Produksyon ng thermal electrical energy sa pamamagitan ng TPP. Prinsipyo ng pagpapatakbo ng thermal power plant

Ang pagbuo ng kuryente sa isang karaniwang paraan ay nangyayari bilang isang resulta ng conversion ng mekanikal na puwersa: ang generator shaft ay naka-set sa paggalaw, na lumilikha singil ng kuryente. Ang mga set ng generator ay naka-install sa mga power plant, ang pagganap nito ay depende sa mga parameter ng pag-ikot at teknikal na disenyo. Ang isang pangunahing naiibang paraan ng pagkuha ng singil sa kuryente ay ginagamit sa mga solar panel, na sumisipsip ng mga light ray at nagko-convert ng solar energy sa boltahe.

Saan nanggagaling ang kuryente?

Ang mga power plant ay nahahati ayon sa pinagmumulan ng pangunahing enerhiya na kasangkot sa paggawa ng kuryente. Para sa layuning ito, inangkop ng tao ang mga likas na puwersa at nakabuo ng mga teknolohiya para sa paglilipat ng potensyal ng enerhiya ng mga nasusunog na compound sa mga wired na komunikasyon sa anyo. agos ng kuryente. Ang mga sumusunod ay tinatawag na magsilbi sa teknikal na pag-unlad: mga ilog, hangin, pagtaas ng tubig sa karagatan, sikat ng araw, pati na rin ang gasolina, hindi nababagong mga mapagkukunan.

Sa isang malaking antas ng industriya, ang kuryente ay ginawa sa mga sumusunod na uri ng mga planta ng kuryente:

• hydroelectric power stations (GRES);
• thermal (mga thermal power plant, kabilang ang pinagsamang init at power plants);
• nuclear (nuclear power plant o nuclear power plant).

Salamat sa pag-unlad ng teknolohiya, ang bilang ng mga power plant na gumagamit mga alternatibong mapagkukunan enerhiya. Kabilang dito ang tidal, wind, solar, at geothermal power generation facility. Kasama sa isang hiwalay na kategorya ang mga kumplikadong autonomous na solusyon na binubuo ng ilang gas turbine o mga generator ng diesel, na pinagsama upang matiyak ang mataas na pagganap.

Autonomous na mga planta ng kuryente

Ginagamit ang mga autonomous generating system para sa backup na supply ng kuryente, gayundin sa mga sitwasyon kung saan mahirap maglagay ng mga linya ng kuryente na may mataas na boltahe. natural na kondisyon at lumalabas na hindi kumikita. Ang pangangailangan na mag-install ng mga mobile power plant ay lumitaw malapit sa mga deposito ng mineral, sa mga lugar ng produksyon o konstruksiyon, na makabuluhang inalis mula sa mga naka-install na grids ng kuryente.

Ang pagbuo ng kuryente sa pamamagitan ng mga generator complex (pagganap) ay nakasalalay sa bilang ng mga bumubuo ng mga module na konektado sa isang solong circuit, at, sa katunayan, ay limitado lamang sa mga gastos sa ekonomiya. Kung ikukumpara sa produksyon ng kuryente sa malaking pang-industriya na sukat sa mga nuclear power plant, thermal power plants, state district power plants, mas mahal ang halaga ng isang "diesel" o "gas turbine" megawatt. Samakatuwid, kung mayroon angkop na kondisyon mga inhinyero ng disenyo at arkitekto mga negosyo sa pagmamanupaktura, mga pamayanan, at mga lugar ng tirahan ay nakatuon sa pagkonekta sa pangunahing supply ng boltahe.

Malaking scale power generation

Noong ikadalawampu siglo pinakamalaking porsyento ang pagbuo ng kuryente ay binibilang ng mga thermal power plant at pinagsamang heat at power plants. Sa pag-unlad enerhiyang nuklear Ang pandaigdigang bahagi ng produksyon ng kuryente mula sa mga nuclear power plant ay lumampas sa 10%. Ang pagtatayo ng mga hydroelectric power station ay nililimitahan ng ilang natural na mga salik, at samakatuwid ang hydroelectric conversion method ay ginagamit sa lokal, na may reference sa mga mababang ilog. Ang ganap na kapaligirang elektrisidad o "green megawatts" - ang mga produkto ng mga alternatibong pasilidad ng henerasyon - ay nakakakuha ng katanyagan sa ika-21 siglo, na nauugnay sa pagmamalasakit sa kapaligiran at ang pagnanais na makatwiran na gumamit ng mga likas na yaman.

TPP

Ang mga thermal power plant ay naging popular dahil sa medyo mababang gastos upang maabot ang kanilang dinisenyo na kapasidad. Ang pagtatayo ng mga thermal power plant ay hindi nauugnay sa paglikha ng mga dam at pag-install ng mga nuclear reactor. Upang ma-convert ang potensyal ng enerhiya ng hydrocarbons sa kuryente, ito ay kinakailangan teknolohikal na sistema, na binubuo ng mga steam boiler, steam pipelines at turbogenerators. Ang sukat at mga scheme ay maaaring magkakaiba, kabilang ang kumbinasyon ng isang heating plant, ngunit ang pangunahing prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga thermal power plant ay pareho para sa lahat ng mga kaso: ang init mula sa pagkasunog ay na-convert sa electrical boltahe sa pamamagitan ng intermediate vaporization.

GRES

Ang mga hydroelectric power plant, hindi tulad ng mga thermal power plant, ay hindi nangangailangan ng gasolina, nag-aalis ng solidong basura (coal, peat, shale thermal power plants) at huwag dudungisan ang kapaligiran ng mga produktong combustion. Ngunit sa mga latitude na may malamig na taglamig at nagyeyelong mga reservoir, ang pagganap ng mga power plant ng distrito ng estado ay nakasalalay sa mga seasonal na kadahilanan. Ang mga gastos na ipinuhunan sa pagtatayo ng mga dam ay tumatagal ng mahabang panahon upang mabayaran, at ang pagkasira ng maaararong lupain bilang resulta ng pagbaha ay nangangailangan ng maingat na pagtatasa kung gaano kakaya ang pagtatayo ng mga haydroliko na istruktura sa isang partikular na rehiyon.

nuclear power plant

Ang mga nuclear power plant ay nagko-convert ng enerhiya mula sa nuclear decay sa kuryente. Ang init mula sa reaktor ay hinihigop ng pangunahing circuit coolant at pinainit sa pamamagitan ng isang water steam generator sa pangalawang circuit, mula sa kung saan ang singaw ay ibinibigay sa mga generator turbine - at pinaikot ang mga ito. Ang pagiging kumplikado ng proseso at ang mga panganib na nauugnay sa mga sitwasyong pang-emergency, limitahan ang pagkalat ng ganitong uri produksyon. Ang pagpapatakbo ng reaktor ay dapat na kontrolado ng mga modernong teknolohiya, at ang ginastos na gasolina ay dapat na itapon bilang pagsunod sa mga hakbang sa proteksyon.

Ang lahat ng mga teknolohikal na proseso ng anumang produksyon ay nauugnay sa pagkonsumo ng enerhiya. Ang karamihan sa mga mapagkukunan ng enerhiya ay ginugol sa kanilang pagpapatupad.

Ang pinakamahalagang papel sa isang pang-industriya na negosyo ay nilalaro ni enerhiyang elektrikal– ang pinaka-unibersal na uri ng enerhiya, na siyang pangunahing pinagmumulan ng mekanikal na enerhiya.

Ang conversion ng iba't ibang uri ng enerhiya sa elektrikal na enerhiya ay nangyayari sa mga planta ng kuryente .

Ang mga power plant ay mga negosyo o installation na idinisenyo upang makagawa ng kuryente. Ang panggatong para sa mga power plant ay likas na yaman - karbon, pit, tubig, hangin, araw, enerhiyang nuklear, atbp.

Depende sa uri ng enerhiya na na-convert, ang mga power plant ay maaaring nahahati sa mga sumusunod na pangunahing uri: thermal, nuclear, hydroelectric power plants, pumped storage, gas turbine, pati na rin ang mga low-power local power stations - wind, solar, geothermal, tidal, diesel, atbp.

Ang bulto ng kuryente (hanggang 80%) ay nabuo sa mga thermal power plant (TPP). Ang proseso ng pagkuha ng elektrikal na enerhiya sa mga thermal power plant ay binubuo ng sunud-sunod na conversion ng enerhiya ng sinunog na gasolina sa thermal energy singaw ng tubig na nagtutulak sa yunit ng turbine (steam turbine na konektado sa isang generator). Ang mekanikal na enerhiya ng pag-ikot ay binago ng generator sa elektrikal na enerhiya. Ang panggatong para sa mga power plant ay coal, peat, oil shale, natural gas, oil, fuel oil, at wood waste.

Sa matipid na operasyon ng mga thermal power plant, i.e. kapag ang mamimili ay sabay na nagbibigay ng pinakamainam na halaga ng kuryente at init, ang kanilang kahusayan ay umabot sa higit sa 70%. Sa panahon kung kailan ganap na huminto ang pagkonsumo ng init (halimbawa, sa panahon ng hindi pag-init), bumababa ang kahusayan ng istasyon.

Ang mga nuclear power plant (NPPs) ay naiiba sa isang conventional steam turbine station dahil ang isang nuclear power plant ay gumagamit ng proseso ng fission ng uranium, plutonium, thorium, atbp. nuclei bilang isang mapagkukunan ng enerhiya Bilang resulta ng paghahati ng mga materyales na ito sa espesyal mga aparato - mga reaktor, isang malaking halaga ng thermal energy ang pinakawalan.

Kung ikukumpara sa mga thermal power plant, ang mga nuclear power plant ay kumonsumo ng kaunting gasolina. Ang mga naturang istasyon ay maaaring itayo kahit saan, dahil hindi sila nauugnay sa lokasyon ng mga likas na reserbang gasolina. Bilang karagdagan, ang kapaligiran ay hindi nadudumihan ng usok, abo, alikabok at sulfur dioxide.

Sa hydroelectric power plants (HPPs), ang enerhiya ng tubig ay na-convert sa elektrikal na enerhiya gamit ang mga hydraulic turbine at generator na konektado sa kanila.

May mga dam at diversion na uri ng mga hydroelectric power station. Ang mga dam hydroelectric power plant ay ginagamit sa mga lowland river na may mababang pressure, ang diversion hydroelectric power stations (na may bypass canals) ay ginagamit sa mga ilog sa bundok na may malalaking slope at mababang daloy ng tubig. Dapat tandaan na ang pagpapatakbo ng mga hydroelectric power plant ay nakasalalay sa antas ng tubig na tinutukoy ng mga natural na kondisyon.

Ang mga bentahe ng hydroelectric power plants ay ang kanilang mataas na kahusayan at mababang halaga ng nabuong kuryente. Gayunpaman, dapat isaalang-alang ng isa ang mataas na halaga ng mga gastos sa kapital sa pagtatayo ng mga hydroelectric power plant at ang makabuluhang oras na kinakailangan para sa kanilang pagtatayo, na tumutukoy sa kanilang mahabang panahon ng pagbabayad.

Ang isang kakaibang katangian ng pagpapatakbo ng mga planta ng kuryente ay dapat silang makabuo ng mas maraming enerhiya na kinakailangan sa kasalukuyan upang masakop ang kargamento ng mga mamimili, ang mga sariling pangangailangan at pagkalugi ng mga istasyon sa mga network. Samakatuwid, ang kagamitan sa istasyon ay dapat laging handa para sa mga pana-panahong pagbabago sa pagkarga ng consumer sa buong araw o taon.

Karamihan sa mga planta ng kuryente ay isinama sa mga sistema ng enerhiya , bawat isa ay may mga sumusunod na kinakailangan:

• Korespondensiya ng kapangyarihan ng mga generator at mga transformer sa pinakamataas na kapangyarihan ng mga mamimili ng kuryente.
• Sapat na kapasidad ng mga linya ng kuryente (PTL).
• Tinitiyak ang walang patid na supply ng kuryente na may mataas na kalidad ng enerhiya.
• Matipid, ligtas at madaling gamitin.

