BOU Čuvašská republika SPO "ASHT" Ministerstva školstva Čuvašska
METODICKÝ
ROZVOJ
otvorená trieda v disciplíne "Fyzika"
Téma: Výroba, prenos a spotreba elektrickej energie
najvyššej kvalifikačnej kategórii
Alatyr, 2012
UVAŽOVANÉ
na zasadnutí metodickej komisie
humanitné a prírodné vedy
disciplín
Protokol č. __ zo dňa „___“ ______ 2012
predseda_______________________
Recenzent: Ermakova N.E., lektor, BEI ČR SPO "ASHT", predseda Ústredného výboru humanitných a prírodných vied
Dnes zostáva energia hlavnou zložkou ľudského života. Umožňuje vytvárať rôzne materiály a je jedným z hlavných faktorov pri vývoji nových technológií. Jednoducho povedané, bez masteringu rôzne druhy energie, človek nie je schopný plnohodnotne existovať. Je ťažké si predstaviť existenciu modernej civilizácie bez elektriny. Ak sa v našom byte vypne svetlo aspoň na pár minút, potom už zažívame množstvo nepríjemností. A čo sa stane, keď dôjde k výpadku prúdu na niekoľko hodín! Elektrický prúd je hlavným zdrojom elektriny. Preto je také dôležité pochopiť fyzikálny základ prijímania, vysielania a používania premennej. elektrický prúd.
Vysvetľujúca poznámka
Obsah hlavnej časti
Bibliografický zoznam
Aplikácie.
Vysvetľujúca poznámka
Ciele:
- oboznámiť žiakov s fyzikálnymi základmi výroby, prenosu a
využitie elektrickej energie
Prispievať k formovaniu informačných a komunikačných zručností medzi žiakmi
kompetencie
Prehĺbiť poznatky o rozvoji elektroenergetiky a súvisiaceho životného prostredia
problémy, ktoré podporujú pocit zodpovednosti za ochranu životného prostredia
Zdôvodnenie zvolenej témy:
Bez elektrickej energie si dnes už nedokážeme predstaviť náš život. Elektroenergetika zasiahla všetky sféry ľudskej činnosti: priemysel a poľnohospodárstvo, veda a vesmír. Náš spôsob života je nemysliteľný bez elektriny. Elektrina bola a zostáva hlavnou zložkou ľudského života. Aká bude energia XXI storočia? Na zodpovedanie tejto otázky je potrebné poznať hlavné metódy výroby elektriny, študovať problémy a vyhliadky modernej výroby elektriny nielen v Rusku, ale aj na území Čuvašska a Alatyru.Táto lekcia umožňuje študentom rozvíjať schopnosť spracovávať informácie a aplikovať poznatky z teórie v praxi, rozvíjať zručnosti samostatnej práce rôzne zdroje informácie. Táto lekcia odhaľuje možnosti formovania informačných a komunikačných kompetencií
Plán lekcie
v disciplíne "Fyzika"
Dátum: 16.04.2012
Skupina: 11 tv
Ciele:
- vzdelávacie: - oboznámiť študentov s fyzikálnymi základmi výroby,
prenos a využitie elektrickej energie
Prispievať k formovaniu informácií a
komunikatívna kompetencia
Prehlbovať poznatky o vývoji elektroenergetiky a s tým súvisiacich
environmentálne problémy, ktoré podporujú pocit zodpovednosti
pre ochranu životného prostredia
- vývoj:: - formovať zručnosti na spracovanie informácií a ich aplikáciu
znalosť teórie v praxi;
Rozvíjajte zručnosti na samostatnú prácu s rôznymi druhmi
zdrojov informácií
Rozvíjajte kognitívny záujem o predmet.
- vzdelávacie:
- vzdelávať kognitívnu činnosť žiakov;
Rozvíjať schopnosť počúvať a byť vypočutý;
Pestovať samostatnosť žiakov pri získavaní nového
vedomosti
- rozvíjať komunikačné schopnosti pri práci v skupinách
Úloha: formovanie kľúčových kompetencií pri štúdiu výroby, prenosu a využitia elektrickej energie
Typ triedy- lekcia
Typ lekcie- kombinovaná hodina
Prostriedky vzdelávania: učebnice, príručky, letáky, multimediálny projektor,
obrazovka, elektronická prezentácia
Priebeh lekcie:
Organizačný moment (kontrola neprítomných, pripravenosť skupiny na hodinu)
Organizácia cieľového priestoru
Kontrola vedomostí žiakov, nahlásenie témy a plánu prieskumu, stanovenie cieľov
|
Činnosti učiteľa |
Študentské akcie |
Metódy |
2) Aké zariadenie sa používa na zmenu sily striedavého prúdu a napätia? 3) Aký je jeho účel? 4) Aká je štruktúra transformátora? 6) Aký je transformačný pomer? Ako je to číselne? 7) Ktorý transformátor sa nazýva step-up, ktorý step-down? 8) Ako sa nazýva výkon transformátora?
|
|
Frontálny rozhovor Riešenie problémov Testovanie |
Zhrnutie výsledkov kontroly hlavných ustanovení študovanej časti
Nahlásenie témy, stanovenie cieľa, plánu na naštudovanie nového materiálu
Téma: "Výroba, prenos a spotreba elektriny"
Plán: 1) Výroba energie:
a) Priemyselná energetika (VE, TPP, JE)
b) Alternatívna energia (GeoTPP, SPP, WPP, TPP)
2) Prenos elektriny
3) Efektívne využívanie elektrickej energie
4) Energia Čuvašskej republiky
Motivácia vzdelávacie aktivityštudentov
|
Činnosti učiteľa |
Študentské akcie |
Metóda štúdia |
|
|
Pokročilá samostatná práca Štúdium Študentské správy |
Fixácia nového materiálu
Zovšeobecnenie a systematizácia materiálu.
Zhrnutie lekcie.
Úloha na samostatnú prácu žiakov v mimoškolskom čase.
Učebnica § 39-41, doplňte tabuľku
Bez elektrickej energie si dnes už nedokážeme predstaviť náš život. Elektroenergetika zasiahla všetky oblasti ľudskej činnosti: priemysel a poľnohospodárstvo, vedu a vesmír. Náš spôsob života je nemysliteľný bez elektriny. Takže široké uplatnenie elektrickej energie kvôli jej výhodám oproti iným druhom energie. Elektrina bola a zostáva hlavnou zložkou ľudského života Hlavné otázky – koľko energie ľudstvo potrebuje? Aká bude energia XXI storočia? Na zodpovedanie týchto otázok je potrebné poznať hlavné metódy výroby elektriny, študovať problémy a vyhliadky modernej výroby elektriny nielen v Rusku, ale aj na území Chuvashia a Alatyr.
V elektrárňach dochádza k premene rôznych druhov energie na elektrickú energiu. Zvážte fyzikálne základy výroby elektriny v elektrárňach.
Štatistické údaje o výrobe elektriny v Rusku, miliardy kWh
V závislosti od typu premenenej energie možno elektrárne rozdeliť do nasledujúcich hlavných typov:
Priemyselné elektrárne: VE, TE, JE
Elektrárne s alternatívnou energiou: PES, SES, WES, GeoTPS
vodné elektrárne
Vodná elektráreň je komplex stavieb a zariadení, pomocou ktorých sa premieňa energia vodného toku na elektrickú energiu. špičková úroveň Komu nižší level a otáčanie turbíny. Priehrada je najdôležitejším a najdrahším prvkom vodnej elektrárne. Voda tečie z horného toku do dolného toku špeciálnymi potrubiami alebo kanálmi vytvorenými v telese priehrady a nadobúda vysokú rýchlosť. Prúd vody vstupuje do lopatiek vodnej turbíny. Rotor hydroturbíny je poháňaný odstredivou silou vodného prúdu. Hriadeľ turbíny je spojený s hriadeľom elektrického generátora a pri otáčaní rotora generátora sa mechanická energia rotora premieňa na elektrickú energiu.
