Τ. Ε. Ι. ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

Transcript

1 Τ. Ε. Ι. ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΑΡΧΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ Δρ. Παντελής Α. Αντωνιάδης Οικονομολόγος Ηλεκτρολόγος Υπομηχανικός

2 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ 0.01 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.0 ΓΕΝΙΚΑ Η αλόγιστη χρήση της ενέργειας δεν έχει μόνο ως αποτέλεσμα την δραστική μείωση των ενεργειακών πόρων αλλά και την δραστική απαξίωση του περιβάλλοντος. Το γνωστό φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι αποτέλεσμα του διοξειδίου του άνθρακα και των άλλων αερίων που προέρχονται από τις καύσεις των συμβατικών καυσίμων για την παραγωγή ενέργειας. Αυτή η διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα να επιβαρύνει την υγεία των ανθρώπων και να υποβαθμίζει δραστικά το οικοσύστημα με καταστρεπτικές συνέπειες για το περιβάλλον και την οικονομία. Η ενεργειακή οικονομία έχει ως σκοπό να καταστήσει τον αναγνώστη κοινωνό στις έννοιες και τις μεθόδους της ηλεκτρικής οικονομίας. Για την κατανόηση απαιτούνται οι γνώσεις των μαθημάτων Σ.Η.Ε. Ι και ΙΙ των Μαθηματικών Ι, ΙΙ, ΙΙΙ και Υψηλών τάσεων. Η αναγκαιότητα της ενεργειακής οικονομίας προκύπτει εκ του γεγονότος ότι η ηλεκτρική ενέργεια πρέπει να εξυπηρετηθεί κατά τέτοιο τρόπο ώστε να συμφέρει στην Εθνική Οικονομία τόσο οικονομικά, όσο και από άποψη καλής διαχείρισης. Τα συναφή μαθήματα που αναφέρθηκαν παραπάνω εξετάζουν μόνο από τεχνολογικής άποψης την παραγωγή μεταφορά και διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας μέχρι του σημείου της έκδοσης του λογαριασμού που θα πληρώσει ο καταναλωτής. Η ενεργειακή οικονομία ασχολείται με την τεχνοοικονομική και επιχειρησιακή άποψη του συστήματος παραγωγής μεταφοράς και διανομής της ηλεκτρικής ενέργειας μέχρις του σημείου έκδοσης του λογαριασμού του καταναλωτή. Οι εγκαταστάσεις ηλεκτρικής ενέργειας ευρίσκονται στη διάθεση ιδιωτών περί το Αρχικά παρατηρούμε ότι χρησιμοποιούνται σε επίπεδο δια-φήμισης και πολυτέλειας. Η πρώτη τάση που χρησιμοποιήθηκε ήταν η συνε-χή τάση των 65 V. To εμφανίσθηκαν οι πρώτες εγκαταστάσεις που χρησιμοποίησαν ως κινητήρια δύναμη τις ατμομηχανές. Το χαρακτηριστικό γνώρισμα της εποχής αυτής είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας συνεχούς τάσεως μέχρι και 2000 V για μεταφορά. Μετρητές δεν υπήρχαν και επικρατούσε ενιαία τιμή. Η παραγωγή και η κατανάλωση ήταν τοπικά, δεν είχαμε μεταφορά σε μεγάλες αποστάσεις. Ακολούθησε η εφαρμογή της εναλλασσόμενης τάσης αρχικά και στη συνέχεια η πλήρης καθιέρωση του τριφασικού συστήματος. Η κατασκευή των στροβιλομηχανών καθιέρωσε την δημιουργία των μεγάλων μονάδων παραγωγής. Η παράλληλη ανάπτυξη της τεχνολογίας των μετασχηματιστών και η τεχνολογία των υψηλών τάσεων έθεσε τις βάσεις για την μεταφορά μεγάλων ποσών ενέργειας καθώς και την βέλτιστη εκμετάλλευση των σταθμών. Έτσι παρατηρούμε οι πρώτες μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας να εγκαθίστανται σε περιοχές που το χρησιμοποιούμενο καύσιμο είναι φθηνό. Το επόμενο βήμα στην μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας είναι η διασύνδεση δηλαδή η δυνατότητα που έχουμε να συνδέσουμε δύο γειτονικές μονά-δες παραγωγής σε μία μονάδα αυτό μας οδήγησε στην εφαρμογή μεγάλων μονάδων εργαζόμενων συνεχώς. Αυτές μπορεί να έχουν βαθμούς απόδοσης μέχρι και 44%(=ηλεκτρική ενέργεια/ενέργεια καυσίμου). Η βελτίωση του βαθμού απόδοσης είναι υψίστης σημασίας για την Εθνική Οικονομία, γιατί το κέρδος από μία βελτίωση είναι διπλό:

3 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ 0.02 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η κατανάλωση του καυσίμου ανά παραγόμενη κιλοβατώρα μειώνεται Το μέγεθος των εγκαταστάσεων ψύξεως μειώνετε. 1.2 ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται από ατμοηλεκτρικούς σταθμούς αυτοί χρησιμοποιούν ως πρώτη ύλη τον ατμό με ότι συνεπάγεται για την δημιουργία του δηλαδή χρήση άνθρακος πετρελαίου και άλλων συμβατικών καυσίμων, από υδροηλεκτρικούς σταθμούς αυτοί χρησιμο-ποιούν ως πρώτη ύλη το νερό, από αεριοστροβιλοηλεκτρικούς σταθμούς αυτοί χρησιμοποιούν ως πρώτη ύλη φυσικά αέρια, από πυρηνικούς σταθμούς αυτοί χρησιμοποιούν ως πρώτη ύλη την πυρηνική ενέργεια και τέλος παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η παραγόμενη ηλεκτρική ενάργεια στην πατρίδα μας είναι τριφασική συχνότητας 50 Ηz 240/400 V. Η τροφοδοσία στο δίκτυο γίνετε με συνδεδεμένες μονάδες ως εξής: Μεγάλη ισχύς για επίπεδα υψηλής τάσης Μικρή ισχύς για δίκτυα διανομής και Τοπικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις 240/400 V. Η Διασύνδεση μας παρέχει την δυνατότητα να κατασκευάζουμε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας πολύ μεγάλης ισχύος και την ελάττωση του αριθμού εφεδρικών εγκαταστάσεων. Οι καταναλωτές είναι διασυνδεδεμένοι έτσι εξομαλύνονται οι αιχμές ισχύος, γιατί η πιθανότητα ταυτόχρονης ζήτησης μειώνετε. Η θέση των σταθμών παραγωγής προσδιορίζετε από τα εξής κριτήρια: Περιοχές με νερό συνήθως προτιμώνται για την κατασκευή θερμοηλε-κτρικών σταθμών για λόγους ψύξης. Επίσης πυρηνικά εργοστάσια παρα-γωγής ηλεκτρικής ενέργειας κατασκευάζονται σε περιοχές με νερό. Περιοχές με λιγνίτη και υδατοπτώσεις χρησιμοποιούνται για την επί τόπου κατασκευή σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας η δε ψύξης αν δεν υπάρχει νερό γίνετε με ψυκτικούς πύργους. Περιοχές με λιθάνθρακα, πετρέλαιο και φυσικά αέρια συμφέρει να μεταφερθούν σε μεγάλες αποστάσεις ώστε να εξυπηρετηθούν άλλοι παράγοντες όπως η σύνδεση του σταθμού με το δίκτυο και η ψύξη. Οικολογικοί λόγοι ενδέχεται να απορρίψουν την θέση εγκατάστασης του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

