проблема российских электросетей. Общая изношенность инфраструктуры, проводка, не рассчитанная на большую нагрузку, значительное увеличение количества электроприборов и мощности потребителей в доме приводят к тому, что вместо положенных 220 вольт сеть выдает в среднем 180-200 вольт. Установка стабилизатора существенно улучшает ситуацию, обеспечивая эффективную работу техники и оборудования. Но при этом общая потребляемая мощность не изменяется. Это связано с тем, что корректировка возможна только за счет пропорционального изменения силы тока. А поскольку мощность равна произведению напряжения и силы электротока, она остается стабильной. Если же произвести расчет с учетом того, сколько электроэнергии потребляет стабилизатор напряжения, то окажется, что расход должен увеличиться на те самые 3-5%, представляющие собой тепловые потери в устройстве из-за неидеального КПД.

Входное напряжение выше 220 В

Эта ситуация принципиально не отличается от предыдущего случая. При повышенном значении (240-260 В) стабилизация осуществляется за счет уменьшения входного тока. Мощность же снова остается стабильной как на входе, так и на выходе. Опять вспомнив, сколько электроэнергии берет стабилизатор напряжения, получаем, что вместо экономии, расход энергии должен даже немного возрасти.

Как же можно экономить с помощью стабилизатора?

Итак, согласно закону сохранения энергии, стабилизатор не может обеспечивать экономию электричества. Значит ли это, что устройство бесполезно и не дает никакой реальной выгоды владельцу? Давайте разберемся. Рассмотрим для примера осветительные приборы. При их работе в сети с пониженным напряжением они светят тускло и неэффективно. В результате, для освещения комнаты понадобиться, например, не 2, а 3 лампы. Соответственно, потребление электроэнергии в доме увеличиться.

Другой пример. Холодильное оборудование и кондиционеры очень плохо работают при низком напряжении. Для нормального охлаждения им приходится часто включать компрессор, заставлять работать его в рваном темпе. Из-за этого возникает недостаточное давление хладагента в системе, снижаются показатели теплоотдачи, увеличивается общее время работы электродвигателя. Как следствие, расход электроэнергии снова возрастает.

Дополнительные преимущества стабилизатора

В итоге, хоть устройство не может нарушить законов физики и генерировать энергию из ниоткуда, он способен обеспечить реальную экономию электроэнергии за счет повышения эффективности работы электроприборов. Кроме того, устройство позволяет сохранить деньги владельца благодаря следующим процессам:

  • Сглаживание перепадов. Это благотворно сказывается на функционировании подключенной аппаратуры, снижает риск выхода ее из строя, продлевает срок службы оборудования.
  • Защита от скачков. Если на объекте происходит резкий скачок напряжения, например, из-за обрыва нулевого проводника, то все подключенные прибору могут перегореть. Отличным решением этой проблемы станет современный стабилизатор, оснащенный встроенной защитой от критического перенапряжения. Устройство автоматически отключит нагрузку при высоковольтном скачке и включит ее при снижении показателя до безопасного уровня.

Заключение

Несмотря на то, что стабилизатор напряжения потребляет электроэнергию, он может уменьшить расходы домовладельца за счет снижения потерь из-за неэффективной работы оборудования, а также продления срока службы подключенного электрооборудования.

Как экономить электричество с помощью стабилизатора напряжения

Стабилизатор электрического напряжения — лучший вариант для защиты техники от скачков напряжения в электросети.

Но не многие дагадываются, что он может экономить деньги потребителей электроэнергии, так как при пониженном напряжении в сети значительно увеличивается время работы техники, а значит и возрастают затраты за электроэнергию.

Меньше работает – реже ремонтируем

Наиболее чувствительны к скачкам напряжения в сети осветительные приборы, компьютерная техника и устройства с автоматическим управлением: стиральные машины, телевизоры, пароварки, микроволновые печи, насосы системы отопления и водоподачи и прочее оборудование. Например, при резком падении напряжения в пределах 5 — 8% возможен сбой в работе компьютера или ноутбука. Как следствие, возникают системные ошибки.

