В энергетике опн что это: ОГРАНИЧИТЕЛИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

Нелинейные ограничители перенапряжений — Энергетика и промышленность России — № 2 (54) февраль 2005 года — WWW.EPRUSSIA.RU

http://www.eprussia.ru/epr/54/3521.htm

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 2 (54) февраль 2005 года

Большая часть повреждений высоковольтного электрооборудования связана с возникновением перенапряжений в электрических сетях грозового или коммутационного происхождения. Поэтому глубокое ограничение перенапряжений позволяет значительно повысить надежность работы электрооборудования. Применение нелинейных ограничителей перенапряжений (ОПН) на основе оксидно-цинковых варисторов (ОЦВ) обеспечивает особенно глубокое ограничение перенапряжений и, соответственно, значительно повышает надежность работы высоковольтного электрооборудования.

В разработках ОПН – прогресс

Широко освоенное в настоящее время производство нелинейных ограничителей перенапряжений в фарфоровых покрышках ограничивает область применения ОПН из‑за большой массы, трудностей создания в подвесном исполнении, взрывоопасности и, наконец, возможности повреждения фарфоровых покрышек при транспортировке, монтаже и в процессе эксплуатации.

Оксидно-цинковые ограничители в полимерных корпусах лишены этих недостатков. Значительно более легкие, взрывобезопасные, высокотехнологичные в производстве, ОПН в полимерных корпусах могут быть подвешены непосредственно на линиях, установлены на выводах трансформаторов и электродвигателей, в ячейках КРУ, а также между фазами для глубокого ограничения междуфазовых перенапряжений.

В последнее время наблюдается существенный прогресс в разработке новых конструкций ОПН. Прежде всего достигнута высокая стабильность характеристик основного элемента ОПН-ОЦВ, а также существенно увеличена (и доведена до 900‑1 100 А / см2 при грозовых импульсах) допустимая плотность тока через варисторы. Такие характеристики ОЦВ при высокой степени нелинейности их вольт-амперной характеристики обеспечивают возможность значительного уменьшения размеров и массы ОПН. Это, в свою очередь, дает возможность создания ОПН в одноколонковом исполнении практически на все классы напряжения.

Кроме того, при одноколонковом исполнении ОЦВ обеспечивается максимальная степень использования объема корпуса ОПН, что определяет значительное снижение их массы по сравнению с многоколонковыми конструкциями.

От модульных конструкций – к одноэлементным

Современный аппарат состоит из колонки ОЦВ, помещенной в изолирующий корпус из стеклопластика с ребристым покрытием из кремнийорганического каучука и металлическими фланцами на концах.

Некоторые производители ОПН с полимерной изоляцией на напряжение выше 110 кВ выпускают аппараты сборными из отдельных модулей. Каждый модуль имеет высоту около 1000 мм, полностью герметизирован, транспортируется и складируется отдельно. Сборка ОПН из отдельных модулей производится на месте установки. При этом соединительным элементом является цилиндрическая металлическая муфта с внутренней резьбой, которая наворачивается на стыкуемые оконцеватели отдельных модулей. Для обеспечения электрического соединения модулей предусмотрен розеточный контакт, изолированный от металлического оконцевателя. Поэтому токи утечки поверхности корпусов ОПН при увлажнении их поверхности не попадают в столб варисторов, что опасно в связи с возможным перегревом варисторов и преждевременным выходом их из строя.

Однако модульная конструкция ОПН является громоздкой и ненадежной при эксплуатации, имеет низкие механические характеристики при растягивающих и изгибающих нагрузках.

Технология производства стеклопластиковых цилиндров, полученных методом намотки стекложгута на соответствующей оправке и нанесения на них защитного ребристого покрытия, не ограничивает длины корпуса, что позволяет изготавливать ОПН в одноэлементном исполнении без технологических ограничений по высоте. Такая конструкция обеспечивает минимальную металлоемкость и высоту ОПН и существенно повышает надежность работы аппаратов при увлажнении загрязненной поверхности аппарата.

Высокая механическая прочность стеклопластикового цилиндра на растяжении позволяет изготовить ОПН-110 кВ и выше с толщиной стенки не более 5‑6 мм, толщина покрытия из кремнийорганической резины – 5 мм. Малый диаметр корпуса определяет относительно низкую его стоимость. Однако при опорном исполнении ОПН – 330 кВ и выше необходимо применение изоляционных оттяжек в трех направлениях под углом 120о для обеспечения устойчивости конструкции под воздействием растяжения проводов, ветровых и гололедных нагрузок.

