Расчетная мощность и установленная: как рассчитать формулой, их отличия

Содержание

как рассчитать формулой, их отличия

Количество потребляемой электрической энергии ежегодно возрастает. Основываясь на актуальной статистической информации, даже обычное кухонное оборудование стало потреблять в несколько раз больше энергии, по сравнению с предыдущими годами. Кроме того, в повседневной жизни люди используют компьютеры и многие другие приборы, работающие от сети. Сети электроснабжения часто не могут справиться с такими запросами. Здесь важно разбираться в рассматриваемых понятиях, какой максимальный уровень нагрузки способна выдержать сеть.

Что такое установленная мощность?

Многие модели электротехнического оборудования имеют специальную маркировку, которая указывает на количество тока, выдаваемое во время их нормальной работы в штатном режиме (номинальная величина).

Приборы энергопотребления

Чтобы выполнить расчет, суммируются номинальные значения этих показателей для всех устройств, работающих от электричества и размещенных на объекте. Под рассматриваемым понятием понимают ту мощность, которая генерируется или потребляется промышленным предприятием, территориальной единицей или обособленной отраслью. В качестве номинала может быть взят активный или полный показатель.

Действующая электроустановка

В энергетической промышленности под этим понятием подразумевают наибольшую активность электрической установки при работе в течении длительного промежутка времени без зафиксированных перегрузок, согласно технической инструкции.

Важно! Расчет рассматриваемой величины играет важную роль в процессе проектирования электрических установок. Полученные данные станут залогом бесперебойной работы оборудования на протяжении долгого времени.

Что такое расчетная мощность?

Под этим определением понимают установленный показатель, позволяющий подключить некое количество единиц техники одновременно. Если превысить их допустимое число, защитная автоматическая система может выйти из строя. Расчет установленной мощности выполняется путем суммирования этого показателя, которым характеризуется каждый подключенный прибор в системе.

Важно! Межэтажное пространство жилого дома снабжено электрощитом и вводным устройством, от которого проложены кабели до каждой квартиры. В случае, когда система располагается в жилом помещении, в него прокладывают кабель с необходимым сечением. Для защиты разводящих линий устанавливают автомат, счетное устройство и щит для равномерного распределения нагрузок на каждой линии.

Электрощит

Отличия расчетной мощности от установленной

Нередко возникает вопрос: «Чем отличается установленная мощность от расчетной?». Номинальное значение установленной величины указывается на упаковке оборудования самим изготовителем. Оно дает представление о том, как прибор будет работать в бесперебойном режиме на протяжении долгого времени. Расчетная же величина говорит о фактической величине, которая изменяется в процессе колебания нагрузок по наибольшему возможному воздействию на единицу электросистемы.

Несмотря на различия, оба понятия, все же связаны друг с другом. Такая связь учитывается при осуществлении проектных работ. Установленное значение вычисляется на основе расчетного, с учетом коэффициентов для единовременного включения всех нагрузок в системе.

Как повысить расчетную мощность

Для увеличения расчетных данных вводят дополнительный кабель с нужным сечением, величину которого определяют специалисты. Это дает гарантию, что пиковые нагрузки не выведут из строя электрическую систему. Процесс считается затруднительным из-за обязательного согласования работ с муниципальными структурами и дополнительными затратами.

Средние нагрузки

Вычисление нагрузок выполняется по двум причинам:

  • Зная выделенную мощность для конкретного дома, его жильцы могут обратиться в компанию энергосбыта для того, чтобы получить именно те значения, которые им необходимы;
  • Основываясь на средних нагрузках, выбираются номинальные токи защитных аппаратов и проводники с оптимальным сечением.

Важно! Для определения средних нагрузок необходимо вычислить установленную величину и знать расчетные коэффициенты, которые принимаются во внимание в вычислениях. Один из них – коэффициент спроса. Средние нагрузки нужно знать для вычисления количества потерянной электрической энергии за годовой период.

Для расчетов средней нагрузки (  используют также отношение общего количества потребляемой за смену энергии с максимальной загруженностью ( ) и длительностью смены, измеряемой в часах ( ):

Формулы вычисления мощностей

Для расчета установленной мощности электроустановки можно взять наглядный пример осветительной установки.

Осветительная установка

Установленная мощность ( ) вычисляется во время выбора ламп и по итогам технических расчетов. Для этого складываются мощности всех ламп накаливания в системе, и формула выглядит следующим образом:

, где  – номинальные мощности ламп накаливания,  – та же базовая величина для люминесцентных ламп с низким давлением,  – мощность дуговых ламп (ртутных, низкого давления).

По разным причинам, часть осветительных элементов может не работать. В этом случае расчетная мощность ( ) – это произведение установленного значения ( ) и коэффициента спроса, который рассчитывается по формуле:

=, где  – активная мощность за 30 минут работы системы. Тогда = .

Важно! Определение установленной и расчетной мощностей имеет важное значение для многих отраслей промышленности и энергетического комплекса. Расчеты этих величин используют при проектировании осветительных установок, организации электроснабжения в жилых домах, городского освещения и в других областях, которые нуждаются в обеспечении электричеством.

Электротехническое оборудование

Знание установленных и расчетных значений мощностей позволяет вычислить допустимые нагрузки, которым будет подвергаться эксплуатируемое электротехническое оборудование, что позволит использовать его с максимальной эффективностью.

Расчетная мощность и установленная мощность

В современных условиях наблюдается постоянный рост потребляемой электроэнергии. Полученные данные показывают, что мощность только кухонного оборудования увеличилась в два раза. Кроме этого, появилось большое количество кондиционеров, компьютеров и другой техники. Большинство электрических сетей уже не справляются с возрастающими нагрузками. Поэтому каждый хозяин квартиры или частного дома должен иметь представление о том, что такое расчетная и установленная мощность. Эта проблема в полной мере касается и промышленных предприятий с современным энергоемким оборудованием.

Что такое расчетная мощность

Не только в новых, но и в старых домах владельцы жилья подключают новые виды бытовой техники и оборудования. Увеличение нагрузки может вызвать сбои в работе электрической сети, поэтому вопрос мощности подведенного кабеля нужно выяснить заранее. Эту информацию можно найти в акте разграничения балансовой ответственности или в справке о разрешенных мощностях, где указывается конкретная расчетная и установленная мощность.

Определение расчетной мощности известно также как мощность одновременного включения. Данный параметр указывает на возможное подключение установленного количества потребителей, имеющихся в квартире. В случае включения излишнего оборудования, автоматические защитные устройства просто выйдут из строя. Сумма мощностей всех приборов будет соответствовать установленной мощности. Однако в случае одновременного включения, в сети возникнут значительные перегрузки, что приведет к срабатыванию защитных устройств. Именно средства защиты позволяют установить определенный предел нагрузки, разрешенный для конкретного жилья.

Во многом значение расчетной мощности зависит от ввода. Каждая лестничная площадка оборудуется электрощитком с вводным автоматом, через который осуществляется ввод в квартиру кабеля с необходимым сечением. После этого внутри помещения размещаются все остальные элементы системы электроснабжения, в том числе и щит с устройствами распределения нагрузки по отдельным линиям.

В большинстве домов старой постройки подключено однофазное питание с напряжением 220 В. Именно такое подключение препятствует чрезмерной нагрузке на линию и не дает возможности подключения всех современных приборов. Эта проблема решается с помощью трехфазного ввода на 380 вольт. Он состоит из трех линий, перераспределяющих на себя общую нагрузку. В случае интенсивного энергопотребления происходит равномерное распределение нагрузки на каждую фазу.

Поэтому прежде чем планировать приобретение бытовой техники и оборудования, необходимо заранее выяснить, какой ток подведен в квартиру. Если подведены три фазы, то никаких проблем не будет, поскольку на один ввод приходится от 14 до 20 кВт, что позволяет свободно подключать все необходимые приборы. Однако в старых постройках с однофазным вводом и алюминиевым кабелем, максимальная мощность нагрузки составляет всего 4 кВт. В этом случае об использовании каких-либо устройств, кроме освещения не может быть и речи. Потребуется выделение дополнительной мощности, и по данному вопросу необходимо обращаться в соответствующие службы.