Najdôležitejšou vlastnosťou vodných zdrojov v porovnaní s palivovými a energetickými zdrojmi je ich neustála obnova. Nedostatočná potreba paliva pre VE určuje nízke náklady na elektrickú energiu vyrobenú v VE. Vodná energia však nie je šetrná k životnému prostrediu. Keď sa postaví priehrada, vytvorí sa nádrž. Voda, ktorá zaplavuje obrovské územia, sa nenávratne mení životné prostredie. Zvyšovanie hladiny rieky priehradou môže spôsobiť podmáčanie, zasolenie, zmeny pobrežnej vegetácie a mikroklímy. Preto je vytváranie a používanie ekologických hydraulických konštrukcií také dôležité.
Tepelné elektrárne
Tepelná elektráreň (TPP) je elektráreň, ktorá vyrába elektrickú energiu ako výsledok premeny tepelnej energie uvoľnenej pri spaľovaní fosílnych palív. Hlavnými druhmi paliva pre tepelné elektrárne sú prírodné zdroje - plyn, uhlie, rašelina, ropná bridlica, vykurovací olej. Tepelné elektrárne sa delia do dvoch skupín: kondenzačné a kogeneračné alebo teplárne (KVET). Kondenzačné stanice dodávajú spotrebiteľom iba elektrickú energiu. Stavajú sa v blízkosti ložísk miestneho paliva, aby ho neprenášali na veľké vzdialenosti. Teplárne zásobujú spotrebiteľov nielen elektrickou energiou, ale aj teplom - parou alebo horúcou vodou, preto sa kogeneračné jednotky stavajú v blízkosti tepelných prijímačov, v centrách priemyselných regiónov a veľkých miest, aby sa skrátila dĺžka tepelných sietí. Palivo sa do kogenerácie dopravuje z miest jeho výroby. V strojovni TPP je inštalovaný kotol s vodou. Vplyvom tepla vznikajúceho pri spaľovaní paliva sa voda v parnom kotli zohreje, vyparí a výsledná nasýtená para sa privedie na teplotu 550 °C a pod tlakom 25 MPa vstupuje do parnej turbíny. cez parovod, ktorého účelom je premena termálna energia pary na mechanickú energiu. Pohybovú energiu parnej turbíny premieňa na elektrickú energiu generátor, ktorého hriadeľ je priamo spojený s hriadeľom turbíny. Za parnou turbínou vstupuje do kondenzátora vodná para, ktorá už má nízky tlak a teplotu asi 25 °C. Tu sa para pomocou chladiacej vody premieňa na vodu, ktorá sa pomocou čerpadla privádza späť do kotla. Cyklus začína znova. Tepelné elektrárne fungujú na fosílne palivá, no tie sú, žiaľ, nenahraditeľné prírodné zdroje. Okrem toho je prevádzka TPP sprevádzaná otázky životného prostredia: pri spaľovaní paliva dochádza k tepelnému a chemickému znečisťovaniu prostredia, ktoré má neblahý vplyv na živý svet nádrží a kvalitu pitnej vody.
Jadrové elektrárne
Jadrová elektráreň (JE) je elektráreň, v ktorej sa jadrová (jadrová) energia premieňa na elektrickú energiu. Jadrové elektrárne fungujú na rovnakom princípe ako tepelné elektrárne, ale na výrobu pary využívajú energiu získanú štiepením ťažkých kovov. atómové jadrá(urán, plutónium). V aktívnej zóne reaktora prebiehajú jadrové reakcie sprevádzané uvoľňovaním obrovskej energie. Voda, ktorá prichádza do styku s palivovými článkami v aktívnej zóne reaktora, im odoberá teplo a odovzdáva ho vo výmenníku tepla aj vode, pričom už nepredstavuje nebezpečenstvo rádioaktívneho žiarenia. Keďže sa voda vo výmenníku tepla mení na paru, nazýva sa to parný generátor. Horúca para vstupuje do turbíny, ktorá premieňa tepelnú energiu pary na mechanickú energiu. Pohybovú energiu parnej turbíny premieňa na elektrickú energiu generátor, ktorého hriadeľ je priamo spojený s hriadeľom turbíny. JE, ktorých je najviac moderný vzhľad elektrárne majú oproti iným typom elektrární množstvo významných výhod: nevyžadujú viazanie na zdroj surovín a dajú sa umiestniť skutočne kdekoľvek, v bežnej prevádzke sú považované za ekologické. Ale v prípade nehôd v jadrových elektrárňach, potenciálne nebezpečenstvo radiačné znečistenie životného prostredia. Okrem toho zostáva významným problémom likvidácia rádioaktívneho odpadu a demontáž jadrových elektrární, ktoré doslúžili.
Alternatívna energia je súbor perspektívnych spôsobov výroby energie, ktoré nie sú také rozšírené ako tradičné, ale sú zaujímavé z dôvodu rentability ich využitia s nízkym rizikom poškodenia ekológie územia. Alternatívny zdroj energie – metóda, zariadenie alebo štruktúra, ktorá umožňuje prijímať elektrickú energiu (alebo iný požadovaný druh energie) a nahrádza tradičné zdroje energie, ktoré fungujú na báze ropy, zemného plynu a uhlia. Zmyslom hľadania alternatívnych zdrojov energie je potreba jej získavania z obnoviteľnej alebo prakticky nevyčerpateľnej energie. prírodné zdroje a javov.
Prílivové elektrárne
S využitím energie prílivu a odlivu sa začalo v 11. storočí, keď sa na brehoch Bieleho a Severného mora objavili mlyny a píly. Dvakrát denne potom hladina oceánu stúpa pod vplyvom gravitačných síl Mesiaca a Slnka, ktoré k sebe priťahujú masy vody. Smerom od pobrežia kolísanie hladiny nepresahuje 1 m, ale v blízkosti pobrežia môže dosiahnuť 13-18 metrov. Pre zariadenie najjednoduchšej prílivovej elektrárne (PES) je potrebný bazén - záliv blokovaný priehradou alebo ústím rieky. V priehrade sú priepusty a sú inštalované hydraulické turbíny, ktoré otáčajú generátor. Považuje sa za ekonomicky uskutočniteľné postaviť prílivové elektrárne v oblastiach s kolísaním morskej hladiny o minimálne 4 metre. V dvojčinných prílivových elektrárňach sú turbíny poháňané pohybom vody z mora do bazéna a späť. Obojsmerné prílivové elektrárne sú schopné vyrábať elektrinu nepretržite 4-5 hodín s prestávkami 1-2 hodiny štyrikrát denne. Na zvýšenie prevádzkovej doby turbín je ich viac komplexné schémy- s dvoma, tromi a viacerými bazénmi, ale náklady na takéto projekty sú veľmi vysoké. Nevýhodou prílivových elektrární je, že sú postavené iba na brehoch morí a oceánov, okrem toho nevyvíjajú príliš vysoký výkon a príliv a odliv sa vyskytuje iba dvakrát denne. A ani tie nie sú šetrné k životnému prostrediu. Narúšajú normálnu výmenu soli a sladkej vody a tým aj životné podmienky morskej flóry a fauny. Ovplyvňujú aj klímu, keďže menia energetický potenciál morských vôd, ich rýchlosť a územie pohybu.
