Zapotrzebowanie na energię elektryczną

Zapotrzebowanie na energię elektryczną , także zapotrzebowania na energię elektryczną, to ilość energii elektrycznej , że urządzenia elektryczne muszą działać. Rzeczywista implementacja w eksploatacji w określonym czasie jest określana jako pobór mocy .

Definicja fizyczna

Przeliczona energia elektryczna W (z angielskiego praca = praca) jest mierzona w watosekundach lub kilowatogodzinach . Jest to całkowita praca elektryczna, która przepływa w rozważanym okresie t przy rozważanym zużyciu energii P . Jeżeli zapotrzebowanie pozostaje takie samo, przetworzona energia W jest iloczynem mocy elektrycznej P i czasu t :

${\ styl wyświetlania W = P \, t}$

Przykład: Suszarka do włosów zużywa 2000 watów (2 kW) energii elektrycznej . Jeżeli suszarka do włosów pracuje przez pół godziny (0,5 h), zapotrzebowanie na energię elektryczną wynosi 2 kW · 0,5 h = 1 kWh (jedna kilowatogodzina).

Progresja czasowa zapotrzebowania na energię elektryczną

Profil średniego obciążenia w Austrii (w dni robocze w lipcu 2015 r.)

Zapotrzebowanie na energię elektryczną podlega zarówno dobowym, jak i sezonowym wahaniom, które są odwzorowywane jako profil obciążenia lub standardowy profil obciążenia (SLP), typowe gospodarstwo domowe jako „H0”.

Pod względem pory dnia szczyty popytu na całą sieć występują między 7:00 a 14:00 oraz w godzinach wieczornych. Potrzeba osiąga minimum w późnych godzinach nocnych. W okresie zimowym występuje większe zapotrzebowanie na energię elektryczną z jednej strony ze względu na krótszą porę dnia (podwyższone wymagania oświetleniowe), a z drugiej na niższe temperatury (ogrzewanie elektryczne). W wyniku zmian klimatycznych w ostatnich kilku latach w cieplejszych krajach nastąpił drugi szczyt konsumpcji spowodowany zużyciem przez systemy klimatyzacyjne . Oczekuje się, że efekt ten będzie się nasilał w przyszłości.

Aby na stałe pokryć zapotrzebowanie, oprócz podstawowego zapotrzebowania, konieczne jest bezpieczne radzenie sobie ze szczytami zapotrzebowania. W tym kontekście mówi się o obciążeniu podstawowym , średnim i szczytowym .

Profil obciążenia na początku wiosny i wykorzystanie elektrowni podstawowych, średnich i szczytowych na przykładzie profilu obciążenia w dni powszednie

Elektrownie zasilające obciążenie podstawowe to typy, które pracują niedrogo przez cały rok, z wyjątkiem remontów (elektrownie węglowe, jądrowe, przepływowe). W Austrii zadanie to podejmują głównie elektrownie przepływowe i elektrownie magazynowe. W średniej środkowoeuropejskiej typy te pokrywają około 30% zapotrzebowania na energię.

Elektrownie średniego obciążenia obejmują elektrownie węglowe, olejowe, gazowe i magazynowe. Cechą tego typu jest umiejętność elastycznego reagowania na wahania popytu na dużą skalę. Pokryją około 40% zapotrzebowania na energię elektryczną.

Aby jednak móc skompensować wahania popytu, konieczne jest eksploatowanie elektrowni szczytowych, takich jak turbiny gazowe, olejowe, magazynowe i szczytowo-pompowe. Takie systemy są zwykle uruchamiane na kilka godzin w krótkim terminie, aby zaspokoić krótkotrwale wysokie zapotrzebowanie na energię.

W tym kontekście elektrownie pompowe pozwalają na najbardziej efektywne dostosowanie do zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną, ponieważ turbiny pompowe mogą zostać przestawione z pracy pompowej na pracę turbinową w ciągu kilku sekund.
Aby zapewnić ciągłość i równomierne zasilanie , w elektrowniach eksploatowane są systemy automatyki lub odbywa się to poprzez integrację systemów w sieć ponadregionalną.