Что такое установленная мощность

Для того чтобы заранее спланировать установку в доме или квартире бытовой техники и оборудования, необходимо произвести оценку максимальной мощности, потребление которой будет осуществляться из электрической сети. Простое арифметическое сложение мощностей всех имеющихся потребителей не дает точных результатов, из-за своей неэффективности и неэкономичности.

Как правило, при такой оценке используются определенные факторы, учитывающие коэффициент использования и разновременность работы подключенных устройств. Кроме того, учитываются не только действующие, но и предполагаемые нагрузки. В результате, получается установленная мощность, измеряемая в кВт или кВА.

Значение установленной мощности будет равно сумме номинальных мощностей каждого прибора и устройства. Однако это значение не будет фактически потребляемой мощностью, которая практически всегда выше номинала. Данный параметр необходимо знать для того, чтобы правильно выбрать номинальную мощность того или иного устройства.

В промышленном производстве существует понятие полной установленной мощности. Этот показатель представляет собой арифметическую сумму полных мощностей каждого отдельно взятого потребителя. Он не совпадает с максимальной расчетной полной мощностью, поскольку при его расчетах используются различные коэффициенты и поправки.

Как повысить расчетную мощность

Если технические условия позволяют выделить дополнительную мощность, в этом случае на руки выдается соответствующее разрешение на выполнение электромонтажных работ. В итоге будет произведен ввод дополнительного кабеля необходимого сечения, определяемого специалистами. Это позволит выдерживать все предполагаемые нагрузки.

Однако на практике решение этой проблемы сопряжено с большими трудностями, прежде всего это связанными с согласованиями в различных структурах и инстанциях. Кроме того, дополнительные мощности отсутствуют и взять их просто негде. Существующие сети и так уже работают с полной нагрузкой. Иногда дополнительные мощности находятся в другом районе, что потребует прокладки к дому новой кабельной линии. Внутри дома также выполняется прокладка нового магистрального силового кабеля. Все изменения оформляются документально и фиксируются в техническом паспорте жилища.

Особые сложности возникают в домах старой постройки с однофазными линиями и отсутствующим заземлением. Здесь не поможет замена старой электропроводки на более новую, пропускная способность все равно останется старой и не позволит включать дополнительные приборы. В этом случае потребуется полная замена проводки на трехфазную линию с установкой всех необходимых защитных и распределительных устройств.

Определение расчетной мощности по установленной мощности и коэффициенту спроса — Электрические нагрузки и графики потребления электрической энергии

Определение расчетной мощности по установленной мощности и коэффициенту спроса является приближенным методом в частности потому, что Кс меняется с изменением числа однородных приемников в одном узле, а в справочниках дается постоянной величиной и рекомендуется лишь как предварительный.

Пример 1. Определить расчетную нагрузку группы приемников бетоносмесительного цеха ДСК. Исходные данные (выделены полужирным шрифтом) и результаты расчета сведены в таблице ниже.

Исходные данные и результаты расчета

Группа приемниковЧисло приемников n, шт.Суммарная установленная мощность, Ру кВтКоэффициент спроса КсCOS φtg φРасчетные нагрузки
активная Рр, кВтреактивная Qp, кварполная S, кВ А
Конвейер16191,40,80,750,882153,1135
Вибратор23158,50,60,750,8829583,8
Вентилятор, насос8180,80,850,6214,48,9
Дозатор290,350,51,7323,25,4
Итого49376,90,60,6971,03225,7232,2324,2

Величины Кр, Кс и cos φ приняты по справочным материалам. Кр принят равным 1. Значения Кс для всех групп вычислены по суммарным установленным и расчетным мощностям:

Метод упорядоченных диаграмм

Наиболее универсальным и рекомендуемым является метод упорядоченных диаграмм, который положен в основу «Временных руководящих указаний».

Расчетная нагрузка группы приемников Pр, соответствующая известному получасовому максимуму нагрузки Рр (30), определяется по формуле

Pр = Кмакс Pсм,

где Кмакс — коэффициент максимума активной мощности — выбирается из таблицы, ключом к которой является коэффициент использования Ки, выбираемый по справочникам для каждой группы приемников:

где в числителе стоит квадрат суммы номинальных активных мощностей всех n-приемников данной группы, а в знаменателе — сумма квадратов номинальных активных мощностей отдельных приемников группы. Если все приемники группы имеют одинаковую номинальную мощность, то

nэ=(nРN)2/ nР2N=n.

Если приемники группы имеют различные номинальные мощности, то nэ<n, br=””>
РсмиРу

При nэ <4 расчетная мощность может быть определена как сумма номинальных мощностей:</n,>

Расчетная активная мощность узла электроснабжения, включающего n групп приемников, определяется по формуле

где Рсм — средняя мощность группы за наиболее загруженную смену.

Кмакс выбирается из справочных таблиц по общему эффективному количеству приемников для всего узла и по среднему значению коэффициента использования Ки, который определяется по формуле

Qp определяется по аналогичным формулам:

Qp Кмакс Qсм;
Qcm = Рсмtgφ;

Полная мощность вычисляется так:

Sp= √P2p + Q2p.

Расчет осветительных нагрузок может быть проведен методом удельной нагрузки на единицу площади по формуле

Pр. о= Pуд S,

где Pуд — выбирается по справочным данным; S — площадь помещения, м2.

«Электроснабжение строительно-монтажных работ», Г.Н. Глушков

Расчет мощности бытовой электрической сети

В данной статье приведен порядок расчета нагрузки бытовой электрической сети по установленной мощности и коэффициенту спроса (так называемый метод коэффициента спроса).

Рассчитанная по данной методике электрическая бытовая мощность может применяться для выбора аппаратов защиты и сечения кабелей электропроводки.

  1. Методика расчета бытовой мощности

Расчет мощности бытовой электросети по методу коэффициента спроса производится в следующем порядке:

Справочно: Так как в соответствии с действующими правилами силовые и осветительные сети принято разделять, расчет необходимо производить раздельно для силовой сети (розеточных групп) и сети освещения.

1) Определяется установленная (суммарная) электрическая мощность (Pуст) отдельно для силовой сети (розеточной группы) — Pуст-с и сети освещения Pуст-о:

Pуст-с=P1+P2+…+Pn

где: P1,P2,Pn — мощности отдельно взятых электроприемников (электрических приборов) в доме. При отсутствии фактических значений мощностей их можно принять нашей таблице мощностей бытовых электроприборов.

Pуст-о=P1*n1+P2*n2+…+Pn*nn

где: P1,P2,Pn — мощность одной отдельно взятой лампы каждого типа в доме;

n1, n2, nn, — количество ламп каждого типа.

Примечание: при отсутствии данных о мощности и количестве ламп для расчета установленной мощности сети освещения можно воспользоваться нашим онлайн-калькулятором расчета освещения помещения по площади помещения.

2) Исходя из установленной определяем расчетную мощность:

При определении мощности бытовой электросети необходимо учитывать, что все имеющиеся в доме электроприборы, как правило, одновременно в сеть не включаются поэтому для определения расчетной мощности применяется специальный поправочный коэффициент называемый коэффициентом спроса, значение которого принимается исходя из установленной мощности (суммарной мощности бытовых электроприборов):

Примечание: При значении установленной мощности силовой сети до 5 кВт включительно коэффициент спроса рекомендуется принимать равным 1.

Расчетную мощность так же определяем раздельно:

  • Для силовой сети:

Pрс=Pуст-ссс

где: Pуст-с — установленная мощность силовой сети;

Ксс — коэффициент спроса для силовой сети.

  • Для сети освещения:

Pро=Pуст-осо

где: Pуст-о — установленная мощность сети освещения;

Ксо — коэффициент спроса для сети освещения.

  • Общую расчетную мощность бытовой сети можно получить получить сложив расчетные мощности силовой сети и сети освещения:

Pобщ.=Pрс+Pро

Полученные значения расчетных мощностей можно применять для определения расчетного тока сети и выбора аппаратов защиты (автоматических выключателей, УЗО и т.д.), а так же расчета сечения электропроводки. Подробнее об этом читайте в статье: Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты.

