Виды электростанций: Типы электростанций. Виды электростанций. Принципиальная схема тепловой электростанции

Виды электростанций

В каждом развитом государстве существует собственная энергетика. Данная область включает в себя разные виды электростанций. Они могут использовать традиционные и нетрадиционные источники энергии. В первом случае – это природные ресурсы в виде угля, газа, продуктов переработки нефти, ядерное топливо и т.д. Второй вариант предполагает использование энергии природных явлений – солнца, ветра, приливов-отливов, подземных источников тепла. Независимо от формы использования, каждая электростанция требует много дополнительного оборудования для передачи потребителям полученной энергии.

Содержание

Что такое электростанция

Любая электростанция представляет собой целый энергетический комплекс, включающий в себя различные установки, аппаратуру и оборудование, необходимые для получения, преобразования и транспортировки электроэнергии. Все эти компоненты размещаются в специальных зданиях и сооружениях, расположенных компактно на общей территории. Независимо от типа, они входят в состав Единой энергосистемы, созданной с целью эффективно использовать мощность электростанции, обеспечивая бесперебойное энергоснабжение потребителей.

Принцип работы электростанций и их сопутствующих объектов основан на вращении вала генератора, который является основным элементом системы. Его основные функции заключаются в следующем:

• Обеспечение стабильной продолжительной работы параллельно с другими энергетическими системами, снабжение энергией собственных автономных нагрузок.
• Возможность мгновенного реагирование на наличие или отсутствие нагрузки, соответствующей его номиналу.
• Выполняет запуск двигателя, обеспечивающего работу всей станции.
• Вместе со специальными устройствами осуществляет функцию защиты.

Отличительными чертами каждого генератора являются формы и размеры, а также источник энергии, используемый для вращения вала. Кроме генератора, электростанция состоит из турбин и котлов, трансформаторов и распределительных устройств, средств коммутации, автоматики и релейной защиты.

В настоящее время получило развитие направления в области компактных установок. Они позволяют обеспечить энергией не только отдельные объекты, но и целые поселки, находящиеся на значительном удалении от стационарных линий электропередачи. В основном, это полярные станции и предприятия по добыче полезных ископаемых. Теперь рассмотрим какие типы установок используются в российской энергетике.

Основные типы электростанций

Все электрические станции таблица ниже классифицирует в первую очередь по источникам используемой энергии.

Среди них можно выделить следующие:

• Тепловые (ТЭС). Работают на природном топливе, а основные типы электростанций могут быть конденсационными (КЭС) и теплофикационными (ТЭЦ). Первые вырабатывают только электричество, а вторые – электроэнергию и теплоту.
• Гидравлические – ГЭС и гидроаккумулирующие – ГАЭС, функционирующие за счет энергии воды, падающей высоты.
• Атомные – АЭС, работающие на ядерном топливе.
• Дизельные – ДЭС. Бывают стационарными или мобильными. Существуют мини-электростанции малой мощности, используемые в частном секторе.
• Солнечные, ветровые, приливные и геотермальные электростанции известны как альтернативные источники электроэнергии, работающим с естественными силами природы. Они имеют ряд недостатков, связанных с климатическими условиями и другими факторами.

Каждая перечисленная электростанция представляет собой традиционные или альтернативные виды энергетики. В первом случае электричество вырабатывается на тепловых, гидро- и атомных установках. На ТЭС вырабатывается примерно 70-75% всей электроэнергии, поэтому они размещаются в местах с высоким энергопотреблением и большим количеством природных ресурсов.

ГЭС привязаны к полноводным рекам, протекающим в равнинной или горной местности. АЭС строятся в местах с большим потреблением электроэнергии, при недостатке других видов энергоресурсов. Для того чтобы понять их роль и место в общей энергетической системе, следует рассмотреть более подробно типы электростанций, используемых в России.

Тепловые электрические станции – ТЭС

На тепловых электростанциях России производится примерно 70% всей электрической энергии. Они работают на мазуте, газе, угле, а в определенных местностях используется торф и сланцы.

