Спрос на электроэнергию

Спрос на электрическую энергию , также на спрос на электроэнергию, это количество электрической энергии , что электрические приборы должны работать. Фактическая реализация в работе в течение определенного периода времени называется потреблением энергии .

Физическое определение

Преобразованная электрическая энергия W (от английского work = работа) измеряется в ватт-секундах или киловатт-часах . Это общая электрическая работа , которая протекает в течение периода Т рассматриваемого с потреблением мощности Р рассматриваемого . Если потребность остается прежней, преобразованная энергия W является произведением электрической мощности P и прошедшего времени t :

${\ Displaystyle W = P \, t}$

Пример: фен потребляет 2000 Вт (2 кВт) электроэнергии . Если фен работает в течение получаса (0,5 ч), потребность в электроэнергии составляет 2 кВт · 0,5 ч = 1 кВт-ч (один киловатт-час).

Динамика спроса на электрическую энергию во времени

Профиль средней нагрузки в Австрии (по будням в июле 2015 г.)

Спрос на электроэнергию подвержен как дневным, так и сезонным колебаниям, которые отображаются как профиль нагрузки или стандартный профиль нагрузки (SLP), типичное домашнее хозяйство как «H0».

Что касается времени суток, то здесь наблюдаются пики спроса на всю сеть с 7 до 14 часов и в вечерние часы. Потребность достигает минимума в поздние часы ночи. Зимой существует более высокий спрос на электроэнергию из-за более короткого времени суток (повышенные требования к освещению), с одной стороны, и более низких температур (электрическое отопление), с другой. В результате изменения климата в последние несколько лет наблюдается второй пик потребления в более теплых странах из-за потребления систем кондиционирования воздуха . Ожидается, что в будущем этот эффект усилится.

Чтобы постоянно покрывать спрос, необходимо иметь возможность безопасно справляться с пиками спроса в дополнение к базовому спросу. В этом контексте говорят о базовой нагрузке , средней нагрузке и пиковой нагрузке .

Профиль нагрузки в начале весны и использование базовых, средних и пиковых электростанций на примере профиля нагрузки в будние дни

Электростанции, обеспечивающие базовую нагрузку, - это типы, которые работают недорого круглый год, за исключением периодов капитального ремонта (угольные, атомные, русловые электростанции). В Австрии эту задачу в основном выполняют русловые электростанции и гидроаккумуляторы. В среднем по Центральной Европе эти типы покрывают около 30% потребности в энергии.

Электростанции средней нагрузки включают каменноугольные, нефтяные, газовые и накопительные электростанции. Особенностью этого типа является способность гибко реагировать на масштабные колебания спроса. Они покрывают около 40% потребности в электроэнергии.

Однако, чтобы иметь возможность компенсировать колебания спроса, необходимо использовать электростанции с пиковой нагрузкой, такие как газовые турбины, нефтяные, аккумулирующие и гидроаккумулирующие электростанции. Такие системы обычно вводятся в эксплуатацию на несколько часов в короткие сроки, чтобы удовлетворить краткосрочный высокий спрос на энергию.

В этом контексте гидроаккумулирующие установки позволяют наиболее эффективно адаптироваться к возросшему спросу на электроэнергию, поскольку турбины насосов могут быть переведены из режима насоса в режим работы турбины в течение нескольких секунд.
Для обеспечения непрерывного и равномерного источника питания , системы автоматизации работают в электростанциях или это делается путем интеграции систем в надрегионального сети.

Статистика спроса

Германия

В 2011 году валовое годовое потребление электроэнергии в Германии составило 606,8 млрд кВтч, а валовое производство электроэнергии - 613,1 млрд кВтч. Вклад возобновляемых источников энергии в это составил более 20%. Стоимость электроэнергии в Германии выше, чем в любой другой промышленно развитой стране .

Общее потребление первичной энергии значительно выше, так как оно также включает расход топлива на транспорте и расход топлива на отопление и тепло. При производстве электроэнергии КПД варьируется от 33% на атомных электростанциях до более 50% на газовых электростанциях, поэтому первичная энергия, потребляемая на 1 кВтч электроэнергии, составляет 3 кВтч урана или 2 кВтч природного газа (или биогаза), в результате чего единица джоуль (ватт- секунда) обычно используется для топлива . Поскольку в часе 3600 секунд, 1 кВтч = 3,6 МДж или 1 ТВтч = 3,6 ПДж, а 14 000 ПДж соответствуют почти 3900 ТВтч.

В следующей таблице представлен обзор динамики валового потребления электроэнергии, потребления первичной энергии и соответствующей доли возобновляемых источников энергии с 1991 года:

Доля возобновляемых источников энергии в валовом потреблении электроэнергии в Германии

Потребление электроэнергии по группам потребителей в Германии в 2014 г.

