Енергия и нейните видове

Енергия (от гръцката energeie -. Действие, дейност) е общ количествена мярка на движението и взаимодействието на всички видове материя. Тази способност за извършване на работа, а работата се извършва, когато физическата сила (налягане или гравитацията), действащ от обекта. Rabota- е енергия в действие.

Топлинната енергия се използва широко в съвременните индустрии и в ежедневието като енергия на пара, топла вода, продукти на горене на горивото.

Електрическа енергия е един от най-напредналите форми на енергия в ума редица предимства.

Електрическата енергия е най-чиста форма на енергия и могат да бъдат получени от голямо разнообразие от първични източници (например въглища, нефт, газ, вода, енергия и ядрената енергия). Електрическата енергия има редица предимства в сравнение с други видове производни на енергия - възможността за практически всички количества енергия, както от размера на елемент на главата мач и от турбогенератори 1000 MW, относителната простота на своята предавателна разстояние и лекота на превръщане в енергийни други видове , Основният проблем - е неговото съхранение.

Тя е по-ефективно от гледна точка на използване, от изкопаемите горива, тъй като тя има известни предимства: чистота, лекота на работа, достъпност. Ток може да се използва много по-ефективно и много по-ясни от тези на енергията на горивото, изгорено. Електрически отоплителни системи се характеризират с висока техническа ефективност, и въпреки по-високата цена на енергия в сравнение с други енергийни източници, те са по-икономични, поради по-ниските оперативни разходи.

Електроенергия и топлина се произвежда в:

- топлоелектрически централи използват изкопаеми горива (TES), използвайки парни турбини - (пара-турбинни растения - ПТУ), продукти горене - (турбинни растения - GTP), техни комбинации - (комбиниран цикъл растения - PSU);

- Хидравлични централи (GES), като се използва енергията на падащата вода поток, течения, приливи и отливи;

- атомни електроцентрали (АЕЦ), използващи енергията на ядрен разпад.

Топлинни и атомни електроцентрали. Типични схеми на ТЕЦ и АЕЦ. Кондензационни централи парна турбина и топлоелектрически централи (комбинирано) с комбинирано производство на топлинна и електрическа енергия.

В зависимост от вида на енергията, произведена:

Термично електроцентрали произвеждащи само електроенергия - кондензационни централи (ЦИК);

Термично електроцентрали, които произвеждат електрическа и топлинна енергия - топлинна електроцентрала (СНР).

По вид на топлина на двигателя:

· ТЕЦ с парни турбини - парна турбина топлинни електроцентрали и атомни електроцентрали;

· Растения с газови турбини - турбина ТЕЦ;

· Растения с комбиниран цикъл турбина газ - комбиниран цикъл ТЕЦ;

ТЕЦ (CHP) за производство на електроенергия чрез преобразуване на топлинната енергия, която се отделя при изгарянето на изкопаеми горива (въглища, нефт, газ).

Машинното отделение инсталирана топлинна енергия котел с вода.

По време на изгаряне на гориво в котела вода се загрява до няколко стотин градуса и се превръща в пара.

Парно налягане кара лопатките на турбината, турбината на свой ред се върти генератор.

Генераторът генерира електрически ток.

Електрически ток се подава към електрическата мрежа и се предлага на растенията върху тях, в училища, домове, болници.

Ток предавателна мощност от далекопроводи се провежда при напрежения от 110-500 кВ, т.е. значително по-високи от генераторите на напрежение.

Увеличаването на напрежението, необходимо за предаване на дълги разстояния на електричество.

След това е необходимо да се обърне нивото на спад на напрежението, удобен за потребителите.

превръщане напрежение възниква в електрически подстанции чрез трансформатори.

А топлина под формата на гореща вода с от СНР чрез нагряване канал.

Охлаждане кула - устройство за охлаждане на вода в електроцентрала с атмосферния въздух.

Парогенератор - вътрешно тяло за производство на пара при мощност на отопление на водата. водата за нагряване се извършва чрез изгаряне на гориво.