Все ТЭС можно условно разделить на два основных вида. Первый вариант является так называемым паротурбинным, где первичным двигателем служит паровая турбина. Эти устройства могут быть конденсационными (КЭС), вырабатывающими только электроэнергию, и теплоэлектроцентралями (ТЭЦ), производящими не только электричество, но и тепло. Коэффициент полезного действия ТЭЦ составляет 60-70%, а у КЭС этот показатель равен 30-40%. Основным недостатком тепловых станций считается их обязательная привязка к потребителям тепла.

Положительных качеств у тепловых электростанций значительно больше. Они свободно размещаются на всех территориях, где имеются природные ресурсы и не подвержены сезонным колебаниям погодных условий. Однако, используемое топливо является не возобновляемым, а сами установки негативно влияют на экологическую обстановку. Российские ТЭС не имеют достаточно эффективных систем очистки выходящих газов от вредных и токсичных веществ. Более экологичными считаются газовые установки, но трубопроводы, проложенные к ним, наносят непоправимый вред природе.

Электростанции, расположенные в европейской части Российской Федерации, работают в основном на мазуте и природном газе, а в восточных районах они располагаются возле месторождений угля, добываемого открытым способом. Большинство установок относится к государственным районным электростанциям – ГРЭС, входящим в Единую энергосистему страны.

По своей значимости, ГЭС находятся на втором месте после тепловых электростанций. В своей работе они используют энергию воды, преобразующейся в электрический ток, и относящейся к возобновляемым ресурсам. Простое управление такими станциями не требует большого количества персонала. Коэффициент полезного действия доходит до 85%.

Электричество, производимое на ГЭС считается самым дешевым, его цена примерно в 5-6 раз меньше, чем на тепловых электроустановках. Гидроэлектростанции отличаются высокой маневренностью и могут быть запущены в работу в течение 3-5 минут, тогда как на ТЭС для этого требуется несколько часов. Это качество особенно важно при перекрытии пиковых нагрузок в суточном графике электроснабжения.

Основными недостатками подобных сооружений являются:

• Значительные капиталовложения на их возведение.
• Привязка к определенной территории или местности с гидроресурсами.
• В процессе строительства затапливаются огромные территории, большие сельскохозяйственные площади выводятся из пользования, наносится ущерб рыбному хозяйству, нарушается экологическое равновесие.
• Полная мощность электростанции реализуется лишь в определенное время года, в период максимального подъема воды.

На российских реках сооружаются целые каскады гидроэлектростанций. Наиболее крупными считаются Ангаро-Енисейский каскад, включающий Братскую, Красноярскую, Саяно-Шушенскую, Усть-Илимскую ГЭС, а также Волжский каскад с Рыбинской, Угличской, Иваньковской, Саратовской, Волжской и другими ГЭС.

Достаточно перспективным направлением считается гидроаккумулирующая электростанция – ГАЭС. В основе их работы заложен принцип действия, связанный с цикличным перемещением одинакового объема воды между верхним и нижним бассейнами. Ночью за счет излишков электроэнергии вода подается снизу-вверх, а в дневное время при резком росте энергопотребления она сбрасывается вниз и вращает турбины, производя электричество. Эти станции совершенно не зависят от естественных колебаний речного стока, а под водохранилища требуется гораздо меньше затапливаемых площадей.

Атомные электростанции

На третьем месте по количеству производимой электроэнергии находятся атомные электростанции. В России их доля в энергетике составляет чуть выше 10%. В США этот показатель равен 20%, в Германии – более 30%, во Франции – свыше 75%. Сокращение программ в области атомной энергетики произошло вследствие аварии на Чернобыльской АЭС.

Рассматривая виды электростанций в России, следует отметить, что наиболее известными АЭС считаются Ленинградская, Курская, Смоленская, Нововоронежская, Белоярская и другие. Новым направлением является создание АТЭЦ – атомных теплоэлектроцентралей, вырабатывающих электрическую и тепловую энергию. Подобный объект построен на Чукотке в поселке Билибино. Еще одно направление – строительство АСТ – атомных станций теплоснабжения, предназначенных для производства тепла. Такие установки успешно функционируют в Нижнем Новгороде и Воронеже.

