✖


Jump to content

Энергетическая система

Чтобы узнать о других значениях, см. Энергетическая система (значения) .

Физические компоненты общей энергетической системы, поставляющей топливо и электроэнергию (но не централизованное теплоснабжение ) конечным потребителям

Энергетическая система – это система, предназначенная в первую очередь для предоставления энергетических услуг конечным потребителям . [1] : 941  Целью энергетических систем является минимизация потерь энергии до незначительного уровня, а также обеспечение эффективного использования энергии. [2] определяет Пятый оценочный отчет МГЭИК энергетическую систему как «все компоненты, связанные с производством, преобразованием, доставкой и использованием энергии». [3] : 1261 

Первые два определения учитывают меры со стороны спроса, включая дневное освещение , модернизированную изоляцию зданий и проектирование пассивных солнечных зданий , а также социально-экономические факторы, такие как аспекты управления спросом на энергию и удаленную работу , тогда как третье не делает этого. Третий фактор также не учитывает неформальную экономику традиционной биомассы , которая имеет большое значение во многих развивающихся странах . [4]

дисциплины Таким образом, анализ энергетических систем охватывает инженерные и экономические . [5] : 1  Объединение идей из обеих областей для формирования последовательного описания, особенно когда макроэкономической динамике, является непростой задачей. речь идет о [6] [7]

Концепция энергетической системы развивается по мере того, как вводятся в действие новые правила, технологии и методы – например, торговля выбросами , развитие интеллектуальных сетей и более широкое использование управления спросом на энергию соответственно.

Лечение [ править ]

См. Также: Энергетика и энергетическое моделирование.

С структурной точки зрения энергетическая система похожа на любую другую систему и состоит из набора взаимодействующих компонентов, расположенных в окружающей среде. [8] Эти компоненты основаны на идеях, найденных в технике и экономике . С точки зрения процесса, энергетическая система «состоит из интегрированного набора технических и экономических видов деятельности, действующих в сложной социальной структуре». [5] : 423  Идентификация компонентов и поведения энергетической системы зависит от обстоятельств, цели анализа и исследуемых вопросов. Таким образом, концепция энергетической системы представляет собой абстракцию , которая обычно предшествует той или иной форме компьютерного исследования, например, построению и использованию подходящей энергетической модели . [9]

С инженерной точки зрения энергетическую систему можно представить в виде потоковой сети : вершины соответствуют инженерным компонентам, таким как электростанции и трубопроводы , а ребра соответствуют интерфейсам между этими компонентами. Этот подход позволяет агрегировать коллекции похожих или смежных компонентов и рассматривать их как единое целое, что упрощает модель. После такого описания алгоритмы потоковой сети, такие как поток с минимальной стоимостью . можно применять [10] компоненты можно рассматривать как простые динамические системы . Сами [1]

Экономическое моделирование ​ ​

И наоборот, относительно чистое экономическое моделирование может использовать отраслевой подход с присутствием лишь ограниченных инженерных деталей. Категории секторов и подсекторов, публикуемые Международным энергетическим агентством, часто используются в качестве основы для этого анализа. Исследование жилищного энергетического сектора Великобритании, проведенное в 2009 году, сравнивает использование высокотехнологичной модели Маркала с несколькими отраслевыми моделями жилищного фонда Великобритании. [11]

Данные [ править ]

Международная энергетическая статистика обычно разбивается по операторам связи, секторам и подсекторам, а также странам. [12] Энергоносители ( также известные как энергетические продукты) далее классифицируются как первичная энергия и вторичная (или промежуточная) энергия, а иногда и конечная энергия (или энергия конечного использования). Публикуемые наборы энергетических данных обычно корректируются таким образом, чтобы они были внутренне согласованными, а это означает, что все запасы и потоки энергии должны быть сбалансированы . МЭА регулярно публикует энергетическую статистику и энергетические балансы с различным уровнем детализации и стоимости, а также предлагает среднесрочные прогнозы на основе этих данных. [13] [14] Понятие энергоносителя, используемое в экономике энергетики , отличается от определения энергии, используемого в физике.