Идеальны в подвесном исполнении

Наиболее благоприятные условия для работы ОПН с полимерной изоляцией – в подвесном исполнении, когда стеклопластиковый корпус ОПН подвергается воздействию только растягивающихся усилий, по отношению к которым стеклопластиковые корпуса имеют большие запасы прочности.

Выравнивание распределения напряжения вдоль столба варисторов при рабочем напряжении для ОПН от 110 кВ и выше производится с помощью тороидальных экранов. Этот способ значительно дешевле, чем способ выравнивания распределения напряжения с помощью шунтирующих колонок варисторов керамических конденсаторов, применяемых в ряде конструкций ОПН. Вместе с тем он обеспечивает значительно большую надежность работы ОПН, поскольку полностью исключает использование конденсаторов, надежность работы которых невысока.

Полимерная покрышка позволяет не только значительно снизить вес и габариты ОПН, но и значительно облегчает условия работы варисторов в ОПН, что в конечном счете значительно повышает надежность работы ОПН. Дело в том, что кремнийорганическая резина по своим технологическим и прочностным свойствам (как механическим, так и электрическим) позволяет создавать ребра малой толщины (около 6 мм в основании и 2 мм у конца). Поэтому необходимую длину пути тока утечки можно обеспечить большим количеством ребер с небольшим вылетом.

При этом повышается эффективность использования длины пути тока утечки и значительно уменьшается напряжение на подсушенном межреберном участке покрышки. Это приводит к уменьшению дополнительных токов смещения, протекающих через варисторы и вызывающих дополнительный разогрев и ускоренное старение. Поэтому полимерные покрышки определяют значительное преимущество ОПН по сравнению с ограничителями с фарфоровыми покрышками. В связи с этим не требуется увеличения длины пути тока утечки ОПН с полимерными покрышками по сравнению с рекомендуемыми для высоковольтного оборудования (как это принято для ОПН в фарфоровых корпусах).

Для надежной работы необходим контроль состояния ОЦВ

Для обеспечения надежности работы ОПН в процессе эксплуатации необходима оценка состояния активных элементов – оксидно-цинковых варисторов. Это обеспечивается измерением токов проводимости через варисторы специальным устройством. Для этого ОПН отключают от сети, снимают с фундамента и переносят в специальную лабораторию.

Наиболее предпочтительным является контроль состояния варисторов в ОПН под рабочим напряжением (см. рис 1 а). Для этого аппарат (1) устанавливают на изоляционную подставку (2), а измерение токов проводимости осуществляют подключением специального устройства (3) к нижнему металлическому фланцу (4).

Указанный способ оценки состояния активных элементов в ОПН также существенно усложняет конструкцию в целом, увеличивается высота аппарата, снижается механическая прочность на изгиб.

Нами предлагается новый способ измерения токов проводимости через варисторы под рабочим напряжением (см. рис. 1 б). При этом в изоляционной покрышке ОПН (1), между нижним фланцем (4) и активными нелинейными элементами – варисторами устанавливается изоляционная приставка (на рис. не указана), а металлический контакт между колонкой варисторов и измерительным устройством (3) осуществляется с помощью кольца (5), установленного на поверхности корпуса ОПН (1).

Проведенные испытания на герметичность узла соединения металлического электрода с колонкой варисторов, установленной внутри макета ОПН, показали положительные результаты. Условия испытания: измерение электрического сопротивления между электродом (5) и нижним фланцем (4) макета ОПН до и после его кипячения в деминерализованной воде в течение 48 часов (5 циклов).

Указанный способ измерения токов проводимости через варисторы в ОПН существенно отличается от существующих простотой конструкции, надежностью и достоверностью полученных результатов измерений под рабочим напряжением.

Рис. 1. Схема измерения токов проводимости через активные элементы ОПН 110 кВ и выше под рабочим напряжением.
1. ОПН; 2. изоляционная подставка; 3. устройство для измерения токов про-водимости; 4. нижний фланец; 5. электрод; 6. верхний фланец; 7. экран.

Также читайте в номере № 2 (54) февраль 2005 года:

• Защита от хищений электроэнергии в трехфазных сетях

  Абсолютное большинство потерь, связанных с недоучетом и хищениями электроэнергии, приходится на бытовой и мелкомоторный сектор электропотребления. Борьба с хищениями стала одной из главных проблем для региональных энергетических компан…

• Бангладеш, Мьянма и Индия: нефтегазовое сотрудничество

  Бангладеш, Мьянма и Индия договорились о сотрудничестве в области добычи газа и реализации проекта строительства трубопровода для транспортировки газа из Мьянмы в Индию через территорию Бангладеш. Как сообщает пакистанская газета The News Int…

• Компания «ЭНЕРГОМАШВИН» – шкаф оперативного постоянного тока ШОТ-01

  Шкаф оперативного постоянного тока предназначен для приема электрической энергии переменного тока от двух независимых источников (секций собственных нужд), преобразования ее в электрическую энергию постоянного тока и распределения элек…

• РАО «ЕЭС России» зарегистрировало Нижегородскую генерирующую компанию

  РАО «ЕЭС России» 1 февраля завершило регистрацию одного из акционерных обществ, созданных на базе ОАО «Нижновэнерго», — ОАО «Нижегородская генерирующая компания». Об этом ИА REGNUM сообщил пресс-секретарь ОАО «Нижновэнерго» Дмитрий Кабешев….

• Бензин из опилок и морской капусты

  В прошлом номере приложения «Новые промышленные технологии» мы опубликовали материал В. К. Борина, посвященный возможности перехода отечественного железнодорожного транспорта к, казалось бы, устаревшим видам транспорта – паровозам и газ…



Смотрите и читайте нас в

ОПН-Датчик – беспроводной датчик контроля технического состояния ограничителей перенапряжения

Беспроводные системы мониторинга серии ОПН-Датчик предназначены для диагностики и контроля технического состояния высоковольтных ограничителей перенапряжений (ОПН) с рабочим напряжением 110÷500 кВ в режиме мониторинга.

Компанией ДИМРУС разработаны и производятся три модификации таких систем, имеющие одинаковое конструктивное исполнение, но различающихся своими функциональными возможностями и организацией питания встроенной электроники.

Основной диагностической функцией для всех трех модификаций систем мониторинга ОПН-Датчик является измерение величины и гармонический анализ тока утечки, измеряемый в процессе эксплуатации ОПН.

При помощи встроенного микропроцессора контролируется величина действующего значения тока утечки ограничителя перенапряжений, производится разделение полного тока на активную и емкостную составляющие.

Для уточнения параметров текущего технического состояния ограничителя перенапряжений в датчике проводится анализ гармонического состава тока утечки, особое внимание обращается на параметры первой, третьей и пятой гармоник промышленной частоты.

На основании комплексного анализа этих параметров в системе мониторинга марки ОПН-Датчик рассчитывается текущее техническое состояние ограничителя перенапряжений, определяется соответствие его текущих эксплуатационных характеристик приложенному рабочему напряжению.

Особенности базовой системы ОПН-Датчик

Система мониторинга ограничителей перенапряжений марки ОПН-Датчик оснащена только базовой диагностической функцией контроля и анализа технического состояния ОПН по параметрам тока утечки.

Для передачи информации о техническом состоянии контролируемого ограничителя перенапряжения в ОПН Датчик 1 используется встроенный модуль беспроводной связи марки Bluetooth. При помощи этого модуля возможна передача информации о техническом состоянии контролируемого ограничителя перенапряжений на расстояние до 100 метров.

Прием информации от системы ОПН-Датчик может также производиться эксплуатационным персоналом во время плановых обходов оборудования подстанции. Для этого используется смартфон или планшет с беспроводным интерфейсом связи Bluetooth.

Для сбора информации о состоянии контролируемых ограничителей перенапряжения от систем мониторинга марки ОПН-Датчик и передачи её в единую АСУ-ТП подстанции может быть использован приемник марки WDM производства компании ДИМРУС.

Он устанавливается на подстанции и может собирать информацию от всех ОПН-Датчиков в радиусе нескольких десятков метров. Подключение WDM к системе АСУ-ТП производится кабелем питания и медной витой парой интерфейса RS-485.

Параметры беспроводного приемника WDM

Второй особенностью системы мониторинга ОПН Датчик является использование внутренней батареи длительного срока эксплуатации до 25 лет, поэтому у датчика полностью отсутствуют внешние подключения. Для контроля эксплуатационного ресурса батареи ее текущее напряжение регистрируется при каждом замере и передается в систему мониторинга вместе с текущими параметрами ОПН.

ОПН-Датчик-2 с контролем поглощенной энергии

В тех случаях, когда для обслуживающего персонала наряду со знанием текущего технического состояния важным является знание остаточного ресурса ограничителя перенапряжений необходимо использовать систему мониторинга марки ОПН-Датчик-2.

Эта комплексная система обладает расширенными диагностическими возможностями. Наряду с контролем и анализом спектрального состава тока утечки ОПН-Датчик-2 позволяет регистрировать и суммировать полную энергию импульсных токов, поглощенных контролируемым ограничителем перенапряжений.

Импульсы тока в системе мониторинга регистрируются в четырех амплитудных диапазонах: до 1 кА, до 5 кА, до 10 кА и более 10 кА. Энергия всех зарегистрированных импульсных токов суммируется, и полученное значение сравнивается с допустимым паспортным значением для каждого ОПН. Это позволяет корректно оценивать остаточный ресурс ограничителя перенапряжений.

Комплексная система мониторинга марки ОПН Датчик 2 имеет одинаковые габариты со стандартным устройством ОПН-Датчик-1, а внешне отличается от него только цветом герметичного силиконового корпуса – он синий, по сравнению с зеленым корпусом ОПН-Датчик.

Система ОПН-Датчик-2 также использует беспроводной канал передачи информации Bluetooth и встроенную батарею питания долгого срока эксплуатации.

ОПН-Датчик-3 с питанием от солнечной панели

Модифицированная версия системы мониторинга ограничителей перенапряжения марки ОПН-Датчик-3 обладает функциональными диагностическими возможностями системы ОПН-Датчик-2, но для питания встроенной электроники датчика используется небольшая солнечная панель и встроенный накопитель энергии.

В условиях даже облачной погоды полная зарядка внутреннего накопителя энергии ОПН-Датчик-3 происходит максимум за 6-8 часов. Полного заряда встроенного накопителя хватает для автономной работы системы ОПН Датчик 3 в течение 6 суток.

Вторым важным отличием ОПН-Датчик-3 является передача информации в систему АСУ-ТП с использованием беспроводного интерфейса связи марки LoRaWAN.

Достоинством беспроводного интерфейса LoRaWAN, по сравнению с интерфейсом Bluetooth, является увеличенная дальность передачи информации, достигающая несколько километров. Это позволяет, установив только один стандартный приемник системы LoRaWAN непосредственно в помещении подстанции, с его помощью собирать информацию о состоянии всех ограничителей перенапряжения, распределенных по территории подстанции.

Приемник LoRa является универсальным, с его помощью можно собирать информацию от других датчиков технологических параметров на подстанции, оснащенных этим интерфейсом.

Конструкция и монтаж ОПН-Датчиков

Система мониторинга марки ОПН-Датчик состоит из встроенного трансформаторного контроля датчика тока утечки, установленного на центральной шпильке М12, микропроцессорной платы обработки и встроенной в программное обеспечение экспертной системы, предназначенной для оценки технического состояния ограничителей перенапряжений.

В состав электроники устройства ОПН-Датчик также входит модуль беспроводной передачи информации (Bluetooth или LoRa), автономная батарея питания долгого срока эксплуатации, или солнечная панель с встроенным накопителем энергии.

Конструктивно все элементы системы устройства размещены и залиты герметиком в цилиндрическом защитном корпусе из силикона. Такое герметичное конструктивное исполнение позволяет системе мониторинга марки ОПН-Датчик надежно контролировать техническое состояние ограничителя перенапряжений в самых тяжелых условиях эксплуатации.

ОПН-Датчик устанавливается в разрыв проводника цепи заземления высоковольтного ОПН и измеряет ток утечки во всех режимах работы ограничителей перенапряжений, а также контролирует полную энергию, поглощенную ОПН.

За счет полного отсутствия внешних проводных коммуникаций и использования герметичного силиконового корпуса система мониторинга и контроля технического состояния ОПН не нуждается в обслуживании в течение всего срока эксплуатации.

Основные параметры ОПН-Датчик

Скачать документацию по системе

Брошюра (0.5 МБ) 25.04.2022

Базовый модуль-приёмник WDM. Руководство по эксплуатации (1.1 МБ) 09.02.2018

Похожие материалы:

Краткий обзор того, что это такое и как это работает

Химия и химическая энергия окружают нас повсюду; они даже часть нас. Химическая энергия является частью повседневной жизни. Он имеет дело с химическими изменениями, когда химические соединения действуют и реагируют на молекулярном уровне.