Upang matugunan ang mga kinakailangang ito, ang mga sistema ng kuryente ay nilagyan ng mga espesyal na sentro ng kontrol na nilagyan ng pagsubaybay, kontrol, paraan ng komunikasyon at mga espesyal na layout ng mga power plant, mga linya ng paghahatid at mga step-down na substation. Ang control center ay tumatanggap ng kinakailangang data at impormasyon ng katayuan teknolohikal na proseso sa mga power plant (pagkonsumo ng tubig at gasolina, mga parameter ng singaw, bilis ng pag-ikot ng turbine, atbp.); tungkol sa pagpapatakbo ng system - kung aling mga elemento ng system (mga linya, mga transformer, generator, load, boiler, steam pipeline) ang kasalukuyang naka-disconnect, na nasa operasyon, nakalaan, atbp.; tungkol sa mga de-koryenteng parameter ng mode (boltahe, alon, aktibo at reaktibong kapangyarihan, dalas, atbp.).

Ang pagpapatakbo ng mga power plant sa system ay ginagawang posible, dahil sa isang malaking bilang ng mga parallel operating generator, upang madagdagan ang pagiging maaasahan ng supply ng kuryente sa mga mamimili, upang ganap na mai-load ang pinaka-ekonomikong mga yunit ng mga power plant, at upang mabawasan ang gastos ng kuryente henerasyon. Bilang karagdagan, ang naka-install na kapasidad ng backup na kagamitan sa power system ay nabawasan; tinitiyak ang mas mataas na kalidad ng kuryente na ibinibigay sa mga mamimili; tumataas ang unit power ng mga unit na maaaring i-install sa system.

Sa Russia, tulad ng sa maraming iba pang mga bansa, ang three-phase alternating current na may dalas na 50 Hz ay ​​ginagamit para sa produksyon at pamamahagi ng kuryente (sa USA at isang bilang ng iba pang mga bansa, 60 Hz). Ang tatlong-phase na kasalukuyang mga network at installation ay mas matipid kumpara sa single-phase installation AC, at ginagawang posible na malawakang gamitin ang pinaka maaasahan, simple at murang mga asynchronous na de-koryenteng motor bilang isang electric drive.

Kasama ng tatlong-phase na kasalukuyang, ang ilang mga industriya ay gumagamit ng direktang kasalukuyang, na nakuha sa pamamagitan ng pagwawasto ng alternating kasalukuyang (electrolysis sa industriya ng kemikal at non-ferrous metalurhiya, nakoryenteng transportasyon, atbp.).

Ang mga de-koryenteng enerhiya na nabuo sa mga planta ng kuryente ay dapat ilipat sa mga lugar ng pagkonsumo nito, lalo na sa malalaking sentrong pang-industriya ng bansa, na maraming daan-daan at kung minsan ay libu-libong kilometro ang layo mula sa makapangyarihang mga planta ng kuryente. Ngunit ang pagpapadala ng kuryente ay hindi sapat. Dapat itong ipamahagi sa maraming iba't ibang mga mamimili - pang-industriya na negosyo, transportasyon, mga gusali ng tirahan atbp. Ang paghahatid ng kuryente sa malalayong distansya ay isinasagawa gamit ang mataas na boltahe(hanggang sa 500 kW o higit pa), na nagsisiguro ng kaunting pagkawala ng kuryente sa mga linya ng kuryente at nagreresulta sa malaking pagtitipid sa mga materyales dahil sa pagbawas sa mga wire cross-section. Samakatuwid, sa proseso ng pagpapadala at pamamahagi ng elektrikal na enerhiya, kinakailangan upang madagdagan at bawasan ang boltahe. Ang prosesong ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga electromagnetic device na tinatawag na mga transformer. Ang isang transpormer ay hindi isang de-koryenteng makina, dahil ang gawain nito ay hindi nauugnay sa conversion ng elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya at kabaliktaran; ito ay nagko-convert lamang ng boltahe sa elektrikal na enerhiya. Ang boltahe ay tinataasan gamit ang mga step-up na transformer sa mga power plant, at ang boltahe ay binabawasan gamit ang mga step-down na transformer sa mga substation ng consumer.

Ang intermediate link para sa pagpapadala ng kuryente mula sa mga substation ng transpormer patungo sa mga receiver ng kuryente ay mga de-koryenteng network .

Ang transformer substation ay isang electrical installation na idinisenyo para sa conversion at distribution ng kuryente.

Maaaring sarado o buksan ang mga substation depende sa lokasyon ng pangunahing kagamitan nito. Kung ang kagamitan ay matatagpuan sa isang gusali, kung gayon ang subistasyon ay itinuturing na sarado; kung nasa open air, then open.

Ang kagamitan sa substation ay maaaring tipunin mula sa mga indibidwal na elemento ng aparato o mula sa mga bloke na ibinigay na binuo para sa pag-install. Ang mga substation ng disenyo ng bloke ay tinatawag na kumpleto.

Kasama sa kagamitan ng substation ang mga device na nagpapalit at nagpoprotekta sa mga electrical circuit.

Ang pangunahing elemento ng mga substation ay ang power transpormer. Sa istruktura, ang mga power transformer ay idinisenyo sa paraang alisin ang mas maraming init hangga't maaari mula sa mga windings at core papunta sa kapaligiran. Upang gawin ito, halimbawa, ang core na may windings ay nahuhulog sa isang tangke na may langis, ang ibabaw ng tangke ay ginawang ribed, na may tubular radiators.

Ang mga kumpletong substation ng transpormer na naka-install nang direkta sa mga lugar ng produksyon na may kapasidad na hanggang 1000 kVA ay maaaring nilagyan ng mga dry-type na transformer.

Upang mapataas ang power factor ng mga electrical installation, ang mga static capacitor ay inilalagay sa mga substation upang mabayaran ang reaktibong kapangyarihan ng load.

Ang isang awtomatikong monitoring at control system para sa mga substation na device ay sumusubaybay sa mga prosesong nagaganap sa load at sa mga power supply network. Ginagawa nito ang mga function ng pagprotekta sa transpormer at mga network, pinapatay ang mga protektadong lugar gamit ang switch sa panahon ng mga kondisyong pang-emergency, at nagsasagawa ng pag-restart at awtomatikong pag-on ng reserba.

Ang mga substation ng transformer ng mga pang-industriya na negosyo ay konektado sa network ng supply ng kuryente sa iba't ibang paraan depende sa mga kinakailangan para sa pagiging maaasahan ng walang patid na supply ng kuryente sa mga mamimili.

Ang mga karaniwang scheme na nagbibigay ng walang patid na supply ng kuryente ay radial, main o ring.

Sa mga radial scheme, ang mga linya na nagbibigay ng malalaking electrical receiver ay umaalis mula sa distribution board ng transformer substation: mga motor, mga punto ng pamamahagi ng grupo, kung saan nakakonekta ang mas maliliit na receiver. Ang mga radial circuit ay ginagamit sa mga compressor at pumping station, mga pagawaan ng pagsabog at mapanganib sa sunog, maalikabok na mga industriya. Nagbibigay sila ng mataas na pagiging maaasahan ng supply ng kuryente, pinapayagan ang malawakang paggamit ng awtomatikong kontrol at kagamitan sa proteksyon, ngunit nangangailangan ng mataas na gastos para sa pagtatayo ng mga board ng pamamahagi, pagtula ng mga cable at wire.

Ang mga trunk circuit ay ginagamit kapag ang load ay pantay na ipinamamahagi sa lugar ng pagawaan, kapag hindi na kailangang magtayo ng switchboard sa substation, na binabawasan ang gastos ng pasilidad; maaaring gamitin ang mga prefabricated busbar, na nagpapabilis sa pag-install. Kasabay nito, ang paglipat ng mga teknolohikal na kagamitan ay hindi nangangailangan ng muling paggawa ng network.

Ang kawalan ng pangunahing circuit ay ang mababang pagiging maaasahan ng power supply, dahil kung ang pangunahing linya ay nasira, ang lahat ng mga de-koryenteng receiver na konektado dito ay naka-off. Gayunpaman, ang pag-install ng mga jumper sa pagitan ng mga mains at paggamit ng proteksyon ay makabuluhang pinatataas ang pagiging maaasahan ng power supply na may kaunting gastos para sa kalabisan.

Mula sa mga substation, ang mababang boltahe na kasalukuyang ng pang-industriya na dalas ay ipinamamahagi sa buong mga workshop gamit ang mga cable, wire, busbar mula sa switchgear ng workshop hanggang sa mga electric drive device ng mga indibidwal na makina.

Ang mga pagkagambala sa supply ng kuryente sa mga negosyo, kahit na panandalian, ay humantong sa mga pagkagambala sa proseso ng teknolohikal, pagkasira ng mga produkto, pinsala sa kagamitan at hindi na mababawi na pagkalugi. Sa ilang mga kaso, ang pagkawala ng kuryente ay maaaring lumikha ng pagsabog at panganib ng sunog sa mga negosyo.

Ayon sa mga panuntunan sa pag-install ng elektrikal, ang lahat ng mga tatanggap ng elektrikal na enerhiya ay nahahati sa tatlong kategorya ayon sa pagiging maaasahan ng suplay ng kuryente:

• Mga tatanggap ng enerhiya kung saan ang pagkagambala sa supply ng kuryente ay hindi katanggap-tanggap, dahil maaari itong humantong sa pagkasira ng kagamitan, napakalaking mga depekto sa produkto, pagkagambala ng isang kumplikadong proseso ng teknolohikal, pagkagambala sa mga espesyal na mahahalagang elemento ekonomiya ng lunsod at, sa huli, nagbabanta sa buhay ng mga tao.
• Mga tatanggap ng enerhiya, isang pahinga sa suplay ng kuryente na humahantong sa kabiguan na matupad ang plano ng produksyon, downtime ng mga manggagawa, makinarya at transportasyong pang-industriya.
• Iba pang mga receiver ng elektrikal na enerhiya, halimbawa non-serial at auxiliary production shop, mga bodega.

Ang supply ng kuryente sa mga tatanggap ng elektrikal na enerhiya ng unang kategorya ay dapat matiyak sa anumang kaso at, kung magambala, dapat itong awtomatikong maibalik. Samakatuwid, ang mga naturang receiver ay dapat magkaroon ng dalawang independiyenteng pinagmumulan ng kuryente, na ang bawat isa ay maaaring ganap na magbigay sa kanila ng kuryente.

Ang mga tatanggap ng kuryente sa pangalawang kategorya ay maaaring may backup na mapagkukunan ng suplay ng kuryente, na konektado ng mga tauhan ng tungkulin pagkatapos ng isang tiyak na tagal ng panahon pagkatapos ng pagkabigo ng pangunahing pinagmumulan.

Para sa mga receiver ng ikatlong kategorya, bilang panuntunan, hindi ibinigay ang isang backup na mapagkukunan ng kapangyarihan.

Ang power supply ng mga negosyo ay nahahati sa panlabas at panloob. Ang panlabas na suplay ng kuryente ay isang sistema ng mga network at substation mula sa pinagmumulan ng kuryente (sistema ng enerhiya o planta ng kuryente) hanggang sa substation ng transpormer ng negosyo. Ang paghahatid ng enerhiya sa kasong ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng cable o linya ng hangin rated boltahe 6, 10, 20, 35, 110 at 220 kV. Kasama sa panloob na supply ng kuryente ang sistema ng pamamahagi ng enerhiya sa loob ng mga workshop ng negosyo at sa teritoryo nito.

Ang boltahe na 380 o 660 V ay ibinibigay sa pagkarga ng kuryente (mga de-koryenteng motor, mga electric furnace), at 220 V sa pagkarga ng pag-iilaw Upang mabawasan ang mga pagkalugi, ipinapayong ikonekta ang mga motor na may lakas na 200 kW o higit pa sa. isang boltahe ng 6 o 10 kV.

Ang pinakakaraniwang boltahe sa mga pang-industriya na negosyo ay 380 V. Ang boltahe 660 V ay malawakang ipinakilala, na nagbibigay-daan sa pagbawas ng pagkalugi ng enerhiya at pagkonsumo ng mga non-ferrous na metal sa mga network na may mababang boltahe, pagtaas ng hanay ng mga substation ng workshop at ang kapangyarihan ng bawat transpormer sa 2500 kVA. Sa ilang mga kaso, sa isang boltahe ng 660 V, ang paggamit ng mga asynchronous na motor na may kapangyarihan na hanggang 630 kW ay makatwiran sa ekonomiya.

Ang pamamahagi ng elektrisidad ay isinasagawa gamit ang mga de-koryenteng mga kable - isang hanay ng mga wire at cable na may nauugnay na mga fastenings, pagsuporta at proteksyon na mga istraktura.

