Thế nào là điện năng, nhiệt điện, điện năng và hệ thống điện

Năng lượng (tổ hợp năng lượng nhiên liệu) — một lĩnh vực của nền kinh tế bao gồm các nguồn tài nguyên, sản xuất, chuyển đổi và sử dụng các loại năng lượng khác nhau.

Năng lượng theo cách hiểu khoa học hiện đại, nó được hiểu là thước đo chung cho mọi hình thức vận động của vật chất. Phân biệt được các dạng vận động nhiệt, cơ, điện và các dạng vận động khác của vật chất.

Năng lượng có thể được biểu diễn bằng các khối liên kết với nhau sau đây:

1. Doanh nghiệp tài nguyên năng lượng và khai khoáng;

2. Nhà máy lọc dầu, vận chuyển nhiên liệu thành phẩm;

3. Sản xuất, truyền tải điện năng, nhiệt năng;

4. Người tiêu dùng năng lượng, nguyên vật liệu và sản phẩm.

Tóm tắt các khối:

1) Tài nguyên thiên nhiên được chia thành:

• năng lượng tái tạo (năng lượng mặt trời, sinh khối, tài nguyên nước);

• không tái tạo (than, dầu);

2) Doanh nghiệp khai khoáng (mỏ, mỏ, giếng khí);

3) doanh nghiệp chế biến nhiên liệu (làm giàu, chưng cất, lọc nhiên liệu);

4) Vận chuyển nhiên liệu (vận tải đường sắt, tàu chở dầu);

5) Sản xuất điện, nhiệt năng (CHP, NPP, HPP);

6) Truyền tải điện và nhiệt năng (mạng điện, đường ống);

7) Người tiêu dùng năng lượng, nhiệt (điện và quy trình công nghiệp, sưởi ấm).

Các dạng năng lượng chính được sử dụng ngày nay là nhiệt và điện. Các ngành công nghiệp năng lượng nghiên cứu quá trình sản xuất, biến đổi, vận chuyển và sử dụng năng lượng nhiệt và điện được gọi là kỹ thuật nhiệt điện.

Năng lượng của dòng nước, trước đây được sử dụng trực tiếp dưới dạng năng lượng cơ học, giờ đây được chuyển đổi thành nhà máy thủy điện trong năng lượng điện. Ngành năng lượng nghiên cứu các quá trình biến đổi năng lượng nước thành điện năng được gọi là Năng lượng Hidro.

Việc mở đường cho việc sử dụng năng lượng hạt nhân đã tạo ra một nhánh năng lượng mới— năng lượng hạt nhân hoặc hạt nhân… Năng lượng của các quá trình hạt nhân được chuyển đổi thành năng lượng nhiệt và điện và được sử dụng ở các dạng này.

Các câu hỏi về việc sử dụng năng lượng của các khối không khí chuyển động được xem xét năng lượng gió. Năng lượng gió được sử dụng chủ yếu ở dạng cơ học. Nó liên quan đến việc sử dụng năng lượng mặt trời năng lượng mặt trời.

Mỗi nhánh năng lượng với tư cách là một khoa học đều có cơ sở lý thuyết dựa trên các quy luật của các hiện tượng vật lý trong lĩnh vực này.

Năng lượng, là lĩnh vực hoạt động quan trọng nhất của con người, cần một thời gian dài để phát triển quy mô lớn.

Năng lượng là một ngành thâm dụng vốn. Sức mạnh của các nhà máy điện trên Trái đất vượt quá một tỷ kilowatt.

Một sự hiểu biết rõ ràng về sự thống nhất và tương đương của các dạng năng lượng khác nhau chỉ hình thành vào giữa thế kỷ 19, khi đã có nhiều kinh nghiệm trong việc chuyển đổi một số dạng năng lượng thành các dạng năng lượng khác:

• một động cơ hơi nước đã được tạo ra để chuyển nhiệt thành năng lượng cơ học;

• những nguồn năng lượng điện đầu tiên được phát hiện - tế bào điện, trong đó diễn ra quá trình chuyển đổi trực tiếp năng lượng hóa học thành năng lượng điện;

• bằng phương pháp điện phân, quá trình chuyển đổi ngược lại được thực hiện nhiều lần — năng lượng điện thành năng lượng hóa học;

• một động cơ điện được tạo ra trong đó năng lượng điện được chuyển đổi thành năng lượng cơ học;

• phát hiện ra hiện tượng biến đổi trực tiếp điện năng thành nhiệt năng.

Năm 1831, một phương pháp được phát hiện để chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện. Kết luận tự nhiên về lượng dữ liệu tích lũy khổng lồ về sự chuyển đổi một số dạng năng lượng thành dạng năng lượng khác là khám phá định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng - một trong những định luật cơ bản của vật lý.

Nhu cầu chuyển đổi năng lượng là do các quá trình khác nhau đòi hỏi các dạng năng lượng khác nhau.

Sự biến đổi năng lượng không chỉ giới hạn trong việc biến đổi một số dạng của nó thành dạng khác. Năng lượng nhiệt được sử dụng ở các giá trị khác nhau về nhiệt độ của chất lỏng làm mát (hơi nước, khí đốt, nước), năng lượng điện - dưới dạng dòng điện xoay chiều hoặc một chiều và ở các mức điện áp khác nhau.

