Мощность нагрузки. Выбор мощности ИБП: как правильно рассчитать нагрузку и подобрать источник бесперебойного питания

Как рассчитать необходимую мощность ИБП для защиты компьютеров и другого оборудования. Какие факторы нужно учитывать при выборе источника бесперебойного питания. На что обратить внимание при подсчете нагрузки и подборе ИБП по мощности. Почему важно правильно определить требуемую мощность ИБП.

Основные параметры при выборе мощности ИБП

При подборе источника бесперебойного питания (ИБП) необходимо учитывать три ключевых параметра:

• Мощность подключаемой нагрузки
• Номинальная мощность самого ИБП
• Требуемое время автономной работы от батареи

Рассмотрим подробнее, как правильно рассчитать эти параметры и на что обратить внимание при выборе ИБП подходящей мощности.

Расчет мощности нагрузки

Для определения мощности нагрузки необходимо сложить мощность всех устройств, которые планируется подключить к одному ИБП. Обычно это группа устройств, расположенных рядом друг с другом.

Мощность потребления можно найти:

• Для мониторов, принтеров, колонок и т.д. — на этикетках устройств
• Для компьютеров и серверов — на блоке питания

При этом важно учитывать, что реальное энергопотребление может отличаться от указанного на этикетках. Поэтому рекомендуется производить расчет по максимальному значению мощности.

Особенности определения номинальной мощности ИБП

Номинальная мощность ИБП обычно указывается в вольт-амперах (ВА) и выносится в название модели. Например, ИБП Eaton 5P 850 имеет номинальную мощность 850 ВА.

При этом мощность нагрузки считается в ваттах (Вт). Для пересчета можно использовать формулу:

Активная мощность (Вт) = Полная мощность (ВА) × Коэффициент мощности (cos φ)

Коэффициент мощности (cos φ) зависит от типа оборудования:

• Для типового ПК — около 0,7
• Для современных серверов и сетевого оборудования — близок к 1,0

Как правильно подобрать мощность ИБП

При выборе ИБП рекомендуется следовать следующим правилам:

1. Рассчитать суммарную мощность всех подключаемых устройств
2. Умножить полученное значение на коэффициент запаса 1,2-1,3
3. Выбрать ИБП с ближайшей большей номинальной мощностью

Это позволит обеспечить запас по мощности и учесть возможные пиковые нагрузки.

Влияние времени автономной работы на выбор ИБП

Требуемое время автономной работы от батарей влияет на выбор модели ИБП. Чем дольше нужно поддерживать работу оборудования при отключении электричества, тем более мощный ИБП потребуется.

Стандартное время автономной работы составляет 5-15 минут. Для увеличения этого времени можно:

• Выбрать более мощную модель ИБП
• Использовать дополнительные батарейные модули

Почему важно правильно подобрать мощность ИБП?

Корректный выбор мощности источника бесперебойного питания позволяет:

• Обеспечить надежную защиту подключенного оборудования
• Увеличить срок службы самого ИБП
• Оптимизировать затраты на приобретение ИБП

Недостаточная мощность ИБП может привести к его перегрузке и выходу из строя. Избыточная мощность приведет к неоправданному увеличению стоимости.

Как подобрать ИБП для домашнего компьютера?

Для защиты домашнего компьютера обычно достаточно ИБП мощностью 600-800 ВА. При этом нужно учитывать следующие факторы:

• Мощность системного блока (указана на блоке питания)
• Мощность монитора (указана на этикетке)
• Мощность периферийных устройств (колонки, принтер и т.д.)

Рекомендуется выбирать ИБП с запасом по мощности 20-30% для учета возможных пиковых нагрузок.

Выбор ИБП для серверного оборудования

При подборе ИБП для серверов и сетевого оборудования важно учитывать следующие особенности:

• Более высокое энергопотребление по сравнению с обычными ПК
• Необходимость обеспечения длительного времени автономной работы
• Возможность масштабирования системы бесперебойного питания

Для серверных помещений часто используются мощные онлайн ИБП с возможностью подключения дополнительных батарейных модулей.

Типичные ошибки при выборе мощности ИБП

При подборе источника бесперебойного питания следует избегать следующих распространенных ошибок:

• Выбор ИБП только по мощности блока питания компьютера
• Игнорирование мощности периферийных устройств
• Отсутствие запаса по мощности
• Неправильный пересчет ВА в Вт

Чтобы избежать этих ошибок, рекомендуется тщательно рассчитать суммарную нагрузку и проконсультироваться со специалистом при выборе ИБП.

Мощность нагрузки установки | Руководство по устройству электроустановок | Оборудование

Страница 5 из 77

4 Мощность нагрузки установки

B15

Чтобы правильно спроектировать электроустановку, необходимо оценить реальную максимальную мощность, которая может потребоваться от системы питания. Основывать проектирование просто на арифметической сумме всех нагрузок, существующих в сети электроустановки, было бы очень неоправданно как с экономической точки зрения, так и с точки зрения инженерной практики. Целью данной главы является показать некоторые факторы, учитывающие неодновременность нагрузки(неодновременную работу всех устройств данной группы) и режим работы (например, электродвигатель обычно не работает на своей полной мощности) всех существующих и проектируемых нагрузок, которые можно оценить. Данные значения основаны на опыте и на данных, взятых с существующих электроустановок. В дополнение к основным данным проектирования установки для отдельных цепей, можно получить общие значения для всей установки, которые позволят определить требования для системы питания (распределительная сеть, трансформатор высокого/низкого напряжения, или генератор).

4.1 Установленная мощность (КВт)

Установленная мощность является суммой номинальных мощностей всех устройств- потребителей мощности в электроустановке. Это не является мощностью, которая подается в действительности.
Большинство электрических приборов и оборудования имеют маркировку, указывающую их номинальную мощность.
Установленная мощность является суммой номинальных мощностей всех устройств- потребителей в цепи электроустановки. Она не является мощностью, которая подается в действительности. Это в особенности относится к электродвигателям, где номинальное значение мощности относится к выходной мощности на приводном валу. Потребление входной мощности будет явно больше.
Лампы дневного света и газоразрядные лампы, использующие стабилизирующие балластные сопротивления, являются еще одним примером, где номинальная мощность, указанная на лампе, меньше мощности, которая реально потребляется лампой и ее балластным сопротивлением.
Методы оценки реального потребления мощности двигателями и осветительными приборами,описаны в разделе 3 данной главы.

Значение потребляемой мощности (кВт) необходимо знать, чтобы правильно выбрать номинальную мощность генератора или батареи, и для тех случаев, где нужно принимать во внимание требования приводного двигателя. Для питания от генератора сети низкого напряжения, или через трансформатор высокого/низкого напряжения, важным значением является полная мощность в кВА.