Так же для данных расчетов можно воспользоваться следующими нашими онлайн калькуляторами:

ВАЖНО! В случае применения для расчета аппаратов защиты (автомата, дифавтомата, УЗО) вышеуказанных онлайн калькуляторов с использованием значения расчетной мощности определенного по методике приведенной в данной статье в калькуляторах при выборе типа указанной мощности следует поставить галочку в пункте: «Мной указана максамальная разрешенная к использованию мощность (проектная/расчетная мощность, либо мощность указанная в договоре электроснабжения)», т.к. в противном случае калькулятор использует при расчете коэффициент спроса который вами уже учтен, что приведет к некорректному расчету.

  1. Пример расчета мощности бытовой сети

Для примера расчета бытовой мощности возьмем частный дом в котором имеются следующие электроприемники:

В силовой сети:

  • стиральная машина — 2000 Вт
  • микроволновая печь — 1800 Вт
  • мультиварка — 1200 Вт
  • кухонная вытяжка — 120 Вт
  • пылесос — 550 Вт
  • телевизор — 130 Вт
  • персональный компьютер — 350 Вт
  • принтер — 60 Вт

В сети освещения: 

  • Лампочки накаливания — 6 шт по 75 Вт
  • Энергосберегающие лампочки — 8 шт по 22 Вт

Производим расчет мощности силовой сети:

  • Установленная мощность (сумма мощностей всех электроприборов): 

Pуст-с=2000+1800+1200+120+550+130+350+60=6210 Вт

теперь переведем данную мощность в киловатты для чего необходимо разделить полученное значение на 1000: 

Pуст-с=6210/1000=6,21 кВт

  • Определяем расчетную мощность силовой сети, для чего умножаем полученную установленную мощность на коэффициент спроса значение которого определяем по таблице выше (Ксс принимаем равным 0,8):

Pрс=Pуст-ссс=6,21*0,8=4,968 кВт 

По аналогии определяем мощность сети освещения:

  • Установленная мощность сети освещения: 

Pуст-о=6*75+8*22=450+176=626 Вт (или 0,626 кВт)

  • Определяем расчетную мощность силовой сети (учитывая малую мощность сети освещения и тот факт, что в такой небольшой сети все лампочки могут одновременно работать длительный период времени коэффициент спроса для сети освещения (Ксо)принимаем равным 1):

Pро=Pуст-ссо=0,626*1=0,626кВт 

  • Общая мощность бытовой сети составит:

Pобщ. =Pрс+Pро=4,968+0,626=5,594 кВт

Применим рассчитанные значения для определения номинального тока автоматического выключателя и сечения кабеля с помощью соответствующих онлайн калькуляторов (на примере силовой сети):

Автоматический выключатель для силовой сети определяем с помощью Онлайн-калькулятора расчета автомата по мощности:

Сечение кабеля для силовой сети определяем с помощью Онлайн-калькулятора расчета сечения кабеля по мощности:


Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросыПишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

↑ Наверх

Электрическая мощность. Краткие определения. Расчет и формула мощности.

Электрическая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является ватт (русское обозначение: Вт, международное: W).

Обозначается литерой — P.

Формулы расчета электрической мощности:

P = U * I

P — мощность в ваттах,

U — напряжение в вольтах,

I — Ток в амперах.

P = I2 * R

P — мощность в ваттах,

I — ток в амперах,

R — сопротивление нагрузки в омах

P = U2 / R

P — мощность в ваттах,

U — напряжение в вольтах,

R — сопротивление нагрузки в омах

Пример расчета.

Мы имеем в однофазной сети 220 вольт кабельную линию защищенную автоматом с номинальным током 16 ампер. Соответственно, максимальный электропотребитель, который мы можем запитать через эту кабельную линию — 3520 Ватт ( 220 вольт умноженны на 16 Ампер).

Либо у нас есть электрический обогреватель на 2 кВт (2000 ватт) при включении его в розетку его потребляемый ток (ток в цепи) будет 9,1 Ампер.

Мощность установленная и расчетная в чем разница.

Часто на схемах энергоснабжения и в пояснениях встречаются понятия установленной и расчетной мощности.

Установленная мощность — Pу — максимальная потребляемая мощность электроприбора. 

Расчетная мощность (расчетная нагрузка) Рр — это установленная мощность с определенным коэффициентом спроса К, которые можно посмотреть в СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»

Расчетная мощность относится не конкретно к какому-либо электропотребителю, а к группе потребителей.

Примеры для понимания:

1. У нас есть три потребителя — 4х комфорочная электроплита, телевизор, люстра, бра.

Установленная мощность — это сумма максимальной потребляемой мощности всех этих электроприборов. То есть мощность включенной со всеми комфорками электроплиты + люстра + телевизор + бра.

Но поскольку, мы редко включаем все потребители полностью, для расчетов используется расчетная мощность групп потребителей, которая  всегда меньше установленной мощности, за исключением уличного освещения.

2. В многоквартирном доме 100 квартир-студий, в каждой из которых по одному светильнику на 20 Вт. В данном случае Ру = 2000 Вт.

Но в связи с тем, что вероятность включения светильников во всех квартирах одновременно низка, для расчетов используются определенные коэффициенты и Рр = Ру * К

Расчет электрических нагрузок | Electric-Blogger.ru

2018-03-08 Статьи  

Сегодня речь пойдет о том, как правильно выполнить расчет потребляемой мощности электроэнергии для частного дома, что такое установленная и расчетная мощность нагрузки и для чего вообще нужны все эти расчеты.

Расчет электрических нагрузок производится по двум основным причинам.

Во первых имея представление, какая выделенная мощность нужна для вашего дома, вы можете обратиться в свою энергосбытовую компанию с целью получения именно той мощности, которая вам необходима. Правда надо учитывать наши реалии, далеко не всегда вам пойдут на встречу. В сельской местности зачастую электросети находятся в весьма плачевном состоянии и действует жесткий лимит на выделяемую электроэнергию, поэтому в лучшем случае вам выделят не более 15 кВт, а порой даже этого не добиться.

Во вторых расчетная мощность всех потребителей является основным показателем при выборе номинальных токов защитных и коммутационных аппаратов, а также при выборе необходимого сечения проводников.

Итак, выполнив расчет электрических нагрузок всех наших потребителей, мы узнаем суммарную расчетную мощность (расчетный ток). Под этим понятием подразумевается мощность, равная ожидаемой максимальной нагрузке сети за 30 минут.

Для того, чтобы правильно выполнить расчет нам необходимо знать установленную мощность всех электроприемников и расчетные коэффициенты.

Установленная мощность — это сумма номинальных мощностей всех устройств-потребителей электроэнергии в доме. Значение номинальной мощности берется из паспортных данных на электрооборудование и не является фактической мощностью потребления.

Расчетные коэффициенты, которые необходимо учитывать при расчетах — коэффициент спроса Кс, коэффициент использования Ки и коэффициент мощности cos φ.

Коэффициент спроса — это отношение совмещенного получасового максимума нагрузки электроприемников к их суммарной установленной мощности. То есть он вводится с учетом того, что в любой момент времени не все электроприборы будут потреблять свою полную мощность.

Кс = Рр/Ру ,

где Рр – расчетная электрическая нагрузка, кВт;
Ру – установленная мощность электроприемников, кВт.

Коэффициент использования — это отношение фактически потребляемой мощности к установленный мощности за определенный период времени.

Ки = Р/Ру

Коэффициент мощности cosφ — это отношение активной мощности, потребляемой нагрузкой к ее полной мощности.

cosφ = Р/S 

где P – активная мощность, кВт;
Ру – полная мощность, кВА.

Все коэффициенты принимаются из таблиц соответствующих нормативных документов. Также ниже в таблице указана паспортная (номинальная) мощность отдельных электропотребителей.