Падение напряжения в сети на 1% сокращает интенсивность светового потока лампы накаливания приблизительно на 3,6%. Аналогичный скачек сверх номинального увеличивает потребляемую мощность на 1,5%, а срок службы лампы сокращается на 14%. Люминесцентные лампы также весьма чувствительны к скачкам напряжения: увеличение напряжения на 10% уменьшает срок службы на 20 — 30%. Кроме того, изменения качественных показателей электросети приводит к существенному росту потребления реактивной мощности люминесцентной лампой, а это прямой путь к выходу из строя.

Техника служит дольше

Нестабильное электроснабжение способствует уменьшению срока службы техники как минимум на 10%, а иногда приводит к фатальным для техники последствиям и созданию пожароопасной обстановки.

Для сетей, пониженное напряжение в которых подается длительное время, специалисты рекомендуют использовать электромеханический стабилизатор напряжения. Плавное регулирование и высокая точность такого прибора помогают поддерживать необходимый вольтаж в условиях как повышенных, так и пониженных показателей напряжения.

Снижение временных затрат

Максимальный КПД электротехника выдает только при параметрах, соответствующих норме. При понижении или повышении вольтажа часть полезной энергии уходит на нагревание, охлаждение, освещение и прочие процессы.

Так, негативные последствия отклонения качественных значений в сети особенно ярко проявляются при проведении электросварочных работ. Снижение напряжения при дуговой и контактной сварке на 10% увеличивает время работы на 20%, а при 13% увеличении вольтажа возникает дефект сварных швов.

Использование стабилизатора напряжения обеспечивает технику качественным электропитанием, что благотворно сказывается на показателях КПД эксплуатируемой техники и экономит до 20% рабочего времени.

Сокращение расходов на электроэнергию

Стабилизатор напряжения не производит электричество и сам потребляет определенную часть энергии, однако применение этого устройства в быту помогает существенно сократить расход электропитания на работу подключенного к нему оборудования. Убедиться в этом можно разобрав несколько простых примеров.

Среднее время закипание полулитра воды в электрическом чайнике составляет 100 с. Средняя рабочая мощность прибора — 2 кВт. Несложно подсчитать стоимость кружки кипятка: 2 кВт х (100с / 3600) = 0,055 кВтч — именно столько энергии нужно, чтобы вскипятить 0,5 л воды в чайнике. При средней стоимости 6 р. за кВтч получаем цену одной кружки (250 мл) равной примерно 0,17 р. Казалось бы, смешные деньги, но в пересчете на количество кружек выпитого чая сумма может достигать вполне внушительных размеров. Однако произведенный расчет предполагает, что напряжение питающей сети имеет значение 220 В. При падении напряжения до 180 В время закипания чайника увеличивается минимум на 20%. Это происходит из-за того, что при медленном нагреве прибор отдает большую часть тепла окружающей среде, выступая в роли теплового радиатора. Такие потери ведут к повышенному потреблению электроэнергии.

Зависимость средней стоимости кружки кипятка от напряжения питающей сети
Пониженное напряжение в сети приводит к частому запуску или наоборот отключению компрессора холодильника. Недостаточное давление хладагента приводит к неэффективной теплоотдаче, вследствие чего холодильник не добирает необходимую температуру для хранения продуктов, часто «течет». 20% падение напряжения вынуждает электродвигатель работать в два раза дольше, то есть потреблять в два раза больше электроэнергии, что также отражается на счетах за электроэнергию.

Отсутствие поводов для беспокойства

Источники света особенно чувствительны к перепадам напряжения в сети. Колебания напряжения приводят к миганию осветительных установок — так называемому фликер-эффекту. Мерцание вызывает утомление зрения, психологический дискомфорт, а при длительном воздействии снижает производительность труда и способствует развитию травматизма на производстве и в быту.

