Čo je energia, tepelná energia, elektrická energia a elektrické systémy

Energia (palivový energetický komplex) — oblasť hospodárstva, ktorá zahŕňa zdroje, výrobu, transformáciu a využitie rôznych druhov energie.

Energia v modernom vedeckom chápaní sa chápe ako všeobecná miera pre všetky formy pohybu hmoty. Diferenciácia tepelných, mechanických, elektrických a iných foriem pohybu hmoty.

Energia môže byť reprezentovaná nasledujúcimi vzájomne prepojenými blokmi:

1. Prírodné zdroje energie a banské podniky;

2. Rafinérie a preprava hotového paliva;

3. Výroba a prenos elektrickej a tepelnej energie;

4. Spotrebitelia energie, surovín a produktov.

Zhrnutie blokov:

1) Prírodné zdroje sa delia na:

• obnoviteľné (solárne, biomasa, vodné zdroje);

• neobnoviteľné (uhlie, ropa);

2) Ťažobné podniky (bane, bane, plynové vrty);

3) podniky na spracovanie paliva (obohacovanie, destilácia, čistenie paliva);

4) Preprava pohonných hmôt (železničná doprava, cisternové lode);

5) Výroba elektrickej a tepelnej energie (KVET, JE, VE);

6) Prenos elektrickej a tepelnej energie (elektrické siete, potrubia);

7) Spotrebitelia energie, tepla (elektrina a priemyselné procesy, vykurovanie).

Hlavnými formami, v ktorých sa dnes energia využíva, sú teplo a elektrina. Energetické odvetvia študujúce výrobu, transformáciu, dopravu a využitie tepelnej a elektrickej energie sa nazývajú tepelná energetika, resp.

Energia vodných tokov, predtým využívaná priamo vo forme mechanickej energie, je teraz premenené na vodné elektrárne v elektrickej energii. Energetický priemysel, ktorý študuje procesy premeny vodnej energie na elektrickú, sa nazýva vodná energia.

Otvorením cesty k využívaniu jadrovej energie vzniklo nové odvetvie energetiky – jadrová alebo jadrová energia… Energia jadrových procesov sa premieňa na tepelnú a elektrickú energiu a využíva sa v týchto formách.

Zvažujú sa otázky o využití energie pohybujúcich sa vzdušných hmôt veterná energia. Veterná energia používa sa hlavne v mechanickej forme. Zaoberá sa využívaním slnečnej energie solárna energia.

Každé z odvetví energetiky ako vedy má svoj teoretický základ založený na zákonitostiach fyzikálnych javov v tejto oblasti.

Energia, ako najdôležitejšia oblasť ľudskej činnosti, trvá dlho, kým sa rozšíri.

Energetika je kapitálovo náročný priemysel. Výkon zemských elektrární presahuje jednu miliardu kilowattov.

Jasné pochopenie jednoty a ekvivalencie rôznych foriem energie sa formovalo až v polovici devätnásteho storočia, keď už bolo získaných veľa skúseností s premenou niektorých foriem energie na iné:

• bol vytvorený parný stroj, ktorý premieňal teplo na mechanickú energiu;

• boli objavené prvé zdroje elektrickej energie — galvanické články, v ktorých prebieha priama premena chemickej energie na elektrickú energiu;

• pomocou elektrolýzy sa opakovane vykonáva spätná premena — elektrická energia na chemickú energiu;

• bol vytvorený elektromotor, v ktorom sa elektrická energia premieňa na mechanickú energiu;

• bol objavený fenomén priamej premeny elektrickej energie na teplo.

V roku 1831 bol objavený spôsob premeny mechanickej energie na elektrickú energiu. Prirodzeným záverom obrovského množstva nahromadených údajov o premene niektorých foriem energie na iné bol objav zákon zachovania a premeny energie — jeden zo základných fyzikálnych zákonov.

Potreba premeny energie je spôsobená skutočnosťou, že rôzne procesy vyžadujú rôzne formy energie.

Transformácie energie sa neobmedzujú len na premenu niektorých jej foriem na iné. Tepelná energia sa využíva pri rôznych hodnotách teploty chladiacej kvapaliny (para, plyn, voda), elektrická energia — vo forme striedavého alebo jednosmerného prúdu a pri rôznych napäťových úrovniach.

Transformácia energie sa vykonáva v rôznych strojoch, prístrojoch a zariadeniach, ktoré tvoria technickú základňu energie.