Наименование Номинальная мощность кВт Расчетные коэффициенты
спроса Кс использования Ки
Стиральная машина 2 1,0 0,6
Посудомоечная машина 2 0,8 0,8
Проточный водонагреватель 3,5 0,4 1,0
Кондиционер 2,5 0,7 0,8
Электрокамин 2 0,4 1,0
Бойлер 6 0.6 0,9
Электрообогреватель 2 0,8 1,0
Тепловентилятор 1,5 0,9 0,9
Теплый пол 60 Вт/м2 0,5 1,0
Кухонные комбайны, кофеварки, электрочайники(суммарно) 4-5 кВт 0,3 1,0
Сауна 4-12 кВт 0,8 0,8
Душевая кабина 3,0 0,6 0,8
Газонокосилка 1,5 0,4 0,8
Погружной насос 0,75 – 1,5 кВт 0,8 0,9
Компьютеры 0,5 0,6 1,0
Бытовая розеточная сеть (телевизор, холодильник, утюг, пылесос и т.д) 100 Вт/розетку 0,7 — 1,0
Освещение кухни 25-30 Вт/м2 1,0 0,8
Освещение коридора 20-25 Вт/м2 0,8 0,8
Освещение гостиной 35-40 Вт/м2 0,8 0,8
Освещение спальни 25-30 Вт/м2 1,0 0,8

Для примера предположим, что у нас есть дачный домик с двумя комнатами, кухней и прихожей. Питание дома однофазное. Для дальнейших расчетов составим таблицу со всеми имеющимися в доме электропотребителями.

Помещение Потребители Номинальная мощность кВт
Кухня Освещение
2 Розетки
Стиральная машина
Холодильник
0,1
0,2
2,2
0,7
Комната Освещение
3 Розетки
Электрообогреватель
Компьютер
0,2
0,3
2
0,5
Комната Освещение
2 Розетки
Вентилятор
0,1
0,2
0,3
Прихожая Освещение
2 Розетки
0,1
0,3

Далее переходим уже непосредственно к расчету мощности с учетом всех коэффициентов. Все однотипные электроприемники, такие как розеточная сеть, освещение, объединим в группы и сложим их номинальную мощность. Остальные приемники посчитаем отдельно.

Потребители Номинальная мощность кВт Расчетные коэффициенты Расчетная мощность Расчетный ток
Спроса Использования Мощности Активная кВт Полная кВА
Освещение 0,5 0,7 0,8 1 0,28 0,28 1,3
Розетки 1 0,3 0,8 0,8 0,24 0,3 1,4
Стиральная машина 2,2 1 0,6 0,75 1,32 1,76 8
Холодильник 0,7 0,8 0,65 0,56 0,9 4
Электрообогреватель 2 0,8 1 1 1,6 1,6 7,3
Компьютер 0,5 0,6 1 0,65 0,3 0,5 2,3
Вентилятор 0,3 1 0,75 0,3 0,4 1,9
7,2 4,6 5,74 26,2

Для определения расчетной активной мощности необходимо номинальную (установленную) мощность умножить на коэффициенты спроса и использования — Pр = Pу * Кс * Ки.

Полную мощность находим, разделив расчетную активную мощность на коэффициент мощности — S = Pp/cos φ.

Расчетный ток для однофазной сети определяется по формуле Ip = Pp/U*cos φ или Ip = S/U. Для трехфазной сети формула будет иметь такой вид Ip = Pp/1,73*U*cos φ или Ip = S/1,73*U.

Для того, чтобы примерно прикинуть какая мощность нужна для дома, можно и не делать таких подробных расчетов. Достаточно сложить установленную мощность потребителей, которые будут использоваться и умножить это значение на коэффициент спроса.

Номинальная мощность кВт до 14 20 30 40 50 60 70 и более
Коэффициент спроса 0,8 0,65 0,6 0,55 0,5 0,48 0,45

Правда надо учитывать, что это значение будет очень приблизительное и в дальнейшем его придется корректировать.

определение расчетной нагрузки

табл.1. Показатели электрических нагрузок электроприемников

Электроприемники

Ки

Кс

cosφ

tgφ

Металлорежущие станки мелкосерийного производства: мелкие токарные, строгальные, долбежные, фрезерные, сверлильные,
карусельные, точильные и т.п.

0,12

0,14

0,4

2,35

То же, но крупносерийного производства

0,16

0,2

0,5

1,73

Штамповочные прессы, автоматы, револьверные, обдирочные, зубофрезерные, а также крупные токарные, строгальные фрезерные,
карусельные и расточные станки

0,17

0,25

0,65

1,15

Приводы молотов, ковочных машин, волочильных станов, бегунов, очистных барабанов

0,2

0,35

0,65

1,15

Многоподшипниковые автоматы для изготовления деталей из прутков

0,2

0,23

0,5

1,73

Автоматические поточные линии обработки металлов

0,5..0,6

0,5..0,6

0,7

1,0

Переносной электроинструмент

0,06

0,1

0,5

1,73

Насосы, компрессоры, двигатель-генераторы

0,7

0,75

0,8

0,73

Эксгаустеры, вентиляторы

0,65

0,7

0,8

0,73

Элеваторы, транспортеры, шнеки, конвейеры несблокированные

0,4

0,5

0,75

0,86

То же, сблокированные

0,55

0,65

0,75

0,86

Краны, тельферы при ПВ = 25%

0,05

0,1

0,5

1,73

То же при ПВ = 40%

0,1

0,2

0,5

1,73

Сварочные трансформаторы дуговой сварки

0,3

0,35

0,35

2,58

Сварочные машины шовные

0,25

0,35

0,7

1,0

То же стыковые и точечные

0,35

0,6

0,6

1,32

Сварочные автоматы

0,35

0,5

0,5

1,73

Однопостовые сварочные двигатель-генераторы

0,3

0,35

0,6

1,32

Многопостовые сварочные двигатель-генераторы

0,5

0,7

0,7

1,0

Печи сопротивления с непрерывной автоматической загрузкой изделий, сушильные шкафы

0,7

0,8

0,95

0,33

То же, с периодической загрузкой

0,5

0,6

0,85

0,62

Мелкие нагревательные приборы

0,6

0,7

1,0

1,0

Индукционные печи низкой частоты

0,7

0,8

0,35

2,58

Двигатель-генераторы индукционных печей высокой частоты

0,7

0,8

0,8

0,75

Ламповые генераторы индукционных печей

0,7

0,8

0,65

1,15

Номинальная мощность — обзор

Значимые проекты

Последние десять лет Петромин тщательно изучает и реализует различные проекты как в добыче, так и в переработке нефти и газа. Пятилетние планы Petromin охватывали все наши инвестиции в переработку, тогда как планы и программы Saudi Aramco касались большей части нынешних и будущих разработок Саудовской Аравии в области разведки и добычи нефти и газа.

Всего в течение третьей пятилетки (1980-85) утверждено строительство тринадцати крупных нефтегазовых проектов.Предполагается, что заводы по производству основных нефтепродуктов, заводы по переработке базовых масел, заводы по смешиванию смазочных материалов, а также заводы по производству этилена, метанола, аммиака и карбамида будут введены в эксплуатацию в период с 1983 по 1985 год.

Среди энергетических проектов Саудовской Аравии следующие , которые сейчас находятся на различных стадиях планирования, строительства и завершения, призваны оказать очень значительное влияние на будущую международную энергетическую отрасль.

Международный маркетинг нефти . После 100-процентного поглощения Aramco национальное участие Саудовской Аравии в международном маркетинге сырой нефти и нефтепродуктов будет расти быстрыми темпами.С появлением наших экспортных нефтеперерабатывающих заводов доступность сырой нефти для экспорта в будущем будет постепенно снижаться. Это будет заменено экспортом продукции. Petromin уже начал операции по прямому маркетингу сырой нефти в 1973 году. К началу 1981 года объем наших прямых продаж нефти достиг около 2 миллионов баррелей США в день. Что касается нефтепродуктов и газоконденсатных углеводородов, то общий объем наших прямых продаж нефти составил более 800 000 баррелей в день. различных нефтепродуктов будет поставляться на мировые рынки к 1985 году, а также более 12 миллионов тонн сжиженного газа ежегодно, как с восточного, так и с западного побережья Саудовской Аравии.Наша ценовая политика уже сформирована и основана на ценах мирового рынка. То есть, если рынок мягкий, цены будут ниже, чем в противном случае. Если рынок будет сильным, цены пойдут вверх.

Проекты НПЗ. В следующей таблице показаны номинальные мощности нынешних и будущих нефтеперерабатывающих заводов Саудовской Аравии:

ОСНОВНОЙ ВНУТРЕННИЙ ОСНОВНОЙ ЭКСПОРТ
тыс. Баррелей / канадских долларов тыс. Баррелей / CD
Существующие Новые
Aramco, Ras Tanura 450 * Petromin / Petrola at Rabigh (1981/83) 325
Джидда О.R.C. 90 * Petromin / Mobil at Yanbu (1984) 250
Эр-Рияд, О.Р.С. 120 * Petromin / Shell в Джубайле (1984) 250
660 825
Любереф 4
Новый
Petromin Yanbu (1982) Фаза I 170 Petromin / Texaco Chevron Lube Oil Refinery 12
Petromin Yanbu (1985) Фаза II 250 At Jubail (самый большой сингл -поездной Lube в мире) Petromin / Ashland Lube Oil Refinery в Янбу 5
420
1084
* Возможные дополнительные установки на каждом из вышеперечисленных после 1985 года 750
1592

При внедрении нашей доработки В рамках своей политики мы сознательно выбрали подход совместных предприятий для наших ориентированных на экспорт нефтеперерабатывающих заводов.Наше решение признало наши ограничения и необходимость сотрудничать с лучшими, чтобы получить лучшее. Партнеру по совместному предприятию нужен надежный и надежный источник поставок топлива и сырья. Он приветствует привлекательные условия финансирования и чрезвычайно современную, эффективную и обширную инфраструктурную поддержку своего проекта. Для нас, как производителей, мы приветствуем новые отношения с этими компаниями на основе их потенциального вклада в наши усилия. В данном случае обеспечение поставок нефти и газа для проектов совместного предприятия привело к созданию крупных проектов совместно с иностранными компаниями, которые предоставили свой маркетинговый и управленческий опыт.Таким образом, к началу 1974 года были начаты переговоры о совместном предприятии для создания различных проектов в области экспортной переработки, нефтехимии, стали, алюминия и удобрений, которые фактически предлагали нам необходимую передачу технологий и техническое управление, а также доступ к мировому маркетингу этих компаний. сети.

Нефтеперерабатывающие заводы, которые мы строим, будут самыми технически совершенными. Они будут учитывать меняющиеся требования рынка и, таким образом, будут в значительной степени ориентированы на белый продукт, производя значительную долю бензинов и средних дистиллятов.

Партнеры по совместному предприятию будут иметь право на 50% нефтепродуктов, доступных для экспорта, которые будут распространяться по их собственным каналам. Остальные 50% будут реализованы компанией «Петромин». Во всех случаях цены на продукты будут соответствовать ценам международного рынка.

Саудовская основная газовая система для сбора, обработки и транспортировки попутного газа, ранее сжигавшегося в основном на факелах, призвана стать важной вехой в развитии международной газовой промышленности.Совокупный объем производства сделает Саудовскую Аравию крупнейшим в мире экспортером ШФЛУ к середине 1980-х годов.

С начала шестидесятых годов Петромин изучает наилучшие способы и средства использования сжигаемого попутного газа. В прошлом из-за низких цен на нефть никакая схема такой добычи не считалась осуществимой, что приводило к потере миллиардов тонн газа. Когда в 1973 году была проведена реструктуризация мировой системы цен на нефть, Петромин возглавил создание крупнейшей в мире системы сбора и обработки газа для эксплуатации 3.6 миллиардов кубических футов попутного газа в сутки. К апрелю 1980 года мы запустили первый завод, и сжиженный природный газ был отгружен для экспорта на международные рынки.

Значение таких разработок заключается не только в их чистом увеличении доступности углеводородных производных на мировом рынке, но и в замене природного газа нефтью в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности Саудовской Аравии, а также на заводах по опреснению воды и выработке электроэнергии. .

Подземное хранение остаточного газа и продуктов ШФЛУ дополнит Саудовскую газовую программу.Это также будет значительным шагом на пути к сохранению и развитию национальных энергетических резервов.

Нефтяные и газоконденсатные параллельные трубопроводы на Трансарабском полуострове протяженностью 1250 км от Восточной провинции до Янбу на побережье Красного моря будут играть важную роль в превращении побережья Красного моря в важный промышленный центр и международный экспортный терминал для нефть, нефтепродукты, газоконденсат и нефтехимия. Для этого потребуется большое количество нефти и сжиженного нефтяного газа примерно на 5000 миль ближе к Западной Европе, чем из других альтернативных источников из Персидского залива.Это также означало бы дополнительные экономические и другие преимущества для Саудовской Аравии и западного мира.

Энергетический транспорт . Емкость танкера, необходимая для транспортировки продукции Саудовской Аравии с максимальной производительностью 12 миллионов баррелей в день, оценивается как эквивалент одной трети от общей емкости международных танкеров дедвейтом 3000 т и более. Это отражает размер потребностей Саудовской Аравии в транспортировке энергии, которые поистине огромны.

Саудовская Аравия имеет все ресурсы для активного участия в этом огромном рынке транспортировки энергии в ближайшие годы.Роль Арабской морской нефтяной транспортной компании (AMPTC) в этой области также будет очень значительной.

Долгосрочные проекты . Среди долгосрочных энергетических проектов — программы альтернативной энергетики. Неотъемлемая конечность ресурсов нефти и газа делает необходимым развитие альтернативных источников энергии для удовлетворения долгосрочных потребностей страны в энергии. Однако пока мы можем использовать только нефть и природный газ, а также немного солнечную энергию. К 1985 году природный газ будет обеспечивать более 30 процентов наших потребностей в энергии.Тем не менее, к 2000 году наше потребление нефти будет значительным. По нашим оценкам, к 1990 году мы сами будем потреблять более одного миллиона баррелей нефти в день и примерно вдвое меньше природного газа и сжиженного нефтяного газа. Я надеюсь, что другие варианты энергии, такие как ядерная и солнечная, также внесут существенный вклад в наш энергетический баланс в конце 1990-х годов, чтобы освободить часть нефти от необходимости удовлетворять возрастающие потребности Саудовской Аравии в энергии.

Любое количество нефти, заменяемое альтернативными источниками энергии в Саудовской Аравии, означает улучшение доступности нефти на мировых рынках.

Понимание мощности и коэффициента мощности

Тема производства электроэнергии может быть сложной.

Все мы используем электроэнергию, но мало кто задумывается о том, как она вырабатывается и как она попадает туда, где она нам нужна.

Темой, которую часто неправильно понимают и упускают из виду большинство лиц, не относящихся к отрасли, в отношении производства электроэнергии, являются концепции электрической мощности и коэффициента мощности. Их часто вводят в заблуждение в основных средствах массовой информации, но понимание их имеет решающее значение для понимания некоторых сильных и слабых сторон электроэнергии, вырабатываемой из таких источников, как ядерная энергия, уголь, природный газ, ветер и солнце.

Во-первых, давайте начнем с того, что означает термин «мощность», когда речь идет о производстве электроэнергии.

Мощность — это максимальная электрическая мощность, которую генератор может производить в определенных условиях. Каждая электростанция или генерирующий объект имеет «паспортную мощность», которая указывает максимальную мощность, которую может произвести генератор. Например, если электростанция XYZ имеет паспортную мощность 500 мегаватт, это означает, что электростанция способна производить 500 мегаватт, работая на постоянной полной мощности.

Коэффициент мощности — это соотношение между тем, что генерирующее устройство способно производить с максимальной производительностью, и фактической производительностью генерирующего устройства в течение определенного периода времени. Эти две переменные могут значительно отличаться.

Многие генераторы не всегда работают на полную мощность. Мощность генератора может варьироваться в зависимости от проблем технического обслуживания, погодных условий, таких как наличие ветра и солнца, затрат на топливо и / или в соответствии с инструкциями оператора электросети.

Коэффициент мощности для возобновляемых ресурсов, таких как ветровая или солнечная установка, значительно меньше, чем у ядерной, угольной или газовой электростанции базовой нагрузки, из-за изменчивости ветра и солнца. Электростанции базовой нагрузки, обычно использующие такие источники топлива, как ядерная энергия, уголь, природный газ или гидроэлектростанции, могут работать непрерывно, в отличие от переменных ресурсов, таких как ветровые и солнечные установки.

Например, когда проект XYZ Wind Project будет запущен, его паспортная мощность может составить 500 мегаватт, но это не следует путать с фактической мощностью, производимой проектом.Помните, что ветер очень изменчив, поэтому коэффициент мощности ветряной электростанции значительно меньше ее номинальной мощности. По данным Управления энергетической информации США (EIA), средний коэффициент использования мощности для ветроэнергетических проектов в 2015 году составил 32,5 процента. Используя пример проекта XYZ Wind, это означает, что только треть его полной мощности вырабатывается в течение года из-за изменчивости ветра.

Для сравнения: согласно данным EIA, в 2015 году средний коэффициент использования мощности АЭС с базовой нагрузкой составлял более 92 процентов.Таким образом, вы можете видеть, что ветряная электростанция мощностью 500 мегаватт не эквивалентна 500 мегаваттной атомной электростанции из-за значительных различий в их коэффициентах мощности.

Понимание разницы между генерирующей мощностью и коэффициентом мощности — или, проще говоря, — максимальный энергетический потенциал и фактическая произведенная энергия — ключевое различие при рассмотрении различных типов источников электроэнергии — базовой и переменной — и помогает лучше понять сильные стороны и ограничения каждого ресурса выработки электроэнергии.

* * *

Energy Education 101 — это продолжающаяся серия NMPP Energy, посвященная темам, связанным с энергетикой, с целью предоставления простой и свободной от повестки дня информации, которая может помочь лучше понять энергию, которая питает наше современное общество.

Эксплуатационная мощность


Рабочая мощность — это общая мощность генерирующих мощностей, которые работают (и готовы производить электроэнергию) в любой момент времени.Следовательно, это максимальная электрическая нагрузка, которую система может обслужить в любой момент.

Для обеспечения надежного электроснабжения рабочая мощность должна быть больше, чем электрическая нагрузка. Разница между рабочей мощностью и электрической нагрузкой — это рабочий резерв. Моделируя энергосистему, HOMER пытается поддерживать рабочий резерв равным или превышающим требуемый рабочий резерв.

В HOMER как диспетчерские источники энергии (генераторы, сеть, аккумуляторная батарея), так и возобновляемые источники энергии (ветряные, солнечные, гидроэнергетические) обеспечивают рабочую мощность.Рабочая мощность управляемого источника равна максимальной мощности, которую он может произвести в любой момент. Например:

• Генератор, который в настоящее время не работает, не обеспечивает работоспособности, поскольку нельзя рассчитывать на то, что он обеспечит мощность в любой момент. Сначала его нужно запустить, дать ему прогреться и синхронизировать.

• Работающий генератор мощностью 50 кВт обеспечивает рабочую мощность 50 кВт независимо от фактического количества энергии, которое он вырабатывает в любое время.

• Операционная мощность, обеспечиваемая сетью, равна максимальной потребности сети.

• Рабочая емкость, обеспечиваемая банком памяти, равна максимальной мощности, которую он может разрядить в конкретный момент времени. Следовательно, это зависит от состояния заряда банка памяти и его недавней истории зарядки и разрядки. Для получения дополнительной информации см. Раздел справки о кинетической модели хранения.

Рабочая мощность, обеспечиваемая неотправляемым возобновляемым источником (например, фотоэлектрической батареей или ветряной турбиной), равна количеству энергии, производимой источником в настоящее время, а не максимальному количеству энергии, которое он может произвести.Поскольку возобновляемым источником энергии нельзя управлять как управляемым источником, его максимальная мощность не имеет значения в данном контексте. Таким образом, ветряная турбина с номинальной мощностью 50 кВт, вырабатывающая всего 13 кВт, обеспечивает только 13 кВт рабочей мощности.

HOMER отслеживает рабочую мощность и рабочий резерв отдельно для шин переменного и постоянного тока. Для получения дополнительной информации см. Раздел справки о оперативном резерве.

Понимание коэффициента мощности ветряных электростанций

Коэффициент мощности — это отношение фактической производительности ветряной электростанции к ее номинальной мощности.Давайте разберемся, что подразумевается под номинальной мощностью и фактической мощностью. Мы также попытаемся понять, почему существует разница между ними и как это влияет на производство энергии ветра.

Номинальная мощность — это паспортная мощность каждой ветряной турбины, умноженная на количество часов в году. Паспортная табличка ветряной турбины — это количество энергии, которое она может вырабатывать в идеальных условиях. Это максимальная мощность, которую можно получить теоретически. Номинальная мощность также называется установленной мощностью.

Реальная мощность ветропарка — это фактическая производительность. Он рассчитывается как среднее значение за длительный период времени, обычно за год. Основная причина того, что реальная производительность ветроэлектростанции меньше проектной, — наличие ветра. Скорость ветра не остается постоянной, а меняется в зависимости от времени суток, смены сезона, местных погодных условий и т. Д. Производство электроэнергии возможно только при скорости ветра от 8 до 54 км / ч. Нельзя использовать все, что ниже или выше.

Номинальные характеристики указаны в ваттах. Производительность ветряной электростанции также указана в ваттах. Поскольку коэффициент мощности представляет собой соотношение между ними, он не имеет единиц. Выражается в процентах. Обычно мощность ветряной электростанции может составлять от 15 до 50%.

Коэффициент мощности ветряной турбины может быть улучшен за счет улучшения ее конструкции и способности производить электроэнергию для более широкого диапазона скоростей воздуха. Если говорить о производительности ветряных электростанций, ее также можно улучшить, увеличив высоту ветряных мельниц.Если увеличить высоту мельницы вдвое, производительность увеличится на 34%. Это связано с тем, что на большей высоте в атмосфере меньше турбулентности и меньше препятствий по сравнению с землей. Однако плотность воздуха уменьшается с высотой, что отнимает у ветра некоторую мощность.

Мощность ветряной турбины

Фото любезно предоставлено: www.projectgoodman.com

Концепция коэффициента мощности, которую мы только что обсуждали, применима ко всем возобновляемым источникам энергии, таким как солнечная энергия, биомасса и т. Д.Реальное производство электроэнергии ветровыми электростанциями меньше теоретического максимума, который может быть достигнут. Чтобы обеспечить максимальное использование энергии ветра, этот разрыв необходимо сокращать все больше и больше.

Похожие сообщения:

Энергия ветра: чистые возобновляемые источники энергии

Основы ветроэнергетики

Все о ветряных электростанциях

Глобальный день ветра

Национальные ветряные часы | Выход промышленной ветряной электростанции

См. Также Wind Watch Wiki: Energy, Capacity factor

Что такое мегаватт или мегаватт-час?

Производители измеряют максимальную или номинальную мощность своих ветряных турбин по выработке электроэнергии в мегаваттах (МВт).Один МВт эквивалентен одному миллиону ватт.

Производство электроэнергии во времени измеряется в мегаватт-часах (МВтч) или киловатт-часах (кВтч) энергии. Киловатт — это тысяча ватт. Производство электроэнергии из расчета 1 МВт за 1 час составляет 1 МВтч энергии.

Какова мощность ветряных турбин?

General Electric (GE) выпускает когда-то широко использовавшуюся модель мощностью 1,5 мегаватта. 1,5 МВт — это его номинальная или максимальная мощность, при которой он будет вырабатывать мощность, когда скорость ветра находится в идеальном диапазоне для этой модели, от 27 до 56 миль в час.Турбины сейчас обычно в пределах 2-3 МВт.

От чего зависит, сколько энергии может производить ветровая турбина?

Энергия вырабатывается за счет энергии ветра, поэтому мощность турбины определяется ее способностью улавливать эту энергию и преобразовывать ее во вращающий момент, который может повернуть генератор и подтолкнуть электроны в сеть. Более высокая башня обеспечивает доступ к более устойчивым ветрам, а более крупные лопасти улавливают больше энергии ветра. Для более крупного генератора требуются большие лопасти и / или более сильный ветер.

