Как работает ТЭЦ или хватит электричества на электромобили?

Так как у нас все любят рассуждать про Теслу и электроэнергию, про зарядку Тесл от сети, то пора написать образовательный пост, с закрытыми комментариями, т.к. у меня нет желания спорить и что-то доказывать в этом вопросе. Есть своя точка зрения — пишите свои посты!

1) Основной источник электроэнергии в городах — это ТЭЦ или теплоэлектроцентраль. 

https://mosenergo.gazprom.ru/about/business-model/
От обычных тепловых электростанций (ТЭС) её отличает наличие потребителей тепловой энергии. В начале века проклятые большевики дали дорогу ученым в плане ГОЭЛРО, которые доказали, что выгодней одновременно производить электроэнергию и тепловую энергию для отопления и горячего водоснабжения, и назвали это теплофикацией.
Цикл котельной очень простой:

Просто греем воду в котле и гоняем её по кругу между котельной и потребителями))

Цикл, используемый для горячего водоснабжения и теплофикации — замкнутый. Часть пара из паровой турбины направляется в водонагреватели. Далее горячая вода направляется в тепловые пункты, где происходит теплообмен с водой, поступающей из домов.

Итого, ТЭЦ производит электроэнергию, а также тепловую энергию для отопления и горячего водоснабжения!

Самое главное в производстве электроэнергии — производство = потреблению! 
На сегодняшний день накопление электроэнергии в достаточно больших объемах экономически нецелесообразно, а зачастую и технически невозможно, поэтому электроэнергия должна вырабаты- ваться в четком соответствии с ее потреблением. В связи с этим поставщики электроэнергии вынуждены обеспечивать уровень генерируемой мощности, равной максимальной нагрузке, которая не так часто встречается.
В нашей стране на розетках написано 50 Герц — это неспроста! С такой частотой вращаются турбины на ТЭЦ — 3000 оборотов в минуту.
Когда вы вечером приехали с работы, включили свет, поставили Теслу на зарядку, стали потреблять больше киловатт, то растет нагрузка на сеть, турбине становится тяжелее вращаться, частота в сети падает до 49,99 Герц. В этот самый момент на электростанции срабатывает автоматика — она дает команду увеличить выработку электроэнергии, увеличив расход пара на турбину, сжигая больше газа и увеличивая выработку электроэнергии на нужное кол-во киловатт. 

Вот так вот! Вся экологичность Тесла — фикция))

Для регулирования частоты производят распределение нагрузки между несколькими параллельно работающими агрегатами (станциями). При этом, распределяют нагрузку между агрегатами таким образом, чтобы при незначительных изменениях нагрузки системы (до 5 — 10%) режим работы подавляющего числа агрегатов и станций не менялся.

При переменном характере нагрузки наилучшим режимом будет такой, три котором основная часть агрегатов (станций) несет нагрузку, соответствующую условию равенства относительных приростов, а небольшие и непродолжительные колебания нагрузки покрываются за счет изменения нагрузки небольшой части агрегатов.

Основная проблема — это наличие двух пиков потребления электроэнергии! Утренний, когда все проснулись и включили чайники, и вечерний, когда все приехали с работы и включили чайники, а также поставил Теслу на зарядку.


Причём и в дневное время, пиковое потребление удвоенной мощности, в общей сложности занимает не более 4 часов (усреднённое двойное потребление). В ночное же время, когда электричество особенно дёшево (при 2-х тарифной системе), подведённые электрические мощности практически не используются.

Но кто будет ждать 22 или 23 часов, чтобы поставить Теслу на зарядку?!? Приехал — сразу поставил заряжать! Утром же вставать рано!
Самый противный экономический эффект от Теслы — это рост разницы в тарифах день-ночь в разы! Днем 1 квт*ч будет 20 рублей, а ночью — 2 рубля!

ИЗ-ЗА ТЕСЛЫ ПОСТРАДАЮТ САМЫЕ СОЦИАЛЬНО НЕЗАЩИЩЕННЫЕ СЛОИ НАСЕЛЕНИЯ!
Про состояние генерации и её износ более 50% — эта тема отдельного поста)) 

Вообще, неравномерность потребления электроэнергии в течение суток – одна из основных проблем электроэнергетики.



Что сгладить пики, придумали двух и трех-тарифные счетчики))

Тепловые электростанции могут к сожалению регулировать свою мощность в ограниченном диапазоне, обычно 50%-100% своей мощности. Обычно регулированием занимаются гидроэлектростанции и обычные ТЭС, но они очень далеко от городов, что приводит к большим потерям в сетях по закону Ома.
Но наличие большой энергосистемы позволяет сгладить пики производства и потребления)) Поэтому энергетики закрывают глаза на потери при передачи электроэнергии и перетоки мощности на значительные расстояния — главное это надежность! 

Это делает энергосистему устойчивой. В обратном случае — будет блэкаут (арушение нормального режима всей или значительной части энергетической системы, связанное с повреждением оборудования, временным недопустимым ухудшением качества электрической энергии или перерывом в электроснабжении потребителей)

Кстати, потребление тепла также имеет аналогичные пики! Причина — горячее водоснабжение! 

По принципу построения и использования первичного теплоносителя СЦТ в стране подразделяют на две большие примерно равные группы: закрытые, в которых первичный теплоноситель не разбирается потребителем на нужды горячего водоснабжения; открытые, когда первичный теплоноситель частично используется потребителем для горячего водоснабжения. Последние называют СЦТ с непосредственным (открытым) водораз-бором из тепловых сетей.

По надежности теплоснабжения различные потребители теплоты ранжируются и подразделяются на три категории:

первая — потребители, не допускающие перерывов в подаче расчетного количества теплоты и снижения температуры воздуха в помещениях ниже предусмотренных ГОСТ 30494—96 или договором между поставщиком и потребителем теплоты. Например, больницы, родильные дома, операционные, реанимационные помещения, детские дошкольные учреждения с круглосуточным пребыванием детей, картинные галереи, химические и специальные производства, шахты и т.п.;

вторая — потребители, допускающие аварийное снижение температуры в отапливаемых помещениях на период ликвидации аварий (но не более 54 ч) жилых и общественных зданий до 12 °С; промышленных зданий — до 8 °С; третья — остальные потребители.

Тепловые пункты жилых зданий и их оборудование. В системах централизованного теплоснабжения (С ЦТ) источником теплоты для жилых и общественных зданий служат тепловые пункты, получающие в свою очередь тепловую энергию от городских теплогенераторов через магистральные, квартальные и распределительные тепловые сети.

Присоединение потребителей к тепловым сетям через тепловые пункты завершает построение единой трехзвенной технологической цепочки (выработка — транспортирование — потребление энергии), называемой системой централизованного теплоснабжения (СЦТ). Источники теплоснабжения и транспортные звенья — тепловые сети — суть только подготовительные элементы к основному процессу — коммунальному тепловому потреблению энергии в абонентских установках потребителя.

Все многообразие коммунального теплового потребления сводится к удовлетворению следующих основных видов тепловых нагрузок: 1) сезонных — отопления и вентиляции, непосредственно связанных с климатом поселения; 2) горячего водоснабжения, почти не зависящей от климатических условий; 3) технологических — слабо зависящих от климатических условий, практически постоянных.