Области применения [ править ]

Энергетические системы могут варьироваться по своему масштабу: от местных, муниципальных, национальных и региональных до глобальных, в зависимости от исследуемых проблем. Исследователи могут включать или не включать меры спроса в свое определение энергетической системы. хозяйству . Например, Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) делает это, но рассматривает эти меры в отдельных главах, посвященных транспорту, строительству, промышленности и сельскому [а] [3] : 1261  [15] : 516 

Решения по потреблению домохозяйств и инвестициям также могут быть включены в сферу действия энергетической системы. Подобные соображения встречаются нечасто, поскольку поведение потребителей трудно охарактеризовать, но тенденция заключается в том, чтобы включать в модели человеческий фактор. Принятие решений в семье может быть представлено с использованием методов ограниченной рациональности и поведения, основанного на агентах . [16] Американская ассоциация содействия развитию науки (AAAS) конкретно выступает за то, чтобы «больше внимания следует уделять включению в экономические модели [энергетической системы] поведенческих соображений, отличных от поведения, ориентированного на цену и доход». [17] : 6 

Энергоуслуги [ править ]

См. Также: Энергосбережение и Эффективное использование энергии.

Концепция энергетической услуги занимает центральное место, особенно при определении цели энергетической системы:

Важно осознавать, что использование энергии не является самоцелью, а всегда направлено на удовлетворение потребностей и желаний человека. Энергетические услуги – это цели, для достижения которых энергетическая система предоставляет средства. [1] : 941 

Энергоуслуги можно определить как блага, которые либо предоставляются за счет потребления энергии, либо могут быть предоставлены таким образом. [18] : 2  Более явно:

Спрос должен, где это возможно, определяться с точки зрения предоставления энергетических услуг, характеризующихся соответствующей интенсивностью. [б] – например, температура воздуха в случае обогрева помещения или в люксах уровень освещенности . Этот подход обеспечивает гораздо больший набор потенциальных ответов на вопрос энергоснабжения, включая использование энергетически пассивных методов – например, модернизацию изоляции и дневного освещения . [19] : 156 

Рассмотрение энергетических услуг на душу населения и того, как такие услуги способствуют человеческому благосостоянию и качеству жизни, имеет первостепенное значение для дискуссии об устойчивой энергетике . Люди, живущие в бедных регионах с низким уровнем потребления энергетических услуг, очевидно, выиграют от большего потребления, но это обычно не справедливо для тех, у кого высокий уровень потребления. [20]

Понятие энергетических услуг привело к появлению энергосервисных компаний (ЭСКО), которые заключают контракты на предоставление энергетических услуг клиенту на длительный период. Затем ЭСКО может свободно выбирать наилучшие средства для этого, включая инвестиции в тепловые характеристики и оборудование HVAC соответствующих зданий. [21]

стандарты Международные ​ ​

ISO 13600 , ISO 13601 и ISO 13602 образуют набор международных стандартов, охватывающих технические энергетические системы (TES). [22] [23] [24] [25] Хотя эти документы были отменены до 2016 года, они содержат полезные определения и основу для формализации таких систем. Стандарты описывают энергетическую систему, разбитую на сектора спроса и предложения, связанные потоками торгуемых энергетических товаров (или энергетических товаров). Каждый сектор имеет набор ресурсов и результатов, некоторые преднамеренные и некоторые вредные побочные продукты. Секторы могут быть далее разделены на подсекторы, каждый из которых выполняет определенную цель. В конечном итоге существует сектор спроса, предоставляющий потребителям услуги на основе энергетического оборудования (см. энергетические услуги ).

и трансформация Модернизация энергетической системы

энергетических систем Проектирование включает в себя перепроектирование энергетических систем для обеспечения устойчивости системы и ее зависимых элементов, а также для удовлетворения требований Парижского соглашения по смягчению последствий изменения климата . Исследователи разрабатывают модели энергетических систем и пути трансформации возобновляемой энергетики к 100% возобновляемой энергии , часто в форме рецензируемых текстовых документов, созданных когда-то небольшими группами ученых и опубликованных в журнале .

системы Соображения включают управление прерывистостью , загрязнение воздуха , различные риски (например, для безопасности человека, экологические риски, риски затрат и риски технико-экономического обоснования), стабильность для предотвращения перебоев в подаче электроэнергии (включая зависимость от сети или проектирование сети), требования к ресурсам (включая воду редкие минералы и возможность вторичной переработки компонентов), к технологии/ разработке требования , затраты, осуществимость , другие затронутые системы (например, землепользование, влияющее на продовольственные системы ), выбросы углекислого газа, доступное количество энергии и факторы, связанные с переходом (включая затраты, трудовые ресурсы). сопутствующие вопросы и скорость развертывания). [26] [27] [28] [29] [30]

При проектировании энергетической системы также можно учитывать потребление энергии , например, с точки зрения абсолютного спроса на энергию. [31] сокращение отходов и потребления (например, за счет снижения энергопотребления, повышения эффективности и гибкости сроков), повышения эффективности процессов и утилизации отходящего тепла . [32] В исследовании отмечается значительный потенциал моделирования энергетических систем, позволяющий «выйти за пределы отдельных дисциплинарных подходов к сложной интегрированной перспективе». [33]

См. также [ править ]

Примечания [ править ]

  1. ^ Глава МГЭИК, посвященная сельскому хозяйству, называется: Сельское хозяйство, лесное хозяйство и другое землепользование (AFOLU).
  2. ^ Термин «интенсивность» относится к величинам, которые не зависят от размера компонента. См. интенсивные и экстенсивные свойства .