Сколько энергии вырабатывают ветряные турбины?

Каждая ветряная турбина имеет диапазон скоростей ветра, обычно от 30 до 55 миль в час, при котором она будет работать с номинальной или максимальной мощностью. При более низких скоростях ветра производительность резко падает. Если скорость ветра уменьшается вдвое, выработка электроэнергии снижается в восемь раз. Поэтому в среднем ветряные турбины не вырабатывают почти своей мощности. По оценкам отрасли, годовой объем производства составляет 30-40%, но реальный опыт показывает, что годовой объем производства в размере 15-30% от мощности является более типичным.

При коэффициенте мощности 25% турбина мощностью 2 МВт будет производить

2 МВт × 365 дней × 24 часа × 25% = 4380 МВтч = 4380000 кВтч

в год.

Что такое «коэффициент мощности»?

Коэффициент мощности — это фактическая выработка за период времени как доля от максимальной мощности ветряной турбины или установки. Например, если турбина мощностью 1,5 МВт вырабатывает электроэнергию в течение одного года со средней мощностью 0,5 МВт, ее коэффициент мощности составляет 33% для этого года.

Каков типичный коэффициент мощности промышленных ветряных турбин?

Средний коэффициент мощности для 137 U.Отчетность по проектам S. wind Энергетическому информационному агентству в 2003 г. составила 26,9%. В 2012 году он составил 30,4%. По данным EIA, общий коэффициент использования мощности для стран ЕС-27 в 2007 году составлял 13%.

В чем разница между коэффициентом мощности и доступностью?

Ветряная турбина может быть «доступной» 90% или более времени, по крайней мере, в первые годы эксплуатации, но ее мощность зависит только от ветра. Без ветра это как велосипед, на котором никто не ездит: доступен, но не крутится.

«Коэффициент мощности» турбины — это ее фактическая средняя мощность как часть ее полной мощности. Обычно это от 15% до 35%.

Ветряные турбины работают 30% времени или 90%?

Ни то, ни другое. Первая цифра — это теоретический коэффициент мощности, количество энергии, фактически произведенной за год, как часть максимальной мощности турбин. Вторая цифра — это доступность, количество времени, в течение которого турбина не останавливается. Ни одна из цифр не отражает количество времени, в течение которого ветряная турбина фактически вырабатывает электричество.

Сколько времени ветряные турбины вырабатывают энергию?

Ветровые турбины вырабатывают электроэнергию, когда они не отключены для обслуживания, ремонта или поездок, а скорость ветра составляет от 8 до 55 миль в час. Однако ниже скорости ветра около 30 миль в час количество вырабатываемой энергии очень мало. Ветровые турбины производят со средней скоростью или выше около 40% времени. И наоборот, примерно в 60% случаев они производят мало энергии или не производят ее совсем.

Одинаковы ли коэффициент мощности и эффективность?

№Эффективность — это мера того, какая часть кинетической энергии ветра преобразуется в электрическую. В процессе преобразования неизбежно происходит потеря энергии. Даже когда ветряная турбина вырабатывает электроэнергию на максимальной мощности, вырабатываемая электрическая энергия составляет лишь часть энергии ветра. (В лучшем случае это около 50%, что обычно достигается до выработки на полную мощность.) Эффективность — это вопрос инженерии и ограничений физики и обычно не имеет отношения к нормальному обсуждению.

Коэффициент мощности — это мера фактической мощности ветряной турбины, которая изменяется в зависимости от скорости ветра в течение определенного периода времени.

Сколько домов может приводить в действие ветряная турбина?

Сторонники

часто выражают прогнозируемую мощность как «достаточно для питания домов размером x ». По данным Агентства энергетической информации, среднее домашнее хозяйство в США использует 888 кВтч в месяц или 10 656 кВтч в год. Средняя турбина мощностью 1,5 МВт (коэффициент мощности 26,9%) будет производить столько же электроэнергии, сколько используется почти 332 домохозяйствами в течение года.

Однако следует помнить, что ветровая энергия является непостоянной и изменчивой, поэтому ветряная турбина вырабатывает мощность со среднегодовой скоростью или выше ее только в 40% случаев. То есть в большинстве случаев это , а не , обеспечивающее среднюю мощность для среднего количества домов. И времена сильного ветра редко соответствуют времени фактического спроса в сети.

Следует также помнить, что на бытовое использование приходится только треть нашего общего потребления электроэнергии.

Как изменчивость ветра влияет на надежность ветроэнергетики?

Производство ветряной турбины обычно выражается как среднегодовое значение, которое маскирует ее очень изменчивую мощность. Но поскольку производство резко падает при падении скорости ветра (в восемь раз на каждое уменьшение скорости ветра вдвое), большую часть времени ветряная турбина производит значительно ниже своего среднего уровня. Средняя скорость вывода или более наблюдается только около 40% времени.

Как переменная мощность ветра влияет на сеть?

Ветряная турбина, вырабатывающая энергию, реагирует на ветер, который даже на «лучших» участках резко меняется от часа к часу и от минуты к минуте.Однако сетка должна отвечать требованиям пользователей. Поскольку сетевые диспетчеры не могут контролировать производство энергии ветра больше, чем они могут контролировать спрос пользователей, ветровые турбины в сети не способствуют удовлетворению спроса. Подавая мощность в сеть, они просто добавляют еще один источник колебаний, который сеть должна уравновесить.

См. Также периодичность в FAQ по сетке.

Что такое кредит мощности ветроэнергетики?

У ветроэнергетики очень низкий «кредит мощности», то есть ее способность заменять другие источники энергии.Например, в Великобритании, которая может похвастаться самой ветреной страной в Европе, Королевская инженерная академия прогнозирует, что 25000 МВт ветровой энергии сократят потребность в традиционной мощности на 4000 МВт, что составляет 16% кредита на мощность. Два исследования, проведенных в Германии, показали, что 48 000 МВт ветровой энергии позволят снизить обычную мощность всего на 2 000 МВт, что составляет 4% кредита (как описано в «Отчет о ветре за 2005 год», Eon Netz). Аналогичным образом Irish Grid подсчитала, что 3500 МВт энергии ветра могут заменить 496 МВт обычной энергии, что составляет 14% кредита, и что по мере добавления новых ветряных турбин их кредит мощности приближается к нулю.В марте 2005 года Управление энергетических исследований и разработок штата Нью-Йорк обнаружило, что для наземной ветроэнергетики будет предоставлен кредит мощности в размере 10%, исходя из теоретического коэффициента мощности 30%. (См. Некоторые из этих и других документов здесь, в Национальной службе ветра.)

Сколько резервной мощности требуется для ветровой энергии?

По словам Эона Нетца, одного из четырех управляющих сетью в Германии, с установленной на его территории ветроэнергетической мощностью 7 050 МВт в конце 2004 г., объем необходимого резервного питания составил более 80%, что являлось максимальной наблюдаемой мощностью. от всех их ветроэнергетических объектов вместе.То есть на каждые 10 МВт ветровой энергии, добавленной к системе, в этом случае также должно быть выделено не менее 8 МВт резервной мощности.

Другими словами, ветру требуется 100% резервирование максимальной мощности.

Разве единица электроэнергии, произведенной ветряными турбинами, не сокращает единицу электроэнергии из другого источника?

Поскольку сеть должна постоянно уравновешивать спрос и предложение, да, она должна сокращать предложение откуда-то еще, когда ветер достаточно усиливается, чтобы начать генерировать электроэнергию.

Если в системе есть гидроэлектроэнергия, то это наиболее вероятный источник, который будет сокращен, потому что он может быть включен и выключен наиболее легко.Некоторые газовые установки также могут быстро включаться и выключаться (хотя и за счет повышения эффективности, т. Е. Сжигания большего количества топлива). В противном случае мощность установок сжигания топлива снижается или она переключается с генерации на резерв. В любом случае он по-прежнему сжигает топливо.

Могут ли ветряные турбины помочь избежать отключений электроэнергии?

Нет. Сами ветровые турбины для работы нуждаются в электроэнергии. Их тоже вырубает затемнение. Если они обеспечивали электроэнергию в то время, эта потеря усугубляет эффект затемнения.