Statystyki popytu

Niemcy

W 2011 r. roczne zużycie energii elektrycznej brutto w Niemczech wyniosło 606,8 mld kWh, a produkcja energii elektrycznej brutto 613,1 mld kWh. Wkład energii odnawialnej w tym zakresie wyniósł ponad 20%. Koszty energii elektrycznej w Niemczech są wyższe niż w jakimkolwiek innym kraju uprzemysłowionym .

Całkowite zużycie energii pierwotnej jest znacznie wyższe, ponieważ obejmuje również zużycie paliwa w ruchu drogowym oraz zużycie paliwa na ogrzewanie i ciepło. W zakresie wytwarzania energii sprawność jest różna, od 33% w elektrowniach jądrowych do ponad 50% w elektrowniach gazowych, zatem wkład energii pierwotnej na kWh energii elektrycznej wynosi 3 kWh uranu lub 2 kWh gazu ziemnego (lub biogazu), przy czym jednostka dżul (watosekunda ) jest zwykle używana jako paliwo . Ponieważ godzina ma 3600 sekund, 1 kWh = 3,6 MJ lub 1 TWh = 3,6 PJ i 14 000 PJ odpowiada prawie 3900 TWh.

Poniższa tabela przedstawia przegląd zmian zużycia energii elektrycznej brutto, zużycia energii pierwotnej i odpowiedniego udziału energii odnawialnej od 1991 roku:

Udział odnawialnych źródeł energii w zużyciu energii elektrycznej brutto w Niemczech

Zużycie energii elektrycznej według grup odbiorców w Niemczech w 2014 r.

Poszczególne obszary zużycia energii elektrycznej netto w 2014 r. miały następujące udziały (524,0 TWh):

• Przemysł: 46,6% (244,4 TWh)
• Gospodarstwa domowe: 24,8% (129,7 TWh)
• Handel i handel: 14,7% (77,0 TWh)
• Instytucje publiczne: 9,9% (51,8 TWh)
• Transport: 2,2% (11,6 TWh)
• Rolnictwo: 1,8% (9,5 TWh)

Według obliczeń Federalnej Agencji Środowiska sprzedaż energii elektrycznej wzrosła o jedenaście procent w latach 1995-2000. Potem spadł o około siedem procent do 2005 roku.

Zużycie energii elektrycznej w gospodarstwach domowych

W gospodarstwach domowych , według Międzynarodowej Agencji Energii (IEA), to całkowita ilość energii elektrycznej zużywanej przez nowych i dodatkowych urządzeń elektrycznych gwałtownie wzrosła. Chociaż nastąpił spadek liczby pralek i lodówek ze względu na poprawę efektywności energetycznej, w tym samym czasie znacząco wzrosło zużycie energii elektrycznej z telewizorów, systemów klimatyzacyjnych i komputerów. Procentowy udział energii elektrycznej w całkowitym zużyciu energii w gospodarstwach domowych wzrósł w latach 1990-2004 z 15 do 20 procent.

Podział zużycia energii elektrycznej w gospodarstwach domowych został określony na podstawie danych o zużyciu zebranych przez Agencję Energetyczną Nadrenii Północnej-Westfalii od 380 370 gospodarstw domowych od 1 do 6 osób, które uczestniczyły w doradztwie Agencji Energetycznej NRW „Kontrola energii elektrycznej dla gospodarstw domowych” program. Zgodnie z tym, dwa obszary elektroniki informacyjno-rozrywkowej, „sprzęt biurowy” i „TV/audio”, są najbardziej energochłonne i odpowiadają za jedną czwartą energii elektrycznej zużywanej w gospodarstwach domowych. Cztery inne obszary zastosowania zajmują po około 10%: ciepła woda, chłodzenie, oświetlenie i gotowanie. Wielkość zużycia energii elektrycznej można określić w zależności od wielkości gospodarstwa domowego, przy czym wyraźny wpływ ma rodzaj przygotowania ciepłej wody (z elektrycznością lub bez) (patrz tabela).

