Kas ir jauda, ​​siltumenerģija, elektroenerģija un elektriskās sistēmas

Enerģētika (degvielas enerģijas komplekss) - ekonomikas joma, kas aptver dažādu enerģijas veidu resursus, ražošanu, pārveidošanu un izmantošanu.

Enerģija mūsdienu zinātniskajā izpratnē tas tiek saprasts kā vispārējs mērs visiem matērijas kustības veidiem. Matērijas termiskās, mehāniskās, elektriskās un citu kustības veidu diferenciācija.

Enerģiju var attēlot ar šādiem savstarpēji savienotiem blokiem:

1. Dabas energoresursi un ieguves uzņēmumi;

2. Rafinēšanas rūpnīcas un gatavās degvielas transportēšana;

3. Elektriskās un siltumenerģijas ražošana un pārvade;

4. Enerģijas, izejvielu un produktu patērētāji.

Bloku kopsavilkums:

1) Dabas resursi ir sadalīti:

• atjaunojamie (saules, biomasas, ūdens resursi);

• neatjaunojamie (ogles, nafta);

2) Kalnrūpniecības uzņēmumi (raktuves, raktuves, gāzes akas);

3) degvielas pārstrādes uzņēmumi (bagātināšana, destilācija, degvielas attīrīšana);

4) Degvielas pārvadājumi (dzelzceļa transports, tankkuģi);

5) elektroenerģijas un siltumenerģijas ražošana (koģenerācijas, AES, HES);

6) Elektroenerģijas un siltumenerģijas pārvade (elektriskie tīkli, cauruļvadi);

7) Enerģijas, siltuma patērētāji (elektrība un rūpnieciskie procesi, apkure).

Galvenie enerģijas izmantošanas veidi mūsdienās ir siltums un elektrība. Enerģētikas nozares, kas pēta siltumenerģijas un elektroenerģijas ražošanu, pārveidošanu, transportēšanu un izmantošanu, attiecīgi sauc par siltumenerģētiku.

Ūdens plūsmu enerģija, kas iepriekš tika izmantota tieši mehāniskās enerģijas veidā, tagad ir pārveidots par hidroelektrostacijām elektroenerģijā. Tiek saukta enerģētikas nozare, kas pēta ūdens enerģijas pārvēršanas elektroenerģijā procesus hidroenerģija.

Ceļa atvēršana kodolenerģijas izmantošanai radīja jaunu enerģijas nozari - kodolenerģija vai kodolenerģija… Kodolprocesu enerģija tiek pārvērsta siltumenerģijā un elektroenerģijā un tiek izmantota šajās formās.

Tiek izskatīti jautājumi par kustīgo gaisa masu enerģijas izmantošanu Vēja enerģija. Vēja enerģija izmanto galvenokārt mehāniskā veidā. Tas attiecas uz saules enerģijas izmantošanu saules enerģija.

Katrai no enerģētikas nozarēm kā zinātnei ir sava teorētiskā bāze, kas balstās uz šīs jomas fizikālo parādību likumiem.

Enerģijai kā vissvarīgākajai cilvēka darbības jomai ir vajadzīgs ilgs laiks, lai attīstītos liela mēroga.

Enerģētika ir kapitālietilpīga nozare. Zemes elektrostaciju jauda pārsniedz vienu miljardu kilovatu.

Skaidra izpratne par dažādu enerģijas veidu vienotību un līdzvērtību izveidojās tikai deviņpadsmitā gadsimta vidū, kad jau bija uzkrāta liela pieredze dažu enerģijas veidu pārvēršanā citās:

• tika izveidots tvaika dzinējs, kas pārveidoja siltumu mehāniskajā enerģijā;

• tika atklāti pirmie elektriskās enerģijas avoti — galvaniskie elementi, kuros notiek tieša ķīmiskās enerģijas pārvēršana elektroenerģijā;

• ar elektrolīzes palīdzību atkārtoti tiek veikta reversā pārvēršana — elektriskā enerģija ķīmiskajā enerģijā;

• izveidots elektromotors, kurā elektriskā enerģija tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā;

• tika atklāts fenomens, kad elektroenerģija tiešā veidā pārvēršas siltumā.

1831. gadā tika atklāta metode mehāniskās enerģijas pārvēršanai elektroenerģijā. Dabiskais secinājums par milzīgo uzkrāto datu daudzumu par dažu enerģijas veidu pārveidošanu citās bija atklājums enerģijas nezūdamības un transformācijas likums — viens no fizikas pamatlikumiem.

Enerģijas pārveidošanas nepieciešamība ir saistīta ar to, ka dažādiem procesiem ir nepieciešamas dažādas enerģijas formas.

Enerģijas transformācijas neaprobežojas tikai ar dažu tās formu pārveidošanu citās. Siltumenerģija tiek izmantota pie dažādām dzesēšanas šķidruma (tvaiks, gāze, ūdens) temperatūras vērtībām, elektriskā enerģija - maiņstrāvas vai līdzstrāvas veidā un dažādos sprieguma līmeņos.

