У світовому масштабі оцінюється, що близько 2% загальної виробленої електроенергії перетворюється на втрати в розподільних трансформаторах. У Європейському Союзі (ЄС) цей відсоток становить приблизно 50 - 60 ТВт·год/рік. Незважаючи на високу ефективність трансформаторів (95 - 99,9 %), порівняно з рештою статичних або обертових електричних машин, сукупний вплив втрат понад мільйону трансформаторів, становить потребу в значній додатковій генерації електроенергії.

Зважаючи на значні втрати в розподільних трансформаторах, на ринок ЄС вступили Правила Ecodesign (Ecodesign (Екодизайн) - інтеграція екологічних аспектів у процес розроблення енергоспоживчої продукції з метою поліпшення екологічних характеристик такої продукції протягом всього її життєвого циклу), як регулювання Комісії (ЄС) № 548/2014 (2019/1783) та реалізація директиви 2009/125/ЄC Європейського Парламенту та Ради. Основними передумовами прийняття Європейським Союзом директиви 2009/125/ЄС є зростаюча увага до проблем енергоефективності, зменшення споживання енергії та заходів щодо боротьби зі зміною клімату. Використання більш енергоефективних трансформаторів має призвести до економії енергії приблизно в 16 ТВт·год/рік після 2020 року. Це еквівалентно зменшенню викидів CO2 на 3,7 мільйона тон щороку, або половині загального річного споживання електроенергії в Данії (32 ТВт·год).

Оскільки Україна є державою-членом Угоди про асоціацію з Європейським Союзом, Європейським співтовариством з атомної енергії і їхніми державами-членами, вона має виконувати зобов’язання щодо наближення свого законодавства в енергетичному секторі до законодавства ЄС.

Серед положень, які Україна зобов’язалася імплементувати в рамках Договору про заснування Енергетичного Співтовариства є Регламент Комісії (ЄС) № 548/2014 від 21 травня 2014 року про імплементацію Директиви Європейського Парламенту і Ради 2009/125/ЄС стосовно вимог до екодизайну для малих, середніх і великих силових трансформаторів. В Україні дана Директива затверджена Постановою №152 Про затвердження Технічного регламенту щодо вимог до екодизайну для малих, середніх та великих силових трансформаторів, що визначає нормовані значення втрат холостого ходу, короткого замикання та коефіцієнта корисної дії.

Відносно попередніх стандартів, вимоги екодизайну до значень втрат короткого замикання та холостого ходу посилені на 3 – 38 % та 49 – 73 % для рівня ECO 1, та на 9 – 56 % і 54 – 76 % для рівня ECO 2 в залежності від потужності трансформатора та співвідношень первинної і вторинної напруги. Для забезпечення відповідності вимогам до втрат та екологічним вимогам, можливе впровадження наступних технічних рішень при проєктуванні та виробництві трансформаторів (Табл. 1).

Таблиця 1 – Технічні рішення підвищення енергоефективності та екологічності трансформаторів

Введення норм екологічного дизайну щодо трансформаторів дозволяє досягнути скорочення споживання енергії (як первинної так і кінцевої) та викидів CO2. Але очевидно, що окрім переваг, введення норм екологічного дизайну щодо трансформаторів має ряд недоліків, основні з яких зведені в табл. 2.

Таблиця 2 – Переваги та недоліки введення норм екологічного дизайну щодо трансформаторів

Також важливо зазначити, що переваги екодизайну силових трансформаторів переважають недоліки в довгостроковій перспективі, але ефективність екодизайну залежить від комплексного підходу, що включає не лише вибір екологічних матеріалів та компонентів, але й оптимізацію конструкції трансформатора, його експлуатацію та утилізацію. В цілому, відповідність екодизайну силових трансформаторів є вигідним і необхідним кроком до стійкого розвитку енергетики та забезпечення екологічної безпеки, особливо зважаючи на те, що технічні та економічні бар'єри екодизайну постійно зменшуються, а попит на екологічно чисту продукцію зростає з боку споживачів та урядів.

Зростаюча екологічна свідомість та посилення екологічних стандартів свідчать про те, що екодизайн силових трансформаторів стає не лише етичною та економічною необхідністю, але й ключовим фактором конкурентоспроможності на ринку енергетичного обладнання.

Євген КОСАРЄВ

Кандидат технічних наук,

Провідний інженер-проєктувальник групи ПС та ЕС ТОВ «ЕДС-ПРОЕКТ»