Osnovne tehnologije proizvodnje i prijenosa električne energije. Tehnološka karta lekcije tehnologije na temu "Proizvodnja, transformacija, distribucija, akumulacija i prijenos energije kao tehnologija" (5. razred)

Električna energija ima neosporne prednosti u odnosu na sve druge vrste energije. Može se prenositi žicom na velike udaljenosti s relativno malim gubicima i prikladno distribuirati među potrošačima. Glavna stvar je da se ta energija, uz pomoć prilično jednostavnih uređaja, može lako pretvoriti u bilo koje druge oblike: mehaničku, unutarnju (grijanje tijela), svjetlosnu energiju. Električna energija ima neosporne prednosti u odnosu na sve druge vrste energije. Može se prenositi žicom na velike udaljenosti s relativno malim gubicima i prikladno distribuirati među potrošačima. Glavna stvar je da se ta energija, uz pomoć prilično jednostavnih uređaja, može lako pretvoriti u bilo koje druge oblike: mehaničku, unutarnju (grijanje tijela), svjetlosnu energiju.

Prednost električne energije Može se prenijeti žicama Može se prenijeti žicama Može se transformirati Može se transformirati Lako se pretvara u druge vrste energije Lako se pretvara u druge vrste energije Lako se dobiva iz drugih vrsta energije Lako se dobiva iz drugih vrsta energije

Generator - Uređaj koji pretvara energiju ove ili one vrste u električnu energiju. Uređaj koji pretvara energiju ove ili one vrste u električnu energiju. Generatori uključuju galvanske ćelije, elektrostatičke strojeve, termopile, solarne baterije Generatori uključuju galvanske ćelije, elektrostatičke strojeve, termopile, solarne baterije

Rad generatora Energija se može generirati rotiranjem zavojnice u polju trajnog magneta ili postavljanjem zavojnice u promjenjivo magnetsko polje (rotiranjem magneta dok zavojnica ostaje nepomična). Energija se može generirati rotiranjem zavojnice u polju trajnog magneta ili postavljanjem zavojnice u promjenjivo magnetsko polje (rotiranjem magneta dok zavojnica ostaje nepomična).

Važnost generatora u proizvodnji električne energije Najvažniji dijelovi generatora izrađeni su s velikom preciznošću. Nigdje u prirodi ne postoji takva kombinacija pokretnih dijelova koja može tako kontinuirano i ekonomično generirati električnu energiju. Najvažniji dijelovi generatora proizvedeni su s velikom preciznošću. Nigdje u prirodi ne postoji takva kombinacija pokretnih dijelova koji mogu tako kontinuirano i ekonomično generirati električnu energiju

Kako radi transformator? Sastoji se od zatvorene čelične jezgre sastavljene od ploča, na koje su postavljene dvije zavojnice s namotajima žice. Primarni namot spojen je na izvor izmjeničnog napona. Opterećenje je spojeno na sekundarni namot.

Nuklearne elektrane proizvode 17% globalne proizvodnje. Početkom 21. stoljeća u pogonu je 250 nuklearnih elektrana, 440 energetskih blokova. Najviše SAD, Francuska, Japan, Njemačka, Rusija, Kanada. Koncentrat urana (U3O8) koncentriran je u sljedećim zemljama: Kanada, Australija, Namibija, SAD, Rusija. Nuklearne elektrane

Usporedba tipova elektrana Tipovi elektrana Emisija štetnih tvari u atmosferu, kg Zauzeta površina Potrošnja čiste vode m 3 Ispuštanje prljave vode, m 3 Troškovi zaštite okoliša % KOTE: ugljen 251.5600.530 KOTE: loživo ulje 150.8350 ,210 HE NPP--900,550 WPP10--1 SPP-2---BES10-200,210

K kategorija: Elektroinstalacijski radovi

Proizvodnja električne energije

Električna energija (struja) je najnaprednija vrsta energije i koristi se u svim područjima i granama materijalne proizvodnje. Njegove prednosti su mogućnost prijenosa na velike udaljenosti i pretvaranja u druge vrste energije (mehaničku, toplinsku, kemijsku, svjetlosnu itd.).

Električna energija se proizvodi u posebnim poduzećima - elektranama koje pretvaraju druge vrste energije u električnu energiju: kemijsku, gorivo, vodu, vjetar, sunčevu, nuklearnu energiju.

Mogućnost prijenosa električne energije na velike udaljenosti omogućuje izgradnju elektrana u blizini mjesta gdje se nalazi gorivo ili na visokovodnim rijekama, što je ekonomičnije od transporta velikih količina goriva do elektrana smještenih u blizini potrošača električne energije.