veterné farmy
Veterná energia je nepriama forma slnečnej energie, ktorá je výsledkom rozdielu teplôt a tlaku v zemskej atmosfére. Asi 2% slnečnej energie, ktorá sa dostane na Zem, sa premení na veternú energiu. Vietor je obnoviteľný zdroj energie. Jeho energia sa dá využiť takmer vo všetkých oblastiach Zeme. Získavanie elektriny z veterných elektrární je mimoriadne atraktívna, no zároveň technicky náročná úloha. Problém spočíva vo veľmi veľkom rozptyle veternej energie a v jej nestálosti. Princíp činnosti veterných elektrární je jednoduchý: vietor otáča lopatky inštalácie a uvádza do pohybu hriadeľ generátora. Generátor generuje elektrickú energiu, a tak sa veterná energia premieňa na elektrický prúd. Výroba veterných elektrární je veľmi lacná, no ich kapacita je malá a ich prevádzka závisí od počasia. Navyše sú veľmi hlučné, takže veľké inštalácie musia byť dokonca na noc vypínané. Okrem toho veterné elektrárne rušia leteckú dopravu a dokonca aj rádiové vlny. Využívanie veterných elektrární spôsobuje lokálne oslabenie sily prúdenia vzduchu, čo narúša vetranie priemyselných priestorov a ovplyvňuje dokonca aj klímu. Napokon, na využitie veterných elektrární sú potrebné obrovské plochy, oveľa viac ako v prípade iných typov generátorov energie. Napriek tomu by izolované veterné parky s tepelnými motormi ako rezervou a veterné parky, ktoré fungujú súbežne s teplárňami a vodnými elektrárňami, mali zaujať popredné miesto v zásobovaní energiou tých oblastí, kde rýchlosť vetra presahuje 5 m/s.
geotermálnych elektrární
Geotermálna energia je energia vnútra Zeme. Výbuchy sopiek sú jasným dôkazom obrovského tepla vo vnútri planéty. Vedci odhadujú teplotu zemského jadra na tisíce stupňov Celzia. Geotermálne teplo je teplo obsiahnuté v podzemnej horúcej vode a vodnej pare a teplo vyhrievaných suchých hornín. Geotermálne tepelné elektrárne (GeoTPP) premieňajú vnútorné teplo Zeme (energiu zdrojov horúcej pary a vody) na elektrickú energiu. Zdrojom geotermálnej energie môžu byť podzemné bazény prírodných nosičov tepla – horúcej vody alebo pary. V podstate ide o „podzemné kotly“ priamo pripravené na použitie, z ktorých sa dá pomocou bežných vrtov odsávať voda alebo para. Takto získaná prírodná para sa po predbežnom čistení od plynov, ktoré spôsobujú deštrukciu potrubí, posiela do turbín napojených na elektrické generátory. Využitie geotermálnej energie si nevyžaduje vysoké náklady, pretože. v tomto prípade hovoríme o už „pripravených na použitie“, zdrojoch energie vytvorených samotnou prírodou. Medzi nevýhody GeoTPP patrí možnosť lokálneho poklesu pôd a prebúdzanie seizmickej aktivity. A plyny vychádzajúce zo zeme vytvárajú v okolí veľa hluku a navyše môžu obsahovať toxické látky. Navyše nie všade je možné vybudovať GeoTPP, pretože na jeho výstavbu sú potrebné geologické podmienky.
Solárne elektrárne
Slnečná energia je najveľkolepejším, najlacnejším, ale možno aj človekom najmenej využívaným zdrojom energie. Premena slnečnej energie na elektrickú energiu sa uskutočňuje pomocou solárnych elektrární. Existujú termodynamické solárne elektrárne, v ktorých sa slnečná energia najskôr premieňa na teplo a potom na elektrinu; a fotovoltaické elektrárne, ktoré priamo premieňajú slnečnú energiu na elektrickú energiu. Fotovoltaické stanice poskytujú nepretržité napájanie riečnym bójam, signálnym svetlám, núdzovým komunikačným systémom, majákom a mnohým ďalším objektom umiestneným na ťažko dostupných miestach. So zdokonaľovaním solárnych batérií sa budú využívať v obytných budovách na autonómne napájanie (kúrenie, zásobovanie teplou vodou, osvetlenie a napájanie domácich spotrebičov). Solárne elektrárne majú oproti iným typom elektrární významnú výhodu: absenciu škodlivých emisií a čistotu životného prostredia, bezhlučnú prevádzku a zachovanie neporušeného zemského vnútra.
Prenos elektriny na diaľku
Elektrina sa vyrába v blízkosti zdrojov paliva alebo vodných zdrojov, pričom jej odberatelia sa nachádzajú všade. Preto je potrebné prenášať elektrickú energiu na veľké vzdialenosti. Zvážte schematický diagram prenosu elektriny z generátora k spotrebiteľovi. Generátory striedavého prúdu v elektrárňach zvyčajne produkujú napätie nepresahujúce 20 kV, pretože pri vyšších napätiach sa výrazne zvyšuje možnosť elektrického rozpadu izolácie vo vinutí a v iných častiach generátora. Na udržanie prenášaného výkonu by malo byť napätie vo vedení na prenos energie maximálne, preto sa vo veľkých elektrárňach inštalujú stupňovité transformátory. Napätie v elektrickom vedení je však obmedzené: ak je napätie príliš vysoké, medzi drôtmi dochádza k výbojom, čo vedie k stratám energie. Na využitie elektriny v priemyselných podnikoch je potrebné výrazné zníženie napätia, ktoré sa vykonáva pomocou zostupných transformátorov. Ďalšie zníženie napätia na hodnotu cca 4 kV je potrebné pre distribúciu energie cez miestne siete, t.j. po drôtoch, ktoré vidíme na okrajoch našich miest. Menej výkonné transformátory znižujú napätie na 220 V (napätie používané väčšinou individuálnych spotrebiteľov).
Efektívne využitie elektrickej energie
Elektrina zaujíma významné miesto vo výdavkovej položke každej rodiny. Jeho efektívne využitie výrazne zníži náklady. V našich bytoch sú čoraz častejšie „registrované“ počítače, umývačky riadu, kuchynské roboty. Preto sú náklady na elektrinu veľmi významné. Zvýšená spotreba energie vedie k dodatočnej spotrebe neobnoviteľných prírodných zdrojov: uhlia, ropy, plynu. Pri spaľovaní paliva sa do atmosféry uvoľňuje oxid uhličitý, čo vedie k škodlivej zmene klímy. Úspora elektrickej energie umožňuje znížiť spotrebu prírodných zdrojov, a tým znížiť emisie škodlivých látok do atmosféry.
Štyri kroky úspory energie
Nezabudnite vypnúť svetlá.
Používajte úsporné žiarovky a domáce prístroje trieda A.
Okná a dvere je dobré zatepliť.
Nainštalujte regulátory dodávky tepla (špirály s ventilom).
Energetický priemysel Chuvashia je jedným z najrozvinutejších odvetví republiky, od ktorého práce priamo závisí sociálny, ekonomický a politický blahobyt. Energia je základom fungovania ekonomiky a životaschopnosti republiky. Práca energetického komplexu Chuvashia je tak pevne spojená s každodenný život každý podnik, inštitúcia, firma, dom, každý byt a v dôsledku toho každý obyvateľ našej republiky.
Na samom začiatku 20. storočia, keď elektroenergetika ešte len robila prvé praktické kroky.
Pred rokom 1917 Na území moderného Chuvashia nebola ani jedna elektrická elektráreň pre verejné použitie. Roľnícke domy boli osvetlené fakľou.