Помещение с пониженным вольтажом требует увеличения числа осветительных приборов: при напряжении 180 В яркость свечения лампы накаливания падает в два раза. Следовательно, увеличивается общая нагрузка на сеть, что особенно критично для устаревших линий электропередач.

Особенно это актуально для собственников загородной недвижимости. Нередко в зонах частной застройки электроснабжение оставляет желать лучшего — не исключены частые перепады напряжения. Такие показатели неприемлемы для сложной электротехники, например для автоматики газового котла, и могут привести к аварийной остановке, поломке или полному выходу из строя оборудования. Лучшим выходом из ситуации станет использование специализированных моделей стабилизаторов напряжения, разработанных для совместной работы с системами газового оборудования.

Если Вы нашли ошибку на сайте – сообщите нам!

Большой выбор техники, инструмента и оснастки!

Товаров в наличии: 7 471 Забирайте сегодня!

Товаров на складе: 29 364

Товаров под заказ: 41 268

8 (3952) 20-11-80
г.Иркутск,
Главная Кировская, 47/7 оф. 23

Способен ли стабилизатор экономить электричество?

Несмотря на то, что стабилизатор, бесспорно, является полезным прибором для каждого дома, где есть проблемы с перепадами напряжения, маркетологи зачастую приписывают ему дополнительные свойства. Ну а наш доверчивый народ, в свою очередь, верит байкам пиарщиков, чей доход напрямую зависит от успеха рекламной компании, да ещё и помогает им, распространяя многочисленные байки, в беседах с друзьями и знакомыми.

Одним из примеров является вопрос: «Может ли стабилизатор напряжения экономить электричество?». Понятно, что практически каждый здравомыслящий человек, который помнит школьный курс физики, ответит: «Конечно, нет! Это противоречит Закону сохранения энергии!». Но в душу всё-равно закрадываются сомнения, а может быть современные стабилизаторы действительно хоть немного способны сэкономить электричество, за счёт более продуктивной работы бытовых приборов? Чтобы раз и навсегда поставить точку в этом вопросе, постараемся рассмотреть проблему с разных сторон.

Существует ли экономия электроэнергии с точки зрения законов физики?

Ни для кого не секрет, что напряжение в наших сетях отличается от номинала, причём зачастую невозможно предугадать будет ли оно сегодня высоким или низким. Поэтому, чтобы глубже вникнуть в проблему, нам необходимо рассмотреть два случая: работу стабилизатора при пониженном входном напряжении и при повышенном.

Напряжение меньше 220V

Предположим что ваша квартира, загородный дом или дача подключены к морально устаревшим электросетям, которые не способны передать то количество энергии, которое необходимо потребителям. В таком случае входное напряжение должно находиться на уровне 180-200V (в некоторых случаях бывает и меньше). Последствия такой разбалансировки очевидны: тусклый свет в комнатах, самопроизвольный перезапуск бытовой техники, а когда соседи приходят с работы, техника вообще может отказаться включаться.

И вот вы, наконец, приобрели новенький стабилизатор. После установки прибора внутреннее убранство вашего жилья моментально преображается: в комнатах неожиданно становится светло, техника работает как часы, а чтобы вскипятить воду, оказывается надо подождать всего минуту, вместо привычных пяти. Но вот через недельку-другую, когда эйфория прошла, счастливый обладатель стабилизатора вспоминает, как пару месяцев назад один знакомый говорил, что стабилизаторы напряжения позволяют экономить электричество. Бедняга начинает сравнивать показатели счётчика до покупки и после и не получив от такого сравнения никаких заметных результатов, утешает себя, что экономия всё-таки есть, но она настолько мала, что заметить её очень сложно.

На самом деле, к данной проблеме можно подойти с другой стороны. Если вспомнить школьный курс физики, несложно понять что энергия не может браться из воздуха, а значит, как только стабилизатор поднимает напряжения до заветных 220V, сила тока увеличивается прямо пропорционально величине корректировки напряжения. Чтобы обосновать данное утверждение научно, вспомним простейшую формулу: «Потребляемая мощность равняется произведению тока на величину его напряжения». Если мы представим, что купленный стабилизатор представляет собой идеальный прибор, который преобразует ток без малейших потерь энергии (КПД=100%, но об этом мы поговорим ниже), то вполне логично, что мощность на выходе должна равняться потребляемой мощности на входе. Таким образом, скорректированное за счёт работы стабилизатора напряжение может быть компенсировано только увеличением потребляемого тока. Увы, но другого не дано.