Takže v kotolniach sa chemická energia palív premieňa na teplo, v parnej turbíne sa toto teplo prenášané vodnou parou premieňa na mechanickú energiu, ktorá sa potom v elektrickom generátore sa premieňa na elektrickú energiu.

Vo vodných elektrárňach, vo vodných turbínach a elektrických generátoroch sa energia vodných tokov premieňa na elektrickú energiu, v elektromotoroch sa elektrická energia premieňa na mechanickú energiu atď.

Metódy vytvárania a používania rôznych strojov, prístrojov, zariadení určených na príjem, transformáciu, transport a využitie rôznych foriem energie vychádzajú z príslušných častí teoretických základov energetiky a tvoria časti takých technických vied, ako je tepelná technika, elektrotechnika. strojárstvo, hydraulické inžinierstvo a veterné inžinierstvo.

Energetika - časť energetického sektora, ktorá sa zaoberá problémami získavania veľkého množstva elektriny, jej prenosu na diaľku a distribúcie spotrebiteľom, o jej rozvoj sa zaslúžili elektroenergetické systémy.

Elektrický systém je súbor vzájomne prepojených elektrární, elektrických a tepelných systémov, ako aj spotrebiteľov elektrickej a tepelnej energie, ktoré spája jednota procesu výroby, prenosu a spotreby elektriny.

Elektrická sústava: TPP — kombinovaná elektráreň, JE — jadrová elektráreň, KES — kondenzačná elektráreň, Vodná elektráreň – vodná elektráreň, 1-6 — odberatelia elektriny z tepelných elektrární

Schéma tepelnej kondenzačnej elektrárne

Elektrický systém (elektrický systém, ES) — elektrická časť energetického systému.

Schéma elektrického systému
Diagram je zobrazený na jednoriadkovom obrázku, to znamená, že jeden riadok znamená tri fázy.

Technologický proces v elektrizačnej sústave

Technologický proces je proces premeny primárneho energetického zdroja (fosílne palivo, vodná energia, jadrové palivo) na konečný produkt (elektrina, tepelná energia). Parametre a ukazovatele technologického procesu určujú efektívnosť výroby.

Technologický postup je schematicky znázornený na obrázku, z ktorého je vidieť, že existuje niekoľko stupňov premeny energie.

Schéma technologického procesu v elektrizačnej sústave: K — kotol, T — turbína, G — generátor, T — transformátor, elektrické vedenie — elektrické vedenia

V kotli K sa energia spaľovania paliva premieňa na teplo. Kotol je parogenerátor. V turbíne sa tepelná energia premieňa na mechanickú energiu. V generátore sa mechanická energia premieňa na elektrickú energiu. Napätie elektrickej energie v procese jej prenosu pozdĺž elektrického vedenia od stanice k spotrebiteľovi sa transformuje, čo zaisťuje účinnosť prenosu.

Od všetkých týchto súvislostí závisí efektívnosť technologického procesu.Preto existuje komplex režimových úloh súvisiacich s prevádzkou kotlov, turbín tepelných elektrární, turbín vodných elektrární, jadrových reaktorov, elektrických zariadení (generátory, transformátory, elektrické vedenia , atď.). Je potrebné zvoliť skladbu prevádzkového zariadenia, spôsob jeho nabíjania a používania a dodržiavať všetky obmedzenia.

Elektroinštalácia - zariadenie, v ktorom sa vyrába, vyrába alebo spotrebúva, distribuuje elektrina. Môže byť: otvorené alebo zatvorené (vnútorné).

Elektráreň — komplexný technologický komplex, v ktorom sa energia prírodného zdroja premieňa na energiu elektrického prúdu alebo tepla.

Je potrebné poznamenať, že elektrárne (najmä tepelné, uhoľné) sú hlavnými zdrojmi znečistenia životného prostredia z energetického sektora.

Elektrická rozvodňa – elektrická inštalácia určená na premenu elektriny z jedného napätia na druhé s rovnakou frekvenciou.

Prenos energie (elektrické vedenia) — konštrukcia pozostáva z vyvýšených rozvodní elektrického vedenia a zostupných rozvodní (systém drôtov, káblov, podpier) určených na prenos elektriny zo zdroja k spotrebiteľovi.

Sieťová elektrina — súbor elektrických vedení a rozvodní, t.j. zariadenia pripájajúce napájanie spotrebiteľov energie.