Определение электростанция: II. Термины и определения, используемые в настоящих Указаниях / КонсультантПлюс

II. Термины и определения, используемые в настоящих Указаниях / КонсультантПлюс

II. Термины и определения, используемые

в настоящих Указаниях

2. Под термином «тепловая электростанция» понимается совокупность технологически связанных установок и оборудования, обеспечивающих преобразование внутренней энергии первичного топлива последовательно в тепловую, механическую, а затем в электрическую энергию с помощью турбинных и нетурбинных механических двигателей, посредством присоединенных к ним электрических генераторов.

К тепловым электростанциям относятся паротурбинные, газотурбинные, газопоршневые, дизельные электростанции, использующие в качестве первичного топлива углеводородное топливо органического происхождения, а также атомные электростанции, использующие тепло, выделяемое в ядерных реакторах.

2.1. Под термином «когенерация» понимаются технологии, позволяющие утилизировать часть тепла, образующегося в технологическом цикле производства электрической энергии на тепловых электростанциях, для целей общественного и хозяйственного теплоснабжения. Когенерация включает в себя в том числе теплофикацию — полезное использование тепла, содержащегося в паре, отработавшем в паровых турбинах тепловых электростанций, для систем централизованного теплоснабжения потребителей.

2.2. Тепловая электростанция может включать в свой состав пусковые и пиковые котельные, сжигающие первичное топливо, котлы утилизаторы выхлопа газовых турбин, модули утилизации тепла и водогрейные котлы газопоршневых энергоустановок, которые непосредственно не участвуют в выработке электроэнергии, но являются неотъемлемым оборудованием технологического цикла тепловой электростанции для получения тепловой энергии в виде теплоносителя (пара или горячей воды) нужных параметров, направляемого в системы централизованного теплоснабжения.

К пусковым котельным относят котельные, предназначенные для запуска в работу основного энергетического оборудования тепловых электростанций и котельных из холодного состояния или после остановки.

К пиковым водогрейным котлам относятся котельные установки тепловой электростанции, предназначенные для дополнительного подогрева сетевой воды после сетевых подогревателей турбоагрегатов, для обеспечения соблюдения необходимого температурного режима тепловой сети, по которой теплоноситель подается внешним потребителям тепла.

Котел-утилизатор газовой турбины — паровой или водогрейный котел, в котором используются выхлопные газы газотурбинной установки для получения теплоносителя (пара или горячей воды) нужных параметров, направляемого в системы централизованного теплоснабжения.

———————————

<*> Определения даны исключительно для целей заполнения формы N 6-ТП «Сведения о работе тепловой электростанции».

К модулям утилизации тепла газопоршневых энергоустановок относят утилизаторы тепла рубашки охлаждения двигателей, маслоохладительные установки, утилизаторы тепла газовых выхлопов двигателя, которые используются для получения теплоносителя в виде горячей воды нужных параметров, направляемого в системы централизованного теплоснабжения.

2.3. Новые электростанции, находящиеся в работе, но не принятые по акту в эксплуатацию к концу отчетного года, обязаны представить отчет по форме N 6-ТП, в котором данные по показателям, характеризующим установленную мощность, не приводятся.

В отчете по форме N 6-ТП действующей электростанцией должны быть отражены данные по всем показателям (кроме характеризующих установленную мощность) работы новых агрегатов, еще не принятых по акту в эксплуатацию, но находящихся в работе.

2.4. Значения всех показателей формы N 6-ТП должны быть приведены в единицах измерения, указанных в соответствующей графе.

2.5. Данные по показателям мощности в разделе 1 (строка 11) приводятся в целых числах.

Данные по показателям о выработке и отпуске электрической энергии в разделе 2 (строка 22, графы 1 — 6) приводятся с 3-мя знаками после запятой.

Данные по показателям об отпуске тепловой энергии в разделе 2 (строка 22, графы 7 — 10) приводятся в целых числах.

Значения удельных расходов условного топлива на отпущенную электрическую и тепловую энергию в разделе 3 (строки 32, 33, 34, графы 3 — 6) приводятся с одним знаком после запятой.

Данные о расходе условного топлива в разделе 3 (строки 31 — 34, графы 1, 2) приводятся с 3-мя знаками после запятой.

Данные о расходе топлива по видам в условном исчислении в разделе 4 (строки 41 — 90) в графах 3 и 5 приводятся в пересчете на тонну условного топлива с 3-мя знаками после запятой.

2.6. Распределение затрат топлива на тепловых электростанциях между электрической и тепловой энергией, вырабатываемой в комбинированном цикле на тепловой электростанции, в разделе 3 (строки 32, 33) настоящей формы производится в соответствии с пунктом 3.2.3 настоящих Указаний по формуле 11.

2.7. Атомные электростанции в настоящей форме заполняют разделы 1 и 2 в соответствии с общими правилами, описанными в данных Указаниях. Данные разделов 3 и 4 заполняются только по строке 34 и по строкам 41 — 90 при наличии расхода органического топлива в пиковых водогрейных котлах.

Принцип работы атомной электростанции. Справка

Сpеди них пеpвый и наиболее pаспpостpаненный тип – это pеактоp на обогащенном уpане, в котоpом и теплоносителем, и замедлителем является обычная, или «легкая», вода (легководный реактор). Существуют две основные pазновидности легководного реактора: pеактоp, в котоpом паp, вpащающий туpбины, обpазуется непосpедственно в активной зоне (кипящий реактор, в России – РБМК — реактор большой мощности, канальный), и pеактоp, в котоpом паp обpазуется во внешнем, или втоpом, контуpе, связанном с пеpвым контуpом теплообменниками и паpогенеpатоpами (водо водяной энергетический реактор – ВВЭР).

Втоpой тип pеактоpа – газоохлаждаемый pеактоp (с гpафитовым замедлителем).

Тpетий тип pеактоpа, – это реактоp, в котоpом и теплоносителем, и замедлителем является тяжелая вода, а топливом природный уран.

Существует также реактор на быстрых нейтронах (БН).

Реактор смонтирован в стальном корпусе, рассчитанном на высокое давление – до 1,6 х 107 Па, или 160 атмосфер.
Основными частями ВВЭР-1000 являются:

1. Активная зона, где находится ядерное топливо, протекает цепная реакция деления ядер и выделяется энергия.
2. Отражатель нейтронов, окружающий активную зону.
3. Теплоноситель.
4. Система управления защиты (СУЗ).
5. Радиационная защита.

Теплота в реакторе выделяется за счет цепной реакции деления ядерного топлива  под действием тепловых нейтронов. При этом образуются продукты деления ядер, среди которых есть и твердые вещества, и газы – ксенон, криптон. Продукты деления обладают очень высокой радиоактивностью, поэтому топливо (таблетки двуокиси урана) помещают в герметичные циркониевые трубки – ТВЭЛы (тепловыделяющие элементы). Эти трубки объединяются по несколько штук рядом в единую тепловыделяющую сборку. Для управления и защиты ядерного реактора используются регулирующие стержни, которые можно перемещать по всей высоте активной зоны. Стержни изготавливаются из веществ, сильно поглощающих нейтроны – например, из бора или кадмия. При глубоком введении стержней цепная реакция становится невозможной, поскольку нейтроны сильно поглощаются и выводятся из зоны реакции. Перемещение стержней производится дистанционно с пульта управления. При небольшом перемещении стержней цепной процесс будет либо развиваться, либо затухать. Таким способом регулируется мощность реактора.

Схема станции – двухконтурная. Первый, радиоактивный, контур состоит из одного реактора ВВЭР 1000 и четырех циркуляционных петель охлаждения. Второй контур, нерадиоактивный, включает в себя парогенераторную и водопитательную установки и один турбоагрегат мощностью 1030 МВт. Теплоносителем первого контура является некипящая вода высокой чистоты под давлением в 16 МПа с добавлением раствора борной кислоты – сильного поглотителя нейтронов, что используется для регулирования мощности реактора.

Основные процессы, происходящие во время работы АЭС:

1. Главными циркуляционными насосами вода прокачивается через активную зону реактора, где она нагревается до температуры 320 градусов за счет тепла, выделяемого при ядерной реакции.
2. Нагретый теплоноситель отдает свою теплоту воде второго контура (рабочему телу), испаряя ее в парогенераторе.
3. Охлажденный теплоноситель вновь поступает в реактор.
4. Парогенератор выдает насыщенный пар под давлением 6,4 МПа, который подается к паровой турбине.
5. Турбина приводит в движение ротор электрогенератора.
6. Отработанный пар конденсируется в конденсаторе и вновь подается в парогенератор конденсатным насосом. Для поддержания постоянного давления в контуре установлен паровой компенсатор объема.
7. Теплота конденсации пара отводится из конденсатора циркуляционной водой, которая подается питательным насосом из пруда охладителя.
8. И первый, и второй контур реактора герметичны. Это обеспечивает безопасность работы реактора для персонала и населения.

В случае невозможности использования большого количества воды для конденсации пара, вместо использования водохранилища, вода может охлаждаться в специальных охладительных башнях (градирнях).

Безопасность и экологичность работы реактора обеспечиваются жестким выполнением регламента (правил эксплуатации) и большим количеством контрольного оборудования. Все оно предназначено для продуманного и эффективного управления реактором.
Аварийная защита ядерного реактора – совокупность устройств, предназначенная для быстрого прекращения цепной ядерной реакции в активной зоне реактора.

Активная аварийная защита автоматически срабатывает при достижении одним из параметров ядерного реактора значения, которое может привести к аварии. В качестве таких параметров могут выступать: температура, давление и расход теплоносителя, уровень и скорость увеличения мощности.

Исполнительными элементами аварийной защиты являются, в большинстве случаев, стержни с веществом, хорошо поглощающим нейтроны (бором или кадмием). Иногда для остановки реактора жидкий поглотитель впрыскивают в контур теплоносителя.

Дополнительно к активной защите, многие современные проекты включают также элементы пассивной защиты. Например, современные варианты реакторов ВВЭР включают «Систему аварийного охлаждения активной зоны» (САОЗ) – специальные баки с борной кислотой, находящиеся над реактором. В случае максимальной проектной аварии (разрыва первого контура охлаждения реактора), содержимое этих баков самотеком оказываются внутри активной зоны реактора и цепная ядерная реакция гасится большим количеством борсодержащего вещества, хорошо поглощающего нейтроны.

Согласно «Правилам ядерной безопасности реакторных установок атомных станций», по крайней мере одна из предусмотренных систем остановки реактора должна выполнять функцию аварийной защиты (АЗ). Аварийная защита должна иметь не менее двух независимых групп рабочих органов. По сигналу АЗ рабочие органы АЗ должны приводиться в действие из любых рабочих или промежуточных положений.
Аппаратура АЗ должна состоять минимум  из двух независимых комплектов. 

Каждый комплект аппаратуры АЗ должен быть спроектирован таким образом, чтобы в диапазоне изменения плотности нейтронного потока от 7% до 120% номинального обеспечивалась защита:
1. По плотности нейтронного потока – не менее чем тремя независимыми каналами;
2. По скорости нарастания плотности нейтронного потока – не  менее чем тремя независимыми каналами.

Каждый комплект аппаратуры АЗ должен быть спроектирован таким образом, чтобы во всем диапазоне изменения технологических параметров, установленном в проекте реакторной установки (РУ), обеспечивалась аварийная защита не менее чем тремя независимыми каналами по каждому технологическому параметру, по которому  необходимо осуществлять защиту.

Управляющие команды каждого комплекта для исполнительных механизмов АЗ должны передаваться минимум по двум каналам. При выводе из работы одного канала в одном из комплектов аппаратуры АЗ без вывода данного комплекта из работы для этого канала должен автоматически формироваться аварийный сигнал.

Срабатывание аварийной защиты должно происходить как минимум в следующих случаях:
1. При  достижении уставки АЗ по плотности нейтронного потока.
2. При достижении уставки АЗ по скорости нарастания плотности нейтронного потока.
3. При исчезновении напряжения в  любом не выведенном из работы комплекте аппаратуры АЗ и шинах электропитания СУЗ.
4. При отказе  любых двух из трех каналов защиты по плотности нейтронного потока или по скорости нарастания нейтронного потока в любом не выведенном из работы комплекте аппаратуры АЗ.
5. При достижении уставок АЗ технологическими параметрами, по которым необходимо осуществлять защиту.
6. При инициировании срабатывания АЗ от ключа с блочного пункта управления (БПУ) или резервного пункта управления (РПУ).

Материал подготовлен интернет-редакцией www.rian.ru на основе информации РИА Новости и открытых источников

Определение мест повреждения кабеля электростанции

Роберт Леплатенье, специалист-метролог и руководитель компании Gasenzer AG, часто работает в «полевых условиях» и еще чаще в «горных условиях» Швейцарии. В феврале 2015 года один из заказов в буквальном смысле слова заставил его взбираться на гору: На подземной насосно-аккумулирующей электростанции Grimsel II компании Kraftwerke Oberhasli AG вышел из строя средневольтный кабель в отводящей линии генератора мощностью 100 МВ•А. Перед выполнением ремонта необходимо было определить место повреждения кабеля.

Содержание статьи

Поиск дефектов внутри горного массива

Роберт Леплатенье, специалист-метролог и руководитель компании Gasenzer AG, часто работает в «полевых условиях» и еще чаще в «горных условиях» Швейцарии.

В феврале 2015 года один из заказов в буквальном смысле слова заставил его взбираться на гору: На подземной насосно-аккумулирующей электростанции Grimsel II компании Kraftwerke Oberhasli AG вышел из строя средневольтный кабель в отводящей линии генератора мощностью 100 МВ•А. Перед выполнением ремонта необходимо было определить место повреждения кабеля.

Зимняя непогода осложняла доступ к объекту, находящемуся в Бернских Альпах: В момент аварии шел такой сильный снегопад, что перевалы на высоте более 2000 метров были закрыты. В последующие дни доступ был невозможен из-за схода лавины и двух предупреждений о лавинной опасности. И только спустя неделю после аварии Леплатенье вместе со своей мобильной электротехнической лабораторией смог добраться до цели. Через перевал он направился к водопаду Хандек к грузовой канатной дороге, которая и привела его ко входу в штольню длиной 2,5 км, связывающую электростанцию с внешним миром. На объекте он быстро справился со своей работой: Благодаря методу SIM/MIM (см. текстовой блок), поддерживаемому системой локализации дефектов BAUR Syscompact 3000, он быстро определил место высокоомных дефектов, а также место замыкания фазы на землю.

Компания Gasenzer AG, Prüf- und Messtechnik из Швейарского города Хинвиль специализируется на измерительном оборудовании и услугах по проведению измерений и испытаний с целью поиска повреждений, испытаний и оценки состояния кабельных систем. Компания, ставшая в 1991 году акционерным обществом, имеет за плечами более чем полувековый опыт работы. Еще в 1961 году инженер-электрик Ханс Газенцер основал товарищество, специализирующиеся на измерении параметров кабелей и продаже специального измерительного оборудования. С самого начала своего существования фирма Gasenzer поддерживала тесные котнакты с компанией BAUR и выступала эксклюзивным дистрибьютором приборов BAUR на швейцарском рынке.

Чтобы обнаруживать повреждение, применяется метод SIM/MIM (метод вторичного импульса/мультиимпульсный метод): импульс высокого напряжения повреждение понижает сопротивление повреждения, переводя его в разряд низкоомных, что позволяет определитьрасстояние до местаповреждения. Оценка и визуализация расстояния выполняется с помощью ПО приборов, например Syscompact 2000 или Syscompact 3000.  Метод SIM/MIM зарекомендовал себя как наиболее удачный, так как позволяет выполнять предварительное обнаружение в 98% всех случаев.

Система поиска и определения дефектов кабелей Syscompact 3000 к содержанию

Установка Syscompact 3000 компании BAUR Prüf- und Messtechnik представляет собой компактную систему в цельном корпусе для предварительной локализации и точного определения низкоомных, высокоомных и заплывающих повреждений в низко- и средневольтных кабелях. Точно и быстро находить места повреждения кабелей удается благодаря легкости в управлении и использованию современных методов их локализации.

Система может комплектоваться различными генераторами импульсного напряжения SSG 1100, 1500 или 2100. В качестве опции можно также заказать генератор SSG 500.

Компактные размеры Syscompact 3000 обеспечивают удобство его транспортировки. Он также может устанавливаться на небольшой грузопассажирский автомобиль. Система Syscompact входит в состав типовой комплектации мобильной электротехнической лаборатории BAUR.

Методы локализации дефектов:

• Метод импульсной рефлектометрии (3 фазы)
• Метод вторичного импульса (SIM)
• Метод вторичного импульса (SIM DC)
• Мультипликсированный импульсный метод  (MIM)
• Дифференциальный метод вторичного импульса
• Метод импульсного тока

Обзор наиболее важных характеристик:

• Локализация низкоомных, высокоомных и заплывающих повреждений кабеля
• Эффективные методы предварительной локализации кабельных повреждений
• Точное определение местоположения повреждения с помощью акустического метода или метода измерения времени прохождения сигнала (с использованием универсального приемника и наземного микрофона)
• Поиск повреждений кабельной оболочки с помощью метода шагового напряжения (с использованием универсального приемника и двух измерительных зондов)
• Удобство в эксплуатации
• Модульная система, легко расширяемая для выполнения испытаний и диагностики кабеля

Атомная электростанция

Атомная электростанция

_{Nuclear power plant}

    Атомная электростанция
(АЭС) – предприятие ядерной энергетики, на котором ядерная энергия,
освобождающаяся в ядерном реакторе, преобразуется в электрическую. При делении
ядер в реакторе выделяется тепловая энергия, которая в АЭС преобразуется
в электрическую также, как и на обычных тепловых электростанциях. Схема
этого преобразования поясняется рисунком.

Схема преобразования тепловой энергии деления в электрическую на атомной электростанции: 1 — активная зона реактора, 2 — защита, 3 — теплоноситель, 4 — насос, 5 — теплообменник, 6 — турбина, 7 — конденсор, 8 — электрогенератор, 9 — пар, 10 — вода.

    Теплоноситель 3 (вода, жидкий натрий), прокачиваемый
через активную зону реактора 1, выносит из него освобождённое в результате
деления тепло. Для выработки электроэнергии в АЭС используются турбогенераторы
6. При прокачке водяного теплоносителя через активную зону образуется слаборадиоактивный
пар, который может прямо направляться на лопасти турбины и, вращая её, вырабатывать
электроэнергию (одноконтурная система).
    Чтобы ограничить распространение радиоактивности обычно используется
двухконтурная система теплопередачи. В ней теплоноситель, циркулируя по
замкнутому первичному контуру, нагревает до парообразного состояния воду
во вторичном контуре. Этот “вторичный” пар вращает турбину.
    Первая в мире промышленная АЭС мощностью 5 МВт была пущена в
СССР в г. Обнинске в 1954 г. Современные крупные АЭС имеют блочную структуру,
т.е. состоят из нескольких блоков (реактор + турбина) каждый мощностью около
1000 МВт каждый.
    Атомная энергетика решает проблему исчерпания естественных органических
источников энергии (уголь, газ, нефть) и снимает трудности перемещения больших
количеств традиционного топлива на значительные расстояния и в труднодоступные
населённые пункты. Миниатюрные АЭС – весьма эффективные и удобные источники
энергии для подводных лодок и крупных надводных судов. Электроэнергия, вырабатываемая
АЭС, относится к наиболее дешёвой.
    С точки зрения экологии, АЭС также имеют заметные преимущества
перед тепловыми электростанциями. Решение проблем утилизации ядерных отходовосновывается
на достижениях современной науки и техники.
    Все развитые страны двигаются по пути всё более широкого использования
АЭС. Доля электроэнергии, вырабатываемая АЭС во Франции, приближается к
80%. В Бельгии эта доля – около 60%, в Швеции – 42%, Южной Корее – 40%,
Швейцарии – 38%, Испании – 36%, Финляндии – 32%, Японии – 31%, Германии
– 30%, Англии – 26%, США – 21%, России – 13%.

