Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Енергетика



План:


Введення

Градирні - необхідний елемент багатьох електростанцій світу.
ГЕС в Бразилії демонструє міць гідроенергії.

Енергетика - область господарсько- економічної діяльності людини, сукупність великих природних і штучних підсистем, що служать для перетворення, розподілу і використання енергетичних ресурсів всіх видів. Її метою є забезпечення виробництва енергії шляхом перетворення первинної, природного, енергії у вторинну, наприклад в електричну або теплову енергію. При цьому виробництво енергії найчастіше відбувається в кілька стадій:


1. Електроенергетика

Частка вироблення електроенергії в Росії : червоний - ТЕС (68%), синій - ГЕС (16%), зелений - АЕС (16%).

Електроенергетика - це підсистема енергетики, що охоплює виробництво електроенергії на електростанціях і її доставку споживачам по лінії електропередачі. Центральними її елементами є електростанції, які прийнято класифікувати по виду використовуваної первинної енергії і виду застосовуваних для цього перетворювачів. Необхідно відзначити, що переважання того або іншого виду електростанцій в певному державі залежить в першу чергу від наявності відповідних ресурсів. Електроенергетику прийнято ділити на традиційну і нетрадиційну.


1.1. Традиційна електроенергетика

Характерною рисою традиційної електроенергетики є її давня і хороша освоєність, вона пройшла тривалу перевірку в різноманітних умовах експлуатації. Основну частку електроенергії в усьому світі отримують саме на традиційних електростанціях, їх одинична [2] електрична потужність дуже часто перевищує 1000 Мвт. Традиційна електроенергетика ділиться на декілька напрямів [3].


1.1.1. Теплова енергетика

У цій галузі виробництво електроенергії виробляється на теплових електростанціях (ТЕС), що використовують для цього хімічну енергію органічного палива. Вони діляться на:

Теплоенергетика в світовому масштабі переважає серед традиційних видів, на базі нафти виробляється 39% всієї електроенергії світу, на базі вугілля - 27%, газу - 24%, тобто всього 90% від загального виробітку всіх електростанцій світу [5]. Енергетика таких країн світу, як Польща і ПАР практично повністю заснована на використанні вугілля, а Нідерландів - газу. Дуже велика частка теплоенергетики в Китаї, Австралії, Мексиці.

Велика канадська ГЕС "Сер Адам Бек" на Ніагарському водоспаді.

1.1.2. Гідроенергетика

У цій галузі електроенергія виробляється на Гідроелектростанціях (ГЕС), що використовують для цього енергію водного потоку.

ГЕС переважає в ряді країн - у Норвегії і Бразилії вся вироблення електроенергії відбувається на них. Список країн, в яких частка виробітку ГЕС перевищує 70%, включає кілька десятків з них.

1.1.3. Ядерна енергетика

Галузь, в якій електроенергія виробляється на Атомних електростанціях (АЕС), що використовують для цього енергію ланцюгової ядерної реакції, найчастіше урану.

За часткою АЕС у виробленні електроенергії першенствує Франція [6], близько 80%. Переважає вона також у Бельгії, Республіці Корея і деяких інших країнах. Світовими лідерами з виробництва електроенергії на АЕС є США, Франція і Японія [7] [8].


1.2. Нетрадиційна електроенергетика

Вітряні турбіни в Німеччині.

Більшість напрямків нетрадиційної електроенергетики засновані на цілком традиційних принципах, але первинною енергією в них служать або джерела локального значення, наприклад вітряні, геотермальні, або джерела знаходяться в стадії освоєння, наприклад паливні елементи або джерела, які можуть знайти застосування в перспективі, наприклад термоядерна енергетика. Характерними рисами нетрадиційної енергетики є їх екологічна чистота, надзвичайно великі витрати на капітальне будівництво (наприклад для сонячної електростанції потужністю 1000 Мвт потрібно покрити досить дорогими дзеркалами площа близько 4-х км ) і мала одинична потужність [1]. Напрями нетрадиційної енергетики [3] :

Також можна виділити важливе через свою масовість поняття - мала енергетика, цей термін не є в даний час загальноприйнятою, поряд з ним вживаються терміни локальна енергетика, розподілена енергетика, автономна енергетика та ін [9]. Найчастіше так називають електростанції потужністю до 30 МВт з агрегатами одиничною потужністю до 10 МВт. До них можна віднести як екологічні види енергетики, перераховані вище, так і малі електростанції на органічному паливі, такі як дизельні електростанції (серед малих електростанцій їх переважна більшість, наприклад в Росії - приблизно 96% [10]), газопоршневі електростанції, газотурбінні установки малої потужності на дизельному і газовому паливі [11].


1.3. Електричні мережі

Електрична підстанція в Багдаді, Ірак.

Електрична мережа - сукупність підстанцій, розподільних пристроїв і з'єднують їх ліній електропередачі, призначена для передачі і розподілу електричної енергії [12]. Електрична мережа забезпечує можливість видачі потужності електростанцій, її передачі на відстань, перетворення параметрів електроенергії ( напруги, струму) на підстанціях і її розподіл по території аж до безпосередніх електроприймачів.

Електричні мережі сучасних енергосистем є багатоступеневими, тобто електроенергія зазнає велика кількість трансформацій на шляху від джерел електроенергії до її споживачам. Також для сучасних електричних мереж характерна багаторежимних, під чим розуміється різноманітність завантаження елементів мережі в добовому і річному розрізі, а також велика кількість режимів, що виникають при виведенні різних елементів мережі в плановий ремонт і при їх аварійних вимкнень. Ці та інші характерні риси сучасних електромереж роблять їх структури та конфігурації дуже складними і різноманітними [13].


2. Теплопостачання

ТЕЦ в Фінляндії.

Життя сучасної людини пов'язана з широким використанням не тільки електричної, а й теплової енергії. Для того, щоб людина відчувала себе комфортно вдома, на роботі, в будь-якому громадському місці, всі приміщення повинні опалюватися і забезпечуватися гарячою водою для побутових цілей. Так як це безпосередньо пов'язано із здоров'ям людини, у розвинених державах придатні температурні умови в приміщеннях різного роду регламентуються санітарними правилами і стандартами [14]. Такі умови можуть бути реалізовані в більшості країн світу [15] тільки при постійному підводі до об'єкта опалення (теплоприймачу) певної кількості тепла, яке залежить від температури зовнішнього повітря, для чого найчастіше використовується гаряча вода з кінцевою температурою у споживачів близько 80-90 C. Також для різних технологічних процесів промислових підприємств може вимагатися так званий виробничий пар з тиском 1-3 МПа. У загальному випадку постачання будь-якого об'єкта теплом забезпечується системою, що складається з:


2.1. Централізоване теплопостачання

Характерною рисою централізованого теплопостачання є наявність розгалуженої теплової мережі, від якої живляться численні споживачі ( заводи, будівлі, житлові приміщення та ін.) Для централізованого теплопостачання використовуються два види джерел:


2.2. Децентралізоване теплопостачання

Систему теплопостачання називають децентралізованою, якщо джерело тепла й теплоприемник практично суміщені, тобто теплова мережа або дуже маленька, або відсутній. Таке теплопостачання може бути індивідуальним, коли в кожному приміщенні використовуються окремі опалювальні прилади, наприклад електричні, або місцевим, наприклад обігрів будівлі за допомогою власної малої котельні. Зазвичай обігріву таких котелень не перевищує 1 Гкал / год (1,163 МВт). Потужність теплових джерел індивідуального теплопостачання зазвичай зовсім невелика і визначається потребами їх власників. Види децентралізованого опалення:


2.3. Теплові мережі

Теплова мережа - це складна інженерно-будівельне споруда, що служить для транспорту тепла за допомогою теплоносія, води або пари, від джерела, ТЕЦ чи котельні, до теплових споживачам.

Від коллекторов прямой сетевой воды с помощью магистральных теплопроводов горячая вода подаётся в населённые пункты. Магистральные теплопроводы имеют ответвления, к которым присоединяется разводка к тепловым пунктам, в которых находится теплообменное оборудование с регуляторами, обеспечивающими снабжение потребителей тепла и горячей воды. Тепловые магистрали соседних ТЭЦ и котельных для повышения надёжности теплоснабжения соединяют перемычками с запорной арматурой, которые позволяют обеспечить бесперебойное теплоснабжение даже при авариях и ремонтах отдельных участков тепловых сетей и источников теплоснабжения. Таким образом, тепловая сеть любого города является сложнейшим комплексом теплопроводов, источников тепла и его потребителей [1].


3. Энергетическое топливо

Так как большинство из традиционных электростанций и источников теплоснабжения выделяют энергию из невозобновляемых ресурсов, вопросы добычи, переработки и доставки топлива чрезвычайно важны в энергетике. В традиционной энергетике используются два принципиально отличных друг от друга видов топлива.


3.1. Органическое топливо

Залежно від агрегатного состояния органическое топливо делится на газообразное, жидкое и твёрдое, каждое из них в свою очередь делится на естественное и искусственное. Доля такового топлива в балансе мировой энергетики составляет около 65 %, из которых 39 % приходится на уголь, 16 % на природный газ, 9 % на жидкое топливо [5].

3.1.1. Газообразное

Естественным топливом является природный газ, искусственным:

3.1.2. Жидкое

Естественным топливом является нефть, искусственным называют продукты его перегонки:

3.1.3. Твёрдое

Естественным топливом являются:

Искусственным твёрдым топливом являются:


3.2. Ядерное топливо

Судя по характерному черенковскому свечению, это топливо уже вступало в ядерную реакцию.

В использовании ядерного топлива вместо органического состоит главное и принципиальное отличие АЭС от ТЭС. Ядерное топливо получают из природного урана, который добывают:

Для использования на АЭС требуется обогащение урана, поэтому его после добычи отправляют на обогатительный завод, после переработки на котором 90 % побочного обеднённого урана направляется на хранение, а 10 % обогащается до нескольких процентов (3-5 % для энергетических реакторов). Обогащённый диоксид урана направляется на специальный завод, где из него изготавливают цилиндрические таблетки [16], которые помещают в герметичные циркониевые трубки длиной почти 4 м, ТВЭЛы (тепловыделяющие элементы). По нескольку сотен ТВЭЛов для удобства использования объединяют в ТВС, тепловыделяющие сборки [1] [17].


4. Энергетические системы

Энергетическая система (энергосистема) - в общем смысле cовокупность энергетических ресурсов всех видов, а также методов и средств для их получения, преобразования, распределения и использования, которые обеспечивают снабжение потребителей всеми видами энергии. В энергосистему входят системы электроэнергетическая, нефте- и газоснабжения, угольной промышленности, ядерной энергетики и другие. Обычно все эти системы объединяются в масштабах страны в единую энергетическую систему, в масштабах нескольких районов - в объединённые энергосистемы. Объединение отдельных энергоснабжающих систем в единую систему также называют межотраслевым топливно-энергетическим комплексом, оно обусловлено прежде всего взаимозаменяемостью различных видов энергии и энергоресурсов [18].

Часто под энергосистемой в более узком смысле понимают совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, которые соединёны между собой и связаны общими режимами непрерывных производственных процессов преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии, что позволяет осуществлять централизованное управление такой системой [19]. В современном мире снабжение потребителей электроэнергией производится от электростанций, которые могут находиться вблизи потребителей или могут быть удалены от них на значительные расстояния. В обоих случаях передача электроэнергии осуществляется по линиям электропередачи. Однако в случае удалённости потребителей от электростанции передачу приходится осуществлять на повышенном напряжении, а между ними сооружать повышающие и понижающие подстанции. Через эти подстанции с помощью электрических линий электростанции связывают друг с другом для параллельной работы на общую нагрузку, также через тепловые пункты с помощью теплопроводов, только на гораздо меньших расстояниях [20] связывают между собой ТЭЦ и котельные. Совокупность всех этих элементов называют энергосистемой, при таком объединении возникают существенные технико-экономические преимущества:

  • существенное снижение стоимости электро- и теплоэнергии;
  • значительное повышение надёжности электро- и теплоснабжения потребителей;
  • повышение экономичности работы различных типов электростанций;
  • снижение необходимой резервной мощности электростанций.

Такие огромные преимущества в использовании энергосистем привели к тому, что уже к 1974 году лишь менее 3 % всего количества электроэнергии мира было выработано отдельно работавшими электростанциями. С тех пор мощность энергетических систем непрерывно возрастала, а из более мелких создавались мощные объединённые системы [13] [21].