Ovisno o vrsti energije koja se koristi, elektrane se dijele na termoelektrane, hidrauličke i nuklearne. Elektrane koje koriste energiju vjetra i sunčevu toplinu su još uvijek izvori električne energije male snage koji nemaju industrijsko značenje.

Termoelektrane koriste toplinsku energiju dobivenu izgaranjem krutog goriva (ugljen, treset, uljni škriljevac), tekućeg (loživo ulje) i plinovitog (zemni plin, au metalurškim postrojenjima - plina iz visokih peći i koksnog plina) u kotlovskim ložištima.

Toplinska energija se rotacijom turbine pretvara u mehaničku, koja se u generatoru spojenom na turbinu pretvara u električnu. Generator postaje izvor električne energije. Termoelektrane se razlikuju po vrsti primarnog motora: parna turbina, parni stroj, motor s unutarnjim izgaranjem, lokomobil, plinska turbina. Osim toga, parnoturbinske elektrane dijele se na kondenzacijska i toplinska postrojenja. Kondenzacijske stanice opskrbljuju potrošače samo električnom energijom. Ispušna para prolazi kroz ciklus hlađenja i, pretvarajući se u kondenzat, ponovno se dovodi u kotao.

Opskrbu potrošača toplinskom i električnom energijom obavljaju toplinske stanice koje se nazivaju kombinirane toplinske i elektrane (CHP). U tim se stanicama toplinska energija samo djelomično pretvara u električnu energiju, a uglavnom se troši za opskrbu industrijskih poduzeća i drugih potrošača koji se nalaze u neposrednoj blizini elektrana parom i toplom vodom.

Hidroelektrane (HE) izgrađene su na rijekama koje su neiscrpan izvor energije za elektrane. Teku iz gorja u nizine i stoga su sposobni obavljati mehanički rad. Hidroelektrane se grade na planinskim rijekama koristeći prirodni pritisak vode. Na nizinskim rijekama pritisak se stvara umjetno izgradnjom brana, zbog razlike u vodostajima s obje strane brane. Primarni motori u hidroelektranama su hidrauličke turbine, u kojima se energija vodenog toka pretvara u mehaničku energiju.

Voda pokreće impeler hidrauličke turbine i generatora, dok se mehanička energija hidrauličke turbine pretvara u električnu energiju koju stvara generator. Izgradnjom hidroelektrane rješava se, osim problema proizvodnje električne energije, i niz drugih problema od nacionalnog gospodarskog značaja - poboljšanje plovidbe rijekama, navodnjavanje i navodnjavanje sušnih područja, poboljšanje vodoopskrbe gradova i industrijskih poduzeća. .

Nuklearne elektrane (NPP) klasificiraju se kao termalne parnoturbinske stanice koje ne rade na organsko gorivo, već kao izvor energije koriste toplinu dobivenu fisijom jezgri atoma nuklearnog goriva (goriva) - urana ili plutonija. U nuklearnim elektranama ulogu kotlovskih jedinica imaju nuklearni reaktori i generatori pare.

Opskrba potrošača električnom energijom odvija se prvenstveno iz električnih mreža koje povezuju više elektrana. Paralelni rad elektrana na zajedničkoj električnoj mreži osigurava racionalnu raspodjelu opterećenja između elektrana, najekonomičniju proizvodnju električne energije, bolje korištenje instalirane snage elektrana, povećanu pouzdanost napajanja potrošača i opskrbu električnom energijom njih s normalnim pokazateljima kvalitete u frekvenciji i naponu.

Potreba za unificiranjem uzrokovana je nejednakim opterećenjem elektrana. Potražnja potrošača za električnom energijom dramatično se mijenja ne samo tijekom dana, već iu različita doba godine. Zimi se povećava potrošnja električne energije za rasvjetu. U poljoprivredi je električna energija ljeti potrebna u velikim količinama za poljske radove i navodnjavanje.

Razlika u stupnju opterećenja stanica posebno je uočljiva kada su područja potrošnje električne energije znatno udaljena jedna od druge u smjeru od istoka prema zapadu, što se objašnjava različitim vremenskim rasporedom sati jutarnjeg i večernjeg maksimalnog opterećenja. Kako bi se osigurala pouzdana opskrba potrošača električnom energijom i potpunije iskoristila snaga elektrana koje rade u različitim režimima, one se spajaju u energetske ili električne sustave pomoću visokonaponskih električnih mreža.

Skup elektrana, elektroenergetskih vodova i toplovodnih mreža te prijamnika električne i toplinske energije, povezanih u jedno zajedništvom režima i kontinuitetom procesa proizvodnje i potrošnje električne i toplinske energije, naziva se energetski sustav (energetski sustav). Električni sustav koji se sastoji od trafostanica i dalekovoda različitih napona dio je elektroenergetske mreže.