V priemysle bolo len 16 ťahúňov. V Alatyrskom okrese sa elektrina vyrábala a využívala na píle a mlynoch. V liehovare pri Marposade bola malá elektráreň. Obchodníci Talantsevs mali vlastnú elektráreň v ropnom mlyne v Yadrine. V Cheboksary mal obchodník Efremov malú elektráreň. Obsluhovala pílu a jej dva domy.
V domoch aj na uliciach miest Čuvashie nebolo takmer žiadne svetlo.
Rozvoj energetiky v Čuvašsku začína po roku 1917. Od roku 1918 začína sa výstavba verejných elektrární, prebieha veľa práce na vytvorení elektroenergetiky v meste Alatyr. Prvú elektráreň sa vtedy rozhodlo postaviť v bývalom závode Popov.
V Čeboksaroch sa problematikou elektronizácie zaoberal odbor komunálnych služieb. Svojím úsilím v roku 1918. obnovila prevádzku elektráreň na píle, ktorú vlastnil obchodník Efremov. Elektrina bola dodávaná dvoma vedeniami do vládne agentúry a pouličného osvetlenia.
Vzdelávanie Čuvash autonómnej oblasti(24. 6. 1920) vytvoril priaznivé podmienky pre rozvoj energetiky. Bolo to v roku 1920. v súvislosti s akútnou potrebou vybavil regionálny odbor verejnoprospešných služieb prvú malú elektráreň v Čeboksaroch s výkonom 12 kW.
Elektráreň Mariinsko-Posad bola vybavená v roku 1919. Elektráreň v meste Marposad začala dodávať elektrinu. Elektráreň Tsivilskaya bola postavená v roku 1919, ale kvôli nedostatku elektrického vedenia sa dodávka elektriny začala vyrábať až od roku 1923.
Prvé základy energetického priemyslu v Čuvaši boli teda položené počas rokov intervencie a občianska vojna. Vznikli prvé malé mestské elektrárne pre verejné využitie s celkovým výkonom cca 20 kW.
Pred revolúciou v roku 1917 nebola na území Čuvashia ani jedna elektrická stanica pre verejnosť, v domoch kraľovala pochodeň. S fakľou či petrolejkou pracovali aj v malých dielňach. Tu používali remeselníci mechanicky poháňané zariadenia. V solídnejších podnikoch, kde sa spracovávali poľnohospodárske a lesné produkty, vyváral papier, mútil maslo a mlela múka,
bolo 16 motorov s nízkym výkonom.
Za boľševikov sa mesto Alatyr stalo priekopníkom v energetickom sektore Čuvašska. V tomto malom meste sa vďaka úsiliu miestnej hospodárskej rady objavila prvá verejná elektráreň.
V Cheboksary sa všetka elektrifikácia v roku 1918 zredukovala na skutočnosť, že elektráreň bola obnovená na píle skonfiškovanej obchodníkovi Efremovovi, ktorá sa stala známou ako „Imeni 25. októbra“. Jeho elektrina však stačila len na osvetlenie niektorých ulíc a štátnych inštitúcií (podľa štatistík v roku 1920 svietilo pre predstaviteľov mesta asi 100 žiaroviek s kapacitou 20 sviečok).
V roku 1924 boli postavené ďalšie tri malé elektrárne a 1. októbra 1924 bola vytvorená Čuvašská asociácia komunálnych elektrární, CHOKES, aby spravovala rozširujúcu sa energetickú základňu. V roku 1925 Štátny plánovací výbor republiky prijal plán elektrifikácie, ktorý za 5 rokov predpokladal výstavbu 8 nových elektrární - 5 mestských (v Cheboksary, Kanash, Marposad, Tsivilsk a Yadrin) a 3 vidieckych (v Ibresy, Vurnary a Urmary). Realizácia tohto projektu umožnila elektrifikovať 100 dedín - najmä v okresoch Cheboksary a Tsivilsky a pozdĺž diaľnice Cheboksary-Kanash, 700 roľníckych domácností a niektoré remeselné dielne.
V priebehu rokov 1929-1932 sa kapacita mestských a priemyselných elektrární republiky zvýšila takmer 10-krát; výroba elektriny týmito elektrárňami sa zvýšila takmer 30-krát.
Počas rokov Veľkej Vlastenecká vojna boli prijaté zásadné opatrenia na posilnenie a rozvoj energetickej základne priemyslu republiky. K nárastu kapacít došlo najmä v dôsledku rastu kapacít okresných, obecných a vidieckych elektrární. Energetickí inžinieri Chuvashia obstáli v skúške so cťou a splnili si svoju vlasteneckú povinnosť. Pochopili, že vyrobená elektrina bola potrebná predovšetkým pre podniky, ktoré plnili objednávky spredu.
V rokoch povojnovej päťročnice v Čuvašskej ASSR bolo vybudovaných a uvedených do prevádzky 102 vidieckych elektrární vr. 69 HPP a 33 TPP. Dodávka elektriny do poľnohospodárstva sa v porovnaní s rokom 1945 strojnásobila.
V roku 1953 sa v Alatyr na príkaz podpísaný Stalinom začala výstavba Alatyr TPP. Prvý turbogenerátor s výkonom 4 MW bol uvedený do prevádzky v roku 1957, druhý - v roku 1959. Podľa predpovedí mal výkon TPP do roku 1985 stačiť mestu aj regiónu a zásobovať elektrinou Turgenev Svetozavod v Mordovii.
Bibliografický zoznam
Učebnica S.V. Gromova "Fyzika, ročník 10". Moskva: Osvietenie.
Encyklopedický slovník mladého fyzika. Zlúčenina. V.A. Čujanov, Moskva: Pedagogika.
Allion L., Wilcons W.. Fyzika. Moskva: Nauka.
Koltun M. Svet fyziky. Moskva.
Zdroje energie. Fakty, problémy, riešenia. Moskva: Veda a technika.
Netradičné zdroje energie. Moskva: Vedomosti.
Yudasin L.S. Energy: problémy a nádeje. Moskva: Osvietenie.
Podgorny A.N. Energia vodíka. Moskva: Nauka.
Aplikácia
|
Elektráreň |
Primárny zdroj energie |
Schéma konverzie energie |
Výhody |
Nedostatky |
|
|
| |||||
|
| |||||
|
|
|||||
|
| |||||
|
GeoTPP |
|
. |
|
Dokončite vetu: Napájací systém je
|
Energetický systém - Elektrický systém regiónov krajiny, prepojený vysokonapäťovými elektrickými vedeniami |
|
Aký je zdroj energie vo vodnej elektrárni?
