Tradycyjna energia i jej charakterystyka. Rodzaje energii: tradycyjna i alternatywna

Elektrownie cieplne.

Elektrownia cieplna (TPP), elektrownia wytwarzająca energię elektryczną w wyniku konwersji energii cieplnej uwalnianej podczas spalania paliw kopalnych. Pierwsze elektrownie cieplne pojawiły się w con. 19 cali i otrzymał dominującą dystrybucję. wszystkie r. lata 70 XX wiek TPP - główny typ elektrowni. Udział wytwarzanej przez nich energii elektrycznej wynosił: w Rosji i USA St. 80% (1975), na świecie około 76% (1973). Około 75% całej energii elektrycznej w Rosji jest wytwarzane w elektrowniach cieplnych. Większość rosyjskich miast jest wyposażona w elektrownie cieplne. Często w miastach stosuje się elektrociepłownie - elektrociepłownie, które produkują nie tylko energię elektryczną, ale także ciepło w postaci gorąca woda. Taki system jest raczej niepraktyczny. w przeciwieństwie do kabla elektrycznego niezawodność sieci grzewczej jest bardzo niska na duże odległości, wydajność sieci ciepłowniczej jest znacznie zmniejszona z powodu spadku temperatury chłodziwa. stojący dom staje się opłacalny ekonomicznie. W elektrowniach cieplnych energia chemiczna paliwa jest przekształcana najpierw w energię mechaniczną, a następnie w energię elektryczną. Paliwem dla takiej elektrowni może być węgiel, torf, gaz, łupki bitumiczne, olej opałowy. Elektrociepłownie dzielą się na kondensacyjne (CPP), przeznaczone wyłącznie do wytwarzania energia elektryczna oraz elektrociepłownie (CHP), wytwarzające oprócz energii elektrycznej energię cieplną w postaci gorącej wody i pary. Duże ISE o znaczeniu regionalnym nazywane są państwowymi elektrowniami okręgowymi (GRES).

Najprostszy schemat ideowy IES opalanego węglem jest następujący: węgiel jest podawany do zasobnika paliwa 1, az niego do kruszarki 2, gdzie zamienia się w pył. Pył węglowy dostaje się do paleniska generatora pary (kotła parowego) 3, który posiada system rur, w których krąży chemicznie oczyszczona woda, zwana wodą zasilającą. W kotle woda nagrzewa się, odparowuje, a powstałą parę nasyconą doprowadza się do temperatury 400-650 ° C i pod ciśnieniem 3-24 MPa wchodzi rurociągiem parowym do turbiny parowej 4. Para parametry zależą od mocy jednostek. Elektrociepłownie kondensacyjne mają niską sprawność (30-40%), ponieważ większość energii jest tracona wraz ze spalinami i wodą chłodzącą skraplacz. Korzystne jest budowanie SWI w bezpośrednim sąsiedztwie miejsc wydobycia paliw. Jednocześnie odbiorcy energii elektrycznej mogą znajdować się w znacznej odległości od stacji. Elektrociepłownia różni się od stacji kondensacyjnej specjalną turbiną elektrociepłowniczą z zainstalowanym na niej odciągiem pary. W elektrociepłowni jedna część pary jest całkowicie wykorzystywana w turbinie do wytwarzania energii elektrycznej w generatorze 5, a następnie trafia do skraplacza 6, podczas gdy druga część, która ma wysoką temperaturę i ciśnienie, jest pobierana z pośredniego stopnia turbinę i służy do dostarczania ciepła. Pompa kondensatu 7 przez odgazowywacz 8, a następnie pompę zasilającą 9 jest podawana do wytwornicy pary. Ilość wydobywanej pary zależy od potrzeb przedsiębiorstw na energię cieplną. Sprawność CHP sięga 60-70%. Takie stacje są zwykle budowane w pobliżu konsumentów - przedsiębiorstw przemysłowych lub obszarów mieszkalnych. Najczęściej pracują na paliwie importowanym. Rozważane elektrownie cieplne ze względu na rodzaj głównego zespołu cieplnego – turbiny parowej – należą do elektrowni parowych. Stacje cieplne z turbinami gazowymi (GTU), elektrowniami o cyklu kombinowanym (CCGT) i elektrowniami diesla stały się znacznie mniej rozpowszechnione.

Najbardziej ekonomiczne są duże elektrownie z turbiną cieplno-parową (w skrócie TPP). Większość elektrowni cieplnych w naszym kraju wykorzystuje pył węglowy jako paliwo. Do wytworzenia 1 kWh energii elektrycznej potrzeba kilkuset gramów węgla. W kotle parowym ponad 90% energii uwalnianej z paliwa jest zamieniane na parę. w turbinie energia kinetyczna strumienie pary są przenoszone na wirnik. Wał turbiny jest sztywno połączony z wałem generatora. Nowoczesne turbiny parowe dla elektrociepłowni to bardzo zaawansowane, szybkoobrotowe, wysoce ekonomiczne maszyny o długiej żywotności. Ich moc w wersji jednowałowej sięga 1 miliona 200 tysięcy kW, a to nie jest limit. Maszyny takie są zawsze wielostopniowe, to znaczy posiadają zwykle kilkadziesiąt tarcz z łopatkami roboczymi i tyle samo, przed każdą tarczą, grup dysz, przez które przepływa strumień pary. Ciśnienie i temperatura pary są stopniowo zmniejszane. Z przebiegu fizyki wiadomo, że sprawność silników cieplnych wzrasta wraz ze wzrostem temperatury początkowej płynu roboczego. Dlatego para wchodząca do turbiny jest doprowadzana do wysokich parametrów: temperatura dochodzi do prawie 550°C, a ciśnienie do 25 MPa. Sprawność TPP sięga 40%. Większość energii jest tracona wraz z gorącą parą wylotową. Zdaniem naukowców energetyka najbliższej przyszłości nadal będzie opierać się na energetyce cieplnej wykorzystującej zasoby nieodnawialne. Zmieni się jednak jego struktura. Należy ograniczyć zużycie oleju. Znacznie wzrośnie produkcja energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych. Eksploatacja gigantycznych, niewykorzystanych jeszcze rezerw taniego węgla rozpocznie się np. w zagłębiach Kuźnieckim, Kańsko-Aczyńskim, Ekibastuzskim. Powszechnie wykorzystywany będzie gaz ziemny, którego zasoby w kraju znacznie przewyższają zasoby innych krajów. Niestety zasoby ropy, gazu, węgla nie są bynajmniej nieskończone. Tworzenie tych rezerw zajęło naturze miliony lat, zostaną one zużyte za setki lat. Dziś świat zaczął poważnie myśleć o tym, jak zapobiec drapieżnej grabieży ziemskich bogactw. W końcu tylko pod tymi warunkami zapasy paliwa mogą wystarczyć na wieki.