Energetski sustavi pojedinih regija, zauzvrat, međusobno su povezani radi paralelnog rada i tvore velike sustave, na primjer, Jedinstveni energetski sustav (UES) europskog dijela SSSR-a, integrirani sustavi Sibira, Kazahstana, središnje Azije itd. .

Toplane i elektrane i tvorničke elektrane obično se spajaju na električnu mrežu najbližeg elektroenergetskog sustava generatorskim naponskim vodovima 6 i 10 kV ili višenaponskim vodovima (35 kV i više) preko trafostanica. Energija koju generiraju snažne regionalne elektrane prenosi se u elektroenergetsku mrežu za opskrbu potrošača visokonaponskim vodovima (110 kV i više).

Električna energija za potrebe industrijskih poduzeća u stambenim naseljima proizvodi se u elektranama. U tim stanicama se pretvara energija vode, goriva, nuklearna energija i dr. u električnu energiju. U tom procesu pretvorbe energije mogu se razlikovati dvije glavne faze: prvo se primarna energija u različitim vrstama motora pretvara u mehaničku energiju, a zatim se mehanička energija u elektromagnetskim generatorima pretvara u električnu energiju.

Ovisno o vrsti pretvorene prirodne energije, elektrane se dijele na hidrauličke, termoelektrane, nuklearne itd., a ovisno o snazi ​​(i namjeni) nazivaju se regionalne i lokalne. Lokalne elektrane, za razliku od regionalnih, imaju ograničeni domet i relativno malu snagu.

U područnim elektranama instalirani su trofazni generatori izmjenične struje. Lokalne stanice također mogu imati istosmjerne generatore.

Glavna vrsta termoelektrana su elektrane s parnim turbinama, koje se grade na mjestima goriva (ugljen, treset, škriljevac, plin itd.), obično na znatnoj udaljenosti od potrošača.

Parnoturbinske stanice koje proizvode samo električnu energiju nazivaju se termoelektrane (TE). U njima se para koja se ispušta u turbinama kondenzira u posebnim uređajima i vraća natrag u kotao. Stoga se takve stanice često nazivaju kondenzacijskim stanicama. Pojednostavljeni dijagram kondenzacijske elektrane prikazan je na slici 8.1.1.

Para iz kotla DO pod tlakom od 24 MPa i temperaturom od 838 °K cjevovodom ulazi u turbinu T, gdje se značajan dio unutarnje energije pare pretvara u mehaničku energiju rotora turbine. Iz turbine para ulazi u izmjenjivač topline-kondenzator Kr, gdje se zbog tekuće vode hladi i kondenzira. Kondenzacija pomoću centrifugalne pumpe N ponovno ulazi u kotao.

Mehanička energija turbine u generatoru G pretvara u električnu energiju koja se isporučuje potrošačima preko visokonaponskih vodova i distribucijskih mreža. Dijagram gubitaka energije u procesu njezine pretvorbe, prijenosa i distribucije prikazan je na slici 8.1.2.

Energija goriva koja ulazi u kotao uzima se kao 100%. Gubici energije u modernim parnim kotlovima iznose oko 1,5%, u turbini - 55%, au generatoru - 0,5%. Dio energije generatora (3%) koristi se za vlastite potrebe stanice za električni pogon pumpi, razne mehanizme i rasvjetu. Dakle, učinkovitost moderne parnoturbinske elektrane iznosi 40%.

Postoje električne toplinske stanice koje uz električnu energiju istodobno opskrbljuju potrošače parom i toplom vodom. To su takozvane kombinirane toplinske i elektrane (CHP). Koriste posebne grijaće parne turbine, koje omogućuju preliminarni odabir pare koja još nije u potpunosti potrošena i koriste je za tehnološke potrebe poduzeća i kućne potrebe.

Zbog činjenice da u termoelektranama para izlazi iz turbine pod višim tlakom (5...7 atm) nego u kondenzacijskim elektranama (0,05...0,06 atm), proizvodnja električne energije u njima je manja po 1 kg pare nego u kondenzacijskim elektranama. Ukupna korisna iskoristivost kalorične vrijednosti goriva znatno je veća i doseže 80%. Međutim, para i topla voda iz termoelektrana mogu se do potrošača prenositi cijevima samo u radijusu od 12... 15 km, što značajno ograničava njihovu distribuciju.

Nuklearne elektrane su u biti također termoelektrane, no izvor energije u njima je nuklearna energija koja se oslobađa fisijom jezgri atoma teških elemenata. Nuklearna fisija događa se u posebnom uređaju - reaktoru, gdje se oslobađa velika količina topline. Najjednostavniji dijagram nuklearne elektrane prikazan je na slici 8.1.3.

Sastoji se od reaktora R, generator pare PG, turbine T, električni generator G, izmjenjivač topline-kondenzator Kr i centrifugalne pumpe I.