Химическая энергия содержится в батареях, еде, древесине, петардах, автомобилях и других повседневных предметах, которые мы используем в своей жизни.

Если школьная химия не была вашей сильной стороной, вы не одиноки. Считайте, что это ваш учебник по химической энергии и тому, как она работает.

Что такое химическая энергия?

Химическая энергия является одной из шести основных форм энергии: химической, электрической, лучистой, механической, тепловой и ядерной.

Хотя существуют и другие формы энергии (электрохимическая, звуковая и электромагнитная), они обычно представляют собой комбинацию шести основных форм. Более того, эти шесть форм энергии можно комбинировать для создания энергии, основанной на той или иной форме.

Для выполнения работы требуется энергия. С научной точки зрения «работа» — это сила, необходимая для перемещения объекта на расстояние. Для химической энергии это означает, что энергия высвобождается, когда химическая потенциальная энергия подвергается химической реакции. Когда мы используем высвободившуюся энергию, работа может выполняться в больших или малых масштабах, от сжигания звезд до сгибания мизинца.

Химическая энергия заключена в связях химических соединений на молекулярном уровне. Когда происходит химическая реакция между молекулами химических соединений, может образовываться новое вещество и может выделяться энергия. Когда высвобождается химическая энергия, ее можно заставить совершать работу.

Когда вы кипятите воду, вы создаете эндотермическую реакцию, потому что вода поглощает тепло. Точно так же, когда газ (в данном примере, пар) конденсируется в жидкость, он выделяет тепло, что является экзотермическим процессом.

Энтальпия — важная концепция использования энергии. Энтальпия системы определяет энергию, необходимую для разрыва или образования химических связей в этой системе. Хотя по большей части химические связи не рвутся и не образуются спонтанно; нужна энергия.

Интересно, что можно измерить только изменение энтальпии, а не ее количество. В нашем примере выше мы можем измерить изменение температуры или водяного пара.

Какая химическая реакция поглощает энергию?

Когда в химической реакции используется или поглощается больше энергии, чем выделяется, это называется эндотермической реакцией. При поглощении энергии молекулярные связи химического соединения разрываются и образуются новые связи. Эндотермические реакции приводят к понижению температуры.

Примерами такого снижения температуры являются таяние кубиков льда и испарение воды. Под действием тепла (окружающего или прикладного) кубики льда переходят из твердого состояния в жидкое. Точно так же испаряющаяся вода переводит воду из жидкого состояния в газообразное, обе реакции являются эндотермическими.

Фотосинтез — еще один пример эндотермической реакции. Когда солнечный свет (лучистая энергия) нагревает растение, он превращает солнечный свет, углекислый газ и воду в кислород, глюкозу и воду.

Почтовый индекс

Какие химические реакции выделяют энергию?

Когда химические реакции высвобождают энергию, они называются экзотермическими реакциями. Во время экзотермических реакций химические связи выделяют больше энергии, чем они используют для создания конечных продуктов. В результате температура в эндотермических реакциях снижается.

Несколько экзотермических реакций производят энергию: горение, коррозия, нейтрализация и реакции на водной основе.

Примером реакции горения является простое зажигание спички.

Реакцией коррозии может быть ржавчина металла или потускнение чайника – результат окисления.

Нейтрализация происходит при соединении кислоты и основания; типичным примером является использование антацидов (основы) для лечения изжоги (вызванной кислотой желудка).

Наконец, происходит экзотермическая реакция на водной основе, когда образуется лед, поскольку тепло от воды рассеивается в более холодный окружающий воздух.

Какую роль играет термодинамика в химической энергии?

источник

Химия предсказуема: химический процесс даст тот же результат при определенных условиях. Термодинамика, которая регулирует отношения между энергией и работой и потоком между ними, лежит в основе энергетических сил.

Первый закон термодинамики (закон сохранения энергии) гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена. Другими словами, количество энергии всегда одинаково везде во Вселенной. Однако он может менять формы. Мы видели, как формируются изменения химической энергии, в нашем обсуждении эндотермической и экзотермической энергии.

Два других закона термодинамики имеют дело с эффектами энтропии, которая представляет собой термодинамическое свойство, определяющее тепловую энергию данной системы на единицу температуры, которая недоступна для выполнения работы. Это много, чтобы распаковать.

Например, рассмотрим костер. Вы начинаете с бревна, которое представляет форму потенциальной энергии. Только когда вы сжигаете бревно, это высвобождает энергию. Энтропия диктует, что поток энергии в нашем примере движется наружу в виде лучистой и световой энергии.

При обсуждении термодинамических величин ученые имеют в виду взаимосвязь между определенной или замкнутой системой и ее окружением. В нашем примере горящий журнал — это закрытая система. Лучистая и световая энергия перемещаются из этой системы в окружающий воздух.

Каковы примеры химической энергии в повседневной жизни?

Помните, как в детстве вы представляли вулкан на школьной научной ярмарке? Или, может быть, вы родитель, и ваш ребенок сделал это. В любом случае есть вероятность, что пищевая сода и уксус (холодный) или дрожжи и перекись водорода (горячий) были задействованы в моделировании извержения вулкана. В зависимости от того, какие ингредиенты вы использовали, они иллюстрируют эндотермические и экзотермические химические реакции соответственно.

Другие повседневные примеры химической энергии включают: 

• Ваше тело преобразует пищу, которую вы едите в процессе пищеварения, в химическую энергию, превращая углеводы в глюкозу. Ваш кровоток переносит глюкозу ко всем клеткам вашего тела. Затем ваше тело использует химическую энергию, которую обеспечивает глюкоза.
   
• Сжигание углеводородов в ископаемом топливе, таком как нефть, природный газ и уголь, дает тепловую энергию. Бензин, еще одна форма ископаемого топлива, питает автомобили и генераторы. Природный газ отапливает дома и вырабатывает электроэнергию при сжигании.

Сколько видов энергии существует и какие они?

Существует несколько видов химической энергии, некоторые первичные и некоторые комбинации первичных типов. Каждый из этих типов можно классифицировать по энергетическому состоянию: потенциальному и кинетическому.

Энергия движущегося объекта является кинетической. Примеры кинетической энергии включают вращение Земли вокруг Солнца или прогулку в парке. Кинетическая энергия обычно измеряется в джоулях.

Существует пять видов кинетической энергии: механическая, электрическая, лучистая, тепловая и звуковая.

Механическая энергия

Различные энергетические ресурсы производят механическую энергию, чтобы турбины производили электричество. Энергия ветра вращает лопасти турбины, чтобы вращать приводной вал генератора, который вырабатывает электричество. Пар работает таким же образом, чтобы генерировать электроэнергию. Когда вода движется через гидротурбины, она вырабатывает энергию, которая становится электричеством.

Электрическая энергия

Электрическая энергия может рассматриваться как потенциальная или кинетическая энергия. Когда электрический заряд течет, он движется, создавая кинетическую энергию. Генерация электричества происходит, когда электроны движутся и отталкивают один электрон от другого. Например, электроны перемещаются по воздушным проводам в ваш дом и представляют собой кинетическую энергию. Однако, пока вы не щелкнете выключателем, она остается потенциальной энергией.

Почтовый индекс

Энергия излучения 

Часто описываемая как частица, энергия излучения – это энергия, которую несет частица. Например, фотон обладает лучистой энергией, но сам по себе энергией не является — источники лучистой энергии охватывают весь спектр электромагнитного излучения: гамма-лучи, рентгеновские лучи и т. д. Свет и тепло — более традиционные источники лучистой энергии, например, когда мы чувствуем тепло солнца.

Поскольку солнце излучает электромагнитные волны, которые распространяются в пространстве, это отличный пример лучистой энергии. Именно движение этих волн и создает кинетическую энергию. Поэтому, когда мы ловим несколько лучей в солнечный день, солнечные лучи согревают кожу. Точно так же мы можем получать энергию от солнца через солнечные панели.

Тепловая (тепловая) энергия 

Люди часто не понимают, что такое тепловая энергия. Часто они принимают форму жара за его причину.

Движение атомных и молекулярных частиц в системе производит тепловую энергию. Например, электростанции Исландии используют тепловую энергию своих вулканов для производства горячей воды и отопления зданий.

По определению, тепловая энергия относится к текущей энергии в системе; полученное тепло является побочным продуктом потока теплового материала. Так что именно поток делает его кинетической энергией.

Энергия звука 

Энергия звука возникает, когда звуковые волны заставляют объект или вещество вибрировать. Например, когда вы идете на громкий концерт в помещении и музыка заставляет вибрировать стены или мебель, это звуковая энергия. Когда вы видите рябь в своем напитке, это кинетическая энергия.

