Cum de a obține energie electrică
Producerea și utilizarea energiei electrice
În timpul nostru, nivelul producției și a consumului de energie - unul dintre cei mai importanți indicatori ai dezvoltării forțelor de producție ale societății. Rolul principal este jucat de energie electrică - cel mai versatil și ușor de utilizat sub formă de energie. În cazul în care consumul de energie la nivel mondial a crescut cu 2 ori în aproximativ 25 de ani, creșterea consumului de energie electrică în 2 ori există o medie de 10 ani. Acest lucru înseamnă că tot mai multe procese asociate cu consumul de energie, tradus în energie electrică.
Producția de energie electrică. Acesta produce energie electrică în centrale electrice mari și mici, în principal, cu ajutorul generatoarelor de inducție electromecanice. Există două tipuri de bază de centrale electrice: termocentrale și hidrocentrale. Diferența dintre aceste motoare de putere, generator de rotoare rotative.
La sursă de energie termică de energie este combustibil: cărbune, gaze naturale, petrol, păcură, ulei de șist. Rotoarele generatoarelor electrice sunt antrenate de turbine cu abur și cu gaz sau motoare cu ardere internă. Planta cea mai economică mare termică abur turbină de putere (prescurtat: TPP). Cele mai multe centrale termice din țara noastră este folosit ca praf de cărbune combustibil. Pentru a genera 1 kW • h de electricitate consumată câteva sute de grame de cărbune. În cazan mai mult de 90% din energia eliberată este transferată la vaporii de combustibil. In turbina energia cinetică a jetului de abur este transferat la rotor. arborele turbinei rigid conectat la arborele generatorului. Generatoare turbină cu abur, mai degrabă Fleet: viteza rotorului este de câteva mii pe minut.
Desigur fizica 10 clasă este cunoscut faptul că eficiența motoarelor termice crește cu temperatura încălzitorului, și în consecință temperatura inițială a fluidului de lucru (gaz de abur). De aceea, aburul care intră în turbina este adusă la setări ridicate: temperatura - aproximativ 550 ° C și presiune - până la 25 MPa. Rata de eficiență TPP ajunge la 40%. Cea mai mare parte a energiei se pierde, împreună cu aburul de evacuare fierbinte.
centrale termice - așa-numita combinată de căldură și energie (CHP) - permite o parte semnificativă a utilizării energiei aburului de evacuare în industrie și pentru uz casnic (pentru încălzire și apă caldă). Ca urmare, eficiența CHP 60-70%. În prezent, în România, CHP da circa 40% din totalul de energie electrică și de furnizare de energie electrică și termică pentru sute de orașe.
În centralele hidroelectrice (BSE) pentru a roti rotorul generatorului folosind energia potențială a apei. Rotoarele generatoarelor electrice sunt antrenate de turbine hidraulice. Puterea de la o astfel de instalație depinde creat baraj diferență de nivel de apă (presiune) și în greutate apă care trece prin turbină pe (debit de apă), în al doilea rând.
Un rol semnificativ în sectorul energetic juca o centrală nucleară (NPP). In prezent, centrala nucleară din România reprezintă aproximativ 10% din energia electrică.
Principalele tipuri de centrale electrice
centralele termice sunt construite rapid, ieftin, dar o mulțime de emisii nocive în rezervele de mediu și energie naturale sunt limitate.
centralele hidroelectrice sunt construite mai lungi, mai scumpe; costul energiei electrice este minim, dar există inundații de teren fertil, iar construcția este posibilă numai în anumite locuri.
Centralele nucleare sunt construite pentru o lungă perioadă de timp, este scump, dar electricitatea este mai ieftină decât centralele termice, efecte nocive asupra mediului nu sunt semnificative (condiții normale de utilizare), dar necesită eliminarea deșeurilor radioactive.
utilizarea energiei electrice
Principalul consumator de energie este industria, care reprezintă aproximativ 70% din energia electrică produsă. Acesta este un mare consumator de transport. Un număr tot mai mare de linii de cale ferată transformată în tracțiunea electrică. Aproape toate satele și satele primesc energie electrică de la centralele electrice de uz industrial și casnic. Cu privire la aplicarea de energie electrică pentru case de iluminat și aparate de uz casnic știe toată lumea.
Cea mai mare parte energia electrică utilizată în prezent este transformată în energie mecanică. Aproape toate mecanismele din industrie sunt acționate de motoare electrice. Ele sunt convenabile, compacte și permit posibilitatea de automatizare.
Aproximativ o treime din energia electrică consumată de către industrie este utilizată în scopuri tehnologice (sudură electrică, încălzire electrică și de topire a metalului și electroliza m. P.).
civilizația modernă este de neconceput fără utilizarea pe scară largă a energiei electrice. Încălcarea ofertei unui oraș mare, cu energie electrică și sate mici chiar și în accident paralizează viața lor.
de transmisie a puterii
consumatorii de energie electrică sunt peste tot. Ea a efectuat în relativ puține locuri apropiate de surse de combustibil și resurse hidro. Energie electrică nu poate păstra o scară largă. Ar trebui să fie consumate imediat după primire. Prin urmare, este nevoie de transmitere a energiei electrice pe distanțe lungi.
Transportul energiei electrice este asociat cu pierderi marcate, deoarece curentul electric încălzește liniile de transmisie de sârmă. Conform legii lui Joule - energia Lenz cheltuită în încălzirea conductoarelor de linie este dată de Q = I2Rt unde R - linie de rezistență.
Cu o linie foarte lungă de transfer de energie poate deveni neeconomică. Reduce semnificativ rezistența liniei R este practic foarte dificil. Necesară pentru a reduce curentul.
Prin urmare, în centralele electrice mari înființat transformatoare. Transformatorul crește tensiunea pe linie cât de multe ori, de câte ori se reduce amperajul.
Cu cât linia de transmisie, avantajos să se utilizeze o tensiune mai mare. De exemplu, în linia de transmisie de înaltă tensiune CHE Volzhskaya - București și altă utilizare tensiune de 500 kV. Între timp, generatorul de curent alternativ este setat la o tensiune care nu depășește 16-20 kV. tensiune mai mare ar necesita o măsuri speciale complexe pentru izolația înfășurării și alte părți ale generatoarelor.
Pentru utilizarea directă a energiei electrice pentru a conduce vehicule motoare de mașini, o rețea de iluminat și pentru alte scopuri pe capetele liniei de tensiune ar trebui să fie redus. Acest lucru se realizează prin transformatoare coborâtoare. transmisie totală a energiei și de distribuție este prezentată în Fig.
De obicei, căderile de tensiune și astfel crește amperajul realizată în mai multe etape. La fiecare etapă a tensiunii devine mai mică, iar zona acoperită de rețeaua electrică - mai largă.
La tensiune foarte mare între firele de descărcare poate începe, ceea ce duce la pierderi de energie. amplitudinea admisă a tensiunii alternative trebuie să fie astfel încât, atunci când o arie a secțiunii transversale predeterminate a pierderii de energie datorită firelor de refulare au fost nesemnificative.
Centrale electrice de mai multe părți ale țării sunt unite prin linii electrice de înaltă tensiune, formând o rețea electrică comună la care consumatorii conectat. O astfel de uniune, numită rețeaua electrică face posibilă pentru a netezi vârfurile din consumul de energie în dimineața și seara. Sistemul de alimentare asigură alimentarea continuă a puterii consumatorilor, indiferent de locația acestora. Acum, aproape întreg teritoriul țării noastre de energie electrică este asigurată de interconectarea sistemelor energetice. Acesta funcționează Sistemul energetic unificat al părții europene a țării.