Сколько электроэнергии фактически производит электростанция мощностью 1 ГВт, если КПД станции составляет 20%?

Электростанция мощностью 1 ГВт может производить 1 ГВт электроэнергии при номинальных условиях.

Если у него КПД 20%, то для этого он будет потреблять 5 ГВт энергии в той или иной форме.

Если электростанция представляет собой, скажем, тепловой пар, то расчеты довольно просты, потому что можно предположить, что она может делать это непрерывно, пока поступает топливо. Он будет генерировать 1 ГВтч энергии за 1 час. Обратите внимание, что эффективность 20% довольно плохая, даже архаичная, для установки на основе сжигания, но может быть разумной для геотермальных (низкотемпературных) источников.

Если электростанция солнечная, то

(A) это зависит от погоды (не работает в пасмурную погоду)

(B) зависит от времени суток (не работает, когда солнце находится низко в небе) и

(C) эффективность менее важна, чем для электростанции, работающей на топливе, поскольку она все время получает все необходимое солнце бесплатно (в соответствии с пунктами a и b выше), хотя стоимость установки, установки и недвижимости для ее развертывания будет увеличиваться с более низкая эффективность перехвата, поэтому производители будут продолжать улучшать ее

Возвращаемся к условиям рейтинга. Это 1 ГВт при максимальной солнечной нагрузке в лучшее время суток? Или это среднее время между (скажем) 10:00 и 16:00? Для того, что означает 1GW, вам нужно будет прочитать мелкий шрифт, чтобы узнать, что это на самом деле означает.

Как только вы узнаете, что это значит, как функцию времени суток и как функцию сезонной погоды, вы сможете интегрировать количество энергии, которое солнечная электростанция будет производить в течение дня или года.

Это зависит от буквы (букв) после GW.

Станция мощностью 1 ГВт производит 1 ГВт электроэнергии. При КПД 20% он должен будет избавиться от 4 ГВт тепла.

Иногда вы будете видеть 1 ГВт , который производит 1 ГВт тепловой энергии; как вы сказали нам, его КПД составляет 20%, он будет производить 200 МВт электроэнергии (200 МВт).

Но никакая практическая тепловая установка такого размера не будет иметь КПД ниже 30% - некоторые (например, AGR) составляют около 40%, в отличие от PWR в диапазоне 30-35%, а ПГУ может легко превысить 50%.

Без суффикса вы можете предположить, что он рассчитан на его электрическую мощность.

Солнечная энергия оценивается немного по-другому, но опять же, ее рейтинг — это ее электрическая мощность в оптимальных условиях, поэтому электростанция мощностью 1 ГВт (с солнечными элементами с эффективностью 20%) перехватывает 5 ГВт солнечного света и производит 1 ГВт энергии. Это означает, что мощность 200 ГВт будет производить 200 ГВтч за один действительно хороший час.

Но это еще не все, потому что мощность в 200 ГВт не отражает мощность, которую вы будете получать в течение всего дня каждый день. С учетом ночного времени, пасмурных дней, более слабого утреннего и вечернего солнечного света и т. д. солнечная электростанция может работать только примерно на 20% своей фактической мощности в среднем в течение всего года.

И я должен задаться вопросом, является ли это (более правильно называемое 20% «доступностью» или «коэффициентом мощности», как говорит pjc50) то, на что действительно ссылается ваша «20% эффективность»? Я подозреваю, что это так.

Это означает, что страна с потребностью в электроэнергии в 200 ГВт не может удовлетворить ее только за счет солнечной установки мощностью 200 ГВт.

Планирование сети в любом случае является увлекательной задачей благодаря изменчивости спроса в течение дня; добавление переменного предложения в смесь принципиально не меняет этого, но изменяет ограничения. В настоящее время солнечная энергия (в Великобритании) помогает, поскольку пик солнечного света совпадает с дневным спросом, оставляя два меньших пика утром и вечером, удваивая ценность хранения (аккумуляторы гидроаккумуляторов и аккумуляторы в будущем).

Более продвинутые пользователи солнечной энергии (Германия) иногда видят, что дневная спотовая цена становится отрицательной, поскольку предложение превышает спрос. Это скорее возможность, чем проблема... наблюдайте за появлением решений (не только хранения, но и больших нагрузок со сдвигом во времени) для использования бесплатного или отрицательного ценового ресурса.

Итак, что мы можем получить из ваших цифр?

1000 миллиардов единиц (кВтч) = 10^12 кВтч за 8000 часов (очень приблизительный год!) дает нам среднее потребление 10^12/8 Вт = 120ГВт.