Ang panloob na mga kable ay mga de-koryenteng mga kable na naka-install sa loob ng isang gusali; panlabas - sa labas, kasama ang mga panlabas na dingding ng gusali, sa ilalim ng mga canopy, sa mga suporta. Depende sa paraan ng pag-install, panloob na mga kable maaaring bukas kung ito ay inilatag sa ibabaw ng mga dingding, kisame, atbp., at nakatago kung ito ay inilatag sa mga elemento ng istruktura ng mga gusali.

Ang mga kable ay maaaring ilagay gamit ang insulated wire o unarmored cable na may cross-section na hanggang 16 sq. mm. Sa mga lugar na posibleng mekanikal na epekto, ang mga de-koryenteng mga kable ay nakapaloob mga bakal na tubo, selyadong kung ang kapaligiran ng silid ay sumasabog o agresibo. Sa mga tool sa makina at mga makina sa pag-print, ang mga kable ay isinasagawa sa mga tubo, sa mga manggas ng metal, na may kawad na may pagkakabukod ng polyvinyl chloride, na hindi nawasak sa pamamagitan ng pagkakalantad sa mga langis ng makina. Malaking dami ang mga wire ng electrical wiring control system ng makina ay inilalagay sa mga tray. Ang busbar trunking ay ginagamit upang magpadala ng kuryente sa mga pagawaan na may malaking bilang ng mga makina ng produksyon.

Para sa paghahatid at pamamahagi ng kuryente, ang mga kable ng kuryente sa goma at lead sheath ay malawakang ginagamit; walang armored at armored. Ang mga cable ay maaaring ilagay sa mga cable duct, i-mount sa mga dingding, sa earthen trenches, o naka-embed sa mga dingding.

sa pisika

sa paksang "Produksyon, paghahatid at paggamit ng kuryente"

Mga mag-aaral sa ika-11 baitang A

Institusyong pang-edukasyon ng munisipyo Blg. 85

Catherine.

Abstract na plano.

Panimula.

1. Produksyon ng kuryente.

1. mga uri ng power plant.

2. alternatibong pinagkukunan ng enerhiya.

2. Pagpapadala ng kuryente.

mga transformer.

3. Paggamit ng kuryente.

Panimula.

Ang pagsilang ng enerhiya ay naganap ilang milyong taon na ang nakalilipas, nang ang mga tao ay natutong gumamit ng apoy. Ang apoy ay nagbigay sa kanila ng init at liwanag, ay isang mapagkukunan ng inspirasyon at optimismo, isang sandata laban sa mga kaaway at ligaw na hayop, lunas, isang katulong sa agrikultura, isang preservative ng pagkain, isang tulong sa teknolohiya, atbp.

Ang kahanga-hangang alamat tungkol kay Prometheus, na nagbigay ng apoy sa mga tao, ay lumitaw Sinaunang Greece mas huli kaysa sa maraming bahagi ng mundo medyo sopistikadong pamamaraan ng paghawak ng apoy, paggawa at pagpatay nito, pag-iingat ng apoy at makatwirang paggamit panggatong.

Sa loob ng maraming taon, ang apoy ay pinananatili sa pamamagitan ng pagsunog ng mga pinagmumulan ng enerhiya ng halaman (kahoy, mga palumpong, mga tambo, damo, tuyong algae, atbp.), at pagkatapos ay natuklasan na posible na gumamit ng mga sangkap ng fossil upang mapanatili ang apoy: karbon, langis, pisara , pit.

Ngayon, ang enerhiya ay nananatiling pangunahing bahagi ng buhay ng tao. Ginagawa nitong posible na lumikha iba't ibang materyales, ay isa sa mga pangunahing salik sa pagbuo ng mga bagong teknolohiya. Sa madaling salita, walang mastering iba't ibang uri enerhiya, ang isang tao ay hindi ganap na umiiral.

Produksyon ng kuryente.

Mga uri ng power plant.

Thermal power plant (TPP), isang planta ng kuryente na bumubuo ng elektrikal na enerhiya bilang resulta ng conversion ng thermal energy na inilabas sa panahon ng combustion ng fossil fuels. Ang unang thermal power plant ay lumitaw sa pagtatapos ng ika-19 na siglo at naging laganap. Noong kalagitnaan ng 70s ng ika-20 siglo, ang mga thermal power plant ang pangunahing uri ng power plant.

Sa mga thermal power plant, ang kemikal na enerhiya ng gasolina ay unang binago sa mekanikal na enerhiya at pagkatapos ay sa elektrikal na enerhiya. Ang panggatong para sa naturang planta ng kuryente ay maaaring karbon, peat, gas, oil shale, at fuel oil.

Ang mga thermal power plant ay nahahati sa paghalay(IES), na idinisenyo upang makabuo lamang ng elektrikal na enerhiya, at pinagsamang init at mga planta ng kuryente(CHP), na gumagawa, bilang karagdagan sa elektrikal na enerhiya, thermal energy sa anyo mainit na tubig at mag-asawa. Ang malalaking CPP na may kahalagahan sa rehiyon ay tinatawag na state district power plants (SDPPs).

Ang pinakasimple circuit diagram Ang isang coal-fired IES ay ipinapakita sa figure. Ang karbon ay ipinapasok sa fuel bunker 1, at mula dito sa pagdurog na yunit 2, kung saan ito ay nagiging alikabok. Ang alikabok ng karbon ay pumapasok sa pugon ng isang steam generator (steam boiler) 3, na mayroong sistema ng mga tubo kung saan ang tubig na pinadalisay ng kemikal, na tinatawag na feedwater, ay umiikot. Sa boiler, ang tubig ay pinainit, sumingaw, at ang nagreresultang puspos na singaw ay dinadala sa temperatura na 400-650 °C at, sa ilalim ng presyon ng 3-24 MPa, pumapasok sa steam turbine 4 sa pamamagitan ng steam na mga parameter sa kapangyarihan ng mga yunit.

Ang mga thermal condensing power plant ay may mababang kahusayan (30-40%), dahil ang karamihan sa enerhiya ay nawawala sa mga flue gas at condenser cooling water. Makabubuting magtayo ng mga CPP sa malapit sa mga lugar ng paggawa ng gasolina. Sa kasong ito, ang mga mamimili ng kuryente ay maaaring matatagpuan sa isang malaking distansya mula sa istasyon.

Pinagsamang init at planta ng kuryente naiiba mula sa isang condensing station sa pamamagitan ng espesyal na heating turbine na naka-install dito na may steam extraction. Sa isang thermal power plant, ang isang bahagi ng singaw ay ganap na ginagamit sa turbine upang makabuo ng kuryente sa generator 5 at pagkatapos ay pumapasok sa condenser 6, at ang isa, na may mas mataas na temperatura at presyon, ay kinuha mula sa intermediate stage ng turbine at ginagamit para sa supply ng init. Ang condensate ay ibinibigay sa pamamagitan ng pump 7 sa pamamagitan ng deaerator 8 at pagkatapos ay sa pamamagitan ng feed pump 9 sa steam generator. Ang dami ng singaw na kinuha ay depende sa mga pangangailangan ng thermal energy ng mga negosyo.

Coefficient kapaki-pakinabang na aksyon Ang CHP ay umabot sa 60-70%. Ang mga naturang istasyon ay karaniwang itinatayo malapit sa mga mamimili - mga pang-industriya na negosyo o mga lugar ng tirahan. Kadalasan ay tumatakbo sila sa imported na gasolina.

Mga istasyon ng thermal na may gas turbine(GTPP), singaw-gas(PHPP) at mga planta ng diesel.

Ang gas o gas ay sinusunog sa combustion chamber ng isang planta ng kuryente ng gas turbine. likidong gasolina; Ang mga produkto ng pagkasunog na may temperatura na 750-900 ºС ay pumapasok sa isang gas turbine na umiikot sa isang electric generator. Ang kahusayan ng naturang mga thermal power plant ay karaniwang 26-28%, kapangyarihan - hanggang sa ilang daang MW . Karaniwang ginagamit ang mga GTPP upang masakop ang mga taluktok ng pagkarga ng kuryente. Ang kahusayan ng PHPP ay maaaring umabot sa 42 - 43%.

Ang pinaka-ekonomiko ay malalaking thermal steam turbine power plant (dinaglat na TPP). Karamihan sa mga thermal power plant sa ating bansa ay gumagamit ng coal dust bilang panggatong. Upang makabuo ng 1 kWh ng kuryente, ilang daang gramo ng karbon ang natupok. Sa isang steam boiler, higit sa 90% ng enerhiya na inilabas ng gasolina ay inililipat sa singaw. Sa turbine, ang kinetic energy ng mga steam jet ay inililipat sa rotor. Ang turbine shaft ay mahigpit na konektado sa generator shaft.

Moderno mga steam turbine para sa mga thermal power plant - napaka-advance, high-speed, mataas na matipid na makina na may mahabang buhay ng serbisyo. Ang kanilang kapangyarihan sa isang solong-shaft na bersyon ay umabot sa 1 milyon 200 libong kW, at hindi ito ang limitasyon. Ang ganitong mga makina ay palaging multi-stage, iyon ay, karaniwang mayroon silang ilang dosenang mga disk na may gumaganang mga blades at ang parehong numero, sa harap ng bawat disk, ng mga grupo ng mga nozzle kung saan dumadaloy ang isang stream ng singaw. Ang presyon at temperatura ng singaw ay unti-unting bumababa.

Ito ay kilala mula sa isang kurso sa pisika na ang kahusayan ng mga heat engine ay tumataas sa pagtaas ng paunang temperatura ng gumaganang likido. Samakatuwid, ang singaw na pumapasok sa turbine ay dinadala sa mataas na mga parameter: temperatura - halos 550 ° C at presyon - hanggang sa 25 MPa. Ang kahusayan ng mga thermal power plant ay umabot sa 40%. Karamihan sa enerhiya ay nawawala kasama ng mainit na tambutso na singaw.

istasyon ng hydroelectric (hydroelectric power station), isang kumplikadong mga istruktura at kagamitan kung saan ang enerhiya ng daloy ng tubig ay na-convert sa elektrikal na enerhiya. Ang hydroelectric station ay binubuo ng serye ng circuit haydroliko na istruktura, pagbibigay ng kinakailangang konsentrasyon ng daloy ng tubig at paglikha ng presyon, at mga kagamitan sa enerhiya na nagko-convert ng enerhiya ng tubig na gumagalaw sa ilalim ng presyon sa mekanikal na pag-ikot na enerhiya, na, sa turn, ay na-convert sa elektrikal na enerhiya.

Ang presyon ng isang hydroelectric power station ay nilikha sa pamamagitan ng konsentrasyon ng pagbagsak ng ilog sa lugar na ginagamit ng dam, o derivation, o isang dam at diversion na magkasama. Ang pangunahing kagamitan ng kuryente ng hydroelectric power station ay matatagpuan sa hydroelectric power station building: sa turbine room ng power plant - mga yunit ng haydroliko, pantulong na kagamitan, kagamitan awtomatikong kontrol at kontrol; sa central control post - operator-dispatcher console o auto operator ng isang hydroelectric power station. Tumataas transpormador substation Matatagpuan ito kapwa sa loob ng gusali ng hydroelectric power station at sa magkahiwalay na mga gusali o sa mga bukas na lugar. Mga switchgear madalas na matatagpuan sa isang bukas na lugar. Ang gusali ng hydroelectric power station ay maaaring hatiin sa mga seksyon na may isa o higit pang mga yunit at pantulong na kagamitan, na nakahiwalay sa mga katabing bahagi ng gusali. Ang isang lugar ng pag-install ay nilikha sa o sa loob ng gusali ng hydroelectric power station para sa pagpupulong at pagkumpuni ng iba't ibang kagamitan at para sa mga auxiliary na operasyon para sa pagpapanatili ng hydroelectric power station.

Ayon sa naka-install na kapasidad (sa MW) makilala sa pagitan ng hydroelectric power stations makapangyarihan(mahigit 250), karaniwan(hanggang 25) at maliit(hanggang 5). Ang kapangyarihan ng isang hydroelectric power station ay nakasalalay sa presyon (ang pagkakaiba sa pagitan ng mga antas ng upstream at downstream ), daloy ng tubig na ginagamit sa mga hydraulic turbine at ang kahusayan ng hydraulic unit. Para sa isang bilang ng mga kadahilanan (dahil sa, halimbawa, mga pana-panahong pagbabago sa antas ng tubig sa mga reservoir, pagbabagu-bago sa pagkarga ng sistema ng kuryente, pag-aayos ng mga haydroliko na yunit o haydroliko na istruktura, atbp.), Ang presyon at daloy ng tubig ay patuloy na nagbabago. , at, bilang karagdagan, nagbabago ang daloy kapag kinokontrol ang kapangyarihan ng isang hydroelectric power station. Mayroong taunang, lingguhan at araw-araw na cycle ng hydroelectric power station operation.

Batay sa pinakamataas na ginamit na presyon, ang mga hydroelectric power station ay nahahati sa mataas na presyon(higit sa 60 m), katamtamang presyon(mula 25 hanggang 60 m) At mababang presyon(mula 3 hanggang 25 m). Sa mababang mga ilog, ang presyon ay bihirang lumampas sa 100 m, sa bulubunduking mga kondisyon, ang isang dam ay maaaring lumikha ng mga presyon ng hanggang 300 m at higit pa, at sa tulong ng derivation - hanggang 1500 m. Ang dibisyon ng mga hydroelectric power station ayon sa ginamit na presyon ay may tinatayang, kondisyonal na kalikasan.

Ayon sa pattern ng paggamit ng mapagkukunan ng tubig at konsentrasyon ng presyon, ang mga hydroelectric power station ay karaniwang nahahati sa channel , dam , diversion na may pressure at non-pressure diversion, mixed, pumped storage At tidal .

Sa run-of-river at dam-based hydroelectric power plants, ang presyon ng tubig ay nalilikha ng isang dam na humaharang sa ilog at nagpapataas ng antas ng tubig sa itaas na pool. Kasabay nito, ang ilang pagbaha sa lambak ng ilog ay hindi maiiwasan. Ang mga run-of-river at dam-side na hydroelectric power station ay itinayo kapwa sa mga ilog na mataas ang tubig sa mababang lupain at sa mga ilog ng bundok, sa makitid na compressed valleys. Ang mga run-of-river hydroelectric power plant ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga presyon hanggang 30-40 m.

Sa mas mataas na presyon, lumalabas na hindi naaangkop na ilipat ang hydrostatic water pressure sa gusali ng hydroelectric power station. Sa kasong ito ang uri ay ginagamit dam Ang isang hydroelectric power station, kung saan ang presyur sa harap ay naharang sa buong haba nito ng isang dam, at ang hydroelectric power station na gusali ay matatagpuan sa likod ng dam, ay katabi ng tailwater.

Isa pang uri ng layout pinigilan Ang hydroelectric power station ay tumutugma sa mga kondisyon ng bundok na may medyo mababang daloy ng ilog.

SA derivational Hydroelectric power station konsentrasyon ng ilog pagkahulog ay nilikha sa pamamagitan ng diversion; Ang tubig sa simula ng ginamit na seksyon ng ilog ay inililihis mula sa kama ng ilog sa pamamagitan ng isang conduit na may slope na makabuluhang mas mababa kaysa sa average na slope ng ilog sa seksyong ito at sa pagtuwid ng mga liko at pagliko ng channel. Ang pagtatapos ng diversion ay dinadala sa lokasyon ng gusali ng hydroelectric power station. Ang basurang tubig ay ibinabalik sa ilog o ibinibigay sa susunod na diversion hydroelectric power station. Ang diversion ay kapaki-pakinabang kapag mataas ang dalisdis ng ilog.

Ang isang espesyal na lugar sa mga hydroelectric power station ay inookupahan ng pumped storage power plants(PSPP) at tidal power plants(PES). Ang pagtatayo ng pumped storage power plants ay dahil sa lumalaking demand para sa peak power sa malaki mga sistema ng enerhiya, na tumutukoy sa pagbuo ng kapangyarihan na kinakailangan upang masakop ang mga peak load. Ang kakayahan ng mga pumped storage power plant na makaipon ng enerhiya ay batay sa katotohanan na ang libreng elektrikal na enerhiya sa power system para sa isang tiyak na tagal ng panahon ay ginagamit ng mga pumped storage power plant unit, na, na tumatakbo sa pump mode, pump water mula sa reservoir papunta sa itaas na storage pool. Sa panahon ng peak load, ang naipon na enerhiya ay ibinabalik sa power system (ang tubig mula sa itaas na pool ay pumapasok sa pressure pipeline at iniikot ang mga hydraulic unit na tumatakbo bilang kasalukuyang generator).

Ginagawang kuryente ng PES ang enerhiya ng mga pagtaas ng tubig sa dagat. Ang kuryente ng mga tidal hydroelectric power station, dahil sa ilang mga tampok na nauugnay sa panaka-nakang katangian ng pag-iwas at pagdaloy ng tubig, ay magagamit lamang sa mga sistema ng enerhiya kasabay ng enerhiya ng pag-regulate ng mga planta ng kuryente, na bumubuo sa mga pagkabigo ng kuryente ng tidal power stations sa loob ng mga araw o buwan.

Ang pinakamahalagang katangian ng mga mapagkukunan ng hydropower kumpara sa mga mapagkukunan ng gasolina at enerhiya ay ang kanilang patuloy na pag-renew. Ang kawalan ng pangangailangan ng gasolina para sa mga hydroelectric power plant ay tumutukoy sa mababang halaga ng kuryente na nabuo ng mga hydroelectric power plant. Samakatuwid, ang pagtatayo ng mga hydroelectric power station, sa kabila ng makabuluhang partikular na pamumuhunan sa kapital ng 1 kW Ang naka-install na kapasidad at mahabang panahon ng konstruksyon ay at binigyan ng malaking kahalagahan, lalo na kapag ito ay nauugnay sa paglalagay ng mga industriyang masinsinan sa kuryente.

Nuclear power plant (NPP), isang planta ng kuryente kung saan ang atomic (nuclear) na enerhiya ay ginagawang elektrikal na enerhiya. Ang generator ng enerhiya sa isang nuclear power plant ay nuclear reactor. Ang init na inilalabas sa reactor bilang resulta ng chain reaction ng fission ng nuclei ng ilang mabibigat na elemento ay na-convert sa kuryente sa parehong paraan tulad ng sa conventional thermal power plants (TPPs). Hindi tulad ng mga thermal power plant na tumatakbo sa fossil fuels, tumatakbo ang mga nuclear power plant nuclear fuel(batay sa 233 U, 235 U, 239 Pu). Ito ay itinatag na ang mga mapagkukunan ng enerhiya ng mundo ng nuclear fuel (uranium, plutonium, atbp.) ay makabuluhang lumampas sa mga mapagkukunan ng enerhiya ng mga likas na reserba ng organikong gasolina (langis, karbon, natural gas, atbp.). Nagbubukas ito ng malawak na mga prospect para matugunan ang mabilis na lumalagong mga pangangailangan sa gasolina. Bilang karagdagan, kinakailangang isaalang-alang ang patuloy na pagtaas ng dami ng pagkonsumo ng karbon at langis para sa mga teknolohikal na layunin sa pandaigdigang industriya ng kemikal, na nagiging isang seryosong katunggali sa mga thermal power plant. Sa kabila ng pagtuklas ng mga bagong deposito ng organikong gasolina at ang pagpapabuti ng mga pamamaraan para sa paggawa nito, mayroong isang ugali sa mundo patungo sa isang kamag-anak na pagtaas sa gastos nito. Lumilikha ito ng pinakamahirap na kondisyon para sa mga bansang may limitadong reserba ng fossil fuel. Mayroong isang malinaw na pangangailangan para sa mabilis na pag-unlad ng enerhiyang nuklear, na sumasakop na sa isang kilalang lugar sa balanse ng enerhiya ng isang bilang ng mga industriyal na bansa sa buong mundo.

Schematic diagram ng isang nuclear power plant na may nuclear reactor pagkakaroon paglamig ng tubig, ipinapakita sa Fig. 2. Inilabas na init core reaktor coolant, ay kinuha sa pamamagitan ng tubig mula sa 1st circuit, na kung saan ay pumped sa pamamagitan ng reactor sa pamamagitan ng isang circulation pump. 3, kung saan inililipat nito ang init na natanggap sa reactor sa tubig ng 2nd circuit. Ang tubig ng 2nd circuit ay sumingaw sa steam generator, at ang singaw ay nabuo, na pagkatapos ay pumapasok sa turbine 4.

Kadalasan, 4 na uri ng thermal neutron reactor ang ginagamit sa mga nuclear power plant:

1) tubig-tubig na may ordinaryong tubig bilang moderator at coolant;

2) graphite-water na may water coolant at graphite moderator;

3) mabigat na tubig na may water coolant at mabigat na tubig bilang moderator;

4) graffito - gas na may gas coolant at graphite moderator.

Ang pagpili ng pangunahing ginagamit na uri ng reaktor ay pangunahing tinutukoy ng naipon na karanasan sa carrier reactor, gayundin ang pagkakaroon ng kinakailangang kagamitang pang-industriya, mga reserbang hilaw na materyales, atbp.

Ang reaktor at ang mga sistema ng pagseserbisyo nito ay kinabibilangan ng: ang reaktor mismo na may biological na proteksyon , mga heat exchanger, pump o gas-blowing unit na nagpapalipat-lipat ng coolant, pipeline at fitting para sa circulation circuit, mga device para sa muling pagkarga ng nuclear fuel, mga espesyal na ventilation system, emergency cooling system, atbp.

Upang maprotektahan ang mga tauhan ng nuclear power plant mula sa radiation exposure, ang reactor ay napapalibutan ng biological shielding, ang mga pangunahing materyales na kung saan ay kongkreto, tubig, at serpentine sand. Ang kagamitan sa circuit ng reactor ay dapat na ganap na selyado. Ang isang sistema ay ibinibigay upang subaybayan ang mga lugar ng posibleng pagtagas ng coolant ay nagsagawa ng mga hakbang upang matiyak na ang mga pagtagas at pagkasira sa circuit ay hindi humahantong sa mga radioactive emissions at kontaminasyon ng mga lugar ng nuclear power plant at ang nakapalibot na lugar. Ang radioactive air at isang maliit na halaga ng coolant vapor, dahil sa pagkakaroon ng mga pagtagas mula sa circuit, ay inalis mula sa mga hindi nag-aalaga na silid ng nuclear power plant sa pamamagitan ng isang espesyal na sistema ng bentilasyon, kung saan ang paglilinis ng mga filter at paghawak ng mga tangke ng gas ay ibinigay upang maalis ang posibilidad. ng polusyon sa hangin. Ang pagsunod sa mga panuntunan sa kaligtasan ng radiation ng mga tauhan ng NPP ay sinusubaybayan ng serbisyo ng dosimetry control.

Ang pagkakaroon ng biological na proteksyon, espesyal na bentilasyon at emergency cooling system at isang serbisyo sa pagsubaybay sa radiation ay ginagawang posible na ganap na maprotektahan mga tauhan ng serbisyo Nuclear power plant mula sa mga nakakapinsalang epekto ng radioactive radiation.

Ang mga nuclear power plant, na kung saan ay ang pinaka-modernong uri ng mga planta ng kuryente, ay may ilang mga makabuluhang pakinabang sa iba pang mga uri ng mga planta ng kuryente: sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng pagpapatakbo ay hindi sila nakakadumi. kapaligiran, hindi nangangailangan ng koneksyon sa isang pinagmumulan ng mga hilaw na materyales at, nang naaayon, maaaring ilagay halos kahit saan. Ang mga bagong power unit ay may kapasidad na halos katumbas ng kapasidad ng isang average na hydroelectric power station, ngunit ang naka-install na capacity utilization factor sa isang nuclear power plant (80%) ay makabuluhang lumampas sa figure na ito para sa isang hydroelectric power station o thermal power plant.

Ang mga NPP ay halos walang makabuluhang disadvantages sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng pagpapatakbo. Gayunpaman, hindi maaaring hindi mapansin ng isa ang panganib ng mga nuclear power plant sa ilalim ng posibleng force majeure circumstances: lindol, bagyo, atbp. - dito ang mga lumang modelo ng mga power unit ay nagdudulot ng potensyal na panganib ng radiation contamination ng mga teritoryo dahil sa hindi makontrol na overheating ng reactor.

Mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya.

Enerhiya ng araw.

SA kani-kanina lang interes sa problema ng paggamit solar energy ay tumaas nang husto, dahil ang potensyal para sa enerhiya batay sa paggamit ng direktang solar radiation ay napakataas.

Ang pinakasimpleng kolektor ng solar radiation ay isang itim na metal (karaniwan ay aluminyo) na sheet, sa loob nito ay may mga tubo na may likidong nagpapalipat-lipat dito. Pinainit ng solar energy na hinihigop ng kolektor, ang likido ay ibinibigay para sa direktang paggamit.

Ang enerhiya ng solar ay isa sa mga pinaka-materyal na uri ng paggawa ng enerhiya. Ang malakihang paggamit ng solar energy ay nangangailangan ng napakalaking pagtaas sa pangangailangan para sa mga materyales, at, dahil dito, sa mga mapagkukunan ng paggawa para sa pagkuha ng mga hilaw na materyales, kanilang pagpapayaman, pagkuha ng mga materyales, pagmamanupaktura ng mga heliostat, mga kolektor, iba pang kagamitan, at kanilang transportasyon.

Sa ngayon, ang enerhiyang elektrikal na nalilikha ng mga sinag ng araw ay mas mahal kaysa sa nakuha ng mga tradisyonal na pamamaraan. Inaasahan ng mga siyentipiko na ang mga eksperimento na kanilang gagawin sa mga pag-install at istasyon ng piloto ay makakatulong sa paglutas hindi lamang sa teknikal, kundi pati na rin sa mga problema sa ekonomiya.

Enerhiya ng hangin.

Ang enerhiya ng gumagalaw na masa ng hangin ay napakalaki. Ang mga reserbang enerhiya ng hangin ay higit sa isang daang beses na mas malaki kaysa sa mga reserbang hydropower ng lahat ng mga ilog sa planeta. Patuloy na umiihip ang hangin at saanman sa mundo. Mga kondisyon ng klima payagan ang pagbuo ng enerhiya ng hangin sa isang malawak na teritoryo.

Ngunit ngayon, ang mga makina ng hangin ay nagbibigay lamang ng isang ikasampu ng mga pangangailangan ng enerhiya sa mundo. Samakatuwid, ang mga espesyalista sa sasakyang panghimpapawid na alam kung paano pumili ng pinakaangkop na profile ng talim at pag-aralan ito sa isang wind tunnel ay kasangkot sa paglikha ng mga disenyo ng wind wheel, ang puso ng anumang wind power plant. Sa pamamagitan ng mga pagsisikap ng mga siyentipiko at inhinyero, ang pinaka iba't ibang disenyo modernong wind turbines.

Enerhiya ng Daigdig.

Matagal nang alam ng mga tao ang tungkol sa mga kusang pagpapakita ng napakalaking enerhiya na nakatago sa kailaliman ng mundo. Ang memorya ng sangkatauhan ay naglalaman ng mga alamat tungkol sa mga sakuna na pagsabog ng bulkan na kumitil sa milyun-milyong buhay ng tao at nagbago sa hitsura ng maraming lugar sa Earth na hindi na makilala. Napakalaki ng kapangyarihan ng pagsabog ng kahit isang maliit na bulkan; Totoo, hindi na kailangang pag-usapan ang direktang paggamit ng enerhiya ng mga pagsabog ng bulkan;

Ang enerhiya ng Earth ay angkop hindi lamang para sa mga lugar ng pag-init, tulad ng kaso sa Iceland, kundi pati na rin para sa pagbuo ng kuryente. Ang mga power plant na gumagamit ng mga hot underground spring ay matagal nang gumagana. Ang unang naturang planta ng kuryente, na napakababa pa rin ng kapangyarihan, ay itinayo noong 1904 sa maliit na bayan ng Italya ng Larderello. Unti-unti, lumago ang kapangyarihan ng planta ng kuryente, parami nang parami ang mga bagong yunit na inilagay sa pagpapatakbo, ginamit ang mga bagong mapagkukunan ng mainit na tubig, at ngayon ang kapangyarihan ng istasyon ay umabot na sa isang kahanga-hangang halaga na 360 libong kilowatts.

Pagpapadala ng kuryente.

Mga transformer.

Bumili ka ng ZIL refrigerator. Binalaan ka ng nagbebenta na ang refrigerator ay idinisenyo para sa boltahe ng mains na 220 V. At sa iyong bahay ang boltahe ng mains ay 127 V. Isang walang pag-asa na sitwasyon? Hindi naman. Kailangan mo lang gumawa ng karagdagang gastos at bumili ng transpormer.

Transformer- isang napaka-simpleng aparato na nagbibigay-daan sa iyo upang parehong taasan at bawasan ang boltahe. Ang conversion ng alternating current ay isinasagawa gamit ang mga transformer. Ang mga transformer ay unang ginamit noong 1878 ng Russian scientist na si P. N. Yablochkov upang palakasin ang "mga de-koryenteng kandila" na kanyang naimbento, isang bagong pinagmumulan ng liwanag noong panahong iyon. Ang ideya ni P. N. Yablochkov ay binuo ng empleyado ng Moscow University na si I. F. Usagin, na nagdisenyo ng mga pinahusay na transformer.

Ang transpormer ay binubuo ng isang saradong core ng bakal, kung saan ang dalawang (minsan higit pa) mga coils na may wire windings ay inilalagay (Larawan 1). Ang isa sa mga windings, na tinatawag na pangunahing, ay konektado sa pinagmulan AC boltahe. Ang pangalawang paikot-ikot, kung saan ang "load" ay konektado, i.e., mga instrumento at aparato na kumonsumo ng kuryente, ay tinatawag na pangalawa.

Ang pagpapatakbo ng transpormer ay batay sa kababalaghan ng electromagnetic induction. Kapag dumadaan ang alternating current sa primary winding, lumilitaw ang isang alternating magnetic flux sa core ng bakal, na pumukaw ng induced emf sa bawat winding. Bukod dito, ang agarang halaga ng sapilitan na emf e V Ang anumang pagliko ng pangunahin o pangalawang paikot-ikot ayon sa batas ng Faraday ay tinutukoy ng formula:

e = - Δ F/ Δ t

Kung F= Ф 0 сosωt, pagkatapos

e = ω Ф 0 kasalanan ω t , o

e = E 0 kasalanan ω t ,

saan E 0 = ω Ф 0 - amplitude ng EMF sa isang pagliko.

Sa pangunahing paikot-ikot, na mayroon n 1 lumiliko, kabuuang sapilitan emf e 1 katumbas ng p 1 e.

Sa pangalawang paikot-ikot ay may kabuuang emf. e 2 katumbas ng p 2 e, saan n 2- ang bilang ng mga pagliko ng paikot-ikot na ito.

Sinusundan nito iyon

e 1 e 2 = n 1 n 2 . (1)

Sum boltahe u 1 , inilapat sa pangunahing paikot-ikot, at EMF e 1 ay dapat na katumbas ng pagbaba ng boltahe sa pangunahing paikot-ikot:

u 1 + e 1 = i 1 R 1 , saan R 1 - aktibong paglaban ng paikot-ikot, at i 1 - kasalukuyang lakas sa loob nito. Ang equation na ito ay direktang sumusunod sa pangkalahatang equation. Karaniwan ang aktibong paglaban ng paikot-ikot ay maliit at i 1 R 1 maaaring pabayaan. kaya lang

u 1 ≈ -e 1 . (2)

Kapag ang pangalawang paikot-ikot ng transpormer ay bukas, walang kasalukuyang dumadaloy dito, at ang sumusunod na relasyon ay humahawak:

u 2 ≈ - e 2 . (3)

kasi madalian na mga halaga EMF e 1 At e 2 pagbabago sa yugto, pagkatapos ang kanilang ratio sa formula (1) ay maaaring mapalitan ng ratio ng mga epektibong halaga E 1 At E 2 ang mga EMF na ito o, isinasaalang-alang ang mga pagkakapantay-pantay (2) at (3), ang ratio epektibong mga halaga boltahe U 1 at U 2 .

U 1 /U 2 = E 1 / E 2 = n 1 / n 2 = k . (4)

Magnitude k tinatawag na ratio ng pagbabago. Kung k>1, pagkatapos ay ang transpormer ay step-down, kapag k <1 - dumarami

Kapag ang pangalawang paikot-ikot na circuit ay sarado, ang kasalukuyang daloy sa loob nito. Pagkatapos ang ratio u 2 ≈ - e 2 ay hindi na natutupad nang eksakto, at naaayon sa koneksyon sa pagitan ng U 1 at U 2 nagiging mas kumplikado kaysa sa equation (4).

Ayon sa batas ng konserbasyon ng enerhiya, ang kapangyarihan sa pangunahing circuit ay dapat na katumbas ng kapangyarihan sa pangalawang circuit:

U 1 ako 1 = U 2 ako 2, (5)

saan ako 1 At ako 2 - epektibong mga halaga ng puwersa sa pangunahin at pangalawang paikot-ikot.

Sinusundan nito iyon

U 1 /U 2 = ako 1 / ako 2 . (6)

Nangangahulugan ito na sa pamamagitan ng pagtaas ng boltahe nang maraming beses gamit ang isang transpormer, binabawasan namin ang kasalukuyang sa parehong halaga (at kabaliktaran).

Dahil sa hindi maiiwasang pagkawala ng enerhiya dahil sa paglabas ng init sa mga windings at iron core, ang mga equation (5) at (6) ay nasiyahan sa humigit-kumulang. Gayunpaman, sa modernong makapangyarihang mga transformer, ang kabuuang pagkalugi ay hindi lalampas sa 2-3%.

Sa pang-araw-araw na pagsasanay ay madalas nating harapin ang mga transformer. Bilang karagdagan sa mga transformer na iyon na ginagamit namin nang walang pakundangan dahil sa ang katunayan na ang mga pang-industriya na aparato ay idinisenyo para sa isang boltahe, at ang network ng lungsod ay gumagamit ng isa pa, kailangan din naming harapin ang mga bobbins ng kotse. Ang bobbin ay isang step-up na transpormer. Upang lumikha ng isang spark na nag-aapoy sa gumaganang pinaghalong, kinakailangan ang isang mataas na boltahe, na nakukuha namin mula sa baterya ng kotse, pagkatapos munang i-convert ang direktang kasalukuyang ng baterya sa alternating current gamit ang isang breaker. Hindi mahirap maunawaan na, hanggang sa pagkawala ng enerhiya na ginagamit sa pag-init ng transpormer, habang tumataas ang boltahe, bumababa ang kasalukuyang, at kabaliktaran.

Ang mga welding machine ay nangangailangan ng mga step-down na transformer. Ang welding ay nangangailangan ng napakataas na alon, at ang welding machine's transpormer ay may isang output turn lamang.

Marahil ay napansin mo na ang core ng transpormer ay gawa sa manipis na mga sheet ng bakal. Ginagawa ito upang hindi mawalan ng enerhiya sa panahon ng conversion ng boltahe. Sa sheet na materyal, ang eddy current ay gaganap ng mas maliit na papel kaysa sa solid na materyal.

Sa bahay nakikipag-ugnayan ka sa mga maliliit na transformer. Tulad ng para sa makapangyarihang mga transformer, ang mga ito ay malalaking istruktura. Sa mga kasong ito, ang core na may windings ay inilalagay sa isang tangke na puno ng cooling oil.

Pagpapadala ng kuryente

Ang mga mamimili ng kuryente ay nasa lahat ng dako. Ginagawa ito sa kakaunting lugar na malapit sa pinagmumulan ng mga mapagkukunan ng gasolina at hydro. Samakatuwid, may pangangailangan na magpadala ng kuryente sa mga distansya kung minsan ay umaabot sa daan-daang kilometro.

Ngunit ang pagpapadala ng kuryente sa malalayong distansya ay nauugnay sa mga kapansin-pansing pagkalugi. Ang katotohanan ay habang ang kasalukuyang dumadaloy sa mga linya ng kuryente, pinapainit sila nito. Alinsunod sa batas ng Joule-Lenz, ang enerhiya na ginugol sa pag-init ng mga wire ng linya ay tinutukoy ng formula

kung saan ang R ay ang line resistance. Sa isang malaking haba ng linya, ang paghahatid ng enerhiya ay maaaring maging karaniwang hindi kumikita. Upang mabawasan ang mga pagkalugi, maaari mong, siyempre, sundin ang landas ng pagbabawas ng paglaban ng R ng linya sa pamamagitan ng pagtaas ng cross-sectional area ng mga wire. Ngunit upang mabawasan ang R, halimbawa, ng 100 beses, kailangan mong dagdagan din ang masa ng kawad ng 100 beses. Ito ay malinaw na ang gayong malaking pagkonsumo ng mamahaling non-ferrous na metal ay hindi maaaring pahintulutan, hindi pa banggitin ang mga kahirapan sa pag-fasten ng mga mabibigat na wire sa matataas na palo, atbp. Samakatuwid, ang mga pagkalugi ng enerhiya sa linya ay nabawasan sa ibang paraan: sa pamamagitan ng pagbabawas ng kasalukuyang sa linya. Halimbawa, ang pagbabawas ng kasalukuyang sa pamamagitan ng 10 beses ay binabawasan ang dami ng init na inilabas sa mga konduktor ng 100 beses, ibig sabihin, ang parehong epekto ay nakamit mula sa paggawa ng wire ng isang daang beses na mas mabigat.

Dahil ang kasalukuyang kapangyarihan ay proporsyonal sa produkto ng kasalukuyang at boltahe, upang mapanatili ang ipinadala na kapangyarihan, kinakailangan upang madagdagan ang boltahe sa linya ng paghahatid. Bukod dito, mas mahaba ang linya ng paghahatid, mas kumikita ang paggamit ng mas mataas na boltahe. Halimbawa, sa high-voltage transmission line na Volzhskaya HPP - Moscow, ginagamit ang isang boltahe na 500 kV. Samantala, ang mga alternating current generator ay itinayo para sa mga boltahe na hindi hihigit sa 16-20 kV, dahil ang isang mas mataas na boltahe ay mangangailangan ng mas kumplikadong mga espesyal na hakbang na gagawin upang i-insulate ang mga windings at iba pang mga bahagi ng mga generator.

Kaya naman nakakabit ang mga step-up transformer sa malalaking power plant. Ang isang transpormer ay nagdaragdag ng boltahe sa linya sa parehong halaga habang binabawasan nito ang kasalukuyang. Ang pagkawala ng kuryente ay maliit.

Upang direktang gumamit ng kuryente sa mga de-koryenteng drive motor ng mga kagamitan sa makina, sa network ng pag-iilaw at para sa iba pang mga layunin, ang boltahe sa mga dulo ng linya ay dapat na bawasan. Ito ay nakakamit gamit ang mga step-down na mga transformer. Bukod dito, kadalasan ang pagbaba ng boltahe at, nang naaayon, ang pagtaas ng kasalukuyang nangyayari sa maraming yugto. Sa bawat yugto, ang boltahe ay nagiging mas kaunti at mas mababa, at ang teritoryo na sakop ng elektrikal na network ay nagiging mas malawak. Ang diagram ng paghahatid at pamamahagi ng kuryente ay ipinapakita sa figure.

Ang mga istasyon ng kuryente sa ilang mga rehiyon ng bansa ay konektado sa pamamagitan ng mataas na boltahe na mga linya ng paghahatid, na bumubuo ng isang karaniwang grid ng kuryente kung saan ang mga mamimili ay konektado. Ang ganitong asosasyon ay tinatawag na sistema ng kapangyarihan. Tinitiyak ng sistema ng kuryente ang walang patid na supply ng enerhiya sa mga mamimili anuman ang kanilang lokasyon.

Paggamit ng kuryente.

Ang paggamit ng kuryente sa iba't ibang larangan ng agham.

Ang ikadalawampu siglo ay naging siglo kung kailan sinasalakay ng agham ang lahat ng larangan ng buhay panlipunan: ekonomiya, politika, kultura, edukasyon, atbp. Naturally, direktang naiimpluwensyahan ng agham ang pagbuo ng enerhiya at ang saklaw ng aplikasyon ng kuryente. Sa isang banda, ang agham ay nag-aambag sa pagpapalawak ng saklaw ng paggamit ng elektrikal na enerhiya at sa gayon ay pinapataas ang pagkonsumo nito, ngunit sa kabilang banda, sa isang panahon kung saan ang walang limitasyong paggamit ng mga hindi nababagong mapagkukunan ng enerhiya ay nagdudulot ng panganib sa mga susunod na henerasyon, ang kagyat na Ang mga gawain ng agham ay ang pagbuo ng mga teknolohiyang nagtitipid ng enerhiya at ang kanilang pagpapatupad sa buhay.

Tingnan natin ang mga tanong na ito gamit ang mga tiyak na halimbawa. Humigit-kumulang 80% ng paglago sa GDP (gross domestic product) ng mga binuo bansa ay nakakamit sa pamamagitan ng teknikal na inobasyon, ang pangunahing bahagi nito ay may kaugnayan sa paggamit ng kuryente. Lahat ng bago sa industriya, agrikultura at pang-araw-araw na buhay ay dumating sa amin salamat sa mga bagong pag-unlad sa iba't ibang sangay ng agham.

Karamihan sa mga siyentipikong pag-unlad ay nagsisimula sa mga teoretikal na kalkulasyon. Ngunit kung noong ika-19 na siglo ang mga kalkulasyon na ito ay ginawa gamit ang panulat at papel, kung gayon sa panahon ng STR (siyentipiko at teknolohikal na rebolusyon) ang lahat ng mga teoretikal na kalkulasyon, pagpili at pagsusuri ng siyentipikong data, at maging ang pagsusuri sa wika ng mga akdang pampanitikan ay ginagawa gamit ang mga computer. (mga elektronikong computer), na nagpapatakbo sa elektrikal na enerhiya, na pinaka-maginhawa para sa pagpapadala nito sa malayo at paggamit nito. Ngunit kung noong una ay ginagamit ang mga computer para sa mga siyentipikong kalkulasyon, ngayon ang mga computer ay nagmula sa agham patungo sa buhay.

Ngayon ang mga ito ay ginagamit sa lahat ng mga lugar ng aktibidad ng tao: para sa pag-record at pag-iimbak ng impormasyon, paglikha ng mga archive, paghahanda at pag-edit ng mga teksto, pagsasagawa ng pagguhit at graphic na gawain, pag-automate ng produksyon at agrikultura. Ang electronicization at automation ng produksyon ay ang pinakamahalagang bunga ng "ikalawang industriyal" o "microelectronic" na rebolusyon sa mga ekonomiya ng mga mauunlad na bansa. Ang pagbuo ng kumplikadong automation ay direktang nauugnay sa microelectronics, isang qualitatively bagong yugto kung saan nagsimula pagkatapos ng pag-imbento noong 1971 ng microprocessor - isang microelectronic logical device na binuo sa iba't ibang mga device upang kontrolin ang kanilang operasyon.

Pinabilis ng mga microprocessor ang paglaki ng robotics. Karamihan sa mga robot na kasalukuyang ginagamit ay nabibilang sa tinatawag na unang henerasyon, at ginagamit para sa hinang, pagputol, pagpindot, patong, atbp. Ang ikalawang henerasyong mga robot na pinapalitan ang mga ito ay nilagyan ng mga device para sa pagkilala sa kapaligiran. At ang ikatlong henerasyong "matalinong" na mga robot ay "makikita," "madarama," at "makarinig." Pinangalanan ng mga siyentipiko at inhinyero ang enerhiyang nuklear, paggalugad sa kalawakan, transportasyon, kalakalan, warehousing, pangangalagang medikal, pagproseso ng basura, at pag-unlad ng mga kayamanan ng sahig ng karagatan sa mga pinakamataas na priyoridad na lugar para sa paggamit ng mga robot. Ang karamihan ng mga robot ay nagpapatakbo sa elektrikal na enerhiya, ngunit ang pagtaas sa konsumo ng kuryente ng mga robot ay nababawasan ng pagbaba sa mga gastos sa enerhiya sa maraming proseso ng produksyon na masinsinang enerhiya dahil sa pagpapakilala ng mas makatuwirang mga pamamaraan at mga bagong prosesong teknolohiyang nakakatipid ng enerhiya.

Ngunit bumalik tayo sa agham. Ang lahat ng mga bagong teoretikal na pag-unlad pagkatapos ng mga kalkulasyon ng computer ay nasubok sa eksperimento. At, bilang isang patakaran, sa yugtong ito, ang pananaliksik ay isinasagawa gamit ang mga pisikal na sukat, pagsusuri ng kemikal, atbp. Dito, magkakaiba ang mga tool sa siyentipikong pananaliksik - maraming mga instrumento sa pagsukat, accelerator, electron microscope, magnetic resonance imaging scanner, atbp. Ang karamihan sa mga instrumentong ito ng pang-eksperimentong agham ay pinapagana ng elektrikal na enerhiya.

Ang agham sa larangan ng komunikasyon at komunikasyon ay napakabilis na umuunlad. Ang mga komunikasyon sa satellite ay hindi na ginagamit lamang bilang isang paraan ng internasyonal na komunikasyon, kundi pati na rin sa pang-araw-araw na buhay - ang mga satellite dish ay hindi karaniwan sa ating lungsod. Ang mga bagong paraan ng komunikasyon, tulad ng teknolohiya ng fiber, ay maaaring makabuluhang bawasan ang pagkawala ng enerhiya sa proseso ng pagpapadala ng mga signal sa malalayong distansya.

Hindi nalampasan ng agham ang saklaw ng pamamahala. Habang umuunlad ang siyentipiko at teknolohikal na pag-unlad at lumalawak ang mga larangan ng produksyon at di-produksyon ng aktibidad ng tao, ang pamamahala ay nagsisimulang gumanap ng lalong mahalagang papel sa pagpapataas ng kanilang kahusayan. Mula sa isang uri ng sining, na hanggang kamakailan ay batay sa karanasan at intuwisyon, ang pamamahala ngayon ay naging isang agham. Ang agham ng pamamahala, ang mga pangkalahatang batas ng pagtanggap, pag-iimbak, pagpapadala at pagproseso ng impormasyon ay tinatawag na cybernetics. Ang terminong ito ay nagmula sa mga salitang Griyego na "helmsman", "helmsman". Ito ay matatagpuan sa mga gawa ng mga sinaunang pilosopong Griyego. Gayunpaman, ang muling pagsilang nito ay aktwal na naganap noong 1948, pagkatapos ng paglalathala ng aklat na "Cybernetics" ng Amerikanong siyentipiko na si Norbert Wiener.

Bago ang simula ng "cybernetic" na rebolusyon, mayroon lamang papel na computer science, ang pangunahing paraan ng pang-unawa kung saan ay ang utak ng tao, at kung saan ay hindi gumagamit ng kuryente. Ang "cybernetic" na rebolusyon ay nagsilang ng isang panimula na naiiba - ang mga impormasyon sa makina, na naaayon sa napakalaking pagtaas ng mga daloy ng impormasyon, ang pinagmumulan ng enerhiya kung saan ay ang kuryente. Ganap na mga bagong paraan ng pagkuha ng impormasyon, ang akumulasyon, pagproseso at paghahatid nito ay nilikha, na magkakasamang bumubuo ng isang kumplikadong istraktura ng impormasyon. Kabilang dito ang mga automated control system (automated control system), information data banks, automated information database, computer centers, video terminals, copying at phototelegraph machines, national information systems, satellite at high-speed fiber-optic communication system - lahat ng ito ay walang limitasyong lumawak. ang saklaw ng paggamit ng kuryente.

Maraming mga siyentipiko ang naniniwala na sa kasong ito ay pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang bagong "impormasyon" na sibilisasyon, na pinapalitan ang tradisyonal na organisasyon ng isang industriyal na uri ng lipunan. Ang espesyalisasyon na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na mahahalagang tampok:

· malawakang paggamit ng teknolohiya ng impormasyon sa materyal at di-materyal na produksyon, sa larangan ng agham, edukasyon, pangangalaga sa kalusugan, atbp.;

· ang pagkakaroon ng isang malawak na network ng iba't ibang mga bangko ng data, kabilang ang mga pampubliko;

· paggawa ng impormasyon sa isa sa pinakamahalagang salik sa pang-ekonomiya, pambansa at personal na pag-unlad;

· libreng sirkulasyon ng impormasyon sa lipunan.

Ang ganitong paglipat mula sa isang pang-industriya na lipunan sa isang "sibilisasyon ng impormasyon" ay naging posible higit sa lahat salamat sa pag-unlad ng enerhiya at ang pagkakaloob ng isang maginhawang uri ng enerhiya para sa paghahatid at paggamit - elektrikal na enerhiya.

Elektrisidad sa produksyon.

Ang modernong lipunan ay hindi maiisip kung wala ang pagpapakuryente ng mga aktibidad sa produksyon. Nasa pagtatapos ng 80s, higit sa 1/3 ng lahat ng pagkonsumo ng enerhiya sa mundo ay isinasagawa sa anyo ng elektrikal na enerhiya. Sa simula ng susunod na siglo, ang bahaging ito ay maaaring tumaas sa 1/2. Ang pagtaas na ito sa pagkonsumo ng kuryente ay pangunahing nauugnay sa pagtaas ng pagkonsumo nito sa industriya. Ang karamihan ng mga pang-industriya na negosyo ay nagpapatakbo sa elektrikal na enerhiya. Ang mataas na pagkonsumo ng kuryente ay karaniwan para sa mga industriyang masinsinan sa enerhiya tulad ng metalurhiya, aluminyo at mechanical engineering.

Kuryente sa bahay.

Ang kuryente ay isang mahalagang katulong sa pang-araw-araw na buhay. Araw-araw ay nakikitungo kami sa kanya, at, marahil, hindi na namin maiisip ang aming buhay na wala siya. Alalahanin ang huling beses na pinatay ang iyong mga ilaw, ibig sabihin, walang kuryente na dumarating sa iyong bahay, tandaan kung paano ka sumumpa na wala kang oras upang gumawa ng anumang bagay at kailangan mo ng ilaw, kailangan mo ng isang TV, isang takure at isang grupo ng iba pang mga electrical appliances. Kung tutuusin, kung mawawalan tayo ng kapangyarihan magpakailanman, babalik na lang tayo sa mga sinaunang panahon na ang pagkain ay niluto sa apoy at naninirahan tayo sa malamig na wigwam.

Ang isang buong tula ay maaaring ialay sa kahalagahan ng kuryente sa ating buhay, ito ay napakahalaga sa ating buhay at tayo ay nakasanayan na. Bagama't hindi na natin napapansin na pumapasok na ito sa ating mga tahanan, kapag ito ay naka-off, ito ay nagiging lubhang hindi komportable.

Pinahahalagahan ang kuryente!

Listahan ng ginamit na panitikan.

1. Textbook ni S.V. Gromov "Physics, 10th grade." Moscow: Enlightenment.

2. Encyclopedic dictionary ng isang batang physicist. Tambalan. V.A. Chuyanov, Moscow: Pedagogy.

3. Ellion L., Wilkons U.. Physics. Moscow: Agham.

4. Koltun M. Mundo ng Physics. Moscow.

5. Mga mapagkukunan ng enerhiya. Mga katotohanan, problema, solusyon. Moscow: Agham at Teknolohiya.

6. Hindi tradisyonal na pinagkukunan ng enerhiya. Moscow: Kaalaman.

7. Yudasin L.S.. Enerhiya: mga problema at pag-asa. Moscow: Enlightenment.

8. Podgorny A.N. Enerhiya ng hydrogen. Moscow: Agham.

Ang kuryente, bilang pangunahing makina ng pag-unlad ng sibilisasyon, ay pumasok sa buhay ng sangkatauhan kamakailan. Ang aktibong paggamit ng kuryente ay nagsimula mahigit isang daang taon na ang nakalilipas.

Kasaysayan ng industriya ng kuryente sa mundo

Ang industriya ng kuryente ay isang estratehikong sektor ng sistemang pang-ekonomiya ng anumang estado. Ang kasaysayan ng paglitaw at pag-unlad ng kahusayan ng enerhiya ay nagsimula sa pagtatapos ng ika-19 na siglo. Ang nangunguna sa paglitaw ng pagbuo ng pang-industriya na kuryente ay ang pagtuklas ng mga pangunahing batas tungkol sa kalikasan at mga katangian ng electric current.

Ang panimulang punto kung kailan lumitaw ang produksyon at paghahatid ng kuryente ay itinuturing na 1892. Noon itinayo ang unang planta ng kuryente sa New York sa pamumuno ni Thomas Edison. Ang istasyon ay naging pinagmumulan ng electric current para sa mga street lighting lamp. Ito ang unang karanasan sa pag-convert ng thermal energy mula sa coal combustion sa kuryente.

Simula noon, nagsimula na ang panahon ng mass construction ng thermal power plants (TPPs) na tumatakbo sa solid fuel - thermal coal. Sa pag-unlad ng industriya ng langis, lumitaw ang malaking reserba ng langis ng gasolina, na nabuo bilang isang resulta ng pagpino ng mga produktong petrolyo. Ang mga teknolohiya ay binuo para sa pagkuha ng carrier ng thermal energy (steam) mula sa nasusunog na fuel oil.

Mula noong dekada thirties ng huling siglo, ang mga hydroelectric power plant (HPPs) ay naging laganap. Ang mga negosyo ay nagsimulang gumamit ng enerhiya ng bumabagsak na mga daloy ng tubig mula sa mga ilog at mga reservoir.

Noong dekada 70, nagsimula ang mabilis na pagtatayo ng mga nuclear power plant (NPPs). Kasabay nito, ang mga alternatibong pinagkukunan ng kuryente ay nagsimulang bumuo at ipinakilala: wind turbines, solar panels, at alkaline-acid geostations. Lumitaw ang mga mini installation na gumagamit ng init upang makabuo ng kuryente bilang resulta ng mga kemikal na proseso ng pagkabulok ng pataba at basura ng sambahayan.

Kasaysayan ng industriya ng kuryente ng Russia

Ang isang malakas na impetus para sa pagbuo ng paggawa ng elektrikal na enerhiya ay ang pag-ampon ng batang estado ng USSR ng plano ng GOELRO noong 1920. Napagpasyahan na magtayo ng 10 power plant na may kabuuang kapasidad na 640 thousand kW sa loob ng 15 taon. Gayunpaman, noong 1935, 40 state regional power plants (GRES) ang ipinatupad. Ang isang malakas na base para sa industriyalisasyon ng Russia at ang mga republika ng Unyon ay nilikha.

Noong 1930s, nagsimula ang mass construction ng mga hydroelectric power station (HPPs) sa teritoryo ng USSR. Ang mga ilog ng Siberia ay binuo. Ang sikat na Dnieper Hydroelectric Power Station ay itinayo sa Ukraine. Sa mga taon pagkatapos ng digmaan, binigyang pansin ng estado ang pagtatayo ng mga hydroelectric power station.

Mahalaga! Ang paglitaw ng murang kuryente sa Russia ay nalutas ang problema ng transportasyon sa lunsod sa malalaking sentro ng rehiyon. Ang mga tram at trolleybus ay hindi lamang naging pang-ekonomiyang insentibo para sa paggamit ng kuryente sa transportasyon, ngunit nagdala din ng makabuluhang pagbawas sa pagkonsumo ng likidong gasolina. Ang murang mapagkukunan ng enerhiya ay humantong sa paglitaw ng mga de-kuryenteng tren sa mga riles.

Noong dekada 70, bilang resulta ng pandaigdigang krisis sa enerhiya, nagkaroon ng matinding pagtaas sa presyo ng langis. Ang isang plano para sa pagpapaunlad ng enerhiyang nuklear ay nagsimulang ipatupad sa Russia. Halos lahat ng mga republika ng Unyong Sobyet ay nagsimulang magtayo ng mga nuclear power plant. Ang Russia ngayon ay naging pinuno sa bagay na ito. Ngayon mayroong 21 nuclear power plant na tumatakbo sa teritoryo ng Russian Federation.

Mga pangunahing teknolohikal na proseso sa industriya ng kuryente

Ang produksyon ng kuryente sa Russia ay batay sa tatlong haligi ng sistema ng enerhiya. Ang mga ito ay nuclear, thermal at hydropower.

Tatlong uri ng pagbuo ng kuryente

Mga industriya ng kuryente

Ang listahan ng mga pang-industriya na mapagkukunan ng paggawa ng elektrikal na enerhiya ay binubuo ng 4 na sektor ng enerhiya:

• atomic;
• thermal;
• hydropower;
• alternatibo.

Nuclear energy

Ang sangay na ito ng produksyon ng enerhiya ay ngayon ang pinaka-epektibong paraan upang makabuo ng kuryente sa pamamagitan ng isang nuclear reaction. Para sa layuning ito, ginagamit ang purified uranium. Ang puso ng istasyon ay ang nuclear reactor.

Ang mga pinagmumulan ng init ay mga elemento ng gasolina (mga elemento ng gasolina). Ang mga ito ay manipis, mahabang zirconium tubes na naglalaman ng uranium tablets. Ang mga ito ay pinagsama sa mga grupo - fuel assembly (fuel assembly). Nilo-load nila ang sisidlan ng reaktor, sa katawan kung saan may mga tubo na may tubig. Sa panahon ng pagkabulok ng nuklear ng uranium, ang init ay inilabas, na nagpapainit sa tubig sa pangunahing circuit hanggang 3200.

Ang singaw ay dumadaloy sa mga blades ng turbine, na nagpapaikot ng mga alternating current generators. Ang kuryente ay pumapasok sa pangkalahatang sistema ng enerhiya sa pamamagitan ng mga transformer.

pansinin mo! Sa pag-alala sa trahedya sa Chernobyl, pinagbubuti ng mga siyentipiko sa buong mundo ang sistema ng kaligtasan ng mga nuclear power plant. Tinitiyak ng mga pinakabagong pag-unlad sa enerhiyang nuklear na halos 100% hindi nakakapinsala ang mga nuclear power plant.

Thermal na enerhiya

Ang mga thermal power plant ay nagpapatakbo sa prinsipyo ng pagsunog ng mga natural na gatong: karbon, gas at langis ng gasolina. Ang tubig na dumadaan sa mga pipeline sa pamamagitan ng mga boiler ay na-convert sa singaw at pagkatapos ay ibinibigay sa mga blades ng generator turbines.

Karagdagang impormasyon. Sa paglipas ng 4 na taon ng pagpapatakbo ng isang grupo ng mga fuel rod, ang dami ng kuryente ay nabubuo na ang thermal power plant ay kailangang magsunog ng 730 natural gas tank, 600 coal car o 900 oil railway tanker.

Bilang karagdagan, ang mga thermal power plant ay lubos na nagpapalala sa sitwasyon sa kapaligiran sa mga lugar kung saan sila matatagpuan. Ang mga produktong pagkasunog ng gasolina ay labis na nagpaparumi sa kapaligiran. Tanging ang mga istasyon na tumatakbo sa mga yunit ng gas turbine ang nakakatugon sa mga kinakailangan ng kalinisan sa kapaligiran.

Hydropower

Ang mga halimbawa ng epektibong paggamit ng hydropower ay ang Aswan, Sayano-Shushenskaya hydroelectric power station, atbp. Ang pinaka-friendly na mga planta ng kuryente na gumagamit ng kinetic energy ng paggalaw ng tubig ay hindi gumagawa ng anumang nakakapinsalang emisyon sa kapaligiran. Gayunpaman, ang mass construction ng hydraulic structures ay limitado sa pamamagitan ng kumbinasyon ng mga pangyayari. Ito ay ang pagkakaroon ng isang tiyak na dami ng natural na daloy ng tubig, isang tampok ng lupain, at marami pang iba.

Alternatibong enerhiya

Ang siyentipiko at teknolohikal na rebolusyon ay hindi tumitigil sa isang minuto. Araw-araw ay nagdudulot ng mga inobasyon sa paggawa ng electric current. Ang mga mapagtanong na isip ay patuloy na abala sa paghahanap ng mga bagong teknolohiya para sa pagbuo ng kuryente, na nagsisilbing alternatibo sa mga tradisyonal na pamamaraan ng pagbuo ng kuryente.

Dapat banggitin ang mga wind generator, tidal sea station at solar panel. Kasabay nito, lumitaw ang mga device na gumagawa ng electric current gamit ang init ng decomposition ng mga basura sa bahay at mga produktong dumi ng hayop. May mga device na gumagamit ng pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng iba't ibang layer ng lupa, ang alkaline at acidic na kapaligiran ng lupa sa iba't ibang antas. Ang mga alternatibong pinagkukunan ng kuryente ay may isang bagay na magkakatulad - ito ay ang hindi pagkakatulad ng dami ng enerhiya na nabuo sa dami ng kuryente na nakukuha sa mga tradisyonal na pamamaraan (nuclear power plants, thermal power plants at hydroelectric power plants).

Pagpapadala at pamamahagi ng elektrikal na enerhiya

Anuman ang disenyo ng mga power plant, ang kanilang enerhiya ay ibinibigay sa pinag-isang sistema ng enerhiya ng bansa. Ang ipinadalang kuryente ay pumapasok sa mga substation ng pamamahagi, at mula roon ay umaabot ito sa mga mamimili mismo. Ang kuryente ay inililipat mula sa mga producer sa pamamagitan ng hangin sa pamamagitan ng mga linya ng kuryente. Para sa mga maikling distansya, ang kasalukuyang daloy sa isang cable na inilatag sa ilalim ng lupa.

Pagkonsumo ng kuryente

Sa pagdating ng mga bagong pasilidad na pang-industriya, ang pag-commissioning ng mga residential complex at mga gusaling sibil, ang pagkonsumo ng kuryente ay tumataas araw-araw. Halos bawat taon, ang mga bagong power plant ay nagpapatakbo sa Russia, o ang mga umiiral na negosyo ay pinupunan ng mga bagong power unit.

Mga uri ng aktibidad sa industriya ng kuryente

Ang mga kompanya ng kuryente ay nakikibahagi sa walang patid na paghahatid ng kuryente sa bawat mamimili. Sa sektor ng enerhiya, ang antas ng trabaho ay lumampas sa ilang nangungunang sektor ng pambansang ekonomiya ng estado.

Kontrol sa pagpapatakbo ng pagpapadala

Ang TAC ay gumaganap ng isang kritikal na papel sa muling pamamahagi ng mga daloy ng enerhiya sa isang kapaligiran ng pagbabago ng mga antas ng pagkonsumo. Ang mga serbisyo ng dispatch ay naglalayong magpadala ng electric current mula sa tagagawa patungo sa consumer sa paraang walang problema. Kung sakaling magkaroon ng anumang aksidente o pagkabigo sa mga linya ng kuryente, ang ODU ay gumaganap ng mga tungkulin ng operational headquarters upang mabilis na maalis ang mga pagkukulang na ito.

Energosbyt

Kasama sa mga taripa para sa pagbabayad para sa pagkonsumo ng kuryente ang mga gastos para sa kita ng mga kumpanya ng enerhiya. Ang kawastuhan at pagiging maagap ng pagbabayad para sa mga nagamit na serbisyo ay sinusubaybayan ng serbisyo ng Energosbyt. Ang suportang pinansyal ng buong sistema ng enerhiya ng bansa ay nakasalalay dito. Ang mga parusa ay inilalapat sa mga hindi nagbabayad, hanggang sa at kabilang ang pagdiskonekta ng power supply ng consumer.

Ang sistema ng enerhiya ay ang sistema ng sirkulasyon ng isang solong organismo ng estado. Ang produksyon ng kuryente ay isang estratehikong lugar para sa seguridad ng pagkakaroon at pag-unlad ng ekonomiya ng bansa.

Video

Produksyon ng kuryente

Produksyon ng kuryente

Karamihan sa kuryenteng ginawa sa mundo ay nalilikha ng mga thermal power plant (TPP), at kadadating lang namin sa isa sa mga ito. Pansinin ang malalaking cylindrical tank. Ang mga kahanga-hangang "mga sisidlan", na ang dami nito ay maaaring umabot sa 14,000 m³, nag-iimbak ng mabibigat na bahagi ng langis, na nagsisilbing isa sa mga panggatong sa industriya ng enerhiya.

Humigit-kumulang 7% ng kuryente sa mundo ay gawa sa langis ngayon. Malaking bahagi ito, dahil sa mataas na halaga ng petrolyo. Maipapayo na gamitin ito sa mga lugar kung saan mas mahirap ihatid ang natural gas at karbon. Sa ating bansa, ang mga power plant na matatagpuan sa Hilaga at Malayong Silangan ay pangunahing nagpapatakbo sa langis ng gasolina. Bilang karagdagan, madalas itong ginagamit bilang isang backup na gasolina sa mga thermal power plant na gumagamit ng gas bilang pangunahing gasolina. Sa Russia, ang bahagi ng naturang mga power plant ay 35%.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga thermal power plant ay batay sa conversion ng thermal energy sa mekanikal na enerhiya at pagkatapos ay sa elektrikal na enerhiya. Sa pugon ng yunit ng boiler, sinusunog ito upang himukin ang prime mover, na, naman, ay magsisimula ng electric generator. Kaya, sa pinakakaraniwang steam turbine thermal power plant sa mundo, ang high-pressure water steam ay nalilikha sa pamamagitan ng pagsunog nito. Nagmamaneho ito ng steam turbine na konektado sa isang electric generator rotor.

Dapat sabihin na ang gasolina ay hindi lamang ang produktong petrolyo na ginagamit upang makabuo ng kuryente. Maaaring gamitin ang gasolina o diesel na internal combustion engine para magmaneho ng mga electric generator.

Ang kanilang mababang kapangyarihan at mababang kahusayan ay nabayaran ng compact na laki ng istasyon at mababang gastos sa pag-install at pagpapanatili. Bukod dito, ang mga naturang power plant ay maaaring maging mobile - at kung kailangan mong magbigay ng enerhiya para sa isang geological expedition o magbigay ng tulong sa isang lugar ng sakuna, sila ay nagiging isang tunay na kaligtasan.

Marahil ang pinaka-aktibong pag-unlad ay ngayon sa paggamit ng mga wind generator. Sa kasalukuyan ay nagbibigay sila ng mas mababa sa 1% ng pagkonsumo ng enerhiya sa mundo, ngunit ang sitwasyon ay mabilis na nagbabago. Kaya, sa Espanya ang bahagi ng enerhiya ng hangin ay umabot na sa 40%, at plano ng gobyerno ng Britanya na ilipat ang lahat ng mga sambahayan sa bansa dito sa 2020. Ang relatibong mura, accessibility at pagiging friendly sa kapaligiran ay ang walang alinlangan na bentahe ng direksyong ito. Ngunit mayroon ding mga disadvantages: malakas na ingay, hindi pantay na output ng enerhiya, ang pangangailangan para sa malalaking lugar upang ang malalaking blades ng mga modernong mill ay hindi makagambala sa bawat isa. At, siyempre, kailangan ang patuloy na hangin, na nangangahulugan na ang teknolohiya ay hindi angkop para sa lahat ng mga lugar.

Gayunpaman, ang parehong ay maaaring sinabi tungkol sa mga istasyon ng solar. Ang mga solar panel ay nagiging bahagi ng pang-araw-araw na buhay sa mga bansa sa timog, kung saan mayroong maraming malinaw na araw sa isang taon. Ngayon ito ay hindi lamang isang mapagkukunan ng kuryente para sa mga sasakyang pangkalawakan, kundi pati na rin ang liwanag at init para sa mga residente ng mga bahay sa mga bubong kung saan naka-install ang mga photocell panel. Sa Moscow, makikita ang mga solar panel sa bubong ng mataas na gusali ng Academy of Sciences. Walang alinlangan, ang teknolohiyang ito ay may magandang kinabukasan, dahil ang isang bituin na tinatawag na Araw ay nagbibigay sa Earth ng humigit-kumulang 100 libong enerhiya kaysa sa kailangan ng ating sibilisasyon ngayon.

Ang mga geothermal power plant ay gumagamit ng thermal energy na inilabas ng crust ng earth sa mga volcanic zone - halimbawa, sa Iceland, Kamchatka, at New Zealand. Ang mga naturang pasilidad ay medyo mahal, ngunit ang kanilang operasyon ay napakatipid. Sa Iceland, ang mapagkukunan ng enerhiya na ito ay ginagamit na upang magpainit ng halos 90% ng mga tahanan.

Sa mga lugar sa baybayin, maaaring magtayo ng mga tidal power plant na sinasamantala ang mga pagbabago sa antas ng tubig. Ang bay o bukana ng ilog ay hinaharangan ng isang espesyal na dam na nagpapanatili ng tubig kapag low tide. Kapag inilabas ang tubig, pinaikot nito ang turbine. Ang isang mas kamangha-manghang paraan ng pagkuha ng enerhiya ay ang paggamit ng pagkakaiba sa temperatura ng tubig sa karagatan. Pinapainit ng maligamgam na tubig ang isang likido na madaling sumingaw (ammonia), ang singaw ay nagpapatakbo ng turbine, at pagkatapos ay pinalapot gamit ang malamig na tubig. Ang nasabing planta ng kuryente ay nagpapatakbo, sa partikular, sa Hawaii.

Ayon sa mga optimistikong pagtataya, sa ikalawang kalahati ng siglong ito ang bahagi ng renewable at alternatibong mga mapagkukunan sa pandaigdigang enerhiya ay maaaring umabot sa 50%.

Upang matuto nang higit pa tungkol sa mga petrolyo na panggatong at mga bagong paraan ng pagbuo ng enerhiya, maaari kang pumunta sa isang gasolinahan.

Mga kawili-wiling katotohanan

Sa ngayon, kapag ang malaking bahagi ng kuryente ay nabuo mula sa hindi nababagong mga mapagkukunan, kabilang ang mahalagang langis, tungkulin nating sundin ang mga pangunahing tuntunin ng ekonomiya. Ang mga ito ay hindi mas kumplikado kaysa sa tradisyonal na "Kapag aalis, patayin ang ilaw." Ang ilang mga katotohanan para sa mga gustong maging mas may kamalayan at matipid na naninirahan sa Earth ngayon:

• Ang isang energy-saving light bulb ay kumokonsumo ng dalawang-katlo ng dami ng enerhiya na kinakailangan ng isang regular na bumbilya at tumatagal ng 70% na mas matagal.
• Ang kahusayan ng mga heating device at air conditioner ay bumaba ng 20% ​​dahil sa karaniwang mga bitak sa mga frame ng bintana.
• Kung palaging nakasaksak ang charger ng iyong mobile phone, nasasayang ang 95% ng enerhiya.
• Ang isang maling napiling programa sa paghuhugas ay humahantong sa 30% na pag-aaksaya ng enerhiya.
• Ang mga modernong electrical appliances ay may label na ayon sa kanilang klase ng kahusayan sa enerhiya. Ang pinaka-ekonomiko ay ang mga Class A na device.

Isang maikling electronic reference na libro sa mga pangunahing tuntunin ng langis at gas na may sistema ng mga cross-reference. - M.: Russian State University of Oil and Gas na pinangalanan. I. M. Gubkina. M.A. Mokhov, L.V. Igrevsky, E.S. Novik. 2004 .

Tingnan kung ano ang "produksyon ng kuryente" sa iba pang mga diksyunaryo:

produksyon ng kuryente- — EN electrical industry Industriya para sa produksyon ng electric energy. (Pinagmulan: CED) Mga Paksa: pangangalaga sa kapaligiran EN ...

photovoltaic power generation- produksyon ng kuryente sa pamamagitan ng photovoltaic installation - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. English-Russian na diksyunaryo ng electrical engineering at power engineering, Moscow, 1999] Mga paksa ng electrical engineering, mga pangunahing konsepto Mga kasingkahulugan ... ... Gabay ng Teknikal na Tagasalin

produksyon ng kuryente mula sa solar energy- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. English-Russian na diksyunaryo ng electrical engineering at power engineering, Moscow, 1999] Mga paksa ng electrical engineering, mga pangunahing konsepto EN solar electric generationsolar power generation ... Gabay ng Teknikal na Tagasalin

distributed power generation- kabilang ang mga maliliit na planta ng kuryente na matatagpuan sa network ng pamamahagi ng isang kumpanya ng electric utility para sa layunin ng pagsakop sa lokal o rehiyonal na peak load (sa antas ng substation) o upang maiwasan ang modernisasyon... ... Gabay ng Teknikal na Tagasalin

in-plant na pagbuo ng kuryente- (para sa sariling pangangailangan) [A.S. English-Russian energy dictionary. 2006] Mga Paksa: enerhiya sa pangkalahatan EN sa pagbuo ng bahay ... Gabay ng Teknikal na Tagasalin

pinagsamang produksyon ng init at kuryente- - [V.A. Semenov. English-Russian na diksyunaryo ng relay protection] Mga paksa relay protection EN cogeneration ... Gabay ng Teknikal na Tagasalin

cogeneration gamit ang dry ice- (para sa pagkuha ng carbon dioxide) [A.S. English-Russian energy dictionary. 2006] Mga Paksa: enerhiya sa pangkalahatan EN dry ice cogeneration ... Gabay ng Teknikal na Tagasalin

malakihang pinagsamang cycle na pagbuo ng kuryente (batay sa init)- (higit sa 10 MW) [A.S. English-Russian energy dictionary. 2006] Mga Paksa: enerhiya sa pangkalahatan EN SNR sektor kuryente large scale generation ... Gabay ng Teknikal na Tagasalin

small-scale combined cycle power generation (batay sa init)- (mas mababa sa 1 MW) [A.S. English-Russian energy dictionary. 2006] Mga Paksa: enerhiya sa pangkalahatan EN SNR sektor kuryente small scale generation ... Gabay ng Teknikal na Tagasalin