Комуникационна линия - линия за предаване. Предназначена е за пренос на електрическа енергия. Разграничаване въздушни линии (проводници опънати над земята) и подземни (захранващи кабели).

Фигура 11 - Схематична комбинирано схеми (а) и CHP (б)

Понастоящем топлоелектрически централи и комбинирано растения, заедно с пара-турбинни единици (ПТУ) се разпространяват комбиниран цикъл растения (CCGT), работещи на комбинирана схема.

В първия етап на захранването турбина газ като първичен източник на енергия и работната среда е природен газ и вторично изгаряне са работното вещество. Във втория етап на захранващия източник са турбина отработените газове като работното вещество - парата, генерирана в парния генератор използването им.

Такива инсталации работят на същия принцип, както ТЕЦ, но се използва за изпаряване на енергия, получена по време на радиоактивното разпадане. Горивото е обогатена уранова руда.

Фиг. 12. Схема на АЕЦ.

В сравнение с топло- и атомни електроцентрали, водноелектрически имат сериозни предимства: те се нуждаят от малко количество гориво, което не е в нарушение на хидроложкия режим на реките не отделят своите замърсяващи газове. Основният процес работи в атомна електроцентрала - контролира разделянето на уран-235, в която голяма част от топлината. Основната част от атомната централа - ядрения реактор, чиято роля е да се поддържа непрекъснатостта на реакцията на разцепване.

Ядреното гориво - руда, съдържаща 3% от уран-235; запълва дълго стоманена тръба - горивни елементи (патрони). Ако много горивни пръти поставени близо един до друг, той ще започне отцепване. Към реакционната смес може да се контролира, между горивните елементи добавят контролни пръти; бутане и vdvigaya тях, можете да контролирате интензивността на разпад на уран-235. Комплексът още и движещи горивни пръти и регулатори имат ядрени реактори. Топлината, генерирана от реактора се използва да ври вода и производство на пара, който задвижва турбина, атомна електроцентрала генерира електричество.

33. Превръщането на слънчевата енергия в топлинна и електрическа енергия. Vetroenegetika и водната енергия.

Основна насока в използването на слънчевата енергия се нагрява. За пряко преобразуване на слънчевата енергия в топлинна енергия, разработена и се използва широко в практиката инсталация слънчева енергия (SRT) за различни цели (доставка на топла вода, отопление и климатик в апартамента, общественост, курортни сгради, нагряване на вода в плувни басейни и различни процеси селскостопанска продукция ).

Според метеоролозите в Беларус, 150 дни в годината, облачно, 185 дни - с променлива облачност и 30 - ясно, но само на броя на часовете на слънцегреене в Беларус достига 1200 часа на север и 1300 на юг.

Слънчевата енергия е структура, състояща се от множество слънчеви колектори са ориентирани към слънцето. Всеки колектор на слънчева енергия предава топлина течност трансфер, който се превръща в пара, всички колектори се събират в централната електроцентралата и доставени на турбогенератора власт.

Фигура 13 - Последователност на слънчевата радиация

във възходящ ред на тяхната ефективност и разходи

Основният елемент на отоплителната система слънчева е приемник, в която се абсорбира слънчевата радиация енергия и трансфер на течността. Фигура 13 показва схематично различни изпълнения на слънчева енергия приемници. Работна опит тези инсталации показва, че слънчеви системи за топла вода могат да бъдат заместени от 40-60% от годишния търсенето на изкопаеми горива, в зависимост от зоната на място чрез нагряване на вода до 40 до 60 ° С

а) отворен контейнер на земята; б) отворен резервоар, изолирани от земята; в) резервоара за мастило; ж) черен с изолиран дъното на резервоара; г) затворен черни нагреватели,

д) нагреватели металния поток с покритие стъкло;

ж) нагревателите металния поток с две стъклени похлупаци; з) еднакви със селективен повърхност; ф) е еднакво с вакуум.

Нагревателят е приемник, която има пореста или груб черен абсорбиращата повърхност, затопля входящия въздух, който след това се предлага на потребителя.