2. Elektrownie wodne.

Elektrownia wodna, elektrownia wodna (HPP), zespół konstrukcji i urządzeń, za pomocą których energia przepływu wody jest przekształcana w energię elektryczną. Elektrownia wodna składa się z szeregu struktur hydraulicznych, które zapewniają niezbędną koncentrację przepływu wody oraz wytwarzanie ciśnienia i energii. sprzęt, który przekształca energię wody poruszającej się pod ciśnieniem w mechaniczną energię obrotową, która z kolei jest przekształcana w energię elektryczną. Zgodnie ze schematem wykorzystania zasobów wodnych i koncentracją ciśnienia, HPP dzieli się zwykle na korytowe, zaporowe, objazdowe z ciśnieniowym i bezciśnieniowym, mieszane, magazynowo-pompowe i pływowe. W elektrowniach przepływowych i w pobliżu tamy ciśnienie wody jest wytwarzane przez zaporę, która blokuje rzekę i podnosi poziom wody w górnym biegu rzeki. Jednocześnie pewne podtopienia doliny rzecznej są nieuniknione. W przypadku budowy dwóch tam na tym samym odcinku rzeki zmniejsza się obszar zalewania. Na rzekach nizinnych największy ekonomicznie możliwy obszar zalewowy ogranicza wysokość zapory. Elektrownie przepływowe i przyzaporowe budowane są zarówno na nisko położonych rzekach wezbraniowych, jak i na rzekach górskich, w wąskich zagęszczonych dolinach. Konstrukcje elektrowni wodnej przepływowej, oprócz zapory, obejmują budowę elektrowni wodnej oraz przelewy. Skład konstrukcji hydraulicznych zależy od wysokości głowicy i zainstalowanej mocy. Przy przepływowej elektrowni wodnej budynek wraz ze znajdującymi się w nim hydroelektrowniami stanowi kontynuację zapory i wraz z nią tworzy front ciśnieniowy. Jednocześnie z jednej strony pula główna sąsiaduje z budynkiem HPP, az drugiej pula ogonowa. Spiralne komory wlotowe turbin hydraulicznych swoimi odcinkami wlotowymi układane są pod poziomem wody górnej, natomiast odcinki wylotowe rur ssących zanurzone są pod poziomem wody dolnej. Zgodnie z przeznaczeniem kompleksu hydroelektrycznego może obejmować śluzy żeglugowe lub podnośnik dla statków, urządzenia do przepławek dla ryb, urządzenia do ujęcia wody do nawadniania i zaopatrzenia w wodę. W elektrowniach przepływowych czasami jedyną strukturą, przez którą przepływa woda, jest budynek HPP. W takich przypadkach pożyteczna woda przepływa sekwencyjnie przez odcinek wlotowy z kratami osadnikowymi, komorą spiralną, turbiną hydrauliczną, rurą ssącą, a zrzuty powodziowe rzeki odprowadzane są specjalnymi przewodami między sąsiednimi komorami turbin. Elektrociepłownie przepływowe charakteryzują się spadami do 30–40 m; do najprostszych elektrowni przepływowych zalicza się również elektrownie wiejskie o małej pojemności, które zostały wcześniej zbudowane. Na dużych płaskich rzekach główne koryto blokuje zapora ziemna, do której przylega betonowa zapora przelewowa i budowany jest budynek elektrowni wodnej. Ten układ jest typowy dla wielu krajowych HPP na dużych płaskich rzekach. Volzhskaya HPP im. 22. Kongres KPZR - największa wśród stacji typu kanałowego. Przy wyższych ciśnieniach przeniesienie ciśnienia hydrostatycznego wody na budynek elektrowni okazuje się niepraktyczne. W tym przypadku stosuje się rodzaj zapory wodnej, w której czoło ciśnieniowe blokowane jest przez zaporę na całej jej długości, a budynek elektrowni wodnej znajduje się za zaporą, w sąsiedztwie dolnego biegu. Konstrukcja ciągu hydraulicznego pomiędzy górnym i dolnym odpływem tego typu elektrowni obejmuje ujęcie wody głębinowej wraz z rusztem osadnikowym, kanałem turbiny, komorą spiralną, turbiną hydrauliczną oraz rurą ssącą. Jako obiekty dodatkowe w skład węzła mogą wchodzić obiekty żeglowne i przepławki dla ryb oraz dodatkowe przelewy.Przykładem tego typu stacji na rzece wezbranej jest Elektrownia Bracka na rzece Angara. Pomimo spadku udziału HPP w produkcji ogółem wartości bezwzględne produkcji energii elektrycznej i mocy HPP stale rosną w związku z budową nowych dużych elektrowni. W 1969 r. funkcjonowało i budowano ponad 50 elektrowni wodnych o mocy jednostkowej 1000 MW i więcej, z czego 16 znajdowało się na terenie byłego Związku Radzieckiego. Najważniejszą cechą zasobów hydroenergetycznych w porównaniu z zasobami paliwowymi i energetycznymi jest ich ciągła odnowa. Brak zapotrzebowania na paliwo dla HPP decyduje o niskim koszcie energii elektrycznej wytwarzanej w HPP. Dlatego budowa elektrowni wodnych, mimo znacznych, specyficznych nakładów kapitałowych na 1 kW mocy zainstalowanej i długich okresów budowy, była i jest związana bardzo ważne, zwłaszcza gdy jest to związane z lokalizacją przemysłu energochłonnego.

