Электростанций плюсы и минусы: Виды электростанций — характеристика, плюсы и минусы устройств » Kupuk.net

Виды электростанций — характеристика, плюсы и минусы устройств » Kupuk.net

Под электростанцией подразумевается комплекс устройств, оборудования и аппаратуры, предназначенных для выработки электрической энергии. Сюда также относятся необходимые для этого строения и здания, которые расположены на соответствующей территории. Независимо от видов электростанций большинство из них функционирует за счет энергии вращения вала генератора.

Характеристики электростанций

Все электрические станции объединены и образуют Единую энергетическую группу, которую создали с целью более эффективного использования их мощностей, чтобы непрерывно снабжать потребителей электроэнергией. Основным элементом в устройстве считается электрогенератор, который выполняет определенные функции:

Обеспечивает быстрое реагирование на наличие или отсутствие нагрузки, которая соответствует его номинальному значению. Производит запуск электродвигателя, обеспечивающего функционирование всей станции.

Каждый генератор отличается формами, размерами и источником энергии, который вращает вал. Кроме него, в станцию входят: турбины, котлы, трансформаторы, распределительное оборудование, технические средства коммутации, автоматика, релейная защита. Сейчас большое внимание уделяется выпуску более компактных установок.

Они вырабатывают электроэнергию, которая питает не только различные объекты, но и целые поселения, находящиеся на удаленном расстоянии от электрических линий. В основном они используются на полярных станциях и предприятиях, добывающих полезные ископаемые.

Основные виды

Классификация электростанций в первую очередь проводится по типу энергоносителей. К ним относятся уголь, природный газ, вода рек, ядерное топливо, дизельное горючее, бензин и т. д. Список основных станций:

Существуют еще солнечные, ветровые, приливные и геотермальные источники электропитания, которые слабо применяются в нашей стране. У них есть ряд недостатков природного характера, и они представляют собой альтернативные виды выработки электроэнергии.

Тепловые и гидравлические

Тепловые электростанции России создают около 70% от всей электроэнергии. Для их функционирования используется мазут, уголь, газ, а в некоторых регионах — торф и сланцы. На теплоэлектроцентралях кроме электрической производится тепловая энергия.

Одним из основных элементов станции является турбина, которая вращается за счет вырабатываемого пара. Преимуществом ТЭС считается то, что ее оборудование можно разместить практически везде, где есть природные энергоносители. Кроме того, на их работу практически не влияют природные факторы.

Но при этом применяемое топливо не возобновляется, то есть его ресурсы могут закончиться, а само оборудование засоряет окружающую среду. В России тепловые станции не оборудованы эффективными системами для очистки от вредных и токсичных веществ.

Газовое оборудование считается более экологичным, но идущие к нему трубы также наносят вред природе. Станции, которые находятся в центральном регионе страны работают на природном газе и мазуте, а в восточных районах — на угле. Поэтому их размещение осуществляется ближе к месторождениям природного топлива.

По своей значимости гидравлические станции расположились на втором месте после ТЭС. Их основное отличие — это использование энергии воды, которая относится к возобновляемым ресурсам. Если смотреть по карте России, то можно заметить, что самые мощные ГЭС находятся в Сибири на Енисее и Ангаре. Список крупных электростанций:

Схема принципа действия установок довольно проста. Падающая вода приводит в движение турбины, которые вращают генераторы, и начинает вырабатываться электроэнергия. Стоимость электричества, производимого ГЭС, считается самой дешевой, и она в 5—6 раз меньше, чем на ТЭС. Кроме того, чтобы управлять гидравлической станцией, требуется меньшее количество сотрудников.

Большую разницу составляет время запуска установки. Если для ГЭС этот параметр составляет 3—5 минут, то у ТЭС он будет длиться несколько часов. С другой стороны, гидравлическая установка функционирует на полную мощность только при большом подъеме уровня воды.

Сейчас большое внимание уделяется строительству гидроаккумулирующих станций, которые отличаются от традиционных установок возможностью перемещения одинакового количества воды между нижним и верхним бассейнами. В ночное время, когда есть излишки электроэнергии, вода подается снизу вверх, а в дневное — наоборот.

Атомные и дизельные

По количеству выпускаемой энергии атомные электростанции располагаются на третьем месте. Их доля в энергетике России составляет всего 10%. В Соединенных Штатах это значение равно 20%, а самый высокий показатель во Франции — более 75%.

После катастрофы на АЭС в Чернобыле была сокращена программа по строительству и развитию ядерных электростанций. Наиболее известные объекты в России:

• Ленинградский;
• Курский;
• Смоленский;
• Белоярский и др.

Сейчас наиболее популярны атомные теплоэлектроцентрали, назначение которых — производство электрической энергии и тепла. Станция такого типа функционирует в поселке Билибино на Чукотке. Кроме того, одним из последних направлений считается создание АСТ — атомных станций теплоснабжения, в которых происходит превращение ядерного энергоносителя в тепловую энергию.

Такое оборудование успешно работает в Нижнем Новгороде и Воронеже. При правильной эксплуатации АЭС является самой экологичной установкой, а именно:

• несущественные выбросы в атмосферу;
• кислород практически не поглощается;
• не создается парниковый эффект.

Если рассматривать принцип работы атомной электростанции, то следует учитывать катастрофические последствия после аварий. Отработанный энергоноситель также требует специального захоронения в ядерных могильниках.

Мобильные дизельные электростанции стали неотъемлемой частью для снабжения электроэнергией отдаленных районов и объектов строительства. Помимо этого, их зачастую используют как аварийные или резервные источники.

Основным элементом оборудования считается генератор, который вращается от двигателя внутреннего сгорания. Стационарные установки могут обладать мощностью до 5 тыс. кВт, а передвижные — не более 1 тыс. кВт.

Одним из их достоинств считаются компактные размеры, поэтому их можно размещать в небольших помещениях. К минусам можно отнести зависимость от наличия топлива, способов его доставки и хранения.

Любая электрическая станция обладает как определенными достоинствами, так и некоторыми недостатками. Причины такой ситуации могут зависеть от технологических процессов, человеческого фактора и природных явлений.

Таблица. Плюсы и минусы ТЭС, ГЭС, АЭС.

Вид электростанции	Достоинства	Недостатки
Тепловая	1. Небольшая цена на энергоноситель. 2. Малые капитальные вложения. 3. Не имеют конкретной привязки к какому-нибудь району. 4. Низкая себестоимость электроэнергии. 5. Все оборудование занимает небольшую площадь.	1. Сильное загрязнение окружающей среды. 2. Большие эксплуатационные расходы.
Гидравлическая	1. Отсутствует необходимость добычи и доставки энергоносителя. 2. Не загрязняет близлежащие районы. 3. Управление водяными потоками. 4. Высокая надежность функционирования. 5. Легкое техническое обслуживание и небольшая себестоимость электроэнергии. 6. Возможность дополнительно использовать природные ресурсы.	1. Подтопление плодородных земель. 2. Большая занимаемая площадь.
Атомная	1. Малое количество вредных выбросов. 2. Небольшой объем энергоносителя. 3. Высокая мощность на выходе. 4. Низкие издержки для получения электроэнергии.	1. Вероятность опасного облучения. 2. Выходная мощность не регулируется. 3. Катастрофические последствия при аварии. 4. Высокие капитальные вложения.

Нетрадиционные электростанции (солнечные, геотермальные, приливные, ветровые и др.) в России используются в небольшом количестве.

Несмотря на недостатки, которые в основном связаны с непостоянством природных явлений, высокой стоимостью и малой выходной мощностью, за альтернативными установками — интересное и перспективное будущее.

Преимущества и недостатки гидроэлектростанций | Энергия

Преимущества гидроэлектростанций

• Работа ГЭС не сопровождается выделением угарного газа и углекислоты, окислов азота и серы, пылевых загрязнителей и других вредных отходов, не загрязняет почву. Некоторое количество тепла, образующегося из-за трения движущихся частей турбины, передается протекающей воде, но это количество редко бывает большим.
• Вода — возобновляемый источник энергии. По крайней мере до тех пор, пока ручьи и реки не пересохнут. Гидрологический цикл (круговорот воды в природе) пополняет источники потенциальной энергии за счет дождей, снегопадов и водостока.
• Производительность ГЭС легко контролировать, изменяя скорость водяного потока (объем воды, подводимый к турбинам).
• Водохранилища, сооружаемые для гидростанций, можно использовать в качестве зон отдыха, порой вокруг них складывается поистине захватывающий пейзаж.
• Вода в искусственных водохранилищах, как правило, чистая, так как примеси осаждаются на дне. Эту воду можно использовать для питья, мытья, купания и ирригации.