4 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ 0.03 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.3 ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΑΤΑΝΑΛΩΤΩΝ Η ζήτηση της ηλεκτρικής ενέργειας εξαρτάται από τον βαθμό τεχνολογικής ανάπτυξης της περιοχής. Τα είδη των καταναλωτών είναι: Βιομηχανία Κίνηση Μεταφορές Οικιακά Γεωργία Διάφορα και απώλειες. Οι βασικές απαιτήσεις των καταναλωτών είναι: Αξιοπιστία και ποιότητα της παρεχόμενης ενέργειας. Η επιχείρηση πρέπει να ανταποκρίνεται στην συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση. Η τιμές και η διαμόρφωση των τιμών πρέπει να δείχνουν μία συνέχεια και να μη συμβαίνουν αυθαίρετες αυξήσεις. 1.4 ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΕΝΔΥΣΗΣ Επένδυση είναι η δημιουργία ενός έργου που συνεπικουρεί στην επίλυση του προβλήματος μου. Στην ενεργειακή οικονομία οι επενδύσεις πρέπει να δικαιολογηθούν μέσω της μείωσης των λειτουργικών εξόδων, που προκύπτουν από την μείωση του κόστους της ενέργειας. Για να είναι οικονομικά αξιόλογο θα πρέπει η απαιτούμενη επένδυση να είναι μικρότερη από το άθροισμα των ποσών εξοικονόμησης τα οποία προκύπτουν από την μείωση των λειτουργικών εξόδων. Η οικονομική αξιολόγηση γίνετε με την βοήθεια των παρακάτω δεικτών. ΧΡΟΝΟΣ ΑΠΟΣΒΕΣΗΣ Χρόνος απόσβεσης ή χρόνος αποπληρωμής είναι το πηλίκο του αρχικού κόστους της επένδυσης δια του ετήσιου οφέλους που προκύπτει από αυτήν. αρχικό κόστος επένδυσης XA = ετήσιο όφελος

5 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ 0.04 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΠΡΟΕΞΟΦΛΗΣΗΣ Πολλά από τα ενεργειακά έργα χαρακτηρίζονται από κύκλο ζωής δηλαδή έχουν μια συγκεκριμένη διάρκεια ζωής και απαιτούν σημαντικά κεφάλαια για την χρηματοδότησή τους. Στις περιπτώσεις αυτές πρέπει να συνυπολογισθεί η διαχρονική μείωση της αξίας του χρήματος. Διαχρονική μείωση έχουμε γιατί οι χρηματικές μονάδες που απαιτεί το σημερινό κόστος της επένδυσης αριθμητικά αξίζουν περισσότερο από τις ίδιες χρηματικές μονάδες που θα αποδοθούν μετα από ορισμένο χρονικό διάστημα από σήμερα αφού οι χρηματικές μονάδες που αποδίδονται σήμερα θα μπορούσαν να επενδυθούν με καλύτερη απόδοση μέχρι την στιγμή που θα αποδοθεί το άλλο ίσης αξίας ποσό. Η διαχρονική μείωση της αξίας του χρήματος εκφράζεται με το συντελεστή προεξόφλησης του μελλοντικού κόστους και οφέλους που υπολογίζεται από την σχέση. Σ Πν 1 = (1 + r) v Όπου r = επιτόκιο προεξόφλησης αυτό εξαρτάται από τον επενδυτή και το εμπορικό περιβάλλον που κινείται και είναι συνάρτηση του επιτοκίου δανεισμού του χρήματος, του επιτοκίου των τραπεζικών καταθέσεων και με την παραγωγή κεφαλαίου από την έκδοση μετοχών. ν = χρόνος προεξόφλησης είναι η χρονική διάρκεια ζωής της επένδυσης. Παράδειγμα Αν έχουμε r= 10 % και η διάρκεια ζωής του έργου ν = 2 τότε με την βοήθεια της παραπάνω σχέσεως προκύπτει Για ν = 0 ο συντελεστής προεξόφλησης είναι 1 Για ν = 1 ο συντελεστής προεξόφλησης είναι 0,952 Για ν = 2 ο συντελεστής προεξόφλησης είναι 0,907. ΠΡΟΕΞΟΦΛΗΜΕΝΗ ΧΡΗΜΑΤΟΡΡΟΗ Ετήσια χρηματορροή ονομάζομαι το αλγεβρικό άθροισμα της ποσότητας του χρήματος που δαπανάται ή της ποσότητας του χρήματος που κερδίζεται στο τέλος κάθε έτους της χρονικής διάρκειας της ζωής ενός έργου.

6 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ 0.05 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Παράδειγμα: Αν έχουμε να αξιολογήσουμε ένα έργο για το οποίο μας δίνονται τα εξής στοιχεία, δαπάνη 5000 Ευρώ και κερδίζονται 3000 ευρώ τότε η ετήσια χρηματορροή θα είναι Ε.Χ. = = Ευρώ. Ενώ αν η δαπάνη ήταν 3000 Ευρώ και κερδίζονται 5000 Ευρώ τότε η ετήσια χρηματορροή θα είναι Ε.Χ. = = 2000 Ευρώ. Όταν λέμε δαπάνη ή ακόμη είναι γνωστό και ως έξοδο εννοούμε την ποσότητα του χρήματος που καταβάλλεται για την αγορά, λειτουργία και συντήρηση του εξοπλισμού ενώ όταν λέμε κερδίζονται ή κέρδος ή ακόμη είναι γνωστό και ως έσοδα εννοούμαι την ποσότητα του χρήματος που ωφελούμεθα από την αποδοτικότερη λειτουργία. Προκειμένου να υπολογισθεί η προεξοφλημένη χρηματορροή για το έτος ν Π.Χ. ν μετά την επένδυση παίρνουμε το γινόμενο του συντελεστή προεξόφλησης για το συγκεκριμένο έτος Σ.Π. ν με την ετήσια χρηματορροή του ιδίου έτους Ε.Χ.. ΠΧ ν = ΣΠν * EX ΚΑΘΑΡΗ ΠΑΡΟΥΣΑ ΑΞΙΑ Καθαρή παρούσα αξία Κ.Π.Α. ονομάζουμε το συνολικό όφελος που έχει ένας επενδυτής από την εφαρμογή του επενδυτικού του σχεδίου για όλη την διάρκεια ζωής της επενδύσεως και αυτή υπολογίζεται ως το άθροισμα των προεξοφλημένων χρηματορροών Π.Χ. για όλα τα έτη μετά την ολοκλήρωση της επενδύσεως. Κ.Π.Α. = Άθροισμα προεξοφλημένων χρηματορροών. n ΚΠΑ = ( Σ ν = 0 ΠΧν ) Ευρω Διερεύνηση 1. Αν Κ.Π.Α. > 0 είναι δηλαδή θετική η επένδυση θεωρείται βιώσιμη και αν λάβουμε υπόψη μας τους προηγούμενους δείκτες τότε η σχέση της Κ.Π.Α. διαμορφώνεται ως εξής: n ΚΠΑ = ( Σ ΠΧν ) Ευρω = ν = Σ ν = n EΧν v (1 r) 0 0 +