4.2 Установленная полная мощность (КВА)
Установленная полная мощность обычно рассчитывается как арифметическая сумма мощностей (кВА) отдельных нагрузок. Максимальная предполагаемая мощность, однако, не равна общей установленной мощности.
Полная мощность, потребляемая нагрузкой (которая может состоять и лишь из одного потребителя) вычисляется на основе ее номинальной мощности (при необходимости, скорректированной, как описано выше для двигателей и др.) и следующих коэффициентов.

П=КПД прибора=выход кВт / вход кВт cos ф=коэффициент мощности=кВт / кВа Потребность в полной мощности для нагрузки (^A) S=Pn / n х cos ф
На основе этого значения, полный ток Ia (A)(1) потребляемый нагрузкой, будет

для нагрузки, с соединением 1 фаза-нейтраль.

для трех-фазной сбалансированной нагрузки, где: V = напряжение фаза-нейтраль (вольт) U = напряжение фаза-фаза (вольт)
Можно отметить, что, строго говоря, полная мощность не является арифметической суммой вычисленных номинальных мощностей отдельных нагрузок (кроме случая, когда все нагрузки имеет одинаковый коэффициент мощности).
(1) Для большей точности, необходимо учитывать коэффициент максимального использования, как описано ниже в п.4.
Schneider Electric — Руководство по электрическим установкам 2005

В общей практике, однако, производится простое арифметическое суммирование, результат которого даст значение полной мощности, которое превышает истинное значение на приемлемый «расчетный допуск»
Когда некоторые из характеристик нагрузки неизвестны, можно использовать значения, показанные на Зис. В9 на следующей странице, которые дают очень приблизительную оценку потребностей в мощности в вольтах-амперах (отдельные нагрузки обычно слишком малы, чтобы выражаться в кВА или кВт).
Оценки нагрузки осветительных приборов основаны в предположении освещения площади пола 500м2

Освещение лампами дневного света ( с корректировкой на cos ф=0.86)
Сфера применения	Оценка в (ВА/м2) для лампы дневного света с промышленным рефлектором(1))	Средний уровень освещения (св.поток=лм/м2)
Дороги и шоссе, складские площади,	7	150
периодические работы
Работы с подъемом тяжелых грузов:	14	300
производство и сборка очень больших
деталей
Ежедневные работы: офисные работы	24	500
Точные работы: чертежные офисы,	41	800
высокоточные работы по сборке
Цепи питания
Сфера применения	Оцененная мощность (ВА/м2)
Насосные станции (воздушные компресссоры)	3 — 6
Вентиляция помещений	23
Электрические нагреватели — конвекторы:	115 — 146
частные дома и квартиры	90
Офисы	25
Диспетчерские пункты	50
Сборочные цеха	70
Машинный цех	300
Цех окраски	350
Цех термической обработки	700

(1) Пример: Лампа 65 Вт (не включая балластное сопротивление) световой поток 5,100 люмен (лм), световой КПД трубки = 78. 5 лм / Вт.
Рис B9: Оценка установленной полной мощности
4.3 Оценка реальной требуемой максимальной мощности (кВА)
На практике, отдельные нагрузки не обязательно работают на полной мощности или одновременно. Коэффициенты ku и ks позволяют определить потребности в максимальной и полной мощности, которые реально требуются для определения параметров электроустановки.
Коэффициент максимального использования (ku)
При нормальных рабочих условиях, потребление мощности отдельным потребителем нагрузки иногда меньше, чем номинальная мощность, указанная для данного прибора, и это часто встречаемое явление оправдывает применение коэффициента использования (ku) при оценке реальной потребляемой мощности.
Этот коэффициент должен применяться для каждого отдельного потребителя нагрузки, в особенности для электродвигателей, которые редко работают на полной нагрузке. В промышленных электроустановках этот фактор можно в среднем принять равным 0,75 для электродвигателей.
Для нагрузки, состоящей из ламп накаливания, этот коэффициент всегда равен 1. Для цепей с розетками для подключения приборов, значение этих коэффициентов полностью зависит от типов приборов, которые питаются от данной сети.
В — Общая структура — Применяемые правила —
Установленная мощность
B16
Коэффициент одновременности (ks)
В реальной практике, потребители нагрузки, установленные в цепи одной электроустановки, никогда не работают одновременно, то есть, всегда присутствует некоторая степень неодновременности, и этот факт учитывается при оценке требуемой мощности, путем использования коэффициента одновременности (ks). Коэффициент ks применяется к каждой группе нагрузок (например, к группе, питаемой от распределительного щита и нижележащих щитков). Расчет этих коэффициентов является обязанностью проектировщика, так как это требует подробного знания установки и условий эксплуатации отдельных цепей. По этим причинам, невозможно привести точные значения, рекомендуемые для общего применения.
Schneider Electric — Руководство по электрическим установкам 2005
Коэффициент одновременности жилого здания
Некоторые типовые значения для этого случая даны на Зис. В1І на следующей странице, и применимы для бытовых потребителей, питаемых от сети 230/400В (3 фазы, 4 провода). Для потребителей, использующих обогревательные приборы для обогрева помещений, рекомендуется коэффициент 0,8, независимо от числа пользователей.

Число нижележащих потребителей	Коэффициент одновременности (ks)
2 — 4 1
5 — 9	0.78
10 -14	0.63
15 -19	0.53
20 — 24	0. 49
25 — 29	0.46
30 — 34	0.44
35 — 39	0.42
40 — 49	0.41
50 и более	0.40

Рис. B10: Коэффициенты одновременности в жилом многоквартирном доме. Пример (см. Рис. В1 ):
Имеется 5-этажный жилой дом с 25 потребителями, каждый из которых имеет 6 кВА установленной мощности.
Общая установленная мощность для здания: 36+24+30+36+24=150 кВА
Полная мощность, требуемая для здания: 150 х 0.46=69 кВА
Из Рисунка В10 возможно определить величину токов в различных секциях главного фидера,
питающего все этажи. Для вертикально идущих кабелей, при подаче питания снизу, поперечное
сечение проводников можно постепенно уменьшать по направлению к более верхним этажам.
Такие изменения в сечении проводов обычно происходят через 3 этажа.
Например, ток, подаваемый в вертикальный кабель питания на уровне земли, равен:

ток, поступающий на третий этаж, равен:

Рис. B10: Коэффициент одновременности в жилом многоквартирном доме.
Коэффициент одновременности для распределительных щитов
На рис. В12 показаны гипотетические значения ks для распределительных щитов, питающих ряд цепей, где отсутствует индикация того, как между ними распределяется общая нагрузка.
Если цепи в основном используются для целей освещения, разумно принять значение коэффициента ks близким к единице.