3. Elektrownie jądrowe.

Elektrownia jądrowa (EJ) - elektrownia, w której energia atomowa (jądrowa) jest przetwarzana na energię elektryczną. Generator prądu w elektrowni jądrowej to reaktor jądrowy. Ciepło, które uwalnia się w reaktorze w wyniku reakcji łańcuchowej rozszczepienia jądra niektórych ciężkich pierwiastków, następnie, podobnie jak w konwencjonalnych elektrowniach cieplnych (TPP), jest zamieniane na energię elektryczną. W przeciwieństwie do elektrowni cieplnych działających na paliwa kopalne, elektrownie jądrowe działają na paliwie jądrowym (opartym na 233U, 235U, 239Pu). Ustalono, że światowe zasoby energetyczne paliwa jądrowego (uranu, plutonu itp.) znacznie przewyższają zasoby energetyczne naturalnych zasobów paliw kopalnych (ropa naftowa, węgiel, gaz ziemny itp.). Otwiera to szerokie perspektywy zaspokojenia szybko rosnącego zapotrzebowania na paliwa. Ponadto należy liczyć się ze stale rosnącym wolumenem zużycia węgla i ropy naftowej na cele technologiczne gospodarki światowej. przemysł chemiczny, która staje się poważną konkurencją dla elektrociepłowni. Pomimo odkrycia nowych złóż paliwa organicznego i doskonalenia metod jego wydobycia, świat ma tendencję do względnego wzrostu jego kosztów. Stwarza to najtrudniejsze warunki dla krajów o ograniczonych rezerwach paliw kopalnych. Wyraźna potrzeba szybki rozwój energii jądrowej, która już teraz zajmuje poczesne miejsce w Balans energetyczny niektórych uprzemysłowionych krajach świata. Pierwsza na świecie elektrownia jądrowa do pilotażowych celów przemysłowych (ryc. 1) o mocy 5 MW została uruchomiona w ZSRR 27 czerwca 1954 r. W mieście Obnińsk. Wcześniej energia jądra atomowego była wykorzystywana do celów wojskowych. Uruchomienie pierwszej elektrowni jądrowej oznaczało otwarcie nowego kierunku w energetyce, co zostało docenione na I Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej na temat Pokojowego Wykorzystania Energii Atomowej (sierpień 1955 r., Genewa). Schemat ideowy elektrowni jądrowej z reaktorem jądrowym chłodzonym wodą pokazano na ryc. 2. Ciepło uwalniane w rdzeniu reaktora, chłodziwo, odbierane jest przez wodę (chłodziwo I obiegu), która jest pompowana przez reaktor pompą obiegową 2. Podgrzana woda z reaktora wpływa do wymiennika ciepła (generatora pary) 3 , gdzie przekazuje ciepło otrzymane w reaktorze do obiegu wodnego 2. Woda z drugiego obwodu paruje w wytwornicy pary, a wytworzona para trafia do turbiny 4. Najczęściej w elektrowniach jądrowych stosuje się 4 typy reaktorów neutronów termicznych: 1) reaktory woda-woda ze zwykłą wodą jako moderator i chłodziwo; 2) grafit-woda z wodą chłodzącą i moderatorem grafitu; 3) ciężka woda z wodnym chłodziwem i ciężką wodą jako moderatorem 4) grafit-gaz z gazowym chłodziwem i grafitowym moderatorem. W Rosji budowane są głównie reaktory grafitowo-wodne i wodne ciśnieniowe. W amerykańskich elektrowniach jądrowych najczęściej stosuje się ciśnieniowe reaktory wodne. Reaktory grafitowo-gazowe są używane w Anglii. Elektrownie jądrowe w Kanadzie są zdominowane przez elektrownie jądrowe z reaktorami ciężkowodnymi. W zależności od rodzaju i stanu skupienia chłodziwa powstaje jeden lub inny cykl termodynamiczny elektrowni jądrowej. O wyborze górnej granicy temperatury cyklu termodynamicznego decyduje maksymalna dopuszczalna temperatura okładzin elementów paliwowych (TVEL) zawierających paliwo jądrowe, dopuszczalna temperatura samego paliwa jądrowego oraz przyjęte dla tego typu właściwości chłodziwa reaktora. W elektrowniach jądrowych reaktor termiczny chłodzony wodą zwykle wykorzystuje obiegi pary niskotemperaturowej. Reaktory chłodzone gazem pozwalają na stosowanie relatywnie bardziej ekonomicznych obiegów parowych o podwyższonym ciśnieniu początkowym i temperaturze. Schemat termiczny EJ w tych dwóch przypadkach jest wykonywany jako 2-obwodowy: chłodziwo krąży w 1. obwodzie, 2. obwód to para-woda. W reaktorach z wrzącą wodą lub chłodziwem gazowym o wysokiej temperaturze możliwa jest jednopętlowa termiczna elektrownia jądrowa. W reaktorach z wrzącą wodą woda wrze w rdzeniu, powstająca mieszanina pary wodnej jest rozdzielana, a para nasycona jest przesyłana bezpośrednio do turbiny lub wcześniej zawracana do rdzeń na przegrzanie (rys. 3). W wysokotemperaturowych reaktorach grafitowo-gazowych możliwe jest zastosowanie konwencjonalnego obiegu turbiny gazowej. Reaktor w tym przypadku pełni funkcję komory spalania. Podczas pracy reaktora stężenie izotopów rozszczepialnych w paliwie jądrowym stopniowo spada, a paliwo wypala się. Dlatego z czasem są zastępowane świeżymi. Paliwo jądrowe jest przeładowywane za pomocą mechanizmów i urządzeń z pilot. Wypalone paliwo jest przekazywane do basenu wypalonego paliwa, a następnie kierowane do utylizacji. Reaktor i jego systemy obsługi obejmują: sam reaktor wraz z ochroną biologiczną, wymiennikami ciepła, pompami lub zespołami dmuchaw, które cyrkulują chłodziwo; rurociągi i armatura obiegu obwodowego; urządzenia do przeładunku paliwa jądrowego; systemy specjalne wentylacja, awaryjne schładzanie itp. W zależności od konstrukcji reaktory mają charakterystyczne cechy: w reaktorach ciśnieniowych paliwo i moderator znajdują się wewnątrz naczynia, które przenosi całkowite ciśnienie chłodziwa; w reaktorach kanałowych paliwo chłodzone chłodziwem jest instalowane w specjalny sposób rury-kanały przechodzące przez moderator zamknięte w cienkościennej obudowie. Takie reaktory są używane w Rosji (elektrownie jądrowe na Syberii, Belojarsku itp.) Aby chronić personel elektrowni jądrowej przed narażeniem na promieniowanie, reaktor jest otoczony ochroną biologiczną, której głównym materiałem jest beton, woda i piasek. Wyposażenie obwodu reaktora musi być całkowicie uszczelnione. Prowadzony jest system monitorowania miejsc ewentualnych wycieków chłodziwa, podejmowane są działania, aby pojawienie się wycieków i przerw w obwodzie nie powodowało emisji promieniotwórczych i zanieczyszczenia terenu EJ i jej otoczenia. Wyposażenie obwodu reaktora jest zwykle instalowane w hermetycznych skrzyniach, które są oddzielone od reszty terenu EJ ochroną biologiczną i nie są serwisowane podczas pracy reaktora. duża liczba opary chłodziwa, ze względu na obecność wycieków z obwodu, są usuwane z nienadzorowanych pomieszczeń elektrowni jądrowej. system wentylacji, w którym, aby wykluczyć możliwość zanieczyszczenia atmosfery, przewidziano filtry czyszczące i zbiorniki gazu zatrzymującego. Służba kontroli dozymetrycznej monitoruje przestrzeganie zasad bezpieczeństwa radiacyjnego przez personel EJ. W przypadku awarii w układzie chłodzenia reaktora, w celu zapobieżenia przegrzaniu i wyciekom okładzin prętów paliwowych, zapewnione jest szybkie (w ciągu kilku sekund) wygaszenie reakcji jądrowej; Układ chłodzenia awaryjnego posiada niezależne źródła zasilania. Dostępność ochrony biologicznej, specjalnych systemów wentylacji i chłodzenia awaryjnego oraz usługi kontroli dozymetrycznej pozwalają na całkowite zabezpieczenie personelu obsługującego elektrownię jądrową przed Szkodliwe efekty ekspozycja radioaktywna. Wyposażenie maszynowni EJ jest zbliżone do wyposażenia maszynowni TPP. Cechą charakterystyczną większości elektrowni jądrowych jest stosowanie pary o stosunkowo niskich parametrach, nasyconej lub lekko przegrzanej. Jednocześnie w celu wykluczenia erozyjnego uszkodzenia łopatek ostatnich stopni turbiny przez cząsteczki wilgoci zawartej w parze, w turbinie instaluje się separatory. Czasami konieczne jest zastosowanie zdalnych separatorów i podgrzewaczy pary. Ze względu na to, że chłodziwo i zawarte w nim zanieczyszczenia uaktywniają się podczas przechodzenia przez rdzeń reaktora, rozwiązanie konstrukcyjne wyposażenia turbinowni oraz układu chłodzenia kondensatora turbiny jednopętlowej elektrowni jądrowej powinno całkowicie wykluczyć możliwość doprowadzenia chłodziwa przeciek. W elektrowniach dwutorowych o wysokich parametrach pary takie wymagania nie są stawiane wyposażeniu turbinowni. Szczegółowe wymagania dotyczące rozmieszczenia urządzeń EJ obejmują: minimalną możliwą długość komunikacji związanej z mediami promieniotwórczymi, zwiększoną sztywność fundamentów i konstrukcji nośnych reaktora oraz niezawodną organizację wentylacji pomieszczeń. Hala reaktora zawiera: reaktor z ochroną biologiczną, zapasowe pręty paliwowe oraz aparaturę kontrolną. Elektrownia jądrowa jest zbudowana zgodnie z zasadą bloku reaktora-turbiny. W maszynowni znajdują się generatory turbinowe oraz układy je obsługujące. Pomiędzy maszynownią a halami reaktora znajdują się urządzenia pomocnicze i systemy sterowania stacją. W większości krajów uprzemysłowionych (Rosja, USA, Anglia, Francja, Kanada, RFN, Japonia, NRD itp.) do 1980 roku moc istniejących i powstających elektrowni jądrowych wzrosła do kilkudziesięciu GW. Według danych Międzynarodowej Agencji Atomowej ONZ, opublikowanych w 1967 roku, moc zainstalowana wszystkich elektrowni jądrowych na świecie osiągnęła do 1980 roku 300 GW. Na przestrzeni lat, które upłynęły od uruchomienia pierwszej elektrowni jądrowej, powstało kilka projektów reaktorów jądrowych, na podstawie których rozpoczął się powszechny rozwój energetyki jądrowej w naszym kraju. elektrownie jądrowe, których jest najwięcej nowoczesny wygląd elektrownie mają szereg istotnych zalet w porównaniu z innymi typami elektrowni: normalne warunki nie zanieczyszczają funkcjonowania środowisko, nie wymagają wiązania się ze źródłem surowców, a co za tym idzie mogą być stawiane niemal wszędzie, nowe bloki energetyczne mają moc prawie równą mocy przeciętnej elektrowni wodnej, ale współczynnik wykorzystania mocy zainstalowanej w elektrowniach jądrowych ( 80%) znacznie przekracza tę wartość dla elektrowni wodnych lub elektrociepłowni. Fakt, że 1 kg uranu może wytworzyć taką samą ilość ciepła, jak przy spalaniu około 3000 ton węgla, może mówić o sprawności i efektywności elektrowni jądrowych. Praktycznie nie ma znaczących wad elektrowni jądrowych w normalnych warunkach pracy. Nie sposób jednak nie zauważyć niebezpieczeństwa elektrowni jądrowych w przypadku wystąpienia okoliczności siły wyższej: trzęsień ziemi, huraganów itp. – tutaj stare modele bloków energetycznych stwarzają potencjalne zagrożenie skażenia radiacyjnego terytoriów w wyniku niekontrolowanego przegrzania reaktora .