7 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ 0.06 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Όπου Κ.Π.Α. σε Ευρώ και Ε.Χ. ν σε Ευρώ ανά έτος. 2. Αν Κ.Π.Α. < 0 είναι δηλαδή αρνητική η επένδυση δεν θεωρείται βιώσιμη. ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ Εσωτερικός συντελεστής απόδοσης Ε.Σ.Α. είναι το επιτόκιο προεξόφλησης για το οποίο τα έσοδα από την ολοκλήρωση της επενδύσεως για όλη την χρονική διάρκεια της ζωής της είναι ίσα με την ποσότητα χρήματος που δαπανήθηκε για την ολοκλήρωση της επενδύσεως. Διερεύνηση: Εάν Κ.Π.Α. = 0 τότε Ε.Σ.Α. = r τότε παρατηρούμε ότι η παραπάνω σχέση παίρνει την παρακάτω μορφή: n Σ ν = 0 ΠΧν (1 + ΕΣΑ) v = 0 Να σημειωθεί ότι Ε.Σ.Α. είναι ο δείκτης που χρησιμοποιείται από τον επενδυτή που δεν έχει συγκεκριμένη πολιτική για τη επιλογή του επιτοκίου προεξόφλησης. Τότε για να προχωρήσουμε στην οικονομική αξιολόγηση της επένδυσης υπολογίζουμε την Κ.Π.Α. για διάφορα επιτόκια προεξόφλησης και προβαίνουμε στη γραμμική παρεμβολή μεταξύ δύο τιμών της Κ.Π.Α. μίας αρνητικής και μίας θετικής που βρίσκονται κοντά στο 0 (μηδέν). ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ 1. Σε ένα υδροηλεκτρικό σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας προσπαθούμε να μειώσουμε το ετήσιο ενεργειακό κόστος, για να πετύχουμε την στρατηγική που θέλουμε να χαράξουμε, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι απαιτείται η οικονομική αξιολόγηση του προκύψαντος επενδυτικού σχεδίου. Από την τεχνολογική μελέτη προέκυψε ότι στο επενδυτικό σχέδιο πρέπει να συμπεριλάβουμε τα παρακάτω: Αντικατάσταση των υφισταμένων φωτιστικών σωμάτων με άλλα φωτιστικά σώματα συνολική αξίας Ευρώ. Το ετήσιο χρηματικό όφελος από την παραπάνω δαπάνη εκτιμήθηκε σε 5000 ευρώ. Να γίνει η οικονομική αξιολόγηση της επένδυσης και να διατυπωθεί το συμπέρασμα αν το παραπάνω επενδυτικό σχέδιο κρίνετε βιώσιμο ή όχι όταν το επιτόκιο προεξόφλησης είναι 7% και η διάρκεια ζωής n = 4 έτη. Πρέπει να υπολογίσουμε πρώτα τον χρόνο απόσβεσης του παραπάνω επενδυτικού σχεδίου. Σύμφωνα με τα παραπάνω θα έχουμε: Χ.Α. = Αρχική δαπάνη απόσβεσης/ετήσιο όφελος = / 5000 = 5 έτη.

8 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ 0.07 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Πρέπει να υπολογίσουμε την ετήσια χρηματορροή σύμφωνα με τα παραπάνω θα έχουμε: Έτος ν = 0 η δαπάνη που πραγματοποιήσαμε είναι ευρώ και τα έσοδά μας 0 επομένως Ε.Χ. ν=0 = ευρώ. Έτος ν = 1 η δαπάνη που πραγματοποιήσαμε είναι 0 ευρώ και τα έσοδά μας 5000 επομένως Ε.Χ. ν=1 = 5000 ευρώ. Έτος ν = 2 η δαπάνη που πραγματοποιήσαμε είναι 0 ευρώ και τα έσοδά μας 5000 επομένως Ε.Χ. ν=2 = 5000 ευρώ. Έτος ν = 3 η δαπάνη που πραγματοποιήσαμε είναι 0 ευρώ και τα έσοδά μας 5000 επομένως Ε.Χ. ν=3 = 5000 ευρώ. Έτος ν = 4 η δαπάνη που πραγματοποιήσαμε είναι 0 ευρώ και τα έσοδά μας 5000 επομένως Ε.Χ. ν=4 = 5000 ευρώ. Πρέπει να υπολογίσουμε το Σ.Π. για όλη την διάρκεια ζωής της επενδύσεως. Σύμφωνα πε την σχέση : Σ Πν = 1 v (1 + r) Θα έχουμε: Για ν = ο 1 / (1+0,07) 0 = 1 Για ν = 1 1/(1+0,07) 1 = 0,935 Για ν = 2 1 /(1+0,07) 2 = 0,873 Για ν = 3 1/ (1+0,07) 3 = 0,816 Για ν = 4 1/ (1+0,07) 4 = 0,763 Πρέπει να υπολογίσουμε την Π.Χ. σύμφωνα με τη παρακάτω σχέση θα έχουμε : ΠΧ ν = ΣΠν Για ν = ο Π.Χ. 0 = 1 * (-25000) = Ευρώ ετησίως Για ν = 1 Π.Χ. 1 = 0,935*5000 = 4675 Για ν = 2 Π.Χ. 2 = 0,873*5000 = 4365 Για ν = 3 Π.Χ. 3 = 0,816*5000 = 4080 Για ν= 4 Π.Χ. 4 = 0,763*5000 = 3815 * EX

