Proizvodnja električne energije v Rusiji. Proizvodnja, prenos in uporaba električne energije

Proizvodnja električne energije v svetu danes igra veliko vlogo. Je jedro državnega gospodarstva vsake države. Letno se v proizvodnjo in uporabo električne energije ter znanstvene raziskave, povezane s tem, vlagajo ogromne vsote denarja. Zato se v vsakdanjem življenju nenehno soočamo z njegovim delovanjem sodobnega človeka predstavljati glavne procese njene proizvodnje in porabe.

Kako dobiti elektriko

Proizvodnja električne energije se iz drugih oblik izvaja s pomočjo posebnih naprav. Na primer, iz kinetike. V ta namen uporabite generator - napravo, ki pretvarja mehansko delo v električno energijo.

Druge obstoječe metode njegove proizvodnje so npr. Pretvorba sevanja v svetlobnem območju s pomočjo fotocelic ali sončne baterije. Ali proizvodnja električne energije s kemično reakcijo. Ali uporaba potenciala radioaktivnega razpada ali hladilne tekočine.

Proizvaja se na elektrarnah, ki so hidravlične, jedrske, toplotne, sončne, vetrne, geotermalne in tako naprej. V bistvu vsi delujejo po isti shemi - zaradi energije primarnega nosilca določena naprava proizvaja mehansko (rotacijsko) energijo, ki se nato prenese v poseben generator, kjer se proizvaja električni tok.

Glavne vrste elektrarn

Proizvodnja in distribucija električne energije v večini držav poteka preko izgradnje in obratovanja termoelektrarn - termoelektrarn. Njihovo delovanje zahteva veliko dobavo fosilnih goriv, ​​katerih proizvodni pogoji iz leta v leto postajajo bolj zapleteni, stroški pa se povečujejo. Koeficient koristnega vpliva goriva v termoelektrarnah ni previsok (v 40%), število okoljsko onesnaženih odpadkov pa je veliko.

Vsi ti dejavniki zmanjšujejo možnosti tega načina proizvodnje.

Najbolj ekonomična je proizvodnja električne energije po hidroelektrarnah (HE). Njihova učinkovitost doseže 93%, strošek 1 kW / h je petkrat cenejši od drugih metod. Naravni vir energije takih postaj je praktično neizčrpen, število delavcev je minimalno, enostavno jih je upravljati. Za razvoj te industrije je naša država priznan vodja.

Žal je hitrost razvoja omejena z resnimi stroški in dolgimi obdobji izgradnje hidroelektrarn, zaradi oddaljenosti od velikih mest in avtocest, sezonskega režima rek in težkih delovnih pogojev.

Poleg tega ogromni rezervoarji poslabšujejo ekološko stanje - poplavljajo dragocena zemljišča okoli vodnih teles.

Uporaba atomske energije

Danes proizvodnjo, prenos in uporabo električne energije proizvajajo jedrske elektrarne - jedrske elektrarne. Razporejeni so skoraj na enak način kot termični.

Njihov glavni plus je majhna količina potrebnega goriva. Kilogram obogatenega urana je po zmogljivosti enakovreden 2,5 tisoč ton premoga. Zato se lahko jedrske elektrarne teoretično zgradijo v kateri koli regiji, ne glede na razpoložljivost bližnjih virov goriva.

Trenutno so rezerve urana na planetu veliko večje od mineralnih goriv, ​​vpliv jedrskih elektrarn na okolje pa je minimalen in brez težav.

Veliko in resno pomanjkanje jedrskih elektrarn je verjetnost hude nesreče z nepredvidljivimi posledicami, kar pomeni, da njihovo neprekinjeno delovanje zahteva zelo resne varnostne ukrepe. Poleg tega je proizvodnja električne energije v jedrskih elektrarnah urejena težko - za zagon in popolno ustavitev bo potrebnih več tednov. Prav tako ni praktično nobenih tehnologij za odlaganje nevarnih odpadkov.

Kaj je električni generator

Proizvodnja in prenos električne energije sta možna zaradi električnega generatorja. Ta naprava pretvarja vse vrste energije (termične, mehanske, kemične) v električne. Načelo njegovega delovanja temelji na procesu. elektromagnetna indukcija. EMF je induciran v prevodniku, ki se premika v magnetnem polju, seka njegove magnetne sile. Tako lahko vodnik služi kot vir električne energije.

Osnova vsakega generatorja je sistem elektromagnetov, ki tvorijo magnetno polje in vodnike, ki ga prečkajo. Predvsem alternatorji temelji na uporabi rotirajočega magnetnega polja. Njen fiksni del se imenuje stator, gibljivi del - rotor.

Koncept transformatorja

Transformator je elektromagnetna statična naprava, zasnovana za pretvorbo ene trenutne sisteme v drugo (sekundarno) z uporabo elektromagnetne indukcije.

Prve transformatorje leta 1876 je predlagal P. N. Yablochkov. Leta 1885 so madžarski znanstveniki razvili industrijske enofazne naprave. V letih 1889-1891. Izmišljeni trifazni transformator.

Najenostavnejši enofazni transformator je sestavljen iz jeklenega jedra in para navitij. Uporabljajo se za distribucijo in prenos električne energije, saj jo proizvajalci elektrarn proizvajajo pri napetosti od 6 do 24 kW. Koristno je, da ga oddajamo pri velikih vrednostih (od 110 do 750 kW). V ta namen so na elektrarnah nameščeni postopni transformatorji.

Kako se uporablja električna energija

Njegov največji delež je namenjen dobavi električne energije industrijskim podjetjem. Proizvodnja porabi do 70% vse električne energije, proizvedene v državi. Ta številka se zelo razlikuje za posamezne regije glede na podnebne razmere in raven industrijskega razvoja.

Druga postavka odhodkov - dobava električne energije. Postaje mestnega, daljinskega, industrijskega električnega transporta z enosmernim tokom potekajo iz električnega omrežja elektroenergetskega sistema. Za transport AC se uporabljajo razdelilne postaje, ki porabijo tudi električno energijo iz elektrarn.

Drugi sektor porabe električne energije je domača ponudba. Potrošniki so tukaj stavbe stanovanjskih območij vseh naselij. To so hiše in stanovanja, upravne zgradbe, trgovine, ustanove za izobraževanje, znanost, kulturo, zdravstvo, gostinstvo itd.

Kako poteka prenos električne energije

Proizvodnja, prenos in uporaba električne energije - trije kiti industrije. Poleg tega je najtežja naloga prenesti prejeto moč na potrošnike.

"Potuje" predvsem s pomočjo električnih vodov - nadzemnih električnih vodov. Čeprav se vedno bolj uporabljajo kabelske linije.

Električno energijo proizvajajo močni agregati velikih elektrarn, njeni potrošniki pa so razmeroma majhni sprejemniki, razpršeni po velikem ozemlju.

Obstaja težnja po koncentraciji moči, saj se s povečanjem relativni stroški gradbenih elektrarn zmanjšujejo, posledično pa tudi stroški pridobljenih kilovatnih ur.

Enotni energetski kompleks

Na odločitev o postavitvi velike elektrarne vpliva več dejavnikov. To je vrsta in količina razpoložljivih virov, razpoložljivost prevoza, podnebne razmere, vključitev v enotno omrežje itd. Pogosto so elektrarne zgrajene ločeno od velikih virov porabe energije. Učinkovitost prenosa na velike razdalje vpliva na uspešno delovanje enega energetskega kompleksa velikega ozemlja.

Proizvodnja in prenos električne energije morata potekati z minimalno količino izgub, katerih glavni vzrok je ogrevalne žice povečanje notranje energije prevodnika. Za vzdrževanje prenosa moči na dolge razdalje je potrebno sorazmerno povečati napetost in zmanjšati jakost toka v žicah.