Число	Коэффициентодновременности
цепей	(ks)
Сборки,протестированные	0. 9
полностью
2 и 3
4 и 5	0.8
6 — 9	0.7
10 и более	0.6
Сборки,протестированные	1.0
выборочно, в каждом
выбранном случае.

Рис. B1 : Коэффициент одновременности для распределительных щитов (IEC 60439)
Коэффициент одновременности в зависимости от функции цепи.
Коэффициенты ks, которые можно использовать для цепей, питающих часто встречающиеся нагрузки, даны на рис. В13.

Функция цепи	Коэффициент одновременности (ks)
Освещение 1
Обогрев и кондиционирование 1
Розетки для подключения приборов	0.1 — 0.2 (1)
10 и более	0.6
Лифты и подъемники и Для самых мощных двигателей	1
Для двигателей, вторых по мощности	0.75

         ~—                               
В некоторых случаях, преимущественно в промышленных электроустановках, этот коэффициент может быть выше.
Ток, принимаемый во внимание, равен номинальному току двигателя, увеличенному на одну треть от его пускового тока.
Рис. В1 : Коэффициент одновременности в зависимости от функции цепи.
4.4 Пример применения коэффициентов ku и ks
Пример оценки потребности в реальной максимальной мощности на всех уровнях электроустановки, начиная от положения каждой нагрузки до точки подачи питания (См. Рис. В14 на противоположной странице).
В данном примере, общая установленная полная мощность равна 126,6 кВА, что соответствует реальному (оцененному) максимальному значению 65 кВА на низкой стороне трансформатора высокого/низкого напряжения.
Примечание: Чтобы правильно выбрать сечение кабеля питания для распределительных цепей электроустановки, ток I (в амперах), проходящий через цепь, определяется из уравнения
В — Общая структура — Применяемые правила — Установленная мощность
B18

где S, кВА — это реальная максимальная 3-фазная полная мощность, показанная на схеме рассматриваемой цепи, а U — напряжение между фазами (в вольтах).
4.5 Коэффициент разновременности нагрузки
Термин «коэффициент разновременности», как он определен в стандартах IEC, идентичен коэффициенту одновременности (ks), который используется в данном руководстве, согласно разделу 4.3. В некоторых англо-говорящих странах, однако (в момент написания руководства), фактор неодновременности является величиной, обратной к ks, то есть, он всегда > 1.
Schneider Electric — Руководство по электрическим установкам 2005

Рис. В13: Коэффициент одновременности в зависимости от функции цепи.
4.6 Выбор номинальной мощности трансформатора
Когда электроустановка должна снабжаться напрямую от трансформатора высокого/ низкого напряжения и уже определена максимальная полная мощность для нагрузки установки, можно выбрать номинальную мощность трансформатора, принимая во внимание следующее (см. Рис. В1 ).
Возможность увеличения коэффициента мощности установки (см. главу К).
Ожидаемое расширение установки.
B19
Ограничения установки (температура…)
Стандартные номинальные значения мощности трансформатора.

Полная мощность	In (А)
кВА	237 V	410 V
100	244	141
160	390	225
250	609	352
315	767	444
400	974	563
500	1218	704
630	1535 887
800	1949	1127
1000	2436	1408
1250	3045	1760
1600	3898 2253
2000	4872	2816
2500	6090	3520
3150	7673	4436

Рис. B15: Стандартные значения полной мощности для трансформаторов высокого/низкого напряжения и соответствующих номинальных токов.
Schneider Electric — Руководство по электрическим установкам 2005

где
S = кВА номинальное значение мощности трансформатора
U = напряжение фаза-фаза при отсутствии нагрузки в вольтах (237 В или 410 В)
In — в амперах.
Для однофазного трансформатора

где
V = напряжение на стороне низкого напряжения при отсутствии нагрузки (в вольтах). Упрощенное уравнение для 400 В (3-фазная нагрузка).
In = кВА х 1.4
Применяемый стандарт для силовых трансформаторов — IEC 60076.
4.7 Выбор источников питания
Описанная в главе E1 важность поддержки непрерывного питания поднимает вопрос использования резервного источника питания. Выбор и характеристики таких альтернативных источников питания описаны в разделе E 1.4.
Для основного источника питания выбор обычно делается между подключением к сети подачи питания высокого или низкого напряжения.
На практике, подключение к сети высокого напряжения может быть необходимо там, где нагрузка превышает (или такое превышение планируется) некоторый уровень, обычно порядка 250 кВА, или когда требуемое качество обслуживания выше качества, обычно поставляемого сетью низкого напряжения.
Более того, если подключенная к сети низкого напряжения электроустановка может вызывать помехи у соседних потребителей, органы энергонадзора могут порекомендовать подключение в сети высокого напряжения. Питание от потребителя, подключенного к высоковольной сети может иметь определенные преимущества:
не испытывает помех от других потребителей, что может иметь место в случае сети низкого напряжения;
свободен в выборе любого типа низковольтной системы заземления;
имеет более широкий выбор тарифов;
может позволить очень большие увеличения нагрузки. Однако, следует заметить, что:
Потребитель является собственником подстанции высокого/низкого напряжения и, в некоторых странах, он должен построить и оборудовать ее за свой счет. В определенных обстоятельствах, поставщики энергии могут участвовать в инвестировании, например, на уровне линии высокого напряжения.
Часть стоимости подключения часто можно возместить, если второй потребитель подключается к высоковольтной линии в течение некоторого времени после того, как подключился первый потребитель.
В — Общая структура — Применяемые правила — Установленная мощность
Номинальный ток полной нагрузки на стороне низкого напряжения 3-фазного трансформатора вычисляется по формуле:

Потребитель имеет доступ только к низковольтной части электроустановки, тогда как доступ к высоковольтной части остается за персоналом поставщика энергии (снятие показаний счетчиков, оперативные действия и т.д.). Однако, в некоторых странах, защитный автоматический выключатель линии высокого напряжения (или плавкий выключатель нагрузки) может управляться потребителем.
Тип и расположение подстанции согласуются потребителем с поставщиком энергии.
Schneider Electric — Руководство по электрическим установкам 2005

• Назад
• Вперед

Максимальная мощность — нагрузка — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Максимальная мощность нагрузки не должна превышать 250 Вт. Небольшие размеры платы не позволяют применять винтовые соединители. Поэтому в качестве контактных площадок используются большие области фольгированной стороны платы, к которым припаиваются провода. Регулятор освещения может также использоваться в качестве настенного переключателя, вмонтированного в пластмассовую коробку.  [1]

Устройство обеспечивает максимальную мощность нагрузки до 60 Вт при номинальном напряжении Источника питания 24 В.  [2]