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Гроскурт, Хельмут-М; Брукнер, Томас; Кюммель, Райнер (сентябрь 1995 г.). «Моделирование систем энергоснабжения» (PDF) . Энергия . 20 (9): 941–958. Бибкод : 1995Ene....20..941G . дои : 10.1016/0360-5442(95)00067-Q . ISSN   0360-5442 . Проверено 14 октября 2016 г.
  2. ^ О'Мэлли, Эоин; Соррелл, Стив (2004). Экономика энергоэффективности . Издательство Эдварда Элгара. ISBN  978-1-84064-889-8 . Проверено 20 июня 2022 г.
  3. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Олвуд, Джулиан М ; Бозетти, Валентина; Дубаш, Навруз К; Гомес-Эчеверри, Луис; фон Стехов, Кристоф (2014). «Приложение I: Глоссарий, аббревиатуры и химические символы» (PDF) . В МГЭИК (ред.). Изменение климата 2014: смягчение последствий изменения климата. Вклад Рабочей группы III в пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета . стр. 1249–1279. ISBN  978-1-107-65481-5 . Проверено 12 октября 2016 г.
  4. ^ ван Рейвен, Бас; Урбан, Фрауке; Бендерс, Рене MJ; Молл, Анри С; ван дер Слейс, Йерун П.; де Врис, Берт; ван Вуурен, Детлеф П. (декабрь 2008 г.). «Моделирование энергетики и развития: оценка моделей и концепций» (PDF) . Мировое развитие . 36 (12): 2801–2821. дои : 10.1016/j.worlddev.2008.01.011 . hdl : 1874/32954 . ISSN   0305-750X . S2CID   154709268 . Проверено 25 октября 2016 г.
  5. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Хоффман, Кеннет С; Вуд, Дэвид О (1 ноября 1976 г.). «Моделирование и прогнозирование энергетической системы» (PDF) . Ежегодный обзор энергетики . 1 (1): 423–453. дои : 10.1146/annurev.eg.01.110176.002231 . hdl : 1721.1/27512 . ISSN   0362-1626 . Проверено 7 октября 2016 г.
  6. ^ Берингер, Кристоф; Резерфорд, Томас Ф. (март 2008 г.). «Объединение снизу вверх и сверху вниз» (PDF) . Экономика энергетики . 30 (2): 574–596. Бибкод : 2008EneEc..30..574B . CiteSeerX   10.1.1.184.8384 . doi : 10.1016/j.eneco.2007.03.004 . ISSN   0140-9883 . Архивировано из оригинала (PDF) 20 января 2022 года . Проверено 21 октября 2016 г.
  7. ^ Хербст, Андреа; Торо, Фелипе; Райтце, Феликс; Йохем, Эберхард (2012). «Введение в моделирование энергетических систем» (PDF) . Швейцарский журнал экономики и статистики . 148 (2): 111–135. дои : 10.1007/BF03399363 . S2CID   13683816 . Проверено 4 ноября 2016 г.
  8. ^ «Определение системы » . Мерриам-Вебстер . Спрингфилд, Массачусетс, США . Проверено 9 октября 2016 г.
  9. ^ Анандараджа, Габриал; Страчан, Нил; Экинс, Пол; Каннан, Рамачандран; Хьюз, Ник (март 2009 г.). Пути к низкоуглеродной экономике: моделирование энергетических систем — Отчет UKERC Energy 2050 Research Report 1 — UKERC/RR/ESM/2009/001 . Великобритания: Центр энергетических исследований Великобритании (UKERC). Архивировано из оригинала 30 октября 2016 года . Проверено 22 октября 2016 г. .
  10. ^ Кельяс, Ана; Гил, Эстебан; Маккалли, Джеймс Д.; Райан, Сара М. (май 2007 г.). «Многопериодная обобщенная модель сетевых потоков интегрированной энергетической системы США: Часть I — Описание модели» . Транзакции IEEE в энергосистемах . 22 (2): 829–836. Бибкод : 2007ITPSy..22..829Q . дои : 10.1109/TPWRS.2007.894844 . ISSN   0885-8950 . S2CID   719700 . Проверено 22 октября 2016 г. .
  11. ^ Каннан, Рамачандран; Страчан, Нил (апрель 2009 г.). «Моделирование жилищного энергетического сектора Великобритании в рамках долгосрочных сценариев декарбонизации: сравнение энергетических систем и подходов к отраслевому моделированию». Прикладная энергетика . 86 (4): 416–428. Бибкод : 2009ApEn...86..416K . doi : 10.1016/j.apenergy.2008.08.005 . ISSN   0306-2619 .