Мы измеряем звуковую волну по ее длине волны, периоду, амплитуде и частоте, независимо от того, является ли прилив продольным или поперечным (направление распространения звука) или средой, через которую он распространяется.

Энергия света 

Хотя мы не включили ее в наш список пяти основных типов кинетической энергии, ее нельзя упускать из виду. Он уникален по нескольким причинам. Во-первых, свет ведет себя как частица (фотоны) и волна. Он распространяется в потоке фотонов и в виде электромагнитной волны. Это также единственная форма энергии, которую мы действительно можем видеть. В любой другой форме энергии мы видим эффекты силы, а не саму энергию.

Будь то панель на крыше или массив коммунальных услуг, фотоэлектрические элементы (также известные как солнечные панели) генерируют солнечную энергию в три основных этапа:  

• Поглощенный свет выбивает электроны
• Текущие электроны создают ток
• Зафиксированные токовые передачи на проводку

Из-за своей двойной природы (волна и частица) энергия света является кинетической энергией.

Что такое потенциальная химическая энергия?

источник

Сохраненная энергия — это потенциальная энергия, энергия, которая ожидает каталитического действия, чтобы стать кинетической энергией. Батареи, автомобиль с полным бензобаком или книга, качающаяся на краю книжной полки, являются примерами потенциальной энергии.

Валун на уступе может иметь гравитационную потенциальную энергию из-за своей высоты. Если камень падает, гравитационная сила высвобождает силу — до тех пор, пока он не упадет, его энергия сохраняется (потенциал).

Мы говорили о том, как работает химическая энергия: химические соединения реагируют, высвобождая или потребляя энергию. Например, новые вещества могут потреблять энергию для образования; смесь может выделять энергию при разрыве химических связей.

Форма химической энергии на клеточном биологическом уровне, аденозин-5′-трифосфат (АТФ) является основной молекулой для хранения и передачи энергии. Он удерживает энергию для будущих реакций или подпитывает реакции, когда требуется энергия. В любом случае энергия связи АТФ должна присутствовать, потому что она является переносчиком энергии.

Во что можно преобразовать химическую энергию?

Химическая энергия – это потенциальная энергия, содержащаяся в связях химических соединений, которая может храниться в батареях для последующего преобразования в электричество.

В батарее химические реакции заставляют электроны формировать электрический ток, питающий инструменты нашей повседневной жизни: смартфоны, часы, компьютеры, фонарики и генераторы — вот лишь несколько примеров.

На биологическом уровне химическая энергия питает растения и животных, превращая их пищу для поддержания их жизнедеятельности. Еда обеспечивает топливо для химических процессов пищеварения и распределения энергии.

Химическая энергия — это потенциальная энергия, ожидающая высвобождения и использования.

Как используется химическая энергия?

Химическая энергия, содержащаяся во многих богатых энергией молекулах на Земле, претерпевает одну из многих реакций, превращаясь в кинетическую энергию. Например, кислород является наиболее распространенной химической молекулой, содержащей энергию. При воспламенении кислород, смешанный с углеводородами, такими как ископаемое топливо, древесина и другие растительные материалы или биотопливо, подвергается химическому преобразованию с выделением энергии.

Каковы недостатки химической энергии?

Химическая энергия имеет несколько «минусов», о которых следует упомянуть. Во-первых, химическая энергия не является чистой формой энергии. Большинство форм химической энергии возможно только за счет сжигания или других форм потребления или производства побочных продуктов. Выбросы часто являются побочным продуктом этих процессов, которые могут негативно повлиять на планету.

Химические энергоресурсы также не относятся к возобновляемым источникам энергии, поскольку их необходимо восполнять. Вспомните наш костер. Бревно, которое все это время горело в костре, израсходовано, остался пепел. пепел невозможно превратить в древесину; мы можем только подбросить еще одно полено в огонь.

Химическая энергия: она питает нашу жизнь

Химическая энергия ежедневно питает нашу жизнь. На самом деле, он питает саму жизнь. Эта энергия хранится в связях химических соединений, ожидая использования в эндотермических или экзотермических реакциях.

Энергию невозможно создать или уничтожить; энергия может только менять формы. Одна из многих форм энергии, химическая энергия, является потенциальной энергией. Он редко высвобождает присущую ему энергию спонтанно. Вместо этого требуется некоторый катализатор или зажигание.

Некоторые недостатки ставят под сомнение зависимость от химической энергии: это не совсем возобновляемый ресурс, и его побочные продукты могут быть вредными. Тем не менее, технологии постоянно развиваются, чтобы у нас было светлое будущее для нас самих и планеты.

Предоставлено вам justenergy.com

Все изображения предоставлены по лицензии Adobe Stock.
Рекомендуемое изображение:

Возобновляемые источники энергии на внешнем континентальном шельфе

BOEM отвечает за развитие морских возобновляемых источников энергии в федеральных водах. Программа началась в 2009 году, когда Министерство внутренних дел (DOI) объявило об окончательных правилах программы возобновляемых источников энергии на внешнем континентальном шельфе (OCS), которая была утверждена Законом об энергетической политике 2005 года (EPAct). Эти правила обеспечивают основу для всех видов деятельности, необходимых для поддержки производства и передачи энергии из источников, отличных от нефти и природного газа. BOEM ожидает дальнейшего развития OCS из следующих общих источников:

Энергия ветра на шельфе

Ветроэнергетика на шельфе — это богатый внутренний энергетический ресурс, расположенный недалеко от основных прибрежных центров нагрузки. Это обеспечивает эффективную альтернативу передаче электроэнергии на большие расстояния или развитию производства электроэнергии в этих регионах с ограниченной территорией.

Проектирование и проектирование морской ветроустановки зависит от конкретных условий площадки, в частности от глубины воды, геологии морского дна и волновой нагрузки.

Все ветряные турбины работают одинаково. Когда дует ветер, он обтекает лопасти ветряных турбин в форме аэродинамического профиля, заставляя лопасти турбины вращаться. Лопасти соединены с приводным валом, который вращает электрический генератор для производства электроэнергии. Новейшие ветряные турбины технологически продвинуты и включают в себя инженерные и механические инновации, которые помогают максимально повысить эффективность и увеличить производство электроэнергии. Дополнительную информацию о технологии ветряных турбин см. в публикации NREL «Основы ветроэнергетики: как работают ветряные турбины»9.0003

Морские ветры дуют сильнее и равномернее, чем на суше. Поскольку более высокие скорости ветра могут производить значительно больше энергии/электричества, разработчики все больше заинтересованы в поиске оффшорных источников энергии ветра. Министерство энергетики США (DOE) предоставляет ряд карт, показывающих данные о средней скорости ветра, на своей странице оценки и характеристики ресурсов и через MapSearch Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL).

Энергия океанских волн (гидрокинетическая)

Океанские волны обладают огромным энергетическим потенциалом. Волновые энергетические устройства извлекают энергию непосредственно из поверхностного движения океанских волн. Во многих регионах мира ветер дует с достаточной последовательностью и силой, чтобы создавать непрерывные волны вдоль береговой линии.

Разнообразные технологии могут улавливать эту энергию, и некоторые из наиболее многообещающих разработок проходят демонстрационные испытания. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) предоставляет ряд полезных карт и инструментов, касающихся ресурсов энергии волн, включая атлас ресурсов энергии волн, доступный по адресу https://www.nrel.gov/water/data-tools.html.

Энергия океанских течений (гидрокинетическая)

Относительно постоянный поток океанских течений перемещает большие объемы воды через океаны Земли. Исследователи разрабатывают новые технологии, которые могут извлекать энергию из океанских течений и преобразовывать ее в полезную энергию.

Некоторыми океанскими течениями на OCS являются Гольфстрим, течение Флоридского пролива и Калифорнийское течение.

В то время как Соединенные Штаты и другие страны изучают энергию океанских течений, они все еще находятся на ранних стадиях развития. Погруженные водяные турбины, подобные ветряным турбинам, могут быть развернуты на OCS в ближайшие годы для извлечения энергии из океанских течений.

Оффшорная солнечная энергия

Поскольку океаны покрывают более 70 процентов земной поверхности, они получают огромное количество солнечной энергии. Глубинные океанские течения, волны и ветры — все это результат солнечной лучистой энергии и дифференциального нагрева поверхности земли и океанов.

Хотя в настоящее время на шельфе нет коммерческих объектов солнечной энергетики, солнечное излучение может быть преобразовано непосредственно в полезную энергию с помощью различных технологий, включая концентрацию солнечной энергии и фотонные технологии.

Альтернативное использование существующих нефтяных и газовых платформ

Закон об энергетической политике 2005 г. предоставил BOEM юрисдикцию над проектами, которые альтернативно используют существующие нефтяные и газовые платформы в федеральных водах, в дополнение к юрисдикции над проектами по возобновляемым источникам энергии .