Demanda de energia elétrica

A demanda por energia elétrica , também a demanda por eletricidade, é a quantidade de energia elétrica que os dispositivos elétricos precisam para operar. A implementação real em operação durante um período de tempo definido é chamada de consumo de energia .

Definição física

A energia elétrica convertida W (do inglês work = work) é medida em watt segundos ou quilowatt-hora . É o trabalho elétrico total que flui durante o período t em consideração com o consumo de energia P em consideração . Se a demanda permanecer a mesma, a energia convertida W é o produto da potência elétrica P e o tempo decorrido t :

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

Exemplo: um secador de cabelo consome 2.000 watts (2 kW) de energia elétrica . Se o secador de cabelo for operado por meia hora (0,5 h), a necessidade de energia elétrica é 2 kW · 0,5 h = 1 kWh (um quilowatt hora).

Progressão temporal da demanda por energia elétrica

Perfil de carga média na Áustria (nos dias úteis em julho de 2015)

A demanda de energia elétrica está sujeita a flutuações diárias e sazonais, que são mapeadas como um perfil de carga ou perfil de carga padrão (SLP), uma residência típica como "H0".

Em termos de horário, há picos de demanda para toda a rede entre 7h e 14h e no período da noite. A necessidade atinge o mínimo nas primeiras horas da noite. No inverno, há uma maior demanda de energia elétrica devido ao menor período do dia (maior necessidade de iluminação), por um lado, e às temperaturas mais baixas (aquecimento elétrico), por outro. Como resultado das mudanças climáticas , houve um segundo pico de consumo nos países mais quentes nos últimos anos devido ao consumo de sistemas de ar condicionado . Espera-se que esse efeito aumente no futuro.

Para cobrir a demanda de forma permanente, é necessário conseguir atender com segurança os picos de demanda, além da demanda básica. Nesse contexto, fala-se de carga base , carga média e carga de pico .

Perfil de carga no início da primavera e uso das usinas de energia de base, média e pico usando o exemplo do perfil de carga em dias de semana

As usinas que fornecem a carga básica são tipos que funcionam de maneira econômica durante todo o ano, exceto nos períodos de revisão (carvão, nuclear, usinas de fio d'água). Na Áustria, as centrais elétricas a fio de água e as centrais de armazenamento assumem principalmente esta tarefa. Na média da Europa Central, esses tipos cobrem cerca de 30% da necessidade de energia.

As usinas de energia de carga média incluem carvão, petróleo, gás e usinas de armazenamento. Uma característica desse tipo é a capacidade de reagir com flexibilidade às flutuações de demanda em grande escala. Eles cobrem cerca de 40% da necessidade de energia elétrica.

No entanto, para poder compensar as flutuações na demanda, é necessário operar usinas de energia de pico, como turbinas a gás, óleo, armazenamento e usinas de armazenamento bombeado. Esses sistemas são normalmente colocados em operação por algumas horas em um curto espaço de tempo, a fim de satisfazer a alta demanda de energia de curto prazo.

Neste contexto, as centrais de armazenamento por bomba permitem uma adaptação mais eficaz ao aumento da procura de energia eléctrica, uma vez que as turbinas da bomba podem ser convertidas de funcionamento em bomba para funcionamento em turbina em poucos segundos.
Para garantir um fornecimento contínuo e uniforme de energia , os sistemas de automação são operados nas usinas ou através da integração dos sistemas em uma rede supra-regional.

Estatísticas de demanda

Alemanha

Em 2011, o consumo bruto anual de eletricidade na Alemanha foi de 606,8 bilhões de kWh, com geração bruta de eletricidade de 613,1 bilhões de kWh. A contribuição das energias renováveis ​​para isso foi superior a 20%. Os custos de eletricidade na Alemanha são mais altos do que em qualquer outro país industrializado .

O consumo total de energia primária é significativamente mais elevado, uma vez que inclui também o consumo de combustível do trânsito e o consumo de combustível para aquecimento e aquecimento. Dentro da geração de energia, a eficiência é diferente, de 33% em usinas nucleares a mais de 50% em usinas a gás, a entrada de energia primária por kWh de eletricidade é, portanto, urânio de 3 kWh ou gás natural de 2 kWh (ou biogás), pelo que a unidade joule (watt- segundo) é normalmente usada para combustível . Como uma hora tem 3600 segundos, 1 kWh = 3,6 MJ ou 1 TWh = 3,6 PJ e 14.000 PJ correspondem a quase 3.900 TWh.

O quadro seguinte apresenta uma visão geral da evolução do consumo bruto de eletricidade, do consumo de energia primária e da respetiva quota de energias renováveis ​​desde 1991:

Participação de fontes de energia renováveis ​​no consumo bruto de eletricidade na Alemanha

Consumo de eletricidade por grupo de consumidores para a Alemanha em 2014

As seguintes participações foram contabilizadas pelas áreas individuais de consumo líquido de eletricidade em 2014 (524,0 TWh):

• Indústria: 46,6% (244,4 TWh)
• Famílias: 24,8% (129,7 TWh)
• Comércio e comércio: 14,7% (77,0 TWh)
• Instituições públicas: 9,9% (51,8 TWh)
• Transporte: 2,2% (11,6 TWh)
• Agricultura: 1,8% (9,5 TWh)

De acordo com cálculos da Agência Ambiental Federal , as vendas de energia elétrica aumentaram onze por cento entre 1995 e 2000. Depois disso, caiu cerca de 7% em 2005.

