Diversitätsfaktor
Wir können Elektrizität nicht speichern. Daher müssen wir Elektrizität erzeugen, wenn und in dem Maße, wie sie benötigt wird. Die elektrische Energiequelle, sei es ein Erzeugungsanlage, eine Umspannstation oder eine andere elektrische Einrichtung, muss den maximalen Bedarf aller angeschlossenen Lasten an dieser Quelle erfüllen. Doch wir haben das Glück, dass die maximalen Bedarfe aller angeschlossenen Lasten an einer Quelle normalerweise nicht gleichzeitig auftreten. Stattdessen treten die maximalen Lastbedarfe verschiedener Lasten zu unterschiedlichen Zeiten des Tages auf. Aufgrund dieser Besonderheit der elektrischen Last können wir eine vergleichsweise kleinere Stromquelle bauen, um einen bedeutenden Teil der Verbraucher oder Lasten zu versorgen. Hier kommt der Begriff Diversitätsfaktor ins Spiel. Wir definieren den Diversitätsfaktor eines elektrischen Systems als das Verhältnis der Summe der maximalen Bedarfe der einzelnen angeschlossenen Lasten zum simultanen maximalen Bedarf des Systems selbst. Wir können dies besser verstehen, wenn wir ein praktisches Beispiel für den Diversitätsfaktor geben. Die maximale simultane Last auf einer Umspannstation kann nicht größer oder gleich der Summe der maximalen Bedarfe der einzelnen Lasten sein, da diese maximalen Bedarfe der einzelnen Lasten nicht gleichzeitig auftreten.
Betrachten wir eine Umspannstation. Wir können die an diese Umspannstation angeschlossenen Lasten in Haushaltslasten, gewerbliche Lasten, industrielle Lasten, kommunale Lasten, Bewässerungslasten und Traktionslasten einteilen.
Haushaltslasten bestehen aus Beleuchtung, Ventilatoren, Kühlschränken, Heizgeräten, Fernsehern, Klimaanlagen, Wasserpumpen usw. Der maximale Bedarf für Wohnlasten tritt typischerweise am Abend auf.
Gewerbliche Lasten bestehen aus der Beleuchtung von Geschäften und elektrischen Geräten, die in Läden und Restaurants verwendet werden. Der Lastverbrauch erreicht seinen Höhepunkt sowohl am Abend als auch tagsüber.
Industrielle Lasten bestehen aus schweren industriellen Maschinen.
Kommunale Lasten bestehen aus der Straßenbeleuchtung und dem Wasserversorgungssystem in Wasserwerken. Der Verbrauch dieser Lasten ist nicht konstant über 24 Stunden verteilt.
Bewässerung verbraucht Energie nur tagsüber.
Traktionslasten erreichen ihren Höhepunkt während der Anfangs- und Endzeiten der Arbeitszeiten.
Wir verstehen also, dass die maximalen Bedarfe aller an eine Umspannstation angeschlossenen Lasten nicht zusammenfallen. Stattdessen treten sie in verschiedenen Perioden innerhalb eines 24-Stunden-Zeitraums auf. Aufgrund dieser Vielfalt der elektrischen Lasten können wir eine Umspannstation mit vergleichsweise geringerer Kapazität oder eine ähnliche Einrichtung für größere angeschlossene Lasten bauen.
Nennen wir eine Umspannstation X. A, B, C und E sind nachgeschaltete Umspannstationen, die an die Umspannstation X angeschlossen sind. Die maximalen Bedarfe dieser Umspannstationen betragen A Megawatt, B Megawatt, C Megawatt, D Megawatt und E Megawatt. Der simultane maximale Bedarf der Umspannstation X beträgt X Megawatt. Die Diversitätsfaktor-Substitution wäre
Es ist selbstverständlich, dass der Wert des Diversitätsfaktors größer als eins sein muss. Es ist immer wünschenswert, den Diversitätsfaktor so groß wie möglich zu gestalten, um die wirtschaftliche Rentabilität des Stromversorgungsunternehmens zu fördern.
Nun möchten wir Ihnen ein praktisches Beispiel für den Diversitätsfaktor zeigen. Ein Stromtransformator ist an folgende Lasten angeschlossen. Die industrielle Last beträgt 1500 kW, die Haushaltslast 100 kW und die kommunale Last 50 kW. Der maximale Bedarf des Stromtransformators beträgt 1000 kW. Der Diversitätsfaktor des Transformators wäre
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