• Kas ir elektriskās enerģijas ražošana?
• Kā tiek ražota elektriskā enerģija?
• Elektroenerģijas nozares posmi
• Elektroenerģijas ražošanas veidi
• Atjaunojamā enerģija

Mēs izskaidrojam, kas ir elektroenerģijas ražošana, tās veidi un kā tā tiek ražota. Turklāt elektroenerģijas nozares posmi.

Liela daļa mūsu ikdienas dzīves ir atkarīga no elektriskās enerģijas.

Kas ir elektriskās enerģijas ražošana?

Paaudze Elektroenerģija ietver kopumu procesi dažādas, ar kurām to var ražot elektrība, vai kas ir tas pats, pārveidot citus veidus Enerģija pieejams dabu (ķīmiskā enerģija, kinētika, termiski, gaisma, kodolenerģijasuc) izmantojamajā elektroenerģijā.

Spēja ražot elektroenerģiju ir viena no galvenajām bažām cilvēce mūsdienu, kopš tās patēriņu Kopš atklāšanas 19. gadsimtā tas ir kļuvis plaši izplatīts un normalizējies, līdz tas ir kļuvis neaizstājams mūsu ikdienas dzīvē. Mūsu mājas, nozaresPubliskais apgaismojums, pat mūsu personīgās ierīces, ir atkarīgs no pastāvīgas un stabilas elektroenerģijas piegādes.

Tādējādi enerģijas patēriņš pasaulē pieaug. Ja 1900. gadā globālais enerģijas patēriņš bija tikai 0,7 teravati (0,7 x 1012 W), tad jau 2005. gadā tas tika lēsts ap 500 eksadžouliem (5 x 1020 J), kas atbilst 138 900 teravatiem.

Rūpniecības sektors ir lielākais patērētājs no visiem, un tāpēc attīstītā pasaule (tā sauktā Pirmā pasaule) ir atbildīga par lielāko patēriņa procentuālo daļu. Piemēram, ASV patērē 25% no pasaulē saražotās enerģijas.

Tāpēc jaunu un efektīvāku veidu meklējumi, kā to iegūt, ir joma, kurā tiek ieguldīti milzīgi zinātniski un tehnoloģiski resursi, īpaši laikā, kad klimata ietekme ir industrializācija un no degšanas fosilais kurināmais tas ir kļuvis ne tikai acīmredzams, bet arī satraucošs.

Kā tiek ražota elektriskā enerģija?

Ģeneratora turbīnas pagriešanai var izmantot dažādus enerģijas veidus.

Elektroenerģija kopumā tiek ražota lielās iekārtās, ko sauc par spēkstacijām vai spēkstacijām, kuras, izmantojot dažādu veidu priekšrocības izejviela vai dabas procesos "ražo" elektroenerģiju.

Šim nolūkam lielākajā daļā spēkstaciju ir ģeneratori, kas ir lielas ierīces, kas ģenerē maiņstrāva. Tie ir izgatavoti no spoles, kas ir liels, rotējošs materiāla rullis elektrības vadītājs sakārtoti pavedienos, un a magnēts kas paliek fiksēts.

Ar lielu ātrumu griežot spoli magnēta iekšpusē, rodas parādība, ko sauc par elektromagnētisko indukciju: magnētiskais lauks Rezultātā tiek mobilizēti vadošā materiāla elektroni, radot enerģijas plūsmu, kas pēc tam "jāsagatavo" sadalei caur virkni transformatoru.

Jautājums ir par to, kā panākt, lai spole grieztos lielā ātrumā un vienmērīgi. Eksperimentos, kas veikti 19. gadsimtā ar elektrību, to radīja, minot velosipēda pedāļus, kas, protams, radīja tikai niecīgu daudzumu.

Elektrostaciju gadījumā ir nepieciešams kaut kas daudz sarežģītāks: turbīna, kas ir rotējoša ierīce, kas spēj pārraidīt mehāniskā enerģija uz spoli, liekot tai griezties, no cita spēka izmantošanas.

Piemēram, jūs varat izmantot krītošu ūdeni ūdenskritumā vai pastāvīgu vēja pūšanu, vai vairumā gadījumu tvaiks augošs liela daudzuma verdoša ūdens daudzums, kuram savukārt ir nepieciešams radīt nemainīgu daudzumu karstums, izmantojot degšana no dažāda veida materiāliem.

Kā redzams, pilnīgs elektriskās enerģijas ģenerēšanas process ir nekas cits kā ķīmiskās enerģijas pārvēršana kaloriju enerģijā (sadegšana), lai vēlāk to pārvērstu kinētiskā un mehāniskā (mobilizējot turbīnu), un vēlāk par elektromagnētisko, t.i. , , elektrībā.

Elektroenerģijas nozares posmi

Elektrība tiek sadalīta pa elektropārvades līnijām.

Elektroenerģijas nozare ir tā, kas ir atbildīga par visu elektroenerģijas ražošanas ķēdi, no tās sākuma līdz pat patēriņam katrā mūsu mājā, piemēram. Viss enerģijas ražošanas cikls šajā nozarē ietver šādus posmus:

• Paaudze. Pirmais posms, loģiski, sastāv no elektroenerģijas iegūšanas ar pieejamajiem līdzekļiem jebkurā no esošajiem spēkstaciju veidiem.
• Transformācija. Kad elektroenerģija ir iegūta, tā parasti tiek pakļauta transformācijas procesam, kas to sagatavo transportēšanai pa elektrotīklu, jo elektroenerģiju, atšķirībā no citiem produktiem un precēm, nevar uzglabāt patēriņam vēlāk, bet tā nekavējoties jāpārraida.

Par to ir atbildīgas tā sauktās apakšstacijas jeb transformatoru stacijas, kas atrodas elektrostaciju tuvumā, kā arī transformācijas centri, kas atrodas tuvu elektrostacijām. populācijas patērētājiem, jo ​​tās uzdevums ir modulēt elektrisko spriegumu, lai padarītu elektroenerģiju transportējamu (augstspriegums) un patērējamu (zemspriegums).

• Izplatīšana. Elektrība beidzot ir jāpiegādā mūsu mājām vai nozarēm, kas to patērē, izmantojot elektroinstalācijas tīklu, kas pazīstams kā elektropārvades līnijas un ko parasti nodrošina dažādi enerģijas sadales un mārketinga uzņēmumi.
• Patēriņš. Visbeidzot, katrai patērētāju mājsaimniecībai vai rūpnieciskajai iekārtai ir savienojuma instalācija, kas savieno sadales tīklus ar iekštelpu iekārtām, ļaujot enerģijai atrasties visur, kur mums tā ir nepieciešama.

Elektroenerģijas ražošanas veidi

Vēja enerģija ir salīdzinoši lēta un droša elektroenerģijas ražošanai.

Elektroenerģijas ražošanu parasti klasificē pēc elektrostacijas veida, kurā tā tiek ražota, vai pēc tā, kas ir tas pats, pēc kādas īpašas procedūras izmanto, lai, kā mēs paskaidrojām iepriekš, mobilizētu turbīnu, lai savukārt pagrieztu spoli. laiks rada elektrību. Tādējādi mums ir:

• Termoelektriskā enerģija fosilais kurināmais. Termoelektrostacijas ir tās, kas ražo elektroenerģiju no siltumenerģijas, uzvārot lielu daudzumu ūdens vai līdzīgi uzsildot citas gāzes, pateicoties dažādu materiālu sadegšanai. organisks (ogles, Nafta, dabasgāze vai citu fosilo kurināmo) iekšējā katlā. Šajos gadījumos izplešanās gāze ir atbildīga par turbīnas pārvietošanu, un pēc tam tā tiek atdzesēta, lai varētu atkārtot ciklu.
• Kodoltermiskā enerģija. Kodoltermiskās enerģijas darbības princips neatšķiras no termoelektriskā, izņemot to, ka turbīnu griešanai nepieciešamo siltumu iegūst, izmantojot dažādas ķīmiskie procesi skaldīšana atomi smags, tas ir, bombardē noteiktu atomu kodolus elementi, lai piespiestu tos kļūt par citiem vieglākiem elementiem un atbrīvotu milzīgu enerģijas daudzumu. Šajās iekārtās, kas pazīstamas kā reaktori, tā pati loģika atombumba, bet pieteicās miermīlīgiem nolūkiem. Trūkums ir tāds, ka rodas radioaktīvie atkritumi, kurus ir grūti apstrādāt un kuri ir ļoti toksiski.
• Geotermāla enerģija. Arī šajā gadījumā spēkstacijas darbība atbilst termoelektriskajam modelim, taču bez kurināmā vai katla nepieciešamības, jo tiek izmantots spēkstacijas iekšējais siltums. Zemes garoza. Šim nolūkam ir nepieciešama piemērota tektoniskā vieta, tas ir, apgabals ar tektonisko aktivitāti, kas ļauj ieliet ūdeni zemes dzīlēs un izmantot iegūto tvaiku, lai mobilizētu elektriskās turbīnas.
• Saules siltumenerģija. Līdzīgi kā iepriekšējos gadījumos, šāda veida spēkstacijas izmanto priekšrocības saules gaisma, fokusējot un koncentrējot to ar sarežģītas spoguļu sistēmas palīdzību, lai uzsildītu šķidrumus plkst temperatūras no 300 līdz 1000 ° C, un tādējādi sākt termoelektriskās ģenerēšanas procesu.
• Fotoelektriskā enerģija. Šāda veida enerģija tiek iegūta arī, izmantojot saules gaismas priekšrocības, taču citā nozīmē: izmantojot lielus fotoelementu laukus, kas sastāv no diodēm, kas ir jutīgas pret saules gaismu, kas savos galos rada nelielas potenciālās atšķirības. Tam ir nepieciešamas lielas vietnes saules paneļi ražot elektroenerģiju, bet tajā pašā laikā tas tiek darīts, neprasot izejvielas un bez piesārņot pārāk daudz vide.
• Hidroelektrostacija. Šajā gadījumā ģenerācijas stacijas elektriskās turbīnas tiek kustinātas nevis ar siltuma iedarbību, bet gan izmantojot ūdenskrituma mehānisko enerģiju. Šī iemesla dēļ a topogrāfija īpaši šim nolūkam, piemēram, katarakta, ūdenskritumi, varenas upes vai ūdenstilpes, kurās var implantēt aizsprostus vai aizsprosti. Ārpus šo ūdenstilpņu brutālās pārveidošanas un to ekosistēmas pašu, tā ir forma tīra enerģija, lēti un droši.
• Jūras ūdens enerģija vai viļņu spēks. Tā sauc augus, kas iegūst elektrisko enerģiju no plūdmaiņām vai jūras viļņiem, izmantojot piekrastes iekārtas, kas, izmantojot peldošās ierīces, izmanto ūdens spiedienu, lai mobilizētu turbīnas. Taču tie nav īpaši spēcīgi un ne pārāk izdevīgi enerģijas iegūšanas veidi, vismaz pagaidām.
• Vēja enerģija. Ja iepriekšējos gadījumos tika izmantota ūdens dabiskā kustība, tad vēja elektrostacijās tiek izmantots vēja spēks, īpaši reģionos jo tas pastāvīgi pūš, piemēram, piekrastes zonās, lielajos līdzenumos vai tamlīdzīgi. Šim nolūkam viņiem ir veseli milzu dzenskrūvju lauki, kas ir jutīgi pret vēja pāreju, kas, pārvietojoties, pārnes mehānisko enerģiju uz elektrisko turbīnu. Tas ir salīdzinoši lēts un drošs elektroenerģijas ražošanas veids, bet diemžēl ļoti maz jaudīgs un ar ievērojamām izmaksām ainavu veidošanas ziņā.

Atjaunojamā enerģija

Elektrības iegūšana ir sarežģīts un ļoti prasīgs process vides ietekme, jo īpaši tā tradicionālajos variantos, piemēram, fosilā kurināmā. Turklāt pēdējos gadījumos pieejamajai degvielai ir ierobežotas rezerves, jo oglēm un naftai ir ļoti lēna un ilgstoša ģeoloģiskā izcelsme, kas neļauj mums papildināt planētu krājumus tādā pašā ātrumā, kādā mēs tos patērējam.

Šī iemesla dēļ daudzi enerģētikas nozares centieni tiek ieguldīti iespējamo atjaunojamo avotu meklējumos vai jau esošo, piemēram, saules, hidroelektrostaciju un ģeotermālās enerģijas, uzlabošanā.

Taču cilvēces lielās cerības enerģētikas lietās norāda uz atomu saplūšanas iespējamību kā drošu, uzticamu, nepiesārņojošu un atjaunojamu enerģijas avotu: tiek ņemti ūdeņraža atomi, visbagātīgākais elements pasaulē. Visums, un saplūst, lai radītu milzīgu enerģijas daudzumu, tāpat kā tas notiek centrā zvaigznes telpā.

Diemžēl svētlaime tehnoloģija tas joprojām ir tālu no mūsu sasniedzamības, tāpēc cilvēcei būs jāpieliek lielākas pūles, lai pielāgotu savu enerģijas patēriņu pasaules iespējām, vai arī riskēs to pilnībā sabojāt mūsu tieksmē pēc bezgalīgas elektriskās enerģijas.