9 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ 0.08 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Επομένως η Κ.Π.Α. του παραπάνω επενδυτικού σχεδίου θα είναι: Κ.Π.Α. = = ευρώ. Σύμφωνα με τα παραπάνω εκτιμητικά στοιχεία παρατηρούμε ότι η Κ.Π.Α. του επενδυτικού σχεδίου είναι αρνητική επομένως το παραπάνω επενδυτικό σχέδιο κρίνετε ως μη βιώσιμο. Για να αναστραφεί το αρνητικό κλίμα, θα πρέπει να εξετασθεί, μήπως το προτεινόμενο επιχειρηματικό σχέδιο δύναται να έχει μεγαλύτερο κύκλο ζωής, οπότε να κάνουμε επανάληψη των παραπάνω υπολογισμών για να δούμε αν η Κ.Π.Α. γίνει θετική. 2. Για μια βιομηχανία ξύλου προτείνετε ένα επιχειρηματικό σχέδιο (επένδυση) της οποίας αφού λάβαμε υπόψη μας το αρχικό κόστος της 3. επένδυσης και το ετήσιο όφελος της βιομηχανίας υπολογίσαμε την καθαρά παρούσα αξία Κ.Π.Α. της επένδυσης για διάφορα επιτόκια προεξόφλησης r και για μία χρονική διάρκεια ζωής n = 10 έτη. Ζητείται να υπολογισθεί ο εσωτερικός συντελεστής απόδοσης ΕΣΑ για τις τιμές : r 1 = 5% Κ.Π.Α. 1 = Ευρώ. r 2 = 10% Κ.Π.Α. 2 = Ευρώ. r 3 = 15% Κ.Π.Α. 3 = 6000 Ευρώ. r 4 = 20% Κ.Π.Α. 4 = 2000 Ευρώ. r 5 = 25% Κ.Π.Α. 5 = -250 Ευρώ. Γνωρίζουμε ότι ο εσωτερικός συντελεστής απόδοσης ΕΣΑ είναι το επιτόκιο για το οποίο η καθαρά παρούσα αξία Κ.Π.Α. γίνεται μηδέν. Από τις τιμές που μας δίδονται φαίνεται ότι ο εσωτερικός συντελεστής ΕΣΑ παρεμβάλλεται μεταξύ των τιμών r 4 και r 5. Για να υπολογισθεί λοιπόν ο εσωτερικός συντελεστής απόδοσης ΕΣΑ πρέπει να γίνει γραμμική παρεμβολή μεταξύ των δύο τιμών που βρίσκονται κοντά στο μηδέν για την θέση ίσον με το μηδέν. Από τα μαθηματικά γνωρίζουμε ότι για να βρούμε την ζητούμενη τιμή δια της γραμμικής παρεμβολής ισχύει η σχέση: Δr = r 4 Κ.Π.Α 5 χ ( r 5 r 1 ) / (Κ.Π.Α. 5 Κ.Π.Α 4 ) = 0,20) χ (0,25-0,2) / ( ) = 0, χ (0,05)/ (-2250) = 0,20 +0,04 = 0,24 ή 24%.

10 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ 0.09 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Άρα το επιτόκιο για το οποίο η Κ.Π.Α. που γίνεται μηδέν είναι 0,2+0,04= 0,24 ή 24%. 1.5 ΠΑΡΕΜΒΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Οι πλέον βασικές παρεμβάσεις που μπορούμε να κάνουμε σε μία Ηλεκτρική εγκατάσταση ή ευρύτερα σ ένα ηλεκτρικό σύστημα προκειμένου ν αντιμετωπίσουμε θέματα εξοικονόμησης ηλεκτρικής ενέργειας είναι: Βελτίωση συντελεστού ισχύος ( cos φ ) Όπως γνωρίζουμε από την θεωρία ηλεκτρικά κυκλώματα Ι και ΙΙ τα ηλεκτρικά φορτία διακρίνονται σε στατικά ή ωμικά (λαμπτήρες πυρακτώσεως, ωμικές ή ηλεκτρικές αντιστάσεις) και επαγωγικά (λαμπτήρες φθορισμού, ηλεκτρικοί κινητήρες, ηλεκτρικοί μετασχηματιστές κ.λ.π.) Στα στατικά ή ωμικά φορτία όπως γνωρίζουμε η ισχύς P που απορροφάτε από το ηλεκτρικό δίκτυο είναι όλη ωφέλιμη σε αντιδιαστολή με τα επαγωγικά φορτία όπου η ισχύς P είναι μικρότερη από την απορροφημένη ισχύ από το ηλεκτρικό δίκτυο. Το πηλίκο της ωφέλιμης ισχύος δια της απορροφημένης ισχύος ονομάζεται συντελεστής ισχύος ή cos φ. Οι τιμές που λαμβάνει είναι Η πρόσθετη ισχύς που απαιτείται για την ομαλή λειτουργία των επαγωγικών φορτίων ονομάζεται άεργος ή φανταστική ισχύς P α. Απορροφημένη ισχύς από δίκτυο S = U x I = (V) x (A) = (VA) Ωφέλιμη ισχύς ή πραγματική ισχύς P = U x I x cos φ = (V) x (A) x cos φ = (W). Άεργος ισχύς ή φανταστική ισχύς Q = U x I x sin φ = (V) x (A) x sinφ = (VAR). -1 < Cos φ < 1 Ο μικρός συντελεστής ισχύος όπως γνωρίζουμε απαιτεί μεγαλύτερης έντασης ρεύμα για ομαλή λειτουργία των ηλεκτρικών φορτίων. Αυτό σημαίνει ότι οι χρησιμοποιούμενοι αγωγοί είναι μεγαλύτερης διατομής και ο μετασχηματιστής μεγαλύτερης ισχύος. Επομένως θα έχουμε και υψηλότερη μηνιαία χρέωση ισχύος ή ενέργειας στο λογαριασμό της ΔΕΗ. Όπως γνωρίζουμε για την βελτίωση του συντελεστή ισχύος χρησιμοποιούμαι πυκνωτές οι οποίοι ονομάζονται πυκνωτές αντιστάθμισης και συνδέονται παράλληλα προς το ηλεκτρικό φορτίο. Η βελτίωση του συντελεστή ισχύος μπορεί να είναι τοπική για το συγκεκριμένο ηλεκτρικό φορτίο ή κεντρική για το σύνολο της ηλεκτρικής εγκατάστασης. Το ύψος της άεργου ισχύος που απαιτεί η αντιστάθμιση του συντελεστού ισχύος δίδεται από την σχέση:

11 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΔQ = P x ( εφ φ 1 εφ φ 2 ) (VAR) και C = ΔQ / U 2 x ω (F). Χρησιμοποίηση ηλεκτρικών κινητήρων βελτιωμένου βαθμού απόδοσης. Γνωρίζουμε από τις ηλεκτρικές μηχανές Ι, ΙΙ ότι οι βιομηχανίες χρησιμοποιούν επαγωγικούς κινητήρες και σύγχρονους κινητήρες. Οι Επαγωγικοί κινητήρες ή ασύγχρονοι κινητήρες είναι συντριπτικά το μεγαλύτερο ποσοστό σε αντιδιαστολή με τους σύγχρονους κινητήρες. Και αποτελούνται από τον ακίνητο στάτη και τον περιστρεφόμενο ρότορα και μετατρέπουν την παρεχόμενη ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια. Τα στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο του στάτη επάγει ρεύμα και συνεπώς δημιουργεί μαγνητικό πεδίο στην περιέλιξη του ρότορα. Το επαγόμενο στο ρότορα μαγνητικό πεδίο τον περιστρέφει με διαφορετική ταχύτητα από αυτή του στάτη και η διαφορά αυτή των ταχυτήτων ονομάζεται ολίσθηση. Λόγω της κατασκευής τους οι επαγωγικοί κινητήρες είναι επαγωγικά φορτία με επαγωγικό συντελεστή ισχύος ή συντελεστής ισχύος με υστέρηση. Οι σύγχρονοι κινητήρες αποτελούνται από τον ακίνητο στάτη και τον περιστρεφόμενο ρότορα για τ ην μετατροπή πάλι της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια. Το μαγνητικό πεδίο του ρότορα δημιουργείται από συνεχές ρεύμα που τροφοδοτεί τον ρότορα. Έτσι ο ρότορας περιστρέφεται με την ίδια ταχύτητα με το μαγνητικό πεδίο του στάτη οπότε τα δυο μαγνητικά πεδία περιστρέφο νται με την ίδια ταχύτητα συγχρόνως και γι αυτό ονομάζονται σύγχρονοι κινητήρες. Η συμπεριφορά του σύγχρονου κινητήρα είναι χωρητική δηλαδή μπορεί να συμπεριφερθεί όπως ένας πυκνωτής γι αυτό και ονομάζονται και στρεφόμενοι πυκνωτές. Επομένως μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για την βελτίωση του συντελεστή ισχύος. Τα κριτήρια για την επιλογή ενός κινητήρα είναι η ισχύς στον άξονα δηλαδή η παραγόμενη μηχανική ισχύς P μ ο δε λόγος της μηχανικής ισχύος προς την ηλεκτρική ισχύ P μ / P η ονομάζεται βαθμός απόδοσης του ηλεκτρικού κινητήρα n κ και δίδεται από τον παραπάνω λόγο. Με βάση τον βαθμό απόδοσης οι ηλεκτρικοί κινητήρες διακρίνονται σε κινητήρες συνήθους και βελτιωμένης απόδοσης. Οι δεύτεροι σαφώς είναι κατασκευασμένοι από υλικά καλύτερης ποιότητας και έχουν σωστότερο σχεδιασμό με αποτέλεσμα να έχουμε καλύτερο βαθμό απόδοσης και επομένως είναι και ακριβότεροι. Χρησιμοποίηση κινητήρων μεταβλητής ταχύτητας. Αυτοί οι ηλεκτρικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται σε αντλίες, σε ανεμιστήρες και αεροσυμπιεστές και αντιπροσωπεύουν το 50% της ηλεκτρικής κατανάλ ωσης στη βιομηχανία. Οι ασύγχρονοι κινητήρες που χρησιμοποιούνται για την κίνηση των εργομηχανών έχουν σταθερή ταχύτητα. Υπάρχουν διατάξεις που για την λειτουργία τους απαιτούν κινητήρες μεταβλητής ταχύτητας οι οποίοι για τις συγκεκριμένες περιπτώσεις εξασφαλίζουν σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας. Βελτίωση των δικτύων μεταφοράς: εδώ απαιτείται εκσυγχρονισμός όλων των παλαιών δικτύων με στόχο την μείωση των απωλειών, ο εκσυγχρονισμός αυτών έχει ως αποτέλεσμα και την μείωση του κόστους λειτουργίας και την εξάλειψη προβλημάτων στη λειτουργία των ηλεκτρικών μηχανών.

12 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Βασικά μέτρα που μπορεί να πάρει κανείς προκειμένου να επιτύχει τους παραπάνω στόχους είναι ν αυξήσει την διατομή των αγωγών, να βελτιώσει την τοπογραφική θέση των κυκλωμάτων, η αναβάθμιση των χρησιμοποιουμένων μετασχηματιστών κ.λ.π. Όπως γνωρίζουμε από τα ηλεκτρικά κυκλώματα Ι, ΙΙ εάν αυξήσουμε την διατομή του αγωγού ουσιαστικά μειώνουμε την ωμική αντίσταση του αγωγού επομένως μειώνουμε τις απώλειες Q ιο οποίες ως γνωστόν είναι ανάλογες του Ι 2 του τετραγώνου της εντάσεως του ρεύματος και της ωμικής αντίστασης R, καθώς και της πτώσης τάσεως U που είναι ανάλογη της Ι εντάσεως του ρεύματος και της ωμικής αντίστασης R. Η εξοικονόμηση της ενέργειας και κατά συνέπεια της ηλεκτρικής ισχύος γίνεται μ ε την χρησιμοποίηση ενός ηλεκτρικού κινητήρα βελτιωμένης απόδοσης αντί ενός συνήθους απόδοσης. Δ PH = 1 PM ( nκπ 1 ) nκm PΜ= σε ΚW ή σε HP είναι η μηχανική παραγόμενη ισχύς (στον άξονα του κινητήρα) =>1ΚW=1.34HP=>1HP=0.746KW nκπ = ο βαθμός απόδοσης του υπάρχοντος κινητήρα nκm = ο βαθμός απόδοσης του καινούργιου κινητήρα Η εξοικονόμηση της ενέργειας που έχουμε τελικά είναι ΔΕ(ολική εξοικονόμηση ενέργειας)=δpη*ν*σφπ(κwh/έτος) ΔPH= (KW) η εξοικονόμηση της ηλεκτρικής ισχύος N= ο ετήσιος αριθμός ωρών λειτουργίας ΣΦΠ = συντελεστής φορτίου του υπάρχοντος κινητήρα. Σφπ = Ι/Ιν Ι= μετρούμενη ένταση του υπάρχοντος κινητήρα Ιν= ονομαστική ένταση του υπάρχοντος κινητήρα

13 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ 1. Για μία βιομηχανία ξύλου μας δίδονται τα παρακάτω στοιχεία: η εγκατάσταση της βιομηχανίας περιλαμβάνει 8 ηλεκτρικά φορτία των οποίων η συνολική ωφέλιμος ισχύς είναι 100 KW το κάθε φορτίο έχει cosφ = 0,75. Μας ζητείται να υπολογίσουμε την εξοικονόμηση της ενέργειας που θα προκύψει εάν βελτιώσουμε το cosφ = 0,95. Όπως γνωρίζουμε από τα ηλεκτρικά κυκλώματα ΙΙ το κάθε φορτίο απορροφά ισχύ Ρ Π = Ρ ω / cosφ Π = 100/0,75 =133,33 KVA επομένως η συνολική απορροφημένη ισχύς θα είναι Ρ ΣΠ = 8*133,33 = 1066,64 KVA. Το κάθε φορτίο με το νέο cosφ απορροφά ισχύ Ρ Μ = 100 /0,95 = 105,26 KVA επομένως η συνολική απορροφημένη ισχύς θα είναι Ρ ΣΜ = 8*105,26 = 886,40 KVA. Επομένως η εξοικονόμηση της ενέργειας θα είναι 1066,64-886,40= 180,24 KVA. Συμπερασματικά παρατηρούμε ότι βελτίωση του cowφ κατά 0,20 έχει σαν αποτέλεσμα να εξοικονομήσουμε 180,24 KVA. Εάν για την βελτίωση του cosφ της παραπάνω βιομηχανίας ξύλου την επιτύχουμε με την τοποθέτηση πυκνωτών στο κεντρικό πίνακα διανομής ζητείται να υπολογισθεί το ύψος της απαιτούμενης αντιστάθμισης και η μείωση της αέργου ισχύος. Όπως γνωρίζουμε από τα ηλεκτρικά κυκλώματα ΙΙ το ύψος της απαιτούμενης αντιστάθμισης υπολογίζετε ως εξής: Cosφ = 0,75 tanφ = 0,882 και cosφ = 0,95 tanφ =0,329 Ρ α = Ρ ω ( tanφ tanφ ) = 800(0,882-0,329) = 800* 0,553 = 442,40 KVAR. Η απαιτούμενη άεργος ισχύς πριν την βελτίωση είναι: Ρ α = 800*0,882 = 705,60 KVAR. Η απαιτούμενη άεργος ισχύς μετά την βελτίωση είναι: Ρ α = 800*0,329 = 263,20 KVAR. Επομένως η μείωση είναι: ΔΡ α = (705,60-263,20)*100/705,60 = 62,70% Συμπερασματικά βλέπουμε ότι από την κεντρική αντιστάθμιση της εγκατάστασης είχαμε όφελος 62,70% ή ότι μείωσε την άεργο ισχύ κατά 62,70%.