Rozkład zużycia energii elektrycznej w gospodarstwach domowych, wyniki badania Agencji Energii NRW 2011

Instytut energii i środowiska badania Heidelberg nazwami, między innymi. następujące przyczyny wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną pomimo coraz sprawniejszych urządzeń końcowych:

• Zastrzeżenia dotyczące nowych technik, takich jak B. lampy energooszczędne
• rosnące wymagania dotyczące komfortu
• większa przeciętna przestrzeń życiowa
• wzrost wykorzystania coraz większych urządzeń oraz systematycznie spadające koszty zakupu artykułów AGD i RTV

Coraz częstsze stosowanie pomp ciepła do ogrzewania mieszkań i budynków jako zamiennika systemów grzewczych opalanych paliwami kopalnymi, a także kontrolowanej wentylacji przestrzeni życiowej, prowadzi do wzrostu zużycia energii elektrycznej, a także do oszczędności energii pierwotnej z paliw kopalnych.

Porównanie europejskie

Zużycie energii elektrycznej w krajach UE w 2011 r., całkowite i w przeliczeniu na mieszkańca, źródło: Stromvergleich.de
Uwaga: Ta tabela ze „Stromvergleich.de” oczywiście zawiera błąd w Grecji: Całkowite zużycie jest prawidłowe, wynika z około dziesięciu milionów mieszkańców zużycie na mieszkańca 6 011,1 kWh/rok.

W porównaniu z krajami UE , oprócz całkowitego zużycia energii elektrycznej, powszechna jest również konwersja na mieszkańców. Ta porównawcza wielkość wskazuje na konsumpcję ogółem per capita i należy ją odróżnić od konsumpcji prywatnej, która jest znacznie niższa. Pod względem całkowitego zużycia energii elektrycznej na mieszkańca, Finlandia była zdecydowanie liderem wśród krajów UE z 15 372 kWh/rok. Średnia UE zużyła 6201 kWh/rok na mieszkańca, Niemcy z 6648 kWh/rok były nieco powyżej średniej, Włochy z 5187 kWh/a znacznie poniżej. W Austrii łączne zużycie energii elektrycznej na mieszkańca w 2011 r. wyniosło 7762 kWh/rok, we Francji 7042 kWh/rok, a w Polsce 3433 kWh/rok.

Potrzeba indywidualnych urządzeń elektrycznych

Poniżej kilka przykładów typowych potrzeb sprzętu AGD - koszty energii elektrycznej dotyczą ceny pracy 25 centów / kWh.

• Suszarka do włosów z poborem mocy 2000 watów, który jest używany przez 5 minut dziennie potrzebuje około 61 kWh energii elektrycznej do 15 euro rocznie.
• Telewizor z płaskim ekranem z 150 watów poboru mocy, który jest wykorzystywany dwie godziny dziennie, wymaga około 110 kWh energii elektrycznej rocznie za 28 euro.
• Kuchenka elektryczna z poborem mocy 4000 watów, że pracuje na pół godziny dziennie wymaga 730 kWh energii elektrycznej rocznie, co kosztuje 183 euro.
• Czajnik o mocy 1200 W, który jest używany przez 10 minut dziennie, zużywa 73 kWh rocznie i generuje koszty energii elektrycznej w wysokości 18 euro.
• Pralka w klasie energetycznej A +++ o pojemności 6 kg wymaga około 0,9 kWh energii elektrycznej za pomocą standardowej przemywania (bawełna, 60 ° C). Prąd za pranie kosztuje nieco ponad 20 centów .

Rzeczywiste wartości zużycia energii przez urządzenia gospodarstwa domowego czasami znacznie różnią się od informacji producenta. Jak wynika z badań, w praktyce wiele urządzeń zużywa znacznie więcej energii niż wskazano. Dodatkowe zużycie wynosi zatem często od 20 do 30 procent, w jednym skrajnym przypadku zużycie było nawet ponad dwukrotnie wyższe.