Основные плюсы АЭС заключаются в следующем:

• Возможность строительства в любых районах, без привязки к энергетическим ресурсам. Транспортировка атомного топлива не отнимает много средств, поскольку 1 кг урана эквивалентен 2500 т угля.
• При отсутствии нарушений эксплуатации, АЭС являются самыми экологичными установками. Выбросы в атмосферу минимальны, кислород не поглощается, отсутствует парниковый эффект.

Рассматривая вопрос как работает АЭС, нужно в первую очередь остановиться на тяжелых последствиях в случае аварий. Кроме того, серьезные проблемы возникают с радиоактивными отходами в процессе их захоронения. Водоемы, используемые для технических целей АЭС, подвержены тепловому загрязнению.

Дизельные электростанции

Для работы дизельных электростанций, которые называют ДЭС, используются различные виды жидкого топлива. Основой системы является дизель-генератор, включающий в себя дизельный двигатель, электрический генератор, системы смазки и охлаждения, пульт управления.

Данные установки применяются как альтернативные в отдаленных районах, где являются основными источниками электроэнергии. Как правило, подведение стационарных ЛЭП в такие места экономически не выгодно. Кроме того, дизельные электростанции служат аварийными или резервными источниками питания, когда потребители не должны отключаться от электроснабжения.

Виды дизельных электростанций могут быть стационарными (4-5 тысяч кВт) и мобильными (12-1000 кВт). Благодаря небольшим размерам, они могут размещаться в небольших зданиях и помещениях. Эти станции постоянно готовы к пуску, а сам процесс запуска не занимает много времени. Большинство функций установок автоматизировано, а остальные легко переводятся в автоматический режим. Основным недостатком дизельных станций является привозное горючее и все мероприятия, связанные с его доставкой и хранением.

Нетрадиционные источники электроэнергии

Нетрадиционные источники представлены геотермальными электростанциями (рис. 1), работающими на тепловой энергии, поступающей из земных недр. Чем глубже от поверхности земли, тем выше температура данного слоя. В России такие установки построены на Камчатке и на Курильских островах.

Существуют конструкции приливных электростанций (рис. 2), которые функционируют от энергии, создаваемой приливами и отливами в самом узком месте искусственного залива, отсеченного от моря. В качестве примера можно привести опытную Кислогубскую ПЭС, возведенную на Кольском полуострове.

Классификация электростанций включает в себя солнечные и ветровые альтернативные установки (рис. 3). Все виды таких систем обеспечивают электроэнергией небольшие предприятия и производства, используются в частном секторе для удовлетворения бытовых потребностей. В основном, это районы и места, где отсутствует централизованное электроснабжение и нет возможности подключиться к обычным ЛЭП.

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ • Большая российская энциклопедия

ЭЛЕКТРОСТА́НЦИЯ (элек­три­че­ская стан­ция), со­во­куп­ность ус­та­но­вок, обо­ру­до­ва­ния и ап­па­ра­ту­ры, ис­поль­зуе­мых не­по­сред­ст­вен­но для про­из-ва элек­трич. энер­гии, а так­же не­об­хо­ди­мые для это­го со­ору­же­ния и зда­ния, рас­по­ло­жен­ные на оп­ре­де­лён­ной тер­ри­то­рии. Су­ще­ст­ву­ет мно­же­ст­во ти­пов Э., их от­ли­чия за­клю­ча­ют­ся в тех­нич. осо­бен­но­стях и ис­пол­не­нии, а так­же в ви­де ис­поль­зуе­мо­го ис­точ­ни­ка энер­гии. Не­смот­ря на все раз­ли­чия, боль­шин­ст­во Э. ис­поль­зу­ют для сво­ей ра­бо­ты энер­гию вра­ще­ния ва­ла ге­не­ра­то­ра. Стан­ции раз­ных ти­пов в РФ объ­е­ди­не­ны в Еди­ную элек­тро­энер­ге­ти­че­скую сис­те­му, по­зво­ляю­щую ра­цио­наль­но ис­поль­зо­вать их мощ­но­сти, снаб­жать всех по­тре­би­те­лей элек­тро­энер­ги­ей. Э. раз­ли­ча­ют в за­ви­си­мо­сти от ис­точ­ни­ка энер­гии (в ча­ст­но­сти, ви­да то­п­ли­ва) и ти­па си­ло­вой ус­та­нов­ки.