Consumo de eletricidade em residências privadas

Em residências privadas , de acordo com a Agência Internacional de Energia (IEA), a quantidade total de energia elétrica consumida por aparelhos elétricos novos e adicionais aumentou acentuadamente. Embora tenha havido quedas em máquinas de lavar e geladeiras devido à melhoria da eficiência energética, o consumo de energia elétrica de televisores, sistemas de ar condicionado e computadores aumentou significativamente ao mesmo tempo. A participação percentual da energia elétrica no consumo total de energia das residências privadas aumentou entre 1990 e 2004 de 15 para 20 por cento.

A distribuição do uso de eletricidade em residências privadas foi determinada com base em dados de consumo coletados pela Agência de Energia da Renânia do Norte-Vestfália de 380.370 residências de uma a seis pessoas que participaram do comunicado da Agência de Energia NRW "Verificações de eletricidade para residências" programa. Segundo esta informação, as duas áreas da electrónica de informação e entretenimento, “equipamento de escritório” e “TV / áudio”, são as que mais consomem energia e representam um quarto da electricidade consumida nos lares privados. Quatro outras áreas de uso ocupam cada uma cerca de 10%: água quente, refrigeração, iluminação e cozinha. O valor do consumo de eletricidade pode ser determinado em função da dimensão do agregado familiar, sendo que o tipo de preparação da água quente (com ou sem eletricidade) tem uma influência clara (ver tabela).

Distribuição do consumo de eletricidade em residências privadas, resultados de uma pesquisa da Agência de Energia NRW 2011

O Instituto de Pesquisa Energética e Ambiental designa Heidelberg , entre outros. as seguintes razões para o aumento na demanda por energia elétrica, apesar dos dispositivos finais cada vez mais eficientes:

• Reservas sobre novas técnicas, como B. lâmpadas economizadoras de energia
• demandas crescentes de conforto
• maior espaço médio de vida
• um uso cada vez maior de dispositivos cada vez maiores, bem como os custos de aquisição em queda constante para produtos domésticos e eletrônicos

O uso crescente de bombas de calor para aquecimento doméstico e predial em substituição aos sistemas de aquecimento a combustível fóssil, bem como a ventilação controlada de ambientes residenciais, leva a um aumento no consumo de eletricidade, além de economizar energia primária fóssil.

Comparação europeia

Consumo de eletricidade dos países da UE em 2011, total e convertido por habitante, fonte: Stromvergleich.de
Nota: Esta tabela de "Stromvergleich.de" obviamente contém um erro na Grécia: O consumo total está correto, com cerca de dez milhões de habitantes resulta um consumo per capita de 6.011,1 kWh / a.

Na comparação entre os países da UE , além do consumo total de energia elétrica, a conversão para residentes também é comum. Este valor comparativo indica o consumo total per capita e deve ser diferenciado do consumo privado, que é significativamente inferior. Em termos de consumo total de eletricidade por habitante, a Finlândia foi de longe o favorito entre os países da UE, com 15.372 kWh / a. A média da UE consumiu 6201 kWh / a por habitante, a Alemanha com 6.648 kWh / a estava ligeiramente acima da média, a Itália com 5187 kWh / a significativamente abaixo. Na Áustria, o consumo total de eletricidade por habitante em 2011 foi de 7.762 kWh / a, na França em 7.042 kWh / a e na Polônia em 3.433 kWh / a.

Necessidade de dispositivos elétricos individuais

Abaixo estão alguns exemplos das necessidades típicas de eletrodomésticos - os custos de eletricidade se aplicam a um preço de trabalho de 25 centavos / kWh.

• Um secador de cabelo com um consumo de energia de 2.000 watts que é usado 5 minutos por dia requer cerca de 61 kWh de energia elétrica por 15 euros por ano.
• Uma televisão de ecrã plano com 150 watts de consumo de energia, que é utilizada duas horas por dia, consome cerca de 110 kWh de energia elétrica por ano por 28 euros.
• Um fogão eléctrico com um consumo de energia de 4000 watts que funcione meia hora por dia consome 730 kWh de energia eléctrica por ano, que custa 183 euros.
• Uma chaleira de 1200 watts que é usada 10 minutos por dia consome 73 kWh por ano e gera custos de eletricidade de 18 euros.
• Uma máquina de lavar na classe de eficiência energética A +++ com capacidade de 6 kg requer cerca de 0,9 kWh de energia elétrica para uma lavagem padrão (algodão, 60 ° C). A eletricidade para a lavanderia custa pouco mais de 20 centavos .

Os valores reais de consumo de energia dos eletrodomésticos às vezes diferem muito das informações do fabricante. De acordo com um estudo, muitos dispositivos consomem significativamente mais energia na prática do que o indicado. O consumo adicional é, portanto, frequentemente de 20 a 30 por cento; em um caso extremo, o consumo era ainda mais do que o dobro.

Potencial de economia

Veja também

• Geração de energia
• Gestão da usina
• Medidor inteligente

Evidência individual

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