Номинальной мощностью называется та максимальная мощность нагрузки, которую трансформатор должен выдерживать при непрерывной работе в течение полного срока его амортизации, составляющего 20 — 25 лет в условиях естественных годовых колебаний температуры окружающей среды.  [3]

Однако в РМУ с раздельной ОС на несколько порядков больше максимальная мощность нагрузки Рата — Это объясняется возможностью создания за счет раздельной ОС большей напряженности подмагничивания, которой пропорциональна мощность Рятах, чем в РМУ о общей ОС.  [4]

Важным параметром, характеризующим усилительные свойства реле, является отношение максимальной мощности нагрузки в управляемой цепи Ру к минимальной мощности входного сигнала РСр, при котором происходит срабатывание реле.  [5]

Максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора в усилителе класса В, примерно в пять раз меньше максимальной мощности нагрузки.  [6]

Если известен расход электроэнергии W, учтенный за определенное время ( сутки, год), а также максимальная мощность нагрузки макс.  [7]

Техническая характеристика: тип конструкции — стационарный; питание — от сети трехфазного переменного тока 380 В; максимальная мощность нагрузки проверяемых генераторов не более 1 0 кВт; диапазоны бесступенчатого регулирования частоты вращения генераторов 500 — 5000; 1000 — 10000 об / мин; диапазоны измерения частоты вращения генераторов 0 — 5000; 0 — 10000 об / мин; диапазоны измерения постоянного тока 20 — 0 — 20; О-50; 0 — 100 А; диапазоны измерения постоянного напряжения 0 — 20; О-40 В; диапазоны измерения сопротивления постоянному току 1 — 102; 10 — 103; 102 — 104; 103 — 105; 104 — 10е Ом; габаритные размеры 1547Х X 1265X820 мм; масса не более 350 кг.  [8]

При ступенчатом графике нагрузки с длительностью одной ступени 30 ( или 60) минут за расчетный получасовой максимум принимается максимальная мощность нагрузки.  [9]

Технические данные тиристорного исполнительного устройства У252: сигнал постоянного тока на входе 1 — 0 — 5 мА при Rax 200 Ом; сигнал постоянного тока на входе 2 — 0 — 20 мА при RBX 200 Ом; сигнал напряжения постоянного тока на входе 3 — 0 — 5 В при RBX 1 кОм; сигнал напряжения переменного тока на выходе при номинальном диапазоне изменения входного сигнала составляет 0 — 190 В при напряжении питания 220 Ей 0 — 330 В — при 380 В; минимальная мощность нагрузки 0 3 кВт; максимальная мощность нагрузки 13 кВт при 220 В и 23 кВт при 380 В; максимальное среднее значение тока нагрузки в каждом периоде — 80 А.  [10]

Технические данные тиристорного исполнительного устройства У252: сигнал постоянного тока на входе 1 — 0 — 5 мА при Двх 200 Ом; сигнал постоянного тока на входе 2 — 0 — 20 мА при Двх 200 Ом; сигнал напряжения постоянного тока на входе 3 — 0 — 5 В при RBX 1 кОм; сигнал напряжения переменного тока на выходе при номинальном диапазоне изменения входного сигнала составляет 0 — 190 В при напряжении питания 220 Ей 0 — 330 В — при 380 В; минимальная мощность нагрузки 0 3 кВт; максимальная мощность нагрузки 13 кВт при 220 В и 23 кВт при 380 В; максимальное среднее значение тока нагрузки в каждом периоде — 80 А.  [11]

КЭС работает в базовой части графика нагрузки энергосистемы. Максимальная мощность нагрузки энергосистемы составляет 8310 МВт.  [12]

Описываемое устройство позволяет питать люминесцентную лампу, электропаяльник на напряжение 36 В, электробритву и другие приборы. Максимальная мощность нагрузки преобразователя — 40 Вт, при этом ток, потребляемый от аккумуляторной батареи, составляет примерно 4 А.  [13]

Исходными данными для выбора схемы выдачи мощности являются значения повышенных напряжений и количество РУ, с шин которых электроэнергия выдается в энергосистему. Для системы задаются максимальная мощность нагрузки энергосистемы Рстах, резерв мощности в системе Рс.  [14]

Основным моментом расчета магнитного усилителя является определение объема сердечника. Как и у простого трансформатора, он зависит от максимальной мощности нагрузки и допустимой температуры нагрева обмоток.  [15]

Страницы:      1    2

Как правильно подобрать мощность вашего ИБП. Разбираем на примере Eaton / Хабр

Надёжная защита компьютеров, работоспособность и долгий срок службы источников бесперебойного питания (ИБП) зависят от правильно подобранной мощности ИБП по отношению к нагрузке. В этом посте мы рассмотрим простые правила подбора ИБП по мощности — они помогут и сэкономить бюджет, и остаться уверенным, что эти устройства обеспечат защиту в случае внезапного сбоя или отключения электроснабжения.

Расчёт нагрузки при выборе мощности ИБП

При подборе ИБП оперируют тремя величинами:

1. мощность нагрузки,
2. номинальная мощность ИБП,
3. требуемое время автономной работы ИБП от батареи.

Это основные параметры, но есть ещё нюансы, и об этом мы тоже расскажем ниже.

С определением мощности нагрузки всё относительно просто — суммируется мощность всех устройств, которые планируется подсоединить к одному ИБП (обычно это группа устройств, расположенных рядом друг с другом). Затем полученные цифры суммируются по всем ИБП, обслуживающих такие группы устройств. Мощность, потребляемую мониторами, принтером, колонками, роутером, внешним дисководом и т.д., можно найти на этикетках устройств. Для ПК или сервера берётся мощность указанная на блоке питания.

Знатоки скажут, что это весьма приблизительный подсчёт нагрузки, поскольку в разных режимах потребляемая мощность каждого устройства может существенно отличаться от той, что указана на этикетках или в спецификациях на блоки питания. Это будет абсолютной правдой, но они же согласятся, что таким образом определяется мощность «по верхнему пределу потребления». Если реальная мощность нагрузки в результате окажется ниже рассчитанной, то ничего плохого не случится.