Nuklearni reaktor i generator pare imaju biološku zaštitu BZ od radijacije. Toplina koja se oslobađa u reaktoru dovodi se kroz cijevi do generatora pare pomoću tekućeg ili plinovitog rashladnog sredstva. U generatoru pare rashladno sredstvo ispire cijevi u koje pumpa I pumpa kondenzat iz turbine, a kondenzat se ponovno pretvara u paru koja ulazi u turbinu, a rashladno sredstvo se pomoću pumpi vraća u reaktor. Za razliku od konvencionalne termoelektrane, nuklearna elektrana ima zatvoreni krug radioaktivnog rashladnog sredstva. Turbine i druga oprema koja čini drugi krug, bez radioaktivnosti, povezana je s prvim samo putem izmjenjivača topline-generatora pare.

Nuklearni reaktori dolaze u različitim tipovima. Kao primjer predstavljamo neke podatke iz reaktora instaliranog u NE Novovoronež. To je čelični cilindar visine više od 3,8 m. Debljina stijenki tijela je 12 cm, a njegova masa je 200 tona vode, koja se pumpa kroz reaktor pod pritiskom od 100 at. Ova voda ulazi u reaktor na temperaturi od 269 °C, a izlazi iz njega na temperaturi od 300 °C. Pod utjecajem rashladnog sredstva u generatoru pare nastaje para tlaka od 47 atm, koja se dovodi u parne turbine.

Turbine i električni generatori nuklearnih i konvencionalnih termoelektrana su isti.

Električni generatori koje pokreću parne turbine nazivaju se turbogeneratori. Parne turbine su brze: njihovi rotori razvijaju frekvenciju P= 3000 min" 1 ili više. Stoga rotor turbogeneratora za stvaranje frekvencije f = 50 Hz obično ima jedan par polova R:

Hidroelektrane (HE) najčešće se grade na rijekama (postoje elektrane koje koriste morsku oseku). Za rad im je potrebna razlika u razini vode. To se postiže izgradnjom brana. Na rijekama sa strmim obalama grade se visoke brane (stotine metara), a na ravnim rijekama s kosim obalama relativno niske (desetke metara). Pretvorba energije kretanja vode u mehaničku energiju događa se u hidrauličkim turbinama. Brzina vrtnje hidrauličkih turbina, a time i brzina električnih generatora (vodikovih generatora) koji su na njih spojeni, kreće se od 60 do 750 min" 1. Stoga hidrogeneratori moraju imati više pari polova. Npr. hidraul. turbina hidroelektrane Uglich vrti se brzinom od 62,5 min 1, rotor generatora ima 48 pari polova kako bi se osigurala frekvencija od 50 Hz.

Trošak izgradnje hidroelektrana znatno je veći od troška termoelektrana, ali je električna energija proizvedena u njima znatno jeftinija od termoelektrana. Stoga su velika kapitalna ulaganja uložena u izgradnju hidroelektrana u potpunosti isplativa.

Hidroelektrane mogu biti i od lokalnog značaja ako se grade na malim rijekama za mala industrijska poduzeća i naselja koja nisu obuhvaćena mrežom regionalnih stanica. Njihova snaga obično ne prelazi nekoliko stotina ili tisuća kilovata.

Lokalne stanice uključuju vjetroelektrane, lokomotive i dizel stanice koje su izgradile kolektivne i državne farme za potrebe poljoprivrede.

CIS je dom najvećih svjetskih termoelektrana, hidrauličkih i nuklearnih elektrana. Tako kapacitet termoelektrana i nuklearnih elektrana doseže 4 milijuna kW, a kapacitet hidroelektrane Krasnoyarsk 6,4 milijuna kW.

Tehnološka karta lekcije.

Lekcija 15. Proizvodnja, transformacija, distribucija, akumulacija i prijenos energije kao tehnologija

Ciljevi lekcije:

Formiranje pojmova: proizvodnja, transformacija, distribucija, akumulacija i prijenos energije;

Ažuriranje informacija iz osobnog iskustva;

Razvoj logičkog mišljenja;

Formiranje vještina rada s informacijama;

Sposobnost grupnog i individualnog rada.

Organiziranje vremena

Djeca zauzimaju svoja mjesta i provjeravaju zalihe

Osobni UUD:

- formiranje vještina samoorganizacije

Provjera domaće zadaće

Usmena anketa:

Što je tehnologija?

Koja je važnost tehnologije za proizvodnju?

Zašto se pojavljuju nove tehnologije?