  12. ^ Международные рекомендации по статистике энергетики (IRES) — ST/ESA/STAT/SER.M/93 (PDF) . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Статистический отдел Департамента по экономическим и социальным вопросам Организации Объединенных Наций. 2016. ISBN  978-92-1-056520-2 . Аннотировано как окончательная отредактированная версия перед набором текста. Также охватывает учет выбросов парниковых газов, связанных с энергетикой.
  13. ^ Ключевая мировая энергетическая статистика (PDF) . Париж, Франция: Международное энергетическое агентство (МЭА). 2016 . Проверено 15 декабря 2016 г.
  14. ^ World Energy Outlook 2016 — Резюме (PDF) . Париж, Франция: ОЭСР/МЭА. 2016 . Проверено 30 ноября 2016 г. .
  15. ^ Брукнер, Томас; Башмаков Игорь Алексеевич; Мулугетта, Якоб; и др. (2014). «Глава 7: Энергетические системы» (PDF) . В МГЭИК (ред.). Изменение климата 2014: смягчение последствий изменения климата. Вклад Рабочей группы III в пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета . стр. 511–597. ISBN  978-1-107-65481-5 . Проверено 12 октября 2016 г.
  16. ^ Виттманн, Тобиас; Брукнер, Томас (28–30 июня 2009 г.). Агентное моделирование городских систем энергоснабжения, сталкивающихся с ограничениями по защите климата (PDF) . Пятый симпозиум по городским исследованиям 2009 г.: Города и изменение климата: ответ на неотложную повестку дня . Марсель, Франция: Всемирный банк . Проверено 11 ноября 2016 г.
  17. ^ За пределами технологий: усиление энергетической политики с помощью социальных наук (PDF) . Кембридж, Массачусетс, США: Американская академия искусств и наук (AAAS). 2011. Архивировано из оригинала (PDF) 29 августа 2017 года . Проверено 25 октября 2016 г.
  18. ^ Моррисон, Робби; Виттманн, Тобиас; Хейзе, Ян; Брукнер, Томас (20–22 июня 2005 г.). «Моделирование энергетической системы, ориентированное на политику, с помощью xeona » (PDF) . В Норвежском университете науки и технологий (NTNU) (ред.). Материалы ECOS 2005: формирование наших будущих энергетических систем: 18-я Международная конференция по эффективности, стоимости, оптимизации, моделированию и воздействию энергетических систем на окружающую среду . ЭКОС 2005. Том. 2. Тронхейм, Норвегия: Tapir Academic Press. стр. 659–668. ISBN  82-519-2041-8 . Архивировано из оригинала (PDF) 10 января 2020 года . Проверено 14 октября 2016 г.
  19. ^ Брукнер, Томас; Моррисон, Робби; Хэндли, Крис; Паттерсон, Мюррей (июль 2003 г.). «Моделирование систем энергоснабжения высокого разрешения с использованием deeco : обзор и применение для разработки политики» (PDF) . Анналы исследования операций . 121 (1–4): 151–180. дои : 10.1023/А:1023359303704 . S2CID   14877200 . Архивировано из оригинала (PDF) 12 мая 2016 года . Проверено 14 октября 2016 г.
  20. ^ Хаас, Рейнхард; Накиченович, Небойша; Аянович, Амела; Фабер, Томас; Кранцль, Лукас; Мюллер, Андреас; Реш, Густав (ноябрь 2008 г.). «На пути к устойчивости энергетических систем: руководство по применению концепции энергетических услуг для определения необходимых тенденций и политики» (PDF) . Переход к устойчивым энергетическим системам . 36 (11): 4012–4021. Бибкод : 2008EnPol..36.4012H . дои : 10.1016/j.enpol.2008.06.028 . ISSN   0301-4215 . Архивировано из оригинала (PDF) 5 июля 2017 года . Проверено 22 октября 2016 г. .
  21. ^ Дюплесси, Бруно; Адно, Жером; Дюпон, Максим; Ракапе, Франсуа (июнь 2012 г.). «Эмпирическая типология энергетических услуг на основе хорошо развитого рынка: Франция». Энергетическая политика . 45 : 268–276. Бибкод : 2012EnPol..45..268D . дои : 10.1016/j.enpol.2012.02.031 . ISSN   0301-4215 .
  22. ^ Технические энергетические системы: основные понятия. ISO 13600:1997. Первое издание . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 15 ноября 1997 г. Статус аннулирован.