Классические типы электростанций

Те­п­ло­вые элек­тро­стан­ции (ТЭС) яв­ля­ют­ся ос­но­вой элек­тро­энер­ге­ти­ки, вы­ра­ба­ты­ва­ют в РФ ок. 68% элек­трич. энер­гии; под­раз­де­ля­ют­ся на па­ро­тур­бин­ные элек­тро­стан­ции, га­зо­тур­бин­ные элек­тро­стан­ции, па­ро­га­зо­вые элек­тро­стан­ции, на ко­то­рых энер­гия пре­об­ра­зу­ет­ся с по­мо­щью па­ро­га­зо­тур­бин­ной ус­та­нов­ки, ди­зель­ные элек­тро­стан­ции. Па­ро­тур­бин­ные элек­тро­стан­ции под­раз­де­ля­ют­ся на кон­ден­са­ци­он­ные элек­тро­стан­ции (КЭС) и те­п­ло­элек­тро­цен­тра­ли (те­п­ло­фи­ка­ци­он­ные элек­тро­стан­ции, ТЭЦ). КЭС, ра­бо­таю­щие в энер­го­сис­темах РФ, на­зы­ва­ют так­же ГРЭС; кпд КЭС не пре­вы­ша­ет 40%. Ди­зель­ные элек­тро­стан­ции ис­поль­зу­ют­ся в с.х-ве, лес­ной пром-сти, в по­ис­ко­вых пар­ти­ях и т. п. в ка­че­ст­ве осн., ре­зерв­но­го или ава­рий­но­го ис­точ­ни­ка элек­тро­пи­та­ния си­ло­вых и ос­ве­тит. се­тей. На транс­пор­те ди­зель­ные элек­тро­стан­ции при­ме­ня­ют­ся как осн. энер­ге­тич. ус­та­нов­ки (ди­зель-элек­тро­во­зы, ди­зель-элек­тро­хо­ды). Ком­би­нир. ис­поль­зо­ва­ние те­п­ло­ты зна­чи­тель­но по­вы­ша­ет эко­но­мич­ность ТЭЦ (кпд ок. 60%). К ТЭС от­но­сят так­же атом­ные элек­тро­стан­ции (в РФ вы­ра­ба­ты­ва­ют ок. 16% элек­тро­энер­гии).

Гид­ро­элек­три­че­ские стан­ции (ГЭС) РФ вы­ра­ба­ты­ва­ют ок. 16% элек­тро­энер­гии (кпд ок. 90%). Гид­ро­ак­ку­му­ли­рую­щая элек­тро­стан­ция (ГАЭС, кпд ок. 70%) соз­да­на для по­кры­тия пи­ко­вых мощ­но­стей.

Нетрадиционные типы электростанций 

(см. Во­зоб­нов­ляе­мые ис­точ­ни­ки энер­гии, ВИЭ). К ним от­но­сят­ся ге­лио­элек­три­че­ская стан­ция, гео­тер­маль­ная элек­тро­стан­ция, вет­ро­элек­три­че­ская стан­ция, при­лив­ная элек­тро­стан­ция. Эф­фек­тив­но ис­поль­зо­ва­ние на ма­лых ре­ках ми­ни- и мик­роГЭС (см. Гид­ро­элек­три­че­ская стан­ция, Гид­ро­энер­ге­ти­ка). Э. с маг­ни­то­гид­ро­ди­на­ми­че­ским ге­не­рато­ром (МГД-ге­не­ра­тор) ис­поль­зу­ет­ся для вы­ра­бот­ки элек­тро­энер­гии пря­мым пре­об­ра­зо­ва­ни­ем внут­рен­ней энер­гии элек­тро­про­во­дя­щей сре­ды (жид­ко­сти или га­за).

