収穫因子 – ウィキペディア

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収穫 英語 エネルギーが投資されたエネルギーが返されました 狂気、 時々 ヒーロー )効率とは対照的に、発電所のサービス寿命の過程で、または実際に使用される全体的なエネルギーに対する生産、廃棄、処分、その他の目的に使用される灰色のエネルギーを含むエネルギー源の搾取で使用されるエネルギーの比を説明します。それで彼は質問に答えます:「エネルギーをどのくらいの頻度で挿入しますか?」

収穫係数

ϵ {displaystyle epsilon}

使用されるエネルギーの比率について説明します

R{displaystyle e_ {mathrm {r}}}

エネルギーを投資する

I{displaystyle e_ {mathrm {i}}}

。発電所の場合

R{displaystyle e_ {mathrm {r}}}

主に電気(一般的にはエクセルギー)があります

I{displaystyle e_ {mathrm {i}}}

植物のライフサイクルで使用される「灰色のエネルギー」は、理想的にはエクセルギーとしても指定されるべきです。

I{displaystyle e_ {mathrm {i}}}

累積エネルギー消費とも呼ばれます

この値が高いほど、エネルギー源はより効率的です。 1つ以上の値は、正の総エネルギーバランスを意味します。

蓄積されたエネルギー消費

I{displaystyle e_ {mathrm {i}}}

固定比率で構成されています

fix{displaystyle e_ {mathrm {fix}}}

(植物の建設、解体など)および可変部分

p It {displaystyle p_ {mathrm {i}}*t}

(メンテナンス、燃料調達)時間の経過とともに

t {displaystylet}

増加:

使用されるエネルギー

Rt )) {displaystyle e_ {mathrm {r}}(t)}

しばらくしたら

t {displaystylet}

中央のネットパフォーマンスから計算されます

p {displaystyle p}

寿命のあるシステムの収穫係数

t {displaystylet}

したがって、そうなるでしょう

したがって、寿命は収穫係数にとって重要な成分です。

エネルギー償却時間 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

エネルギー償却時間

t a{displaystyle t_ {mathrm {a}}}
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累積エネルギー消費が使用されるエネルギーと同じ時間、つ​​まり

Rt a)) = It a)) {displaystyle e_ {mathrm {r}}(t_ {mathrm {a}})= e_ {mathrm {i}}}(t_ {mathrm {a}}}}}}}}}}}

。これはです

収穫因子とは対照的に、エネルギー償却期間は、寿命が含まれていないため、発電所の効率全体についてほとんど語っていません。たとえば、燃料調達のエネルギー消費量は非常に高くなるか、システムのサービス寿命が償却期間よりもはるかに大きくありません。

主要な評価された収穫因子 /償却時間 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

別の定義では、使用されるエネルギーはです

R{displaystyle e_ {mathrm {r}}}

仮説的な発電所が同じ電気エネルギーを提供するために必要な主要なエネルギーに変換されました。この仮想発電所の確固たる効率を想定していますが、これは通常含まれています

{displaystyle eta}

= 34%が推定されています。したがって、使用されるエネルギーは置き換えられます

R/ {displaystyle e_ {mathrm {r}}/eta}

。収穫係数と区別するために、この「主要な相続人評価」の収穫係数は

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ϵ prim{displaystyle epsilon _ {mathrm {prim}}}

専用。その場合、収穫係数とのつながりがあります

彼は、「電力の34%の効率を備えたすでに既存の発電所で変更される代わりに、この発電所の建設、操作、使用、燃料調達中にプライマリ燃料が置かれている場合、どれだけ多くの電力が与えられるか」という質問に答えます。

エネルギー償却期間

t a{displaystyle t_ {mathrm {a}}}

「償却時間を評価した主要な相続人」に対応する

t a,prim{displaystyle t_ {mathrm {a、prim}}}

。 2つのサイズ間の接続は次のとおりです。

エネルギッシュな償却期間に変換するには、相対的な使用努力を指定する必要があります

p I/ p {displaystyle p_ {mathrm {i}}/p}

ご了承ください

ϵ prim{displaystyle epsilon _ {mathrm {prim}}}

一部のドイツ語では、単に「収穫要因」として、そして

t a,prim{displaystyle t_ {mathrm {a、prim}}}

「償却期間」と呼ばれます。しかし、これは専門文学のものには対応していません [初め] [2] 通常の定義と国際的な定義 英語 エネルギーが投資されたエネルギーが返されました (eroei)。また、出力(「収穫」)は入力(「シード」)と比較されなくなりますが、実際の入力を含む仮想入力です。したがって、それは「交換要因」です。

小規模なメンテナンスと燃料調達の取り組みへのアプローチ [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

メンテナンスと燃料調達の取り組みが固定費に比べて少ない場合、

p It fix{displaystyle P_ {mathrm {i}}、tll e_ {mathrm {fix}}}}}

、そして提供されたエネルギーと比較して小さい、

p Ip {displaystyle p_ {mathrm {i}} ll p}

、したがって、収穫因子が簡素化されます

ϵ p t / fix{displaystyle epsilon amptx p、t/e_ {mathrm {fix}}}

そして、償却時間も

t afix/ p {displaystyle t_ {mathrm {a}} compx e_ {mathrm {fix}}/p}

。両方のサイズは、単純な関係についてです

リンクされています。

いくつかの発電所の種類の収穫要因と償却時間 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

収穫係数の減少を伴う使用可能な正味エネルギーの切り抜き(英語。 投資されたエネルギーのエネルギーリターン ))

次の表は、異なる品質のソースの編集です。最小要件は、材料データ後の累積エネルギー消費の内訳です。多くの場合、値の起源を透過的に証明しない作物要因のコレクションを見つけることができます。これらはこの表に含まれていません。

脂肪の印刷された数字は、それぞれの文献ソースで与えられたものであり、通常印刷されたものはそれらから派生したものです(数学的説明を参照)。

タイプ 収穫 償却時間 プライマリ – 遺伝的に評価(R)
収穫 償却時間
核エネルギー a)
圧力水反応器、100%遠心分離機濃縮 [3] 106 2甘い 315 17テイク
圧力水反応器、83%の遠心分離機濃縮 [3] 75 2甘い 220 17テイク
化石エネルギー a)
lignite、オープンキャストマイン [3] 最初に30 2甘い 90 23取る
炭、石炭輸送のない亜テイの行為 [3] 29 2甘い 84 19テイク
Gaspower(GUD)、天然ガス [3] 28 9取る 81 3取る
Gaskraftwerk(神)、バイオガス [3] 3.5 12テイク 3取る
水力発電
水力発電所を走らせます [3] 50 1年 150 8甘い
太陽熱 b)
砂漠、放物線チャネル +フェニル化合物培地 [3] 21 1。1年 62 4甘い
風力エネルギー b)
1,5-MW(E-66)、2000 VLH(DeutscheKüste) [3] 16 1。2年 48 5甘い
1,5-MW(E-66)、2700(DeutscheKüste、Strand) [4] 21 0.9年 63 3,7楽しい
2,3-MW(E-82)、3200(DeutscheKüste、Strand) [5] [6] c) 51 4,7甘い 150 1,6楽しい
200 MWパーク(5 MWシステム)、4400 VLH(オフショア) [7] 16 1。2年 48 5甘い
4.2-MW(V150-4.2)、弱い風の位置 [8] 最初に30 7,6甘い
太陽光発電 b)
ポリシリコン、屋根の設置、1000 VLH(南ドイツ) [3] 4.0 6年間 12番目 2.0年
ポリシリコン、屋根の設置、1800 VLH(南ヨーロッパ) [9] 7.0 3。3年 21 1。1年
ドイツ、800〜1200 VLH [十] 14–33 0.9〜2。1年
a) 燃料調達の努力も考慮されました
b) 値はエネルギー税全体を指します。負荷補償のための貯蔵発電所、季節保護区、または従来の発電所の努力は考慮されていません。
c) E-82の情報はメーカーからのものですが、TüvRheinlandによって確認されています。

収穫係数は、石油堆積物の評価にとって非常に重要です。 1970年代には石油生産で、40の高い値がまだ達成される可能性がありますが、これらはより困難な発展のために大幅に低下しました。特に、オイルとオイルスレートは非常に低い収穫要因です。
収穫係数は得られるエネルギーの比率のみを見るため、たとえば、石油生産の生態学的な結果は、伴うガスをトーチすることによって追跡されません。

発電所の建設と操作のためのエネルギー的な努力に加えて、使用される燃料は、電力を生成するために取り返しのつかないほど燃焼しているため、発電所の建設と操作のためのエネルギー的な努力に加えて、化石発電所の請求書にも含まれています。その結果、化石発電所は常に1つ未満の収穫係数を持っています。再生可能エネルギーは、風、水、太陽などのエネルギー源が最終的に人間の裁量で最終的に行われないか、持続可能な使用(森林スタンドなど)の場合に最終的に終了しないか、最終的には大きいものです。ただし、この定義によれば、化石植物と非化石発電所の比較は、両方のタイプの発電所で異なるため、もはや不可能です。

通常、専門文学で [2] 燃料は、収穫係数を計算する際には考慮されず、建設とメンテナンスに必要なエネルギーと生成されたエネルギーのみを比較します。その結果、核や太陽のいずれであっても、燃料に関係なく、異なるシステム形状を互いに比較できます。

燃料挿入物を考慮した収穫係数は、システムの効率からの長いシステムの持続時間(20年以上)にわたって化石発電所に近似されます。これは、システムのエネルギー消費量が非常に少ないため、非常に大量のエネルギー(燃料)にわたって非常に少なくなるためです。製品の生産に必要なエネルギー全体の計算は、一般的に非常に複雑です。ソースと必要に応じて、著者の興味も強く変動する可能性があります。採用された植物の寿命の期間は、収穫係数の量にも影響するため、指定する必要があります。

エネルギー償却時間 この用語に密接に固執します 収穫 一緒。また、用語の中でも知られています エネルギーリターン時間 (Engl。 エネルギーペイバックタイム ) あるいは単に エネルギー償却。

エネルギーの償却期間は、収穫係数が1つであるときに、生産に費やされるエネルギーが再び勝つまで、エネルギー生成プラントを操作しなければならない時間を説明しています。再生可能エネルギーで動作する植物は、数ヶ月または数年のエネルギー的な償却時間を持っています。

厳密に言えば、エネルギーの償却期間は経済の重要な人物ではありませんが、コストの増加の可能性に関して技術を評価する際には関連します。さらに、短いエネルギーの償却時間を求めている場合、企業の外部プレゼンテーションにとって有利です。

風力タービン [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

風力エネルギーの使用に関する公開討論では、風力タービンのエネルギー償却期間は、サポーター(「ほんの数ヶ月だけ」)と敵(「エネルギー償却なし」)の間の論争であることがよくあります。未熟な試験施設に基づいた風力エネルギー使用期間(1970年代および1980年代初頭)の最初の研究により、エネルギーの償却はほとんど不可能であるという結論が可能になりましたが、多くの研究により、今日の洗練された標準システムが数ヶ月でエネルギー的に償却されていることが示されています。

ただし、さまざまな試験の結果には特定の違いがあります。一方では、これは非常に異なる場所依存性エネルギーの風力タービンの収量に関連しており、一方では、ライフサイクルが検討中です(LCA =ライフサイクル評価=ライフサイクル分析)。さらに、会計方法はしばしば異なります。場合によっては、システムの生産のみが考慮されます(古い試験)、一部は原材料の抽出、生産、輸送、アセンブリ、生涯にわたるメンテナンスのためのエネルギー消費(R. 20年と協力して)、および材料の解体と廃棄(最近の研究= co 2 -footprint)。このように計算された累積努力は、システムの20年間の操作を含む98 mのコンクリートタワーのエネルギーE-82風力タービンのために計算されています。これは、さらに数値を発表していないメーカーによると、2,880,000 kWhの一次エネルギー消費量です。この数は、評価の一環としてTüvRheinlandによって確認されました。この主要なエネルギー消費量を電気の量(言及した20年間)に関連して置いた場合、これは収穫係数になります。地元の風の状態に応じて、30(中程度の場所、ドイツの海岸など)と50(安価な場所、たとえば、ドイツビーチの選択されたエリア)の間です。

プロセスデータと入出力アプローチに基づいたハイブリッド分析も、メーカーとサプライヤーの機械公園へのエネルギー投資も記録しています。これにより、1年未満のエネルギー償却期間が生じます。 [11]

太陽光発電システム [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

製造、輸送、メンテナンスなどにエネルギーが必要です。特に電流と熱の形で。
これは計算できます – たとえば、関連する工場の電気法案、トラックの燃料消費量などに基づいて。
システムが終了すると、電気が生成されます。
収穫係数は、生産とアセンブリに必要な全体的なエネルギーとして、生命の終わりに解体するために必要な全体的なエネルギーとして、システムがその過程でどれだけの(電気的)エネルギーを生成するかを示しています。

太陽光発電システムのエネルギー償却期間は、本質的に次の要因に依存します。

1.太陽電池の効果
2.単一の太陽電池の生産と、これに必要なシリコンの生産のためのエネルギー的な努力
3.いくつかの太陽電池からのモジュール(フレーム、ガラス)の生産のためのエネルギッシュな努力
4.輸送のためのエネルギッシュな努力(生産施設の原材料と、それぞれの場所のモジュールまたは植物部品)
5.いくつかのモジュールから太陽光発電システムを設置するためのエネルギー的な努力、たとえば屋根など
6.インバーターを含む電源グリッドへの太陽光発電システムの電気統合
7.いくつかのモジュールからの太陽光発電システムの故障のためのエネルギー的な努力、たとえば屋根など
8.再利用可能な原材料における廃棄またはリサイクルのためのエネルギッシュな努力。

南ヨーロッパの場所の場合、エネルギーリターン時間(2011年の生産プロセス)は、薄層技術では0。8〜1。5年、モノおよびマルチリスタリラインソーラー細胞に基づくシステムでは約1。7年と1。2年でした。 [9]

連邦環境局は、出版物でPVシステムを調査したエネルギー回収時間を示しています [十] したがって、これらはCDTEモジュールで0。9年、単結晶太陽光モジュールで2。1年の間です。したがって、PVシステムの生産、使用、および終了のための主要なエネルギー消費量は、非常に短いシステム期間の後に償却されます。また、PVシステムの生態学的バランスを個別に決定する計算ツールも提供します [12番目]

システムの建設時間 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

エネルギー償却期間の通常の定義では、システムの生産のためのエネルギーの使用とエネルギー生産またはエネルギー変換の開始の間の期間を考慮していません。厳密に言えば、これは償却期間に追加できます。風力タービンやソーラーパークでは、必須の原材料のエネルギー集約型生産と試運転の間に数週間から数ヶ月がありますが、この時間の遅延は、大規模な熱または水力発電植物で数年にわたって行われます。同様のエネルギー使用期間があるため、ソーラーパークや風力発電所は、従来の発電所がまだ建設中ですが、多くの場合、すでにエネルギー的に償却されています。

カーボンの二酸化化物型化、または温室効果ガスの仮定としても知られていることは、生産中に生成された温室効果ガスがエネルギーによって補償されるまでの期間を説明しています。 [13]

異なる原子炉には、鉱石から燃料までの「フロントエンド」エネルギー消費が異なります。燃料の生産のためのエネルギーの重要な部分は、ウラン濃縮に直面しています。ここで、Natururanは約0.72%のコンテンツを使用しています 235 u on one 235 2〜5%のUコンテンツは濃縮されており、これにより、同じ燃料要素が交換が必要になるまでに長い間使用できるため、トレンドは最近より高い時間外になりました。 [14] CANDUおよびその他の重水反応器は、予期しないウランで動作し、トンのウランあたりの合計エネルギー収量を達成することもできます。 [15] ただし、大水は高価でエネルギー集約型であり、CANDUの欠点に影響します。さらに、Natururanの核分裂性物質の含有量が少ないため、CANDUは光水リアクターよりも頻繁に燃料要素を交換する必要があります。 1つ:オンライン給油 経済的に賢明です。 [16] それ自体が分割されていないトリウムを使用する場合、燃料サイクルの開始時に中性子源からの燃料または中性子の追加が必要です 232 th(天然トリウムの99%以上)核分裂 233 uを「嘔吐」します。ただし、トリウム燃料サイクルは、熱中性子でもほぼ全体の出発材料を使用することができ、したがって、重金属の量あたりはるかに優れたエネルギーコンセントを達成できます。 「開始」材料の助けを借りてより高速な中性子を使用する – 高速ブリーダーは、ウランの正の変換率を達成することもできます(分割で使用するよりも非スプリット材料から反応器でより多くのフリースを生成できます) [17] ただし、現在、ロシア(BN-600およびBN-800)には商業用に2つの植物しかありません。 [18] 何十年もフランス(世界で2番目に大きい原子力ユーザー)で使用されている燃え尽き燃料を再加工するとき、競技用の物質的なプルトニウムだけでなく、残りのフリースウランアイソトープも、従来の光水反応器の「使用」燃料から得られます。 [19] 通常、得られたプルトニウムは、囲まれたウラン、自然ウラン、自然ウラン、または再加工中に得られた「埋め込みウラン」(「repu」)で「伸び」、Mox燃焼要素の使用に使用されます。これにより、元々使用されていた群衆からより多くのエネルギーを得ることができますが、経済的収益性は議論の余地があります。 [20] [21] とりわけ、速いBrutk KalkarやThoriumの高温反応器などのプロジェクトにつながった政治的理由に加えて、または短時間の稼働中にのみ、低ウランの価格はこれらの「燃料節約方法」の大規模な使用を妨げてきました。 [22] [23] したがって、クラニウム価格が大幅に上昇した場合、業界はますますそのような技術に頼るべきであると予想されます。

収穫係数の相互価値は1つの意味です 生成された値の単位あたりのエネルギー消費 エネルギー強度として理解されています。 [24] [25] ウランの故障から原子力発電所の廃止措置への核燃料連鎖を見ると、エネルギー強度は100%を超えることを意味し、エネルギーバランスが負になり、エネルギー生産がもはやエネルギービューから有用ではありません(持続可能)。 [25]

核燃料チェーンのエネルギー強度は、2〜150パーセントの中型ウラン鉱石のさまざまな研究で評価されます。 統合された持続可能性分析 2006年から [26] 10〜30%の範囲で平均18%を決定します。ストーム/スミスの研究は、150%の値によって決定されます [24] 0.013%のウラン鉱石含有量の場合。 [25]

得られた鉱石のウランの胃が約0.01%のマークを下回る場合、得られた鉱石の処理は、エネルギーバランスで最高のエネルギー消費量(40%以上)のプロセスステップです。ここから、原子力発電のエネルギーバランスもマイナスです。原子力容量が絶えず設置されている場合、約1/3のオファーを超える需要により、2078年に促進される原始石の鉱石含有量は、2059年には年間2%に達します。 [25] ただし、これは資金の同じ(イン)効率に基づいており、数十年にわたって技術的に実現可能である海水からのウランの抽出の進捗状況を無視しますが、今日のテクノロジーでは、かなり高いウラン価格でのみ財政的に価値があります。 [27]

ウラン抽出の増加、原子力発電の温室効果の一環として、COも増加します 2 – プロセスのバランスはますます悪化しています。約0.01%の鉱石含有量では、288 g/kWhで言及されています。ISAの平均値は60 g/kWhです。ウラン鉱石含有量は、プロセスで発行されたCOの量の決定的な因子にもなります 2 。必要なすべての熱は、原子力発電所ではなく、化石燃料の燃焼から得られると想定されています。 [25]

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  3. a b c d そうです f g h j D.ワイバッハら。 (2013):エネルギー強度、EROIS(投資時にエネルギーが返される)、および発電の発電所のエネルギー回収時間。エネルギー、バンド52、S。210ff。 doi: 10.1016/j.energy.2013.01.029
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