arrow_backEmergency WASH

S.11 Енергетична система на основі електропостачання

Енергетична система на основі електропостачання використовує електроенергію із мережі для відкачування, транспортування чи очищення води. Це джерело енергії підходить для всіх етапів надзвичайної ситуації, проте не завжди може бути доступним (наприклад, на гострому етапі після стихійного лиха).

У невеликому місцевому масштабі електроенергія, яка виробляється набором сонячних панелей (див. S.10 ) чи одним дизельним генератором (див. S.12 ), може живити просту систему водопостачання, таку як насос у свердловині. Електроенергія у більшому масштабі зазвичай виробляється централізовано та постачається у лінії електропередачі. Тоді як така електроенергія може все одно вироблятися кількома дизельними генераторами чи іншими способами (наприклад, сонячною, вітряною чи гідроенергією), функціонування та обслуговування є централізованими, та енергія постачається у мережу для використання у більшому районі.

Проєктні міркування

У випадку водопостачання електроенергія переважно використовується для викачування води, хоча вона може також використовуватися для інших процесів, таких як очищення води (див. розділ О). Ключові проєктні міркування енергетичної системи на основі електропостачання пов’язані з тим, чи необхідне постачання є прямим струмом чи змінним струмом, а у випадку останнього – чи однофазним чи трифазним. Усі види постачання можуть використовуватися для мереж водопостачання, і вибір залежить від контексту і вимог щодо енергії. Наприклад, енергія із прямим струмом надає електричний струм лише в одному напрямку і є видом енергії, що виробляється сонячною панеллю для ефективного живлення насосу змінного струму. Проте постачання прямого струму обмежене відстанню, на яку можна передавати енергію без непомірних втрат енергії, тому розмір кабелів є важливим.

У випадку енергії змінного струму, напруга та струм періодично змінюють напрям і є видом енергії з мережі, яка живить більш поширені насоси змінного струму. Така зміна напрямку створює хвилю, яка може мати різні висоти (які називають амплітудою, вимірювання того, наскільки напруга має місце зверху чи знизу кожної хвилі) та частоту (кількість хвиль на хвилину). До того ж кількість хвиль у будь-який момент часу називають фазою. Одна фаза виробляється із використанням одного дроту під напругою для створення однієї хвилі (230 вольт), тоді як три фази виробляються із використанням трьох дротів під напругою для одночасного створення трьох хвиль, які зміщені в часі (415 вольт). Трифазний струм використовується, коли потрібно більше енергії, наприклад, для постачання енергії до ліній електропередачі, а також для великих двигунів і суттєвих навантажень. Прямий струм – це спосіб, який використовується для транспортування електроенергії на великі відстані, оскільки при високій напрузі (понад 110 000 вольт) менше енергії втрачається у процесі передачі. Висока напруга означає нижчий струм, та нижчий струм генерує менше тепла в лінії електропередачі через знижений опір. Змінний струм конвертується із такої високої напруги із використанням трансформаторів у місці призначення перш, ніж використовується енергія. Енергію можна зберігати із використанням акумуляторів, проте зазвичай краще уникати цього через вартість, короткий строк експлуатації та внутрішні втрати енергії, які трапляються під час зберігання в акумуляторі через добре спроєктовану насосну систему разом із належними спроможностями для зберігання.

Матеріали

Вид енергії, що постачається, має співвідноситися з експлуатаційними вимогами обладнання у місці використання. Наприклад, двигун великого мотору із напругою в 415 вольт потребуватиме трифазне електропостачання. 

Придатність

Мережева електроенергія підходить для всіх етапів реагування, хоча не завжди може бути наявною на гострому етапі, якщо лінії електропостачання чи електростанції зазнали впливу або в районах із частими і тривалими перебоями з електропостачанням. Для реагування на надзвичайну ситуацію та в певних контекстах, не пов’язаних із надзвичайною ситуацією, альтернативні джерела енергії можуть виявитися кращим вибором.

Експлуатація та обслуговування

Електричні насоси можуть функціонувати з мінімальним обслуговуванням, проте потрібно проводити регулярні перевірки струму, напруги та частоти для попередження потенційних проблем. Якщо показники є вищими чи нижчими за норму, потрібно вживати належних кроків щодо електропостачання. Коли електроенергія виробляється місцевим генератором, тягар та витрати на обслуговування будуть суттєво збільшуватися (див. S.12 ). Регулятор напруги потрібно встановити для захисту системи від змінної напруги та збоїв з електропостачанням, і доступ до альтернативних джерел енергії також бути корисним у періоди таких перебоїв із електропостачанням. 

Здоров’я та безпека

Електроенергія може бути небезпечною. Лише кваліфікований персонал має працювати із мережевим живленням, та потрібно дотримуватися всіх правил щодо здоров’я і безпеки. Якщо робота проводиться віддалено від розподільного щита, то постачання потрібно від’єднати від ізолятора, запобіжники слід зняти, потрібно завжди припускати, що дроти під напругою, допоки їх не перевірять, руки мають бути сухими, всі повинні переконатися в тому, що закінчили працювати і знають про повторне включення, кабелі мають бути належним чином ізольовані та заземлені, а запобіжники та автоматичні вимикачі не мають бути переведені в ручний режим. Якщо використовуються акумуляторні системи, доступ має бути обмежений для уникнення ризиків ураження струмом.

Витрати

Окрім витрат на кВт дійсні операційні витрати для мережевих електричних системи є помірними (0,8 – 1,5 доларів США на особу на рік) і порівнюваними із вітряними енергетичними системами S.9 . Проте за умови використання дизелю S.12 безпосередньо для продукування енергії, поточні витрати будуть високими. Окрім фінансових витрат високі екологічні витрати від енергії, яка виробляється із використанням невідновлюваних джерел, потрібно враховувати на етапі проєктування під час вибору джерела енергії.

Соціальні та екологічні міркування

Мережева електроенергія як джерело енергії є дуже поширеним та добре сприймається людьми.

Ключові критерії прийняття рішень

Рівень застосування / масштаб

Околиці +
Громадський + +

Рівень управління

Місто + +

Технічна складність

Високий

High

High

Екстрена фаза

Гостра реакція +
Стабілізація + +
Відновлення + +

Цілі та основні функції

Видобуток і транспортування води із використанням електропостачання з мережі

Сила і слабкість

  • Може вироблятися із використанням відновлюваної енергії, варіант енергії із низьким рівнем викидів парникових газів
  • Відносно небагато обслуговування та тому низька загальна вартість для користувачів, коли електроенергія постачається через мережу (обслуговування проводиться на відстані у централізованій локації)
  • Може не бути корисним у певних ситуаціях, коли електропостачання є ненадійним
  • Потребує спеціалізованого функціонування та обслуговування на централізованому рівні
arrow_upward