Demanda de energía eléctrica

La demanda de energía eléctrica , también la demanda de electricidad, es la cantidad de energía eléctrica que los dispositivos eléctricos necesitan para funcionar. La implementación real en funcionamiento durante un período de tiempo definido se denomina consumo de energía .

Definición física

La energía eléctrica convertida W (del inglés work = work) se mide en vatios segundos o kilovatios hora . Es el trabajo eléctrico total que fluye durante el período t considerado con el consumo de energía P considerado . Si la demanda permanece igual, la energía convertida W es el producto de la energía eléctrica P y el tiempo transcurrido t :

${\ Displaystyle W = P \, t}$

Ejemplo: un secador de pelo consume 2000 vatios (2 kW) de energía eléctrica . Si el secador de pelo funciona durante media hora (0,5 h), el requerimiento de energía eléctrica es de 2 kW · 0,5 h = 1 kWh (un kilovatio hora).

Progresión temporal de la demanda de energía eléctrica

Perfil de carga medio en Austria (en días laborables en julio de 2015)

La demanda de energía eléctrica está sujeta a fluctuaciones diurnas y estacionales, que se mapean como un perfil de carga o perfil de carga estándar (SLP), un hogar típico como "H0".

En cuanto a la hora del día, hay picos de demanda para toda la red entre las 7 a.m. y las 2 p.m. y en horario de tarde. La necesidad alcanza un mínimo en las últimas horas de la noche. En invierno hay una mayor demanda de energía eléctrica debido a la menor hora del día (mayor necesidad de iluminación) por un lado y las temperaturas más bajas (calefacción eléctrica) por el otro. Como consecuencia del cambio climático , se ha producido un segundo pico de consumo en los países más cálidos en los últimos años debido al consumo de sistemas de aire acondicionado . Se espera que este efecto aumente en el futuro.

Para cubrir permanentemente la demanda, es necesario poder manejar con seguridad los picos de demanda además de la demanda básica. En este contexto, se habla de carga base , carga media y carga pico .

Perfil de carga al comienzo de la primavera y uso de las centrales eléctricas de carga base, media y pico utilizando el ejemplo del perfil de carga en días de semana

Las plantas de energía que suministran la carga base son tipos que funcionan a bajo costo durante todo el año, aparte de los tiempos de revisión (centrales de carbón, nucleares, de pasada). En Austria, las centrales eléctricas de pasada y las centrales de almacenamiento se encargan principalmente de esta tarea. En la media de Europa Central, estos tipos cubren alrededor del 30% de las necesidades energéticas.

Las plantas de energía de carga media incluyen plantas de energía de carbón, petróleo, gas y almacenamiento. Una característica de este tipo es la capacidad de reaccionar con flexibilidad a las fluctuaciones de la demanda a gran escala. Cubren alrededor del 40% de las necesidades de energía eléctrica.

Sin embargo, para poder compensar las fluctuaciones en la demanda, es necesario operar plantas de energía de carga máxima, tales como plantas de energía de turbinas de gas, petróleo, almacenamiento y almacenamiento por bombeo. Por lo general, estos sistemas se ponen en funcionamiento durante unas pocas horas con poca antelación para satisfacer la alta demanda de energía a corto plazo.

En este contexto, las plantas de almacenamiento por bombeo permiten la adaptación más eficaz al aumento de la demanda de energía eléctrica, ya que las turbinas de bombeo se pueden convertir de funcionamiento de bomba a funcionamiento de turbina en unos pocos segundos.
Para asegurar un suministro de energía continuo y uniforme , los sistemas de automatización se operan en las plantas de energía o esto se hace integrando los sistemas en una red suprarregional.

Estadísticas de demanda

Alemania

En 2011, el consumo eléctrico bruto anual en Alemania fue de 606.800 millones de kWh (TWh) con una generación eléctrica bruta de 613,1 TWh, la diferencia, si se tienen en cuenta las pérdidas de la red, corresponde al saldo de exportaciones e importaciones. La contribución de las energías renovables a esto fue superior al 20%.

El consumo total de energía primaria es significativamente mayor, ya que también incluye el consumo de combustible del tráfico y el consumo de combustible para calefacción y calor. Dentro de la generación de energía, la eficiencia varía, desde el 33% en las centrales nucleares hasta más del 50% en las centrales de gas, el aporte de energía primaria por kWh de electricidad es por lo tanto de 3 kWh de uranio o 2 kWh de gas natural (o biogás), por lo que el la unidad joule (vatio- segundo) se usa generalmente como combustible . Como una hora tiene 3600 segundos, 1 kWh = 3,6 MJ o 1 TWh = 3,6 PJ y 14.000 PJ corresponden a casi 3900 TWh.

La siguiente tabla ofrece una descripción general de la evolución del consumo bruto de electricidad, el consumo de energía primaria y la participación respectiva de las energías renovables desde 1991:

Participación de las fuentes de energía renovables en el consumo bruto de electricidad de Alemania

Consumo de electricidad por grupo de consumidores para Alemania en 2014

El consumo neto de electricidad en 2014 (524,0 TWh) representó las siguientes participaciones en las áreas individuales:

• Industria: 46,6% (244,4 TWh)
• Hogares: 24,8% (129,7 TWh)
• Comercio y comercio: 14,7% (77,0 TWh)
• Instituciones públicas: 9,9% (51,8 TWh)
• Transporte: 2,2% (11,6 TWh)
• Agricultura: 1,8% (9,5 TWh)

Según cálculos de la Agencia Federal del Medio Ambiente , las ventas de energía eléctrica aumentaron un once por ciento entre 1995 y 2000. Después de eso, cayó alrededor de un siete por ciento en 2005.

Consumo de electricidad en hogares privados

Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), la facturación de energía eléctrica en los hogares privados ha aumentado considerablemente en general debido a los aparatos eléctricos nuevos y adicionales . Aunque hubo descensos en lavadoras y refrigeradores debido a la mejora de la eficiencia energética, el consumo de energía eléctrica de televisores, sistemas de aire acondicionado y computadoras aumentó significativamente al mismo tiempo. La participación porcentual de la energía eléctrica en el consumo total de energía de los hogares privados aumentó entre 1990 y 2004 del 15 al 20 por ciento.

La distribución del uso de electricidad en hogares privados se ha determinado sobre la base de los datos de consumo recopilados por la Agencia de Energía de Renania del Norte-Westfalia de 380,370 hogares de una a seis personas que participaron en el aviso "Verificaciones de electricidad para hogares" de la Agencia de Energía NRW. programa. Según esto, las dos áreas de la electrónica de la información y el entretenimiento, "equipos de oficina" y "TV / audio", son las que consumen más energía y representan una cuarta parte de la electricidad consumida en los hogares privados. Otras cuatro áreas de uso ocupan cada una alrededor del 10%: agua caliente, refrigeración, iluminación y cocción. La cantidad de consumo eléctrico podría determinarse en función del tamaño del hogar, por lo que el tipo de preparación de agua caliente (con o sin electricidad) tiene una clara influencia (ver tabla).

Distribución del consumo eléctrico en hogares privados, resultados de una encuesta de la Agencia de Energía NRW 2011

El Instituto de Investigación Energética y Ambiental de Heidelberg nombra, entre otros. las siguientes razones del aumento de la demanda de energía eléctrica a pesar de los dispositivos finales cada vez más eficientes:

• Reservas sobre nuevas técnicas, como B. lámparas de bajo consumo
• crecientes demandas de comodidad
• espacio habitable promedio más grande
• un mayor uso de dispositivos cada vez más grandes, así como la caída constante de los costos de adquisición de artículos domésticos y electrónicos

El uso cada vez mayor de bombas de calor para calefacción doméstica y de edificios como sustituto de los sistemas de calefacción de combustibles fósiles, así como la ventilación controlada del espacio habitable, conduce a un aumento en el consumo de electricidad además de ahorrar energía primaria fósil.

Comparación europea

Consumo de electricidad de los países de la UE en 2011, total y convertido por habitante, fuente: Stromvergleich.de
Nota: Esta tabla de "Stromvergleich.de" obviamente contiene un error en Grecia: el consumo total es correcto, con alrededor de diez millones de habitantes resulta un consumo per cápita de 6.011,1 kWh / a.

En una comparación de los países de la UE , además del consumo total de electricidad, la conversión a residentes también es común. Esta cifra comparativa indica el consumo total per cápita y debe distinguirse del consumo privado, que es significativamente menor. En términos de consumo total de electricidad por habitante, Finlandia fue, con mucho, el líder entre los países de la UE con 15.372 kWh / a. El promedio de la UE consumió 6201 kWh / a por habitante, Alemania con 6648 kWh / a estuvo ligeramente por encima de la media, Italia con 5187 kWh / a significativamente por debajo. En Austria, el consumo total de electricidad por habitante en 2011 fue de 7762 kWh / a, en Francia de 7042 kWh / ay en Polonia de 3433 kWh / a.

Necesidad de dispositivos eléctricos individuales

A continuación se muestran algunos ejemplos de las necesidades típicas de los electrodomésticos: los costos de electricidad se aplican a un precio de trabajo de 25 centavos / kWh.

• Un secador de pelo con un consumo de energía de 2000 vatios que se utiliza durante 5 minutos al día requiere alrededor de 61 kWh de energía eléctrica por 15 euros al año.
• Un televisor de pantalla plana con 150 vatios de consumo de energía, que se utiliza dos horas al día, requiere alrededor de 110 kWh de energía eléctrica al año por 28 euros.
• Una estufa eléctrica con un consumo de energía de 4000 vatios que está en funcionamiento media hora al día requiere 730 kWh de energía eléctrica al año, lo que cuesta 183 euros.
• Un hervidor de 1200 vatios que se utiliza durante 10 minutos al día consume 73 kWh al año y genera unos costes de electricidad de 18 euros.
• Una lavadora en clase de eficiencia energética A +++ con una capacidad de 6 kg requiere alrededor de 0,9 kWh de energía eléctrica para un lavado estándar (algodón, 60 ° C). Por lo tanto, la electricidad para una carga de ropa cuesta un poco más de 20 centavos .

Los valores reales de consumo de energía de los electrodomésticos a veces difieren mucho de la información del fabricante. Según un estudio, muchos dispositivos consumen mucha más energía en la práctica de la indicada. Por lo tanto, el consumo adicional es a menudo del 20 al 30 por ciento, en un caso extremo el consumo fue incluso más del doble.

Ver también

• Generación de energía
• Gestión de centrales eléctricas
• Medidor de inteligencia
• El ahorro de energía

Evidencia individual

1. ↑ ^{a b c d} T. Strobl, F. Zunic: Wasserbau, Current Basics-New Developments . Springer-Verlag, Berlín / Heidelberg / Nueva York 2006, ISBN 3-540-22300-2 .
2. ↑ Alea Business Software: Assessment of the electric consumment in Europe for the year 2016 (English), 5 de enero de 2017, consultado el 19 de agosto de 2019.
3. ↑ Potsdam Institute for Climate Impact Research : La demanda de electricidad en Europa está cambiando debido al cambio climático . 28 de agosto de 2017. Consultado el 19 de agosto de 2019.
4. ^ ^{A b} J. Giesecke, E. Mosonyi: Plantas hidroeléctricas, planificación, construcción y operación . Springer-Verlag, Berlín / Heidelberg / Nueva York 2005, ISBN 3-540-25505-2 .
5. ^ Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen eV: generación bruta de electricidad en Alemania de 1990 a 2013 por fuente de energía. (PDF) 12 de diciembre de 2013, archivado desde el original el 1 de febrero de 2014 ; consultado el 23 de enero de 2014 . 
6. ↑ ^{a b} Oficina Federal de Estadística: Participación de las fuentes de energía renovables en el consumo bruto de electricidad de Alemania. (Ya no está disponible en línea). 18 de marzo de 2016, archivado desde el original el 11 de mayo de 2016 ; consultado el 22 de marzo de 2016 . 
7. ↑ ^{a b} Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft eV: Consumo de electricidad en Alemania por grupo de consumidores en 2020.18 de diciembre de 2020, consultado el 13 de febrero de 2021 . 
8. ↑ Estudio sobre hogares privados: los alemanes desperdician energía. tagesschau.de, 14 de noviembre de 2006, consultado el 11 de septiembre de 2007 . 
9. ↑ Holger Dambeck: Spiegel Online: El consumo de electricidad de los aparatos eléctricos ha aumentado drásticamente. 10 de septiembre de 2007, consultado el 11 de septiembre de 2007 . 
10. ↑ Energy Agency NRW: Stromcheck - Evaluación interactiva en línea , Düsseldorf 2013.
11. ↑ Energieagentur NRW: Presentación de los resultados de la encuesta “¿Dónde se queda la electricidad?” , Düsseldorf 2013.
12. ↑ ^{a b c} Energy Agency NRW: Encuesta "¿Dónde está la electricidad?" (PDF; 4,0 MB), Düsseldorf 2011.
13. ↑ ifeu: Módulos de asesoramiento eficiente para la reducción del consumo de electricidad en los hogares , cap. 3.5 Factores que influyen en el consumo de electricidad, PDF, marzo de 2006.
14. ↑ Nota: En la tabla original de la fuente "Stromvergleich.de" hay un error tipográfico obvio: El consumo total es correcto, con alrededor de 10 millones de habitantes, el consumo per cápita es de 6.010 kWh / a. Una comparación con una fuente oficial, p. Ej. B. Eurostat , seguirá (a partir de abril de 2013)
15. ↑ Consumo medio de energía en cifras. www.Stromvergleich.de, 5 de febrero de 2013, consultado el 5 de febrero de 2013 . 
16. ↑ Calculadora, estufa y secador de pelo y las matemáticas del consumo de electricidad. 17 de enero de 2011, consultado el 20 de enero de 2011 . 
17. ↑ Consumo de electricidad en el hogar. Consultado el 18 de febrero de 2013 . 
18. ↑ Consumo de energía: ¿cuánto cuesta un lavado? Consultado el 16 de septiembre de 2014 . 
19. ↑ Fabricantes hermoso consumo de energía de electrodomésticos. 21 de junio de 2017. Consultado el 21 de junio de 2017 .