Skaya termiske kraftverk har en kapasitet på 1,8 millioner kW, og Lugansk termiske kraftverk, også termisk, har en kapasitet på 1,5 millioner. kW Energi overføres via ultra-langdistanse kraftlinjer med den høyeste spenningen i verden - 500 tusen VAC og 800 tusen VDC.
Skred av energi
Vårt lands energibehov er enormt. Men energiarbeidere vil vite nøyaktig hvordan strømforbruket vil vokse for å kunne utarbeide planer for bygging av kraftverk. Når eksperter vet hvor mye strøm som går med til å produsere for eksempel én bil, kan eksperter beregne energibehovet til alle bilfabrikker i landet. Og når du ser deg kutte ferskt brød til frokost, vil energidrikker fortelle deg et interessant faktum. Det viser seg at å produsere en kilo brød - fra å dyrke hvete i åkeren til bakerdisken - koster det 1 kWh elektrisitet.
Så når man går fra en type produkt til en annen, tar man hensyn til den årlige produksjonsveksten, behovene til husholdninger, skoler, teatre, etc., kommer energiarbeidere frem til den totale mengden energibehov.
Partiprogrammet sier: å øke strømproduksjonen innen 1980 til 2700-3000 milliarder. kWh Dette er 340 GOELRO-planer! For å produsere en slik strømmasse må det bygges rundt 640 store kraftverk av alle typer. Deres totale kapasitet skulle være omtrent fem ganger større enn kapasiteten til alle landets kraftverk i 1965.
Industri og transport vil forbruke nesten to tredjedeler av all denne energien. Tross alt vil den kjemiske industrien alene kreve rundt 300 milliarder i 1980. kWh
Kravene vil øke veldig kraftig, opp mot flere hundre milliarder kilowattimer. Jordbruk. På kollektive og statlige gårder utfører elektriske maskiner mange jobber. De maler og damper mat, melker kyr, kjølig melk; elektrisitet leverer vann til felt i tørre områder; Mineralgjødsel kan ikke produseres uten store utgifter til strøm.
Urban og husstand, vil også kulturinstitusjoner kreve mye energi. Snart vil hver familie trenge minst 500 kWh per år. Og Moskva-universitetet trenger allerede like mye energi som
levert av Volkhov vannkraftstasjon. Under interessante programmer på Central Television forbruker alle påslåtte TV-er strømmen til hele Dnepr vannkraftstasjon.
Energi må være billig
Men hvis Elektrisk energi vil være dyrt, da vil vi ikke kunne bruke det så bredt som vi ønsker. Derfor må du vite nøyaktig hva strømprisen består av for å redusere kostnadene.
Ved et termisk kraftverk går opptil 65 % av alle kostnader til drivstoff. Den beste sovjet termiske kraftverk I dag bruker de 400-500 g drivstoff for å produsere 1 kWh. Og innen 1980 vil dette forbruket, som følge av introduksjonen av kraftige og mer økonomiske turbiner og generatorer, være redusert til nesten 300 G.
Kostnad 1 kWh inkluderer også utgifter til lønn for kraftverksarbeidere. Men det blir stadig færre mennesker på kraftverk: Arbeidet deres overtas av automatiske maskiner.
Nå videre. Det ble brukt mye penger på byggingen av selve stasjonen, allerede før den produserte den første strømmen. De legges gradvis, i rater på 3-5 år, til prisen på den genererte energien – byggekostnadene skal tross alt dekkes. I tillegg trekkes det beløp over 30 år for å dekke slitasje på bygning og utstyr. Disse tilleggene kalles avskrivningsfradrag.
I kostnadene for én kilowattime produsert ved et vannkraftverk, når andelen av avskrivninger 90 %. Tilbakebetalingstiden her er 3-7 år, og avskrivningstiden er fra 50 til 100 år. Vannverk er svært kostbare konstruksjoner. Men driftskostnader kostnadene ved å produsere elektrisitet her er ubetydelige: det er ikke behov for drivstoff i det hele tatt, og vannkraftverk fungerer allerede automatisk i dag. Vi bygger nå hovedsakelig termiske kraftverk fordi de er raskere og billigere å bygge. Men la oss ikke glemme vannkraftverk.
Hvis innen 1980, da vil vi produsere opptil 3000 milliarder. kWh per år, kostnadene for energi redusert sammenlignet med i dag med bare 1%, vi ville ha spart midler innen et år for å bygge skoler for 450 tusen mennesker.
Men i 1980 vil nye kraftverk produsere svært billig strøm. 1 kWh vil koste tre ganger billigere enn nå - i gjennomsnitt ikke mer enn en kvart krone.
Å redusere kostnadene for energi vil føre til en kraftig reduksjon i kostnadene for alle produkter i landet.
Landets kraftverk slår seg sammen
Når du slår på en elektrisk motor eller fjernsyn, mistenker mange mennesker ikke engang at energien de adlyder ble født veldig langt unna, kanskje hundrevis av kilometer fra forbruksstedet. Faktisk er kraftingeniører ikke lenger flaue av lange avstander. Kraftoverføringslinjer strekker seg over landet i tusenvis av kilometer, og de har ingen rivaler verken når det gjelder hastigheten på energioverføring (300 tusen km/sek!), eller i "bæreevne" (milliarder kilowattimer!), eller i evnen til å bringe energi nær forbrukerne. Det er også viktig at det nesten ikke er synlige mennesker på de tusen kilometer lange elektriske rutene.
Men i annen tid av året trengs det ulike mengder energi til ulike tider av døgnet. Om sommeren, når dagene er lange, brukes mindre strøm på belysning enn om vinteren. Og i landbruket, for eksempel for vanning og annet arbeid, maksimalt beløp energi kreves spesielt om sommeren. På dag- og kveldstid, når alle virksomheter er åpne og lysene er på, trengs det mer energi enn om natten.
