Реферат: Что такое электричество
К недостаткам АЭС можно отнести трудности, связанные с захоронением
ядерных отходов, катастрофические последствия аварий и тепловое загрязнение используемых
водоемов.
Весьма эффективные источники энергии. Они используют возобновимые
ресурсы - механическую энергию падающей воды. Необходимый для этого подпор воды
создается плотинами, которые воздвигают на реках и каналах. Гидравлические установки
позволяют сокращать перевозки и экономить минеральное топливо (на 1 кВт-ч расходуется
примерно 0,4 т угля). Они достаточно просты в управлении и обладают очень высоким
коэффициентом полезного действия (более 80%). Себестоимость этого типа установок
в 5-6 раз ниже, чем ТЭС, и они требуют намного меньше обслуживающего персонала.
ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических
сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание
напора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под
напором воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь,
преобразуется в электрическую энергию. Напор ГЭС создаётся концентрацией
падения реки на используемом участке плотиной, либо деривацией (отводом воды из
русла реки по каналу), либо плотиной и деривацией совместно.
По установленной мощности (в МВт) различают ГЭС мощные
(свыше 250), средние (до 25) и малые (до 5). Мощность ГЭС зависит от напора
воды, ее расхода (м3/сек), используемого в гидротурбинах, и КПД
гидроагрегата. По ряду причин (вследствие, например, сезонных изменений уровня
воды в водоёмах, непостоянства нагрузки энергосистемы, ремонта гидроагрегатов
или гидротехнических сооружений и т.п.) напор и расход воды непрерывно
меняются, а кроме того, меняется расход при регулировании мощности ГЭС. Поэтому
различают годичный, недельный и суточный циклы режима работы ГЭС.
По схеме использования водных ресурсов и концентрации
напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, деривационные
с напорной и безнапорной деривацией, смешанные, гидроаккумулирующие
и приливные. В русловых и приплотинных ГЭС напор воды создаётся
плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды в верхнем бьефе. При
этом неизбежно некоторое затопление долины реки. В случае сооружения двух
плотин на том же участке реки площадь затопления уменьшается. На равнинных
реках наибольшая экономически допустимая площадь затопления ограничивает высоту
плотины. Русловые и приплотинные ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и
на горных реках, в узких сжатых долинах.
Самые мощные ГЭС сооружены на Волге, Каме, Ангаре, Енисее,
Оби и Иртыше. Каскад гидроэлектростанций представляет собой группу ГЭС,
расположенных ступенями по течению водного потока с целью полного
последовательного использования его энергии. Установки в каскаде обычно связаны
общностью режима, при котором водохранилища верхних ступеней регулируют водохранилища
нижних ступеней. На основе ГЭС восточных районов формируются промышленные
комплексы, специализирующиеся на энергоемких производствах.
В Сибири сосредоточены наиболее эффективные по технико-экономическим
показателям ресурсы. Одним из примеров этого может служить Ангаро-Енисейский
каскад, в состав которого входят самые крупные гидроэлектростанции страны: Саяно-Шушенская
(6,4 млн. кВт), Красноярская (6 млн. кВт), Братская (4,6 млн. кВт), Усть-Илимская
(4,3 млн. кВт). Строится Богучановская ГЭС (4 млн. кВт). Общая
мощность каскада в настоящее время - более 20 млн. кВт.
Электростанция, преобразующая энергию морских приливов в
электрическую. ПЭС использует перепад уровней "полной" и "малой"
воды во время прилива и отлива. Перекрыв плотиной залив или устье впадающей с
море (океан) реки (образовав водоём, называют бассейном ПЭС), можно при
достаточно высокой амплитуде прилива (более 4м) создать напор, достаточный для
вращения гидротурбин и соединённых с ними гидрогенераторов, размещенных в теле
плотины.
При одном бассейне и правильном полусуточном цикле приливов
ПЭС может вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 ч с перерывами
соответственно 2-1 ч четырежды за сутки (такая ПЭС называется однобассейновой
двустороннего действия). Для устранения неравномерности выработки
электроэнергии бассейн ПЭС можно разделить плотиной на два или три меньших
бассейна, в одном из которых поддерживается уровень "малой", а в
другом - "полной" воды; третий бассейн - резервный; гидроагрегаты
устанавливаются в теле разделительной плотины. Но и эта мера полностью не
исключает пульсации энергии, обусловленной цикличностью приливов в течение
полумесячного периода. При совместной работе в одной энергосистеме с мощными
тепловыми (в том числе и атомными) электростанциями энергия, вырабатываемая
ПЭС, может быть использована для участия в покрытии пиков нагрузки
энергосистемы, а входящие в эту же систему ГЭС, имеющие водохранилища сезонного
регулирования, могут компенсировать внутримесячные колебания
энергии приливов.
На ПЭС устанавливают капсульные гидроагрегаты,
которые могут использоваться с относительно высоким КПД в генераторном (прямом
и обратном) и насосном (прямом и обратном) режимах, а также в качестве
водопропускного отверстия. В часы, когда малая нагрузка энергосистемы совпадает
по времени с "малой" или "полной" водой в море,
гидроагрегаты ПЭС либо отключены, либо работают в насосном режиме - подкачивают
воду в бассейн выше уровня прилива (или откачивают ниже уровня отлива) и Т.о. аккумулируют
энергию до того момента, когда в энергосистеме наступит пик нагрузки. В
случае, если прилив или отлив совпадает по времени с максимумом нагрузки
энергосистемы, ПЭС работает в генераторном режиме.
Использование приливной энергии ограничено главным образом
высокой стоимостью сооружения ПЭС (стоимость сооружения ПЭС почти в 2,5 раза
больше, чем обычной речной ГЭС такой же мощности). В целях её снижения в
СССР впервые в мировой практике строительства ГЭС при возведении ПЭС был
предложен и успешно осуществлен т. н. наплавной способ, применяющийся в морском
гидротехническом строительстве (тоннели, доки, дамбы и т.п. сооружения). Сущность
способа состоит в том, что строительство и монтаж объекта производятся в
благоприятных условиях приморского промышленного центра, а затем в собранном
виде объект буксируется по воде к месту его установки. Таким способом в 1963-1968
на побережье Баренцева моря в губе Кислой (Шалимской) была сооружена
первая в СССР опытно-промышленная ПЭС. Создание ПЭС Ране и Кислогубской
ПЭС и их опытная эксплуатация позволили приступить к составлению проектов Мезенской
ПЭС (6-14 ГВт) в Белом море, Пенжинской (35 ГВт) и Тугурской (10 ГВт) в
Охотском море.
Вырабатывает электроэнергию в результате преобразования
энергии ветра. Основное оборудование станции - ветродвигатель и электрический
генератор. Сооружают преимущественно в районах с устойчивым ветровым режимом.
Паротурбинная электростанция, использующая глубинное тепло
Земли. В вулканических районах термальные глубинные воды нагреваются до
температуры свыше 100°С на сравнительно небольшой глубине, откуда они по
трещинам в земной коре выходят на поверхность. На геотермических
электростанциях пароводяная смесь выводится по буровым скважинам и направляется
в сепаратор, где пар отделяется от воды; пар поступает в турбины, а горячая
вода после химической очистки используется для нужд теплофикации. В России подобные
электростанции сооружены на Камчатке: Паужетская (11 тыс. кВт).
В наши дни больше всего электроэнергии выделяют гидроэлектростанции
и атомные электростанции. Но функционирование тепловых, атомных и гидроэнергетических
электростанций негативно влияет на состояние окружающей среды. Поэтому в настоящее
время большое внимание уделяется изучению возможностей использования нетрадиционных,
альтернативных источников энергии. Практическое применение уже получили энергия
приливов и отливов и внутреннее тепло Земли. Ветровые энергоустановки имеются в
жилых поселках Крайнего Севера. Ведутся работы по изучению возможности использования
биомассы в качестве источника энергии. В будущем, возможно, огромную роль будет
играть гелиоэнергетика. В США и Франции построены установки, которые работают на
энергии Солнца (правда, малой мощности).
|
|
 |
Статическое (не имеющее подвижных частей) электромагнитное
устройство, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной
индукции системы переменного тока одного напряжения в систему переменного
тока другого напряжения при неизменной частоте и без существенных потерь мощности.
Трансформатор состоит из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных
проволочных обмоток, охватываемых общим магнитным потоком, намотанных,
как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала.
Страницы: 1, 2, 3, 4 |