Напряжение больше 220V

Аналогичная ситуация складывается, когда входное напряжение слегка завышено. Хотя именно эту ситуацию любят описывать сторонники псевдотеории об экономии электричества. Как правило, в большинстве российских электросетей повышенное напряжение не превышает 240-250V, поэтому для рассматриваемого примера мы возьмём именно этот параметр. В процессе работы электростабилизатор понижает напряжение до номинальных 220V. Взяв за основу всё ту же формулу «Потребляемая мощность равняется произведению тока на величину его напряжения», несложно понять, что после установки стабилизатора ток на входе уменьшится пропорционально степени снижения напряжения. И вот именно на этом моменте большинство рядовых покупателей ловят на удочку. Дворовые сплетники, а иногда и солидные с виду консультанты в магазинах с пеной у рта рассказывают, что с уменьшением потребления тока снизятся и ежемесячные показания электросчётчика. Открывший от удивления рот покупатель забывает, что счётчик меряет мощность потребления, а не силу тока. Иначе показания измерялись бы в Амперах, а не Киловатт/часах. В результате, если мы вернёмся к заветной формуле, то путём несложных вычислений получим, что мощность тока на входе равняется мощности тока на выходе. Другими словами, никакой экономии и в помине нет.

Приведём ещё один пример, более приближённый к жизни. Применяемые в большинстве домов обычные лампы накаливания прекрасно сигнализируют о перепадах напряжения: так если они горят очень тускло, значит, напряжение пониженное, а если чересчур ярко – соответственно, повышенное. Что же касается потребляемой энергии, то при любом напряжении лампы требуют одинаковое количество электричества. То есть если у вас стоит лампа мощностью сто Ватт, то она будет потреблять установленную мощность и при напряжении 180V, и при напряжении 240V. «Почему же тогда такая разница в яркости освещения? Не значит ли это, что при низком напряжении лампы потребляют меньше энергии?». Конечно же, нет! Дело в том, что вольфрамовая нить в лампе рассчитана на определённый интервал напряжений. Для бытовых лампочек он обычно составляет 220-240V. Когда такая лампа работает при более низком напряжении, нить из-за своей толщины производит больше тепловой энергии, чем света. С другой стороны, повышенное напряжение, особенно когда оно превышает допустимые пределы, приводит к чрезмерному накаливанию нити, что приводит к её быстрому изнашиванию.

Немного о КПД и потерях энергии при использовании стабилизатора напряжения

Представим, что отечественные электросети неожиданно модернизировали и напряжение в сети теперь составляет стабильные 220V. Несмотря на то, что стабилизатор теперь в принципе-то и не нужен, мы не будем его отключать. В таком режиме он будет работать как трансформатор с коэффициентом трансформации 1. И вот теперь, когда стабилизатор фактически не работает, а просто «прогоняет» через себя электричества, возникает вопрос: за счёт какой энергии он нагревается?

Секретов тут никаких нет. Вспомнив из того же школьного курса физики известную аксиому, что устройств со стопроцентным коэффициентом полезного действия (без потерь энергии в процессе работы) в природе не существует, несложно догадаться, что часть электричества попросту преобразуется в тепло. Это связано с тем, что катушка, которая содержится в стабилизаторе, обладает хоть и сравнительно небольшим, но всё же ненулевым сопротивлением. Большинство качественных устройств обладают КПД около 95%. Отсюда можно сделать вывод, что при использовании стабилизатора напряжения, вы будете потреблять на 5% больше электроэнергии, которая будет уходить на обогрев окружающей среды или, если вам так приятней, вашего жилища. Данный вывод актуален как при «холостой» работе, так и при корректировке характеристик тока.

За счёт чего стабилизатор действительно поможет сэкономить?

Во-первых, установка стабилизатора напряжения продлевает срок службы всех бытовых электроприборов. Вам не придётся тратиться на регулярный ремонт техники и покупку новой при возникновении серьёзной поломки. Сэкономленная сумма в несколько раз превысит затраты на те злополучные 5% мощности, которые мы теряем.

Но вернёмся всё же к главной теме нашей статьи – экономии электричества. Возьмём всё те же лампы накаливания. Если местные электросети поставляют электричество с низким напряжением они, как мы говорили выше, будут вырабатывать больше тепла, а свет, из-за некоторых конструктивных особенностей, станет тусклым. Если вы всё-таки пренебрежёте покупкой хорошего стабилизатора электричества, для обеспечения нормального уровня освещения придётся покупать более мощные лампочки или устанавливать дополнительные. Несложно догадаться, что в таком случае ваше жилище станет потреблять гораздо больше энергии.

В качестве ещё одного примера возьмём бытовой электрочайник. Во время его работы, вода не только нагревается, но и, взаимодействуя с окружающей средой, понемногу остывает. Другими словами часть тепла, вырабатываемая нагревательным элементом, уходит в окружающее пространство. Таким образом, если чайник нагревает воду до 100 градусов за пять минут, вместо положенных двух, в окружающее пространство уходит гораздо большее количество тепла, а значит затраты электроэнергии немного превышают номинальные показатели.

Хуже всего ведут себя при пониженном напряжении холодильники. Современные холодильные камеры оснащаются чувствительными элементами, которые очень болезненно переносят работу в нестандартных условиях. При пониженном напряжении компрессор холодильника работает на износ: он то надолго выключается, то наоборот не может выключиться, то не может выработать достаточную мощность для нормальной циркуляции хладагента. Из-за недостаточного давления хладагента серьёзно страдают показатели теплоотдачи, и как следствие общее время работы электродвигателя компрессора возрастает. В итоге, как вы уже, наверное, догадались, это приводит к потреблению большего количества электроэнергии.

На загородных участках стоит обратить внимание на работу вибрационного насоса. Из-за низкого напряжения производительность агрегата заметно уменьшится, а в некоторых случаях он может даже полностью остановиться, так как слишком большая сила тока может привести к перегреву обмоток электромагнита. Не самым лучшим образом будет вести себя насос при повышенном напряжении. В таких условиях якорь магнита привода будет сильно ударяться о корпус устройства. При этом вы ощутите заметное усиление звука при работе насоса. Но это не главное. Дело в том, что при высоком напряжении насос не станет качать больше воды, ввиду заложенных конструктивных и рабочих характеристик: частота колебаний сохранится, так как не зависит от напряжения подаваемого электричества, объём поршня, естественно также останется неизменным, зато коэффициент полезного действия устройства может снизиться на 5-10%. Отсюда делаем вывод – при любом напряжении отличном от номинального вибрационный насос потребляет больше электроэнергии.

Заключение

Если рассматривать только физические аспекты работы стабилизаторов напряжения, то в ходе нехитрых вычислений несложно понять, что никакой экономии электричества не существует в природе. Наоборот, из-за того, что стабилизатор, как и любой другой электроприбор не может обладать коэффициентом полезного действия равным 100%, вы будете терпеть некоторые убытки.

Что же касается практической стороны вопроса, то за счёт более эффективной работы большинства бытовых электроприборов удаётся устранить потери электроэнергии, которые возникают в результате функционирования в нештатном режиме. Однако данный фактор сложно назвать экономией, скорее вы устраните ненужные потери. Кроме того, если перейти к абсолютным показателям, то величина такой «экономии» скорее всего лишь компенсирует пятипроцентные потери, возникающие в результате работы стабилизатора.