| |
|
Aké zdroje energie – obnoviteľné alebo neobnoviteľné – sa využívajú v Čuvašskej republike? |
neobnoviteľné |
|
Nájdite v časová postupnosť zdroje energie, ktoré sa ľudstvu sprístupnili od najskoršieho: A. Elektrická trakcia; B. Atómová energia; B. Svalová energia domácich zvierat; D. Energia pary. |
|
|
Vymenuj známe zdroje energie, ktorých využívanie zníži dopady elektroenergetiky na životné prostredie. |
PES GeoTPP |
|
Skontrolujte sa pomocou odpovedí na obrazovke a ohodnoťte: 5 správnych odpovedí - 5 4 správne odpovede - 4 3 správne odpovede - 3 |
Typy elektrární Tepelné (TPP) - 50% Tepelné (TPP) - 50% Vodné elektrárne (VVE) % Vodné elektrárne (VVE) % Jadrové (JE) - 15% Jadrové (JE) - 15% Alternatívne zdroje Alternatívna energia zdroje - 2 - 5 % (slnečná energia, fúzna energia, prílivová energia, veterná energia) energia - 2 - 5 % (slnečná energia, fúzna energia, prílivová energia, veterná energia)
Generátor elektrického prúdu Generátor premieňa mechanickú energiu na elektrickú energiu Generátor premieňa mechanickú energiu na elektrickú energiu Činnosť generátora je založená na fenoméne elektromagnetickej indukcie Činnosť generátora je založená na fenoméne elektromagnetickej indukcie
Rám s prúdom je hlavným prvkom generátora.Otočná časť sa nazýva ROTOR (magnet). Rotujúca časť sa nazýva ROTOR (magnet). Pevná časť sa nazýva STATOR (rám) Pevná časť sa nazýva STATOR (rám) Keď sa rám otáča a preniká do rámu, magnetický tok zmeny v čase, v dôsledku čoho vzniká v ráme indukčný prúd
Prenos elektriny Elektrické prenosové vedenia (TL) sa používajú na prenos elektriny k spotrebiteľom. Pri prenose elektriny na diaľku dochádza k jej strate v dôsledku zahrievania drôtov (zákon Joule-Lenz). Spôsoby zníženia tepelných strát: 1) Zníženie odporu drôtov, ale zvýšenie ich priemeru (ťažké - ťažko zavesiteľné a drahé - medené). 2) Zníženie sily prúdu zvýšením napätia.
Vplyv tepelných elektrární na životné prostredie Tepelné elektrárne - vedú k tepelnému znečisťovaniu ovzdušia produktmi spaľovania palív. Vodné elektrárne - vedú k zaplaveniu rozsiahlych území, ktoré sa sťahujú z využívania pôdy. Jadrová elektráreň – môže viesť k úniku rádioaktívnych látok.
Hlavné etapy výroby, prenosu a spotreby elektrickej energie 1. Mechanická energia sa premieňa na elektrickú energiu pomocou generátorov v elektrárňach. 1. Mechanická energia sa premieňa na elektrickú energiu pomocou generátorov v elektrárňach. 2. Elektrické napätie sa zvyšuje na prenos elektriny na veľké vzdialenosti. 2. Elektrické napätie sa zvyšuje na prenos elektriny na veľké vzdialenosti. 3. Elektrina sa prenáša pri vysokom napätí cez vysokonapäťové elektrické vedenia. 3. Elektrina sa prenáša pri vysokom napätí cez vysokonapäťové elektrické vedenia. 4. Pri distribúcii elektriny spotrebiteľom sa napätie znižuje. 4. Pri distribúcii elektriny spotrebiteľom sa napätie znižuje. 5. Pri spotrebe elektriny sa mení na iné druhy energie – mechanickú, svetelnú alebo vnútornú. 5. Pri spotrebe elektriny sa mení na iné druhy energie – mechanickú, svetelnú alebo vnútornú.
Striedavé napätie je možné previesť - zvýšiť alebo znížiť.
Zariadenia, ktoré možno použiť na konverziu napätiasa nazývajú transformátory. Práca transformátorov je založená na fenomén elektromagnetickej indukcie.
Transformátorové zariadenie
Transformátor sa skladá z feromagnetické jadro s dvoma cievkami.
Primárne vinutie je tzv cievka pripojená k zdroju striedavého napätia U 1 .
Sekundárne vinutie sa nazýva cievka, ktorú je možné pripojiť k zariadeniam spotrebúvajúcim elektrickú energiu.
Spotrebiče, ktoré spotrebúvajú elektrickú energiu pôsobia ako záťaž a vzniká na nich striedavé napätie U 2 .
Ak U 1 > U 2 , To transformátor sa nazýva zostupný, a ak U 2 > U 1 - niečo povznášajúce.
Princíp činnosti
V primárnom vinutí sa vytvára striedavý prúd, preto v ňom vzniká striedavý magnetický tok. Tento tok sa uzatvára vo feromagnetickom jadre a preniká každým závitom oboch vinutí. V každom zo závitov oboch vinutí sa objaví rovnaký indukčný emfe i 0
Ak n 1 a n 2 sú počet závitov v primárnom a sekundárnom vinutí, potom
EMF indukcie v primárnom vinutí e i 1 = n 1 * e i 0 EMF indukcie v sekundárnom vinutí e i 2 = n 1 * e i 0
Kdee i 0 - EMF indukcie vznikajúce v jednom otočení sekundárnej a primárnej cievky .
Prenos elektriny
P 
Prenos elektrickej energie z elektrární do veľkých miest alebo priemyselných centier na vzdialenosti tisícok kilometrov je zložitý vedecko-technický problém. Straty energie (výkonu) vykurovacích vodičov možno vypočítať podľa vzorca
Na zníženie tepelných strát drôtov je potrebné zvýšiť napätie. Typicky sú elektrické vedenia postavené pre napätie 400–500 kV, zatiaľ čo vo vedení používa striedavý prúd s frekvenciou 50 Hz. Na obrázku je znázornená schéma vedenia prenosu energie z elektrárne k spotrebiteľovi. Diagram dáva predstavu o použití transformátorov pri prenose elektriny
41. Elektromagnetické pole a elektromagnetické vlny. Rýchlosť elektromagnetických vĺn. Vlastnosti elektromagnetických vĺn. Myšlienky Maxwellovej teórie
Existencia elektromagnetické vlny teoreticky predpovedal veľký anglický fyzik J. Maxwell v roku 1864. Maxwell zaviedol tento pojem do fyziky vírivé elektrické pole a navrhol nový výklad zákona elektromagnetická indukcia, objavil Faraday v roku 1831:
Akákoľvek zmena magnetického poľa vytvára v okolitom priestore vírivé elektrické pole .
Maxwell predpokladal aj existenciu opačného procesu:
Časovo premenné elektrické pole vytvára magnetické pole v okolitom priestore.
Po začatí procesu vzájomného vytvárania magnetických a elektrických polí musí potom nepretržite pokračovať a zachytiť všetky nové oblasti vesmíru.
Záver:
Existuje špeciálna forma hmoty - elektromagnetické pole - ktoré pozostáva zo vzájomného vytvárania vírivých elektrických a magnetických polí.
Charakterizuje sa elektromagnetické pole dve vektorové veličiny – intenzitaE vírové elektrické pole a indukciaIN magnetické pole.
Proces šírenia meniacich sa vírivých elektrických a magnetických polí v priestore je tzvelektromagnetická vlna.
Maxwellova hypotéza bola len teoretickým predpokladom, ktorý nemal experimentálne potvrdenie, avšak na jeho základe sa Maxwellovi podarilo spísať konzistentný systém rovníc popisujúcich vzájomné premeny elektrického a magnetického poľa, teda sústavu rovníc. elektromagnetického poľa(Maxwellove rovnice)
Khokhlova Kristína
Prezentácia na tému "Výroba, prenos a využitie elektrickej energie"
Stiahnuť ▼:
Náhľad:
Ak chcete použiť ukážku prezentácií, vytvorte si Google účet (účet) a prihláste sa: https://accounts.google.com
Popisy snímok:
Prezentácia Výroba, prenos a využitie elektrickej energie Khokhlova Kristina, ročník 11, stredná škola č. 64
Prezentačný plán Výroba elektriny Typy elektrární Alternatívne zdroje energie Prenos elektriny Spotreba elektriny
Existuje niekoľko typov elektrární: Typy elektrární TPP HPP JE
Tepelná elektráreň (TPP), elektráreň, ktorá vyrába elektrickú energiu ako výsledok premeny tepelnej energie uvoľnenej pri spaľovaní fosílnych palív. V tepelných elektrárňach sa chemická energia paliva premieňa najskôr na mechanickú a potom na elektrickú energiu. Palivom pre takúto elektráreň môže byť uhlie, rašelina, plyn, ropná bridlica, vykurovací olej. Najekonomickejšie sú veľké tepelné elektrárne s parnou turbínou.Väčšina tepelných elektrární u nás využíva ako palivo uhoľný prach. Na výrobu 1 kWh elektriny je potrebných niekoľko stoviek gramov uhlia. V parnom kotli sa viac ako 90 % energie uvoľnenej palivom prenáša na paru. V turbíne sa kinetická energia prúdov pary prenáša na rotor. Hriadeľ turbíny je pevne spojený s hriadeľom generátora. TPP
TPP TPP sa ďalej delia na: Kondenzačné (CPP) Sú navrhnuté tak, aby vyrábali iba elektrickú energiu. Veľké IES okresného významu sa nazývajú štátne okresné elektrárne (GRES). Kogeneračné elektrárne (KVET) vyrábajúce okrem elektriny aj tepelnú energiu vo forme horúcej vody a pary.