14 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 2. Σε μία ηλεκτρική γερανογέφυρα που λειτουργεί στην παραπάνω Βιομηχανία ξύλου έχουμε τα εξής δεδομένα : ο μεταφορέας λειτουργεί 18 ώρες την ημέρα επί 6 ημέρες την εβδομάδα και λειτουργεί με την βοήθεια ηλεκτροκινητήρα ισχύος Ρ Μ =40 HP, με βαθμό απόδοσης η ΚΠ =0,85 και συντελεστή φορτίου ΣΦ Π = 0,65. Μας ζητείται να υπολογισθεί η εξοικονόμηση ενέργειας που θα προκύψει αν ο ηλεκτροκινητήρας αντικατασταθεί από άλλον με βαθμό απόδοσης η ΚΜ = 0,90. Η εξοικονόμηση της ενέργειας προκύπτει από : ΔΡ Η = 40*0,746* (1/0,85 1/0,90 )= 1,95 KW. Η παραγόμενη ισχύς θα είναι 40*0746 = 29,84 KW. Η εξοικονομούμενη ενέργεια θα είναι: ΔΕ = 1,95 * 5616 * 0,65 =7118,28 KWh/έτος. Ο ετήσιος αριθμός ωρών λειτουργίας είναι: 18 * 6 *52 = 5616 h/έτος. Συμπερασματικά βλέπουμε ότι η χρήση ενός ηλεκτροκινητήρα βελτιωμένης απόδοσης έχει ως αποτέλεσμα την εξοικονόμηση ενέργειας 7118,28 KWh ετησίως. Συστήματα Φωτισμού Προτεινόμενες παρεμβάσεις: Η συνηθέστερη παρέμβαση που μπορεί να κάνει κανείς σε συστήματα φωτισμού προκειμένου να έχει εξοικονόμηση ενέργειας είναι να μειώσει την φωτεινή ισχύ των φωτιστικών σωμάτων. Όπως γνωρί-ζουμε από την φωτοτεχνία αυτό επιτυγχάνετε την χρήση καταλλή-λων λαμπτήρων. Ως γνωστό από την φωτοτεχνία έχουμε τις εξής κατηγορίες λαμπτήρων: Λαμπτήρες πυρακτώσεως που αποτελούνται από ένα υάλινο κώδωνα κενό ή με αδρανές αέριο υπό πίεση και ένα μεταλλικό νήμα από βολφράμιο που όταν θερμαίνεται εκπέμπει φώς. Ο μέσος όρος ζωής των λαμπτήρων αυτών είναι 1000 ώρες και είναι ευρύτατα διαδεδομένοι. Λαμπτήρες αλογόνου είναι όπως η προηγούμενη κατηγορία με μόνη διαφορά το αδρανές αέριο εμπεριέχει και στοιχεία αλογόνου αυτό έχει σαν αποτέλεσμα η μέση διάρκεια ζωής να γίνει 2000 ώρες. Λαμπτήρες φθορισμού αποτελούνται από υάλινο σωλήνα που εμπεριέχει μίγμα αδρανούς αερίου κυρίως αργού και υγρού υδραργύρου. Σε κάθε μία άκρη του σωλήνα έχει ένα ηλεκτρόδιο. Όταν αυτά βρεθούν υπό τάση δημιουργείτε ηλεκτρικό τόξο (έναυση του λαμπτήρα) ανάμεσα στα δυο ηλεκτρόδια με αποτέλεσμα

15 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ο εξατμιζόμενος υδράργυρος να εκπέμπει ακτινοβολία στο υπεριώδες φάσμα. Προς τούτο το εσωτερικό του υάλινου σωλήνα φέρει μία στρώση φω-σφόρου που μετατρέπει την υπεριώδη ακτινοβολία σε ορατή. Η χρή-ση τους είναι ευρύτατη ιδιαίτερα σε γραφεία και εμπορικά καταστήματα και βιοτεχνίες ορισμένων κατηγοριών. Έχουν μέση διάρκεια ζωής 6000 ώρες αι τριπλάσια φωτεινή απόδοση σε σύγκριση με τους λαμπτήρες πυρακτώσεως. Η συνηθισμένη απόδοση των λαμ-πτήρων φθορισμού είναι 70 lm/w και μπορεί να αυξηθεί κατά % αν αντί του μίγματος που προαναφέρθηκε χρησιμοποιηθεί μίγμα αργού κρυπτού και να φθάσει μέχρι 100 lm/w αν βελτιωθεί η στρώση του φωσφόρου. Έχουμε επίσης τους συμπαγείς λαμπτήρες φθορισμού που είναι μικρότερης διαμέτρου και μήκους και η μέση φωτεινή τους απόδοση είναι lm/w Λαμπτήρες υψηλής πιέσεως ατμών υδραργύρου : αυτοί εμπεριέχουν σωλήνα από χαλαζία πληρωμένο από ευγενές αέριο και υδράργυρο σε υγρή μορφή. Η έναυσή τους καθυστερεί γύρω στα 3-5 λεπτά και έχουν μέση φωτεινή απόδοση 60 lm/w και μεγάλη διάρκειας ζωής. Χρησιμοποιούνται κυρίως δε εξωτερικούς χώρους σε οδικό φωτισμό σε φωτισμό πλατειών πάρκων κ.λ.π. Λαμπτήρες ατμών νατρίου : και αυτοί αποτελούνται από σωλήνα που περιέχει ποσότητα νατρίου και μίγματος νέου και αργού. Αποτελούνται από δύο ηλεκτρόδια και ένα βοηθητικό, όταν τα ηλεκτρόδια βρεθούν υπό τάση προκαλούν εκκένωση των ατμών και παράγει ακτινοβολία, παρουσιάζουν και αυτοί πολύ μεγάλη απόδοση και μέση διάρκεια ζωής ώρες. Επαγωγικοί λαμπτήρες είναι λαμπτήρες εκκένωσης χαμηλής πιέσεως όπως οι λαμπτήρες φθορισμού η δε εκκένωση προκα-λείτε από επαγωγικό πηνίο. Η απόδοσή τους φθάνει μέχρι 70 lm/w και έχουν μέση διάρκεια ζωής ώρες. Τα κριτήρια μετα οποία επιλέγουμε τους λαμπτήρες όπως μάθαμε και στη φωτοτεχνία είναι η φωτεινή απόδοση (lm/w), η καταναλισκόμενη ισχύς σε (w), η διάρκεια ζωής, η απόδοση των χρωμάτων και το κόστος αγοράς. Περισσότερα στοιχεία θα βρείτε στο βιβλίο της Φωτοτεχνίας. Κρίνετε απαραίτητο να αναφερθεί όπως γνωρίζουμε και από τις Ηλεκτρικές Εγκαταστάσεις Ι και ΙΙ για την έναυση και την λειτουργία των λαμπτήρων και κατ επέκταση θα μπορούσε να λεχθεί και για τα φωτιστικά σώματα απαιτούνται κάποιες διατάξεις: Εκκινητής ή starter απαραίτητο στοιχείο για την έναυση των λαμπτήρων φθορισμού. Ως γνωστό η τάση του δικτύου δεν είναι ικανή να δημιουργήσει το ηλεκτρικό τόξο μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων. Αυτό επιτυγχάνεται με τον εκκινητή ο οποίος όταν χαλάσει δεν επιτρέπει την έναυση του λαμπτήρα. Στραγγαλιστικό πηνίο ή ballast είναι το στοιχείο που συνδέετε εν σειρά με τον λαμπτήρα και περιορίζει το ρεύμα λειτουργίας με αποτέλεσμα να έχουμε εξοικονόμηση ενέργειας χωρίς να επηρεάζεται η φωτεινή ισχύς του λαμπτήρα. Ανακλαστήρες απαραίτητοι στα φωτιστικά σώματα, χωρίς αυτούς ο βαθμός απόδοσής τους είναι υψηλότατος το παραγόμενο φώς αποδίδεται όλο στο περιβάλλον