Kaj je električni vod

Matematični izračuni kažejo, da je količina izgub v žicah za ogrevanje obratno sorazmerna s kvadratom napetosti. Zato se električna energija na dolgih razdaljah prenaša preko električnih vodov - visokonapetostnih električnih vodov. Med njihovimi žicami je napetost na desetine, včasih pa tudi na stotine tisoč voltov.

Elektrarne, ki se nahajajo blizu drug drugega, se s pomočjo električnih vodov združijo v en sam sistem. Proizvodnja električne energije v Rusiji in njen prenos se izvajata prek centraliziranega energetskega omrežja, ki vključuje veliko število elektrarn. Poenoteno upravljanje sistema zagotavlja stalno oskrbo potrošnikov z električno energijo.

Malo zgodovine

Kako je bilo enotno električno omrežje v naši državi? Poskusimo pogledati v preteklost.

Proizvodnja električne energije v Rusiji je bila do leta 1917 nezadostna. Država je zaostajala za svojimi razvitimi sosedami, kar je negativno vplivalo na gospodarstvo in obrambo.

Po oktobrski revoluciji je projekt elektrifikacije Rusije razvila državna komisija za elektrifikacijo Rusije (skrajšano GOELRO), ki jo je vodil G. M. Krzhizhanovsky. Z njo je sodelovalo več kot 200 znanstvenikov in inženirjev. Nadzor je osebno opravil V.I. Lenin.

Leta 1920 je bil pripravljen načrt elektrifikacije RSFSR, izračunan za 10-15 let. Vključeval je obnovo starega elektroenergetskega sistema in izgradnjo 30 novih elektrarn, opremljenih s sodobnimi turbinami in kotli. Glavna ideja načrta je uporaba ogromnih domačih hidroenergetskih virov. Predvidevali smo elektrifikacijo in korenito obnovo celotnega nacionalnega gospodarstva. Poudarek je bil na rasti in razvoju. težka industrija državah

Slavni načrt GOERLO

Od leta 1947 je ZSSR postala prva v Evropi in druga na svetu, ki proizvaja električno energijo. Zaradi načrta GOELRO je bilo celotno domače gospodarstvo oblikovano v najkrajšem možnem času. Proizvodnja in poraba električne energije v državi sta dosegli kakovostno novo raven.

Izpolnjevanje načrta je postalo možno zaradi kombinacije več pomembnih dejavnikov: visoke stopnje znanstvenega osebja v državi, materialnega potenciala Rusije, ki je ostala od pred-revolucionarnih časov, centralizacije politične in gospodarske moči, sposobnosti ruskega ljudstva, da verjamejo v "vrhove" in uresničujejo razglašene ideje.

Načrt je dokazal učinkovitost sovjetskega sistema centralizirane oblasti in vlade.

Načrtujte rezultate

Leta 1935 je bil sprejet in presežen sprejet program. Namesto načrtovanih 30 je bilo zgrajenih 40 elektrarn, predvidenih je bilo skoraj trikrat več od načrtovanih. Zgrajenih je bilo 13 elektrarn na 100 tisoč kW. Skupna zmogljivost ruskih hidroelektrarn je bila približno 700.000 kW.

V teh letih so bili zgrajeni največji strateško pomembni objekti, kot je svetovno znana Dnepska hidroelektrarna. Po skupnih kazalnikih je enotni sovjetski energetski sistem presegel analogne sisteme najbolj razvitih držav novega in starega sveta. Proizvodnja električne energije v Evropi je v teh letih znatno zaostajala za kazalniki ZSSR.

Razvoj podeželja

Če pred revolucijo ni bilo skoraj nobene električne energije v vaseh Rusije (majhne elektrarne, ki so jih namestili veliki lastniki zemljišč, se ne štejejo), potem je z izvajanjem načrta GOELRO zaradi uporabe električne energije kmetijstvo dobilo nov zagon za razvoj. Električni motorji so se pojavili na mlinih, žagah, strojih za čiščenje zrn, kar je prispevalo k posodobitvi industrije.

Poleg tega je električna energija postala trdno uveljavljena v življenju državljanov in vaščanov, dobesedno se je iz temi iztrgala »temna Rusija«.