Vodná elektráreň (VVE), komplex konštrukcií a zariadení, prostredníctvom ktorých sa energia prúdu vody premieňa na elektrickú energiu. Vodná elektráreň pozostáva zo série hydraulických štruktúr, ktoré zabezpečujú potrebnú koncentráciu vodného toku a vytvárania tlaku, a energetického zariadenia, ktoré premieňa energiu vody pohybujúcej sa pod tlakom na mechanickú rotačnú energiu, ktorá sa zase premieňa na elektrická energia. Tlak vodnej elektrárne vzniká koncentráciou spádu rieky v využívanom úseku priehradou, prípadne odvodením, alebo priehradou a odvodením spolu. vodná elektráreň
Elektráreň VE VE sa ďalej delí na: Elektrina VE závisí od tlaku, prietoku vody používanej vo vodných turbínach a účinnosti hydroelektrárne. Z viacerých dôvodov (napr. sezónne zmeny hladiny vody v nádržiach, premenlivé zaťaženie elektrizačnej sústavy, opravy vodných elektrární alebo vodných stavieb a pod.) sú spád a prietok vody neustále a navyše sa mení prietok pri regulácii výkonu VE. vysoký tlak (viac ako 60 m) stredný tlak (od 25 do 60 m) nízky tlak (od 3 do 25 m) Stredný (do 25 MW) Výkonný (nad 25 MW) Malý (do 5 MW)
Osobitné miesto medzi JE zaujímajú: Vodné elektrárne (PSPP) Schopnosť HPS akumulovať energiu je založená na skutočnosti, že elektrickú energiu voľnú v elektrizačnej sústave po určitú dobu využívajú jednotky HPS, ktoré pracujúci v režime čerpadla, čerpať vodu zo zásobníka do horného zásobníka. Počas špičiek zaťaženia sa naakumulovaná energia vracia do elektrickej siete Prílivové elektrárne (TPP) TPP premieňajú energiu morského prílivu a odlivu na elektrickú energiu. Elektrickú energiu prílivových vodných elektrární, vzhľadom na niektoré vlastnosti spojené s periodickým charakterom prílivu a odlivu, je možné v energetických systémoch využívať len v spojení s energiou regulačných elektrární, ktoré kompenzujú výpadky energie prílivových elektrární počas r. deň alebo mesiace.
Teplo uvoľnené v reaktore v dôsledku reťazová reakcia jadrové štiepenie niektorých ťažkých prvkov sa potom rovnako ako v klasických tepelných elektrárňach (TPP) premieňa na elektrinu. Na rozdiel od tepelných elektrární pracujúcich na fosílne palivá, jadrové elektrárne pracujú na jadrovom palive (na báze 233U, 235U, 239Pu). Zistilo sa, že svetové energetické zdroje jadrového paliva (urán, plutónium atď.) výrazne prevyšujú energetické zdroje prírodných zásob organického paliva (ropa, uhlie, zemný plyn atď.). Okrem toho je potrebné brať do úvahy stále sa zvyšujúcu spotrebu uhlia a ropy pre technologické účely globálneho chemického priemyslu, ktorý sa stáva vážnym konkurentom tepelným elektrárňam. JE
JE Najčastejšie sa v JE využívajú 4 typy tepelných neutrónových reaktorov: grafitovo-vodné reaktory s vodným chladivom a grafitovým moderátorom ťažkovodné reaktory s vodným chladivom a ťažká voda ako moderátor voda-vodné reaktory s obyčajnou vodou ako moderátorom a chladivo graffito -plynové reaktory s plynovým chladivom a grafitovým moderátorom
Voľba prevažne používaného typu reaktora je daná najmä nahromadenými skúsenosťami v nosiči reaktora, ako aj dostupnosťou potrebného priemyselného vybavenia, surovín a pod.. K reaktoru a jeho nosným systémom patria: samotný reaktor s biologickými ochrana, výmenníky tepla, čerpadlá alebo plynové dúchadlá, ktoré cirkulujú chladivo, potrubia a ventily na cirkuláciu okruhu, zariadenia na prekládku jadrového paliva, špeciálne ventilačné systémy, systémy havarijného chladenia a pod.. Na ochranu personálu jadrovej elektrárne pred radiačným vystavením sa reaktor je obklopená biologickou ochranou, ktorej hlavným materiálom je betón, voda, hadí piesok. Zariadenie okruhu reaktora musí byť úplne utesnené. JE
Alternatívne zdroje energie. Slnečná energia Slnečná energia je jedným z materiálovo najnáročnejších druhov výroby energie. Rozsiahle využívanie slnečnej energie so sebou prináša obrovský nárast potreby materiálov a následne aj pracovných zdrojov na ťažbu surovín, ich obohacovanie, výrobu materiálov, výrobu heliostatov, kolektorov, iných zariadení, a ich prepravu. Veterná energia Energia pohybujúcich sa vzdušných hmôt je obrovská. Zásoby veternej energie sú viac ako stokrát väčšie ako zásoby vodnej energie všetkých riek planéty. Vetry fúkajú neustále a všade na zemi. Klimatické podmienky umožňujú rozvoj veternej energie na obrovskom území. Vďaka úsiliu vedcov a inžinierov bola vytvorená široká škála návrhov moderných veterných turbín. Energia Zeme Energia Zeme je vhodná nielen na vykurovanie priestorov, ako je to na Islande, ale aj na výrobu elektriny. Elektrárne využívajúce horúce podzemné pramene fungujú už dlho. Prvú takúto elektráreň, ešte stále dosť nízkoenergetickú, postavili v roku 1904 v malom talianskom meste Larderello. Postupne rástla kapacita elektrárne, do prevádzky prichádzalo stále viac nových blokov, využívali sa nové zdroje teplej vody a dnes už výkon stanice dosiahol impozantnú hodnotu 360-tisíc kilowattov.