Komunikacijski UUD:

Osobni UUD:

razvoj govora,

Formuliranje ciljeva lekcije

Tema naše današnje lekcije“Proizvodnja, transformacija, distribucija, akumulacija i prijenos energije kao tehnologija”

Regulatorni UUD:

Sposobnost postavljanja zadatka učenja

Objašnjenje teme lekcije

Svi tehnološki procesi bilo koje proizvodnje povezani su s potrošnjom energije.

Najvažniju ulogu u industrijskom poduzeću ima električna energija - najuniverzalnija vrsta energije, koja je glavni izvor mehaničke energije.

Pretvorba energije raznih vrsta u električnu energiju javlja se naelektrane.

Elektrane su poduzeća ili postrojenja namijenjena za proizvodnju električne energije. Gorivo za elektrane su prirodni resursi - ugljen, treset, voda, vjetar, sunce, nuklearna energija itd.

Ovisno o vrsti energije koja se pretvara, elektrane se mogu podijeliti na sljedeće glavne vrste: termoelektrane, nuklearne, hidroelektrane, vjetroelektrane, solarne itd.

Najveći dio električne energije (do 80%) proizvodi se u termoelektranama (TE). Proces dobivanja električne energije u termoelektrani sastoji se od sekvencijalne pretvorbe energije izgorjelog goriva u toplinsku energiju vodene pare koja pokreće vrtnju turbinskog agregata (parna turbina povezana s generatorom). Mehaničku energiju rotacije generator pretvara u električnu energiju. Gorivo za elektrane je ugljen, treset, uljni škriljevac, prirodni plin, nafta, lož ulje i drvni otpad.

Nuklearne elektrane (NPP) razlikuju se od konvencionalnih parnih turbina po tome što nuklearna elektrana kao izvor energije koristi proces fisije jezgri urana, plutonija, torija itd. Kao rezultat cijepanja ovih materijala u posebne uređaja – reaktora, oslobađa se ogromna količina toplinske energije.

Nuklearne elektrane troše malo goriva u odnosu na termoelektrane. Takve stanice mogu se graditi bilo gdje, jer nisu vezani uz lokaciju rezervi prirodnog goriva. Osim toga, okoliš nije zagađen dimom, pepelom, prašinom i sumpornim dioksidom.

U hidroelektranama (HE) energija vode se pretvara u električnu pomoću hidrauličkih turbina i na njih povezanih generatora.

Prednosti hidroelektrana su visoka učinkovitost i niska cijena proizvedene električne energije. Međutim, treba uzeti u obzir visoku cijenu kapitalnih troškova u izgradnji hidroelektrana i značajno vrijeme potrebno za njihovu izgradnju, što uvjetuje njihov dugi rok povrata.

Posebnost rada elektrana je da moraju proizvesti onoliko energije koliko je trenutno potrebno za pokrivanje opterećenja potrošača, vlastitih potreba stanica i gubitaka u mreži. Stoga oprema stanice mora uvijek biti spremna za periodične promjene opterećenja potrošača tijekom dana ili godine.

Električna energija proizvedena u elektranama mora bitipredati na mjesta njegove potrošnje, prvenstveno u velika industrijska središta zemlje, koja su stotine, a ponekad i tisuće kilometara udaljena od moćnih elektrana. Ali prijenos električne energije nije dovoljan. Mora se distribuirati među mnogim različitim potrošačima - industrijskim poduzećima, prijevozu, stambenim zgradama itd. Prijenos se odvija preko trafostanica i električnih mreža.

Prekidi u opskrbi električnom energijom poduzeća, čak i oni kratkotrajni, dovode do poremećaja u tehnološkom procesu, kvarenja proizvoda, oštećenja opreme i nepopravljivih gubitaka. U nekim slučajevima nestanak struje može izazvati eksploziju i opasnost od požara u poduzećima.

Distribucija Električna energija se proizvodi električnom instalacijom - skupom žica i kabela s pripadajućim pričvrsnim elementima, nosivim i zaštitnim konstrukcijama.

Osobni UUD:

- konsolidacija komponente znanja

Razvoj govora

Sposobnost kratkog formuliranja ideja

Sposobnost davanja primjera iz osobnog iskustva

Razvoj vještina čitanja

Učvršćivanje obrazovnog materijala

Odgovorite na test pitanja:

Što su termoelektrane, nuklearne elektrane, hidroelektrane?

Gdje se odvija pretvorba raznih vrsta energije u električnu?

Koja je prednost nuklearne elektrane u odnosu na termoelektranu?

Kako dolazi do prijenosa električne energije?

Zašto su prekidi u opskrbi električnom energijom poduzeća opasni?

Komunikacijski UUD:

Sposobnost slušanja i ispravljanja tuđih grešakaOsobni UUD:

Formiranje vještina pisanja

Razvoj logičkog mišljenja

Sažetak lekcije

Provjera testova, ocjenjivanje.

Osobni UUD:

- razvoj samopoštovanja

Teško je precijeniti važnost električne energije. Umjesto toga, podsvjesno ga podcjenjujemo. Uostalom, gotovo sva oprema oko nas radi na struju. O osnovnoj rasvjeti ne treba govoriti. Ali nas proizvodnja električne energije praktički ne zanima. Odakle dolazi električna energija i kako se skladišti (i općenito, može li se uštedjeti)? Koliko zapravo košta proizvodnja električne energije? I koliko je siguran za okoliš?

Ekonomski značaj

Još iz škole znamo da je opskrba električnom energijom jedan od glavnih čimbenika u postizanju visoke produktivnosti rada. Električna energija je srž svih ljudskih aktivnosti. Nema niti jedne industrije koja može bez toga.

Razvoj ove industrije ukazuje na visoku konkurentnost države, karakterizira stopu rasta proizvodnje dobara i usluga i gotovo uvijek se ispostavlja kao problematičan sektor gospodarstva. Trošak proizvodnje električne energije često uključuje značajna početna ulaganja koja će se isplatiti tijekom mnogo godina. Unatoč svim svojim resursima, Rusija nije iznimka. Uostalom, energetski intenzivne industrije čine značajan udio u gospodarstvu.

Statistika nam govori da 2014. ruska proizvodnja električne energije još nije dosegla sovjetsku razinu iz 1990. godine. U usporedbi s Kinom i SAD-om, Ruska Federacija proizvodi - odnosno - 5 odnosno 4 puta manje električne energije. Zašto se ovo događa? Stručnjaci kažu da je to očito: najveći neproizvodni troškovi.

Tko troši struju

Naravno, odgovor je očit: svaka osoba. Ali sada nas zanimaju industrijska mjerila, što znači one industrije koje prvenstveno trebaju struju. Glavni udio otpada na industriju – oko 36%; Kompleks goriva i energije (18%) i stambeni sektor (nešto više od 15%). Preostalih 31% proizvedene električne energije dolazi iz neproizvodnih sektora, željezničkog prometa i gubitaka u mreži.

Treba uzeti u obzir da struktura potrošnje značajno varira ovisno o regiji. Tako se u Sibiru više od 60% električne energije zapravo koristi u industriji i kompleksu goriva i energije. Ali u europskom dijelu zemlje, gdje se nalazi veći broj naselja, najsnažniji potrošač je stambeni sektor.

Elektrane su okosnica industrije

Proizvodnja električne energije u Rusiji osigurava gotovo 600 elektrana. Snaga svake prelazi 5 MW. Ukupna snaga svih elektrana je 218 GW. Kako dobivamo električnu energiju? U Rusiji se koriste sljedeće vrste elektrana:

• toplinska (njihov udio u ukupnoj proizvodnji je oko 68,5%);
• hidraulički (20,3%);
• atomski (gotovo 11%);
• alternativa (0,2%).

Kada su u pitanju alternativni izvori električne energije, na pamet padaju romantične slike vjetroturbina i solarnih panela. Međutim, u određenim uvjetima i lokacijama to su najisplativije vrste proizvodnje električne energije.

Termoelektrane

Povijesno gledano, termoelektrane (TE) su zauzimale značajno mjesto u proizvodnom procesu. Na području Rusije termoelektrane koje proizvode električnu energiju klasificiraju se prema sljedećim kriterijima:

• izvor energije – fosilna goriva, geotermalna ili solarna energija;
• vrsta proizvedene energije – grijanje, kondenzacija.

Drugi važan pokazatelj je stupanj sudjelovanja u pokrivanju rasporeda električnog opterećenja. Ovdje ističemo osnovne termoelektrane s minimalnim radnim vremenom od 5000 sati godišnje; polu-vrh (također se nazivaju manevarski) - 3000-4000 sati godišnje; vršni (koristi se samo tijekom sati najvećeg opterećenja) – 1500-2000 sati godišnje.

Tehnologija proizvodnje energije iz goriva

Naravno, uglavnom se proizvodnja, prijenos i korištenje električne energije od strane potrošača odvija kroz termoelektrane koje rade na fosilna goriva. Odlikuju se tehnologijom proizvodnje:

• Parna turbina;
• dizel;
• plinska turbina;
• parno-plin.

Parnoturbinski uređaji su najčešći. Rade na svim vrstama goriva, uključujući ne samo ugljen i plin, već i loživo ulje, treset, škriljevac, ogrjevno drvo i drvni otpad, kao i prerađevine.