Enerģijas pārveidošana tiek veikta dažādās mašīnās, aparātos un ierīcēs, kas kopumā veido enerģijas tehnisko bāzi.

Tātad katlu iekārtās kurināmā ķīmiskā enerģija tiek pārvērsta siltumā, tvaika turbīnā šis siltums, ko nes ūdens tvaiki, tiek pārvērsts mehāniskajā enerģijā, kas pēc tam tiek elektriskajā ģeneratorā tiek pārvērsts elektroenerģijā.

Hidroelektrostacijās ūdens turbīnās un elektroģeneratoros ūdens plūsmu enerģija tiek pārvērsta elektroenerģijā, elektromotoros elektroenerģija tiek pārveidota mehāniskajā enerģijā utt.

Dažādu mašīnu, aparātu, ierīču, kas paredzētas dažādu enerģijas veidu uztveršanai, pārveidošanai, transportēšanai un izmantošanai, radīšanas un izmantošanas metodes balstās uz attiecīgajām enerģētikas teorētisko pamatu sadaļām un veido tādu tehnisko zinātņu sadaļas kā siltumtehnika, elektrotehnika. inženierzinātnes, hidrotehnika un vēja inženierija.

Enerģētika - enerģētikas sektora daļa, kas nodarbojas ar liela elektroenerģijas daudzuma iegūšanas, tās pārvades un sadales patērētājiem problēmām, tās attīstība ir saistīta ar elektroenerģijas sistēmām.

Elektriskā sistēma ir savstarpēji savienotu elektrostaciju, elektrisko un siltuma sistēmu, kā arī elektroenerģijas un siltumenerģijas patērētāju kopums, ko vieno elektroenerģijas ražošanas, pārvades un patēriņa procesa vienotība.

Elektrosistēma: TPP — termoelektrostacija, AES — atomelektrostacija, KES — kondensācijas elektrostacija, Hidroelektrostacija - hidroelektrostacija, 1-6 — termoelektrostaciju elektroenerģijas patērētāji

Termiskās kondensācijas elektrostacijas shēma

Elektrosistēma (electrical system, ES) — energosistēmas elektriskā daļa.

Elektriskās sistēmas shēma
Diagramma ir parādīta vienas rindiņas attēlā, tas ir, viena līnija nozīmē trīs fāzes.

Tehnoloģiskais process energosistēmā

Tehnoloģiskais process ir primārā energoresursa (fosilā kurināmā, hidroelektrostacijas, kodoldegvielas) pārvēršanas process galaproduktā (elektrībā, siltumenerģijā). Tehnoloģiskā procesa parametri un rādītāji nosaka ražošanas efektivitāti.

Tehnoloģiskais process shematiski parādīts attēlā, no kura var redzēt, ka ir vairāki enerģijas pārveidošanas posmi.

Tehnoloģiskā procesa shēma energosistēmā: K — katls, T — turbīna, G — ģenerators, T — transformators, elektrolīnija — elektrolīnijas

Katlā K kurināmā sadegšanas enerģija tiek pārvērsta siltumā. Katls ir tvaika ģenerators. Turbīnā siltumenerģija tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā. Ģeneratorā mehāniskā enerģija tiek pārveidota par elektrisko enerģiju. Elektroenerģijas spriegums tās pārvades procesā pa elektrolīniju no stacijas līdz patērētājam tiek pārveidots, kas nodrošina pārvades efektivitāti.

No visiem šiem sakariem ir atkarīga tehnoloģiskā procesa efektivitāte.Tāpēc pastāv režīma uzdevumu komplekss, kas saistīts ar katlu, termoelektrostaciju turbīnu, hidroelektrostaciju turbīnu, kodolreaktoru, elektroiekārtu (ģeneratoru, transformatoru, elektrolīniju) darbību. utt.). Nepieciešams izvēlēties operatīvā aprīkojuma sastāvu, uzlādes un lietošanas veidu un ievērot visus ierobežojumus.

Elektroinstalācija - iekārta, kurā tiek ražota, ražota vai patērēta, sadalīta elektroenerģija. Tas var būt: atvērts vai slēgts (iekštelpās).

Elektrostacija - komplekss tehnoloģiskais komplekss, kurā dabas avota enerģija tiek pārveidota elektriskās strāvas vai siltuma enerģijā.

Jāpiebilst, ka elektrostacijas (īpaši termiskās, ogļu kurināmās) ir galvenie vides piesārņojuma avoti no enerģētikas sektora.

Elektriskā apakšstacija — elektroinstalācija, kas paredzēta elektrības pārveidošanai no viena sprieguma citā ar tādu pašu frekvenci.

Elektropārvade (elektrības līnijas) - konstrukciju veido paaugstinātas elektrolīniju apakšstacijas un lejupejošās apakšstacijas (vadu, kabeļu, balstu sistēma), kas paredzētas elektroenerģijas pārvadīšanai no avota uz patērētāju.

Tīkla elektrība — elektrolīniju un apakšstaciju kopums, t.i. ierīces, kas pieslēdz strāvu enerģijas patērētājiem.