---

См также

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ВЕТРОСОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В МОНГОЛЬСКОЙ ЧАСТИ ПУСТЫНИ ГОБИ

Актуальность работы обусловлена интенсивным экономическим развитием стран Северо-Восточной Азии, увеличением их потребности в электроэнергии и целесообразностью повышения экономической и экологической эффективности электроснабжения за счет реализации проектов электроэнергетической интеграции. При этом важную роль может играть широкомасштабное внедрение возобновляемых источников энергии. Цель: определение оптимальной структуры ветросолнечных электростанций в монгольской части пустыни Гоби (соотношения мощностей электростанций разных типов и выработки ими электроэнергии) для разных сочетаний экономических и климатических условий. Методы: систематизация климатической и метеорологической информации, предварительная оценка эффективности энергоисточников разных типов по критерию стоимости производимой электроэнергии, математическое моделирование структуры и режимов работы энергосистемы. Математическая модель учитывает случайный характер поступления солнечной и ветровой энергии. Результаты. Показано, что произведенная фотоэлектрическими преобразователями и ветротурбинами электроэнергия с учетом стоимости ее транспорта по линиям электропередачи конкурентоспособна на электроэнергетических рынках Китая и других стран Северо-Восточной Азии. Для различных значений прихода солнечной радиации и скорости ветра определены оптимальные соотношения между мощностями возобновляемых источников энергии, производством электроэнергии фотоэлектрическими преобразователями и ветротурбинами, а также поставками электроэнергии из энергосистемы Китая для компенсации неравномерности выработки возобновляемых источников энергии. Показана экономическая эффективность совместного использования солнечной и ветровой энергии в монгольской части пустыни Гоби за исключением некоторых районов с низкими скоростями ветра. Совместное использование солнечной и ветровой энергии позволяет снизить суммарные затраты на систему электроснабжения более чем на четверть по сравнению с вариантом использования только солнечной энергии.

«Я впервые не строю, а перестраиваю». Ренцо Пьяно показал, как меняется уникальная ГЭС

В сентябре 2020 г. на Болотной набережной в Москве откроются первые помещения реконструированной ГЭС-2. Прекраснейший образец старой промышленной архитектуры, электростанция, возведенная в начале ХХ в. для питания электроэнергией московских трамваев, теперь превращается в грандиозный – нет, не музей, назовем его общественный центр или центр искусств, аналогов которого в Москве нет. Его создание инициировал учредитель фонда современного искусства V-A-C и совладелец компании «Новатэк» Леонид Михельсон, купивший здание в 2014 г. Сегодня уже можно более или менее представить себе, как будет выглядеть ГЭС-2 после реконструкции. Поэтому автор проекта итальянский архитектор Ренцо Пьяно устроил небольшую экскурсию по объекту для российских и итальянских журналистов.

«Я впервые не строю что-то, а перестраиваю», – сказал Пьяно, оглядывая здание ГЭС-2, и как будто сам удивился новому для себя делу. Он употребил именно слово rebuild, а не reconstruct, хотя в действительности ни то ни другое не описывает процесс, ради которого знаменитого архитектора, соавтора (вместе с Ричардом Роджерсом) проекта Центра Жоржа Помпиду в Париже и создателя The New York Times Building, почти пять лет назад пригласили в Москву. Фактически Пьяно вписывает, встраивает в старые, полностью сохраненные стены новое содержание. Он восторженно вспоминает, как увидел эту архитектуру впервые: «Когда это было? В 2015 г., в феврале. Посмотрите, как интенсивно идет строительство – здесь работает в две смены 1300 человек».

Стоило пригласить сюда Пьяно, чтобы убедиться, с какой деликатностью можно, оказывается, и в Москве подходить к реконструкции памятников – а ГЭС-2, возведенная в 1905–1907 гг. архитектором Василием Башкировым и уже тогда освещаемая днем через стеклянную крышу (инженер Николай Сушкин конструировал ее при непосредственном участии Владимира Шухова), безусловно, принадлежит к их числу. Для своего времени проект электростанции был абсолютно революционным. И то, что происходит здесь теперь, не может не производить впечатление и не удивлять.

– Помните, как я вам сказал, что все эти здания необходимо купить? – обращается Пьяно к владельцу здания Михельсону, который и возглавил группу экскурсантов. – Вы спросили тогда, что с ними делать. И я сказал: «Снести!»

– Я так и сделал, – отвечает Михельсон.

Разговор происходит как раз посередине стройплощадки, между собственно зданием ГЭС-2 и соседней необычной приземистой постройкой с круглыми сводами, вытянувшимися в два ряда перпендикулярно Болотной набережной. Своды, возведенные в 1870-х гг., – это цех водочного завода Смирнова. Над сводами в советское время построили невыразительное Г-образное здание, которое вместе с расположенными рядом другими служебными постройками было куплено и немедленно снесено. Тогда и открылась эта сводчатая, с неожиданным исламским акцентом, красота. «Здесь делали водку», – напоминает присутствующим архитектор, явно получая удовольствие. Теперь здесь будут создавать искусство – под сводами разместятся художественные мастерские, надо только дожить.

У этого объекта, если иметь в виду всю территорию будущего центра – а она простирается от задов кинотеатра «Ударник» (где, несмотря на многолетние старания Шалвы Бреуса, так и не был создан центр современного искусства) до Патриаршего моста, – очень сложный рельеф. В дальней части участка будет березовая роща – 720 деревьев, каждое из которых было отобрано специально, и 90 из них уже высажены. Этот условный парк будет разбит на одном уровне с крышей сводов, и уже весной будет много зелени – как и пять лет назад, обсуждая проект, Пьяно, описывая зеленую зону, сказал не bosco, а именно forest. Что для русского роща, для итальянца – лес.

Перед лесом, в центре острова, будет пьяцца – это тоже определение Пьяно: «Должна же быть в Москве пьяцца!» Вместе с лесом пьяцца как-то особенно вдохновляет автора проекта. Другим источником вдохновения явно служит ему соседний Дом на набережной, отделяющей зону строительства от Москвы-реки. «Здесь живут, наверное, тысячи людей! Я никогда не видел такого большого жилого дома. Он был когда-то построен для людей, работавших в Кремле, – восхищенно объяснял архитектор уже не столько российским, сколько итальянским журналистам. – Чтобы оказаться на работе, жителям было достаточно просто перейти мост». Наивный восторг рассказчика не позволял даже на секунду задуматься о том, что именно он успел узнать о зловещем доме, его жильцах и постигшей многих из них страшной судьбе.

К счастью, история и облик самой электростанции лишены подобных коннотаций – напротив, ее архитектура, заставляющая помнить о пришедшей в начале прошлого века моде на неорусский стиль, кажется на редкость позитивной. Прозрачная крыша создает иллюзию необычайной легкости, солнечные панели, которые уже начали устанавливать (этот процесс, как и весь ход строительства, отлично виден с Патриаршего моста), заставляет верить, что все не зря. Да, все знают, сколько в Москве бывает солнца и как долго длится здесь зима, ну и что.

Пьяно бесконечно акцентирует внимание на рассеянном свете, проникающем сквозь стекло, на сером московском небе («сегодня, между прочим, с утра было солнце») и с упоением рассказывает о будущем предназначении здания, для которого даже определение центра искусств не очень подходит. Скорее, это будет общественный центр, и справа появится образовательная зона с аудиторией на 420 человек и библиотекой, а по всему пространству будут рассредоточены помещения для временных выставок и галерей с открытым хранением.

«50 лет спустя я строю новый Бобур», – смеется Пьяно, признавая, что ГЭС-2 все-таки не совсем Центр Помпиду, но что-то вроде него. По крайней мере, это ближайшая аналогия. Если говорить об объектах, изначально построенных для хранения и демонстрации искусства, в портфолио Пьяно найдется далеко не только Центр Помпиду, и как тут не вспомнить, например, Центр Пауля Клее в Берне. Но у Бобура в Париже все же изначально предполагалось иное предназначение, чем у монографического музея в Швейцарии. «Он строился как бесплатный центр, – продолжает архитектор, – открытый для свободного посещения. Только отдельные выставки должны были быть платными».

Теперь о свободном проходе в Центр Помпиду можно только мечтать. Но в будущей ГЭС-2 его обещают устроить, и нет никаких оснований этим обещаниям не верить. Платным будет вход только на мероприятия с ограниченной вместимостью – на спектакли или концерты. Вход будет посередине, со стороны Водоотводного канала – ровно напротив сейчас сооружают ступени для спуска к воде. Вернут на место 70-метровые трубы, которые на старой электростанции, конечно, были. Только трубы будут новыми, и предназначение их будет новым – это будут воздуховоды. На наших глазах Михельсон и Пьяно договаривались о цвете труб – и выбрали ярко-синий, почти электрик, со светло-серыми, в тон зданию, местами технологических соединений. «Я еще хочу отметить качество строительства, – добавил Пьяно под занавес. – Это очень хорошо – на фоне всего, что строится в Москве».

Правильное определение мощности домашней электростанции

Собственная домашняя электростанция (электрический генератор) в большей или меньшей степени решает важную задачу: сделать хозяина в своем загородном доме (на даче) независимым от погодных и внешних условий, обеспечив его водой, теплом и собственным электричеством.

После приобретения домашней электрической станции покупатель часто сталкивается со значительной проблемой: человек покупает трехфазную мини-электростанцию с расчётной выходной мощностью в 4 кВт. Дома же он подключает к ней обогреватель в 2-кВт и… тот отказывается работать. А в чём причина?

Виды имеющихся нагрузок

Нагрузки активные. Это простейшие нагрузки, в которых вся потребляемая энергия полностью преобразуется в тепло. Примеры их: обогреватели, лампы накаливания, утюги, электроплиты и другие домашние приборы. Здесь все прозрачно: если их общая потребляемая мощность равна 2 кВт, то для их питания достаточно 2 кВт.

Нагрузки реактивные. К ним относятся все остальные. Такие нагрузки, в свою очередь, делятся на емкостные и индуктивные. Простой пример первых – электромагнитная катушка, вторых – конденсатор. Реактивные потребители превращают энергию не только в тепло, значительная часть её идёт на другие цели, например – образование электромагнитных полей.

Мерой реактивности является так называемый cosf. Например, если его значение составляет 0,8, то 20% энергии идёт не на тепло. На приборах, как правило, указывают потребляемую «тепловую» мощность и cosf. Чтобы рассчитать действительное потребление, надо мощность разделить на cosf. К примеру: если на шуруповёрте написано «500 Вт» и «cosf=0,6», это значит, что в действительности электроинструмент будет потреблять из генератора 500:0,6=833 Вт.

Нужно иметь в виду тот факт, что у каждой мини-электростанции, в свою очередь, есть собственный cosf, который нужно обязательно учитывать. Так, например, если cosf равен 0,8, то для работы вышеназванного шуруповёрта от данного устройства потребуется 833 Вт:0,8=1041 В\А. К слову сказать, именно по этой причине правильное обозначение выдаваемой электростанцией мощности не Вт (ватты), а В\А (вольт-амперы).

Пусковые токи

Каждый электрический двигатель в момент включения «тянет» энергии на порядок больше, чем в рабочем режиме. Дабы не углубляться в технические подробности, опишем аналогию: представьте себе тяжелую телегу, стоящую на горизонтальной плоскости. Чтобы её сдвинуть с места, потребуется значительно больше усилий, чем для поддержания в дальнейшем её скорости.

Стартовая перегрузка во времени не превышает нескольких долей секунды, потому главное – чтоб мини-электростанция смогла её выдержать (профессионалы говорят «проглотить»), не выключаясь и, тем более, не выходя из строя. Совет здесь может быть только один: приобретая электростанцию, обязательно поинтересуйтесь, какие же стартовые перегрузки «потянет» выбранный вами агрегат. Интересно, что с точки зрения пусковых токов одним из «страшнейших» электроприборов является погружной насос, который в момент старта увеличивает своё потребление в 7-9 раз.

Выводы

Выходная мощность – один из главнейших параметров, имеющих два «подводных камня»:

1) большинство производителей в каталогах приводят максимальную выходную мощность. Следует иметь в виду: этот параметр предусматривает краткосрочную работу устройства (в зависимости от фирмы-производителя интервал колеблется от долей секунд до нескольких минут). Истинная же – номинальная – мощность как правило на несколько (порой на десятки) процентов меньше;

2) мини-электростанция, как и любой другой агрегат, имеет собственный cosf. Одни производители при указании мощности на выходе его учитывают, другие – нет. Во втором случае покупателю придется самому рассчитать действительную номинальную мощность, умножая cosf на мощность, приведенную в каталоге.

Метки: домашняя электростанция, мини-электростанция, мощность, электричество

Интересная статья? Поделитесь ей с друзьями:

Угольная электростанция — Энергетическое образование

Угольные электростанции , также известные как угольные электростанции — это установки, сжигающие уголь для производства пара для выработки электроэнергии. Эти станции, показанные на Рисунке 1, производят ~ 40% мировой электроэнергии. ^[2] Страны, такие как Южная Африка, используют уголь для производства 94% своей электроэнергии, а Китай и Индия используют уголь для 70-75% своих потребностей в электроэнергии, однако количество угля Китай использует меньше, чем большинство других стран (см. визуализация данных ниже). ^[3] Использование угля обеспечивает доступ к электричеству тем, у кого его раньше не было, что помогает повысить качество жизни и снизить уровень бедности в этих регионах, однако при этом образуются большие количества различных загрязнителей, что снижает качество воздуха и способствует изменению климата.

Сжигание огромного количества угля

Угольные заводы требуют огромного количества угля. Поразительно: угольная электростанция мощностью 1000 МВт потребляет 9000 тонн угля в день, что эквивалентно полной загрузке поезда (90 вагонов по 100 тонн в каждом!). ^[4] Для количества угля, используемого в течение всего года, тогда потребуется 365 поездов, и если каждый будет иметь длину 3 км, то один поезд, перевозящий весь этот уголь, должен иметь длину около 1100 км; примерно на таком же расстоянии, как и поездка от Калгари, AB до Виктории, Британской Колумбии. Если бы этот поезд проезжал мимо вашего дома со скоростью 40 километров в час, ему потребовалось бы более в день, чтобы проехать!

Рисунок 2. Угольная линия протяженностью 1100 километров, расстояние от Калгари до Виктории, требуется в год для угольной электростанции мощностью 1000 МВт. ^[5]

Превращение этого угля в электричество — многогранный процесс: ^[6]

1. Уголь должен быть выгружен из поезда . Традиционные способы сделать это требуют использования кранов, поднимающих уголь из вагонов, однако на более новых заводах пол под железнодорожными путями опускается, что позволяет сбрасывать уголь в подземную изоляцию. Для этого даже не требуется, чтобы поезд останавливался! ^[7] Видео об этом смотрите здесь.Многие угольные электростанции являются устьем шахты, что означает, что электростанция была размещена там, где находится угольная шахта, поэтому уголь не нужно перевозить поездом.
2. После разгрузки уголь измельчается в мелкий порошок с помощью большого измельчителя. Это обеспечивает почти полное сгорание угля, чтобы максимально увеличить теплоотдачу и свести к минимуму загрязняющие вещества.
3. Пылевидный уголь затем подается в котел , где происходит сгорание и уголь обеспечивает тепло для электростанции.Это тепло передается в трубы, содержащие воду под высоким давлением, которая превращается в пар.
4. Затем пар проходит через турбину , заставляя ее вращаться очень быстро, что, в свою очередь, приводит в движение генератор, производящий электричество. Затем электричество можно вводить в электрическую сеть для использования обществом.

Угольные электростанции используют цикл Ренкина для завершения этого процесса. Поскольку они требуют большого количества воды для циркуляции в этом цикле, угольные электростанции должны располагаться рядом с водоемом.Процесс работы угольных электростанций можно увидеть ниже на Рисунке 3.

Рисунок 3. Процесс преобразования угля в электричество на угольной электростанции. ^[8]

Воздействие на окружающую среду

Угольные электростанции оказывают множество сопутствующих экологических воздействий на местную экосистему.

Загрязнение воздуха

При сжигании угля выделяются многие загрязнители — оксиды азота (NOx) и серы (SOx), а также твердые частицы. Они также выделяют парниковые газы, такие как двуокись углерода (CO ₂ ) и метан (CH ₄ ), которые, как известно, способствуют глобальному потеплению и изменению климата.Чтобы остановить их выброс, электростанциям требуется технология, снижающая выброс этих вредных молекул. ^[9]

Использование / загрязнение воды

Для удаления примесей из угля часто требуется большое количество воды, ^[10] этот процесс известен как промывка угля. Например, в Китае около одной пятой воды, используемой в угольной промышленности, используется для этого процесса. ^[11] Этот процесс помогает снизить загрязнение воздуха, поскольку устраняет около 50% зольности угля. В результате образуется меньше диоксида серы (SOx) и меньше диоксида углерода (CO ₂ ) из-за более высокого теплового КПД. ^[12]

Когда электростанции удаляют воду из окружающей среды, это может сказаться на рыбах и других водных организмах, а также на животных, полагающихся на эти источники. ^[10] Загрязняющие вещества также накапливаются в воде, которую используют электростанции, поэтому, если эта вода сбрасывается обратно в окружающую среду, она потенциально может нанести вред дикой природе. ^[10]

Сброс воды с электростанций и промывки угля требует контроля и регулирования.Посетите Агентство по охране окружающей среды США (EPA) для получения дополнительной информации об этом.

Производство электроэнергии в мире: уголь

На карте ниже показано, из каких первичных источников энергии разные страны получают энергию для производства электроэнергии. Уголь отображается серым цветом. Нажмите на регион, чтобы увеличить группу стран, затем нажмите на страну, чтобы увидеть, откуда поступает электричество. Некоторые известные страны включают Китай, Индию, США, Россию, Канаду и Францию.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Ferrybridge_%27C%27_Power_Station_-_geograph.org.uk_-_35089.jpg
2. ↑ Х. Ричи и М. Розер, «Ископаемое топливо», Наш мир в данных, 2020. [Онлайн]. Доступно: https://ourworldindata.org/fossil-fuels. [Доступ: 11 мая 2020 г.].
3. ↑ Источник данных:
   МЭА (2014), «Мировые энергетические балансы», Мировая энергетическая статистика и балансы МЭА (база данных). DOI: http://dx.doi.org.ezproxy.lib.ucalgary.ca/10.1787/data-00512-en
   (Проверено в феврале 2015 г.)
4. ↑ Р.А. Хинрихс и М. Кляйнбах, «Электричество: цепи + сверхпроводники», в Энергия: его использование и окружающая среда, , 4-е изд. Торонто, Онтарио. Канада: Томсон Брукс / Коул, 2006, глава 10, раздел A, стр. 320
5. ↑ Каллум Блэк в книге «География». (23 июня 2015 г.). Угольный поезд [Онлайн], Доступно: http://www.geograph.org.uk/photo/450234
6. ↑ Р. А. Хинрихс и М. Кляйнбах, «Электромагнетизм и производство электроэнергии», в Энергия: ее использование и окружающая среда, , 4-е изд.Торонто, Онтарио. Канада: Томсон Брукс / Коул, 2006, глава 11, раздел D, стр 376-377
7. ↑ Открытие через пользователя: Крупнейшие плотины, угольная электростанция — Англия [онлайн-видео], Доступно: https://www.youtube.com/watch?v=rEJKiUYjW1E
8. ↑ Wikimedia Commons [Интернет]. Доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4a/Coal_fired_power_plant_diagram.svg/1280px-Coal_fired_power_plant_diagram.svg.png
9. ↑ BCC Research, «Контроль загрязнения воздуха на угольных электростанциях», BCC Publishing, 2013.
10. ↑ ^{10,0 10,1 10,2} EPA Clean Energy. (10 июня 2015 г.). Уголь [Онлайн]. Доступно: http://www.epa.gov/cleanenergy/energy-and-you/affect/coal. html
11. ↑ МЭА. (22 июня 2015 г.). Почему большая часть угля не используется в ванне [Online], доступно: http://www.iea.org/ieaenergy/issue6/why-most-coal-avoids-a-bath.html
12. ↑ AP 42: Сборник факторов выбросов загрязнителей воздуха, Том 1: стационарные точечные и зональные источники, 5-е изд.Агентство по охране окружающей среды США, 2010 г., стр. 11.10-1.

Тепловая энергия — Energy Education

Рисунок 1. Тепловая энергия подается в котел в виде топлива. ^[1]

Тепловая мощность описывает, насколько быстро вырабатывается тепло. Для большинства энергетических систем, таких как бензиновый двигатель, тепловая мощность — это скорость преобразования топлива в тепло. Эти тепловые машины создают это тепло для выполнения полезной работы. Чаще всего под тепловой мощностью понимается ввод тепла в котел электростанции для выработки электроэнергии.В других контекстах это может быть мера выходной мощности — например, лучистого тепла, излучаемого Солнцем.

Для электростанций потребляемая тепловая мощность измеряется в тепловых мегаваттах (МВт). Однако мощность, которая обычно обеспечивает подачу электроэнергии в сеть, измеряется в электрических мегаваттах (МВт). ^[2] Поскольку не все входящее тепло можно полностью преобразовать в электричество (см. КПД Карно), значение MWt всегда будет больше значения MWe. Сравнение дает электростанции ее тепловой КПД, который является мерой того, сколько полезной работы она может выполнить с тем количеством топлива, которое ей пришлось сжечь.Большинство старых электростанций имеют КПД около 33%, ^[3] , поэтому входная тепловая мощность в 3 раза больше, чем выходная электрическая мощность.

Не всем электростанциям требуется тепловая энергия для выработки электроэнергии. Такие электростанции, как гидроэлектростанции, ветряные турбины или фотоэлектрические элементы, используют другие формы энергии из различных потоков первичной энергии для производства электроэнергии. Следовательно, тепловая мощность используется только для термодинамических систем. Хотя термодинамические ограничения не применяются к этим установкам, такие как второй закон термодинамики и эффективность Карно, у них есть другие факторы, ограничивающие их эффективность.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

1. ↑ Shehal Joseph через Flickr [Online], доступно: https://www.flickr.com/photos/shehal/1167585170
2. ↑ Р. Вольфсон, «Энергия и тепло», в Энергия, окружающая среда и климат, 2-е изд. Нью-Йорк, США: Нортон, 2012, стр. 86-87.
3. ↑ EIA, Каков КПД различных типов электростанций? [онлайн], доступно: http://www.eia.gov/tools/faqs/faq.cfm?id=107&t=3

Гидроэлектростанция — Energy Education

Гидроэлектростанция — это электростанция особого типа, которая использует энергию падающей или текущей воды для выработки электроэнергии.Они делают это, направляя воду через ряд турбин, которые преобразуют потенциальную и кинетическую энергию воды во вращательное движение турбины. Затем турбина присоединяется к генератору, и движение используется для выработки электроэнергии. Гидроэнергетика дает миру около 16% от общей выработки электроэнергии. ^[1] В число крупнейших производителей входят Китай, Канада и Бразилия. ^[2] См. Мировое производство электроэнергии для получения подробной информации о том, сколько электроэнергии вырабатывается гидроэнергетикой в ​​разных странах.

Схема традиционной гидроэлектростанции показана ниже.

Рисунок 1. Схема, показывающая основные компоненты традиционной гидроэлектростанции. ^[3]

Типы

Классификация	Вместимость
Большой	> 100 МВт
Средний	15 — 100 МВт
Маленький	1-15 МВт
Мини	100 кВт — 1 МВт
Микро	5-100 кВт
Пико	~ 200 Вт — 5 кВт

Существуют как традиционные, так и нетрадиционные гидроэлектростанции. Обычные гидроэлектростанции — наиболее распространенный тип — полагаются на разницу напора, создаваемую искусственными плотинами и препятствиями. Два типа систем, которые считаются традиционными, — это плотины гидроэлектростанций и приливные дамбы. Нетрадиционные методы генерации обычно основаны на гидроэлектрическом разряде или небольшом перепаде напора. Некоторыми примерами нетрадиционных гидроэнергетических объектов являются низконапорные гидроэлектростанции, русловые системы, гидроэнергетические системы в русле реки и кинетические приливы.

Каждому типу метода выработки гидроэлектроэнергии соответствует классификация выходной мощности, основанная на его мощности.Они указаны в таблице слева. ^[4]

Компоненты и работа

При проектировании гидроэлектростанции учитывается множество различных факторов, но большинство из них имеют одни и те же основные компоненты и работают одинаково. Эти компоненты и их функции описаны ниже.

Водохранилище

основная статья

Резервуар гидроэлектростанции — это скопление воды, сдерживаемой плотиной гидроэлектростанции. Эта вода имеет определенное количество потенциальной энергии, поскольку она удерживается над хвостовой частью плотины, а потенциальная энергия используется для выработки электроэнергии. Высота, на которой находится вода в резервуаре, называется гидравлическим напором и является одним из основных факторов, определяющих, сколько электроэнергии может быть произведено. Чем выше вода, тем больше у нее потенциальной энергии и, следовательно, тем больше электроэнергии может быть произведено. ^[5]

Плотина

основная статья

Плотина гидроэлектростанции — это большое искусственное сооружение, построенное для удержания некоторого количества воды. ^[5] Назначение плотины гидроэлектростанции — обеспечить место для преобразования потенциальной и кинетической энергии воды в электрическую с помощью турбины и генератора. Плотины действуют как место, где вода сдерживается и под контролем спускается к этим турбинам, обеспечивая место, где происходят преобразования энергии. ^[6] Типичные плотины создают резервуар, в котором вода хранится на заданной высоте. Эта высота и скорость, с которой вода падает из резервуара на турбины, определяют, сколько электроэнергии может быть произведено.

Подвес

основная статья

Заглушки — это трубы или длинные каналы, по которым вода спускается из гидроузла к турбинам внутри самой электростанции. ^[7] Обычно они изготавливаются из стали, и вода под высоким давлением течет через затвор. Они являются жизненно важным компонентом гидроэлектростанции, который позволяет воде перемещаться к турбине. К концам затворов можно прикрепить решетки или фильтры, чтобы улавливать крупный мусор, например, ветки.Это гарантирует, что мусор не сможет попасть в канал и заблокировать его. ^[8] Количество воды, которое может проходить через напорный водопровод, можно регулировать с помощью шлюза, который представляет собой просто затвор, который можно поднимать и опускать для увеличения или уменьшения количества воды, пропускаемой через.

Турбины

основная статья

Гидротурбины — это устройства, используемые на гидроэлектростанциях, которые передают энергию от движущейся воды к вращающемуся валу для выработки электроэнергии.Эти турбины вращаются или вращаются в ответ на попадание воды на их лопасти. Тип турбины, выбранной для любого гидроэнергетического проекта, зависит от высоты водохранилища, известного как гидравлический напор, и объема воды, который течет, известного как скорость потока. Также следует учитывать эффективность и стоимость. ^[9]

КПД

Энергия движущейся воды — это чисто механическая энергия, одна из самых качественных форм энергии. Таким образом, теоретически, поскольку это такая высококачественная энергия, ее можно преобразовать в электрическую с почти 100% -ным КПД, поскольку в ней не используется тепловая энергия (и, следовательно, второй закон термодинамики не должен приниматься во внимание) .Однако по-прежнему существуют незначительные потери, связанные с трением и неэффективностью транспортировки электроэнергии (в результате таких факторов, как сопротивление проводов). В целом это означает, что гидроэнергетика может быть преобразована в электричество с КПД выше 90%. ^[1]

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

1. ↑ ^{1.0 1.1} Р. Вольфсон. Энергия, окружающая среда и климат , 2-е изд.Нью-Йорк, США: Нортон, 2012 г.
2. ↑ Абхишек Шах. (3 сентября 2015 г.). Список крупнейших в мире гидроэлектростанций и стран — Китай, ведущий строительство гидроэлектростанций [Online]. Доступно: http://www.greenworldinvestor.com/2011/03/29/list-of-worlds-largest-hydroelectricity-plants-and-countries-china-leading-in-building-hydroelectric-stations/
3. ↑ Wikimedia Commons. (3 сентября 2015 г.). Гидроэлектростанция [Онлайн]. Доступно: https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/57/Hydroelectric_dam.svg/2000px-Hydroelectric_dam.svg.png
4. ↑ IPCC. (3 сентября 2015 г. ). Глава 5 — Гидроэнергетика [Онлайн]. Доступно: www.ipcc.ch/pdf/special-reports/srren/drafts/SRREN-FOD-Ch05.pdf
5. ↑ ^{5,0 5,1} Ботанический сад штата Миссури. (3 сентября 2015 г.). Hydroelectric Power [Онлайн]. Доступно: http://www.mbgnet.net/fresh/rivers/dams.htm
6. ↑ BrightHub Engineering.(3 сентября 2015 г.). Как работает плотина гидроэлектростанций [Online]. Доступно: http://www.brighthubengineering.com/building-construction-design/42794-how-does-a-hydroelectric-dam-work/
7. ↑ Дж. Бойль. Возобновляемые источники энергии: энергия для устойчивого будущего , 2-е изд. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета, 2004.
8. ↑ WiseGeek. (3 сентября 2015 г.). Что такое Penstock? [Онлайн]. Доступно: http://www.wisegeek.com/what-is-a-penstock.htm
9. ↑ BrightHub Engineering.(3 сентября 2015 г.). Что такое гидравлические турбины? [Онлайн]. Доступно: http://www.brighthubengineering. com/fluid-mechanics-hydraulics/26551-hydraulic-turbines-definition-and-basics/

Глоссарий терминов по гидроэнергетике | Министерство энергетики

Глоссарий по гидроэнергетике Министерства энергетики США содержит определения технических терминов, связанных с гидроэнергетикой. Посетите «Основы гидроэнергетики», чтобы узнать больше о возобновляемых источниках энергии и типах гидроэлектростанций, чтобы просмотреть иллюстрации гидроэлектростанций.

Условия использования гидроэнергетики

Примечание. Многие из этих терминов широко используются в энергетических секторах, а определения, перечисленные ниже, относятся конкретно к их использованию в гидроэнергетике.

Технология регулируемой скорости : В гидроэнергетике относится к машинам, которые могут изменять потребляемую (насосы) или генерируемую (турбины) мощность, что обеспечивает большую гибкость.

Вспомогательные услуги : Услуги в области мощности и энергии (e. g., не вращающийся рабочий резерв, частотная поддержка, поддержка напряжения), предоставляемые электростанциями, которые могут реагировать в короткие сроки, такими как гидроэлектростанции, и используются для обеспечения стабильной поставки электроэнергии и оптимальной надежности сети. Также называемые сетевыми услугами.

Балансирующий орган : Организация, ответственная за предварительную интеграцию планов ресурсов, поддержание баланса нагрузки-обмена-генерации в зоне балансировки и поддержку частоты межсоединений в режиме реального времени.

Базовая нагрузка : Минимальная потребность в энергии для данной системы электроснабжения в течение определенного периода времени.

В масштабе бассейна : Включает деятельность, которая осуществляется на территории, осушаемой рекой и ее притоками.