Organsko gorivo

Najveći obujam proizvodnje električne energije događa se u Surgutskoj državnoj elektrani-2, najsnažnijoj ne samo u Ruskoj Federaciji, već i na cijelom euroazijskom kontinentu. Radeći na prirodni plin, proizvodi do 5600 MW električne energije. A od onih na ugljen najveću snagu ima Reftinska GRES – 3800 MW. Više od 3000 MW također mogu osigurati Kostroma i Surgutskaya GRES-1. Treba napomenuti da se kratica GRES nije promijenila od vremena Sovjetskog Saveza. Skraćenica je za državnu elektranu.

Tijekom reforme industrije, proizvodnja i distribucija električne energije u termoelektranama mora biti popraćena tehničkim ponovnim opremanjem postojećih stanica i njihovom rekonstrukcijom. Također, među prioritetnim zadaćama je izgradnja novih energetskih kapaciteta.

Električna energija iz obnovljivih izvora

Električna energija dobivena pomoću hidroelektrana bitan je element stabilnosti jedinstvenog energetskog sustava države. Hidroelektrane su te koje mogu povećati obujam proizvodnje električne energije u nekoliko sati.

Veliki potencijal ruske hidroelektrane leži u činjenici da se gotovo 9% svjetskih rezervi vode nalazi na teritoriju zemlje. Ovo je drugo mjesto u svijetu po raspoloživosti hidro resursa. Zemlje kao što su Brazil, Kanada i Sjedinjene Države su zaostale. Proizvodnja električne energije u svijetu putem hidroelektrana donekle je komplicirana činjenicom da su najpovoljnija mjesta za njihovu izgradnju znatno udaljena od naseljenih područja ili industrijskih poduzeća.

Ipak, zahvaljujući električnoj energiji proizvedenoj u hidroelektranama, zemlja uspijeva uštedjeti oko 50 milijuna tona goriva. Kad bi bilo moguće iskoristiti puni potencijal hidroenergije, Rusija bi mogla uštedjeti do 250 milijuna tona. A ovo je već ozbiljno ulaganje u ekologiju zemlje i fleksibilne kapacitete energetskog sustava.

Hidroelektrane

Izgradnjom hidroelektrana rješavaju se mnoga pitanja koja nisu povezana s proizvodnjom energije. To uključuje stvaranje vodoopskrbnih i sanitarnih sustava za cijele regije, i izgradnju mreža za navodnjavanje, koje su toliko potrebne za poljoprivredu, i kontrolu poplava, itd. Potonje, usput, nije od male važnosti za sigurnost narod.

Proizvodnju, prijenos i distribuciju električne energije trenutno obavljaju 102 hidroelektrane, jedinične snage veće od 100 MW. Ukupni kapacitet ruskih hidrauličkih instalacija približava se 46 GW.

Zemlje proizvođači električne energije redovito sastavljaju svoju ljestvicu. Dakle, Rusija je sada na 5. mjestu u svijetu u proizvodnji električne energije iz obnovljivih izvora. Najznačajnijim objektima treba smatrati hidroelektranu Zeya (nije samo prva izgrađena na Dalekom istoku, već je i prilično snažna - 1330 MW), Volga-Kama kaskada elektrana (ukupna proizvodnja i prijenos električne energije je više od 10,5 GW), hidroelektrana Bureyskaya ( 2010 MW) itd. Također bih želio spomenuti kavkaske hidroelektrane. Od nekoliko desetaka koji rade u ovoj regiji, najviše se ističe nova (već puštena u rad) hidroelektrana Kashkhatau kapaciteta više od 65 MW.

Posebnu pozornost zaslužuju i geotermalne hidroelektrane na Kamčatki. To su vrlo snažne i mobilne stanice.

Najjače hidroelektrane

Kao što je već navedeno, proizvodnju i korištenje električne energije otežava udaljenost glavnih potrošača. Međutim, država je zauzeta razvojem ove industrije. Ne samo da se rekonstruiraju postojeće hidroelektrane, već se grade i nove. Moraju ovladati planinskim rijekama Kavkaza, visokovodnim rijekama Uralom, kao i resursima poluotoka Kola i Kamčatke. Među najmoćnijima ističemo nekoliko hidroelektrana.

Sayano-Shushenskaya nazvana po. PS Neporozhniy izgrađena je 1985. godine na rijeci Jenisej. Njegov trenutni kapacitet još nije dosegao procijenjenih 6000 MW zbog rekonstrukcije i popravaka nakon nesreće 2009. godine.

Proizvodnja i potrošnja električne energije u hidroelektrani Krasnoyarsk projektirana je za talionicu aluminija u Krasnoyarsku. Ovo je jedini "klijent" hidroelektrane, koja je puštena u rad 1972. godine. Njegov projektirani kapacitet je 6000 MW. Hidroelektrana Krasnoyarsk jedina je na kojoj je ugrađen brodski lift. Osigurava redovitu plovidbu rijekom Jenisej.