Дальше идёт первый нюанс — он связан с номинальной мощностью ИБП: обычно она указывается в вольт-амперах (В·А) и выносится в виде цифр в название модели ИБП. Например, модель ИБП Eaton 5P 850 имеет номинальную мощность 850 В·А. При этом мощность нагрузки подсчитывается в ваттах (Вт), так как именно в ваттах маркируются блоки питания компьютеров, мониторов и других ИТ-устройств. Удобные онлайн-калькуляторы пересчёта «В·А в Вт» есть в интернете. Если же вы хотите пересчитать самостоятельно, можно воспользоваться следующей формулой:

Активная мощность (ватты) = Полная мощность (вольт-амперы) × Коэффициент мощности (Cos φ)

Второй нюанс состоит в том, что неизвестной величиной в этой формуле будет коэффициент мощности (Cos φ). И, кстати, в онлайн-калькуляторе тоже потребуется указать значение этого параметра. Для измерения «косинуса фи» для конкретного устройства существуют специальные приборы, называемые фазометрами. Но в малом бизнесе столь точные расчеты Cos φ обычно никто не проводит. Как правило, пользуются оценочными значениями Cos φ, характерными для данного типа устройств.

Так, для типового ПК эта величина составляет 0,7, и именно с этим коэффициентом указана мощность ИБП в ваттах в каталогах Eaton.

А какой Cos φ у современных серверов, систем хранения данных и сетевого оборудования (коммутаторов, маршрутизаторов и прочего)? В них используются блоки питания с коррекцией коэффициента мощности, поэтому его значение приближается к единице (1,0). Принято считать, что такое оборудование является нагрузкой с небольшой ёмкостной составляющей, и коэффициент мощности принимают равным 0,95.

Отдельным вопросом является использование таких блоков питания с ИБП – при их использовании требуется выбрать ИБП бОльшей мощности, особенно, если ИБП выдает не чистую синусоиду напряжения на выходе, а меандр.Также могут возникнуть дополнительные требования к ИБП, связанные с принципом работы таких источников. Тема требует отдельной статьи, и таких статей уже написано множество.

Следующий параметр, значение которого следует знать перед выбором мощности ИБП — это желаемое время работы ИБП в режиме «от батарей». В каталоге для каждой модели ИБП приводится оценочное время автономной работы при нагрузке 50% и 70% от номинальной мощности.

Узнать мощность нагрузки можно с помощью самого ИБП. Источник: Eaton

Обычно для корректного завершения работы операционной системы на компьютерах достаточно 5 минут, особенно если автоматизировать этот процесс посредством программного обеспечения мониторинга и управления ИБП — стороннего или от производителя ИБП (например, Eaton Intelligent Power Manager). Однако если требуется значительно большее время на поддержание работы компьютеров, то следует выбирать более мощные модели ИБП или даже докупать и устанавливать дополнительные внешние батареи. Такие внешние батареи доступны для моделей ИБП, работающих в корпоративном секторе.

Давайте выполним пример расчёта мощности ИБП для защиты электропитания двух современных серверов, позиционируемых как «серверы для малого бизнеса» с блоками питания по 200 Вт (то есть общая мощность двух серверов — 400 Вт). Низкая мощность блоков питания объясняется тем, что в таких серверах нет никаких движущихся частей, кроме вентиляторов охлаждения. Дисковая память реализована на SSD и нет CD-дисковода. Да, и ещё предполагается, что мощных видеокарт тоже нет.

При коэффициенте мощности 0,95 и ориентации на 70-процентную нагрузку от номинальной мощности получим, что требуется ИБП не менее, чем на 600 В·А: (400 ÷ 0,95) ÷ 0,7. Таким требованиям удовлетворит, скажем, ИБП Eaton 5P 650 в корпусе «башня» или «для стойки, 1U». Согласно каталогу, время автономной работы такого источника будет порядка 6 минут. Однако если вы не уверены, что точно знаете коэффициент мощности БП вашего сервера, то лучше ориентироваться на стандартное значение 0,7, а не на близкое к идеальному 0,95. Тогда наш расчёт (400 ÷ 0,7) ÷ 0,7 даст требуемую мощность ИБП 816 В·А. Следовательно, следует выбрать следующую по мощности модель ИБП Eaton 5P 850. Всегда лучше выбирать ИБП с запасом, т.к. время автономной работы в каталогах указано приблизительно и может варьироваться в зависимости от реальной нагрузки, возраста батареи и уровня её заряда, температуры окружающей среды.

Заметим тут же, что ИБП, как и любой компонент системы электропитания (к примеру, трансформатор), должен быть рассчитан на полную мощность нагрузки. Поэтому в нормальном режиме линейно-интерактивный ИБП работает через автотрансформатор и приведенная выше методика справедлива. Но при работе от батареи преобразуется только активная составляющая, поэтому необходимо учитывать номинальную активную мощность ИБП. Для ИБП Eaton 5-й серии это значение обычно подсчитывается как S·0,6 (0,7). Для класса онлайн-ИБП в любом режиме (кроме байпаса) необходимо учитывать и активную мощность, и полную, и разрешенный диапазон коэффициента мощности нагрузки.

Мониторинг и управление шатдауном нагрузок

После того, как расчёты сделаны, ИБП куплен и нагрузка подключена, в процессе эксплуатации желательно контролировать реальный уровень нагрузки. Это можно делать, используя служебный дисплей ИБП или с помощью ПО удалённого мониторинга. На основании этих наблюдений, сделанных при разных режимах работы нагрузок, можно окончательно определить, правильно ли подобрана мощность ИБП для защищаемых устройств.

Скриншот ПО управления ИБП. Источник: Eaton

Для удалённого мониторинга нагрузок Eaton предлагает компаниям фирменное ПО управления системой бесперебойного электроснабжения Intelligent Power Manager (IPM).

Базовая версия на десять ИБП доступна бесплатно, для контроля большего числа источников потребуется платная лицензия. IPM обеспечивает удалённый контроль корпоративной инфраструктуры гарантированного энергоснабжения с любого компьютера с использованием веб-интерфейса. Кроме физических серверов, IPM поддерживает управление питанием виртуальных машин — можно автоматически завершать работу гипервизоров VMware, HyperV, RedHat KVM и Xen.

видов электрических нагрузок | Power Systems International

Когда мы говорим о мощности и различных способах ее использования в современных системах энергоснабжения, мы часто имеем в виду электрическую нагрузку. Электрические нагрузки являются одним из фундаментальных принципов передачи электрической энергии в любой цепи.

Давайте кратко рассмотрим теорию электричества и обсудим несколько основных электрических нагрузок, а затем рассмотрим различные роли электрических нагрузок в энергосистемах. Независимо от нагрузки проектируемой вами энергосистемы, наши специалисты могут помочь убедиться, что вы получаете правильное оборудование и безопасную конструкцию, чтобы сделать ваш проект успешным.

Электрическая нагрузка — это любое электрическое устройство или компонент, который потребляет электрическую энергию и преобразует эту энергию в другую форму. Являясь частью любой электрической цепи, компонент преобразует ток во что-то полезное, обычно в движение, свет или тепло. Простыми примерами являются электрическая лампа, резистор или даже двигатель.

В широком смысле электрическая нагрузка может относиться к: оборудованию, потребляющему электрическую энергию; мощность, требуемая от данной цепи; ток (или мощность), проходящий через линию.

Различные типы электрической нагрузки

Резистивная нагрузка

Любая нагрузка, состоящая из нагревательного элемента, обычно называется резистивной нагрузкой. Резистивная нагрузка препятствует потоку энергии в цепи, преобразовывая ее в тепловую энергию. См. лампы накаливания и электрические обогреватели.

Важно отметить, что резистивные нагрузки потребляют электроэнергию таким образом, что волны тока и напряжения находятся в фазе. Коэффициент мощности для резистивной нагрузки равен единице.

Индуктивная нагрузка

Индуктивная нагрузка совершенно другая и будет использовать магнитное поле для выполнения всей работы. В этом случае нагрузкой может быть трансформатор, генератор или, чаще, двигатель. Индуктивная нагрузка имеет катушку, которая накапливает магнитную энергию, когда через нее проходит ток.

Это означает, что волна тока следует за волной напряжения. Следовательно, коэффициент мощности индуктивной нагрузки отстает.

Емкостная нагрузка

И, как вы уже догадались, в емкостной нагрузке волна тока опережает волну напряжения. Волна тока достигает максимума раньше волны напряжения, а это означает, что коэффициент мощности лидирует.

Интересно, что не существует отдельных емкостных нагрузок — ни одна нагрузка не является емкостной, например, лампочка или двигатель. Конденсаторы используются в больших силовых цепях для контроля энергопотребления.

Фактически, в большинстве современных силовых цепей используется комбинация резистивных, индуктивных и емкостных нагрузок. Например, вы почти всегда обнаружите, что конденсатор (емкостная нагрузка) используется для управления двигателем (индуктивная нагрузка) во время запуска или во время его работы.

Электрические нагрузки в энергосистемах

Теперь мы рассмотрим более практическое применение этих типов электрических нагрузок. Как эти нагрузки используются в энергосистемах? Его можно разбить на четыре основные категории нагрузок в энергосистеме.

Бытовая (бытовая) нагрузка

Бытовая нагрузка — это общая энергия, потребляемая электрическими приборами в бытовых или домашних условиях. Естественно, это варьируется между домохозяйствами и значительно различается между разными странами.

Освещение, холодильники, обогреватели, кондиционеры — это лишь некоторые из бытовых приборов, которые создают общую домашнюю нагрузку. Многие из них подключаются только на несколько часов в день и потребляют небольшое количество энергии.

Коммерческая загрузка

Обратите внимание на главную улицу. Коммерческая нагрузка состоит из освещения магазинов, офисной техники, ресторанной техники или любых других электрических нагрузок, которые используются в коммерческих целях. Эти приборы обычно подключены на более длительное время, чем бытовые нагрузки.

Промышленная нагрузка

Промышленная нагрузка является следующей и состоит из потребности в нагрузке в различных отраслях промышленности. Это комплексная нагрузка, от мелкой промышленности до тяжелой промышленности. Нагрузка, как правило, состоит из тяжелой техники и других систем, включающих асинхронные двигатели. Скорее всего, они всегда будут на связи.

Муниципальная нагрузка

Муниципальная нагрузка — это последний тип электрической нагрузки в энергосистемах, который мы рассмотрим. Дренажные и канализационные системы, а также светофоры будут создавать городскую нагрузку. Некоторые из этих систем работают ночью, например, уличное освещение или насосы, которые пополняют резервуары для хранения.

Сельскохозяйственные нагрузки, ирригационные нагрузки и тяговые нагрузки являются менее распространенными типами нагрузок.

Power and Power Systems International

Мы являемся лидерами в области систем преобразования энергии в Великобритании с 1986 года. Если вам нужно преобразовать входную мощность, то мы всегда к вашим услугам.

Узнайте, чем мы можем помочь при любых требованиях по преобразованию энергии в аэрокосмической, железнодорожной, морской, нефтяной или любой другой отрасли. Наша дружная команда будет рада сделать еще один шаг вперед в вашем дизайне и предоставить эффективное и удобное решение для вашего проекта.

Нам не нужна мощность базовой нагрузки

Рик Перри, бывший губернатор Техаса и бывший секретарь Министерства энергетики, сказал Fox News в интервью, что нам нужна мощность базовой нагрузки. Он считает, что нам нужна мощность базовой нагрузки, потому что именно ее мы используем, когда включаем свет в 2 часа ночи. Он ошибается. Но, к сожалению, многие люди понимают вещи так, как он, и они сдерживают энергетический переход.

Во многих случаях мощность базовой нагрузки может обеспечивать электроэнергией посреди ночи, но вместо этого можно использовать энергию из других источников. Вопрос не технический. Это просто вопрос стоимости. Если бы появилось что-то, что могло бы обеспечить это электричество дешевле и лучше, мы могли бы использовать его вместо этого и сэкономить деньги. (Спойлер: что-то есть.)

Мы должны подумать о том, что такое базовая нагрузка и почему она важна.

Еще на заре существования электросетей поставщики электроэнергии пришли к пониманию того, что будет существовать минимальный уровень спроса, на который они всегда могут рассчитывать. Спрос никогда не упадет ниже этого уровня, пока сеть работает нормально. Этот минимальный уровень спроса является базовой нагрузкой. Обратите внимание, что базовой нагрузкой является минимальный уровень спроса .

Электростанция с базовой нагрузкой разработана специально для обеспечения минимального спроса. Поскольку базовая нагрузка будет всегда, установка может работать на 100% мощности круглосуточно и без выходных. Заводу никогда не нужно будет приспосабливаться к изменениям спроса, поэтому он может быть построен без функций, необходимых для отслеживания изменений спроса. И это сделало строительство и эксплуатацию завода очень недорогим.

Очевидно, поскольку базовые электростанции не могут приспосабливаться к изменениям спроса, должны быть другие электростанции, выполняющие эту работу. Они включают в себя следящие за нагрузкой установки, а также некоторые другие типы. Они поставляют всю электроэнергию, которую мы используем сверх минимума. Проблема, с которой мы с ними сталкиваемся, заключается в том, что электроэнергия, которую они производят, стоит намного больше, чем мощность базовой нагрузки.

Возможно, мы должны отметить здесь несколько вещей.

1. Основная хитрость в управлении электросетью заключается в том, чтобы производство электроэнергии максимально соответствовало спросу.

2. Электростанции, следующие за нагрузкой, могли бы обеспечить 100% нашей электроэнергии, если бы мы были готовы заплатить цену. На самом деле у очень маленьких электрических сетей вообще нет мощности базовой нагрузки. В дизельных сетях на островах дизельные генераторы автоматически удовлетворяют спрос, хотя и неуклюже. Одна большая проблема заключается в том, что электроэнергия, которую они производят, очень дорогая.

3. Поскольку спрос постоянно меняется, электростанции с базовой нагрузкой не могут обеспечить 100% мощности сети в течение длительного периода времени. Например, единственным способом, при котором сеть могла бы питаться полностью от мощности базовой нагрузки в течение полного часа, было бы, если бы спрос оставался на минимальном уровне, неизменным в течение этого часа, сценарий, который крайне маловероятен. Станции базовой нагрузки не могут обеспечить всю нашу мощность.

Итак, причина, по которой мы используем электростанции с базовой нагрузкой, не в том, что они необходимы с технической точки зрения, а в том, что мы хотим, чтобы они снижали затраты. Нам не нужно, чтобы они снабжали нас электричеством в 2 часа ночи. Мы хотели, чтобы они обеспечивали фиксированное количество дешевой электроэнергии в течение дня, и это фиксированное количество было бы минимумом, который нам когда-либо понадобится.

Мы можем рассматривать технологию базовой нагрузки как парадигму энергосистемы, но это всего лишь одна парадигма, в которой можно использовать другие. И на самом деле нет причин придерживаться парадигмы базовой нагрузки, если появится другая, менее дорогая.

Недавно компания NextEra Energy опубликовала отчет о конференции инвесторов за 2022 год для своих акционеров. В нем NextEra Energy утверждает, что является крупнейшим поставщиком возобновляемой энергии в США. Но она также владеет, напрямую и через дочерние компании, множеством заводов, работающих на ископаемом топливе, и семью ядерными реакторами.

Интересно, что, глядя в будущее, NextEra, похоже, не особенно заинтересована в тепловых электростанциях, которые включают станции с базовой нагрузкой. Она планирует закрыть свою последнюю угольную электростанцию ​​в 2028 году. Ожидается, что к 2035 году доля электроэнергии, вырабатываемой за счет природного газа, упадет до 18% для всех производителей в США. Взглянув на график на странице 122, вы поймете, почему.

Некоторые термины, используемые в таблице, требуют пояснений.

• «Почти устойчивая» мощность предполагает, что батарея будет иметь надежность в часы пик, которая примерно эквивалентна управляемым источникам генерации.

• «Сумматор хранения» — это увеличение стоимости источника энергии, необходимое для покрытия стоимости хранения.

• Ради интереса следует упомянуть, что «добавкой углерода» является увеличение стоимости ископаемой энергии из-за государственной политики.

Следует учитывать, что, хотя ни солнечная, ни почти устойчивая ветровая энергия сами по себе не могли бы надежно обеспечивать нас каждую ночь, исходя из определения почти устойчивой энергии, для этого может быть разработана их комбинация. легко для большинства мест, большую часть времени. Это связано с тем, что солнечная и ветровая энергия обычно дополняют друг друга; сила ветра наиболее сильна ночью и зимой, а солнечная энергия продуктивна только в дневное время и, как правило, наиболее продуктивна летом. И если энергии из этих двух источников недостаточно, есть другие доступные возобновляемые источники энергии, включая гидроэнергию, энергию приливов, биомассу, геотермальную энергию и другие. А линии электропередач дальнего действия могут поставлять энергию из других частей страны.

Диаграмма NextEra показывает, что из восьми перечисленных источников электроэнергии наименее затратными являются ветер и солнечная энергия. Все остальные более дорогие, и, за исключением оффшорной ветровой энергии, они являются источниками базовой нагрузки. Мы могли бы отметить, что существующие газовые, атомные и угольные электростанции имеют ограниченный срок службы и должны быть заменены в какой-то момент. И мы также должны отметить, что электроэнергия от нового природного газа и новых атомных станций по сравнению с этим очень дорогая.

(Если вы никогда не жалели Билла Гейтса, сейчас самое время начать. Он вложил довольно много денег в небольшие модульные реакторы, и трудно представить, как эти деньги можно вернуть, если NextEra права насчет ставок Небольшие модульные реакторы должны будут конкурировать с почти стабильными возобновляемыми источниками энергии, которые производят электроэнергию по цене ниже 4 центов за киловатт-час). в качестве установок с базовой нагрузкой. Многие наблюдатели отмечают тот факт, что мы живем во времена, когда разумно закрывать существующие угольные, газовые и атомные электростанции, потому что электричество слишком дорого по сравнению с возобновляемыми источниками энергии. И именно по этой причине заводы с базовой нагрузкой закрывались. Таким образом, мы могли бы спросить, есть ли какая-либо причина, помимо стоимости, вообще использовать мощность базовой нагрузки?

Еще одна вещь, которую следует учитывать, это качество электричества.

Исторически сложилось так, что станции с базовой нагрузкой имели различные источники энергии, которые могли обеспечить электроэнергию для покрытия изменений спроса. Некоторые могли изменить объем производства, чтобы удовлетворить спрос, за четверть часа. Некоторые могли ответить через пару минут. Стоимость электроэнергии была высокой — обычно до 27 центов за киловатт-час, но иногда и выше. Поскольку изменения в поставке занимают минуты, возникают расхождения между спросом и предложением, и их можно компенсировать очень небольшим изменением частоты переменного тока, что означало, что часы работали слишком быстро или слишком медленно. Более резкие изменения мощности могут повредить двигатели и другую инфраструктуру. Сетка не идеальна, но в большинстве случаев работает.

В отличие от этого, батареи, используемые для возобновляемых источников энергии, почти неизменных, могут почти мгновенно приспосабливаться к изменениям спроса на электроэнергию, гарантируя гораздо более высокое качество электроэнергии, чем мы имели при парадигме базовой нагрузки. Кроме того, стоимость аккумуляторов упала до такой степени, что стоимость «солнечного сумматора» составляет примерно 0,5 цента/кВтч. Очевидно, что почти твердые возобновляемые источники энергии лучше.

Нас не должно это удивлять. Парадигма базовой нагрузки возникла в то время, когда новым автомобилем мог быть Ford модели T, а самой быстрой поездкой из Нью-Йорка в Сан-Франциско был поезд, работающий на угле. Это было около ста лет назад. Это было время, когда по-настоящему хороший компьютер представлял собой логарифмическую линейку, и если вы брали телефонную трубку, то слышали, как оператор говорит: «Набери, пожалуйста». С тех пор все изменилось.

Цените оригинальность CleanTechnica и освещение новостей о чистых технологиях? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником, техническим специалистом или послом CleanTechnica – или покровителем на Patreon.

---

Не хотите пропустить историю чистых технологий? Подпишитесь на ежедневные обновления новостей от CleanTechnica по электронной почте. Или следите за нами в Новостях Google!