Биоразнообразие : разнообразие жизни в мире, в определенной среде обитания или экосистеме.

Биогенный : Производится или вызывается живыми организмами

Биологически обоснованное проектирование : Проектирование гидроэнергетического оборудования, такого как турбины, с учетом его прямого или косвенного биологического воздействия на рыб и другие водные виды.

Черный старт : процесс восстановления электростанции для работы без использования внешней сети передачи электроэнергии.

Основная мощность : Электроэнергия от генерирующих объектов, необходимая для поддержания надежности системы передачи.

Обводной участок : Участок естественного водного пути между водозабором и отводом, где весь поток обычно исходит из водосброса.

Коэффициент мощности (нетто) : Отношение фактической мощности электростанции за период времени к ее потенциальной мощности, если бы она могла непрерывно работать с полной номинальной мощностью в течение того же периода времени.

Кавитация : Явление, которое влияет на гидроэнергетические турбины, когда пузырьки пара образуются и взрываются из-за быстрых изменений давления, генерируя ударные волны, которые создают полости на поверхности металла.

Общестроительные работы : Инфраструктура гидроэнергетического проекта, такая как плотины, трубопроводы, электростанции, туннели и водозаборники.

Закрытая гидроаккумулирующая гидроаккумулирующая станция : Состоит из двух резервуаров, не связанных с естественными источниками воды.

Техническое обслуживание по состоянию : Программа технического обслуживания, которая рекомендует действия по техническому обслуживанию на основе информации, полученной в результате мониторинга оборудования в течение его жизненного цикла.

Трубопровод : Искусственное сооружение для транспортировки воды, такое как каналы, туннели и / или трубопроводы.

Управляющий вентиль : Барьер, регулирующий сброс воды из резервуара в энергоблок.

Критическая инфраструктура : Активы, которые считаются жизненно важными для энергетики, экономики, здоровья и / или безопасности в Соединенных Штатах, такие как резервуары для водоснабжения и борьбы с наводнениями, плотины для производства электроэнергии и сеть электропередач. .

Сокращение : Снижение выработки (линейное снижение или останов), которое является ответом генерирующего блока на запрос оператора сети или на рыночные сигналы.

Возможности Cyber-суррогата : Системы, разработанные для помощи в выявлении вторжений в сеть гидроэнергетики путем оценки подозрительного сетевого трафика или несоответствий в системных сигналах / работе.

Денитрификация : Уменьшение растворенного атмосферного азота в резервуаре.

Оцифровка : перевод аналоговых систем в цифровые системы управления не только решает традиционные проблемы гидроэнергетики, но также открывает доступ к новому диапазону возможностей для отрасли.

Цифровизация : Как переведенные цифровые системы управления (см .: оцифровка) используются для изменения методов ведения бизнеса и фундаментального улучшения работы гидроэлектростанций.

Цифровая трансформация : Применение цифровых возможностей не только для решения традиционных задач гидроэнергетики, но и открывает доступ к новому диапазону возможностей для отрасли.

Диспетчерская : Работа генерирующего блока в энергосистеме на заданном уровне мощности для удовлетворения спроса на электроэнергию.

Распределенная генерация : Небольшие подключенные к сети системы генерации энергии, расположенные рядом с нагрузкой, которую они обслуживают.

Водозабор : Сооружение, которое направляет часть реки через канал или водозабор.

Вытяжная труба : водовод, который может быть прямым или изогнутым в зависимости от установки турбины, который поддерживает столб воды от выхода турбины и уровня воды ниже по потоку.

Экономическая диспетчеризация : Работа генерирующего блока в энергосистеме на заданном уровне мощности для удовлетворения спроса на электроэнергию и выработки энергии с минимально возможными затратами.

Потребление электроэнергии : Скорость, с которой электроэнергия потребляется в данный момент или усредненная за определенный период времени.

Производство электроэнергии : Количество электроэнергии, производимой генератором в течение определенного периода времени.

Энергетический арбитраж : Покупка (хранение) энергии при низких ценах на электроэнергию и продажа (выдача) энергии при высоких ценах на электроэнергию.

Услуги по энергетическому дисбалансу (резервы) : Рыночная услуга, предоставляемая для управления незапланированными отклонениями в выходной мощности отдельных генераторов или потреблении нагрузки.

Унос : Принудительный проход рыбы в воде, текущей в турбину или забор охлаждающей воды на электростанции.

Экологические потоки : Потоки, необходимые для защиты природных, культурных и рекреационных ресурсов.

Рыболовная лестница : Транспортная конструкция для безопасного прохода рыбы вверх по течению вокруг гидроэнергетических объектов.

Конструкция прохода для рыбы : Конструкция на плотине или вокруг нее для облегчения передвижения мигрирующих рыб.

Техника с фиксированной частотой вращения : Насосные и турбинные агрегаты, работающие с постоянной частотой вращения.

Гибкость : способность энергосистемы или отдельного блока быстро реагировать на изменения в предложении и / или спросе.

Расход : Объем воды, выраженный в кубических футах или кубических метрах в секунду, проходящий через точку за заданный промежуток времени.

Режим потока : величина, продолжительность, время, сезонность и скорость изменения стока в естественном водном пути.

Forebay : Водохранилище или водохранилище непосредственно над плотиной или водозаборным сооружением на гидроэлектростанции.

Регулирование частоты : Усилия балансирующего органа для поддержания запланированной частоты в сети.

Частотная характеристика : Возможность генерации увеличивать и уменьшать выходную мощность для поддержания частоты системы

Генератор : Устройство, преобразующее энергию вращения турбины в электрическую энергию.

Сеть : Система передачи и распределения электроэнергии.

Потеря напора : Потеря энергии в виде потока воды, движущегося от истока к истоку плотины, испытывает трение из-за таких факторов, как турбины, клапаны и турбулентность.

Исток : Уровень воды над электростанцией или на верхнем течении плотины.

Гидравлический напор : Мера давления жидкости, выражаемая высотой водяного столба, которая представляет собой полную энергию воды.

Гидроакустика : Подводный звук; также технология для мониторинга прохода, численности и распределения рыбы.

Гидрологический цикл : Естественный водный цикл Земли включает процессы испарения, конденсации, осаждения, перехвата, инфильтрации, просачивания, транспирации, стока и накопления.

Hydropeaking : прерывистые выбросы воды через турбины для удовлетворения пиковых потребностей в энергии, которые вызывают колебания потока воды ниже по потоку.

Гидроэнергетика : использование проточной воды — с помощью плотины или другого типа водозаборного сооружения — для создания энергии, которая может быть уловлена ​​через турбину для выработки электроэнергии. Также называется гидроэлектростанцией.

Водохранилище : Водоем, образованный сооружением, препятствующим потоку, например плотиной.

Независимый производитель энергии : Любая организация, которая владеет или управляет электроэнергией, которая не включена в тарифную базу коммунального предприятия.

Независимый системный оператор : Организация, которая координирует, контролирует и отслеживает работу электроэнергетической системы в указанном географическом регионе.

Впускное отверстие : Конструкция, отводящая воду из естественного водотока в турбину.

Межсоединение : Основные точки в электрической сети США, где крупные региональные сети соединяются друг с другом.

Нагрузка : Количество электроэнергии, поставляемой или требуемой в любой конкретной точке или точках системы.

Отслеживание нагрузки, переключение нагрузки : Способность гидроэлектростанции регулировать выходную мощность при изменении спроса на электроэнергию в течение дня.

Резервы слежения за нагрузкой : Доступна дополнительная мощность для учета изменчивости и неопределенности нагрузки.

Морские и гидрокинетические технологии : Устройства, улавливающие энергию волн, приливов, океанских течений, естественного течения воды в реках и морских температурных градиентов — эти устройства также широко называются технологиями морской энергии или морских возобновляемых источников энергии.Как правило, в этих технологиях не используются гидравлические напоры как часть подхода к захвату мощности.

Модернизация : Относится к модернизации или добавлению новых возможностей гидроэнергетической системы.

Паспортная мощность (установленная) : Максимальная номинальная мощность генератора или другого оборудования для производства электроэнергии при определенных условиях, указанных производителем.

Новый участок реки : Обозначает водные пути, которые не были освоены для гидроэнергетики — также называемые участками с нуля.

Плотины без электропитания : Плотины, на которых не установлено оборудование для выработки электроэнергии.

Не вращающиеся операционные резервы : Дополнительная мощность, которая не подключена к системе, но может быть предоставлена ​​для удовлетворения спроса в течение определенного времени. Также известен как дополнительные резервы.

Открытая гидроаккумулирующая гидроаккумулирующая станция : Состоит из двух резервуаров, которые постоянно подключены к естественным источникам воды.

Пиковое значение : Рабочий режим, при котором мощность вырабатывается только в периоды пикового потребления.

Пиковая электростанция : Электростанции, работающие для того, чтобы помочь сбалансировать колеблющуюся потребность электросети.

Проникновение : Доля энергии, производимая отдельными источниками генерации (такими как ветер и солнце) по сравнению с общей выработкой.

Заглушка : Закрытый водовод или труба для отвода воды от форпоста к турбинам в здании электростанции.

Мощность : Скорость производства или потребления энергии; электрическая мощность — это скорость, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи.

Электростанция : Строение, в котором размещаются генераторы и турбины на гидроэнергетическом объекте.

Практический ресурс : Часть технических ресурсов, доступная при учете других ограничений, включая экономические, экологические и нормативные.

Накопительная гидроэлектростанция (PSH) : Тип гидроэнергетического проекта, в котором энергия может накапливаться и генерироваться путем перемещения воды между двумя резервуарами на разной высоте.

Квалифицированный гидроэнергетический объект : Объект, принадлежащий или единолично управляемый нефедеральной организацией, производящей гидроэлектроэнергию для продажи и добавляемой к существующей плотине или водоводу.

Скорость линейного изменения : Скорость, с которой потоки из электростанции в нижний бьеф и вниз по течению в естественный водоток увеличиваются или уменьшаются.

Возможность линейного изменения : Способность электростанции изменять свою мощность с течением времени.

Реактивное питание : Часть электроэнергии, предназначенная для поддержания электрических и магнитных полей оборудования переменного тока (AC), такого как трансформаторы.

