Коэффициент полезного действия электрических станций

Электрический КПД электростанций

Коэффициент полезного действия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. При производстве электрической энергии только часть (кинетической, тепловой и т.д.) преобразуется в электрическую энергию, остальное выделяется в виде тепла Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно η («эта»). η = Wпол/Wcyм. КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах. Математически определение КПД может быть записано в виде:

η=A/Q*100%

где А — полезная работа, а Q — затраченная энергия.

В силу закона сохранения энергии КПД всегда меньше единицы, то есть невозможно получить полезной работы больше, чем затрачено энергии.

КПД теплового двигателя — отношение совершённой полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя. КПД теплового двигателя может быть вычислен по следующей формуле:

η=(Q1-Q2)/Q2

где Q1 — количество теплоты, полученное от нагревателя, Q2 — количество теплоты, отданное холодильнику. Наибольшим КПД среди циклических машин, оперирующих при заданных температурах горячего источника T1 и холодного T2, обладают тепловые двигатели, работающие по циклу Карно; этот предельный КПД равен:

η=(T1-T2)/T2 

Тепловой КПД электростанций

При производстве электрической энергии часть тепловой энергии утилизируется на теплоснабжение. Соотношение между потраченной энергией и утилизированной, выраженное в процентах называется тепловым КПД.

Общий или суммарный КПД электростанций

Сумма КПД электрического и тепловлго КПД называется КПД использования топлива. Чем выше электрический и суммарный КПД, тем экономичнее работа электростанции. На АЭС и ГРЭС чаще всего тепло не используется и суммарный КПД равен электрическому. При расчете технико-экономического обоснования строительства (ТЭО) станции берется суммарный КПД. При выполнении проета отдельно разрабатывется схема выдачи электрической и тепловой мощности. Для стимулирования более высокого коэффициента импользования топлива принят ФЗ-261 энергосбережение и о повышении энергетической эффективности.

Электрический КПД станций, работающие на сжигании органического топлива

При сжигании органического топлива для расчетов КПД берется удельная теплоемкость топлива.

Тип генерации

Расшифровка

Электрический КПД

Сырье

Сезонность

ТЭС

тепловые, вырабатывают электрическую энергию

33-35%

Уголь, газ, мазут, торф

способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний

ТЭЦ

 вырабатывающие электроэнергию + тепло (расстояние передачи тепла не более 20-30 км);

35-38%

Уголь, газ, мазут, торф

способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний

ГРЭС

государственные районные электростанции

36-44%

Уголь, газ, мазут, торф

способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний

ПГУ

Парогазовые установки

50-65%

Газ

способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний

ГТЭС

Газотурбинные электростанции

30-35%

Газ

способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний

ГПЭС

Газопоршневые электростанции

40-46%

Газ, дизтопливо (возможно на сырой нефти и жидких и газообразных нефтепродуктах)

способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний

Электрический КПД гидроэлектростанций и приливных электростанций

При расчете электрического КПД ГЭС и ПЭС в расчет берется изменение потенциальной энергии воды

Тип генерации

Расшифровка

Электрический КПД

Сырье

Сезонность

ГЭС

гидроэлектростанции

92-94%

Вода равнинных и горных рек.

способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний

ПЭС

приливная электростанция

92-94%

Движение воды во время приливов и отливов

Суточные колебания

Электрический КПД атомных электростанций

При расчете электрического КПД АЭС берется суммарная энергия расщепляемого топлива. 

Тип генерации

Расшифровка

Электрический КПД

Сырье

Сезонность

АЭС

Атомные электростанции

40-44%

Ядерное топливо (плутоний и уран).

способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний

 Электрический КПД ветрогенерации

Тип генерации

Расшифровка

Электрический КПД

Сырье

Сезонность

Ветро

Ветроэлектростанции

50%

Энергия ветра

Зависит от погоды

 Электрический КПД солнечных батарей

Тип генерации

Расшифровка

Электрический КПД

Сырье

Сезонность

Солнечные батареии

Солнечные батареи

40%

Энергия солнца

Зависит от времени суток и погоды

Яндекс.Метрика