---

У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.

---

Реклама

---

9.1. Энергетическая устойчивость базовой нагрузки

9.1. Энергетическая устойчивость базовой нагрузки

Источники питания базовой нагрузки — это электростанции, которые непрерывно работают для удовлетворения минимального уровня потребности в электроэнергии 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Станции базовой нагрузки обычно являются крупными и являются ключевыми компонентами эффективной электрической сети. Станции с базовой нагрузкой производят электроэнергию с постоянной скоростью и не предназначены для реагирования на пиковые нагрузки или чрезвычайные ситуации. Производство электроэнергии базовой нагрузки может зависеть как от возобновляемых, так и от невозобновляемых ресурсов.

Невозобновляемые ресурсы (ископаемое топливо) включают: уголь, ядерное топливо. К возобновляемым ресурсам относятся: гидроэнергетика, геотермальное тепло, биомасса, биогаз, а также солнечный тепловой ресурс с сопутствующим хранением энергии.

Как правило, потребность в электроэнергии циклически меняется день ото дня, достигая максимума в дневные рабочие часы и снижаясь до минимума поздно ночью и ранним утром, но никогда не падает ниже определенного базового . (Рисунок 9.1) Эта базовая нагрузка обычно составляет 30–40 % от максимальной нагрузки, поэтому величина нагрузки, присваиваемая установкам базовой нагрузки, настраивается на этот уровень. Сверхбазовый спрос на электроэнергию (выше базового) обслуживается промежуточными и пиковыми электростанциями, которые также включены в сеть. Основными преимуществами электростанций с базовой нагрузкой являются экономическая эффективность и надежность при оптимальных уровнях мощности. Основными недостатками являются медленное время отклика, отсутствие топливной гибкости и низкая эффективность при работе ниже полной мощности.

Рисунок 9.1. Типичное ежедневное изменение потребности в электроэнергии.

Авторы и права: Марк Федькин

Базовые электростанции (а также другие объекты по преобразованию энергии) характеризуются номинальной мощностью. Например, если мощность станции составляет 1000 МВт, это означает, что при работе на полную мощность она может вырабатывать 1000 МВтч электроэнергии в час. Фактическая выработка может быть меньше, в зависимости от спроса или условий эксплуатации, и может быть охарактеризована коэффициентом мощности (CF):

CF = [фактическая выработанная мощность] / [максимально возможная мощность]

Например, давайте рассчитаем коэффициент мощности для базовой электростанции мощностью 1000 МВт, которая произвела 512 000 МВтч электроэнергии за январь.

В этом случае максимальная энергия, которая может быть выработана станцией на полной мощности за этот месяц, может быть определена следующим образом:

E(max) = 1000 МВт x 31 день x 24 часа в сутки = 744 000 МВтч

Тогда

CF = E(действительное) / E(макс.) = 512 000 / 744 000 = 0,69(69%)

Существует ряд причин, по которым завод может иметь коэффициент мощности ниже 100%. Вот некоторые из них:

• снижение спроса на электроэнергию в определенные периоды времени;
• неполная эксплуатация из-за технического обслуживания;
• отказов/перебоев в работе оборудования;
• нехватка ресурсов/топлива;
Модернизация оборудования
• (в результате высокая номинальная мощность).

Электростанции с базовой нагрузкой обычно работают на угле или на атомных электростанциях из-за дешевого топлива и стабильной мощности, которую они могут производить. Гидроэнергия и геотермальная энергия также могут использоваться для производства электроэнергии базовой нагрузки, если эти ресурсы доступны в регионе.

Системы возобновляемой энергии, такие как солнечная и ветровая, наиболее подходят для электростанций с промежуточной нагрузкой. Это источники энергии периодического действия, мощность и коэффициент мощности которых зависят от погодных условий, суточных и сезонных колебаний. Таким образом, если нет эффективной системы накопления энергии, на них нельзя полагаться для удовлетворения постоянных потребностей в электроснабжении, а также они не могут быть немедленно использованы для реагирования на пиковые нагрузки. Однако в качестве промежуточных источников солнечные и ветряные системы могут быть эффективными и способствовать снижению зависимости от ископаемого топлива.

Пиковая выработка электроэнергии обычно связана с системами, которые можно легко остановить и запустить. Возможны газовые и нефтяные заводы, гидросооружения.

Из текущей ситуации видно, что ниша мощности базовой нагрузки в настоящее время занята в основном невозобновляемыми энергетическими системами и, следовательно, неустойчивыми. Но вот наводящий вопрос:

Может ли мощность базовой нагрузки полностью обеспечиваться за счет возобновляемых источников энергии? Или мы не можем полностью отказаться от угля?

Очевидно, проблема с возобновляемыми источниками энергии заключается в их непостоянстве во времени и местоположении. Сравнение типичных коэффициентов мощности различных энергетических систем отражает эту трудность (см. Таблицу 9.1 ниже)

Таблица 9.1. Коэффициенты мощности электростанций на различных видах топлива (Источник: Управление энергетической информации США (EIA))

Система преобразования энергии	Коэффициент мощности %
Атомная энергетика	90,3
Уголь	63,8
Природный газ	42,5
Гидроэнергетика	39,8
Концентрация солнечной энергии	33 (Калифорния)
Ветер	20-40
Солнечная фотоэлектрическая	15-19

В приведенной выше таблице показано, что чем ниже коэффициент мощности, тем более восприимчива система к возможным сбоям или падению производительности. Мы видим, что солнечные и ветровые технологии, которые, как известно, зависят от погоды, имеют самые низкие значения CF. В то же время атомная энергетика и угольные системы наиболее выгодны при непрерывной работе и полной нагрузке.

Для дальнейшего изучения этого вопроса обратитесь к следующей литературе:

Задание для чтения:

• Интернет-статья: Солнечная энергия и электрические сети /NREL. Энергетический анализ
• Статья в Интернете: Могут ли возобновляемые источники энергии обеспечить базовую мощность? / Скептическая наука, 2011
• Интернет-статья: Sunday Train: The Myth of Baseload Power / Daily Kos, 2013

Используя вышеперечисленные ресурсы и другие материалы, которые вы можете найти по данной теме, попробуйте сформулировать ответы на следующие вопросы:

1. Реальна ли идея использовать смесь технологий возобновляемой энергии для обеспечения базовой нагрузки в сети 24/7?
2. Какие новые технологии или инженерные решения потребуются для реализации этой идеи?

На данный момент мы видим, по крайней мере, две основные проблемы, которые усложняют управление современными сетями: во-первых, это эффективное управление колебаниями базовой и пиковой нагрузки, а во-вторых, внедрение систем возобновляемой энергии.