Спрос будет ниже ночью и выше днем ​​— скажем, 80 ГВт и 160 ГВт соответственно. Поэтому одной только солнечной мощности достаточно, чтобы превысить вероятный дневной спрос во время (вероятно, редких) пиковых солнечных периодов.

Обычно имеется некоторая емкость для хранения излишков, что помогает удовлетворить утренние/вечерние пики спроса, а также некоторые другие возобновляемые источники энергии (ветровые, гидроэлектростанции) для покрытия части ночного спроса. И наверное тепловую генерацию заливать иначе.

В лучшем случае: если предположить, что накопителей достаточно для пикового потребления солнечной энергии... солнечная энергия обеспечивает 200 ГВт * коэффициент мощности 20% * 8000 часов = 320 миллиардов единиц или 32% вашего годового спроса.

Близко к наихудшему случаю: предположим, что половина часов работы ограничена спросом до 160 ГВт, то есть 80% паспортной мощности. Одним из способов учета этого может быть коэффициент коэффициента мощности как (10% + (10% * 0,8)) = 18% коэффициента мощности.

Тогда солнечная энергия обеспечивает 200 ГВт * коэффициент мощности 18% * 8000 часов = 288 миллиардов единиц или 29% вашего годового спроса.

Более качественные исходные данные (такие как фактические кривые спроса, объемы хранения и знание других источников), конечно, улучшат эти грубые оценки. Но, надеюсь, этого достаточно, чтобы вы начали.

Вы можете сделать некоторые выводы даже из такого простого анализа: например, если у вас столько солнечной энергии, вам нужны точки зарядки везде, где вы паркуете свой автомобиль в светлое время суток. Что означает, для многих людей, на рабочем месте.

Сколько электроэнергии будут производить эти электростанции суммарной мощностью 200 ГВт?

200 ГВт будет пиковой выходной мощностью, а для солнечной энергии это будет при оптимальных солнечных условиях.

У меня также есть информация, что солнечные электростанции в этих странах работают с КПД 20%, но я просто запутался.

Так они будут брать 1000 ГВт солнечной энергии и выдавать 200 ГВт электрической энергии.

Что на самом деле означает электростанция мощностью 200 ГВт (сколько электроэнергии она будет производить, скажем, в час?)...

Солнечная электростанция мощностью 200 ГВт выдаст 200 ГВтч в час, если будет израсходован весь доступный запас.

... и если КПД 20%, как это меняет мой анализ?

Я не вижу вашего анализа, но поставщик энергии может взимать плату только за то, что произведено и потреблено, независимо от эффективности.

Мощность станции – это ее максимальная мощность, которую она может отдать в сеть. Вы не имеете ничего общего с эффективностью. Это просто означает, что с развитием технологий в будущем солнечная электростанция той же площади сможет производить больше электроэнергии при тех же условиях.

Обратите внимание, что солнечные системы не всегда работают с максимальной эффективностью.

Мощность соответствует пиковому солнцу, в то время как эффективность может включать солнечную энергию.

Убедитесь, что кто-то не путает доступность с эффективностью или средней месячной мощностью.

Пик солнечной энергии - это мощность при полном солнце. Географические показатели солнечной активности учитывают погодные условия, которые блокируют солнечную энергию и полезное дневное время. В среднем 12 часов — это 50% эффективности пиковой мощности. Кроме того, есть потери для направленных потерь в качестве эффективности с использованием кривой, называемой Ламбертианской, для эффективности излучения или поглощения в зависимости от угла. Или стоимость энергии двигателя для перемещения панелей, когда существует пригодное для использования солнце.
Кроме того, есть потери при хранении и преобразовании, если они существуют.

Ядерные реакторы имеют КПД около 50%, потому что они всегда работают на 100% мощности, и большая часть теряется в эффективности теплопередачи (пара) для вращения турбин.

В Австралии большая часть электроэнергии необходима для стабилизации сети с батареями Tesla, и только 10% продается, но это позволяет избежать ошибок частоты, отказов от перенапряжений, простоев из-за недостаточной мощности или, что еще хуже, сгоревших трансформаторов на электроподстанциях... как огромное количество высококачественных трансформаторов, которые сгорели или полностью вышли из строя в прошлом месяце в Нигерии из-за недостаточной мощности и плохих навыков управления защитой от нестабильности.

Если стоимость солнечной энергии составляет 4 цента за кВтч, а стоимость угольной энергии составляет 4,1 цента / кВтч.