На отдельные направления нетто-потребления электроэнергии в 2014 г. (524,0 ТВтч) приходились следующие доли:

• Отрасль: 46,6% (244,4 ТВтч)
• Домохозяйства: 24,8% (129,7 ТВтч)
• Торговля и коммерция: 14,7% (77,0 ТВтч)
• Государственные учреждения: 9,9% (51,8 ТВтч)
• Транспорт: 2,2% (11,6 ТВтч)
• Сельское хозяйство: 1,8% (9,5 ТВтч)

По расчетам Федерального агентства по окружающей среде , с 1995 по 2000 год продажи электроэнергии выросли на одиннадцать процентов. После этого к 2005 году он упал примерно на семь процентов.

Потребление электроэнергии в частных домах

По данным Международного энергетического агентства (МЭА), оборот электроэнергии в частных домах в целом резко вырос за счет новых и дополнительных электроприборов . Хотя количество стиральных машин и холодильников снизилось из-за повышения энергоэффективности, потребление электроэнергии телевизорами, системами кондиционирования воздуха и компьютерами значительно выросло в то же время. Доля электроэнергии в общем энергопотреблении частных домохозяйств выросла в период с 1990 по 2004 год с 15 до 20 процентов.

Распределение использования электроэнергии в частных домохозяйствах было определено на основе данных о потреблении, собранных Энергетическим агентством Северного Рейна-Вестфалии от 380 370 домохозяйств, состоящих из одного до шести человек, которые участвовали в консультативной программе Энергетического агентства NRW «Проверка электроэнергии для домохозяйств». программа. Согласно этому, две области информационно-развлекательной электроники, «оргтехника» и «ТВ / аудио», являются наиболее энергоемкими и на них приходится четверть электроэнергии, потребляемой в частных домах. На четыре других области использования приходится около 10% каждой: горячая вода, охлаждение, освещение и приготовление пищи. Количество потребляемой электроэнергии может быть определено в зависимости от размера домохозяйства, при этом тип приготовления горячей воды (с электричеством или без него) имеет явное влияние (см. Таблицу).

Распределение потребления электроэнергии в частных домохозяйствах, результаты исследования Энергетического агентства NRW 2011

Институт энергетики и экологических исследований Гейдельберг названий, в частности. следующие причины увеличения спроса на электроэнергию, несмотря на все более эффективные конечные устройства:

• Оговорки по поводу новых методик, таких как Б. энергосберегающие лампы
• возрастающие требования к комфорту
• большая средняя жилая площадь
• все более широкое использование устройств все большего размера, а также неуклонно падающие затраты на приобретение товаров для дома и электроники

Все более широкое использование тепловых насосов для отопления жилых помещений и зданий в качестве замены систем отопления на ископаемом топливе, а также контролируемой вентиляции жилых помещений приводит к увеличению потребления электроэнергии в дополнение к экономии ископаемой первичной энергии.

Европейское сравнение

Потребление электроэнергии в странах ЕС в 2011 году, общее и пересчитанное на душу населения, источник: Stromvergleich.de
Примечание: эта таблица из "Stromvergleich.de" явно содержит ошибку в Греции: общее потребление верное, с населением около десяти миллионов человек. потребление на душу населения составляет 6 011,1 кВтч / год.

При сравнении стран ЕС , помимо общего потребления электроэнергии, также распространено преобразование в резидентов. Эта сравнительная цифра показывает общее потребление на душу населения и должна отличаться от частного потребления, которое значительно ниже. По общему потреблению электроэнергии на душу населения Финляндия была лидером среди стран ЕС с 15 372 кВтч / год. В среднем по ЕС потреблялось 6201 кВтч на человека в год, в Германии - 6648 кВтч в год, что немного выше среднего, в Италии - 5187 кВтч в год, что значительно ниже. В Австрии общее потребление электроэнергии на душу населения в 2011 году составляло 7762 кВтч / год, во Франции - 7042 кВтч / год и в Польше - 3433 кВтч / год.

Потребность в индивидуальных электрических устройствах

Ниже приведены некоторые примеры типичных потребностей бытовых приборов - затраты на электроэнергию относятся к рабочей цене 25 центов / кВтч.

• Фен с потребляемой мощностью 2000 Вт, которая используется в течение 5 минут в день требуется около 61 кВт - ч электроэнергии на 15 евро в год.
• Телевизор с плоским экраном с 150 ватт потребляемой мощности, которая используется по два часа в день, требуется около 110 кВт · ч электроэнергии в год за 28 евро.
• Электрическая печь с потребляемой мощностью 4000 Вт , что находится в эксплуатации в течение получаса в день , требуется 730 кВтч электрической энергии в год, который стоит 183 евро.
• Чайник мощностью 1200 Вт, который используется в течение 10 минут в день, потребляет 73 кВтч в год и вырабатывает электроэнергию на сумму 18 евро.
• Стиральная машина в класс энергопотребления A +++ с емкостью 6 кг требуется около 0,9 кВт · ч электрической энергии для стандартной стирки (хлопок, 60 ° C). Таким образом, электроэнергия для загрузки белья стоит немногим более 20 центов .

Фактические значения энергопотребления бытовой техники иногда сильно отличаются от информации производителя. Согласно исследованию, многие устройства на практике потребляют значительно больше энергии, чем указано. Поэтому дополнительное потребление часто составляет от 20 до 30 процентов, а в одном крайнем случае потребление было даже более чем в два раза выше.

Потенциал экономии

Смотри тоже

• Выработка энергии
• Управление электростанцией
• Умный счетчик

Индивидуальные доказательства

1. ↑ ^{а б в г} Т. Штробль, Ф. Зунич: Вассербау , Текущие основы - новые разработки . Springer-Verlag, Берлин / Гейдельберг / Нью-Йорк, 2006 г., ISBN 3-540-22300-2 .
2. ↑ Alea Business Software: Оценка потребления электроэнергии в Европе за 2016 год (на английском языке), 5 января 2017 г., по состоянию на 19 августа 2019 г.
3. ↑ Потсдамский институт исследований воздействия на климат : Спрос на электроэнергию в Европе меняется из-за изменения климата . 28 августа, 2017. Проверено 19 августа, 2019.
4. ^ ^{A b} J. Giesecke, E. Mosonyi: Гидроэлектростанции, планирование, строительство и эксплуатация . Springer-Verlag, Берлин / Гейдельберг / Нью-Йорк 2005, ISBN 3-540-25505-2 .
5. ↑ Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen, эВ: Валовая выработка электроэнергии в Германии с 1990 по 2013 год с разбивкой по источникам энергии. (PDF) 12 декабря 2013 г., архивировано с оригинала 1 февраля 2014 г . ; Доступ к 23 января 2014 года . 
6. ↑ Никлас Забойи: Дорогой переход энергии : Никто нас не подражает . В: FAZ.NET . ISSN  0174-4909 ( faz.net [ дата обращения 11 августа 2021 г.]). 
7. ↑ ^{a b} Федеральное статистическое управление: доля возобновляемых источников энергии в валовом потреблении электроэнергии в Германии. (Больше не доступны в Интернете.) 18 марта 2016, архивируются с оригинала на 11 мая 2016 года ; Доступ к 22 марта 2016 года . 
8. ↑ ^б Бундесфербанд дер Energie- унд Wasserwirtschaft эВ: потребление электроэнергии в Германии по группам потребителей в 2020 году 18 декабря 2020, доступ к 13 февраля 2021 года . 
9. ↑ Исследование частных домохозяйств - Немцы тратят энергию. tagesschau.de, 14 ноября 2006, доступ к 11 сентября 2007 года . 
10. ↑ Хольгер Дамбек: Spiegel Online: Потребление электроэнергии электрическими приборами резко возросло. 10 сентября 2007, доступ к 11 сентября 2007 . 
11. ↑ Энергетическое агентство NRW: Stromcheck - интерактивная онлайн-оценка , Дюссельдорф, 2013 г.
12. ↑ Energieagentur NRW: Презентация результатов исследования «Где остается электричество?» , Дюссельдорф, 2013 г.
13. ↑ ^{a b c} Энергетическое агентство NRW: Обзор «Где электричество?» (PDF; 4,0 МБ), Дюссельдорф, 2011 г.
14. ↑ ifeu: Эффективные модули советов по снижению потребления электроэнергии в частных домах , гл. 3.5 Факторы, влияющие на потребление электроэнергии, PDF, март 2006 г.
15. ↑ Примечание: в исходной таблице источника «Stromvergleich.de» есть очевидная опечатка: общее потребление верное, с населением около 10 миллионов человек потребление на душу населения составляет 6010 кВтч / год. Сравнение с официальным источником, например B. Евростат , последует (по состоянию на апрель 2013 г.)
16. ↑ Среднее энергопотребление в цифрах. www.Stromvergleich.de, 5 февраля 2013, доступ к 5 февраля 2013 года . 
17. ↑ Калькулятор, плита, фен и математика потребления электроэнергии. 17 января 2011, доступ к 20 января 2011 . 
18. ↑ Потребление электроэнергии в домашнем хозяйстве. Проверено 18 февраля 2013 года . 
19. ↑ Энергопотребление: сколько стоит стирка? Проверено 16 сентября 2014 года . 
20. ↑ Производители красивого энергопотребления бытовой техники. 21 июня, 2017. Проверено 21 июня, 2017 .