Un grafico che mostra la variazione della domanda di energia da parte dei consumatori rispetto al tempo è noto come curva di carico.
Se questa curva viene tracciata su un periodo di 24 ore, è conosciuta come curva di carico giornaliera. Se viene tracciata per una settimana, un mese o un anno, allora viene chiamata rispettivamente curva di carico settimanale, mensile o annuale.
La curva di durata del carico riflette in modo accurato l'attività di una popolazione in termini di consumo di energia elettrica nel corso di un determinato periodo di tempo. Per comprendere meglio il concetto, è importante esaminare un esempio reale di distribuzione del carico per un carico industriale e un carico residenziale, e condurre uno studio di caso su di essi, per apprezzarne l'utilità dal punto di vista di un ingegnere elettrico.
Il grafico sottostante mostra la curva di durata del carico di un carico industriale su un periodo di 24 ore. Un esame più approfondito della curva mostra che la domanda di carico inizia a crescere solo dopo 5 ore al mattino, poiché alcune macchine nella fabbrica iniziano a funzionare, forse per riscaldarsi prima dell'operazione di alcuni reparti che devono iniziare presto per sincronizzare il funzionamento complessivo della fabbrica in modo appropriato. Entro le 8 del mattino, l'intero carico industriale è attivo e rimane costante fino a poco prima di mezzogiorno, quando inizia a diminuire leggermente a causa della pausa pranzo. La forma della curva del mattino viene ripristinata intorno alle 14 ore e rimane così fino alle 18 ore. In serata, la maggior parte delle macchine inizia a spegnersi. La domanda scende al minimo tra le 21 e le 22 ore di sera e rimane tale fino alle 5 ore del mattino successivo. Il processo si ripete su un periodo di 24 ore.
Nel caso di un carico residenziale, come possiamo vedere dal diagramma sottostante, il carico minimo viene raggiunto intorno alle 2-3 ore del mattino, quando la maggior parte delle persone dorme, e durante le 12 di mezzogiorno, quando la maggior parte delle persone è fuori per lavoro. Tuttavia, il picco della domanda di carico residenziale inizia intorno alle 17 ore e dura fino alle 21-22 ore di sera, dopo di che il carico cala rapidamente, poiché la maggior parte delle persone va a letto. Poiché questa curva di carico residenziale è stata presa in un paese subcontinentale come l'India, vediamo che la domanda di carico in estate è leggermente superiore (mostrata con la linea in grassetto) rispetto a un pattern simile di valori inferiori durante la stagione invernale (mostrata con la linea tratteggiata).
Dagli esempi sopra riportati, vediamo che la curva di durata del carico ci fornisce una rappresentazione grafica della domanda che le stazioni di fornitura sono tenute a soddisfare durante tutto il giorno. Pertanto, sono utili per decidere la capacità totale installata della centrale necessaria, che dovrebbe essere in grado di soddisfare la domanda di carico massima, e la dimensione più economica delle varie unità di generazione. Soprattutto, aiutano a decidere lo schema operativo della centrale elettrica, cioè come, quando e in quale sequenza, le varie unità dovrebbero essere avviate, messe in funzione e fermate. Durante il periodo di valle (a bassa domanda di carico), la decisione di spegnere alcune unità di generazione e riaccenderle in seguito, quando aumenta la domanda, deve essere presa in base a considerazioni economiche.
Spegnere le unità di generazione e riaccenderle in seguito comporta certe perdite, mentre far funzionare le unità a carichi parziali comporta anche perdite a causa della perdita di efficienza operativa, che dipende dalla durata per cui le unità vengono fatte funzionare a ridotto carico. La decisione su se spegnere determinate unità o continuare il loro funzionamento a carico ridotto deve essere presa alla luce delle perdite minime. Queste analisi vengono effettuate dagli ingegneri del settore energetico, tenendo conto della curva di durata del carico dei loro obiettivi di fornitura. Pertanto, è importante che i dati grezzi vengano raccolti sotto forma di una curva di carico e implementati per ottimizzare le unità di generazione di energia in modo il più efficiente possibile.
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