Cechą charakterystyczną tradycyjnej elektroenergetyki jest jej długie i dobre opanowanie, przeszło długą próbę w różnych warunkach pracy. Główna część energii elektrycznej na świecie pozyskiwana jest właśnie w elektrowniach tradycyjnych, których jednostkowa moc elektryczna bardzo często przekracza 1000 MW. Tradycyjna elektroenergetyka dzieli się na kilka obszarów.

1. Energia cieplna

W tej branży energia elektryczna jest wytwarzana w elektrowniach cieplnych (TPP), które wykorzystują do tego energię chemiczną paliw kopalnych. Dzielą się na:

· Elektrownie z turbiną parową, w których energia jest przetwarzana za pomocą elektrowni z turbiną parową;

· Elektrownie z turbiną gazową, gdzie energia jest przetwarzana za pomocą elektrowni z turbiną gazową;

· Elektrownie pracujące w cyklu kombinowanym, w których energia jest przetwarzana za pomocą elektrowni pracującej w cyklu kombinowanym.

Wśród nich dominuje energetyka cieplna w skali światowej typy tradycyjne 39% światowej energii elektrycznej jest wytwarzane na bazie ropy naftowej, 27% na węglu, 24% na gazie, czyli tylko 90% całkowitej produkcji wszystkich elektrowni na świecie. Energetyka takich krajów świata jak Polska czy RPA jest prawie w całości oparta na węglu, a Holandia na gazie. Udział energetyki cieplnej jest bardzo wysoki w Chinach, Australii i Meksyku.

2. energia wodna

W tej branży energia elektryczna jest wytwarzana w elektrowniach wodnych (HPP), wykorzystując do tego energię przepływu wody. Energia wodna dominuje w wielu krajach – w Norwegii i Brazylii cała produkcja energii elektrycznej odbywa się na nich. Lista krajów, w których udział energetyki wodnej przekracza 70% obejmuje kilkadziesiąt.

3. Energia jądrowa

Przemysł, w którym energia elektryczna jest wytwarzana w elektrowniach jądrowych (EJ), z wykorzystaniem energii kontrolowanej jądrowej reakcji łańcuchowej, najczęściej uranu i plutonu.

Pod względem udziału elektrowni jądrowych w wytwarzaniu energii elektrycznej przoduje Francja, około 80%. Dominuje również w Belgii, Republice Korei i niektórych innych krajach. Światowymi liderami w produkcji energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych są Stany Zjednoczone, Francja i Japonia.

ROZDZIAŁ 5

ZUŻYCIE I EFEKTYWNOŚĆ WYKORZYSTANIA ENERGII W REPUBLICE BIAŁORUSI

Szybko rozwijające się gospodarki krajów naszej planety w XX wieku wymagały coraz większych zasobów paliwowych i energetycznych. Produkcja ropy naftowej, węgla i gazu z roku na rok rośnie. Źródła te wydawały się niewyczerpane. Kryzys naftowy, który wybuchł w latach 1973-1974 zmusił wiele krajów do poważnego zastanowienia się nad wykorzystaniem alternatywnych źródeł energii oraz oszczędnego wykorzystania paliw i surowców energetycznych, co doprowadziło do wzrostu poziomu samowystarczalności energetycznej wielu Państwa. Jednak problem energetyczny pozostaje obecnie aktualny dla prawie wszystkich krajów europejskich, ponieważ stopień samowystarczalności w zakresie zasobów własnych wynosi w niektórych krajach europejskich 40-50%.

Dotkliwie odczuwa się to także w Republice Białoruś, która jest w stanie zapewnić sobie około 16% własnych zasobów paliwowych, z czego resztę trzeba sprowadzić z zagranicy i sporo zapłacić. Udział importu surowców paliwowo-energetycznych oraz środków materiałowo-technicznych w PKB wynosi ponad 43%. Republika importuje (głównie z Rosji) cały zużywany węgiel, ponad 90% ropy naftowej, 100% gazu ziemnego i jedną czwartą gazu skroplonego.

Jeśli porównamy energochłonność produktów naszych przedsiębiorstw, to jest ona znacznie wyższa niż w krajach uprzemysłowionych. Na przykład, produkując 1 tonę wapna, zużywamy 5,5 razy więcej energii elektrycznej niż na Zachodzie, 2,7 razy więcej kwasu siarkowego i 1,7 razy więcej zbrojonego betonu. Na każdego dolara amerykańskiego produktów wyprodukowanych w Republice Białorusi zużywa się 1,4 kg standardowego paliwa, podczas gdy w krajach UE - 0,81 kg. Co prawda należy wziąć pod uwagę, że klimat w naszym kraju jest chłodniejszy, co również prowadzi do większego zużycia paliw i zasobów energetycznych do ogrzewania budynków przemysłowych i mieszkaniowych.

Na seminarium republikańskim, które odbyło się w 1997 roku, poświęcone problemowi oszczędzania energii, zauważono, że energochłonność PKB w naszym kraju wynosi 165 ton standardowego paliwa na 1 miliard rubli, czyli 4-5 razy więcej niż w UE Państwa.

Krajowy przemysł pod względem jednostkowego zużycia paliw i energii elektrycznej wciąż bardzo odbiega od standardów europejskich. Nie najlepsza sytuacja pod względem energochłonności i kompleksu rolno-przemysłowego. Energochłonność naszych produktów jest 3-5 razy wyższa niż w krajach rozwiniętych. Tak więc na 1 tonę wołowiny zużywa się 550 kWh energii elektrycznej, na tonę wieprzowiny - 2,5 razy więcej. Całkowite zużycie surowców energetycznych przy produkcji 1 tony ziarna wynosi 28-30 kg konwencjonalnego paliwa.

Wysokie jednostkowe zużycie paliw i energii elektrycznej było konsekwencją istniejącej w warunkach systemu nakazowo-administracyjnego praktyki opracowywania przez samych wytwórców lub organizacje branżowe norm zużycia paliw, ciepła, energii elektrycznej i surowców dla produkcji określonego produktu. Następnie normy te zostały zatwierdzone przez ministerstwa oddziałów. Każda organizacja branżowa starała się wszelkimi sposobami zapewnić swojemu wydziałowi reżim „najwyższego uprzywilejowania”, tj. wypracować takie normy, które w każdej, nawet najbardziej kryzysowej sytuacji, wykluczałyby nadmierne wydatkowanie tych środków. Innymi słowy, wskaźniki zużycia zostały ustalone nie według rzeczywistego zużycia, ale zgodnie z górną dopuszczalną granicą. Ponadto 1 kWh dla wsi kosztował 1 kopiejkę. Doszło do tego, że w kołchozach i sowchozach wychowywano plan zużycia energii.

Taka „praktyka” pociągała za sobą, oprócz ekonomicznych, znaczne koszty społeczne, gdyż celowe rozrzutność była wliczana w ceny produktów wytwarzanych przez przedsiębiorstwa. W efekcie koszt towaru zawierał straty, za które my, konsumenci, zapłaciliśmy. I choć udział kosztów paliwa i energii w kosztach pozostałych rodzajów produktów nie jest najwyższy, to w zależności od branży wynosi 5-50%. A każda nowa runda cen energii sprawiała i sprawia, że ​​te towary są coraz droższe.

Nie możemy lekceważyć technologicznego zacofania naszej produkcji w stosunku do produkcji Zachodu. Do niedawna priorytetem było dalsze zwiększanie mocy, choć aby zaoszczędzić określoną ilość zasobów energetycznych, trzeba wydać 2-3 razy mniej pieniędzy na istniejące moce poprzez ich modernizację (przebudowę) w porównaniu z tworzeniem nowych. I pomimo tego wszystkiego, w wyniku środków oszczędności energii wdrażanych od 1993 roku, od 1995 roku Republika Białoruś osiągnęła 36% wzrost PKB przy praktycznie zerowym wzroście zasobów paliwowych i energetycznych. Do 2004 roku energochłonność PKB spadła o 34,2%.

Roczna opłata za zasoby energetyczne naszego kraju sięga 1,8 miliarda dolarów, a zakup chleba dla całej ludności, o ile w ogóle go nie uprawialiśmy, kosztował 700 milionów dolarów.

Eksperci obliczyli, że przy rozsądnej organizacji zużycia w kraju produktów energetycznych importowanych z zewnątrz można obniżyć koszty zakupu o 40% i zaoszczędzić 700-800 tys. dolarów.

Dlatego poszanowanie energii jest priorytetem polityki państwa, ważnym kierunkiem działalności wszystkich bez wyjątku podmiotów gospodarczych oraz najtańszym, ale nie darmowym źródłem energii. Zdaniem ekspertów tylko w rolnictwie możliwe jest zaoszczędzenie do 50% energii elektrycznej, aw niektórych gałęziach przemysłu budowlanego nawet więcej. Jednocześnie w wielu przypadkach działania mające na celu wprowadzenie technologii energooszczędnych nie wymagają dużych nakładów finansowych, gdyż koszt wytworzenia energii pierwotnej jest 3-4 razy wyższy niż koszt jej zaoszczędzenia. I potwierdza to praktyka. Tak więc w obwodzie homelskim trwają celowe prace nad oszczędnością energii w ostatnie lata określił zwrot z każdego zainwestowanego rubla o trzy ruble zysku. Koszt produkcji, a co za tym idzie jej cena, zależy bezpośrednio od zastosowania w procesie produkcyjnym technologii energooszczędnych, co bezpośrednio wpływa na poziom dochodów i wydatków ludności, a co za tym idzie, standard jej życia.

Stan i rozwój produkcji surowców energii pierwotnej z jednej strony oraz stan i rozwój zużycia energii dostarczanej (końcowej) z drugiej strony to dwa bieguny, dwa rdzenie energetyczne, które są w stałej interakcji i względnej równowagi oraz określają perspektywy rozwoju energetyki w ogóle. Dlatego też, aby rozpoznać i zrozumieć perspektywy rozwoju energetyki na świecie iw naszym kraju, rozważymy podstawowe zasady zaopatrzenia gospodarki w energię, uwarunkowania i dynamikę zużycia energii.

Rośliny pochłaniają energię słoneczną podczas fotosyntezy; zwierzęta zużywają tę energię pośrednio, jedząc rośliny i inne zwierzęta; ogrzewanie powierzchni lądów, mórz i oceanów, energia słoneczna przyczynia się do parowania wody i powstawania wiatru – ważnych składników w łańcuchu obiegu substancji w przyrodzie. Z kolei wiatr można również wykorzystać jako źródło energii do wykonywania pożytecznej pracy.

Człowiek zużywa energię słoneczną wraz z pożywieniem. Jednak już w starożytności człowiek nauczył się przetwarzać energię słoneczną poprzez spalanie materii biologicznej (na przykład drewna). A dzisiaj miliony ludzi używają tego ważnego źródła energii do ogrzewania domów lub gotowania. Energia słoneczna jest więc podstawą i gwarancją istnienia wszelkiego życia na Ziemi.

Chęć lepszego, wygodniejszego życia prowadziła i prowadzi nadal do większego zużycia energii (lepsze oświetlenie i ogrzewanie domu, lepszy transport itp.). Każda epoka charakteryzowała się własnym systemem energetycznym, który był integralnym elementem infrastruktury danego społeczeństwa.

Przed pierwszą rewolucją przemysłową ludzkość koncentrowała się głównie na uprawie roślin i hodowli zwierząt w celu zaspokojenia swoich potrzeb energetycznych: rośliny były wykorzystywane jako pożywienie i paliwo, a zwierzęta jako pokarm i do prac mechanicznych. Energię wiatru i rzek wykorzystywano jedynie do napędzania młynów i statków. W XVIII wieku, wraz z pojawieniem się maszyn parowych i produkcji fabrycznej, węgiel stał się głównym paliwem dla potrzeb przemysłu. Pod koniec XIX wieku, po powstaniu silników spalinowych, dołączyła do niego ropa naftowa, a w XX wieku także gaz ziemny.

Strona 1

Energetyka tradycyjna to zespół urządzeń technicznych wykorzystujących dobrze rozwinięte technologicznie źródła energii i metody przetwarzania otrzymywanej z nich energii, przede wszystkim energii elektrycznej.

Oddając dzień tradycyjnej energetyce – węglowej, gazowej, naftowej i termojądrowej (którą już jesteśmy bliscy opanowania), nacisk należy położyć na przyjazne dla środowiska, energooszczędne technologie i źródła odnawialne – słońce, wiatr, wodę.

Alternatywne źródła energii, Tradycyjna energia, Ekologiczna energia.

Dodajmy do tego starzejące się urządzenia tradycyjnej energetyki, brak niezbędnej elastyczności i mobilności w dostawie energii dynamicznego biznesu naftowego i gazowego, niską efektywność środowiskową i nie zawsze wysoką jakość energii elektrycznej. Wszystko to razem sprawia, że ​​koncerny naftowe i gazowe szukają alternatywy i znajdują ją w tworzeniu własnych, lokalnych źródeł energii.

Równocześnie poważnym problemem są również awarie w energetyce tradycyjnej, w obiektach cyklu paliwowego (od wydobycia surowców po gospodarkę odpadami), a także w obiektach z technologiami chemicznymi.

W ostatnim czasie, w związku z trudnościami, jakie pojawiły się przy finansowaniu dużych obiektów energetyki tradycyjnej, wzrosła liczba zamówień na GTU-CHPP małej i średniej mocy. Przedstawione w tabeli dane dotyczą tylko części turbiny gazowej elektrowni.

Chęć rozwiązania tych i innych problemów obserwowana była niemal od początku powstawania tradycyjnej energetyki. Pragnienie to realizuje się, po pierwsze, w poszukiwaniu innych źródeł energii pierwotnej, a po drugie, w opracowywaniu innych sposobów przetwarzania energii źródeł pierwotnych na energię elektryczną. Często te dwa kierunki są łączone.

Nowoczesna energetyka nietradycyjna jest rezerwą, która daje nadzieję, że wspomniane wcześniej problemy energetyki tradycyjnej zostaną rozwiązane w dającej się przewidzieć przyszłości, a rozwój energetyki będzie kontynuowany z maksymalnym pożytkiem dla ludzkości.

Roczne odpisy amortyzacyjne w EJ naliczane są, podobnie jak w TPP, według stawek amortyzacyjnych, które są jednakowe dla elementów majątku trwałego podobnych pod względem konstrukcji, funkcjonalności i warunków eksploatacji. Wraz z tym elektrownie jądrowe wykorzystują urządzenia, które nie mają odpowiedników w tradycyjnej energetyce. Dla nich, w miarę gromadzenia doświadczenia eksploatacyjnego, należy określić okres użytkowania i stawki amortyzacyjne. Stawki amortyzacyjne dla elektrowni jądrowych powinny odzwierciedlać specjalne warunki remontu urządzeń. Ze względu na wysoką radioaktywność niektórych urządzeń i elementów ich naprawa jest albo niemożliwa (nie są naprawiane, ale wymieniane na nowe), albo wiąże się ze specjalnymi kosztownymi środkami. W związku z tym w stawkach amortyzacyjnych dla elektrowni jądrowych powinien wzrosnąć składnik remontowy WC, a zmniejszyć składnik na remonty kapitalne i modernizację NK-R.

Energetyka jądrowa jest jeszcze bardziej przyjazna dla środowiska w przypadku bezawaryjnej pracy, ale zanieczyszcza również powietrze takimi toksycznymi substancjami jak radioaktywny jod, radioaktywne gazy obojętne i aerozole. Jednocześnie elektrownie jądrowe stanowią znacznie większe potencjalne zagrożenie w porównaniu z tradycyjnymi przedsiębiorstwami energetycznymi.

W zbiorze znajdują się prace dotyczące badań z zakresu fizyki cieplnej stanów ekstremalnych oraz fizyki dużych gęstości energii. Różne modele równań stanu materii w warunkach ekstremalnych, wybrane zagadnienia z fizyki fal uderzeniowych i detonacyjnych, metody generowania intensywnych impulsowych przepływów energii, efekty oddziaływania silnych wiązek jonów i elektronów, laser, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie mikrofalowe z materią, eksperymentalne metody diagnozowania procesów szybkich, fizyka plazmy niskotemperaturowej, problemy kontrolowanej syntezy termojądrowej i energii tradycyjnej oraz różne aspekty technologiczne. Publikacja adresowana jest do specjalistów z zakresu fizycznych i technicznych problemów energetyki.

Bezpieczeństwo obecnej generacji reaktorów jest zapewnione poprzez zwiększenie liczby różnych systemów bezpieczeństwa i systemów ograniczania wydajności oraz zaostrzenie wymagań sprzętowych i osobowych. W rezultacie elektrownie jądrowe stają się coraz bardziej złożone, a przez to droższe. Energetyka jądrowa jest bliska ekonomicznie ograniczającego poziomu: dalsza rozbudowa systemów bezpieczeństwa prowadzi do spadku dotychczasowej konkurencyjności energetyki jądrowej w stosunku do energetyki tradycyjnej.

Urządzeniami technicznymi składającymi się na energetykę tradycyjną są, po pierwsze, elektrownie cieplne (TPP) pracujące na mineralnych - stałych, ciekłych i gazowych paliwach organicznych (węgiel, ropa naftowa, gaz itp.); elektrownie jądrowe (EJ) działające na paliwach jądrowych (uran, pluton) pozyskiwanych z surowców mineralnych; elektrownie hydrauliczne (HPP) wykorzystujące odnawialne zasoby energii hydraulicznej. Elektrownie te są podstawowymi we współczesnej energetyce, stanowią tzw wielka energia. Ich wyróżnikami są: znaczna moc jednostkowa, praca we wspólnej sieci elektrycznej (możliwa jest również praca w sieci ciepłowniczej), jednolity standard jakości wytwarzanej energii elektrycznej. Po drugie, energetyka tradycyjna obejmuje autonomiczne turbiny gazowe, instalacje diesla i inne wykorzystujące paliwa kopalne oraz autonomiczne instalacje hydrauliczne. Instalacje te stanowią małą energetykę.

Energia

Energia- obszar działalności gospodarczej człowieka, zespół dużych naturalnych i sztucznych podsystemów, które służą do przekształcania, dystrybucji i wykorzystywania wszelkiego rodzaju zasobów energetycznych. Jego celem jest zapewnienie produkcji energii poprzez zamianę energii pierwotnej, naturalnej, na wtórną, na przykład na energię elektryczną lub cieplną. W tym przypadku produkcja energii odbywa się najczęściej w kilku etapach:

Przemysł energetyczny

Elektroenergetyka jest podsystemem energetyki, obejmującym wytwarzanie energii elektrycznej w elektrowniach i jej dostarczanie do odbiorców za pomocą elektroenergetycznej linii przesyłowej. Jego centralnym elementem są elektrownie, które zazwyczaj klasyfikuje się według rodzaju wykorzystywanej energii pierwotnej i rodzaju wykorzystywanych do tego przekształtników. Należy zauważyć, że przewaga jednego lub drugiego typu elektrowni w danym państwie zależy przede wszystkim od dostępności odpowiednich zasobów. Branża elektroenergetyczna dzieli się na tradycyjny I oryginalny.

Elektroenergetyka tradycyjna

Cechą charakterystyczną tradycyjnej elektroenergetyki jest jej długie i dobre opanowanie, przeszło długą próbę w różnych warunkach pracy. Główna część energii elektrycznej na świecie pozyskiwana jest właśnie w elektrowniach tradycyjnych, których jednostkowa moc elektryczna bardzo często przekracza 1000 MW. Tradycyjna elektroenergetyka dzieli się na kilka obszarów.

Energia cieplna

W tej branży energia elektryczna jest wytwarzana w elektrowniach cieplnych ( TPP), które wykorzystują do tego energię chemiczną paliw kopalnych. Dzielą się na:

Energetyka cieplna w skali globalnej dominuje wśród typów tradycyjnych, 39% światowej energii elektrycznej wytwarzane jest na bazie ropy naftowej, 27% – na węglu, 24% – na gazie, czyli tylko 90% całkowitej produkcji wszystkich elektrownie na świecie. Energetyka takich krajów świata jak Polska czy RPA jest prawie w całości oparta na węglu, a Holandia na gazie. Udział energetyki cieplnej jest bardzo wysoki w Chinach, Australii i Meksyku.

energia wodna

W tej branży energia elektryczna jest wytwarzana w elektrowniach wodnych ( elektrownia wodna), wykorzystując do tego energię przepływu wody.

Energia wodna dominuje w wielu krajach – w Norwegii i Brazylii cała produkcja energii elektrycznej odbywa się na nich. Lista krajów, w których udział energetyki wodnej przekracza 70% obejmuje kilkadziesiąt z nich.

Energia nuklearna

Przemysł, w którym energia elektryczna jest wytwarzana przez elektrownie jądrowe ( elektrownia jądrowa), wykorzystując do tego energię jądrowej reakcji łańcuchowej, najczęściej uranu.

Pod względem udziału elektrowni jądrowych w produkcji energii elektrycznej przoduje Francja, około 80%. Dominuje również w Belgii, Republice Korei i niektórych innych krajach. Światowymi liderami w produkcji energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych są Stany Zjednoczone, Francja i Japonia.

Energetyka nietradycyjna

Większość obszarów nietradycyjnej elektroenergetyki opiera się na dość tradycyjnych zasadach, ale energia pierwotna w nich to albo źródła o znaczeniu lokalnym, jak wiatr, energia geotermalna, albo źródła będące w fazie rozwoju, jak ogniwa paliwowe lub źródła, które mogą wykorzystania w przyszłości, takich jak energia termojądrowa. Charakterystycznymi cechami energetyki nietradycyjnej są jej przyjazność dla środowiska, niezwykle wysokie koszty budowy (przykładowo dla elektrowni słonecznej o mocy 1000 MW wymagane jest pokrycie obszaru około 4 km² bardzo drogimi lusterka) i małej mocy jednostkowej. Kierunki energii nietradycyjnej:

• Instalacje ogniw paliwowych

Można też wyróżnić ważny koncept ze względu na jego masowy charakter - mała moc, termin ten nie jest obecnie powszechnie akceptowany, podobnie jak warunki energia lokalna, rozproszona energia, autonomiczna energia itd . Najczęściej jest to nazwa elektrowni o mocy do 30 MW z jednostkami o mocy jednostkowej do 10 MW. Należą do nich zarówno wymienione powyżej przyjazne dla środowiska rodzaje energii, jak i małe elektrownie na paliwa kopalne, takie jak elektrownie na olej napędowy (wśród małych elektrowni jest zdecydowana większość, np. w Rosji - około 96%), gazowe elektrownie tłokowe , turbiny gazowe małej mocy zasilane olejem napędowym i paliwem gazowym.

Energia elektryczna z sieci

Sieć elektryczna- zespół stacji elektroenergetycznych, urządzeń rozdzielczych i łączących je linii przesyłowych, przeznaczonych do przesyłania i rozdziału energii elektrycznej. Sieć elektroenergetyczna zapewnia możliwość wydawania energii z elektrowni, jej przesyłania na odległość, przekształcania parametrów elektrycznych (napięcie, prąd) w stacjach elektroenergetycznych oraz dystrybucji na terytorium aż do bezpośrednich odbiorników energii elektrycznej.

Sieci elektryczne nowoczesnych systemów elektroenergetycznych są wielostopniowe, czyli energia elektryczna przechodzi wiele przemian w drodze od źródeł energii elektrycznej do odbiorców. Charakterystyczne są również nowoczesne sieci elektryczne wielomodowy, rozumianego jako różnorodność obciążeń elementów sieci w kontekście dobowym i rocznym, a także mnogość trybów, jakie występują w przypadku oddania różnych elementów sieci do remontu planowego oraz podczas ich awaryjnych wyłączeń. Te i inne charakterystyczne cechy współczesnych sieci elektroenergetycznych sprawiają, że ich struktury i konfiguracje są bardzo złożone i różnorodne.

Zaopatrzenie w ciepło

Życie nowoczesny mężczyzna związane z powszechnym wykorzystaniem nie tylko energii elektrycznej, ale także cieplnej. Aby człowiek czuł się komfortowo w domu, w pracy, w każdym miejscu publicznym, wszystkie pomieszczenia muszą być ogrzewane i zaopatrzone w ciepłą wodę do celów domowych. Ponieważ ma to bezpośredni związek ze zdrowiem człowieka, w krajach rozwiniętych odpowiednie warunki temperaturowe w różnego rodzaju pomieszczeniach regulują przepisy i normy sanitarne. Takie warunki można zrealizować w większości krajów świata tylko przy stałym zasilaniu obiektu grzewczego ( odbiornik ciepła) pewna ilość ciepła, która zależy od temperatury zewnętrznej, do której najczęściej wykorzystywana jest ciepła woda o temperaturze końcowej dla odbiorców około 80-90°C. Również dla różnych procesów technologicznych przedsiębiorstw przemysłowych, tzw para przemysłowa przy ciśnieniu 1-3 MPa. W ogólnym przypadku zaopatrzenie dowolnego obiektu w ciepło zapewnia system składający się z:

• źródło ciepła, takie jak kotłownia;
• sieć ciepłownicza, np. z rurociągów gorącej wody lub pary;
• odbiornik ciepła, na przykład akumulatory do podgrzewania wody.

Ogrzewanie miejskie

Cechą charakterystyczną ciepłownictwa jest obecność rozbudowanej sieci ciepłowniczej, z której zasilanych jest wielu odbiorców (fabryki, budynki, lokale mieszkalne itp.). W przypadku sieci ciepłowniczej stosowane są dwa rodzaje źródeł:

• Elektrociepłownie ( CHP), które mogą również wytwarzać energię elektryczną;
• Kotłownie, które dzielą się na:
  • Podgrzewanie wody;
  • Para.

Zdecentralizowane zaopatrzenie w ciepło

System zaopatrzenia w ciepło nazywa się zdecentralizowanym, jeśli źródło ciepła i radiator są praktycznie połączone, to znaczy sieć cieplna jest albo bardzo mała, albo jej nie ma. Takie zaopatrzenie w ciepło może być indywidualne, gdy w każdym pomieszczeniu stosowane są oddzielne urządzenia grzewcze, na przykład elektryczne, lub lokalne, na przykład ogrzewanie budynku za pomocą własnej małej kotłowni. Zazwyczaj moc cieplna takich kotłowni nie przekracza 1 Gcal / h (1,163 MW). Moc źródeł ciepła indywidualnego zaopatrzenia w ciepło jest zazwyczaj niewielka i jest zdeterminowana potrzebami ich właścicieli. Rodzaje zdecentralizowanego ogrzewania:

• Małe kotłownie;
• Elektryka, która dzieli się na:
  • Bezpośredni;
  • Akumulacja;

Sieć ciepłownicza

Sieć ciepłownicza- jest to złożona konstrukcja inżynieryjno-budowlana, która służy do transportu ciepła za pomocą chłodziwa, wody lub pary, ze źródła, elektrociepłowni lub kotłowni, do odbiorców ciepła.

Paliwo energetyczne

Ponieważ większość tradycyjnych elektrowni i źródeł zaopatrzenia w ciepło wytwarza energię z zasobów nieodnawialnych, zagadnienia wydobycia, przetwarzania i dostawy paliw są niezwykle istotne w sektorze energetycznym. Tradycyjna energetyka wykorzystuje dwa zasadniczo różne rodzaje paliw.

paliwo organiczne

gazowy

gaz ziemny, sztuczny:

• Gaz wielkopiecowy;
• Produkty destylacji ropy naftowej;
• Gaz do zgazowania podziemnego;

płyn

Paliwem naturalnym jest olej, produkty jego destylacji nazywane są sztucznymi:

Solidny

Paliwa naturalne to:

Sztuczne paliwa stałe to:

Paliwo jądrowe

Wykorzystanie paliwa jądrowego zamiast paliwa organicznego jest główną i podstawową różnicą między elektrowniami jądrowymi a elektrowniami cieplnymi. Paliwo jądrowe otrzymuje się z naturalnego uranu, który wydobywa się:

• W kopalniach (Francja, Niger, RPA);
• W odkrywkach (Australia, Namibia);
• Metoda ługowania in situ (USA, Kanada, Rosja).

Systemy energetyczne

System zasilania (system zasilania)- w znaczeniu ogólnym całokształt zasobów energetycznych wszystkich rodzajów, a także metody i środki ich wytwarzania, przetwarzania, dystrybucji i wykorzystania, które zapewniają zaopatrzenie odbiorców we wszystkie rodzaje energii. System energetyczny obejmuje systemy elektroenergetyki, zaopatrzenia w ropę i gaz, przemysł węglowy, energetykę jądrową i inne. Zwykle wszystkie te systemy są łączone w skali całego kraju w jeden system energetyczny, aw kilku regionach w jednolite systemy energetyczne. Połączenie oddzielnych systemów zaopatrzenia w energię w jeden system jest również nazywane międzysektorowym kompleks paliwowo-energetyczny, wynika to przede wszystkim z wymienności różnego rodzaju energia i zasoby energetyczne.

Często system elektroenergetyczny w węższym znaczeniu jest rozumiany jako zestaw elektrowni, sieci elektrycznych i cieplnych, które są ze sobą połączone i połączone wspólnymi trybami ciągłego procesy produkcji przetwarzanie, przesyłanie i dystrybucję energii elektrycznej i cieplnej, co pozwala na scentralizowane zarządzanie takim systemem. W nowoczesny świat konsumenci są zaopatrywani w energię elektryczną z elektrowni, które mogą znajdować się w pobliżu odbiorców lub mogą być oddalone od nich na znaczne odległości. W obu przypadkach przesył energii elektrycznej odbywa się liniami energetycznymi. Jednak w przypadku odbiorców oddalonych od elektrowni przesył musi być realizowany przy podwyższonym napięciu, a pomiędzy nimi musi być zbudowana podstacja step-up i step-down. Poprzez te podstacje, za pomocą linii elektrycznych, elektrownie są połączone ze sobą w celu pracy równoległej na wspólnym obciążeniu, również poprzez punkty ciepła za pomocą ciepłociągów tylko na znacznie krótszych odległościach łączą elektrociepłownie i kotłownie. Połączenie wszystkich tych elementów to tzw system zasilania, przy takiej kombinacji istnieją znaczne korzyści techniczne i ekonomiczne:

• znaczne obniżenie kosztów energii elektrycznej i ciepła;
• znaczne zwiększenie niezawodności dostaw energii elektrycznej i ciepła do odbiorców;
• zwiększenie efektywności pracy różnego typu elektrowni;
• zmniejszenie wymaganej rezerwy mocy elektrowni.

Tak ogromne przewagi w wykorzystaniu systemów energetycznych sprawiły, że do 1974 roku tylko niecałe 3% całkowitej ilości energii elektrycznej na świecie było wytwarzane przez autonomiczne elektrownie. Od tego czasu moc systemów energetycznych stale rośnie, az mniejszych systemów stworzono potężne systemy zintegrowane.

Notatki

1. EV Ametistowa tom 1 pod redakcją prof A.D. Trukhnia // Podstawy nowoczesnej energetyki. W 2 tomach. - Moskwa: Wydawnictwo MPEI, 2008. - ISBN 978 5 383 00162 2
2. Czyli moc jednej instalacji (lub bloku energetycznego).
3. Klasyfikacja Rosyjskiej Akademii Nauk, która nadal jest uważana za raczej warunkową
4. To najmłodszy kierunek elektroenergetyki tradycyjnej, który ma nieco ponad 20 lat.
5. Dane za 2000 r.
6. Do czasu niedawnego zamknięcia jedynej elektrowni atomowej w Ignalinie Litwa, obok Francji, również była liderem tego wskaźnika.
7. V.A.Venikov, E.V.Putyatin Wprowadzenie do specjalności: Elektryczność. - Moskwa: Szkoła Wyższa, 1988.
8. Energetyka w Rosji i na świecie: problemy i perspektywy. M.: MAIK "Nauka/Interperiodika", 2001.
9. Pojęcia te można różnie interpretować.
10. Dane za 2005 rok
11. A.Michajłow, doktor nauk technicznych, prof., A.Agafonow, doktor nauk technicznych, prof., dr W.Sajdanow, doc. Mała energetyka w Rosji. Klasyfikacja, zadania, zastosowanie // Wiadomości z elektrotechniki: Wydanie informacyjne i referencyjne. - Petersburg, 2005. - nr 5.
12. GOST 24291-90 Elektryczna część elektrowni i sieci elektrycznej. Warunki i definicje
13. Pod redakcją generalną Corr. RAS EV Ametistowa Tom 2 pod redakcją prof. AP Burmana i prof. VA Stroev // Podstawy nowoczesnej energii. W 2 tomach. - Moskwa: Wydawnictwo MPEI, 2008. - ISBN 978 5 383 00163 9
14. Na przykład SNIP 2.08.01-89: Budynki mieszkalne lub GOST R 51617-2000: Mieszkalnictwo i usługi komunalne. Specyfikacje ogólne. w Rosji
15. W zależności od klimatu w niektórych krajach może to nie być konieczne.
16. http://www.map.ren21.net/GSR/GSR2012.pdf
17. Około 9 mm średnicy i 15-30 mm wysokości.
18. T.Kh.Margulova Elektrownie jądrowe. - Moskwa: Wydawnictwo, 1994.
19. System zasilania- artykuł z Wielkiej Encyklopedii Radzieckiej
20. GOST 21027-75 Systemy energetyczne. Warunki i definicje
21. Nie więcej niż kilka kilometrów.
22. Pod redakcją SS Rokotyana i IM Shapiro Podręcznik projektowania systemów energetycznych. - Moskwa: Energoatomizdat, 1985.

Zobacz też

W zależności od rodzaju energii pierwotnej wyróżnia się elektrownie cieplne (TPP), elektrownie wodne (HPP), elektrownie jądrowe (EJ) itp. TPP obejmują elektrownie kondensacyjne (CPP) i kogenerację lub elektrociepłownie (CHP).

Elektrownie obsługujące duże i mieszkalne obszary nazywane są państwowymi elektrowniami okręgowymi (GRES). Są to zazwyczaj elektrownie kondensacyjne, które wykorzystują paliwa kopalne i nie wytwarzają energii cieplnej. Elektrociepłownie również działają na paliwach kopalnych, ale w przeciwieństwie do ŚOR wytwarzają zarówno energię elektryczną, jak i cieplną w postaci przegrzanej wody i pary. Elektrownie jądrowe to głównie elektrownie kondensacyjne wykorzystujące energię paliwa jądrowego. W elektrociepłowniach, ŚOR i GRES potencjalna energia chemiczna paliwa organicznego (węgiel, ropa naftowa lub gaz) jest zamieniana na energię cieplną pary wodnej, która z kolei zamieniana jest na energię elektryczną. W ten sposób powstaje około 80% energii odbieranej na świecie, której główna część jest przetwarzana na energię elektryczną w elektrowniach cieplnych. Elektrownie jądrowe, a być może w przyszłości termojądrowe, to także elektrownie cieplne. Różnica polega na tym, że piec kotła parowego jest zastąpiony reaktorem jądrowym lub termojądrowym.

Elektrownie hydrauliczne (HPP) wykorzystują energię odnawialną ze spadającego strumienia wody, która jest przetwarzana na energię elektryczną.

Elektrownie cieplne, elektrownie wodne i elektrownie jądrowe są głównymi źródłami wytwarzania energii, których rozwój i stan decydują o poziomie i możliwościach współczesnej energetyki światowej, aw szczególności na Ukrainie. Elektrownie tego typu są również nazywane turbinami.

Jedną z głównych cech elektrowni jest moc zainstalowana, która jest równa sumie mocy nominalnych generatorów elektrycznych i urządzeń grzewczych.

Moc znamionowa to najwyższa moc, przy której sprzęt może pracować przez długi czas zgodnie ze specyfikacją.

Ze wszystkich rodzajów produkcji energii największy rozwój na Ukrainie otrzymało energię cieplną jako energię turbin parowych na paliwa kopalne. Konkretne nakłady kapitałowe na budowę TPP są znacznie niższe niż na HPP i EJ. Terminy budowy TPP są również znacznie krótsze. Jeśli chodzi o koszt wytwarzanej energii elektrycznej, to jest on najniższy dla elektrowni wodnych. Koszt produkcji energii elektrycznej w elektrowniach cieplnych i elektrowniach jądrowych nie różni się bardzo znacząco, ale i tak jest niższy w przypadku elektrowni jądrowych. Wskaźniki te nie są jednak decydujące przy wyborze jednego lub drugiego rodzaju elektrowni. Wiele zależy od lokalizacji stacji. Elektrownia wodna jest budowana na rzece, elektrownia cieplna zwykle znajduje się w pobliżu miejsca wydobywania paliwa. Pożądane jest posiadanie elektrowni cieplnej w pobliżu odbiorców energii cieplnej. Elektrowni atomowych nie można budować w pobliżu zaludnionych obszarów. Tak więc wybór rodzaju stacji zależy w dużej mierze od ich przeznaczenia i zamierzonej lokalizacji. W ostatnich dziesięcioleciach na koszt produkcji energii, wybór rodzaju elektrowni i jej lokalizację decydujący wpływ miały problemy środowiskowe związane z produkcją i wykorzystaniem surowców energetycznych.

Uwzględniając specyfikę lokalizacji elektrowni cieplnych, elektrowni wodnych i jądrowych określa się lokalizację elektrowni i warunki ich przyszłej eksploatacji: położenie stacji względem ośrodków zużycia, co jest szczególnie istotne dla elektrownie cieplne; główny rodzaj zasobu energetycznego, na którym będzie działać stacja, oraz warunki jego dostarczania do stacji; warunki zaopatrzenia w wodę stacji przejmującej specjalne znaczenie dla IES i EJ. Nie bez znaczenia jest także bliskość dworca do linii kolejowej i innych szlaków komunikacyjnych, do osiedli.