Hvis du bygger kraftverk som tar hensyn til maksimal etterspørsel (kraftingeniører sier - tar hensyn til "topper"), vil noen av turbinene måtte stoppes i "stille" timer. Dette betyr at det vil bli brukt ekstra midler på bygging og vedlikehold av disse ekstra turbinene. Er det ikke bedre å tilføre energi i rushtiden fra en annen stasjon, fra et område der for eksempel natten allerede har falt på den tiden?
Det er det de gjør: de kombinerer kraftverk med kraftledninger til et enkelt system. Og de overfører energi fra der det er et overskudd av det i det øyeblikket til der det er mangel på det. Ved å forene alle stasjonene i landet vil vi skape et Unified Energy System (UES). Bare UES er i stand til å jevne ut alle "toppene" og samtidig ta bort all overflødig elektrisitet; bare det kan gi billig energi til alle næringer Nasjonal økonomi, kultur og liv.
UES forbedrer også driften av selve kraftverkene betydelig: konstruksjons- og driftskostnadene reduseres, både den totale belastningen og de hoppene i lastplanen - "toppene", som er så kostbare for frakoblede kraftverk, reduseres.
Å dekke en sjettedel av verdens landmasse med kraftige kraftledninger pleide å virke som en fantasi. Men nå vi
Volkhovskaya HPP oppkalt etter. V. I. Lenin (1926). Strøm - 56 tusen. kW.
Dneproges im. V. I. Lenin (1932). Strøm - 650 tusen. kW
Volzhskaya HPP oppkalt etter.XXIICPSUs kongress (1960). Strøm - 2350 tusen. kW
Kraftverk jobber utrettelig dag og natt. De sender kontinuerlig strøm til byer og kollektivgårder, fabrikker og fabrikker.
Ta på ny drakt Når du skjærer ferskt brød ved bordet eller skjenker deg et glass vann, tenker du ikke engang på hvor mye strøm som brukes på det. Og forbruket er ikke lite. For å sy for eksempel en dress, må du forbruke omtrent 5 kWh strøm. Og alle energikostnader for hver 6-7 kg brød, fra klargjøring av frø for såing og avslutning med levering til bakeriet, er omtrent 1 kWh. Til og med å rydde, levere til byen og løfte ordinært springvann, trenger strøm.
Elektrisk energi har trengt inn i alle sektorer av den nasjonale økonomien. Det frigjør en person fra hardt arbeid, gjør livet lettere og bidrar til å avsløre naturens fabelaktige rikdommer.
Fordelene med elektrisitet fremfor andre typer energi er uendelige. Den kan hentes fra hvilken som helst annen energi og omdannes til energi forskjellige typer. Elektrisk strøm uten store tap kan overføres over en avstand. Elektriske kraftverk bruker energiressursene mest økonomisk. Elektrisk energi akselererer produksjonsprosesser, gir liv til nye industrier - elektrokjemi, elektrometallurgi, høyfrekvent metallbearbeiding, etc. - muliggjør en utbredt introduksjon av automasjon og telemekanikk i produksjonen.
I følge GOELRO-planen skulle landet om 10-15 år generere 8,8 milliarder kWh elektrisitet per år.
Noen syntes denne planen var fantastisk den gangen. Det var vanskelig å drømme i de harde 1920-årene, i en tid med økonomisk ruin, hungersnød og epidemier.
Det året produserte alle kraftverkene i den unge republikken bare 500 millioner kWh elektrisitet. Men det sovjetiske folket var lidenskapelig opptatt av Lenins idé om å elektrifisere landet.
Bare 10 år har gått, og planen, som virket så vågal, er overskredet. Og allerede i 1950 Sovjetunionen Når det gjelder elektrisitetsproduksjon kom den på topp i Europa og nummer to i verden.
Sovjetiske kraftverk i 1965 vil generere 500–520 milliarder kWh elektrisitet – 1000 ganger mer enn hva kraftverkene i den unge sovjetrepublikken kunne produsere i 1920.
I løpet av de neste sju årene vil kraftverk med en samlet kapasitet på cirka 60 millioner kW settes i drift. Dette betyr at 5-7 GOELRO-planer skal implementeres årlig!
Elektrifisering er et av grunnlaget for de viktigste områdene i den sovjetiske økonomien. Nesten 70 % av all elektrisitet som produseres i landet vårt forbrukes av industrien.
Elektrisk kraftindustri trenger dypere inn i maskinenes rike. Den invaderer i økende grad den utøvende mekanismen til maskinen, og krever nye design. Elektriske motorer "vokser" inn i bilens kropp. Statoren og rotoren er ikke lenger bare motorer - de fungerer allerede deler av mekanismen.
Betydningen av elektrifisering har særlig økt i forbindelse med etableringen av nye automatiske linjer og automatiske fabrikker. Moderne mekanisering, automasjon og telemekanisering er basert på bruk av elektrisitet.
Elektrisitet gir oss stadig større makt over transformasjonen av materie. Nye metoder for kjemi og nye prosesser i kjemisk teknologi basert på bruk av elektrisk energi. Moderne teknologi- dette er en høyhastighetsteknikk, høye trykk, høye mekaniske og elektriske påkjenninger, veldig høye og svært lave temperaturer. Her trenger vi nye materialer med spesielle, forbedrede egenskaper: korrosjons- og varmebestandige metaller, lette legeringer, halvledere, ferromagneter, plast. Dette nye enorme området for materialproduksjon er preget av enorm elektrisk kapasitet.
KJEMPE FOR BESPARINGER
Når det gjelder å spare energi, strekker hånden ufrivillig ut etter bryteren for å slå av lyspæren i et rom eller en gang. Hvis 10 millioner skoleelever (og det er tre ganger flere av dem i vårt land) sørger for at 10 millioner 40-watts lyspærer brenner om kvelden i bare én time mindre enn vanlig, vil de dermed spare 400 tusen kWh strøm.
Og dette er nok til at 5 tusen kraftige metallbearbeidingsmaskiner kan jobbe et fullt skift på fabrikker.
Men det er selvsagt ikke bare skoleelever som skal spare strøm. På enkelte anlegg og fabrikker er vinduene så skitne at de må jobbe med lamper om dagen. Når du har vasket vinduene, slukker lampene, og maskinene får ekstra energi. På gatene bør glødelamper byttes ut med mer økonomiske gasslys-lamper. Eksperter har beregnet at på grunn av problemer innen industri og transport går like mye strøm tapt årlig som Volzhskaya vannkraftverk, den kraftigste i verden, produserer.
For å produsere et tonn aluminium trengs det altså 17 - 19 tusen kWh. Og for å smelte tonnevis med høykvalitetsstål, lette og sjeldne metaller eller spesielle legeringer, må elektrisitet brukes fra 15 til 60 tusen kWh.
Våre fabrikker trenger en enorm mengde strøm. For eksempel mottar hver arbeider ved et metallurgisk anlegg opptil 30 tusen kWh elektrisitet per år, og hver arbeider ved elektriske stålverk mottar opptil 150 tusen kWh.
Problemet med elektrifisering av landbruket er spesielt viktig nå. I perioden fra 1959 til 1965 er det ventet at elektrifiseringen av alle kollektivbrukene i stor grad vil være fullført, og elektrifiseringen av RTS og statsgårdene vil være ferdig tidligere.
Feltarbeidere vil ha 4 ganger mer strøm til rådighet enn i 1959. jernbaner Elektrisk trekkraft blir mye introdusert. Som et resultat av deres gjennomstrømningøker med mer enn 2 ganger, og drivstofforbruket reduseres med 3-4 ganger.
Ved slutten av syvende jubileet vil elektriske lokomotiver kjøre tog langs hele Moskva-motorveiene - Langt øst, Moskva - Sverdlovsk, Karaganda - Magnitogorsk - Ufa, etc.
Boligbygging trenger også mye strøm. For å bygge en moderne masovn med 120 leiligheter er det nødvendig å bruke nesten 1 million kWh strøm.
Elektrisitet vil være nødvendig både i hverdagen og for utviklingen av radio, fjernsyn og kino. I 1965 vil landets fjernsyn alene trenge kraften til femti Volkhov vannkraftverk!
Hovedrollen i energiforsyningen tilhører termiske kraftverk. Nå er omtrent 81 % av elektrisiteten (og samtidig 100 % av sentralisert varmeforsyning) levert av termiske kraftverk (for flere detaljer, se artikkelen "Varme- og elektrisitetsfabrikk"). Deres egenvekt og verdien vil øke.
I løpet av de neste syv årene vil vi sette i drift nye termiske kraftingeniørgiganter med en total kapasitet på 47-50 millioner kW. De vil ligge i de østlige regionene, nær de rikeste kullforekomstene, rett ved store høyvannselver. Tross alt må mer enn 20 toglaster med kull mates inn i ovnene til et kraftverk med en kapasitet på 2,4 millioner kW per dag. Vannforbruket til kjøling av turbinkondensatorer og andre anleggsbehov når 100 m 3 /sek. Dette er syv bekker som Moskva-elven!
Design og bygging av kraftige atomkraftverk er i full gang. I 1958 ble den første etappen - med en kapasitet på 100 tusen kW - av verdens største atomkraftverk med en kapasitet på 600 tusen kW satt i drift. Kraftige atomkraftverk bygges i Voronezh-regionen, Ural og andre steder.
Utviklingen av et spesielt område innen varme- og kraftteknikk - fjernvarme - er av stor betydning for landet. Kraftvarme er forsyningen til forbrukeren varmt vann eller damp uttømt fra et kraftverk. I dette tilfellet brukes drivstoff mest lønnsomt: kombinert varme- og kraftverk (CHP) øker drivstoffutnyttelsesfaktoren med omtrent 2 ganger sammenlignet med konvensjonelle kraftverk. Dette er veldig viktig, siden omtrent halvparten av alt drivstoff som produseres i landet brukes til industriens oppvarmingsbehov. Dermed krever produksjonen av et tonn papir opptil 5 tonn damp, tonn gummiprodukter - opptil 20 tonn, tonn plast - mer enn 10 tonn, tonn garn og klut - fra 10 til 20 tonn.
Hvert år er mer enn 2 tusen bygninger koblet til det ekspanderende termiske nettverket av kraftvarmeverk. Tidligere måtte de ha installert rundt 4 tusen varmekjeler. Mer enn 5 000 stokere ville måtte betjene disse kjelene. Fyrrom vil okkupere et areal på rundt 60 tusen m 3 i hus. Og hvor mye penger må man bruke på drivstoff og transport! Kapasiteten til alle sovjetiske termiske kraftverk har allerede oversteget 12 millioner kW, og i 1965 vil den nå 30 millioner kW.
SJELDEN TRILLIONER
Noen elementer, for eksempel jern, danner enorme ansamlinger i jordskorpen; andre er spredt i vann og bergarter i form av ubetydelige urenheter. Dermed inneholder sjøvann ti milliondeler av en prosent mangan. Dette tallet virker ubetydelig for oss. Men øs opp sjøvann med et fingerbøl, og det inneholder flere hundre billioner manganatomer.
Edelgassen - xenon, som fyller pærene til lyspærer, utgjør fire hundre tusendeler av en vektprosent luft. For å produsere en liter xenon må du behandle 2,5 millioner liter luft! Men i hver kubikkcentimeter luft tatt tilfeldig, vil vi fortsatt finne opptil 1 milliard xenonatomer. Når vi vet dette, kan vi sette pris på sjeldenheten til radon, en gass som dannes ved nedbrytning av radiumatomer. Hver kubikkcentimeter luft nær jordoverflaten inneholder i gjennomsnitt bare ett atom.
Elektrisk stasjon- et sett med installasjoner, utstyr og apparater som brukes direkte til produksjon av elektrisk energi, samt strukturer og bygninger som er nødvendige for dette, lokalisert i et bestemt territorium.
Det finnes mange typer kraftverk. Forskjellene er tekniske funksjoner og utførelse, samt i form av energikilden som brukes. Men til tross for alle forskjellene, bruker de fleste kraftverk rotasjonsenergien til generatorakselen for driften.
Stasjoner forskjellige typer forent til et enhetlig energisystem, som gjør det mulig å rasjonelt bruke deres kapasitet og forsyne alle forbrukere.
Hovedutstyr til kraftverk
Hovedutstyret til kraftverk inkluderer:
- generatorer;
- turbiner;
- kjeler;
- transformatorer;
- distribusjon enheter;
- motorer;
- brytere;
- frakoblere;
- strømledninger;
- automatisering og relébeskyttelsesutstyr
Kraftsystemer
Kraftsystemer- et sett med energiressurser av alle typer, metoder og midler for deres produksjon, transformasjon, distribusjon og bruk, som sikrer forbrukernes forsyning med alle typer energi.
Hva inngår i energisystemet
Energisystemer inkluderer:
- elektrisk kraftsystem;
- olje- og gassforsyningssystem;
- kull industri system;
- kjernekraft;
- ikke-tradisjonell energi.
Vanligvis er alle disse systemene kombinert på nasjonal skala til et enkelt energisystem, og på skalaen til flere regioner til enhetlige energisystemer. Integreringen av individuelle energiforsyningssystemer i et enkelt system kalles også det intersektorielle brensel- og energikomplekset. Det skyldes først og fremst utskiftbarhet forskjellige typer energi og energiressurser
Ofte forstås energisystemet i en snevrere forstand som et sett av kraftverk, elektriske og termiske nettverk som er sammenkoblet og forbundet med vanlige kontinuerlige moduser. produksjonsprosesser transformasjon, overføring og distribusjon av elektrisk og termisk energi, som muliggjør sentralisert styring av et slikt system.
I moderne verden Forbrukerne forsynes med strøm fra kraftverk, som kan være plassert i nærheten av forbrukerne eller kan være plassert i betydelige avstander fra dem. I begge tilfeller skjer overføring av elektrisitet gjennom kraftledninger. Men hvis forbrukere befinner seg fjernt fra kraftverket, må overføringen utføres med høyere spenning, og det må bygges opp- og nedstrømstasjoner mellom dem. Gjennom disse transformatorstasjonene, ved hjelp av elektriske ledninger, kobles kraftverk til hverandre for parallell drift på felles last, også gjennom varmepunkter ved hjelp av varmerør, bare på mye kortere avstander, kobles termiske kraftverk og kjelehus til hverandre.
Kombinasjonen av alle disse elementene kalles et energisystem med en slik kombinasjon, betydelige tekniske og økonomiske fordeler:
- betydelig reduksjon i kostnadene for elektrisitet og varme;
- betydelig økning i påliteligheten til elektrisitet og varmeforsyning til forbrukere;
- øke driftseffektiviteten forskjellige typer kraftverk;
- reduksjon av nødvendig reservekapasitet til kraftverk.
Energi
Energi- området sosial produksjon, som dekker energiressurser, produksjon, transformasjon, overføring og bruk av ulike typer energi. Energisektoren i hver stat opererer innenfor rammen av de etablerte tilsvarende energisystemene.
Målet er å sikre energiproduksjon ved å konvertere primær, naturlig energi til sekundær, for eksempel elektrisk el Termisk energi. I dette tilfellet skjer energiproduksjonen oftest i flere stadier:
- innhenting og konsentrasjon av energiressurser, et eksempel vil være utvinning, prosessering og anrikning av kjernebrensel;
- overføring av ressurser til kraftverk, for eksempel levering av fyringsolje til et termisk kraftverk;
- konvertering av primærenergi til sekundær energi ved bruk av kraftverk, for eksempel den kjemiske energien til kull til elektrisk og termisk energi;
- overføring av sekundærenergi til forbrukere, for eksempel via kraftledninger.
Energi som vitenskap, i samsvar med nomenklaturen over spesialiteter til vitenskapelige arbeidere, godkjent av Kunnskapsdepartementet Den russiske føderasjonen, inkluderer følgende vitenskapelige spesialiteter:
- Energisystemer og komplekser;
- Kraftstasjoner og elektro energisystemer;
- Atomkraftverk;
- Industriell varme- og kraftteknikk;
- Kraftverk basert på fornybar energi;
- Høyspent teknologi;
- Termisk kraftstasjoner, deres energisystemer og enheter.
Elektrisk kraftindustri
Elektrisk kraft er et delsystem av energisektoren, som dekker produksjon av elektrisitet ved kraftverk og levering til forbrukere via kraftoverføringslinjer. Dens sentrale elementer er kraftverk, som vanligvis klassifiseres i henhold til typen primærenergi som brukes og typen omformere som brukes til dette. Det skal bemerkes at overvekten av en eller annen type kraftverk i en bestemt stat først og fremst avhenger av tilgjengeligheten av passende ressurser.
Elektrisk kraftindustri er vanligvis delt inn i tradisjonell og utradisjonell.
Tradisjonell elektrisk kraft
Et karakteristisk trekk ved tradisjonell elektrisk kraft er dens langvarige og gode utvikling, den har gjennomgått langtidstesting under en rekke driftsforhold. Hovedandelen av elektrisitet over hele verden er hentet fra tradisjonelle kraftverk; deres elektriske enhetseffekt overstiger ofte 1000 MW. Tradisjonell elektrisk kraftindustri er delt inn i flere områder.
Termisk energi (termisk kraftteknikk)
I denne industrien produseres elektrisitet ved termiske kraftverk (TPP), ved bruk av kjemisk energi fra fossilt brensel.
Termiske kraftverk er delt inn i:
- Dampturbinkraftverk, der energi omdannes ved hjelp av en dampturbinenhet;
- Gassturbinkraftverk, der energi omdannes ved hjelp av en gassturbinenhet;
- Kombikraftverk, der energi omdannes ved hjelp av et kombianlegg.
Termisk energi på global skala dominerer blant tradisjonelle typer; 39 % av verdens elektrisitet er generert fra olje, 27 % fra kull, 24 % fra gass, det vil si bare 90 % av den totale produksjonen til alle kraftverk i verden. Energien til slike land som Polen og Sør-Afrika er nesten utelukkende basert på bruk av kull, og Nederland - gass. Andelen av termisk kraftteknikk i Kina, Australia og Mexico er veldig stor.
Vannkraft
I denne industrien produseres elektrisitet ved vannkraftverk (HPP), og bruker energien fra vannstrømmen til dette formålet.
Vannkraftverk dominerer i en rekke land - i Norge og Brasil skjer all elektrisitetsproduksjon på dem. Listen over land der andelen vannkraftproduksjon overstiger 70 % inkluderer flere dusin.
Kjernekraft
En industri der elektrisitet produseres ved kjernekraftverk (NPP), ved bruk av energien fra en kontrollert kjernefysisk kjedereaksjon, oftest fra uran og plutonium.
Frankrike er ledende når det gjelder andelen kjernekraftverk i kraftproduksjon, om lag 80 %. Det råder også i Belgia, Republikken Korea og noen andre land. Verdenslederne innen produksjon av elektrisitet fra atomkraftverk er USA, Frankrike og Japan.
Ikke-tradisjonell kraftteknikk (alternativ energi)
De fleste områder med utradisjonell elektrisk kraft er basert på helt tradisjonelle prinsipper, men primærenergien i dem er enten lokale kilder, som vind, geotermisk energi, eller kilder som er under utvikling, som brenselceller eller kilder som kan brukes i fremtiden, for eksempel termonukleær energi. De karakteristiske egenskapene til ikke-tradisjonell energi er deres miljøvennlighet, ekstremt høye byggekostnader (for eksempel for et solkraftverk med en kapasitet på 1000 MW er det nødvendig å dekke et område på ca. 4 km² med svært dyre speil ) og lav enhetseffekt.
Retninger for ikke-tradisjonell energi:
- Små vannkraftverk
- Vindkraft
- Geotermisk energi
- Solenergi
- Bioenergi
- Brenselcelleinstallasjoner
- Hydrogen energi
- Termonukleær energi.
Vi kan også fremheve et konsept som er viktig på grunn av dets utbredte bruk - dette begrepet er foreløpig ikke generelt akseptert, begrepene lokal energi, distribuert energi, etc. brukes oftest , kraftverk med en kapasitet på opptil 30 MW med enheter kalles på denne måten enhetskapasitet opp til 10 MW. Disse inkluderer både de miljøvennlige energitypene oppført ovenfor og små kraftverk som bruker fossilt brensel, som dieselkraftverk (de aller fleste småkraftverk, for eksempel i Russland - ca. 96%), gassstempelkraftverk, gassturbiner enheter lite strøm på diesel og gass.
Elektrisitet av nettet
Elektrisk nettverk - et sett med transformatorstasjoner, distribusjonsenheter og kraftledninger som forbinder dem, designet for overføring og distribusjon av elektrisk energi. Det elektriske nettverket gir muligheten til å utstede kraft fra kraftverk, overføre den over en avstand, konvertere elektrisitetsparametere (spenning, strøm) ved transformatorstasjoner og distribuere den over hele territoriet opp til direkte strømforbrukere.
Elektriske nettverk av moderne energisystemer er flertrinns, det vil si at elektrisitet gjennomgår et stort antall transformasjoner på vei fra strømkilder til forbrukerne. Moderne elektriske nettverk er også preget av multi-modus, noe som betyr variasjonen av lasting av nettverkselementer på daglig og årlig basis, samt overfloden av moduser som oppstår under produksjon ulike elementer nettverk for planlagte reparasjoner og når nødstans. Disse og andre karaktertrekk moderne elektriske nettverk gjør deres strukturer og konfigurasjoner svært komplekse og mangfoldige.
Varmetilførsel
Liv moderne mann forbundet med den utbredte bruken av ikke bare elektrisk, men også termisk energi. For at en person skal føle seg komfortabel hjemme, på jobb, på et hvilket som helst offentlig sted, må alle lokaler være oppvarmet og forsynt varmt vann til husholdningsformål. Siden dette er direkte relatert til menneskers helse, er det i utviklede land regulert passende temperaturforhold i ulike typer lokaler sanitære regler og standarder. Slike forhold kan realiseres i de fleste land i verden bare med en konstant tilførsel av en viss mengde varme til oppvarmingsobjektet (kjøleribben), som avhenger av utelufttemperaturen, for hvilken varmtvann oftest brukes med en endelig temperatur for forbrukere på ca. 80-90°C. Også for ulike teknologiske prosesser industribedrifter såkalt produksjonsdamp med et trykk på 1-3 MPa kan være nødvendig.
I generell sak Tilførselen av varme til ethvert objekt leveres av et system som består av:
- varmekilde, for eksempel et kjelerom;
- varmenettverk, for eksempel fra varmtvanns- eller damprørledninger;
- kjøleribbe, for eksempel et vannvarmebatteri.
Fjernvarme
Et karakteristisk trekk ved sentralisert varmeforsyning er tilstedeværelsen av et omfattende varmenettverk, hvorfra mange forbrukere (fabrikker, bygninger, boliglokaler, etc.) drives.
For fjernvarme brukes to typer kilder:
- Kombinerte varme- og kraftverk (CHP), som også kan generere elektrisitet;
- Kjelehus, som er delt inn i:
- Varmt vann;
- Damp.
Desentralisert varmeforsyning
Et varmeforsyningssystem kalles desentralisert hvis varmekilden og kjøleribben er praktisk talt kombinert, det vil si varmenett enten svært liten eller fraværende. Slik varmetilførsel kan være individuell, når den er atskilt varmeapparater, for eksempel elektrisk, eller lokalt, for eksempel oppvarming av en bygning ved hjelp av eget lite kjelehus. Vanligvis overstiger ikke varmekapasiteten til slike kjelehus 1 Gcal/t (1,163 MW). Kraften til individuelle varmekilder er vanligvis ganske liten og bestemmes av behovene til deres eiere.
Typer desentralisert oppvarming:
- Små kjelehus;
- Elektrisk, som er delt inn i:
- Direkte;
- Akkumulerende;
- Varmepumpe;
- Komfyr.
Varmenett
Et varmenett er en kompleks konstruksjons- og konstruksjonsstruktur som brukes til å transportere varme ved hjelp av kjølevæske, vann eller damp, fra en kilde, et termisk kraftverk eller kjelehus, til termiske forbrukere.
Fra direkte nettverksvannsamlere tilføres varmtvann til befolkede områder ved hjelp av hovedvarmeledninger. Hovedvarmerørledningene har forgreninger som er koblet ledningene til varmepunktene, som inneholder varmevekslerutstyr med regulatorer som forsyner forbrukere med varme og varmtvann. For å øke påliteligheten til varmeforsyningen, er varmenettet til nærliggende termiske kraftverk og kjelehus koblet til med hoppere til stengeventiler, som gjør det mulig å sikre uavbrutt varmeforsyning selv i tilfelle ulykker og reparasjoner av individuelle deler av varmenett og varmeforsyningskilder. Dermed er varmenettverket til enhver by et komplekst kompleks av varmerørledninger, varmekilder og varmeforbrukere.
Energidrivstoff
Siden de fleste av de tradisjonelle kraftverkene og varmekildene produserer energi fra ikke-fornybare ressurser, er spørsmålene om utvinning, prosessering og levering av drivstoff ekstremt viktige i energisektoren. Tradisjonell energi bruker to fundamentalt forskjellige typer drivstoff.
Organisk drivstoff
Avhengig av aggregeringstilstanden er organisk drivstoff delt inn i gassformig, flytende og fast stoff, hver av dem er igjen delt inn i naturlig og kunstig. Andelen av slikt brensel i den globale energibalansen var omtrent 65 % i 2000, hvorav 39 % var kull, 16 % naturgass, 9 % flytende brensel (2000). I 2010 var andelen fossilt organisk brensel ifølge BP 87 %, inkludert: olje 33,6 %, kull 29,6 %, gass 23,8 %. Det samme ifølge «Renewable21» 80,6 %, ikke medregnet tradisjonell biomasse 8,5 %.
Gassformig
Naturlig brensel er naturgass, kunstig:
- Produsent gass;
- Koks gass;
- Blast gass;
- Petroleumsdestillasjon produkter;
- Underground gassification gass;
- Syntesegass.
Væske
Det naturlige drivstoffet er olje produktene fra destillasjonen kalles kunstig:
- Bensin;
- Parafin;
- Solar olje;
- Fyringsolje.
Fast
Naturlig brensel er:
Fossilt brensel:
- torv;
- Brunkull;
- Kull;
- Antrasitt;
- Oljeskifer;
Vegetabilsk drivstoff:
- Brensel;
- treavfall;
- Drivstoffbriketter;
- Drivstoff pellets.
Kunstig fast brensel er:
- Kull;
- Koks og halvkoks;
- Karbon briketter;
- Kullbearbeiding av avfall.
Kjernebrensel
Det viktigste og viktigste er å bruke kjernebrensel i stedet for organisk brensel. grunnleggende forskjell Kjernekraftverk fra termisk kraftverk.
Kjernebrensel er hentet fra naturlig uran, som utvinnes:
- I gruver (Frankrike, Niger, Sør-Afrika);
- I åpne groper (Australia, Namibia);
- Bruker underjordisk utvasking (USA, Canada, Russland).
For bruk i kjernekraftverk må uran anrikes, så etter gruvedrift sendes det til et anrikningsanlegg, etter prosessering hvor 90 % av biproduktet utarmet uran sendes til lagring, og 10 % anrikes til noen få prosent ( 3-5 % for kraftreaktorer). Anriket urandioksid sendes til et spesielt anlegg, hvor sylindriske pellets er laget av det, som er plassert i forseglede zirkoniumrør nesten 4 m lange, brenselstaver (drivstoffelementer). For enkel bruk er flere hundre drivstoffstaver kombinert til drivstoffelementer og drivstoffelementer.
Hvor mange av dere har noen gang sett vinden?
Men vi vet at vinden eksisterer. Vi ser tross alt hvordan han rister trærne, hvordan han bærer plukkede løv og greiner, hvordan han driver bølger. Og vi lærte å utnytte denne usynlige mannen. Vinden blåser opp seilene til skipene våre. Vinden snur vingene til møller og vindturbiner.
Vel, hvem så elektrisitet?
Ingen så ham heller.
Men vi vet godt at det finnes. Vi ser tross alt hvor sterkt elektriske lamper lyser, hvor raskt trolleybusser og trikker haster, hvor varme elektriske komfyrer varmer, hvor godt maskiner og maskiner med elektriske motorer fungerer.
Men det var ikke alltid slik. For to hundre år siden var det få som visste om elektrisitet lærde mennesker. Og de visste noe helt annet enn det vi vet. Hvis du hadde spurt datidens vitenskapsmann hva elektrisitet er, ville han ikke ha sagt noe om lyse lamper eller varme elektriske ovner, og heller ikke om kraftige motorer.
Elektrisitet, ville den gamle vitenskapsmannen si, er en mystisk væske, usynlig og vektløs. Elektrisitet vises i rav gnidd med katteskinn og i tordenskyer. Under dens påvirkning kan små papirbiter og kuler av hyllebærmasse danse. Elektrisitet får froskebenet til å skjelve og føder truende lyn. I 1753 i Russland bygde forskerne Mikhail Lomonosov og Georg Richmann en "tordenmaskin" og fanget elektrisitet fra luften til en stang med en jernspiss. Men en dag slo lynet ned i polen, og Georg Richmann ble drept... Vær redd for elektrisitet: det er mystisk, lunefullt og veldig farlig!
Men mange ledende forskere på den tiden ble ikke avskrekket av Richmanns tragiske død. Etter Lomonosov og Richman begynte de å studere elektrisitet. Italienske Alessandro Volta oppfant det første elektriske batteriet. Franskmannen Andre-Marie Ampère forsket på lovene elektrisk strøm. Tyskeren Georg Friedrich Ohm avslørte mysteriet om konduktørenes motstand. Den elektriske lysbuen til den russiske akademikeren Vasily Petrov blinket blendende. I den rasende flammen til denne buen mottok engelskmannen Humphry Davy nye, ukjente metaller: natrium, kalium, kalsium. Dansken Hans Oersted oppdaget den magnetiske effekten av elektrisk strøm. Til slutt oppfant Boris Semenovich Jacobi, sønn av en prøyssisk kjøpmann, professor i arkitektur i Yuryev, den første elektriske motoren.
Så elektrisitet sluttet å være en mystisk væske og ble en ny type energi. Fra de stille laboratoriene til forskere begynte denne nye energien å trenge mer og mer frimodig inn i livet.
Nå er elektrisk energi vår konstante venn og assistent i enhver virksomhet. Mekanisk energi vil ikke tenne lampen. Termisk energi vil ikke strømme gjennom telefon- og telegrafledninger. Og elektrisk energi kan gjøre alt. Og jo flere vi har, jo rikere, sterkere er vi, jo raskere går vi fremover.
Men hvor kan du få mye elektrisk energi? Hvor kommer det i det hele tatt fra?
Det viser seg at energi kan endre seg fra en type til en annen. I en varmemotor omdannes termisk energi til mekanisk energi. Og hvis en varmemotor roterer en strømgenerator, vil mekanisk energi bli til elektrisk energi. Generatoren kan roteres av en vannmotor eller en vannturbin. Da vil elektrisk energi oppnås på grunn av den mekaniske energien til rennende vann.
Det er mange termiske kraftverk i drift i vårt land. De bruker den termiske energien til 4 kull, torv, skifer, naturgass. Det er også mange vannkraftverk. De bruker energien til elver. Hvert år kommer det flere og flere kraftverk. Men reservene av drivstoff i jordens tarmer er ikke uendelige. Og de er ikke tilgjengelig overalt. Energireservene til elver er heller ikke uendelige. Og ikke overalt er det egnede elver for bygging av kraftverk. Hva vil skje med oss videre? Kanskje menneskeheten er truet av mangel på energi, en energi hungersnød?
Nei, det er ingen grunn til å være redd for dette. Det er mange kraftigere energikilder i naturen. Vi bruker fortsatt ikke indre varme Jorden, varmen fra havet. Den enorme energien til solstrålene og energien til tidevannet brukes svært lite. Vi er fortsatt dårlig i stand til å konvertere alle disse energitypene.
Hva med energien til et atom? Hun slo seg løs for første gang med en enorm, destruktiv kraft. Men det viste seg å være mye vanskeligere å bruke det til fredelige formål. Verdens første atomkraftverk ble bygget i vårt land. Dette er en stor prestasjon av sovjetisk vitenskap og teknologi. Hvordan fungerer denne stasjonen? I reaktoren omdannes atomenergi til termisk energi. Varmen koker vannet i kjelen og blir til dampenergi. Damp gir mekanisk energi. Han roterer turbinen. Og til slutt roterer turbinen den elektriske strømgeneratoren. Mekanisk energi omdannes til elektrisk energi.
Transformasjonsveien viser seg å være veldig lang. Er det bra?
Det er en historie om en uheldig gammel mann som gikk for å selge en hest. På veien byttet han en hest mot en ku, en ku mot en vær, en vær mot en and, en and mot en kylling, en kylling mot et egg, et egg for en nål. For hvert bytte mistet den gamle mannen noe.
Omtrent det samme skjer når energi overføres fra en type til en annen. I et kjernekraftverk blir ikke all reaktorvarmen omdannet til dampenergi. Noe går tapt for å varme opp reaktoren, rørene, kjeleveggene, luften og kraftverksbygningen.
Ikke all dampenergi omdannes til mekanisk energi. En del går tapt for å varme opp turbinen, en del går med eksosdampen.
Ikke all den mekaniske energien til turbinen omdannes til elektrisk energi. Noe går tapt for å varme generatoren. Med hver utveksling er det et tap. Så det tar ikke lang tid å komme til nålen.
For rundt 200 år siden ble den første dampmøllen bygget i London. Dampmaskinen var ennå ikke oppfunnet. Det var bare en damppumpe. Han pumpet vann fra elven inn i et basseng bygget på en høyde. Og fra bassenget strømmet vann... på hjulet til en vanlig vannmølle.
Selvfølgelig var energitapene enorme. Men de visste ennå ikke hvordan de skulle konvertere dampenergi direkte til rotasjon.
Så langt er atomkraftverk bare de første skrittene i å erobre en ny type energi.
Det utføres eksperimenter på direkte konvertering av atomenergi til elektrisk energi. Atombatterier er laget. Riktignok er energitapene i dem så langt større enn i et atomkraftverk. Men dette er også de første trinnene.
År vil gå - vi vil fullt ut mestre atomets mektige energi. Og da vil det ikke være noen grenser for menneskelig makt!
Elektrisitet har vært kjent for folk siden antikken. Riktignok lærte folk å praktisk talt måle elektrisitet først på begynnelsen av 1800-tallet. Så tok det ytterligere 70 år før den russiske forskeren A.N. Lodygin i 1872 oppfant verdens første elektriske glødepære. Men folk hadde allerede kunnskap om et slikt fenomen som elektrisitet for mange tusen år siden. Det er tross alt fortsatt eldgamle mann la merke til fantastisk eiendom Ull gnidd med rav tiltrekker seg tråder, støv og andre små gjenstander. Mye senere ble denne egenskapen lagt merke til i andre stoffer, som svovel, tetningsvoks og glass. Og på grunn av det faktum at "rav" på gresk hørtes ut som "elektron", begynte disse egenskapene å bli kalt elektriske.
Og grunnen til at elektrisitet oppstår er at under friksjon deles ladning i positive og negative ladninger. Følgelig frastøter ladninger med samme fortegn hverandre, og ladninger med forskjellige tegn tiltrekker hverandre. Disse ladningene beveger seg langs en metalltråd, som er en leder, og skaper elektrisitet.
Uten elektrisitet i vår tid er det rett og slett umulig å forestille seg et normalt sivilisert liv. Den skinner, varmer, gir oss muligheten til å kommunisere på store avstander fra hverandre osv. Elektrisk strøm driver en lang rekke enheter og enheter – fra en liten vekkerklokke til et enormt valseverk. Derfor, hvis du forestiller deg at elektrisitet en dag kan forsvinne samtidig over hele planeten, vil menneskelivet dramatisk endre retning. Vi kan ikke lenger klare oss uten elektrisk strøm, fordi den driver og får nesten alle mekanismer og enheter oppfunnet av mennesker til å fungere. Og hvis du ser deg rundt, kan du se at i enhver leilighet vil minst en av stikkontaktene ha en plugg inn, hvorfra en ledning går til en båndopptaker, TV, mikrobølgeovn eller andre enheter som vi bruker hver dag hjemme eller på jobb.
I dag kan ingen siviliserte land leve uten strøm. Hvordan produseres en så enorm mengde elektrisitet som kan dekke behovene til milliarder av mennesker som bor på jorden?
Det er opprettet kraftverk for disse formålene. Ved hjelp av generatorer lages elektrisitet på dem, som deretter overføres over store avstander via kraftledninger. Kraftverk kommer i forskjellige typer. Noen bruker vannenergi til å generere elektrisitet, de kalles vannkraftverk. Andre får energien sin fra brenning av drivstoff (gass, diesel eller kull). Dette er termiske kraftverk som ikke bare genererer elektrisk strøm, men som samtidig kan varme opp vann, som deretter kommer inn i varmerørene som varmer opp lokalene til hus eller fabrikkverksteder. Og det er også atomkraftverk, vind, tidevann, sol og mange andre.
I et vannkraftverk (HPP) roterer vannstrømmen turbinene til en generator, som produserer elektrisitet. I termiske kraftverk (TPP) er dette ansvaret tildelt vanndamp, som dannes som følge av oppvarming av vann fra brenselforbrenning. Vanndamp under svært høyt trykk suser inn i generatorturbinene, hvor det er mange roterende deler utstyrt med spesielle kronblader, som minner om flypropeller. Dampen, som passerer gjennom kronbladene, roterer arbeidsenhetene til generatoren, på grunn av hvilken elektrisk strøm genereres.
Et lignende prinsipp brukes i et kjernekraftverk (NPP), bare der er drivstoffet radioaktive materialer - uran og plutonium. På grunn av de spesielle egenskapene til uran og plutonium produserer de en svært stor mengde varme, som brukes til å varme opp vann og produsere damp. Da kommer den oppvarmede dampen inn i turbinen og det genereres elektrisk strøm. Interessant nok erstatter bare ti gram av dette drivstoffet en hel billast med kull.
I utgangspunktet fungerer ikke kraftverk av seg selv. De er forbundet med hverandre med kraftledninger. Med deres hjelp ledes strømmen dit det trengs mest. Kraftledninger strekker seg gjennom det store landet vårt, så strømmen som vi bruker hjemme kan genereres veldig langt unna, hundrevis av kilometer fra leiligheten vår. Men uansett hvor kraftverket befinner seg, takket være kraftledningene, vil alle kunne koble til støpsel og stikkontakt og slå på hvilken som helst enhet eller enhet de trenger.