  23. ^ Технические энергетические системы: основные понятия. ISO 13600:1997. Техническое исправление 1 . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 1 мая 1998 г. Статус аннулирован.
  24. ^ Технические энергетические системы: структура для анализа: секторы спроса и предложения энергоносителей — ISO 13601:1998 . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 11 июня 1998 г. Статус аннулирован.
  25. ^ Технические энергетические системы: методы анализа: часть 1: общие положения — ISO 13602-1:2002 . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 1 ноября 2002 г. Статус аннулирован.
  26. ^ Богданов Дмитрий; Гулаги, Ашиш; Фасихи, Махди; Брейер, Кристиан (1 февраля 2021 г.). «Полный переход энергетического сектора на 100% возобновляемое энергоснабжение: интеграция секторов энергетики, тепла, транспорта и промышленности, включая опреснение» . Прикладная энергетика . 283 : 116273. Бибкод : 2021ApEn..28316273B . doi : 10.1016/j.apenergy.2020.116273 . ISSN   0306-2619 .
  27. ^ Клиффорд, Кэтрин (21 декабря 2021 г.). «США могут получить 100% чистую энергию с помощью ветра, воды, солнца и без атомной энергии», — говорит профессор Стэнфорда» . CNBC . Проверено 16 января 2022 г.
  28. ^ Фонсека, Хуан Д.; Комменж, Жан-Марк; Камарго, Маурисио; Фальк, Лоран; Гиль, Иван Д. (15 мая 2021 г.). «Анализ устойчивости при проектировании распределенных энергетических систем: многокритериальный подход к оптимизации» . Прикладная энергетика . 290 : 116746. Бибкод : 2021ApEn..29016746F . doi : 10.1016/j.apenergy.2021.116746 . ISSN   0306-2619 . S2CID   233552874 .
  29. ^ Джейкобсон, Марк З.; фон Крауланд, Анна-Катарина; Кофлин, Стивен Дж.; Палмер, Фрэнсис К.; Смит, Майлз М. (1 января 2022 г.). «Нулевое загрязнение воздуха и нулевой выброс углерода от всей энергии при низких затратах и ​​без отключений электроэнергии в переменную погоду на всей территории США со 100% ветро-водо-солнечной энергией и хранением энергии» . Возобновляемая энергия . 184 : 430–442. doi : 10.1016/j.renene.2021.11.067 . ISSN   0960-1481 . S2CID   244820608 .
  30. ^ «Сборник 47 рецензируемых исследовательских работ о системах, полностью использующих возобновляемые источники энергии» (PDF) . Проверено 25 января 2022 г.
  31. ^ Клемм, Кристиан; Визе, Фрауке (6 января 2022 г.). «Индикаторы для оптимизации устойчивых городских энергетических систем на основе моделирования энергетических систем» . Энергия, устойчивое развитие и общество . 12 (1): 3. дои : 10.1186/s13705-021-00323-3 . ISSN   2192-0567 . S2CID   256233632 .
  32. ^ Фан, Йи Ван; Пинтарич, Зорка Новак; Клемеш, Иржи Яромир (январь 2020 г.). «Новые инструменты проектирования энергетических систем, повышающие экономическую и экологическую устойчивость» . Энергии . 13 (16): 4062. doi : 10.3390/en13164062 .
  33. ^ Кирстед, Джеймс; Дженнингс, Марк; Сивакумар, Аруна (1 августа 2012 г.). «Обзор моделей городских энергетических систем: подходы, проблемы и возможности». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 16 (6): 3847–3866. дои : 10.1016/j.rser.2012.02.047 . hdl : 10044/1/10206 . ISSN   1364-0321 .

Внешние ссылки [ править ]

В Wikiquote есть цитаты, связанные с энергетической системой .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Energy_system&oldid=1222774435"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 99b52483bba0dac7c3129eecf218dd57__1715104020
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/99/57/99b52483bba0dac7c3129eecf218dd57.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Energy system - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)