Недостатки гидроэлектростанций

• Большие водохранилища затопляют значительные участки земли, которые могли бы использоваться с другими целями. Целые города становились жертвами водохранилищ, что вызывало массовые переселения, недовольство и экономические трудности.
• Разрушение или авария плотины большой ГЭС практически неминуемо вызывает катастрофическое наводнение ниже по течению реки.
• Сооружение ГЭС неэффективно в равнинных районах.
• Протяженная засуха снижает и может даже прервать производство электроэнергии. ГЭС.
• Уровень воды в искусственных водохранилищах постоянно и резко меняется. На их берегах строить загородные дома не стоит!
• Плотина снижает уровень растворенного в воде кислорода, поскольку нормальное течение реки практически останавливается. Это может привести к гибели рыбы в искусственном водохранилище и поставить под угрозу растительную жизнь в самом водохранилище и вокруг него.
• Плотина может нарушить нерестовый цикл рыбы. С этой проблемой можно бороться, сооружая рыбоходы и рыбоподъемники в плотине или перемещая рыбу в места нереста с помощью ловушек и сетей. Однако это приводит к удорожанию строительства и эксплуатации ГЭС.

Вопрос

С учетом всех проблем использования природного топлива и ядерной энергии для производства электричества почему бы не сооружать больше гидроэлектростанций? В мире огромное количество рек. Разве не стоит строить как можно больше гидростанций?

Ответ

Большинство мест для строительства гидроэлектростанций уже используются. Количество плотин и водохранилищ, которые можно построить на реке, ограниченно. Энергия, отбираемая электростанцией у реки, уже не может использоваться ниже по течению. Если на реке построить слишком много электростанций, неминуемы экономические конфликты, связанные с распределением энергии.

Профилирование основных плюсов и минусов производства гидроэлектроэнергии

Гидроэнергетика является одним из самых дешевых и старейших методов производства энергии, что делает ее конкурентоспособным источником возобновляемой энергии

Гидроэлектроэнергия имеет множество преимуществ и недостатков

Гидроэлектроэнергия является крупнейшим возобновляемым источником энергии в мире, но эта технология имеет различные плюсы и минусы.

Технологии гидроэнергетики можно разделить на четыре категории: обычные (плотины), гидроаккумулирующие, русловые и морские (приливные).

Построенная гидроэлектростанция не производит прямых отходов и имеет значительно более низкий уровень выбросов парниковых газов по сравнению с электростанциями, работающими на ископаемом топливе.

В настоящее время на долю гидроэлектроэнергии приходится одна шестая часть мирового производства электроэнергии, при этом в 2016 году было введено в эксплуатацию около 31,5 гигаватт (ГВт). добавила около 11,74 ГВт новых мощностей в 2016 году, доведя свою совокупную установленную мощность до 331 ГВт.

Страна лидирует в мире по мощности гидроэнергетики, за ней следуют США, Бразилия, Канада, Индия, Япония и Россия, на долю которых в совокупности приходилось более 60% установленной мощности на конец 2016 года.

Здесь, NS Energy профили главные плюсы и минусы гидроэнергетики.

Плюсы и минусы гидроэлектроэнергии: Преимущества

1.

Возобновляемая энергия

Гидроэлектроэнергия считается возобновляемой, поскольку она использует воду земли для производства электроэнергии.

Благодаря естественному круговороту воды вода возвращается обратно в землю, и ее запас никогда не иссякнет.

Количество производимой гидроэлектроэнергии может варьироваться в зависимости от засухи и низкого уровня воды, но это зависит от сезона.

2. Чистота и безопасность

В отличие от ископаемого топлива, биомассы и ядерной энергии, гидроэнергетика является экологически чистым альтернативным источником энергии.

Поскольку плотины гидроэлектростанций не используют топливо, они не выделяют парниковых газов или токсинов в окружающую среду.

В результате гидроэнергетика занимает видное место в планах экологически чистой энергетики многих стран.

