Приложение В (справочное). Примеры проведения измерений и верификации энергетической эффективности

Приложение В
(справочное)

Примеры проведения измерений и верификации энергетической эффективности

В.1 Повышение эффективности насоса/двигателя - метод А

B.1.1 Исходная ситуация

Десять насосных установок установлены, чтобы качать воду из подземных скважин. Как правило, насос находится в непрерывной эксплуатации в течение шести месяцев ежегодного туристического сезона, хотя при необходимости насосы могут включаться и выключаться вручную.

Органы местного самоуправления муниципального образования предложили частично субсидировать замену старых насосов на новые высокоэффективные насосы через ресурсоснабжающую организацию. Перед внесением последней суммы субсидии ресурсоснабжающая организация потребовала краткосрочный отчет о величине предотвращенного потребления энергетических ресурсов (отчет о достигнутой энергетической эффективности). Владелец заинтересован в замене старых насосов и снижении затрат на электрическую энергию, поэтому он выплатил остаток стоимости установки и согласился предоставить отчет после осуществления модернизации.

B.1.2 Факторы, влияющие на планирование измерения и верификации энергетической эффективности

Измерение объема электрической энергии, потребляемого насосом, осуществляется с помощью 5 приборов учета, принадлежащих ресурсоснабжающей организации. Эти приборы учета позволяют снять показания только с 10 насосов. Еще до внедрения проекта было учтено, что новые насосы должны увеличить скорость откачки в некоторых скважинах, тем самым снижая количество часов работы. Владелец насосов и ресурсоснабжающая организация понимают, что количество рабочих часов и. соответственно, экономия напрямую зависят от режимов работы и количества обслуживаемых постояльцев. Ни одна из сторон не может контролировать эти показатели, определяющие потребление энергетических ресурсов.

Владелец искал самые дешевые варианты для сбора и передачи информации ресурсоснабжающей организации. Владелец нанял подрядчика для выбора и установки насосов, которые бы соответствовали его требованиям и требованиям ресурсоснабжающей организации.

Расход воды при работе насосов остается неизменным, так как в насосе нет ограничительных клапанов, и глубина подъема воды практически не зависит от процесса забора воды.

B.1.3 План измерения и верификации энергетической эффективности

План был разработан совместно владельцем и ресурсоснабжающей организацией на основе модели, предоставленной ресурсоснабжающей организацией. Для снижения затрат был выбран метод А. В рамках использования метода А была сделана оценка годовых часов работы насоса для года с усредненными показателями заполняемое. Полученное количество часов умножается на измеряемые показатели снижения мощности насосов.

Было решено, что устанавливаемое подрядчиком измерительное оборудование будет достаточно точно измерять мощность, потребляемую двигателем. Перед демонтажем подрядчик измерял приводную мощность каждого старого насоса, после того, как насос проработал как минимум 3 часа. Ресурсоснабжающая организация оставила за собой право присутствовать при этих измерениях. Так как насосы имели постоянный расход, то среднее количество рабочих часов в год было вычислено из данных счетов на оплату потребленной электрической энергии за прошедший год, разделенную на измеренную мощность двигателей старых насосов. Эти вычисления показали, что в среднем насосы проработали 4321 ч в год до того, как были модернизированы. Ресурсоснабжающая организация нашла информацию, о том, что общее количество туристов в год было на 9% больше, чем обычно. Поэтому владелец и ресурсоснабжающая организация договорились о том, что насосы в этот год работали на 9% больше, чем обычно. Из этих данных они вывели количество рабочих часов насоса, ссылаясь на то, что количество рабочих часов в нормальный год будет составлять 91% 4321 ч. или 3932 ч.

B.1.4 Результаты

Экономия была определена с помощью метода А по следующему уравнению:

Общая нагрузка всех насосов до модернизации: ................132 кВт

Общая нагрузка всех насосов после модернизации: ............98,2 кВт

Снижение полезной нагрузки: ................................33,8 кВт

Экономия энергетических ресурсов = 34 кВт х 3932 ч/год = 130000

За основу расчета конечной выплаты субсидии ресурсоснабжающая организация приняла значение 130000 .