Примітки

  1. 1 2 3 4 5 Под общей редакцией чл.-корр. РАН Е.В. Аметистова том 1 под редакцией проф.А.Д.Трухния // Основы современной энергетики. В 2-х томах - Москва: Издательский дом МЭИ, 2008. - ISBN 978 5 383 00162 2.
  2. То есть мощность одной установки (или энергоблока).
  3. 1 2 Классификация Российской Академии Наук, которая ей всё же считается достаточно условной
  4. Это самое молодое направление традиционной электроэнергетики, возраст которого немногим более 20 лет.
  5. 1 2 Данные за 2000 год.
  6. До недавнего закрытия своей единственной Игналинской АЭС, наряду с Францией по этому показателю также лидировала Литва.
  7. В.А.Веников, Е.В.Путятин Введение в специальность: Электроэнергетика - Москва: Высшая школа, 1988.
  8. 1 2 Енергетика в росії і в світі: проблеми і перспективи. М.: Маїк "Наука / Інтерпереодіка", 2001.
  9. Ці поняття можуть різному трактуватися.
  10. Дані за 2005 рік
  11. А. Михайлов, д.т.н., проф., А. Агафонов, д.т.н., проф., В. Сайданов, к.т.н., доц. Мала енергетика Росії. Класифікація, завдання, застосування - www.news.elteh.ru/arh/2005/35/04.php / / Новини Електротехніки: Інформаційно-довідкове видання. - Санкт-Петербург: 2005. - № 5.
  12. ГОСТ 24291-90 Електрична частина електростанції та електричної мережі. Терміни та визначення
  13. 1 2 Під загальною редакцією чл.-кор. РАН Е.В.Аметистова том 2 по редакцією проф.А.П.Бурмана і проф.В.А.Строева / / Основи сучасної енергетики. У 2-х томах - Москва: Видавничий дім МЕІ, 2008. - ISBN 978 5 383 00163 9.
  14. Наприклад СНИП 2.08.01-89: Житлові будинки - www.proektstroy.ru/standarts/view/1511?gp=3 або ГОСТ Р 51617-2000: Житлово-комунальні послуги. Загальні технічні умови. - www.yondi.ru/inner_c_article_id_324.phtm в Росії
  15. Залежно від клімату в деяких країнах немає такої необхідності.
  16. Діаметром близько 9 мм і висотою 15-30 мм.
  17. Т. Х. Маргулова Атомні електричні станції - Москва: Видавництво, 1994.
  18. Енергосистема - bse.sci-lib.com/article126652.html - стаття з Великої радянської енциклопедії
  19. ГОСТ 21027-75 Системи енергетичні. Терміни та визначення
  20. Не більше декількох кілометрів.
  21. Під редакцією С. С. Рокотян та І. М. Шапіро Довідник з проектування енергетичних систем - Москва: Вища школа, 1985.

Див також

Категорія: Енергетика по країнах

Енергетика: структура по продуктах і галузям
Електроенергетика :
електроенергія
Традиційна
Теплові електростанції Конденсаційна електростанція (КЕС) Теплоелектроцентраль (ТЕЦ)
Гідроенергетика Гідроелектростанція (ГЕС) Гідроакумулююча електростанція (ГАЕС)
Атомна Атомна електростанція (АЕС) Плавуча атомна електростанція (ПАТЕС)
Альтернативна
Геотермальна Геотермальні електростанції (ГеоТЕС)
Гідроенергетика Малі гідроелектростанції (МГЕС) Припливні електростанції (ПЕС) Хвильові електростанції Осмотичні електростанції
Вітроенергетика Вітряні електростанції (ВЕС)
Сонячна Сонячні електростанції (СЕС)
Воднева Водневі електростанції Установки на паливних елементах
Біоенергетика Біоелектростанціі (БіоТЕС)
Мала Дизельні електростанції Газопоршневі електростанції Газотурбінні установки малої потужності
Електрична мережа
Електричні підстанції Лінії електропередачі (ЛЕП) Опори ліній електропередачі
Теплопостачання :
теплоенергія
Централізоване
Теплоелектроцентралі (ТЕЦ) Котельні Атомні електростанції (АЕС) Атомні електростанції теплопостачання (АСТ) Геотермальні електростанції (ГеоТЕС) Біоелектростанціі (БіоТЕС)
Децентралізоване
Малі котельні Міні-ТЕЦ Телонасосние установки Електронагрівачі Печі
Теплова мережа
Теплові пункти Теплотраси
Паливна
промисловість
:
паливо
Органічне
Газоподібне Природний газ Генераторний газ Коксовий газ Доменний газ Продукти перегонки нафти Газ підземної газифікації Синтез-газ
Рідке Нафта Бензин Гас Солярове масло Мазут
Тверде
Викопне Буре вугілля Кам'яне вугілля Антрацит Горючий сланець Торф
Рослинна Дрова Деревні відходи Біомаса
Штучне Деревне вугілля Кокс і напівкокс Углебрікети Відходи вуглезбагачення
Ядерне Уран MOX-паливо
Перспективна
енергетика
:
Енергетика Термоядерна енергетика Космічна енергетика
Паливо Плутоній Торій Дейтерій Тритій Гелій-3 Бор-11

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Альтернативна енергетика
Космічна енергетика
ВЧ-зв'язок (енергетика)
Воднева енергетика
День енергетика
Геотермальна енергетика
Сонячна енергетика
Ядерна енергетика
Енергетика Росії
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru