Kas yra galia, šiluminė galia, elektros energija ir elektros sistemos

Energetika (kuro energijos kompleksas) – ūkio sritis, apimanti išteklius, įvairių rūšių energijos gamybą, transformavimą ir naudojimą.

Energija šiuolaikiniu moksliniu supratimu jis suprantamas kaip bendras matas visoms materijos judėjimo formoms. Šiluminių, mechaninių, elektrinių ir kitų medžiagų judėjimo formų diferencijavimas.

Energiją galima pavaizduoti šiais tarpusavyje sujungtais blokais:

1. Gamtinių energijos išteklių ir kasybos įmonės;

2. Naftos perdirbimo gamyklos ir gatavo kuro transportavimas;

3. Elektros ir šiluminės energijos gamyba ir perdavimas;

4. Energijos, žaliavų ir produktų vartotojai.

Blokų santrauka:

1) Gamtos ištekliai skirstomi į:

• atsinaujinantys (saulės, biomasės, vandens ištekliai);

• neatsinaujinantys (anglys, nafta);

2) Kasybos įmonės (kasyklos, kasyklos, dujų gręžiniai);

3) kuro perdirbimo įmonės (sodrinimas, distiliavimas, kuro valymas);

4) Kuro gabenimas (geležinkelių transportas, cisternos);

5) Elektros ir šiluminės energijos gamyba (CHP, AE, HE);

6) Elektros ir šilumos energijos perdavimas (elektros tinklai, vamzdynai);

7) Energijos, šilumos vartotojai (elektros ir pramonės procesai, šildymas).

Pagrindinės energijos naudojimo formos šiandien yra šiluma ir elektra. Energetikos pramonės šakos, tiriančios šiluminės ir elektros energijos gamybą, transformavimą, transportavimą ir naudojimą, vadinamos atitinkamai šilumine energetika.

Vandens srautų energija, anksčiau naudojama tiesiogiai mechaninės energijos pavidalu, dabar yra paversta hidroelektrinėmis elektros energetikoje. Energetikos pramonė, tirianti vandens energijos pavertimo elektra procesus, vadinama hidroenergetika.

Atsivėrus keliui panaudoti branduolinę energiją, atsirado nauja energetikos šaka – branduolinė ar branduolinė energija… Branduolinių procesų energija paverčiama šilumine ir elektros energija ir naudojama šiomis formomis.

Svarstomi judančių oro masių energijos panaudojimo klausimai vėjo energija. Vėjo energija daugiausia naudojamas mechaniniu būdu. Jame kalbama apie saulės energijos naudojimą saulės energija.

Kiekviena energetikos kaip mokslo šaka turi savo teorinį pagrindą, pagrįstą šios srities fizikinių reiškinių dėsniais.

Energijai, kaip svarbiausiai žmogaus veiklos sričiai, plataus masto vystymuisi reikia daug laiko.

Energetika yra imli kapitalui pramonė. Žemės jėgainių galia viršija milijardą kilovatų.

Aiškus skirtingų energijos formų vienovės ir lygiavertiškumo supratimas susiformavo tik XIX amžiaus viduryje, kai jau buvo sukaupta daug patirties paverčiant kai kurias energijos formas kitomis:

• buvo sukurtas garo variklis, kuris šilumą pavertė mechanine energija;

• buvo atrasti pirmieji elektros energijos šaltiniai – galvaniniai elementai, kuriuose vyksta tiesioginis cheminės energijos pavertimas elektros energija;

• elektrolizės būdu pakartotinai atliekama atvirkštinė konversija - elektros energija paverčiama chemine energija;

• buvo sukurtas elektros variklis, kuriame elektros energija paverčiama mechanine energija;

• buvo atrastas tiesioginio elektros energijos pavertimo šiluma reiškinys.

1831 m. buvo atrastas būdas mechaninę energiją paversti elektros energija. Natūrali išvada dėl didžiulio sukauptų duomenų apie kai kurių energijos formų transformavimą į kitas buvo atradimas energijos tvermės ir transformacijos dėsnis – vienas pagrindinių fizikos dėsnių.

Energijos konversijos poreikis atsiranda dėl to, kad skirtingiems procesams reikia skirtingų energijos formų.

Energijos transformacijos neapsiriboja vienų jos formų pavertimu kitomis. Šiluminė energija naudojama esant skirtingoms aušinimo skysčio (garų, dujų, vandens) temperatūros vertėms, elektros energijai - kintamos arba nuolatinės srovės pavidalu ir skirtingais įtampos lygiais.