Используя те же оцененные рабочие периоды, предполагаемая экономия владельца при нормальных осадках и при действующих ценах (тарифах) была определена следующим образом: 34 кВт х 3932 ч х R0.2566/кВтч = R 34000/год. Условия подключения и цены (тарифы) не изменились.

B.2 Изменение мощности насоса/двигателя - метод В

B.2.1 Исходная ситуация

Гостиничный комплекс, описанный в В.1, мог также претендовать на получение дополнительной стимулирующей субсидии от ресурсоснабжающей организации, если бы насосы отключались в пиковое время с 07:00 до 10:00 и с 18:00 до 20:00 во все дни недели, кроме официальных праздников. Владелец установил системы контроля и управления по радиоканалу, чтобы удаленно автоматически управлять насосами и, тем самым, реализовать стратегию переноса нагрузки. Система контроля насосов будет ежегодно перенастраиваться владельцем согласно обновленному графику государственных праздников.

B.2.2 Факторы, влияющие на планирование измерений и верификации энергетической эффективности

Владелец убежден, что сокращение часов работы насоса на 25 ч в неделю (15%) не окажется критичным для его работы.

Ресурсоснабжающая организация узнала, что владелец решает, стоит ли отключать насосы исходя из собственных потребностей. Поэтому ресурсоснабжающая организация потребовала, чтобы процедуры измерения и верификации энергетической эффективности соответствовали требованиям метода В.

Владелец оценил, что период окупаемости капиталовложений на оборудование для контроля и мониторинга затянулся. Поэтому в целях сохранения бюджета необходимо сократить часть капиталовложений на предоставление дополнительной информации, требуемой ресурсоснабжающей организацией.

B.2.3 План измерения и верификации энергетической эффективности

Ресурсоснабжающая организация и владелец договорились о том. что постоянная запись "заменителя" потребления энергетических ресурсов служила бы свидетельством того, что насосы были выключены в каждое пиковое время в течение всего года. За "заменитель" потребления энергетических ресурсов была принята величина электрического тока, превосходящая 500 мА. который был необходим для контрольного оборудования, проходящая через любую из пяти систем питания на 10 насосов. Маленькие некалиброванные датчики тока и устройства регистрации данных были прикреплены на каждой линии питания рядом с пятью приборами учета. Эти датчики и устройства регистрации данных имеют перезаряжаемую систему питания с резервным аккумулятором.

Владелец нанял поставщика устройств контроля и наблюдения, чтобы ежегодно получать необходимые данные, проверять установки часов и иметь возможность предоставлять ресурсоснабжающей организации данные о работе насосов в любой из пиковых периодов и докладывать ресурсоснабжающей организации эти данные любого дня недели.

B.2.4 Результаты

В течение первого года после внедрения системы контроля и мониторинга агент докладывал ресурсоснабжающей организации, что электрическая энергия использовалась в течение 5 конкретных дней в период с 18.00 до 20.00 ч. Ресурсоснабжающая организация проверила, что эти дни были официальными выходными, а в остальные дни в году насосы в пиковое время не работали. Требуемое снижение установленной мощности новых насосов было определено до 98,2 кВт (см. пример 1). Ежегодная стимулирующая субсидия была рассчитана и выплачена на основе метода В. с помощью которого было определено снижение установленной мощности до 98,2 кВт.

B.3 Комплекс энергосберегающих мероприятий с измеренными данными в базовый период - метод С

B.3.1 Исходная ситуация

Проект по эффективному потреблению энергетических ресурсов был внедрен в средней школе в северном регионе. Он включал несколько мероприятий, включая системы освещения, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, подогрев бассейна и обучение операторов и информационную кампанию среди пользователей здания. Целью данного проекта было уменьшение затрат на оплату энергетических ресурсов.

B.3.2 Факторы, влияющие на планирование измерения и верификации

Владелец здания пожелал зафиксировать величину годовой экономии в денежном выражении, приняв условия и цены (тарифы), существовавшие в 2005 г. за базовый период. В школе оборудованы бассейн и кафе. Школа работает круглый год, но закрывается в общей сложности на 5 недель за год на время каникул. Здание используется и вечерами.

Температура окружающей среды значительно влияет на потребление энергетических ресурсов зданием. Метеоданные можно получить в государственном метеорологическом центре. Других значительных переменных, влияющих на потребление энергетических ресурсов, определено не было.

Только в кабинетах здания администрации школы имеется оборудование для кондиционирования воздуха, эксплуатируемое три месяца в году.

Ожидаемые величины годовой экономии составляют 2800 млн  газа и 380000 электроэнергии.

B.3.3 План измерения и верификации энергетической эффективности

План был разработан на основании метода С, так как в центре внимания было энергосбережение всего учреждения. Метод С был также выбран потому, что были реализованы несколько энергосберегающих мероприятий, в отношении некоторых из них было невозможно проводить измерения напрямую.

Так как экономия должна была определяться в стоимостном выражении в условиях отчетного периода, было использовано следующее уравнение:

Предотвращенное потребление энергетических ресурсов (экономия) =

= Скорректированное базовое потребление энергетических ресурсов -

Потребление энергетических ресурсов в отчетном периоде

Нестандартная корректировка базового потребления энергетических ресурсов для условий отчетного периода

Ниже приведен обзор ключевых элементов Плана измерения и верификация энергетической эффективности.

Граница измерений при определении экономии была определена следующим образом:

- расчет потребления электричества, включая плату за мощность, в отношении главного здания;

- расчет потребления электричества вспомогательными зданиями, без учета платы за мощность, в частности на систему освещения в крытом спортивном манеже;

- расчет потребления природного газа для основного здания.

Фиксировались базовые условия 2005 г., включая План перспективного развития для инженерной службы, чтобы можно было легко получать информацию о будущих изменениях в зданиях.

Данные о потреблении энергетических ресурсов и данные о погоде в базовый период фиксировались и анализировались с помощью простой линейкой регрессии ежемесячного потребления энергетических ресурсов и мощности от градусо-суток. Данные по градусо-суткам были получены на основании базовой температуры, которая давала лучший коэффициент детерминации из всех вариантов регрессионного анализа, проделанного в диапазоне приемлемых базовых температур.

Предварительный анализ показал прямую взаимосвязь между погодными условиями и показаниями потребления газа и электроэнергии зимой по основным приборам учета. Анализ также показал, что нет значительной зависимости между погодными условиями, потребляемой электрической мощностью, потреблением газа и электроэнергии летом. Было решено, что регрессионный анализ будет проводиться только для отчетных периодов с количеством градусо-суток отопительного периода (ГСОт). превышающим 50. Было также решено, что для отчетных периодов с 50 и меньше ГСОт, скорректированные базовые величины будут рассчитываться на основании данных соответствующего базового месяца, скорректированных только на количество дней в периоде.

Соотношение потребления энергетических ресурсов и ГСОт было рассчитано для отопительного сезона для всех трех типов потребляемых ресурсов, как показано в таблице ниже, вместе с ключевой статистикой регрессионного анализа и коэффициентами, где были обнаружены значимые зависимости.

Таблица В.1 - Соотношение потребления энергетических ресурсов и ГСОт

Энергоресурс	Газ	Электричество
		Главное задание		Спортивный манеж
		Потребление	Мощность	Потребление
Единица измерения	тыс.	кВт х ч	кВт	кВт х ч
Количество месяцев с количеством ГСОт более 50	8	8	8	9
На основе ГСОт	60°F	62°F	62°F	68°F
Статистика регрессионного анализа
	0,93	0,81	0,51	0,29
Среднеквадратичная погрешность оценки	91	15933
t-статистика коэффициента ГСОт	8,7	5,0	2,5	1,7
Оценка регрессионного анализа	Хорошо	Хорошо	Хорошо	Близко к критическому значению
Регрессивные коэффициенты (где приняты)
Пересечение (с осью ординат)	446,73	102425
Коэффициент ГСОт	1,9788	179,3916

Статистика регрессионного анализа для потребления газа и электричества по данным основных приборов учета показывает приемлемую корреляцию с ГСОт, что демонстрируется высоким коэффициентом детерминации и t-статистикой для ГСОт, значения которой выше критического значения, указанного в таблице 2, равного 1,89 для выборки из восьми точек данных и уровня достоверности 90%. Данные наблюдения являются логичными, так как в первую очередь газ используется для обогрева здания. Кроме того, в главном здании в большей степени используется электрический обогрев.

Таблица В.2 - t-статистика

Количество измерений (размер выборки)	Уровень достоверности				Количество измерений (размер выборки)	Уровень достоверности
	95%	90%	80%	50%		95%	90%	80%	50%
2	12,71	6,31	3,08	1,00	17	2,12	1,75	1,34	0,69
3	4,30	2,92	1,89	0,82	18	2,11	1,74	1,33	0,69
4	3,18	2,35	1,64	0,76	19	2,10	1,73	1,33	0,69
5	2,78	2,13	1,53	0,74	20	2,09	1,73	1,33	0,69
6	2,57	2,02	1,48	0,73	21	2,09	1,72	1,33	0,69
7	2,45	1,94	1,44	0,72	22	2,08	1,72	1,32	0,69
8	2,36	1,89	1,41	0,17	23	2,07	1,72	1,32	0,69
9	2,31	1,86	1,40	0,71	24	2,07	1,71	1,32	0,69
10	2,26	1,83	1,38	0,70	25	2,06	1,71	1,32	0,68
11	2,23	1,81	1,37	0,70	26	2,06	1,71	1,32	0,68
12	2,20	1,80	1,36	0,70	27	2,06	1,71	1,31	0,68
13	2,18	1,78	1,36	0,70	28	2,05	1,70	1,31	0,68
14	2,16	1,77	1,35	0,69	29	2,05	1,70	1,31	0,68
15	2,14	1,76	1,35	0,69	30	2,05	1,70	1,31	0,68
16	2,13	1,75	1,34	0,69

Расчет по крытому спортивному манежу показал неудовлетворительную t-статистику и коэффициент детерминации . В здании нет установленной отопительной системы, но в более короткие световые дни, которые приходятся на зимние месяцы, оно должно освещаться более длительное время. Предполагается, что ежемесячное потребление будет в течение года иметь относительно регулярную зависимость от продолжительности светового дня и времени занятости помещения и не зависеть от температуры окружающей среды. Поэтому не была принята во внимание минимальная корреляция показаний этого прибора учета и ГСОт, и никаких корректировок на погодные условия не вносилось. Вместо этого, для каждого ежемесячного отчета о достигнутой экономии будет браться величина базового потребления энергетических ресурсов и соответствующего базового месяца, и будет корректироваться на количество дней в отчетном периоде.

Данные с главного прибора учета электрической мощности продемонстрировали незначительную корреляцию от самой холодной погоды. Поэтому для каждого отчета о достигнутой экономии будет браться значение мощности, равное фактически потребленной мощности в соответствующем месяце базового периода без каких-либо корректировок.

Было проанализировано долгосрочное влияние данных из отчетов о достигнутой экономии на статистику регрессионного анализа. Относительная погрешность в отчетах о достигнутой экономии за зимние месяцы будет меньше 10% для потребления газа и меньше 20% для электроэнергии на основных приборах учета. Ожидаемая экономия будет статистически значимой для зимних месяцев, так как они будут более чем в 2 раза превосходить среднеквадратичную погрешность в формуле для базового потребления энергетических ресурсов. Школьная администрация была согласна с этой величиной ожидаемой точности, а также с возможными неопределяемыми погрешностями, относящимися к корректировке длительности периода измерений в месяцах с 50 или меньшим количеством ГСОт.

Для расчета экономии в стоимостном выражении будет использоваться действующее тарифное меню.

В.3.4 Результаты

Данные отчетного периода для первого года были взяты непосредственно из счетов ресурсоснабжающей организации, без внесения каких-либо корректировок и из официальных метеоданных.

Действующее в каждом месяце тарифное меню использовалось для того, чтобы определить экономию в денежных единицах на основании данных о скорректированном базовом потреблении энергетических ресурсов и потреблении энергетических ресурсов в отчетном периоде. Так как мена (тариф) на газ менялась в девятом месяце и цена (тариф) на электричество изменилась в седьмом месяце, применялись две разных шкалы стоимости для каждого вида энергетических ресурсов для составления отчета о достигнутой экономии за 12 месяцев.

В.4 Планирование расходов на оплату потребляемых энергетических ресурсов всего объекта

B.4.1 Исходная ситуация

Главный энергетик сети отелей должен подготовить финансовый план на оплату потребляемых энергетических ресурсов и в процессе исполнения отчитываться за отклонения от расписанного финансового плана.

B.4.2 Факторы, влияющие на планирование измерения и верификации энергетической эффективности

Заполняемость номеров отелей, использование конференц-центра и погодные условия значительно влияют на потребление энергетических ресурсов.

B.4.3 План измерения и верификации энергетической эффективности

Главный инженер использовал метод С, так как ему было необходимо объяснить отклонения от финансового плана в рамках общей управленческой отчетности. Он всегда планировал расходы по оплате энергетических ресурсов на основании усредненных показателей погодных условий и заполняемостъю номеров отелей в предыдущий год.

B.4.4 Результаты

Чтобы рассчитать отклонения от плана сразу по окончании года, главный энергетик составил регрессионную модель потребления каждого вида энергетических ресурсов от метеоусловий и от заполняемости номерного фонда на этот год. Затем он сделал три отдельных расчета для определения по отдельности таких факторов, как метеоусловия, заполняемость и цены (тарифы) на энергетические ресурсы.

Метеоусловия. Он подставил обычные статистические данные о метеоусловиях в модель самого ближайшего прошедшего года. Используя действовавшие на тот год цены (тарифы), он определил, сколько было бы потреблено энергетических ресурсов (какие были бы расходы) при нормальных погодных условиях (он также отметил, насколько величина градусо-суток отопительного периода и градусо-суток охлаждения (кондиционирования) отличались от обычных и от значений прошлого года в каждом отдельном месте нахождения объектов).

Заполняемость. Он подставил факторы заполняемости предыдущего года в модель самого ближайшего прошедшего года. Используя действовавшие на тот год цены (тарифы), он определил, сколько было бы потреблено энергетических ресурсов (какие были бы расходы), если бы заполняемость была такой же, как и в прошлом году (он также отметил, как изменялся показатель заполняемости от года к году в каждом месте).

Цены (тарифы). Он применял тарифное меню предыдущего года к большей части потребленных энергетических ресурсов (и плате за мощность) предыдущего года для определения, насколько отклонения от запланированных расходов на оплату энергетических ресурсов соотносились с изменением цен (тарифов) для каждого энергетического ресурса в каждом месте.

Определив влияние всех трех переменных, он по-прежнему нуждался в том. чтобы учесть остающиеся отклонения. Поэтому он подставил данные о погоде и заполняемости в математические модели предыдущего года и. используя действующие цены (тарифы) на коммунальные услуги, сделал отчет об экономии расходов по шаблону потребления энергетических ресурсов предыдущего года. Эта экономия расходов была потом проанализирована с учетом изменений в статических факторах, зафиксированных для каждого объекта на основе данных предыдущего года. Все оставшиеся отклонения были определены как чистая случайность или неизвестные явления.

Процедура такого анализа позволила главному энергетику не только рассчитать отклонения от запланированных расходов на оплату энергетических ресурсов, но также показала ему, на чем стоит сконцентрировать внимание, чтобы управлять незапланированными отклонениями. К тому же это дало ему возможность более точно и продуманно составить финансовый план на следующие годы.