Sự biến đổi năng lượng được thực hiện trong các máy móc, thiết bị và thiết bị khác nhau, nói chung, tạo thành cơ sở kỹ thuật của năng lượng.

Vì vậy, trong các nhà máy nồi hơi, năng lượng hóa học của nhiên liệu được chuyển thành nhiệt, trong tuabin hơi, nhiệt này do hơi nước mang theo được chuyển thành năng lượng cơ học, sau đó trong máy phát điện được chuyển đổi thành năng lượng điện.

Trong các nhà máy thủy điện, trong tuabin nước và máy phát điện, năng lượng của dòng nước được chuyển thành năng lượng điện, trong động cơ điện, năng lượng điện được chuyển thành năng lượng cơ học, v.v.

Các phương pháp tạo và sử dụng các loại máy móc, thiết bị, thiết bị được thiết kế để tiếp nhận, biến đổi, vận chuyển và sử dụng các dạng năng lượng khác nhau dựa trên các phần liên quan của cơ sở lý thuyết về năng lượng và tạo nên các phần của khoa học kỹ thuật như kỹ thuật nhiệt, điện. kỹ thuật, kỹ thuật thủy lực và kỹ thuật gió.

Năng lượng - một phần của ngành năng lượng giải quyết các vấn đề về thu được lượng điện lớn, truyền tải đi xa và phân phối đến người tiêu dùng, sự phát triển của nó là do hệ thống điện.

Hệ thống điện là một tập hợp các nhà máy điện, hệ thống điện và nhiệt được kết nối với nhau, cũng như người tiêu dùng năng lượng điện và nhiệt, thống nhất bởi sự thống nhất của quá trình sản xuất, truyền tải và tiêu thụ điện.

Hệ thống điện: TPP — nhà máy nhiệt điện kết hợp, NPP — nhà máy điện hạt nhân, KES — nhà máy điện ngưng tụ, Nhà máy thủy điện - nhà máy thủy điện, 1-6 — người tiêu dùng điện từ các nhà máy nhiệt điện

Sơ đồ nhà máy nhiệt điện ngưng tụ

Hệ thống điện (hệ thống điện, ES) — phần điện của hệ thống điện.

Sơ đồ hệ thống điện
Sơ đồ được hiển thị trong một hình ảnh một dòng, nghĩa là một dòng có nghĩa là ba giai đoạn.

Quy trình công nghệ trong hệ thống điện

Quy trình công nghệ là quá trình biến đổi nguồn năng lượng sơ cấp (nhiên liệu hóa thạch, thủy điện, nhiên liệu hạt nhân) thành sản phẩm cuối cùng (điện năng, nhiệt năng). Các thông số, chỉ tiêu của quy trình công nghệ quyết định hiệu quả sản xuất.

Quy trình công nghệ được thể hiện dưới dạng sơ đồ trong hình, từ đó có thể thấy rằng có một số giai đoạn chuyển đổi năng lượng.

Sơ đồ quy trình công nghệ trong hệ thống điện: K — nồi hơi, T — tua-bin, G — máy phát điện, T — máy biến áp, đường dây điện — đường dây điện

Trong lò hơi K, năng lượng đốt cháy của nhiên liệu được chuyển thành nhiệt. Lò hơi là một máy tạo hơi nước. Trong một tuabin, năng lượng nhiệt được chuyển đổi thành năng lượng cơ học. Trong máy phát điện, năng lượng cơ học được chuyển đổi thành năng lượng điện. Điện áp của năng lượng điện trong quá trình truyền dọc theo đường dây điện từ trạm đến người tiêu dùng được biến đổi, đảm bảo hiệu quả truyền tải.

Hiệu quả của quy trình công nghệ phụ thuộc vào tất cả các kết nối này, do đó, có rất nhiều nhiệm vụ chế độ liên quan đến vận hành nồi hơi, tuabin nhà máy nhiệt điện, tuabin nhà máy thủy điện, lò phản ứng hạt nhân, thiết bị điện (máy phát điện, máy biến áp, đường dây điện). , vân vân.). Cần phải chọn thành phần của thiết bị vận hành, chế độ sạc và sử dụng và tuân thủ tất cả các hạn chế.

Lắp đặt điện - lắp đặt trong đó điện được sản xuất, sản xuất hoặc tiêu thụ, phân phối. Nó có thể là: mở hoặc đóng (trong nhà).

Nhà máy điện — một tổ hợp công nghệ phức tạp trong đó năng lượng của nguồn tự nhiên được chuyển đổi thành năng lượng của dòng điện hoặc nhiệt.

Cần lưu ý rằng các nhà máy điện (đặc biệt là nhiệt điện, đốt than) là nguồn gây ô nhiễm môi trường chính từ ngành năng lượng.

Trạm biến áp điện — lắp đặt điện được thiết kế để chuyển đổi điện năng từ điện áp này sang điện áp khác có cùng tần số.

Truyền tải điện (đường dây điện) — kết cấu gồm các trạm biến áp trên cao của đường dây điện và trạm biến áp đi xuống (hệ thống dây dẫn, cáp, giá đỡ) được thiết kế để truyền tải điện năng từ nguồn đến hộ tiêu dùng.

Điện lưới — một tập hợp các đường dây điện và trạm biến áp, tức là thiết bị kết nối điện với người tiêu dùng năng lượng.