Работают ли устройства для экономии электроэнергии?
В последние годы, когда стоимость энергоносителей постоянно растёт, на рынке сформировался целый сегмент товаров, якобы позволяющих людям экономить при работе бытовых приборов. Реклама таких устройств быстро заполонила информационные стенды и печатные издания, стала появляться на сайтах в интернете, в результатах поиска и соцсетях, а также перебралась на телевидение. Новые чудо-гаджеты обещают сбережение до 30-40% мощности в процессе эксплуатации домашней техники. Сегодня мы решили разобраться, что это за устройства, как они устроены и насколько могут быть эффективны.
Мы умышленно не станем упоминать конкретные бренды, дабы никоим образом не рекламировать подобные изделия, а в качестве общего названия для них будем использовать понятие электроэкономайзер. Подавляющее число таких устройств выглядят как небольшие боксы, похожие на обычные трансформаторные блоки питания. Предполагается, что изделие необходимо вставить в розетку, а далее, в зависимости от конструкции, либо подключать технику через них, во встроенный разъём, либо вообще просто нажать кнопку на корпусе и продолжать эксплуатировать домашнюю технику, как обычно. Статистика гласит, что у второй модификации популярность гораздо выше, чем у первой, а потому именно таких изделий на рынке большинство.
В чём «инновационность» идеи?
Рассматривая подобное устройство, любой электрик приходит в некое замешательство: с одной стороны, в инструкциях перечисляется огромное количество полезных эффектов и использованных технологий, о которых опытные мастера даже никогда не слышали, а с другой – к их удивлению и восторгу примешивается ложное чувство собственной некомпетентности. Те решения, которые декларируются в качестве новаторских, выглядят не только сыроватыми, но и несколько мифическими, далёкими от жизни, физики и электротехники – пусть они даже и защищены патентами.
Стоимость электроэкономайзеров может колебаться в самых широких пределах – он пяти-восьми долларов до ста и более. Большинство моделей, согласно их паспорту, рассчитаны на эксплуатацию в однофазных сетях с предельной мощностью в 15 кВт. Более того, на упаковках некоторых изделий порой можно найти информацию, что девайсы способны не только экономить, но и обеспечивать защиту электросети, дублируя функцию автоматического выключателя. При этом в «базовую комплектацию» возможностей, согласно словам производителей и распространителей, помимо непосредственной экономии, входит фильтрация помех и электромагнитных наводок от системы электроснабжения, компенсация реактивной мощности подключаемого к сети оборудования, защита от перекоса фаз и даже от воздействия молнии. При этом основной упор, конечно, делается на то, что больше всего интересует мало-мальски разбирающихся в электротехнике людей: на компенсацию реактивной мощности с её преобразованием в активную.
Пришло время подумать не только о том, возможно ли всё это с точки зрения традиционных представлений о технике и природе электричества, но и о том, можно ли такой спектр функций уместить в небольшой короб 5х10 см. На текущем этапе развития технологий для условной «трансформации» неких объёмов реактивной мощности в активную необходимы конденсаторные блоки, которые занимают в 4-5 раз больше места и стоят при этом на 500-700% дороже. Кроме того, хорошие стабилизаторы напряжения и тока на 220 В также имеют закупочные цены, которые вряд ли удастся компенсировать при продаже этих девайсов. А комплектующие для выравнивания перекоса фаз и частотные фильтры – это не только недешёвое удовольствие, но и довольно громоздкие изделия, состоящие из большого количества меди и железа. На их фоне тепловые и электромагнитные расцепители, которые якобы реализуют декларируемую функцию защитной автоматики, выглядят ещё довольно дешёвыми и компактными элементами. Попытку совместить весь этот функционал в сравнительно малом корпусе и продавать по цене чуть ли не ниже суммарной себестоимости компонентов можно без преувеличения назвать очень смелым решением.
От сугубо теоретического и, возможно, по мнению производителей, чересчур устаревшего взгляда на данный вопрос, перейдём к практике и изучим изделие. На сайтах, которые занимаются реализацией подобных электроэкономайзеров, приводятся разные фотографии устройств с видами спереди и сзади, а также с разных сторон, но вряд ли кому-либо удастся там отыскать изображение девайса в разобранном виде. Вероятно, читатели уже понимают, почему: вместо заявленных в инструкции 5-8 модулей внутри находится простейший набор радиодеталей. Безусловно, в зависимости от производителя комплектация устройства может отличаться, однако в большинстве случаев минимальный набор таков: простой диодный мост, один или два конденсатора (часто без маркировки), штепсель с выводами на встроенный блок питания трансформаторного типа, от которого запитаны индикационные диоды, свидетельствующие о работе прибора или выбранных пользователем режимах. В пересчёте на себестоимость такой конструкции часто выходит, что наиболее ценным элементом является именно стильный цельнолитой корпус для девайса. Разумеется, ни о какой обещанной экономии электроэнергии в подобных обстоятельствах речь идти не может. Выгоду от таких изделий получают только производители, которые из комплектующих на общую сумму в 2-3 доллара, собирают продукцию с розничной ценой, обеспечивающей от 200% до 5000% прибыли!
Что будет, если включить такой девайс в сеть?
Наверняка многим будет интересно, что же всё-таки случится, если начать эксплуатировать подобное устройство в домашней электросети. Мы решили рассказать и об этом, но для формирования даже самого общего представления о происходящих явлениях необходимо изучить немного сухой теории. К сожалению, прямую аналогию с какими-нибудь лампочками здесь провести не получится, но мы всё же постараемся излагать материал как можно проще для понимания. Кроме того, уже на этом этапе обозначим для себя сферу изысканий: нет смысла останавливаться на сдвигах по фазам, гармониках на осциллограммах и электростатических помехах. Важнее сконцентрироваться на том, с чем действительно есть шанс взаимодействовать у подобного устройства в быту.