16 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ με αποτέλεσμα να τα καθιστά χρήσιμα, για χώρους που απαιτείται ομοιομορφία φωτός, αντιθέτως με το ανακλαστήρα για χώρους που είναι το ύψος τους χαμηλό και απαιτούνται μεγάλο βαθμοί ανάκλασης Ο αριθμός των φωτιστικών πρέπει να είναι αυτός που προκύ-πτει από την ορθολογική μελέτη φωτισμού σύμφωνα με τις προδιαγραφές της φωτοτεχνίας. Η εξοικονόμηση δε εξασφαλίζεται εφόσον η λειτουργία τους είναι ορθολογική και σύμφωνα με τις ανάγκες μας. Προς τούτο έχομε την εκάστοτε δυνατότητα να χρησιμοποιήσουμε διακόπτες που ρυθμίζουν την παρε-χόμενη φωτεινή ισχύ οι γνωστοί μας dimmers. Ακόμη έχουμε την δυνατότητα προγραμματιζόμενα συστήματα ελέγχου τα γνωστά μας plc καθώς και άλλες διατάξεις. Τέλος απαραίτητο είναι να τονισθεί και η τακτική συντήρηση των φωτιστικών σωμάτων. Η καθημερινές βρωμιές του περιβάλλοντος επικάθο-νται στα φωτιστικά σώματα με αποτέλεσμα η απόδοσή τους να πέφτει σταδιακά. Η εξοικονόμηση της ηλεκτρικής ενέργειας που προκύπτει από επεμβά-σεις σε ένα σύστημα φωτισμού είναι: ΔΕ = ΝΦΝ( Φπ ΦΜ) ( KWH / έτος ) 1000 Νφ = αριθμός φωτιστικών σωμάτων Ν = ετήσιος αριθμός λειτουργίας του κάθε φωτιστικού Φπ = ονομαστική φωτεινή ισχύς(παλιών φωτιστικών) ΦM = ονομαστική φωτεινή ισχύς(ισχύς νέων φωτιστικών σωμάτων). Όπως γνωρίζουμε από την φωτοτεχνία η ονομαστική φωτεινή ισχύς ενός Φωτιστικού σώματος είναι ανάλογη με τον αριθμό των λαμπτήρων και την Ονομαστική φωτεινή ισχύ του λαμπτήρα. Φ = ΝΑ*ΦΑ(W)*N*ΦΑ(W) N Α = αριθμός λαμπτήρων Φ Α = φωτεινή ισχύς του λαμπτήρα. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1. Σε μία βιοτεχνία φασόν έχουμε 200 φωτιστικά σώματα και λειτουργούν 8 ώρες ημερησίως και 5 ημέρες την εβδομάδα όλη την διάρκεια του έτους. Κάθε φωτιστικό σώμα έχει 3 λαμπτήρες φωτεινής ισχύος 60W. Ζητήται να υπολογισθεί η εξοικονόμηση ενέργειας που προκύπτει αν οι 3 λαμπτήρες αντικατασταθούν με 2 λαμπτήρες υψηλής αποδοτικότητας και της ιδίας φωτεινής ισχύος.

17 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ονομαστική ισχύς των φωτιστικών σωμάτων: Φ Π =3*60 = 180 W Ονοματική ισχύς φωτιστικών σωμάτων με νέους λαμπτήρες: Φ Μ = 2*60 = 120 W Ώρες λειτουργίας ετησίως: 8*5*52 = 2080 ώρες ετησίως. ΔΕ = 200*2080*( )/1000= KWh/ ετησίως. Συμπερασματικά βλέπουμε ότι αντικατάσταση των λαμπτήρων είχε σαν αποτέλεσμα την εξοικονόμηση KWh ετησίως. Βιβλιογραφία 1. Εξοικονόμηση Ενέργειας Σταμάτη Πέρδιου 2. Φωτοτεχνία Αντωνίου Τσακίρη 3 Φωτοτεχνία Φρ. Τοπαλής _ Λαμπ. Οικονόμου _ Σταυρ. Κουρτέση 3. Εισαγωγή στην Ηλεκτρική Οικονομία Π. Ντοκόπουλου 4. Οικονομική λειτουργία συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας Α. Μπακιρτζή.

18 ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ 0.01 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 2.1 ΣΚΟΠΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας είναι το σύνολο των εγκαταστάσεων και των μέσων που χρησιμοποιούνται με σκοπό την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στις περιοχές κατανάλωσης, τις οποίες εξυπηρετεί το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας. Το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει να έχει μελετηθεί και να λειτουργεί σωστά. Επίσης, θα πρέπει να ικανοποιεί τις ακόλουθες απαιτήσεις: Το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας θα πρέπει να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε όλες τις περιοχές κατανάλωσης που εξυπηρετεί. Το σύστημα θα πρέπει να μπορεί να ικανοποιεί τη διαρκώς μεταβαλλόμενη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας. Το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας θα πρέπει να παρέχει ποιοτική ηλεκτρική ενέργεια, το οποίο σημαίνει ότι θα πρέπει να διασφαλίζει σταθερή συχνότητα, σταθερή τάση και υψηλή αξιοπιστία τροφοδότησης. Το σύστημα θα πρέπει να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια με το ελάχιστο δυνατό οικονομικό κόστος και τις ελάχιστες επιπτώσεις στο περιβάλλον. 2.2 ΔΟΜΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας όπως γνωρίζουμε από τα ΣΗΕ Ι,ΙΙ αποτελείται από τα ακόλουθα τέσσερα κύρια μέρη: Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας Διανομή ηλεκτρικής ενέργειας Φορτία Η ηλεκτρική ενέργεια ως γνωστόν παράγεται στους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με τη βοήθεια γεννητριών. Οι σταθμοί παραγωγής βρίσκονται συνήθως μακριά από τα σημεία κατανάλωσης, οπότε η ηλεκτρική ενέργεια θα πρέπει να μεταφερθεί στα σημεία κατανάλωσης με τη βοήθεια των γραμμών μεταφοράς. Για να είναι οικονομική η μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας, θα πρέπει να γίνεται σε υψηλή τάση πράγμα που επιτυγχάνεται με τη βοήθεια των τριφασικών μετασχηματιστών ανύψωσης τάσης. Μετά στις γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας υπάρχουν οι μετασχηματιστές υποβιβασμού της τάσης από την υψηλή τάση στη μέση τάση και στη χαμηλή τάση. Το σύστημα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας αποτελείται από τις γραμμές διανομής μέσης τάσης και με την βοήθεια των μετασχηματιστών διανομής υποβιβάζεται σε χαμηλή τάση και τις γραμμές διανομής χαμηλής τάσης που μεταφέρει την ηλεκτρική ενέργεια στους καταναλωτές χαμηλής τάσης.

