隨著國家的發(fā)展和社會的進步,新的科學技術在各行各業(yè)中得到廣泛應用。電子工程作為一項較為普遍的技術,其在各類節(jié)能工作中已經(jīng)取得了重要的作用。本文從節(jié)能工作的簡介入手,對節(jié)能工作和電子技術工作進行了介紹,然后詳細闡述了電子工程技術在節(jié)能工作中的一些應用,以期能夠更好地促進電子工程在節(jié)能工作中的應用,為業(yè)內的研究和應用者提供參考和借鑒。
近些年,隨著國家對節(jié)能工作的重視不斷加深,各項新技術也在這一領域得到廣泛應用。電子工程作為節(jié)能工作中的重要環(huán)節(jié)和可靠技術,也受到廣泛的關注。電子工程節(jié)能設計需要密切結合高速發(fā)展的電子制造技術的要求,利于新能源、新技術、新工藝、新設備、新材料的應用,積極采用國內外節(jié)能降耗方面先進技術和經(jīng)驗。
1.節(jié)能工作簡介
在電子工程方面的節(jié)能工作主要包括高效節(jié)能環(huán)保技術設備和產(chǎn)品以及資源循環(huán)使用的相關技術等。其中,高校的節(jié)能環(huán)保技術設備主要包括:首先電機、拖動設備、節(jié)能鍋爐等;其次高效家用商用照明電器、余熱利用設備等;最后低成本高性能固、液、氣體廢棄物處理設備等。而資源循環(huán)使用技術主要包括:建筑、道路、工業(yè)、農業(yè)、餐廚等廢棄物的資源化利用技術和汽車零件、機電產(chǎn)品等的再生制造技術。
2.電子工程在節(jié)能工作的地位
近些年,隨著電子工程的不斷發(fā)展和進步,其在節(jié)能領域也凸顯出了越來越多的作用和效果。電子工程作為一種較為先進的控制技術,對節(jié)能工作有著實施參與和改善的重要地位。從當前情況看,目前我們的能源利用效率33.4%,比發(fā)達國家平均水平低了10個百分點以上;日本能源利用效率達60%-70%,我國能源利用水平比日本落后30年;可再生能源、清潔能源技術開發(fā)滯后,正在急起直追,因此研究電子工程節(jié)能工作刻不容緩。
3.電子工程技術在節(jié)能工作中的應用
3.1能效節(jié)約的應用
(1)電動機節(jié)能運行
在能效節(jié)約方面,首先就是針對各類電動機運行的節(jié)能措施。主要有三個方面的措施:首先,輕載調壓節(jié)電,當電動機在輕載狀態(tài)下運行時,適當將端電壓調低,降低電動機勵磁電流,從而降低無功功率和鐵耗;其次,改善功率因數(shù)節(jié)電,將補償電容器組與電動機直接并聯(lián),改善交流異步電動機的無功補償;最后,變頻調速節(jié)電,讓電機轉速隨著負載特性來變化,實現(xiàn)節(jié)電的效果,尤其對油泵、水泵和風機等作用顯著。
(2)無功功率的補償
無功功率比較抽象,它是用來在電氣設備中建立和維持電場或磁場的電功率。電容負載時,建立電容內部電場,就需要無功功率。有電磁線圈電氣設備,要建立磁場,也需要無功功率。無功功率決不是無用功率,它的用處很大。電動機需要無功功率建立和維持旋轉磁場,使轉子轉動。變壓器也同樣需要無功功率,才能產(chǎn)生磁場,在付邊感應出電壓。因此,沒有無功功率,電動機不會轉動,變壓器不能變壓,交流接觸器不會吸合。
像電動機之類的負載,在運行時是必須從電網(wǎng)索取無功功率的,而無功電流占用了發(fā)電機、變壓器、輸電線的容量,造成輸出有功功率減少,也就是說,電網(wǎng)提供了無功又會造成功率因數(shù)降低,帶來諸多不利影響,那該怎么解決呢?最好的辦法就是有一種裝置,專門為電動機之類的負載就地產(chǎn)生和提供無功功率,盡量減少從電網(wǎng)索取,從而提高電網(wǎng)的功率因數(shù),這就是無功補償。實際用電過程中,提高負載的功率因數(shù),降低電源輸出的無功功率,是提高電力資源利用率、節(jié)約電能的有效方式。
提高功率因數(shù)意味著:企業(yè)可節(jié)約電能,降低生產(chǎn)成本,減少電費開支;能提高企業(yè)供電設備的利用率,充分發(fā)揮企業(yè)的設備潛力;可提高發(fā)電機的發(fā)電量、電網(wǎng)的輸電量;可減少線路的功率損失,提高電網(wǎng)輸電效率;
(3)高效節(jié)能照明
在照明領域的電子工程節(jié)能運用主要有如下幾個方面:首先,電子鎮(zhèn)流器,這一電子元件的工作頻率在20~60kHz,燈管光效比工頻提高約10%;自身功耗低,發(fā)熱少,能夠消除頻閃,發(fā)光穩(wěn)定,有利于保護視力,且功率因數(shù)高。其次,電子節(jié)能燈,又叫緊湊型熒光燈,我國已經(jīng)把它作為國家重點發(fā)展的節(jié)能產(chǎn)品(綠色照明產(chǎn)品)推廣和使用,電子節(jié)能燈有很多優(yōu)點,如光效高、節(jié)能好、壽命長、顯色好、體積小等。最后,被稱為第四代照明光源的LED光源,其特點是節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等,可用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等。
3.2在電力系統(tǒng)中的應用
(1)變頻器節(jié)能
據(jù)統(tǒng)計,我國電動機用電量占總發(fā)電量60%以上,若全國電機都用變頻調速,可節(jié)電10%~40%,僅此一項,就可節(jié)約全國總發(fā)電量的10%至15%。所有電機負荷中,風機、泵類約占50%,占全國用電量的31%。采用變頻調速后,變頻器可以根據(jù)負載要求調節(jié)輸出交流電的頻率,從而調節(jié)電動機轉速,實現(xiàn)對風量或水流量的控制。
(2)高壓直流輸電技術
高壓直流輸電技術主要表現(xiàn)在柔性交流輸電技術(FACTS)、柔性直流輸電技術以及超高壓直流輸電技術三個方面。這些都是應用電子工程節(jié)能功效的有效途徑和平臺。
3.3在電子信息裝置、綠色節(jié)能照明和家電產(chǎn)業(yè)中的應用
電力電子在電子信息裝置、綠色節(jié)能照明和家用電器控制中應用主要包括電子信息裝置的電源管理;LED電源及驅動器;電風扇、洗衣機、吸塵器、排風機、電動縫紉機、空調機以及電動自行車等器具中電機的轉速控制;電熨斗、電吹風、保溫瓶、電熱杯、電烙鐵以及電飯鍋等電熱器的溫度控制;白熾燈、熒光燈等的光亮控制;微波爐、冰箱定時器、自動開關以及觸摸開關中的電源關斷控制。
隨著業(yè)內對這一問題的不斷研究和深入,相信電子工程一定會在節(jié)能領域取得更廣泛的發(fā)展空間,并且發(fā)揮更加重要的作用。