Energia Slnka Energia vzduchu Energia Zeme
Prenos elektriny Spotrebitelia elektriny sú všade. Vyrába sa na relatívne malom počte miest v blízkosti zdrojov paliva a vodných zdrojov. Preto je potrebné prenášať elektrickú energiu na vzdialenosti niekedy dosahujúce stovky kilometrov. Ale prenos elektriny na veľké vzdialenosti je spojený so značnými stratami. Faktom je, že prúd pretekajúci elektrickými vedeniami ich ohrieva. V súlade so zákonom Joule-Lenz je energia vynaložená na zahrievanie vodičov vedenia určená vzorcom: Q \u003d I 2 Rt, kde R je odpor vedenia. Pri dlhom vedení sa prenos energie môže stať všeobecne neekonomickým. Na zníženie strát môžete zväčšiť plochu prierezu vodičov. Ale so znížením R o faktor 100 sa hmotnosť musí zvýšiť aj o faktor 100. Takáto spotreba neželezných kovov by nemala byť povolená. Preto sa energetické straty vo vedení znižujú iným spôsobom: znížením prúdu vo vedení. Napríklad 10-násobné zníženie prúdu znižuje množstvo tepla uvoľneného vo vodičoch 100-krát, t.j. dosiahne sa rovnaký účinok ako pri stonásobnom zaťažení drôtu. Preto sa vo veľkých elektrárňach inštalujú stupňovité transformátory. Transformátor zvyšuje napätie vo vedení rovnako ako znižuje prúd. Strata výkonu je v tomto prípade malá. Elektrárne v mnohých regiónoch krajiny sú prepojené vysokonapäťovými prenosovými vedeniami, ktoré tvoria spoločnú elektrickú sieť, ku ktorej sú pripojení spotrebitelia. Takáto asociácia sa nazýva energetický systém. Napájací systém zabezpečuje nepretržitú dodávku energie spotrebiteľom bez ohľadu na ich umiestnenie.
Využitie elektriny v rôznych oblastiach vedy Veda priamo ovplyvňuje vývoj energie a rozsah elektriny. Približne 80 % rastu HDP rozvinuté krajiny dosiahnuté technickými inováciami, z ktorých väčšina súvisí s využívaním elektrickej energie. Všetko nové v priemysle, poľnohospodárstve a každodennom živote k nám prichádza vďaka novému vývoju v rôznych odvetviach vedy. Väčšina vedeckého vývoja začína teoretickými výpočtami. Ak sa však v devätnástom storočí tieto výpočty robili pomocou pera a papiera, potom vo veku vedeckej a technologickej revolúcie (vedeckej a technickej revolúcie) sú všetky teoretické výpočty, výber a analýza vedeckých údajov a dokonca aj lingvistická analýza literárnych diel. realizované pomocou počítačov (elektronických počítačov), ktoré pracujú na elektrickej energii, najvhodnejšie na jej prenos na diaľku a využitie. Ale ak sa pôvodne počítače používali na vedecké výpočty, teraz počítače ožili z vedy. Elektronizácia a automatizácia výroby sú najdôležitejšími dôsledkami „druhej priemyselnej“ alebo „mikroelektronickej“ revolúcie v ekonomikách vyspelých krajín.Veda v oblasti komunikácií a spojov sa veľmi rýchlo rozvíja.Satelitné komunikácie sa už nepoužívajú len ako prostriedky medzinárodnej komunikácie, ale aj v každodennom živote - satelitné paraboly v našom meste nie je nezvyčajné. Nové komunikačné prostriedky, ako je technológia vlákien, môžu výrazne znížiť straty elektriny v procese prenosu signálov na veľké vzdialenosti. Vznikli úplne nové prostriedky na získavanie informácií, ich zhromažďovanie, spracovanie a prenos, ktoré spolu tvoria komplexnú informačnú štruktúru.
Využitie elektriny vo výrobe Modernú spoločnosť si nemožno predstaviť bez elektrifikácie výrobných činností. Už koncom 80. rokov 20. storočia sa viac ako 1/3 všetkej spotreby energie na svete realizovalo vo forme elektrickej energie. Začiatkom budúceho storočia sa tento podiel môže zvýšiť na 1/2. Takýto nárast spotreby elektriny je spojený predovšetkým s nárastom jej spotreby v priemysle. Hlavná časť priemyselné podniky beží na elektrickú energiu. Vysoká spotreba elektrickej energie je typická pre energeticky náročné odvetvia ako je hutníctvo, hliník a strojársky priemysel.
Využitie elektriny v každodennom živote Elektrina v každodennom živote je nevyhnutným pomocníkom. Každý deň sa s tým stretávame a pravdepodobne si už bez toho nevieme predstaviť svoj život. Spomeňte si, kedy ste naposledy zhasli svetlo, teda váš dom nedostal elektrinu, spomeňte si, ako ste nadávali, že na nič nemáte čas a potrebujete svetlo, potrebujete televízor, rýchlovarnú kanvicu a kopu iného elektrické spotrebiče. Koniec koncov, ak sme navždy bez energie, potom sa jednoducho vrátime do tých dávnych čias, keď sa jedlo varilo na ohni a žilo v studených vigvamoch. O dôležitosti elektriny v našom živote sa dá popísať celá báseň, je taká dôležitá v našom živote a tak sme si na ňu zvykli. Síce už nevnímame, že prichádza k nám domov, ale keď je vypnutá, začína to byť veľmi nepríjemné.
Ďakujem za tvoju pozornosť
vo fyzike
na tému "Výroba, prenos a využitie elektriny"
Žiaci 11. ročníka A
škola MOU číslo 85
Catherine.
Abstraktný plán.
Úvod.
1. Výroba elektriny.
1. typy elektrární.
2. alternatívne zdroje energie.
2. Prenos elektriny.
- transformátory.
3. Použitie elektrickej energie.
Úvod.
Zrod energie nastal pred niekoľkými miliónmi rokov, keď sa ľudia naučili používať oheň. Oheň im dal teplo a svetlo, bol zdrojom inšpirácie a optimizmu, zbraňou proti nepriateľom a divokým zvieratám, náprava, poľnohospodársky pomocník, konzervant potravín, technologický nástroj a pod.
V r sa objavil krásny mýtus o Prometheovi, ktorý dal ľuďom oheň Staroveké Grécko oveľa neskôr ako v mnohých častiach sveta metódy pomerne sofistikovaného zaobchádzania s ohňom, jeho výroby a hasenia, ochrany ohňa a racionálne využitie palivo.
Oheň sa dlhé roky udržiaval spaľovaním rastlinných zdrojov energie (drevo, kríky, trstina, tráva, suché riasy a pod.) a potom sa zistilo, že na udržanie ohňa možno použiť fosílne látky: uhlia, ropa, bridlica, rašelina.
Dnes zostáva energia hlavnou zložkou ľudského života. Umožňuje vytvárať rôzne materiály a je jedným z hlavných faktorov pri vývoji nových technológií. Jednoducho povedané, bez zvládnutia rôznych druhov energie nie je človek schopný plnohodnotne existovať.
Vytváranie energie.
Typy elektrární.
Tepelná elektráreň (TPP), elektráreň, ktorá vyrába elektrickú energiu ako výsledok premeny tepelnej energie uvoľnenej pri spaľovaní fosílnych palív. Prvé tepelné elektrárne sa objavili koncom 19. storočia a rozšírili sa. V polovici 70. rokov 20. storočia boli hlavným typom elektrární tepelné elektrárne.
V tepelných elektrárňach sa chemická energia paliva premieňa najskôr na mechanickú a potom na elektrickú energiu. Palivom pre takúto elektráreň môže byť uhlie, rašelina, plyn, ropná bridlica, vykurovací olej.
Tepelné elektrárne sa delia na kondenzácii(IES), určené len na výrobu elektrickej energie, a kombinované teplárne a elektrárne(CHP), vyrábajúce okrem elektrickej tepelnej energie aj vo forme horúcej vody a pary. Veľké IES okresného významu sa nazývajú štátne okresné elektrárne (GRES).
Najjednoduchší schematický diagram uhoľného IES je znázornený na obrázku. Uhlie sa privádza do palivového zásobníka 1 a z neho do drvárne 2, kde sa mení na prach. Uhoľný prach vstupuje do pece generátora pary (parného kotla) 3, ktorý má sústavu potrubí, v ktorých cirkuluje chemicky čistená voda, nazývaná napájacia voda. V kotli sa voda ohrieva, vyparuje a vzniknutá nasýtená para sa privedie na teplotu 400-650 °C a pod tlakom 3-24 MPa vstupuje parovodom do parnej turbíny 4. Para parametre závisia od výkonu jednotiek.