Региональный оператор передачи : Организации, ответственные за перемещение и мониторинг электроэнергии в определенных межгосударственных зонах. Подобно независимым системным операторам, которые координируют, контролируют и контролируют работу электроэнергетической системы в указанном географическом регионе.

Регулирующие резервы : Доступные мощности для предоставления услуг быстрой балансировки в реальном времени.

Реабилитация : Процесс расширения, модернизации и повышения эффективности существующих гидроэнергетических объектов.

Период повторного лицензирования : Период, в течение которого лицензиат гидроэнергетики должен подать уведомление о намерении заявить, намеревается ли лицензиат получить новую лицензию для своего проекта (по крайней мере, за 5 лет до истечения срока действия лицензии) и в течение которого лицензиат должен фактически подать заявление на новую лицензию (минимум за 2 года до истечения срока действия лицензии).

Регулирующий резервуар : Резервуар, расположенный ниже по течению от гидроэлектростанции с максимальной мощностью, способный хранить колеблющиеся сбросы и сбрасывать их в соответствии с потребностями окружающей среды.

Водохранилище : Водоем, который скапливается за плотиной. См. Также арест.

Ресурсный потенциал : Количество энергии, которое может быть произведено из определенного ресурса; см. также теоретический, технический и практический потенциал.

Ротор : вращающаяся внутренняя часть генератора, состоящая из ряда обмоток, окружающих полюса поля.

Неровная зона : Часть диапазона между минимальной и максимальной производительностью, которой следует избегать из-за ухудшающих воздействий на заводское оборудование, e.г., из-за вибрации.

Сток : Осадки, таяние снегов, таяние ледников или оросительная вода, которая появляется в неконтролируемых поверхностных ручьях, реках, сточных водах или сточных коллекторах.

Бегун : Вращающаяся часть турбины, которая преобразует энергию падающей воды в механическую.

Русло : Тип гидроэнергетического проекта, в котором имеются ограниченные водохранилища и вода сбрасывается примерно с той же скоростью, что и естественный сток реки.

Лососевые : Любая из различных рыб семейства лососевых, в том числе лосось, форель, хариус и сиг.

Аэрирующие турбины : Турбины, в которых используется низкое давление, создаваемое потоками, выходящими из турбины, для создания дополнительных воздушных потоков.

Водосброс : сооружение, используемое для выпуска потоков из плотины в зону ниже по течению.

Прядильные резервы : Дополнительная, быстро доступная мощность, доступная в энергоблоках, которые работают с меньшей нагрузкой.

Хранение : Хранение воды в резервуаре в периоды большого притока, которое впоследствии может быть использовано для выработки электроэнергии.

Устойчивая гидроэнергетика; устойчивость : Для гидроэнергетики — проект или взаимосвязанные проекты, которые размещены, спроектированы, построены и эксплуатируются таким образом, чтобы сбалансировать социальные, экологические и экономические цели в различных географических масштабах (например, национальный, региональный, бассейновый, территориальный) и интернализировать все социальные , экологические и экономические выгоды и затраты таким образом, чтобы обеспечить долгосрочную чистую выгоду для государственных владельцев ресурса.

Tailrace : Канал, по которому вода уносится от плотины.

Боковая вода : Вода непосредственно ниже по течению от электростанции или плотины.

Технический ресурс : Часть теоретического ресурса, которая может быть получена с помощью определенной технологии.

Теоретический ресурс : Гипотетически доступное среднегодовое количество физической энергии.

Трансформатор : Устройство для изменения переменного тока (AC) на более высокие или более низкие напряжения.

Передача : Передача электроэнергии от генерирующих объектов в местные распределительные системы.

Мутность : Мера относительной прозрачности жидкости, обычно используемая в качестве меры качества воды.

Турбина : Машина, вырабатывающая энергию, в которой колесо или ротор вращается за счет быстро движущегося потока воды.

Переменный возобновляемый источник энергии : возобновляемый источник энергии, который колеблется из-за естественных обстоятельств, не контролируемых оператором, таких как ветер и солнце.

Водораздел : Земля, через которую вода протекает или ниже по пути к ручью, реке, озеру или океану.

Водослив : барьер, построенный через ручей или реку для изменения характеристик потока.

Оптовый рынок электроэнергии : Тип рынка, на котором любое предприятие, которое может производить электроэнергию и подключаться к сети, может конкурировать за продажу своей электроэнергии; Расположение таких и тех, кто участвует, варьируется в зависимости от региона.

Калитка : Регулируемые элементы, управляющие потоком воды в турбину.

Традиционная электростанция — обзор

9.2.5 Энергия топливных элементов

Топливные элементы (ТЭ) — это статическое электрохимическое устройство, которое преобразует химическую энергию обычного топлива в электрическую энергию. Топливные элементы обычно вырабатывают электричество низкого напряжения и постоянного тока (DC). Основная физическая структура топливного элемента состоит из двух пористых электродов: анода и катода, а также слоя электролита в середине электродов. Слой электролита является хорошим проводником для положительно и отрицательно заряженных ионов, но не для электронов.Электролит может быть твердым, жидким, полимерным или химическим. В зависимости от типа использования электролита топливные элементы могут быть классифицированы как твердооксидные топливные элементы (SOFC), топливные элементы с жидким или расплавленным карбонатом (MCFC), топливные элементы с полимерной электролитической мембраной (PEMFC), топливные элементы на основе фосфорной кислоты (PAFC), и щелочной топливный элемент (AFC). Среди различных типов топливных элементов SOFC, PEMFC и MCFC, скорее всего, будут использоваться для приложений распределенной генерации [10]. Тип и химические свойства электролита, используемого в топливных элементах, очень важны для их рабочих характеристик. Наиболее часто используемым топливом для топливных элементов является водород, а окислителем обычно является кислород или воздух. Тем не менее, теоретически любое вещество, способное к химическому окислению, которое может подаваться непрерывно (в виде жидкости), может использоваться в качестве топлива на аноде топливного элемента. Точно так же окислителем может быть любая жидкость, которая может восстанавливаться с достаточной скоростью. Полярность иона и направление его переноса могут различаться для разных топливных элементов. Место производства и удаления воды из клетки зависит от направления транспортировки ионов.Электрохимические реакции происходят на электродах для преобразования химической энергии в электричество. Анод (отрицательный) — это электрод, с которого уходят электроны, а катод (положительный) — это электрод, на который приходят электроны. Электроды должны быть токопроводящими и не вступать в реакцию с электролитом, чтобы предотвратить коррозию. Электроды также действуют как катализатор для преобразования молекул водорода и кислорода в их ионы.

По сравнению с обычными электростанциями, эти системы распределенной генерации на основе топливных элементов имеют много преимуществ, таких как высокая эффективность, нулевой или низкий уровень выбросов (загрязняющих газов) и гибкая модульная структура.В следующем разделе дается обзор принципов работы жидких или расплавленных карбонатных топливных элементов (MCFC).

•

Топливные элементы с жидким или расплавленным карбонатом (MCFC)

Эти типы топливных элементов в настоящее время популярны в электроэнергетике, промышленности и военном секторе. MCFC — это высокотемпературные топливные элементы, рабочая температура которых составляет около 650 ° C. Электролит MCFC состоит из расплавленной смеси карбонатных солей, которая взвешена в пористой, химически инертной керамической матрице из литий-алюминиевого оксида.Поскольку они работают при высоких температурах, неблагородные металлы могут использоваться в качестве катализаторов на аноде и катоде. MCFCs обладают хорошей эффективностью и имеют значительно более низкую стоимость по сравнению с топливными элементами на основе фосфорной кислоты. Топливные элементы с расплавленным карбонатом, когда они соединены с турбиной, могут достигать КПД около 65%, что значительно выше КПД установки топливных элементов на основе фосфорной кислоты 37–42%. Эффективность может быть более 85% при улавливании и использовании отходящего тепла. Работа и химические реакции типичного MCFC описаны на рисунке 9.7. На топливном электроде или аноде H ₂ и молекула CO реагируют отдельно с ионами CO3−−, присутствующими в электролите ячейки, и выделяют два электрона в каждом случае на электрод. Анодная и катодная реакции описаны следующим образом:

Рисунок 9.7. Схема и работа топливных элементов на расплаве карбоната (MCFC).

Анодные реакции:

(9,5) h3 + CO3 −− = h3O + CO2 + 2e−

(9,6) CO + CO3 −− = 2CO2 + 2e−

Эти выпущенные электроны создают ток нагрузки через внешнюю нагрузку и достичь кислородного электрода или катода. CO ₂ , образующийся на топливном электроде, циркулирует по внешнему пути к катодному электроду. В катоде он объединяется с O ₂ подаваемого воздуха, а возвращающиеся электроны с анода производят CO3−−. Эти ионы CO3−− ответственны за перенос заряда от катода к аноду внутри электролита внутри элемента.

Катодные реакции:

(9,7) O2 + 2CO2 + 4e− = 2CO3−−

Общую реакцию ячейки можно представить следующим образом:

(9.8) h3 + CO + O2 = h3O + CO2

Теоретическое напряжение, создаваемое для топливного элемента, составляет около 1,0 В; однако истинный потенциал составляет около 0,6–0,7 В. Напряжение фактически падает по мере протекания тока, требуется дополнительный потенциал для протекания катодной реакции, а также происходит потеря энергии из-за потока носителей заряда через среду.

•

Система выработки электроэнергии на основе топливных элементов

Принципиальная схема системы выработки электроэнергии на основе топливных элементов показана на рисунке 9. 8. Первичное ископаемое топливо очищается и реформируется в блоке обработки топлива перед подачей в модуль топливных элементов. В модуле топливных элементов энергия топлива электрохимически преобразуется в мощность постоянного тока с использованием окружающего воздуха в качестве окислителя. Несколько топливных элементов могут быть уложены в стопку, чтобы сформировать модуль топливного элемента, и путем соединения нескольких модулей топливных элементов между собой образовать блок выработки топливной энергии.

Рисунок 9.8. Блок-схема системы выработки электроэнергии на топливных элементах.

The E.M.F. генерируемый в топливном элементе, который будет создавать поток электронов через внешнюю нагрузку, пропорционален изменению свободной энергии Gibbs , то есть

(9.9) E = −ΔGfnF

, а максимальная эффективность ячейки составляет

(9,10) ηmax = −nFEΔH

, где E = электродвижущая сила. Δ G _f = изменение свободной энергии Гиббса (Дж / моль). n = количество электронов на моль топлива, а F = постоянная Фарадея (= 96 487 кулонов / моль). Δ G _f зависит от типа и материала топливного элемента. Для водородно-кислородных топливных элементов значение Δ G _f = (- 237191) кДж / кг моль и изменение энтальпии Δ H = (- 285838) кДж / кг моль при 25 ° C.