В первую очередь, необходимо знать, что энергия может быть активной и реактивной. Все электроприборы, которые человек эксплуатирует в доме, являются потребителями активной энергии – именно её мы, в сущности, и оплачиваем в виде соответствующего коммунального платежа. В свою очередь, на предприятиях ведётся учёт ещё и реактивной энергии – для этого там устанавливаются специальные счётчики. Только вот выходит так, что они платят, в сущности не за потребление, а за производство той самой реактивной энергии. Дело в том, что крупные агрегаты на заводах имеют существенную индуктивную мощность, которая путём выделения реактивной энергии ещё больше нагружает коммуникации в электросетях. За счёт этого увеличивается износ проводов и кабелей, что в условиях необходимости длительной и стабильной работы недопустимо. Потому для нивелирования этого эффекта в промышленности используют особые устройства – компенсаторы реактивной мощности (КРМ). Это довольно крупное и технически сложное оборудование, которое с самого начала рассчитывается на эксплуатацию в цепях с какой-либо конкретной нагрузкой.
Исходя из последнего тезиса, электроэкономайзер, который зачастую производителями позиционируется как универсальный прибор, даже сугубо теоретически будет способен сэкономить что-либо только в условиях работы при строго определённой нагрузке. И проблема не только в том, что в быту для обычного потребителя её будет трудно рассчитать, но и в том, что даже при производстве изделия это не очень просто. Безусловно, в современном мире существуют устройства, которые ещё на заводе оснащаются какими-либо средствами компенсации реактивной компоненты электроэнергии. В первую очередь к ним можно отнести обычные блоки питания для стационарных компьютеров. Узел, аналогичный КРМу по своей сути, отвечает за баланс нагрузки на устройство, а заодно позволяет сократить реальное потребление энергии на 5-15%, в зависимости от модели и максимальной мощности. Но здесь следует понимать, что компьютерные БП – это высокотехнологичные изделия, от которых зависит работоспособность других элементов, а потому при их изготовлении были тщательно рассчитаны номиналы всех дросселей, конденсаторов и резисторов. В этом контексте крайне сомнительно, чтобы такое мультифункциональное устройство как электроэкономайзер при цене, ниже, чем у многих блоков питания, был способен на тоже самое. Ещё менее вероятно, что производителем такой продукции был изобретён механизм динамической адаптивной подстройки железа и электроники под нагрузку потребителей.
Безусловно, ключевой вопрос состоит в том, возможно ли в принципе преобразовать ту самую реактивную энергию в активную, если параметры оборудования будут подобраны идеально. Электротехника отвечает на него однозначно и безапелляционно: сегодня нет ни теоретических обоснований для подобной трансформации, ни лабораторно подтверждённых случаев реализации подобных явлений. Производители и продавцы пресловутых электроэкономайзеров обычно ссылаются на различные инновационные разработки, однако широкой общественности они почему-то неизвестны.
Суть реактивной энергии такова, что она физически скапливается в конденсаторах и на обмотках катушек индуктивности в различных приборах. Спустя определённый промежуток времени или при простое оборудования она «возвращается» в систему, обуславливая временное увеличения силы тока и напряжения в сети. По этой же причине счётчики наматывают чуть больше. Разумеется, над проблемой исключения реактивной мощности давно уже работают учёные, однако полностью избавиться от неё сегодня невозможно. Многие существующие бытовые приборы не будут без неё работать, а для сокращения общего объёма на самом деле нужны большие и дорогостоящие компенсаторы. Нивелировать её при помощи небольшого блока, да ещё и просто включённого в одну из розеток (то есть, параллельно другим контурам), вместо того, чтобы находиться в распределительном щитке, не удастся никак. Таким образом, очевидно, что все эти электроэкономайзеры – это афера, причём довольно простая и рассчитанная на людей, которые попросту не разбираются в основах электротехники.
Различные патенты, которыми якобы (или действительно) владеют многие фирмы, выпускающие такую продукцию, зачастую касаются только общей конструкции или отдельных узлов. Кроме того, информация в них не проверяется с технической точки зрения, а все документы по патентам проходят только формальную экспертизу. Если же говорить о наборе пёстрых сертификатов, которые можно найти на сайтах компаний-производителей, то они рассчитаны в большей мере на незнание потребителями правил сертификации продукции на территории Украины и других стран бывшего Союза. При выдаче сертификата никто не обращает внимания на реальные потребительские характеристики изделий – и не из-за халатности, а потому что это не предусмотрено процедурой. Анализируется только лишь безопасность девайсов для жизни и здоровья человека. А какую опасность несёт изделие, которое просто обеспечивает работу нескольких индикаторных светодиодов на корпусе при включении в сеть? Правильно, никакой – так что сертификат безопасности выдаётся вполне правомерно.
Не то, чтобы такие девайсы нельзя было использовать – скорее, это совершенно бессмысленно с финансовой и практической точки зрения. С тем же успехом Вы можете купить красивую новую люстру, но не устанавливать в её патроны лампочки, а затем долго и с большим наслаждением щёлкать выключателем. От этого никому не будет ни пользы, ни вреда, но затраты на саму люстру окажутся неоправданными. Чтобы реально экономить на электроэнергии, лучше уделить больше внимания тому, насколько рационально Вы используете приборы – всегда отключать от сети устройства сразу по окончании их использования, настроить экономные режимы на технике, которая их предусматривает, использовать для освещения светодиодные решения.