Потери энергии

Потери энергии складываются из следующих категорий:

1. Потери при добыче полезных ископаемых.
2. Транспортные потери и затраты энергии на транспортировку энергоносителя.
3. Потери в процессе превращения энергии топлива в другие формы – тепловую, механическую, электрическую.
4. Потери в тепловых и электрических сетях.
5. Потери на месте потребления.

Условно потери можно разделить на две части – неизбежные и неоправданные.

С неоправданными все понятно, их надо исключить. С неизбежными несколько сложнее, их необходимо минимизировать.

Основные задачи стоящие перед добывающими и транспортирующими компаниями – это обеспечение максимального отбора ископаемых из месторождений, исключение утечек топлива, оптимизация затрат на перекачку.

Потери в процессе превращения рассмотрим на примере мини-ТЭЦ с газопоршневыми агрегатами (ГПА).

1. Химический недожог топлива – недостаток кислорода.
2. Механический недожог топлива – несовершенство организации процесса сгорания.
3. Конструктивные потери – обусловлены техническими решениями.
4. Механические потери, обусловленные трением.
5. Электрические потери в генераторе.
6. Тепловые потери рассеивания.
7. Тепловые потери в системе охлаждения двигателя.
8. Потери тепла с выхлопными газами.

Химический и механический недожог топлива практически можно исключить полностью и относится к неоправданным потерям.

Конструктивные потери характеризуются соотношением механической энергией действующей на поршень двигателя и тепловой энергией, и выражаются механическим КПД. Наилучшие показатели КПДмех. для газового двигателя, на сегодняшний день составляют 41%. Снижение КПД на морально устаревших двигателях можно отнести к неоправданным потерям.

Механические потери, обусловленные трением и электрические потери в генераторе неизбежны, их можно только минимизировать.

Тепловые потери с выхлопными газами и рассеивания также неизбежны.

Тепло системы охлаждения и часть тепла выхлопных газов можно утилизировать. При полной утилизации тепла тепловой КПД ГПА может достигать 50%. Особенности нашего климата таковы, что в зимнее время пиковая тепловая нагрузка в несколько раз превышает электрическую, в летнее наоборот. Теоретически, рубеж неоправданных потерь находится на уровне летнего теплопотребления. Для снижения неоправданных потерь необходимо организовать выработку тепла в летнее время только в когенерационных установках.

Потери в тепловых сетях напрямую связаны с качеством тепловой изоляции и температурой обратной сетевой воды при ее возвращение на ТЭЦ с паровыми турбинами. Эффективность использования топлива при паровом цикле зависит от использования исходного теплоперепада (см. I-S диаграмму). Чем выше исходные параметры острого пара и ниже параметры его конденсации, тем выше эффективность.

Потери в электрических сетях обусловлены наличием сопротивления токопроводов и в трансформаторах.

Основных причин тепловых потерь у потребителя две, из-за несовершенной тепловой изоляции ограждающих конструкций и организационные причины. К организационным мероприятиям относится оптимизация температурного графика теплоносителя и методов регулирования.

Основными мероприятиями снижающими потери электроэнергии у потребителя являются также организационные мероприятия.

Уровень потерь энергии на электрогенерирующем оборудовании значительно зависит от качества проектирования. Выбор типа и производителя оборудования, его количества и единичной мощности, выбранной схемы и других технических решений, во многом предопределяют надежность и экономичность процесса превращения энергии топлива в электрическую и тепловую энергию.