Слънчевият колектор включва приемник. поглъща слънчевата радиация и главината. представляващи оптична система за събиране на слънчевата радиация и я насочва към приемника. Центърът често е огледало на параболична форма, която е в центъра на детектора на радиация. Той постоянно се върти, предоставяйки ориентация към слънцето.

Фотоелектрически преобразуватели са устройства, чиято работа се основава на използването на фотоелектричния ефект, при който, когато свети вещество с леки, електрони излизане от метали (фотоелектричния емисии или фотоемисионна), движение на такси в целия участък граница полупроводник с различни видове проводимост (клапан фотоелектричния ефект), промяната на електрическа проводимост (photoconductivity). Методи fotoelektri-Агенция за преобразуване на слънчевата енергия в електрическа енергия се използва за захранване на потребителите в широк диапазон на мощност от мини-генератор за часовници и калкулатори изходна мощност от няколко вата до централните електроцентрали няколко мегавата.

Вятър е област на техниката, използвайки вятърна енергия за генериране на енергия, и устройства, които превръщат вятърната енергия в полезни механични, електрически или топлинни източници на енергия, вятърни електроцентрали се наричат ​​(WPU) или вятърни турбини. и са автономни

Вятърната енергия в механична растения, като мелници и водни помпи, се използва за няколко столетия. След рязък скок на цените на петрола през 1973 г., интересът към тях се е увеличил драстично. Повечето от съществуващите съоръжения, построени в края на 70-те години - началото на 80-те години на състоянието на техниката в широка употреба на най-новите постижения на аеродинамиката, механици, микроелектроника за контрол и управление. Вятърната енергия от няколко киловата до няколко мегавата са произведени в Европа, САЩ и други части на света. Повечето от тези единици се използва за производство на електроенергия, както в единен енергиен и в автономен режим.

Основно изискване за проектиране на вятърни турбини - като ги предпазва от разрушаване е много силни случайни поривите на вятъра. Във всяка една местност, средно време от 50 години насам, има ветрове от 5-10 пъти по-високи от средните, така вятърни турбини трябва да бъдат проектирани с висока степен на безопасност. максимална проектна капацитета на вятърните турбини се определя за стандартна скорост на вятъра обикновено получено в 12 м / сек.

Вятърна електроцентрала се състои от вятърна мелница, генератор за електрически ток, конструкции за монтаж на определена височина от земята на колело вятър, параметрите на системата за управление на генерираните електроенергията се променя в зависимост от силата и скоростта на вятъра на колелото.

Вятърните турбини са представени от две основни признаци: геометрия вятър колело и позицията си спрямо посоката на вятъра. Ако оста на въртене на витлото е паралелна на въздушния поток, инсталацията се нарича хоризонтална ос ако вертикално перпендикулярна ос.

Принципът на работа на инсталацията за вятърна енергия е както следва. Fantail, наблюдение на вятъра, и се върти от двойка конусни зъбни колела и с дълъг вертикален вал предава своята енергия към долната хоризонтална карданния вал и по-нататък през втората двойка конични зъбни колела и задвижващ ремък - електрически генератор или друг механизъм.

Както неизбежните периоди на спокойствие, а след това да се избегне прекъсване на множителя на захранване трябва да има батерии или електрическа енергия, за да бъдат свързани в паралел, в случаи на спокойствие, с други видове електрически инсталации на мощността.

ВЕЦ е клон на науката и технологиите, като се използва енергията на шофиране на водата (обикновено, реки) за производство на електрическа и механична енергия понякога. Това е най-развитата част на енергия от възобновяеми източници.

ВЕЦ е комплекс от различни съоръжения и оборудване, чието използване позволява да конвертирате енергия вода в електричество. Хидравлични структури осигуряват необходимата концентрация на водния поток, и по-нататъшни процеси се извършват при използване на подходящо оборудване.

Водноелектрически централи са построени на реки, изграждане на водоеми и язовири.

В водноелектрическа кинетичната енергия на падащата вода се използва за производство на електроенергия. Турбината и генераторът преобразува енергията на водата в механична енергия, а след това - в електричество. Турбини и генератори, монтирани или в язовира или в непосредствена близост до него.

Фиг. 14. Схематично водноелектрическа схема.