3. Гибкость

Гидроэнергетика является гибким источником электроэнергии, поскольку гидроэлектростанции можно быстро увеличивать и уменьшать для удовлетворения меняющихся потребностей в энергии.

Кроме того, по сравнению с газовыми турбинами или паровыми установками время запуска гидротурбин намного меньше.

Гидроагрегаты также служат резервом для негидрогенераторов.

4. Конкурентоспособный по стоимости источник энергии

Плотина «Три ущелья» в Китае (Фото: Википедия)

Несмотря на высокие первоначальные затраты на строительство, гидроэнергетика является конкурентоспособным по стоимости источником энергии.

Гидроэлектростанции требуют низких затрат на техническое обслуживание и эксплуатацию. Поскольку у них мало деталей, растения требуют минимальной замены.

Кроме того, плотины, как правило, проектируются для долгосрочного использования и поэтому способны производить гидроэлектроэнергию в течение среднего срока службы 50-100 лет.

5. Подходит для промышленного применения

Хотя большинство гидроэлектростанций снабжают электроэнергией общественные сети, некоторые из них будут построены для обслуживания конкретных промышленных предприятий.

Специализированные гидроэлектростанции часто строятся для обеспечения больших объемов электроэнергии для алюминиевых электролитических заводов.

6. Другое использование

Водохранилища, созданные гидроэлектростанциями, часто сами по себе становятся достопримечательностями.

Озеро, образующееся за плотиной, можно использовать для рекреационных целей, таких как водные виды спорта и досуга, такие как рыбалка и катание на лодках, а воду озера можно также использовать для орошения и аквакультуры.

Большие гидроэлектростанции могут контролировать наводнения, поскольку они могут хранить огромное количество воды.

Плюсы и минусы гидроэнергетики: Недостатки

1. Высокие первоначальные капитальные затраты

Строительство гидроэлектростанций и плотин может быть невероятно дорогим, независимо от типа здания, из-за сложностей с логистикой.

Кроме того, проекты требуют длительных сроков завершения и должны будут работать в течение длительного времени, чтобы вернуть деньги, потраченные на строительство.

2. Риски разрушения

Поскольку дамбы сдерживают большие объемы воды, некачественное строительство, стихийные бедствия или саботаж, экстремальный приток воды может иметь катастрофические последствия для поселений и инфраструктуры ниже по течению.

Эти сбои влияют не только на электроснабжение, но и на флору, фауну и другие формы жизни.

3. Выбросы метана

Гидроэлектростанции выделяют значительное количество углекислого газа и метана (Фото: Википедия)

Водохранилища и гидроэлектростанции часто считаются экологически безопасными, но плотины гидроэлектростанций вносят больший вклад в глобальное потепление, чем предполагалось ранее.

Исследователи обнаружили, что растительный материал в затопленных районах начинает гнить и разлагаться в анаэробной среде.

Это приведет к выбросу значительного количества углекислого газа и метана, что приведет к увеличению уровня загрязнения.

4. Может привести к засухе

Одним из основных недостатков строительства гидроэлектростанций является возникновение локальных засух.

Общая стоимость энергии рассчитывается в зависимости от наличия воды, и засуха потенциально может повлиять на это, заставляя людей не приобретать необходимую им энергию.

5. Ущерб экосистеме и утрата водно-болотных угодий

Крупные водохранилища, связанные с традиционными гидроэлектростанциями, вызывают затопление обширных территорий вверх по течению от плотин, иногда уничтожая равнинные и речные долинные леса, болота и луга.

Гидроэлектростанции также могут стать причиной гибели окружающих водных экосистем как вверх, так и вниз по течению от места установки.

Поскольку затворы турбины часто открываются с перерывами, перебои с естественным стоком воды могут иметь большое влияние на речную экосистему и окружающую среду. На рыбу в реке может повлиять сток воды из плотины, а также рыба, которая находится в плотине.

Животные, такие как птицы, журавли и другие водоплавающие птицы, а также некоторые виды растений прекрасно себя чувствуют в болотистой среде обитания. Однако из-за строительства ГЭС эти места обитания будут уничтожены.

6. Переселение из-за риска наводнений

Местное население, проживающее ниже по течению, может стать уязвимым для наводнений из-за возможных сильных течений, которые могут быть сброшены с плотин.

В результате люди вынуждены переселяться, чтобы облегчить строительство плотин, необходимых для выработки гидроэлектроэнергии.

По оценкам Всемирной комиссии по плотинам в 2000 году, плотины физически вынудили 40-80 миллионов человек во всем мире покинуть свои дома.

Солнечная энергия: преимущества и недостатки

Солнечная энергия: обзор

В связи с растущей угрозой изменения климата из-за чрезмерного выброса углерода многие страны ищут альтернативы чистой энергии для замены традиционных ископаемых видов топлива.

Из всех альтернатив экологически чистой энергии солнечная энергия, возможно, была самой дорогой, хотя цены на нее снижались. Однако, взвесив все за и против, а также ожидая, что цены продолжат снижаться, будущее солнечной энергетики выглядит довольно радужным. 

Плюсы солнечной энергии заключаются в том, что она является устойчивой альтернативой ископаемому топливу и оказывает низкое воздействие на окружающую среду, а также возможность ее производства в любой стране. Минусы в том, что он производит энергию только тогда, когда светит солнце, требует значительного количества земли и что для некоторых солнечных технологий требуются редкие материалы.

Ключевые выводы

• Солнечная энергия становится все более конкурентоспособной альтернативой ископаемому топливу.
• Солнечная энергия является устойчивым источником энергии, оказывает незначительное воздействие на окружающую среду и способствует энергетической независимости.
• С другой стороны, он ограничен тем, как долго находится солнце, может вызвать нехватку материалов и содержит опасные материалы, подобные электронике.
• Дорогие недостатки солнечной энергии могут быть сведены на нет технологическими достижениями, повышающими эффективность и накопительную емкость.
• Увеличение стимулов для развития солнечной энергетики может иметь смысл.

Нажмите «Играть», чтобы узнать, стоит ли покупать дома на солнечной энергии

Преимущества солнечной энергии

Устойчивое развитие

Преимущество солнечной энергии в том, что она является устойчивой альтернативой ископаемому топливу. В то время как ископаемое топливо имеет срок годности, который может быстро приближаться, солнце, вероятно, будет существовать по крайней мере несколько миллиардов лет.

Низкое воздействие на окружающую среду

Солнечная энергия оказывает значительно меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с ископаемым топливом. Его выбросы парниковых газов несущественны, поскольку технология не требует сжигания топлива. Кроме того, хотя концентрирующие солнечные тепловые установки (CSP) относительно неэффективны в использовании воды в зависимости от типа используемой технологии, правильная технология значительно повышает эффективность, в то время как фотоэлектрические (PV) солнечные элементы не требуют воды при выработке электроэнергии. 

Технология солнечной энергии становится все более конкурентоспособной по стоимости альтернативой ископаемому топливу, хотя на некоторых рынках она остается несколько дорогой.

Энергетическая независимость

Поскольку солнце светит по всему земному шару, оно делает каждую страну потенциальным производителем энергии, что обеспечивает большую энергетическую независимость и безопасность. Солнечная энергия не только обещает обеспечить безопасность и независимость на национальном уровне; солнечные панели могут быть установлены в отдельных домах, обеспечивая электроэнергию, которая не зависит от подключения к более крупной электрической сети.

Недостатки солнечной энергии

Прерывистость

Одна из самых больших проблем, связанных с технологией солнечной энергетики, заключается в том, что энергия вырабатывается только тогда, когда светит солнце. Это означает, что ночные и пасмурные дни могут прервать подачу. Дефицит, вызванный этим прерыванием, не был бы проблемой, если бы существовали недорогие способы хранения энергии, поскольку очень солнечные периоды могут фактически генерировать избыточную мощность. Поскольку глобальные мощности солнечной энергетики продолжают расти, такие страны, как Япония и другие мировые лидеры в области технологий солнечной энергетики, сосредоточены на разработке адекватных систем хранения энергии для решения этой проблемы.

Землепользование

Еще одна проблема заключается в том, что солнечная энергия может занимать значительную часть земли и вызывать деградацию земель или потерю среды обитания для диких животных. В то время как солнечные фотоэлектрические системы могут быть прикреплены к уже существующим конструкциям, для более крупных фотоэлектрических систем коммунального масштаба может потребоваться от 3,5 до 10 акров на мегаватт, а для объектов CSP требуется от 4 до 16,5 акров на мегаватт. Однако воздействие можно уменьшить, разместив объекты в неблагополучных районах или вдоль существующих транспортных и передающих коридоров.

Дефицит материалов

Некоторые солнечные технологии требуют для своего производства редких материалов. Это, однако, в первую очередь проблема для технологии PV, а не для технологии CSP. Кроме того, дело не столько в нехватке известных запасов, сколько в неспособности текущего производства удовлетворить будущий спрос: многие из редких материалов являются побочными продуктами других процессов, а не предметом целенаправленных усилий по добыче полезных ископаемых. Переработка фотоэлектрических материалов и достижения в области нанотехнологий, которые повышают эффективность солнечных элементов, могут помочь увеличить предложение, но, возможно, определенную роль может сыграть поиск заменителей материалов, которые существуют в большем количестве.

Недостатки окружающей среды

Единственным экологическим недостатком солнечных технологий является то, что они содержат многие из тех же опасных материалов, что и электроника. Поскольку солнечная энергия становится все более популярным источником энергии, проблема утилизации опасных отходов становится дополнительной проблемой. Однако, при условии, что проблема надлежащей утилизации решена, сокращение выбросов парниковых газов, которое предлагает солнечная энергия, делает ее привлекательной альтернативой ископаемому топливу.

Более устойчиво, чем ископаемое топливо

Перебои с поставками

• Занимает большое количество земли

• Технология еще не получила широкого распространения

• Может нанести вред окружающей среде

173 000

Приблизительное количество тераватт солнечной энергии, излучаемой на Землю каждый день, — в 10 000 раз превышает ежедневное глобальное потребление энергии.

Примеры солнечной энергии

Крупнейшая в мире солнечная электростанция находится в индийском штате Раджастхан. Солнечный парк Бхадла, строительство которого было завершено в апреле 2020 года, может похвастаться впечатляющей статистикой. Завод занимает 10 000 акров и имеет установленную мощность 2 245 мегаватт. Общий объем инвестиций в проект оценивается примерно в 1,4 миллиарда долларов.

Самый большой солнечный парк в Соединенных Штатах известен как парк Солнечной звезды недалеко от Розамонда, Калифорния. Электростанция состоит из двух отдельных установок под названием «Солар Стар-1» и «Солар Стар-2» мощностью 314 МВт и 265 МВт соответственно. Как и завод в Индии, это место было выбрано из-за большого количества солнечных лучей и минимального дождя.

Солнечная энергия и энергия ветра

И ветер, и солнечная энергия являются двумя наиболее быстрорастущими источниками возобновляемой энергии. Оба источника энергии помогают сократить загрязнение окружающей среды и предлагают альтернативу ископаемому топливу, однако между ними есть заметные различия.

Турбины, питающие энергию ветра, менее вредны для окружающей среды, чем солнечные батареи. Кроме того, они производят больше электроэнергии, чем солнечные панели, и могут быть установлены в открытом море. В отличие от солнечной, энергию ветра можно использовать как днем, так и ночью. Однако ветер – непредсказуемый источник энергии. Турбины также довольно шумные и, как и солнечные батареи, требуют много места на земле, поэтому не имеют смысла для густонаселенных районов.

В конечном счете, солнечные панели являются более мощным и предсказуемым источником энергии. Они требуют меньше места, менее шумны и могут быть установлены на крышах и т. д. в густонаселенных районах.

Плюсы и минусы солнечной энергии Часто задаваемые вопросы

Каковы плюсы и минусы использования солнечной энергии для вашего дома?

Использование солнечной энергии для вашего дома сэкономит вам деньги, повысит стоимость вашего дома, поможет вам стать энергетически независимым и уменьшит ваш углеродный след. Однако большие солнечные панели могут оттолкнуть потенциальных покупателей. Кроме того, некоторые соглашения ТСЖ могут не разрешать вам устанавливать солнечные батареи в вашем доме.

Увеличивают ли солнечные батареи налоги на недвижимость?

Поскольку установка солнечных батарей увеличивает стоимость вашего дома, они также могут увеличить ваши налоги на недвижимость. Однако многие штаты предлагают исключения для резидентов. Проверьте веб-сайт вашего окружного клерка для получения самой точной и актуальной информации.