Самым же главным на наш взгляд экономическим преимуществом является продление срока службы домашних электроприборов, начиная лампочкой и заканчивая персональным компьютером. Здесь вы действительно сэкономите довольно солидную сумму средств, которую могли бы потратить на ремонт или покупку новой техники. В среднесрочной перспективе экономия за счёт этого фактора полностью окупает приобретение стабилизатора, а временами даже позволяет получить некоторую выгоду.

Приборы для экономии электроэнергии: миф или реальность?

Не так давно, на наших рынках, в интернете, в некоторых печатных изданиях и даже на телевидении, появилась реклама чудо-прибора, который, по словам рекламирующих, способен экономить до 30-35% электроэнергии. Что же это за прибор? Как он устроен? И неужели это правда, что он способен экономить столько энергии?
Примерно в одно время, в разных регионах, эти приборы появились под разными названиями. Вот примерные названия этих самых приборов: SberBox, smartBox, Energy Saver, Pover Saver, Saving-box, Powersave, Экономыч и т.д.
По словам производителей, и соответственно распространителей, прибор достаточно просто воткнуть в розетку, и он начинает работать, то есть, экономить наши кровные.

Стоимость данного девайса, в зависимости от региона распространения и «щедрости» продавцов, колебалась от 10$ до 70$. В самом простом исполнении, прибор рассчитан на 15 кВт нагрузки для однофазной сети, то есть на средний дом. Также существуют приборы и для трех фазных сетей. К примеру, такой прибор для экономии электроэнергии, рассчитанный для работы в трех фазной сети, на нагрузку до 48 кВт, имеет размеры с обыкновенную пачку от стирального порошка.

Первое знакомство с описанием этого устройства для экономии электроэнергии вызывает у электротехников восторг, смешанный с ощущением собственной некомпетентности. Прибор имеет солидный перечень возможностей, реализованных с помощью загадочных, патентованных технических новаций.

Специалистам трудно представить, как можно реализовать в одном приборе такие функции, как компенсация реактивной мощности, фильтрация помех, защита от перекоса фаз и ударов молнии. Революционная возможность преобразования реактивной электрической энергии в активную энергию вообще не имеет аналогов. Такая перспектива сразу приводит энергетиков промышленных предприятий в состояние экстаза.

Давайте внимательно присмотримся к чудесному изделию и подумаем, можно ли реализовать все заявленные характеристики в одном приборе. И не слишком ли мало за него запрашивают? Ведь автоматические конденсаторные установки сравнимой мощности стоят в 4-6 раз дороже.

Стабилизаторы для выравнивания перекоса напряжений в фазах тоже не дешевы. Фильтры гармоник, громоздкие изделия, содержащие большое количество железа и меди, низкой ценой тоже не страдают. Совмещение возможностей всех этих устройств в одном изделии – это действительно впечатляющее достижение.

Энергосберегающее устройство Smart Boy

В рекламных статьях приведены великолепные фотографии внешнего вида прибора, схемы подключения. А вот изображений устройств с открытым корпусом практически невозможно найти. И можно понять почему: вместо заявленных 5 блоков и модулей, таких как программируемый контроллер и управляющий (?) трансформатор, присутствует простейший, убогий набор деталей.

Итак, мы приобрели один из таких приборов, для того, чтобы попробовать разобраться с ним. Что же он из себя представляет. Это небольшая коробочка, напоминающая обыкновенное зарядное устройство, на передней панели находятся два светодиода.

Взяв на себя смелость, мы попробовали заглянуть внутрь этого чудо-прибора. Что мы увидели внутри? Внутри был диодный мостик, конденсатор неопределенной емкости и небольшой блок питания, от которого питались светодиоды. И …. собственно все. Самой дорогой деталью является стильный корпус с вилкой подключения к сети. Общая стоимость комплектующих вряд ли превышает 3-4 долларов, а самая дешевая модель уже продается за 40. О какой экономии электроэнергии можно говорить при такой схеме?

Как Smart Boy позволяет экономить электроэнергию

Так все-таки за счет чего происходит экономия электроэнергии при использовании такого типа энергосберегающих приборов? А вот тут придется окунуться немного в теорию, без этого никуда. Попробуем изложить все простым, понятным языком.

Итак, энергия бывает активная и реактивная. Останавливаться на высших гармониках, помехах в электросети, сдвигами по фазе и прочих премудростях, мы не станем, рассмотрим лишь то, с чем действительно можно столкнуться в реальной жизни, в бытовых, так сказать, условиях.

Обыкновенные бытовые потребители электричества, то есть, мы с вами, платим за потребление активной энергии. Большие предприятия оплачивают еще и реактивную энергию. Для этого у них установлены специальные счетчики, которые подсчитывают этот самый реактив.

На самом деле они, предприятия, не потребляют, они ее производят. То есть, оборудование с большой индуктивной составляющей, выделяет реактивную энергию, которая дополнительно нагружает сети. Для того чтобы «разгрузить» электрические сети от негативной нагрузки, существуют специальные устройства- Компенсаторы Реактивной Мощности, то есть КРМ.

Эти самые КРМы, достаточно громоздкие и сложные устройства, причем, они изначально рассчитываются под определенную нагрузку. А этот чудо-прибор, о котором собственно сейчас и идет речь, если и может что-то сэкономить, теоретически, то только при строго определенной нагрузке. А подсчитать эту самую нагрузку практически нереально.

Многие современные приборы уже изначально оснащены приборами для компенсирования реактивной составляющей. Так, к примеру, практически все компьютерные блоки питания оснащены Passive PFC, что позволяет сократить потребляемую энергию на 5-10 %. Но в данном случае, номиналы емкости, дросселя и прочего железа, очень тщательно подсчитывалось, что и позволило сократить потребление электричества.

Из всего, что было написано выше, можно сделать вывод, что компенсировать, что-либо в домашних, бытовых условиях – бессмысленно.

Но, справедливости ради, проведенные нами эксперименты на производстве, показали, что, при применении трехфазного статического КРМ, дало некоторые результаты. А именно, позволило стабилизировать перекос по фазам на 10-15 %, то есть, равномерно распределить нагрузку между фазами. Но это на производстве, где нагрузки были относительно постоянные. Так что, выводы делайте сами.

Как чудо-прибор преобразует реактивную энергию в активную

Отдельно поговорим о преобразовании реактивной энергии в активную. Сейчас только энергосберегающее устройство Smart Boy декларирует подобную возможность. В электротехнике нет ни теоретических обоснований подобной возможности, ни практических реализаций устройств. Все попытки получить у дилеров более подробную техническую информацию об этой удивительной возможности оказались неудачными. Они или цитировали рекламные презентации, или ссылались на «ноу-хау» разработчиков.

Торжество современной техники или грандиозная афера?

То, что настораживает специалистов, совершенно непонятно остальному населению, далекому от электротехники. Ну, как можно устоять, когда на экране телевизора седоватый доктор технических наук (а доктор ли?) проникновенно описывает выгодность приобретения прибора, со скидкой для пенсионеров? Судя по размаху и длительности показа рекламных роликов, дела с продажами обстоят неплохо.

Из рекламы устройства для экономии электроэнергии Pover Saver

В заключение можно сказать, что, к сожалению, огромное количество людей, в том числе знакомых с электротехникой, оказались жертвами гигантской аферы под названием «Энергосберегатель Smart Boy» и подобных приборов для экономии электроэнергии. Нет у этих устройств никаких уникальных или революционных свойств, они абсолютно бесполезны в производстве и, тем более, в быту.

Ссылки на то, что изделия сертифицированы в странах СНГ (подразумевается, что потребительские свойства подтверждены серьезными организациями)- это просто лукавство, рассчитанное на незнание процедур сертификации. Проверка проводится только по показателям безопасности изделий, потребительские свойства вообще не рассматриваются. Другими словами: если вы приобрели горькую, как полынь, шоколадку, то она может быть абсолютно безопасна для вас, а вот на вкус – извините.

Читайте также:  Система умный дом — что это такое
Ссылка на основную публикацию