В чем разница между большими и маленькими турбинами?

Малые турбины предназначены для непосредственного питания дома или другого здания. Их регулируемая мощность уравновешивается аккумуляторной батареей и дополняется сетью или резервным генератором на месте.

Большие турбины предназначены для питания самой сети. Переменная мощность больших ветряных турбин усложняет балансирование спроса и предложения, поскольку в сети нет крупномасштабного хранилища.

Энергия ветра

Энергия ветра — одна из самых быстрорастущих технологий возобновляемой энергетики.Во всем мире их использование растет, отчасти потому, что снижаются затраты. Согласно последним данным IRENA, глобальная установленная мощность ветроэнергетики на суше и на море увеличилась почти в 75 раз за последние два десятилетия, увеличившись с 7,5 гигаватт (ГВт) в 1997 году до примерно 564 ГВт к 2018 году. В период с 2009 по 2013 год производство ветровой электроэнергии увеличилось вдвое, а в 2016 году на ветровую энергию приходилось 16% электроэнергии, производимой из возобновляемых источников. Во многих частях света сильный ветер, но лучшие места для выработки энергии ветра иногда находятся в удаленных местах.Оффшорная ветроэнергетика предлагает огромный потенциал.

Ветряные турбины впервые появились более века назад. После изобретения электрического генератора в 1830-х годах инженеры начали попытки использовать энергию ветра для производства электроэнергии. Производство энергии ветра имело место в Соединенном Королевстве и Соединенных Штатах в 1887 и 1888 годах, но считается, что современная ветроэнергетика была впервые разработана в Дании, где в 1891 году были построены ветряные турбины с горизонтальной осью и началась ветряная турбина высотой 22,8 метра. операция в 1897 г.

Ветер используется для производства электричества с использованием кинетической энергии, создаваемой движущимся воздухом. Она преобразуется в электрическую энергию с помощью ветряных турбин или систем преобразования энергии ветра. Ветер сначала поражает лопасти турбины, заставляя их вращаться и вращать присоединенную к ним турбину. Это изменяет кинетическую энергию на энергию вращения, перемещая вал, который подключен к генератору, и тем самым вырабатывает электрическую энергию за счет электромагнетизма.

Количество энергии, которое может быть получено от ветра, зависит от размера турбины и длины ее лопастей.Мощность пропорциональна размерам ротора и кубу скорости ветра. Теоретически, когда скорость ветра удваивается, потенциал энергии ветра увеличивается в восемь раз.

Мощность ветряных турбин со временем увеличивалась. В 1985 году типичные турбины имели номинальную мощность 0,05 мегаватт (МВт) и диаметр ротора 15 метров. Сегодняшние новые ветроэнергетические проекты имеют турбинную мощность около 2 МВт на суше и 3-5 МВт на суше.

Имеющиеся в продаже ветряные турбины достигли мощности 8 МВт с диаметром ротора до 164 метров.Средняя мощность ветряных турбин увеличилась с 1,6 МВт в 2009 году до 2 МВт в 2014 году.

По последним данным IRENA, производство ветровой электроэнергии в 2016 году составило 6% электроэнергии, произведенной с помощью возобновляемых источников энергии. Во многих частях света сильный ветер, но лучшие места для выработки энергии ветра иногда находятся в удаленных местах. Оффшорная ветроэнергетика предлагает огромный потенциал.



Калькулятор эквивалента зеленой энергии

— Расчеты и справочная информация

На этой странице описаны расчеты, используемые для преобразования электроэнергии (киловатт-часов) зеленой энергии в различные типы эквивалентов.

Количество электроэнергии, использованной в американских домах за один год

По данным Управления энергетической информации США (EIA), среднее годовое потребление электроэнергии американским домохозяйством в 2019 году составило 10 649 кВтч, в среднем 877 кВтч в месяц (EIA 2020). Количество домов в США определяется делением годового количества закупаемой зеленой энергии в киловатт-часах (кВтч) на 10 649 кВтч.

Расчет

Коэффициент преобразования для этого заявления об эквивалентности составляет [ваша годовая покупка зеленой энергии в кВт-ч] / [10 649 кВт-ч на дом в США в год].

Источник

Ветряные турбины, работающие один год

В 2018 году средняя паспортная мощность ветряных турбин, установленных в США, составляла 2,43 мегаватт (МВт) (DOE 2019a). Средний коэффициент ветроэнергетики в США в 2018 году составил 34,98 процента (DOE 2019b). Выработка электроэнергии от средней ветряной турбины определяется умножением средней паспортной мощности ветряной турбины в США (2,43 МВт) на средний коэффициент мощности ветра в США (0.3498) и по количеству часов в год (8 760 часов).

Расчет

[средняя паспортная мощность 2,43 МВт] x [0,3498] x [8760 часов в год] x [1000 кВтч / МВтч] = 7,446,123 кВтч, вырабатываемых ежегодно от одной ветряной турбины.

Коэффициент преобразования для этого заявления об эквивалентности составляет [ваша годовая покупка зеленой энергии в кВтч] / [ 7,446,123 кВтч / средняя турбина в год].

Источники

Количество футбольных полей на солнечной энергии за год

Количество полей для американского футбола, покрытых солнечными панелями, определяется путем деления годового количества зеленой энергии, закупаемой в киловатт-часах (кВтч), на 1 287 336 кВтч, что является расчетной годовой выработкой электроэнергии на одном покрытом футбольном поле (включая конечные зоны). солнечными панелями PV.

Расчет годовой производительности фотоэлектрической солнечной системы является функцией уравнения E = A * r * H * PR , в котором:

  • A = Общая площадь солнечных панелей (м 2 )
  • r = КПД солнечной панели (%)
  • H = среднегодовая солнечная радиация на наклонных панелях (без затенения)
  • PR = Коэффициент полезного действия, коэффициент потерь (диапазон от 0,5 до 0,9)
  • E = Энергия (кВтч)

Коэффициенты для этого уравнения были определены в консультации со специалистами Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) на основе консервативных лучших оценок и использования инструмента Annual Technology Baseline (ATB) NREL и калькулятора PVWatts.На основе этих ресурсов NREL рекомендует следующие факторы:

  • A = 5 353,36 м2 (109,7 м x 48,8 м = площадь поля для американского футбола, включая конечные зоны)
  • r = 15,2% КПД солнечных панелей фотоэлектрического модуля (NREL 2019, Annual Technology Baseline, Солнечные распределенные коммерческие фотоэлектрические панели: коэффициент мощности для среднего местоположения со средними ресурсами, Канзас-Сити, Миссури)
  • H = 1839,6 кВтч / м2 / год среднегодовая солнечная радиация для среднего местоположения со средними ресурсами, Канзас-Сити, Миссури (5.04 кВтч / м2 / день x 365 дней) (NREL 2020, PVWatts Calculator)
  • PR = 86% коэффициент производительности (NREL 2020, PVWatts Calculator: 14% системных потерь)

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенном ниже уравнении, может не дать точных результатов.

[5 353,36 м2] x [0,152] x [1839,6 кВтч / м2.год] x [0,86] = 1 287 336 кВтч оценочной годовой электроэнергии, вырабатываемой одним футбольным полем, покрытым солнечными панелями.

Коэффициент преобразования для этого заявления об эквивалентности составляет [ваша годовая покупка зеленой энергии в кВтч] / [1 287 336 кВтч / футбольное поле солнечной энергии / год].

Источники

  • NREL (2019). Годовой базовый план развития технологий на 2019 год . Голден, Колорадо: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. https://atb.nrel.gov/electricity/data.html.
  • NREL (2020). Калькулятор PVWatts® . Голден, Колорадо: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. https: // pvwatts.nrel.gov.
  • Переписка с Нейтом Блэром, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) от 27.01.17.

миль на автомобиле

На основании обзора сайта fueleconomy.gov (DOE 2020) и лучших консервативных оценок, средний зарегистрированный КПД (кВтч / 100 миль) среди полностью электрических транспортных средств (модельный год 2011-2020) определен как 34 кВтч / 100 миль.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *