Производство, передача и распределение электроэнергии

Оглавление. 

1.Откуда берётся  электрическая энергия в жилых  домах, офисах, учреждениях, на  промышленных предприятиях?............................................................................................3

2.Кто производит  электрическую энергию?

- предприятия………………………………………………………………………………..4

- оборудование, машины.

- технический персонал, специальности.

3.Способы транспортировки  произведённой электроэнергии:

- сетевые компании

- оборудование и технические средства

4.Распределение  электроэнергии, поступающей от транспортирующих организаций к населённым пунктам и промпредприятиям:

- энергосбытовые  организации

- оборудование  и технические средства

5. О единой энергетической системе страны.

6. Главные электростанции Российской Федерации, подающие электроэнергию в крупнейшие регионы и ЕЭС.

7.Литературные и иные источники, использованные в работе над проектом. 
 
 
 
 
 
 
 

2

1.Откуда  берётся электрическая  энергия в жилых  домах, офисах, учреждениях,  на промышленных  предприятиях? 

     Электроэнергия  окружает нас всюду, где бы мы ни были. Дома, во дворе, в транспорте, везде. Каждый день, проснувшись утром, мы, обычно, идём в туалет, включаем свет, умываемся. Мы не особо задумываемся, включая телевизор, откуда взялось электричество, которое стало спутником современных жителей всех городов и некоторых сёл.

     Источником  электричества для небольших  электроприборов служат батарейки, но как же обеспечивают электричеством множество домов, производственных зданий и др.? Батарейки в этом случае ничем помочь не могут, ведь чтобы обеспечить электричеством хотя бы одну квартиру нужно огромное количество батареек.

     Ток, который течет по проводам городов  и сёл ничего общего с батарейками не имеет. Это электричество производят на электростанциях. Но произвести энергию – это ещё полдела, нужно энергию донести до людей. Для этого сначала повышают напряжение тока, по проводам передают электричество в города, а затем в городах напряжение тока понижают.

      Производство - передача – потребление, кажется, что система проста как стакан воды, но это совсем не так.  Чтобы обеспечить города электричеством, задействовано огромное количество техники, машин, оборудования и  людей.  
 
 
 
 
 
 
 

3 

2.Кто  производит электрическую  энергию? 

Предприятия. 

Главным источником электричества для городов  являются электростанции.

     Электростанции  – предприятия, служащие для получения большого количества электричества.  Каждая электростанция работает почти по одному принципу. Имеется некий источник, энергию которого необходимо преобразовать в электричество. Преобразователем чаще всего служит турбина и электрогенератор.

     Чтобы понять этот процесс лучше рассмотреть  его на примере различных видов  электростанций.

     На  пороге XXI века человек все чаще стал задумываться о том, что станет основой  его существования в новой  эре. Энергия была и остается главной составляющей жизни человека. Люди прошли путь от первого костра до атомных электростанций.

     Существуют  «традиционные» виды альтернативной энергии: энергия Солнца и ветра, морских  волн и горячих источников, приливов и отливов. На основе этих природных ресурсов были созданы электростанции: ветряные, приливные, геотермальные, солнечные.

Ветряные  электростанции.

 
 
 

     Такая электростанция преобразует энергию  ветра в электрический ток  посредством вращения вала электрогенератора.

     4

     Принцип действия ветряных электростанций прост: ветер крутит лопасти ветряка, приводя в движение вал электрогенератора. Генератор в свою очередь вырабатывает энергию электрическую.

 

Схема работы ветряка

     Для улучшения качества преобразования применяют разные конструкции: многолопастные «ромашки»; винты вроде самолетных пропеллеров с тремя, двумя и даже одной лопастью (тогда у нее есть груз противовес); вертикальные роторы, напоминающие разрезанную вдоль и насажанную на ось бочку; некоторое подобие «вставшего дыбом» вертолетного винта: наружные концы его лопастей загнуты вверх и соединены между собой. Вертикальные конструкции хороши тем, что улавливают ветер любого направления. Остальным приходится разворачиваться по ветру.

     5

     Производство  ветряков очень дешево, но их мощность мала, и их работа зависит от погоды. К тому же они очень шумны, поэтому крупные установки даже приходится на ночь отключать. Помимо этого, ветряные электростанции создают помехи для воздушного сообщения, и даже для радиоволн. Применение ветряков вызывает локальное ослабление силы воздушных потоков, мешающее проветриванию промышленных районов и даже влияющее на климат. Наконец, для их использования необходимы огромные площади много больше, чем для других типов электростанций.

Гидроэлектростанции.

     Гидроэлектростанции преобразуют энергию потока воды в электроэнергию посредством гидравлических турбин, приводящих во вращение вал  электрического генератора. Наибольший КПД гидроэлектростанция имеет  тогда, когда поток воды падает на турбину сверху. Для этих целей строится плотина, поднимающая уровень воды в реке и сосредотачивающая напор воды в месте расположения турбин.

Самая мощная ГЭС — Саяно-Шушенская (6400 МВт);

Схема работы гидроэлектростанции:

6

     Происходит  преобразование энергии движущейся воды в электричество путем ее подачи непосредственно на турбину.

     При постройке плотины образуется водохранилище. Вода, залившая огромные площади, необратимо изменяет окружающую среду. Подъем уровня реки плотиной может вызвать заболоченность, засоленность, изменения прибрежной растительности и микроклимата. Кроме того, плотина перегораживает путь рыбе, идущей на нерест. Затапливаются поля, леса, выселяются с насиженных мест люди.

Приливные электростанции.

Приливные электростанции по принципу работы похожи на гидроэлектростанции.

     Для выработки электроэнергии электростанции такого типа используют энергию прилива. Первая такая электростанция (Паужетская) мощностью 5 МВт была построена на Камчатке. Для устройства простейшей приливной электростанции (ПЭС) нужен  бассейн — перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены турбины, которые вращают генератор. Во время прилива вода поступает в бассейн. Когда уровни воды в бассейне и море сравняются, затворы водопропускных отверстий закрываются. С наступлением отлива уровень воды в море понижается, и, когда напор становится достаточным, турбины и соединенные с ним электрогенераторы начинают работать, а вода из бассейна постепенно уходит.

     7

     Считается экономически целесообразным строительство приливных электростанций в районах с приливными колебаниями уровня моря не менее 4 м. Проектная мощность приливной электростанции зависит от характера прилива в районе строительства станции, от объема и площади приливного бассейна, от числа турбин, установленных в теле плотины.

     В приливных электростанциях двустороннего  действия турбины работают при движении воды из моря в бассейн и обратно. Приливные электростанции двустороннего действия способны вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 ч с перерывами в 1-2 ч четыре раза в сутки. Для увеличения времени работы турбин существуют более сложные схемы — с двумя, тремя и большим количеством бассейнов, однако стоимость таких проектов весьма высока. Недостаток приливных электростанции в том, что они строятся только на берегу морей и океанов, к тому же они развивают не очень большую мощность, да и приливы бывают всего лишь два раза в сутки. И даже они экологически не безопасны.

     Они нарушают нормальный обмен соленой  и пресной воды и тем самым — условия жизни морской флоры и фауны. Влияют они и на климат, поскольку меняют энергетический потенциал морских вод, их скорость и территорию перемещения. Морские теплостанции, построенные на перепаде температур морской воды, способствуют выделению большого количества углекислоты, нагреву и снижению давления глубинных вод и остыванию поверхностных. А процессы эти не могут не сказаться на климате, флоре и фауне региона. 
 
 
 
 

8

Геотермальные электростанции.

     Электростанции  такого типа преобразуют внутреннее тепло Земли (энергию горячих пароводяных источников) в электричество. Первая геотермальная электростанция была построена на Камчатке. Существует несколько схем получения электроэнергии на геотермальной электростанции. Прямая схема: природный пар направляется по трубам в турбины, соединенные с электрогенераторами. Непрямая схема: пар предварительно (до того как попадает в турбины) очищают от газов, вызывающих разрушение труб. Смешанная схема: неочищенный пар поступает в турбины, а затем из воды, образовавшийся в результате конденсации, удаляют не растворившиеся в ней газы.

     К недостаткам геотермальных электроустановок относится возможность локального оседания грунтов и пробуждения  сейсмической активности. А выходящие  из-под земли газы создают в  окрестностях немалый шум и могут, к тому же, содержать отравляющие вещества. Кроме того, геотермальную электростанцию построить можно не везде, потому что для ее постройки необходимы определенные геологические условия.

9

Схема работы геотермальной электростанции

А — первый (паровой) контур; Б — второй контур (на изобутане);

1 — производительная  скважина; 2 — сепаратор; 3 — паровая  турбина;

4 — теплообменник; 5 — насос закачки; 6 — скважина  закачки;

7 — перегреватель; 8 — турбина на низкокипящем  рабочем теле;

9 — воздушный конденсатор; 10 — конденсатосборник; II — насос

Солнечные электростанции.

 
         В настоящее время строятся солнечные электростанции в основном двух типов: солнечные электростанции  башенного типа и солнечные электростанции  распределенного (модульного) типа.

     В башенных солнечных электростанциях  используется центральный приемник с полем гелиостатов, обеспечивающим степень концентрации в несколько  тысяч. Система слежения за Солнцем  значительно сложна, так как требуется  вращение вокруг двух осей. Управление системой осуществляется с помощью ЭВМ. В качестве рабочего тела в тепловом двигателе обычно используется водяной пар с температурой до 550ºС, воздух и другие газы — до 1000ºС, низкокипящие органические жидкости (в том числе фреоны) — до 100ºС, жидкометаллические теплоносители — до 800ºС.

Схема работы аэростатной  солнечной электростанции с паровой турбиной

1 —  прозрачная оболочка, 2 — поглощающая  оболочка, 3 — паропровод,4 — трубопровод  с водяными насосами, 5 — паровая  турбина, 6 — конденсатор, 7 — линия электропередачи

     Главным недостатком башенных солнечных  электростанций  являются их высокая  стоимость и большая занимаемая площадь. Так, для размещения солнечной  электростанции  мощностью 100 МВт  требуется площадь в 200 га, а для  АЭС мощностью 1000 МВт — всего 50 га. Башенные солнечные электростанции  мощностью до 10 МВт нерентабельны, их оптимальная мощность равна 100 МВт , а высота башни 250 м.

     В солнечных электростанциях  распределительного (модульного) типа используется большое  число модулей, каждый из которых включает параболоцилиндрический концентратор солнечного излучения и приемник, расположенный в фокусе концентратора и используемый для нагрева рабочей жидкости, подаваемой в тепловой двигатель, который соединен с электрогенератором. Самая крупная солнечная электростанция  этого типа построена в США и имеет мощность 12,5 МВт.