В 2014 ок. 19,2% ми­ро­во­го энер­го­по­треб­ле­ния удов­ле­тво­ре­но во­зоб­нов­ляе­мы­ми ис­точ­ни­ка­ми энер­гии (осн. по­тре­би­те­ли – стра­ны Ев­ро­сою­за, Ки­тай, США, Бра­зи­лия). Вклад не­тра­ди­ци­он­ных ВИЭ (без круп­ных ГЭС) в энер­го­ба­ланс Рос­сии по­ка не пре­вы­ша­ет 1%. При­ня­тые в по­след­нее вре­мя гос. ре­ше­ния пред­пи­сы­ва­ют до­ве­сти вклад ВИЭ к 2020 до 4,5%, что по­тре­бу­ет вво­да энер­го­ус­та­но­вок на ВИЭ сум­мар­ной мощ­но­стью 20–25 ГВт.

Различные типы электростанций

Электричество — источник жизненной силы современного мира. Все, от часов до автомобилей, теперь работает на электричестве.

Чтобы представить нашу зависимость от электричества в цифрах, мы видим, что в 2008 году потребление электроэнергии в США составляло 2989 ТВтч (тераватт-часов). Перенесемся в 2019 год, и мы увидим, что он увеличился до 3971 ТВтч . ТВтч равен 1 000 000 000 кВтч.

СВЯЗАННЫЕ: КАК РАБОТАЕТ СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ?

Просто поразительно, насколько мы теперь зависим от электричества в нашей повседневной жизни. Но откуда берется вся эта сила?

Ответ: электростанции. Они производят электричество для всего мира.

В мире существуют различные типы электростанций, которые работают вместе, чтобы удовлетворить растущие потребности в электроэнергии. Давайте узнаем подробно, как работают эти электростанции.

Гидроэлектростанции являются одними из самых эффективных и экологически чистых электростанций. На гидроэлектростанции электричество получают из воды.

Потенциальная энергия воды преобразуется в электрическую энергию. Когда вода падает с высоты на турбину, она раскручивает якорь, соединенный с генератором.

Когда турбина вращается, генератор начинает производить электричество. Затем это электричество направляется на все различные подстанции для распределения мощности.

Крупнейшая в мире электростанция — гидроэлектростанция под названием «Плотина Три ущелья». Плотина создает поразительные 22 500 МВт мощности.

Это достигается за счет использования 34 генераторов энергии. Плотина настолько огромна, что после ее строительства плотина в одиночку замедлила вращение Земли.

Одним из преимуществ гидроэлектростанции является то, что при производстве энергии не образуются отходы.

Атомные электростанции также возглавляют список электростанций, которые могут производить огромное количество энергии. Атомная электростанция работает путем преобразования ядерной энергии в электричество.

Тепло ядерного реактора используется для преобразования воды в пар. Затем сжатый пар используется для вращения турбин, подключенных к генератору.

Самый популярный

В отличие от электростанций, работающих на угле или природном газе, атомной электростанции не нужно ничего сжигать для выработки тепла. Весь процесс приводится в действие ядерным делением.

Таблетки низкообогащенного урана загружаются на атомную электростанцию. Затем атом урана расщепляется, создавая ядерное деление. Этот процесс высвобождает огромное количество энергии.

Преимущество атомной электростанции в том, что им не нужно ничего сжигать для получения энергии. Следовательно, выброс углерода от атомной электростанции очень низок.

Недостатками атомной электростанции являются ядерные отходы, которые она производит, и высокая стоимость ее строительства. Атомная энергетика составляет более 10% мировых энергетических потребностей.

Самая крупная атомная электростанция в мире — электростанция Касивадзаки-Карива, расположенная в Японии. Он способен производить 7965 МВт энергии с использованием семи кипящих реакторов.