Energijos transformacija atliekama įvairiose mašinose, aparatuose ir įrenginiuose, kurie apskritai sudaro energijos techninį pagrindą.

Taigi katilinėse kuro cheminė energija paverčiama šiluma, garo turbinoje ši šiluma, kurią perneša vandens garai, paverčiama mechanine energija, kuri tada elektros generatoriuje paverčiama elektros energija.

Hidroelektrinėse vandens turbinose ir elektros generatoriuose vandens srautų energija paverčiama elektros energija, elektros varikliuose elektros energija virsta mechanine ir kt.

Įvairių mašinų, aparatų, prietaisų, skirtų įvairioms energijos rūšims priimti, transformuoti, transportuoti ir naudoti, kūrimo ir naudojimo būdai remiasi atitinkamais energetikos teorinių pagrindų skyriais ir sudaro tokių technikos mokslų, kaip šilumos inžinerija, elektrotechnika, skyrius. inžinerija, hidrotechnika ir vėjo inžinerija.

Energetika – energetikos sektoriaus dalis, sprendžianti didelių elektros energijos kiekių gavimo, perdavimo per atstumą ir paskirstymo vartotojams problemas, jos plėtrą lemia elektros energijos sistemos.

Elektros sistema yra tarpusavyje sujungtų elektrinių, elektros ir šiluminių sistemų, taip pat elektros ir šiluminės energijos vartotojų visuma, kurią vienija elektros energijos gamybos, perdavimo ir vartojimo proceso vienove.

Elektros sistema: TPP – termofikacinė elektrinė, AE – atominė elektrinė, KES – kondensacinė elektrinė, Hidroelektrinė – hidroelektrinė, 1-6 — šiluminių elektrinių elektros energijos vartotojai

Šiluminės kondensacinės elektrinės schema

Elektros sistema (elektros sistema, ES) – elektros energijos sistemos dalis.

Elektros sistemos schema
Diagrama parodyta vienos eilutės paveikslėlyje, tai yra, viena eilutė reiškia tris fazes.

Technologinis procesas energetikos sistemoje

Technologinis procesas – tai pirminių energijos išteklių (iškastinio kuro, hidroelektrinės, branduolinio kuro) pavertimo galutiniu produktu (elektra, šilumine energija) procesas. Technologinio proceso parametrai ir rodikliai lemia gamybos efektyvumą.

Technologinis procesas schematiškai parodytas paveikslėlyje, iš kurio matyti, kad yra keli energijos konvertavimo etapai.

Technologinio proceso elektros sistemoje schema: K — katilas, T — turbina, G — generatorius, T — transformatorius, elektros linija — elektros linijos

Katile K kuro degimo energija paverčiama šiluma. Katilas yra garo generatorius. Turbinoje šiluminė energija paverčiama mechanine energija. Generatoriuje mechaninė energija paverčiama elektros energija. Elektros energijos įtampa perduodant ją išilgai elektros linijos iš stoties į vartotoją yra transformuojama, o tai užtikrina perdavimo efektyvumą.

Nuo visų šių jungčių priklauso technologinio proceso efektyvumas, todėl yra nustatytas režimo užduočių kompleksas, susijęs su katilų, šiluminių elektrinių turbinų, hidroelektrinių turbinų, atominių reaktorių, elektros įrenginių (generatorių, transformatorių, elektros linijų) darbu. ir tt). Būtina pasirinkti eksploatacinės įrangos sudėtį, įkrovimo ir naudojimo režimą bei laikytis visų apribojimų.

Elektros instaliacija – įrenginys, kuriame gaminama, gaminama arba suvartojama, paskirstoma elektros energija. Jis gali būti: atviras arba uždaras (vidinis).

Elektrinė – sudėtingas technologinis kompleksas, kuriame natūralaus šaltinio energija paverčiama elektros srovės arba šilumos energija.

Pažymėtina, kad elektrinės (ypač šiluminės, anglimi kūrenamos) yra pagrindiniai aplinkos taršos šaltiniai iš energetikos sektoriaus.

Elektros pastotė – elektros instaliacija, skirta elektros energijai paversti iš vienos įtampos į kitą tuo pačiu dažniu.

Elektros perdavimas (elektros linijos) – konstrukciją sudaro paaukštintos elektros linijų pastotės ir nusileidžiančios pastotės (laidų, kabelių, atramų sistema), skirtos elektros energijai perduoti iš šaltinio vartotojui.

Tinklo elektra — elektros linijų ir pastočių visuma, t.y. įrenginiai, jungiantys maitinimą energijos vartotojų.