Potencjał oszczędności

Zobacz też

• Wytwarzanie energii
• Zarządzanie elektrownią
• Inteligentny licznik

Indywidualne dowody

1. ↑ ^{a b c d} T. Strobl, F. Zunic: Wasserbau, Aktualne podstawy – nowe osiągnięcia . Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg/Nowy Jork 2006, ISBN 3-540-22300-2 .
2. ↑ Oprogramowanie Alea Business: Ocena zużycia energii elektrycznej w Europie za rok 2016 (w języku angielskim), 5 stycznia 2017, dostęp 19 sierpnia 2019.
3. ↑ Poczdamski Instytut Badań nad Wpływem Klimatu : Popyt na energię elektryczną w Europie zmienia się z powodu zmian klimatycznych . 28 sierpnia 2017 . Źródło 19 sierpnia 2019 .
4. ^ ^B J. Giesecke E. Mosonyi: elektrownie wodne, planowanie, budowa i działanie . Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg/Nowy Jork 2005, ISBN 3-540-25505-2 .
5. ^ Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen eV: Produkcja energii elektrycznej brutto w Niemczech od 1990 do 2013 roku według źródła energii. (PDF) 12 grudnia 2013, w archiwum z oryginału na 1 lutego 2014 roku ; udostępniono 23 stycznia 2014 roku . 
6. ↑ Niklas Záboji: Kosztowna transformacja energetyczna : Nikt nas nie naśladuje . W: FAZ.NET . ISSN  0174-4909 ( faz.net [dostęp 11 sierpnia 2021]). 
7. ↑ ^{a b} Federalny Urząd Statystyczny: Udział odnawialnych źródeł energii w zużyciu energii elektrycznej brutto w Niemczech. (Już niedostępne online.) 18 marca 2016, zarchiwizowane od oryginału z 11 maja 2016 ; udostępniono 22 marca 2016 r . 
8. ↑ ^{a b} Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft eV: Zużycie energii elektrycznej w Niemczech przez grupy konsumentów w 2020 r . 18 grudnia 2020 r., dostęp 13 lutego 2021 r . 
9. ↑ Badanie gospodarstw domowych – Niemcy marnują energię. tagesschau.de, 14 listopada 2006, dostęp 11 września 2007 . 
10. ↑ Holger Dambeck: Spiegel Online: Zużycie energii elektrycznej przez urządzenia elektryczne dramatycznie wzrosło. 10 września 2007, udostępniono 11 września 2007 . 
11. ↑ Agencja Energetyczna NRW: Stromcheck – interaktywna ocena online , Düsseldorf 2013.
12. ↑ Energieagentur NRW: Prezentacja wyników badania „Gdzie jest prąd?” , Düsseldorf 2013.
13. ↑ ^{a b c} Agencja Energetyczna NRW: Badanie „Gdzie jest prąd?” (PDF; 4,0 MB), Düsseldorf 2011.
14. ↑ ifeu: Efektywne moduły doradcze dotyczące zmniejszenia zużycia energii elektrycznej w gospodarstwach domowych , rozdz. 3.5 Czynniki wpływające na zużycie energii elektrycznej, PDF, marzec 2006.
15. ↑ Uwaga: W oryginalnej tabeli źródła „Stromvergleich.de” jest oczywista literówka: Całkowite zużycie jest prawidłowe, przy około 10 milionach mieszkańców, zużycie na mieszkańca wynosi 6010 kWh / rok. Porównanie z oficjalnym źródłem, m.in. B. Eurostat , nastąpi (stan na kwiecień 2013 r.)
16. ↑ Średni pobór mocy w liczbach. www.Stromvergleich.de, 5 lutego 2013, dostęp 5 lutego 2013 . 
17. ↑ Kalkulator, kuchenka i suszarka do włosów oraz matematyka zużycia energii elektrycznej. 17 stycznia 2011, udostępniono 20 stycznia 2011 . 
18. ↑ Zużycie energii elektrycznej w gospodarstwie domowym. Źródło 18 lutego 2013 . 
19. ↑ Zużycie energii: ile kosztuje pranie? Pobrano 16 września 2014 . 
20. ↑ Producenci piękne zużycie energii urządzeń gospodarstwa domowego. 21 czerwca 2017 . Źródło 21 czerwca 2017 .