Sistemul energetic - Energy system
Un sistem energetic este un sistem proiectat în principal pentru furnizarea serviciilor energetice la utilizatorii finali . Luând un punct de vedere structural, Raportul de evaluare IPCC al cincilea definește un sistem energetic ca „toate componentele legate de producerea, conversia, livrarea și utilizarea energiei”. Domeniul economiei energetice include piețele energetice și tratează un sistem energetic ca sisteme tehnice și economice care satisfac cererea consumatorilor de energie sub forme de căldură , combustibili și electricitate .
Primele două definiții permit măsuri din partea cererii, inclusiv iluminarea naturală , izolarea clădirilor modernizate și proiectarea clădirilor solare pasive , precum și factori socio-economici, cum ar fi aspectele legate de gestionarea cererii de energie și chiar de telecomunicații , în timp ce a treia nu. Nici cel de-al treilea nu explică economia informală a biomasei tradiționale, care este semnificativă în multe țări în curs de dezvoltare .
Analiza sistemelor energetice acoperă astfel disciplinele de inginerie și economie . Fuzionarea ideilor din ambele domenii pentru a forma o descriere coerentă, în special acolo unde sunt implicate dinamici macroeconomice , este o provocare.
Conceptul de sistem energetic evoluează pe măsură ce noile reglementări, tehnologii și practici intră în funcțiune - de exemplu, comerțul cu emisii , dezvoltarea rețelelor inteligente și, respectiv, o mai mare utilizare a gestionării cererii de energie .
Tratament
Dintr-o perspectivă structurală, un sistem energetic este ca orice sistem general și este alcătuit dintr-un set de părți componente care interacționează, situate într-un mediu. Aceste componente derivă din ideile găsite în inginerie și economie . Având o viziune de proces, un sistem energetic „constă dintr-un set integrat de activități tehnice și economice care operează într-un cadru social complex”. Identificarea componentelor și comportamentelor unui sistem energetic depinde de circumstanțe, de scopul analizei și de întrebările care fac obiectul anchetei. Prin urmare, conceptul de sistem energetic este o abstracție care precede de obicei o formă de investigație computerizată, cum ar fi construirea și utilizarea unui model energetic adecvat .
Privit în termeni tehnici, un sistem energetic se pretează la reprezentarea ca rețea de curgere : vârfurile se mapează la componentele tehnice, cum ar fi centralele electrice și conductele, iar marginile se mapează la interfețele dintre aceste componente. Această abordare permite colecțiilor de componente similare sau adiacente să fie agregate și tratate ca una pentru simplificarea modelului. Odată descrise astfel, se pot aplica algoritmi de rețea de flux, cum ar fi fluxul de cost minim . Componentele în sine pot fi tratate ca niște sisteme dinamice simple în sine.
Dimpotrivă, modelarea economică relativ pură poate adopta o abordare sectorială, prezentând doar detalii tehnice limitate. Categoriile sectoriale și subsectoriale publicate de Agenția Internațională pentru Energie sunt adesea utilizate ca bază pentru această analiză. Un studiu din 2009 al sectorului energetic rezidențial din Marea Britanie contrastează utilizarea modelului Markal bogat în tehnologie cu mai multe modele sectoriale de locuințe din Marea Britanie.
Statisticile internaționale în domeniul energiei sunt de obicei defalcate în funcție de transportator, sector și subsector și țară. Purtătorii de energie ( aka produse energetice) sunt clasificați în continuare ca energie primară și energie secundară (sau intermediară) și uneori energie finală (sau utilizare finală). Seturile de date energetice publicate sunt în mod normal ajustate astfel încât să fie consistente intern, ceea ce înseamnă că toate stocurile și fluxurile de energie trebuie să se echilibreze . AIE publică în mod regulat statistici energetice și bilanțuri energetice cu diferite niveluri de detaliu și cost și oferă, de asemenea, proiecții pe termen mediu pe baza acestor date. Noțiunea de purtător de energie, așa cum este utilizată în economia energiei , este distinctă și diferită de definiția energiei utilizate în fizică.
Sistemele energetice pot varia în domeniu, de la local, municipal, național și regional, până la nivel global, în funcție de problemele care fac obiectul anchetei. Cercetătorii pot include sau nu măsuri secundare cererii în definiția lor a unui sistem energetic. Grupul interguvernamental pentru schimbări climatice ( IPCC ) face acest lucru, de exemplu, dar acoperă aceste măsuri în capitole separate despre transporturi, clădiri, industrie și agricultură.
Deciziile privind consumul gospodăriei și investițiile pot fi, de asemenea, incluse în sfera unui sistem energetic. Astfel de considerații nu sunt frecvente, deoarece comportamentul consumatorului este greu de caracterizat, dar tendința este de a include factorii umani în modele. Luarea deciziilor gospodăriei poate fi reprezentată folosind tehnici de raționalitate limitată și comportament bazat pe agenți . Asociatia Americana pentru Progresul Stiintei (AAAS) susține în mod specific că „mai multă atenție trebuie acordată încorporarea considerentelor de comportament , altele decât cele de comportament și a prețurilor bazate pe venituri în modele economice [ale sistemului energetic]“.
Servicii energetice
Conceptul de serviciu energetic este central, în special atunci când se definește scopul unui sistem energetic:
Este important să ne dăm seama că utilizarea energiei nu are un scop în sine, ci este întotdeauna îndreptată spre satisfacerea nevoilor și dorințelor umane. Serviciile energetice sunt scopurile pentru care sistemul energetic oferă mijloacele.
Serviciile energetice pot fi definite ca facilități care sunt fie furnizate prin consum de energie, fie ar fi putut fi astfel furnizate. Mai explicit:
Cererea ar trebui, acolo unde este posibil, să fie definită în termeni de furnizare de servicii energetice, caracterizate printr-o intensitate adecvată - de exemplu, temperatura aerului în cazul încălzirii spațiului sau niveluri de lux pentru iluminare . Această abordare facilitează un set mult mai mare de răspunsuri potențiale la problema aprovizionării, inclusiv utilizarea tehnicilor energetic-pasive - de exemplu, izolarea modernizată și iluminarea naturală .
O analiză a serviciilor energetice pe cap de locuitor și a modului în care aceste servicii contribuie la bunăstarea umană și la calitatea vieții individuale este esențială pentru dezbaterea privind energia durabilă . Oamenii care trăiesc în regiuni sărace cu un nivel scăzut de consum de servicii energetice ar beneficia în mod clar de un consum mai mare, dar același lucru nu este valabil în general pentru cei cu un nivel ridicat de consum.
Noțiunea de servicii energetice a dat naștere companiilor de servicii energetice (ESCo) care contractează să furnizeze servicii energetice unui client pentru o perioadă prelungită. ESCo este apoi liber să aleagă cele mai bune mijloace pentru a face acest lucru, inclusiv investiții în performanța termică și echipamentele HVAC ale clădirilor în cauză.
ISO 13600, 13601, 13602 privind sistemele tehnice de energie
ISO 13600 , ISO 13601 și ISO 13602 formează un set de standarde internaționale care acoperă sistemele tehnice de energie (TES). Deși au fost retrase înainte de 2016, aceste documente oferă definiții utile și un cadru pentru formalizarea acestor sisteme. Standardele descriu un sistem energetic împărțit în sectoare de cerere și ofertă, legat de fluxul de mărfuri de energie tranzacționabile (sau de energie). Fiecare sector are un set de intrări și ieșiri, unele intenționate și unele subproduse dăunătoare. Sectoarele pot fi împărțite în continuare în subsectoare, fiecare îndeplinind un scop dedicat. Sectorul cererii este în cele din urmă prezent pentru a furniza consumatorilor servicii bazate pe consumatoare de energie (a se vedea serviciile energetice ).
Vezi si
- Controlul volumului - un concept din mecanică și termodinamică
- Sistem de energie electrică - o rețea de componente electrice utilizate pentru a genera, transfera și utiliza energie electrică
- Purtător de energie - cunoscut și sub numele de produs energetic, vector de energie, marfă energetică și elemente energetice
- Dezvoltarea energiei - efortul de a oferi societăților suficientă energie sub impactul social și de mediu redus
- Economia energetică - domeniul economic care se ocupă cu cererea și oferta de energie
- Modelarea energetică - procesul de construire a modelelor computerizate ale sistemelor energetice
- Industria energetică - partea de aprovizionare a sectorului energetic
- Model matematic - reprezentarea unui sistem folosind matematică și adesea rezolvată folosind computere
- Programare orientată pe obiecte - o paradigmă de programare computerizată adecvată reprezentării sistemelor energetice ca rețele
- Știința rețelei - studiul rețelelor complexe
- Baze de date ale sistemului de energie deschisă - proiecte de baze de date care colectează, curăță și republică seturi de date legate de energie
- Modele de sisteme de energie deschisă - o revizuire a modelelor de sisteme de energie care sunt, de asemenea, open source
- Diagrama Sankey - utilizată pentru a arăta fluxurile de energie printr-un sistem
- Sistem - tratament general