Первые две электростанции, о которых мы говорили, имеют низкий углеродный след. Угольные электростанции — полная противоположность. Они имеют большой углеродный след, однако на долю угольных электростанций приходится почти 40% мировых потребностей в энергии.

Угольные электростанции или электростанции, работающие на угле, сжигают уголь для преобразования воды в пар. Затем этот пар используется для вращения турбин, которые производят электричество с помощью генератора.

Угольная электростанция 1000 МВт сжигает 9000 тонн угля в день. Этот процесс выбрасывает в воздух очень большое количество загрязняющих веществ.

Если посмотреть на потребление угля для выработки электроэнергии, ни одна страна не сравнится с Китаем. Восемь из одиннадцати высокопроизводительных (более 5GW ) находятся в Китае.

Более того, Китай является крупнейшим источником выбросов CO2 в мире!

Электростанция ДатангТуокетуо – крупнейшая в мире тепловая электростанция мощностью 6,7 ГВт . Этот угольный завод использует более 21 миллионов тонн угля в год для удовлетворения энергетических потребностей Китая.

Электростанции, работающие на угле, относятся к категории тепловых электростанций. Электростанции, работающие на дизельном топливе и на природном газе, — это два других типа тепловых электростанций, которые обычно используются для производства электроэнергии.

Благодаря достижениям в области производства энергии у нас теперь есть больше, чем просто тепловые, атомные и гидроэлектростанции. Их называют нетрадиционными электростанциями.

Эти электростанции способны производить чистую энергию (или зеленую энергию). Давайте узнаем, что они из себя представляют!

Солнечные электростанции: Солнечные электростанции используют энергию солнца для производства электроэнергии. Солнечные панели улавливают солнечный свет с помощью фотогальванических элементов и преобразуют его в электричество.

Сегодня все большее число стран обращают внимание на солнечную энергию, чтобы компенсировать свою зависимость от ископаемого топлива. Tengger Desert Solar Park в настоящее время является крупнейшей в мире солнечной электростанцией по мощности. Он способен производить 1547 МВт энергии.

Ветряные электростанции: Ветряные электростанции преобразуют энергию ветра в электрическую с помощью ветряных турбин. Они также очень эффективны при производстве чистой энергии.

Совокупность ветряных мельниц, разбросанных по территории, называется ветряной электростанцией. Ветряная электростанция Ганьсу в Китае, строительство которой завершится в 2020 году, считается крупнейшей ветряной электростанцией в мире.

Геотермальная электростанция: Геотермальные электростанции похожи на паротурбинные электростанции, о которых мы говорили ранее. Однако вместо сжигания ископаемого топлива геотермальные электростанции используют тепло недр земли для производства пара.

Крупнейшей геотермальной электростанцией является Комплекс Гейзеров, расположенный в США. Он способен производить 1520 МВт энергии. Самым большим ограничением геотермальной энергии является то, что есть всего несколько мест на земле, где она может быть установлена. Кроме того, стоимость бурения и строительства заводов может быть довольно высокой.

Приливная электростанция: Приливные электростанции используют приливные ограждения или приливные заграждения, чтобы использовать силу приливов. Темпы внедрения приливных электростанций были низкими, поскольку существуют некоторые критические ограничения для внедрения приливных электростанций.

На протяжении многих лет мы наблюдаем устойчивый рост спроса на энергию во всем мире. И, двигаясь вперед, нет никаких признаков замедления этой модели в ближайшее время! Ежегодный рост уровня загрязнения является свидетельством тревожного уровня потребления ископаемого топлива.

СВЯЗАННЫЕ: ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА СИНТЕРА В 21 ВЕКАЕ

Что мы можем сделать, так это отказаться от углеродоемких источников энергии, таких как ископаемое топливо, и использовать возобновляемые источники энергии. Различные компании и страны приложили огромные усилия, чтобы воплотить это видение в реальность.

В ближайшие годы мы можем надеяться увидеть больше экологически чистых электростанций, а не заводов по производству CO2.