Преимущества электростанций на топливных элементах заключаются в том, что они экологичны и бесшумны, поскольку у них нет вращающихся частей. Существует широкий выбор видов топлива для использования в топливных элементах. КПД установок на топливных элементах может достигать 55–60%, что сравнительно выше, чем КПД (30–37%) традиционной электростанции. Топливный элемент может быть установлен децентрализованно; таким образом избегаются потери при передаче и распределении.

Основным недостатком современной технологии MCFC является долговечность.Высокие температуры, при которых работают эти элементы, и используемый коррозионный электролит ускоряют разрушение компонентов и коррозию, сокращая срок их службы. В настоящее время ученые изучают коррозионно-стойкие материалы для компонентов, а также конструкции топливных элементов, которые удваивают срок службы элементов по сравнению с нынешними 40 000 часов (~ 5 лет) без снижения производительности.

Определение> Приливная электростанция

Приливная электростанция — это установка, вырабатывающая электроэнергию с использованием возобновляемого источника энергии: приливов и отливов.

Приливы и отливы воды под влиянием приливов и, следовательно, силы тяжести, могут использоваться неограниченное время для вращения колес приливных мельниц или, в случае приливных электростанций, гидроэлектрических турбин.

Завод Rance во Франции — одна из таких электростанций, которая использует приливы и отливы для производства электроэнергии.

Приливная электростанция: два метода преобразования энергии

Существует два метода преобразования приливной энергии в электричество: использование потенциальной энергии воды благодаря изменениям уровня воды между приливом и отливом; nbsp; использование кинетической энергии водных масс, приводимых в движение приливом и отливом. (приливные течения).

• Первый метод используется на приливных мельницах и электростанциях, таких как приливная электростанция Rance. Приливные мельницы и электростанции обычно требуют значительной инфраструктуры в местах с очень широким диапазоном приливов и отливов. Так обстоит дело, например, с заливом Мон-Сен-Мишель (устье реки Ранс) или заливом Фанди, где приливные электростанции используют диапазон приливов около 10 метров. Размер этих установок и их расположение в экологически важных районах приводят к высоким экологическим и экономическим затратам, которые значительно ограничивают развитие этой техники.
• С другой стороны, второй метод гораздо более перспективен как с точки зрения количества эксплуатируемых площадок, так и с точки зрения воздействия на окружающую среду. Таким образом, текущие проекты приливных электростанций заключаются в установке морских энергетических парков (океанских турбин) там, где приливные течения являются благоприятными.

Преимущества приливных электростанций

Основное преимущество приливных электростанций (которые представляют собой тип гидроэлектростанций), помимо производства возобновляемой энергии, заключается в том, что они могут обеспечивать предсказуемую, регулярную выработку, в отличие от ветряных или фотоэлектрических станций.

Поперечный разрез плотины приливной электростанции Ранс. Турбина, которая преобразует потенциальную энергию воды, накопленной во время прилива, в электричество, показана красным. © Клипер, Wikimédia CC by-sa 3.0

Приливная электростанция — 1 Фото

---

коннексы

электростанций: что это такое? (и типы электростанций)

Что такое электростанция?

Электростанция (также известная как электростанция или электростанция ) — это промышленное место, которое используется для производства и распределения электроэнергии в массовом масштабе.Многие электростанции содержат один или несколько генераторов — вращающуюся машину, преобразующую механическую энергию в трехфазную электрическую энергию (они также известны как генератор переменного тока). Относительное движение между магнитным полем и электрическим проводником создает электрический ток.

Они, как правило, расположены в пригородных районах или в нескольких километрах от городов или центров нагрузки из-за их необходимых условий, таких как огромная потребность в земле и воде, а также нескольких эксплуатационных ограничений, таких как удаление отходов и т. Д.

По этой причине электростанция должна заботиться не только об эффективном производстве энергии, но и о передаче этой энергии. Вот почему электростанции часто сопровождаются трансформаторными распределительными устройствами. Эти распределительные устройства увеличивают передаваемое напряжение энергии, что позволяет более эффективно передавать ее на большие расстояния.

Источник энергии, используемый для вращения вала генератора, сильно различается и в основном зависит от типа используемого топлива.Выбор топлива определяет то, что мы называем электростанцией, и именно так классифицируются различные типы электростанций.

Типы электростанций

Различные типы электростанций классифицируются в зависимости от типа используемого топлива. С точки зрения массового производства электроэнергии наиболее эффективными являются тепловая, атомная и гидроэнергетика. Электростанции можно в целом разделить на три вышеупомянутых типа. Рассмотрим подробнее эти типы электростанций.

Тепловая электростанция

Тепловая электростанция или угольная тепловая электростанция на сегодняшний день является наиболее традиционным методом производства электроэнергии с достаточно высоким КПД. Он использует уголь в качестве основного топлива для кипячения воды, доступной для перегретого пара для привода паровой турбины.

Затем паровая турбина механически соединяется с ротором генератора переменного тока, вращение которого приводит к выработке электроэнергии. Обычно в Индии в качестве топлива для котлов используется битуминозный или бурый уголь с содержанием летучих от 8 до 33% и зольностью от 5 до 16%.Для повышения теплового КПД установки в котле используется уголь в измельченном виде.

На угольной тепловой электростанции пар под очень высоким давлением получается внутри парового котла за счет сжигания пылевидного угля. Затем этот пар перегревается в пароперегревателе до очень высокой температуры. Затем перегретый пар поступает в турбину, поскольку лопатки турбины вращаются под давлением пара.

Турбина механически соединена с генератором переменного тока таким образом, что ее ротор будет вращаться вместе с вращением лопаток турбины.После входа в турбину давление пара внезапно падает, что приводит к соответствующему увеличению объема пара.

После передачи энергии роторам турбины пар проходит через лопатки турбины в конденсатор пара турбины. В конденсаторе холодная вода с температурой окружающей среды циркулирует с помощью насоса, что приводит к конденсации влажного пара низкого давления.

Затем эта конденсированная вода далее подается в водонагреватель низкого давления, где пар низкого давления повышает температуру этой питательной воды, он снова нагревается под высоким давлением.Это очерчивает основную методологию работы тепловой электростанции.

Преимущества ТЭЦ

• Используемое топливо, например уголь, значительно дешевле.
• Первоначальная стоимость меньше по сравнению с другими генерирующими станциями.
• Занимает меньше места по сравнению с гидроэлектростанциями.

Недостатки ТЭЦ

• Загрязняет атмосферу из-за образования дыма и дыма.
• Стоимость эксплуатации электростанции больше, чем гидроэлектростанции.

Атомная электростанция

Атомные электростанции во многом похожи на тепловые станции. Однако исключением здесь является то, что радиоактивные элементы, такие как уран и торий, используются в качестве основного топлива вместо угля. Также на атомной станции печь и котел заменены ядерным реактором и трубами теплообменника.

В процессе производства ядерной энергии радиоактивное топливо подвергается реакции деления в ядерных реакторах.Реакция деления распространяется как управляемая цепная реакция и сопровождается беспрецедентным количеством производимой энергии, которая проявляется в виде тепла.

Это тепло затем передается воде, находящейся в трубках теплообменника. В результате образуется перегретый пар очень высокой температуры. После того, как процесс образования пара завершен, оставшийся процесс в точности аналогичен процессу тепловой электростанции, поскольку этот пар будет дополнительно приводить в движение лопатки турбины для выработки электроэнергии.

Гидроэлектростанция

На гидроэлектростанциях энергия падающей воды используется для привода турбины, которая, в свою очередь, приводит в действие генератор для производства электроэнергии. Дождь, падающий на поверхность земли, обладает потенциальной энергией по сравнению с океанами, к которым он течет. Эта энергия преобразуется в работу вала, когда водопады преодолевают значительное расстояние по вертикали. Следовательно, гидравлическая энергия — это естественная возобновляемая энергия, которая определяется уравнением:
P = gρ QH
Где, g = ускорение свободного падения = 9.81 м / с 2
ρ = плотность воды = 1000 кг / м3
H = высота падения воды.
Эта мощность используется для вращения вала генератора переменного тока, чтобы преобразовать его в эквивалентную электрическую энергию.
Важно отметить, что гидроэлектростанции имеют гораздо меньшую мощность по сравнению с их тепловыми или ядерными аналогами.

По этой причине гидроэлектростанции обычно используются в планировании с тепловыми станциями для обслуживания нагрузки в часы пик. Они в некотором смысле помогают тепловой или атомной электростанции эффективно вырабатывать электроэнергию в периоды пиковой нагрузки.

Преимущества ГЭС

• Не требует топлива, вода используется для выработки электроэнергии.
• Это аккуратное и чистое производство энергии.
• Конструкция проста, требует меньше обслуживания.
• Также помогает при орошении и борьбе с наводнениями.

Недостатки Гидроэлектростанция

• Это связано с высокими капитальными затратами из-за строительства плотины.
• Наличие воды зависит от погодных условий.
• Это требует высоких затрат на передачу, так как завод расположен в холмистой местности.

Типы выработки электроэнергии

Как упоминалось выше, в зависимости от типа используемого топлива, электростанции , а также типы выработки энергии классифицируются. Таким образом, существуют 3 основных классификации производства электроэнергии в достаточно крупных масштабах:

1. Производство тепловой энергии
2. Производство энергии на атомной энергии
3. Производство электроэнергии на гидроэлектростанциях

Помимо этих основных типов производства электроэнергии, мы можем прибегать к малым объемам производства электроэнергии. методы генерации, а также для обслуживания дискретных требований.Их часто называют альтернативными методами или нетрадиционными методами производства энергии, и их можно классифицировать как: —

1. Производство солнечной энергии. (с использованием доступной солнечной энергии)
2. Геотермальное производство электроэнергии. (Энергия, доступная в земной коре)
3. Производство приливной энергии.
4. Производство энергии ветра (энергия, получаемая от ветряных турбин)

Этим альтернативным источникам генерации уделялось должное внимание в последние несколько десятилетий из-за истощения количества доступного нам природного топлива.