Hidroelektrana Bratsk puštena je u rad davne 1967. Njegova brana blokira rijeku Angaru u blizini grada Bratsk. Poput hidroelektrane Krasnoyarsk, hidroelektrana Bratsk služi za potrebe talionice aluminija Bratsk. Svih 4500 MW električne energije ide na njega. I pjesnik Jevtušenko posvetio je pjesmu ovoj hidroelektrani.

Još jedna hidroelektrana nalazi se na rijeci Angari - Ust-Ilimskaya (s kapacitetom od nešto više od 3800 MW). Njegova izgradnja započela je 1963., a završila 1979. godine. Istodobno je počela proizvodnja jeftine električne energije za glavne potrošače: talionice aluminija u Irkutsku i Bratsku, tvornicu zrakoplova u Irkutsku.

Hidroelektrana Volzhskaya nalazi se sjeverno od Volgograda. Njegov kapacitet je gotovo 2600 MW. Ova najveća hidroelektrana u Europi radi od 1961. godine. Nedaleko od Tolyattija radi najstarija od velikih hidroelektrana Zhigulevskaya. Puštena je u rad davne 1957. godine. Snaga hidroelektrane je 2330 MW i pokriva potrebe za električnom energijom središnjeg dijela Rusije, Urala i srednje Volge.

Ali proizvodnju električne energije potrebne za potrebe Dalekog istoka osigurava Burejska HE. Možemo reći da je još uvijek vrlo "mlad" - puštanje u pogon dogodilo se tek 2002. Instalirana snaga ove hidroelektrane je 2010 MW električne energije.

Eksperimentalne morske hidroelektrane

Hidroelektrični potencijal imaju i brojni oceanski i morski zaljevi. Uostalom, visinska razlika tijekom plime u većini njih prelazi 10 metara. To znači da se mogu proizvesti ogromne količine energije. Godine 1968. otvorena je eksperimentalna plimna stanica Kislogubskaya. Snaga mu je 1,7 MW.

Mirni atom

Ruska nuklearna energija je tehnologija punog ciklusa: od vađenja ruda urana do proizvodnje električne energije. Danas zemlja ima 33 elektrane u 10 nuklearnih elektrana. Ukupna instalirana snaga iznosi nešto više od 23 MW.

Maksimalna količina električne energije koju je nuklearna elektrana proizvela bila je 2011. godine. Brojka je bila 173 milijarde kWh. Proizvodnja električne energije po stanovniku iz nuklearnih elektrana veća je za 1,5% u odnosu na prethodnu godinu.

Naravno, prioritetni smjer razvoja nuklearne energije je pogonska sigurnost. Ali nuklearne elektrane također igraju značajnu ulogu u borbi protiv globalnog zatopljenja. O tome stalno govore ekolozi, ističući da je samo u Rusiji moguće smanjiti emisiju ugljičnog dioksida u atmosferu za 210 milijuna tona godišnje.

Nuklearna energija razvijena je uglavnom na sjeverozapadu iu europskom dijelu Rusije. U 2012. godini sve su nuklearne elektrane proizvele oko 17% ukupne proizvedene električne energije.

Nuklearne elektrane u Rusiji

Najveća nuklearna elektrana u Rusiji nalazi se u Saratovskoj oblasti. Godišnji kapacitet NE Balakovo je 30 milijardi kW/h električne energije. U NE Beloyarsk (regija Sverdlovsk) trenutno radi samo 3. blok. Ali to nam omogućuje da ga nazovemo jednim od najmoćnijih. Zahvaljujući reaktoru na brzim neutronima dobiva se 600 MW električne energije. Vrijedno je napomenuti da je ovo bila prva svjetska energetska jedinica brzih neutrona instalirana za proizvodnju električne energije u industrijskim razmjerima.

Na Čukotki je instalirana nuklearna elektrana Bilibino koja proizvodi 12 MW električne energije. A NE Kalinjin se može smatrati nedavno izgrađenom. Njegov prvi agregat pušten je u pogon 1984. godine, a posljednji (četvrti) tek 2010. godine. Ukupna snaga svih blokova je 1000 MW. Godine 2001. izgrađena je i puštena u rad NE Rostov. Od priključenja drugog bloka - 2010. godine - njegova instalirana snaga premašila je 1000 MW, a faktor iskorištenja kapaciteta bio je 92,4%.

Energija vjetra

Ekonomski potencijal ruske energije vjetra procjenjuje se na 260 milijardi kWh godišnje. To je gotovo 30% ukupne električne energije proizvedene danas. Kapacitet svih vjetroturbina koje rade u zemlji je 16,5 MW energije.

Osobito povoljna za razvoj ove industrije su regije poput oceanskih obala, podnožja i planinskih područja Urala i Kavkaza.