Для вас

наука

Этот проект направлен на использование оливина, минерала, улавливающего углерод, для естественного улавливания миллиардов атмосферного углекислого газа с помощью энергии океанов.

Сад Агард | 26.08.2022

наука Поведение темной материи может противоречить нашей лучшей теории Вселенной

Пол Ратнер| 27. 07.2022

инновацииИнженер, построивший самолет у себя на заднем дворе, летит с семьей по Европе

Дина Тереза| 02.09.2022

Еще новости

здоровье
Назальный спрей может быть ключом к лечению апноэ во сне

Лукия Пападопулос| 9.12.2022

наука
Проект ядерного синтеза JET открывает захватывающее будущее

Дина Тереза| 07.09.2022

транспорт
Первый в мире пассажирский самолет китайского производства поднялся в небо

Фабьен Ланг| 09.12.2022

Электростанции в США — Electric Choice

Электростанции — это крупные объекты, оснащенные оборудованием, необходимым для производства электроэнергии. Из-за его огромных размеров обычно требуется около 1300 сотрудников для безопасного и эффективного выполнения ежедневных операций.

Эти типы установок могут называться по-разному, включая

• Генераторная станция
• Электростанция
• Электростанция
• Электростанция

В этих типах установок находится один или несколько генераторов, которые в основном представляют собой машины, вращающиеся для преобразования механической энергии в потребляемую энергию. Многие электростанции в Соединенных Штатах используют ископаемое топливо, такое как природный газ и уголь, для выработки энергии, в то время как другие используют ядерную энергию. В настоящее время растет спрос на электростанции, использующие более возобновляемые источники, такие как ветер и солнечная энергия. Электростанция может иметь генератор, который использует более 1 вида топлива.

История электростанций

Электростанции не новое изобретение. Самый ранний пример пришел из Англии, примерно в середине 1800-х годов. Человек по имени лорд Армстронг спроектировал и построил собственную электростанцию. Вода из нескольких озер в его собственности использовалась для выработки электроэнергии для освещения, горячей воды, лифта и других сельскохозяйственных построек и оборудования.

Одна из первых общественных электростанций была построена в Годалминге, Англия. Он использовал гидроэлектроэнергию для выработки электроэнергии для уличных фонарей, а также для освещения жилых домов. К сожалению, этот проект не понравился горожанам, и в конце концов они вернулись к газу как к основному источнику энергии.

Только в 1882 году Соединенные Штаты построили свою первую электростанцию. Станция Перл-стрит была разработана для обеспечения электричеством освещения в районе нижнего острова Манхэттен. Эта конкретная станция использовала технологию парового двигателя для вращения своих генераторов. Он был не очень энергоэффективным и не обеспечивал энергией обширные районы Америки, но работал до 1890 года, когда был уничтожен пожаром.

В течение последних нескольких лет 1900-х годов центральные станции увеличились в размерах и начали использовать различные и улучшенные технологии. Более высокое давление пара использовалось более эффективно, а также зависело от соединения между несколькими станциями для снижения затрат и повышения надежности.

Сегодня в Америке около 19 243 генераторов, которые могут производить не менее 1 мегаватта электроэнергии, и около 7 304 действующих электростанций.

Как работают электростанции?

По своей сути электростанция — это просто машина, извлекающая энергию из определенного топлива. Этот процесс требует нескольких стадий или шагов, где, к сожалению, часть энергии тратится впустую, а часть потребляется. Эти шаги включают:

Топливо ? Это то, из чего электростанция извлекает энергию. Электростанции могут работать на таких видах топлива, как нефть, природный газ, уголь или даже газ метан.

Печь ? Топливо сжигается при высоких температурах для высвобождения энергии. Энергия обычно выделяется в виде тепла.

Котел ? На этом этапе тепло от печи перемещается по трубам, заполненным холодной водой. Тепловая энергия кипятит эту холодную воду для создания пара.