19 ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ 0.02 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 2.3 Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι η διαδικασία μετατροπής μίας μορφής πρωτογενούς ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται από συμβατικούς σταθμούς και από σταθμούς ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Οι ατμοηλεκτρικοί σταθμοί χρησιμοποιούν τον ατμό ως μέσο για την παραγωγή μηχανικής ενέργειας μέσω ατμοστροβίλων, η οποία μηχανική ενέργεια στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω των γεννητριών. Οι ντηζελοηλεκτρικοί σταθμοί χρησιμοποιούν το πετρέλαιο ως μέσο για την παραγωγή μηχανικής ενέργειας μέσω μηχανών εσωτερικής καύσης, η οποία μηχανική ενέργεια στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω των γεννητριών. Στους σταθμούς συνδυασμένου κύκλου υπάρχει συνδυασμός λειτουργίας αεριοστρόβιλου και ατμοστρόβιλου: από την ίδια αρχική πηγή ενέργειας, συνήθως φυσικό αέριο, παράγεται ηλεκτρική ενέργεια πρώτα στον αεριοστρόβιλο και μετά στον ατμοστρόβιλο. Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί χρησιμοποιούν την κινητική και δυναμική ενέργεια του νερού ως μέσο για την παραγωγή μηχανικής ενέργειας μέσω υδροστροβίλων, η οποία μηχανική ενέργεια στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω των γεννητριών. Οι πυρηνικοί σταθμοί είναι ατμοηλεκτρικοί σταθμοί, όπου ο λέβητας έχει αντικατασταθεί από πυρηνικό αντιδραστήρα, στον οποίο γίνεται η πυρηνική σχάση ουρανίου ή πλουτωνίου. Οι συμβατικοί σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας επιβαρύνουν το περιβάλλον. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι μειώνονται τα αποθέματα σε πρώτη ύλη (πετρέλαιο, λιγνίτης, φυσικό αέριο) για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από συμβατικούς σταθμούς. Επιπλέον, η τιμή του πετρελαίου ως πρώτη ύλη στους ντηζελοηλεκτρικούς σταθμούς) έχει αυξητικές τάσεις και καθίστανται οικονομικά ασύμφοροι. Τα τελευταία χρόνια οι σταθμοί ανανεώσιμων πηγών ενέργειας κερδίζουν έδαφος, καθώς είναι περιβαλλοντικά φιλικοί επίσης επειδή χρησιμοποιούν πηγές ενέργειας που βρίσκονται στη φύση ανεξάντλητες (πχ άνεμος, ήλιος). Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι τα αιολικά, τα φωτοβολταϊκά, τα μικρά υδροηλεκτρικά, οι κυψέλες καυσίμου, η κυματική ενέργεια, η γεωθερμική ενέργεια και η βιομάζα. Οι σταθμοί ανανεώσιμων πηγών ενέργειας χρησιμοποιούνται για την παραγωγή και παροχή ηλεκτρικής ενέργειας σε απομονωμένες περιοχές ή αυτόνομα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και για σύνδεση με συμβατικά συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας.

20 ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ 0.03 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Από τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, σήμερα οι πλέον διαδεδομένες είναι τα αιολικά πάρκα, τα μικρά υδροηλεκτρικά εργοστάσια και τα φωτοβολταϊκά συστήματα. Τα αιολικά συστήματα αξιοποιούν μέσω των ανεμογεννητριών την κινητική ενέργεια του ανέμου, την οποία μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα αξιοποιούν μέσω των φωτοβολταϊκών συστημάτων την ηλιακή ενέργεια, την οποία μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια. Οι μικροί υδροηλεκτρικοί σταθμοί, όπως και οι συμβατικοί υδροηλεκτρικοί σταθμοί, αξιοποιούν την κινητική και δυναμική ενέργεια του νερού ως μέσο για την παραγωγή μηχανικής ενέργειας μέσω υδροστροβίλων, η οποία μηχανική ενέργεια στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω των γεννητριών. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι μικροί υδροηλεκτρικοί σταθμοί αξιοποιούν υδάτινα ρεύματα, για τα οποία δεν απαιτούνται μεγάλα έργα αποθήκευσης του νερού. Οι κυψέλες καυσίμου μετατρέπουν τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική, χρησιμοποιώντας κατάλληλες διατάξεις και ηλεκτρολύτες. Οι σταθμοί κυματικής ενέργειας στοχεύουν στη μετατροπή της κινητικής ενέργειας των κυμάτων της θάλασσας σε ηλεκτρική ενέργεια, με τη χρήση κατάλληλων διατάξεων. Η γεωθερμική ενέργεια είναι η θερμότητα των εσωτερικών στρωμάτων της γης. Η γεωθερμική ενέργεια είναι αξιοποιήσιμη όταν υπάρχουν κατάλληλες γεωλογικές συνθήκες. Η βιομάζα περιλαμβάνει τα διάφορα γεωργικά και δασικά υπολείμματα, από τα οποία με κατάλληλες θερμοχημικές επεξεργασίες μπορούν να ληφθούν καύσιμα. 2.4 Μεταφορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Το σύστημα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας μεταφέρει μεγάλες ποσότητες ισχύος από τους σταθμούς παραγωγής προς τα σημεία όπου γίνεται η κατανάλωση της ηλεκτρικής ενέργειας. Επίσης, το σύστημα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να συνδέει μεταξύ τους διαφορετικά συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, για παράδειγμα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας γειτονικών χωρών. Ακόμη, από το σύστημα μεταφοράς τροφοδοτούνται οι καταναλωτές υψηλής τάσης. Η μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται με υψηλή τάση, επειδή έχει σαν αποτέλεσμα μικρότερες ηλεκτρικές απώλειες και κατά συνέπεια οικονομικότερη λειτουργία. 2.5 Διανομή Ηλεκτρικής Ενέργειας Το σύστημα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας είναι υπεύθυνο για τη διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας στους καταναλωτές μέσης και χαμηλής τάσης. Το σύστημα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας αποτελείται από τρία υποσυστήματα: