Производство и использование электрической энергии

1.

Производство и
использование электрической
энергии
Массалимов Ильяс

2.

• Производство и передача электрической энергии. Современную
жизнь невозможно представить без электричества. Без
преувеличения можно сказать, что изобретение электричества и
использование электрической энергии было громаднейшим
скачком вперед в развитии человеческой цивилизации.
Преимущества электрической энергии перед всеми другими
видами энергии неоспоримы. Ее можно передавать по проводам
на огромные расстояния со сравнительно малыми потерями. С
помощью сравнительно простых устройств электрическую
энергию можно преобразовывать в любые другие формы
энергии.

3.

• Электрическая энергия вырабатывается индукционными
генераторами переменного тока на электрических станциях
различного типа, которые строятся вблизи запасов угля и нефти
(тепловые электростанции) или рек (гидроэлектростанции). На
тепловых электростанциях тепловая энергия топлива (например,
угля) преобразуется в электрическую. Струя нагретого пара под
высоким давлением вращает ротор паровой турбины, вместе с
ним вращается ротор генератора, установленный на одной оси с
паровой турбиной. На гидроэлектростанциях в электрическую
энергию преобразуется механическая энергия воды. Русло реки
перегораживают плотиной и поднимают уровень воды. Поток
воды, падающий с высоты на лопатки гидравлической турбины,
вращает ее вместе с ротором генератора.

4.

5.

• Так как электростанции строятся вблизи запасов топлива или
воды, возникает необходимость передачи электроэнергии на
определенные расстояния до потребителей электрической
энергии. Эти расстояния могут быть довольно большими. При
этом возрастают потери энергии в линиях электропередачи, так
как по закону Джоуля-Ленца количество теплоты, выделяемое в
проводах Q = I^2-Rt, где R = PS conpoтивление линии передачи определяется заданным расстоянием 1.

6.

Как уменьшить потери энергии?
• Есть два способа:
• 1) Можно уменьшить сопротивление проводов электрической линии.
Так как расстояние L задано, для этого надо увеличивать сечение
проводов S или использовать материалы с малыми значениями
удельного сопротивления р, например серебро. Ясно, что такие
способы не дадут желаемой экономии, так как это непрактично.
• 2) Можно уменьшать силу тока, но так, чтобы передаваемая мощность
осталась прежней. Так как мощность тока определяется
произведением силы тока на напряжение, для уменьшения силы тока
надо повышать напряжение. Таким образом, проблема передачи
электроэнергии свя- зана с трансформацией тока.

7.

Какие типы электростанции есть в
Казахстане?
• 1) ГРЭС исторически получила свое название от слов государственная
районная электростанция, в настоящее время потеряла первоначальный смысл "районная", на самом деле это мощная тепловая
конденсационная электростанция (КЭС), работающая в объединенной
энергосистеме страны. Принцип работы ГРЭС основан на
использовании сжатого и нагретого до высокой температуры
(примерно до 540°C) пара. Нагретый пар под высоким давлением по
трубопроводам подается в паровую турбину, где он расширяется до
очень низкого давления, при этом вращает ротор турбины. В свою
очередь турбина приводит в движение ротор электрогенератора.
• 2) ТЭЦ теплоэлектроцентраль. Это тепловая электростанция, в которой
после производства электрической энергии часть тепловой энергии
пара используется для обеспечения горячего водоснабжения и
отопления жилых помещений и промышленных объектов.

8.

• 3) ГЭС - электростанция, в которой источником энергии является
водный массив, поднятый на определенную высоту. Для этого в
руслах подходящих рек строят плотины и водохранилища. Напор
воды, падающей с высоты на лопасти гидротурбины, приводит в
действие генераторы. Таким образом, в ГЭС потенциальная
энергия воды превращается в электрическую.