Турбина ? Пар движется вокруг колеса, состоящего из множества металлических лопастей, плотно прижатых друг к другу. Это движение вращает лопасти и генерирует кинетическую энергию, которая определяется как энергия, создаваемая чем-то, что движется. Чтобы это работало, тепло должно входить в эти металлические лопасти при чрезвычайно высоком давлении и температуре и выходить при низком давлении и температуре.

Существует несколько различных типов турбин. К ним относятся:

• Паровая турбина ? Это наиболее часто используемая машина. Для работы он использует пар, образующийся при сжигании различных видов топлива.
• Газовая турбина ? Эта турбина использует давление, создаваемое движущимся газом. Эти типы турбин запускаются очень быстро и поэтому в основном используются для подачи электроэнергии в периоды пикового спроса.
• Поршневые двигатели ? Эти типы турбин обычно предназначены для обеспечения электроэнергией сельских или отдаленных районов. Офисы, больницы и другие важные промышленные здания также используют эти турбины для выработки резервного питания в чрезвычайных ситуациях.

Градирня ? Градирни обычно имеют форму гигантских кувшинов. Горячая вода от турбин охлаждается и затем распыляется в башню. В этот момент вода повторно используется.

Генератор ? К турбине подключен генератор. Это означает, что когда турбины вращаются, генераторы также вращаются. Для производства электроэнергии генераторы используют кинетическую энергию, вырабатываемую турбиной.

Кабели?  После того, как энергия будет произведена, она пойдет по этим электрическим кабелям к ближайшему трансформатору. Отсюда электричество проходит еще несколько шагов, чтобы добраться туда, куда ему нужно (дома, офисные здания и т. д.).

Как правило, современные электростанции используют комбинацию тепла и электроэнергии и даже улавливают больше тепла для более эффективного производства электроэнергии.

Различные типы электростанций

Большинство электростанций считаются тепловыми электростанциями. Это связано с тем, что все они используют тепловую энергию (тепло) из источника топлива (например, угля) и превращают ее в кинетическую энергию. При этом электростанции по-прежнему обычно классифицируются или определяются по источникам тепла и включают:

Электростанции, работающие на ископаемом топливе
Уголь является одним из наиболее часто используемых ископаемых видов топлива, используемых для выработки электроэнергии на электростанциях, работающих на ископаемом топливе. Эти установки могут использовать как паровую турбину, так и турбину внутреннего сгорания. Уголь сжигается в котле при высоких температурах. Произведенный пар приводит в движение турбину, которая затем приводит в движение генератор для производства энергии.

Атомные электростанции
Эти типы электростанций используют тепло ядерного реактора. Это означает, что вместо ископаемого топлива атомные электростанции используют радиоактивные элементы, такие как уран и торий. Ядерный реактор и трубы теплообменника также заменяют печь и котел.

Вместо сжигания топлива уран или торий подвергают процессу, вызывающему реакцию деления. Эта реакция производит необходимое тепло, необходимое для производства пара, который затем приводит в движение турбину и генератор для выработки электроэнергии. Соединенные Штаты производят около 20% своей электроэнергии на этих типах электростанций.

Электростанции на возобновляемых источниках энергии
Электростанции также могут использовать возобновляемые источники энергии для производства электроэнергии. Эти формы? топлива? включить,

• Гидроэнергетика
• Насосное хранилище
• Солнечная
• Ветер
• Осмос

Геотермальные электростанции
Геотермальные электростанции используют пар, вырабатываемый естественным нагревом подземных горных пород. Пар используется так же, как и на других электростанциях? крутить турбину и генератор. Эта технология используется в 24 странах, 28% из которых внедрены в США. Этот тип производства электроэнергии является возобновляемым, поскольку он не использует больше тепла, чем Земля способна произвести.

Электростанции, работающие на биомассе
Эта электростанция использует отходы из различных источников, таких как сахарный тростник или свалочный метан, для производства пара.

Солнечные тепловые установки
Эти типы установок используют тепло солнца для кипячения воды и производства пара. Пар также приводит в движение турбину, которая затем приводит в движение генератор для производства электроэнергии.