Tepelné kondenzačné elektrárne majú nízku účinnosť (30 – 40 %), pretože väčšina energie sa stráca spalinami a chladiacou vodou kondenzátora. IES je výhodné budovať v bezprostrednej blízkosti miest ťažby paliva. Zároveň môžu byť spotrebitelia elektriny umiestnení v značnej vzdialenosti od stanice.
kombinovaná teplárna a elektráreň Od kondenzačnej stanice sa odlišuje špeciálnou tepelnou a energetickou turbínou, na ktorej je inštalovaný odvod pary. V CHPP sa jedna časť pary úplne využíva v turbíne na výrobu elektriny v generátore 5 a potom vstupuje do kondenzátora 6, zatiaľ čo druhá časť, ktorá má vysokú teplotu a tlak, sa odoberá z medzistupňa turbína a slúži na zásobovanie teplom. Čerpadlo 7 kondenzátu cez odvzdušňovač 8 a potom napájacie čerpadlo 9 sa privádza do generátora pary. Množstvo odobratej pary závisí od potrieb podnikov na tepelnú energiu.
Účinnosť CHP dosahuje 60-70%. Takéto stanice sú zvyčajne postavené v blízkosti spotrebiteľov - priemyselných podnikov alebo obytných oblastí. Najčastejšie pracujú na dovážanom palive.
Tepelné elektrárne s plynová turbína(GTPS), paroplyn(PGES) a dieselové závody.
V spaľovacej komore GTPP sa spaľuje plyn alebo kvapalné palivo; produkty spaľovania s teplotou 750-900 ºС vstupujú do plynovej turbíny, ktorá otáča elektrický generátor. Účinnosť takýchto tepelných elektrární je zvyčajne 26-28%, výkon je až niekoľko stoviek MW . GTPP sa zvyčajne používajú na pokrytie špičiek elektrického zaťaženia. Účinnosť SGPP môže dosiahnuť 42 - 43%.
Najekonomickejšie sú veľké elektrárne s tepelnou parnou turbínou (skrátene TPP). Väčšina tepelných elektrární u nás využíva ako palivo uhoľný prach. Na výrobu 1 kWh elektriny je potrebných niekoľko stoviek gramov uhlia. V parnom kotli sa viac ako 90 % energie uvoľnenej palivom prenáša na paru. V turbíne sa kinetická energia prúdov pary prenáša na rotor. Hriadeľ turbíny je pevne spojený s hriadeľom generátora.
Moderné parné turbíny pre tepelné elektrárne sú veľmi pokrokové, vysokorýchlostné, vysoko ekonomické stroje s dlhou životnosťou. Ich výkon v jednohriadeľovej verzii dosahuje 1 milión 200 tisíc kW, a to nie je limit. Takéto stroje sú vždy viacstupňové, to znamená, že zvyčajne majú niekoľko desiatok kotúčov s pracovnými lopatkami a pred každým kotúčom rovnaký počet skupín trysiek, ktorými prúdi prúd pary. Tlak a teplota pary sa postupne znižujú.
Z priebehu fyziky je známe, že účinnosť tepelných motorov sa zvyšuje so zvyšujúcou sa počiatočnou teplotou pracovnej tekutiny. Preto je para vstupujúca do turbíny privedená na vysoké parametre: teplota je takmer až 550 ° C a tlak je až 25 MPa. Účinnosť TPP dosahuje 40 %. Väčšina energie sa stráca spolu s horúcou výfukovou parou.
Vodná elektráreň (HPP), komplex konštrukcií a zariadení, prostredníctvom ktorých sa energia prúdu vody premieňa na elektrickú energiu. HPP pozostáva zo sériového obvodu hydraulické konštrukcie, zabezpečenie potrebnej koncentrácie prúdu vody a vytvorenie tlaku a energetické zariadenia, ktoré premieňajú energiu vody pohybujúcej sa pod tlakom na mechanickú energiu rotácie, ktorá sa zase premieňa na elektrickú energiu.
Zhlavie vodnej elektrárne vzniká koncentráciou spádu rieky v využívanom úseku pri hrádzi, príp. odvodenie, alebo priehrada a odvodenie spolu. Hlavné energetické zariadenie VE sa nachádza v budove VE: v strojovni VE - hydraulické jednotky, pomocné zariadenia, automatické riadiace a monitorovacie zariadenia; v centrálnom riadiacom stanovišti - konzola operátor-dispečer resp prevádzkovateľ vodnej elektrárne. Posilňovanie trafostanica umiestnené tak vo vnútri budovy elektrárne, ako aj v samostatných budovách alebo na otvorených priestranstvách. Distribučné zariadeniačasto umiestnené na otvorenom priestranstve. Budovu elektrárne je možné rozdeliť na časti s jedným alebo viacerými blokmi a pomocnými zariadeniami, oddelené od priľahlých častí budovy. Na budove VE alebo v nej je vytvorené montážne miesto na montáž a opravu rôznych zariadení a na pomocné údržbárske činnosti VE.
Podľa inštalovaného výkonu (v MW) rozlišovať medzi vodnými elektrárňami mocný(Sv. 250), stredná(do 25) a malý(do 5). Výkon vodnej elektrárne závisí od tlaku (rozdiel medzi hladinami proti prúdu a po prúde). ), prietok vody používanej v hydraulických turbínach a účinnosť hydraulickej jednotky. Z viacerých dôvodov (napr. sezónne zmeny hladiny vody v nádržiach, premenlivé zaťaženie elektrizačnej sústavy, opravy vodných elektrární alebo vodných stavieb a pod.) sú spád a prietok vody neustále a navyše sa mení prietok pri regulácii výkonu VE. V režime prevádzky VE sú ročné, týždenné a denné cykly.
Podľa maximálneho použitého tlaku sa HPP delia na vysoký tlak(nad 60 m), stredný tlak(od 25 do 60 m) A nízky tlak(od 3 do 25 m). Na plochých riekach tlak zriedka prekročí 100 m, v horských podmienkach je možné cez hrádzu vytvárať tlaky až 300 m a viac a pomocou odvodenia - až 1500 m. Rozdelenie vodnej elektrárne podľa použitého tlaku je približné, podmienené.
Podľa schémy využívania vodných zdrojov a koncentrácie tlaku sa VE zvyčajne delia na kanál , blízko priehrady , odklon s tlakovou a beztlakovou deriváciou, zmiešaný, prečerpávací A prílivový .
V tečúcich a blízkopriehradných vodných elektrárňach je tlak vody vytváraný priehradou, ktorá blokuje rieku a zvyšuje hladinu vody na hornom toku. Zároveň je nevyhnutné určité zaplavenie údolia rieky. Prietočné a blízkopriehradné vodné elektrárne sú postavené tak na nízko položených riekach s vysokou vodou, ako aj na horských riekach, v úzkych stlačených údoliach. Prietočné VE sa vyznačujú hlavami do 30-40 m.
Pri vyšších tlakoch sa ukazuje ako nepraktické prenášať hydrostatický tlak vody do budovy elektrárne. V tomto prípade typ priehrada Na dolný tok nadväzuje vodná elektráreň, v ktorej je tlakové čelo po celej dĺžke blokované hrádzou a budova vodnej elektrárne je umiestnená za hrádzou.
Iný druh rozloženia v blízkosti priehrady Vodná elektráreň zodpovedá horským podmienkam s relatívne nízkym prietokom rieky.