Výroba elektřiny v Rusku. Výroba, přenos a užívání elektřiny

Výroba elektřiny ve světě dnes hraje obrovskou roli. Je jádrem státní ekonomiky kterékoli země. Obrovské částky peněz se každoročně investují do výroby a využívání elektřiny a vědeckého výzkumu, který s tím souvisí. V každodenním životě jsme tedy neustále konfrontováni s jeho činem moderní člověk by měl mít představu o hlavních procesech jeho výroby a spotřeby.

Jak získat elektřinu

Výroba elektřiny se provádí z jiných forem pomocí speciálních zařízení. Například z kinetiky. K tomu použijte generátor - zařízení, které převádí mechanickou práci na elektrickou energii.

Dalšími existujícími způsoby jeho výroby jsou například konverze záření v světelném rozsahu fotočlánky nebo solární baterií. Nebo výroba elektřiny chemickou reakcí. Nebo použití potenciálu radioaktivního rozpadu nebo chladiva.

Vyrábí se v elektrárnách, které jsou hydraulické, jaderné, tepelné, solární, větrné, geotermální a podobně. V podstatě všechny pracují podle stejného schématu - díky energii primárního nosiče vytváří určité zařízení mechanickou (rotační energii) a poté se přenese do speciálního generátoru, kde se vyrábí elektrický proud.

Hlavní typy elektráren

Výroba a distribuce elektřiny ve většině zemí se provádí výstavbou a provozem tepelných elektráren - tepelných elektráren. Jejich provoz vyžaduje rozsáhlé dodávky fosilních paliv, jejichž výrobní podmínky se každým rokem komplikují a náklady se zvyšují. Koeficient užitečného dopadu paliva v tepelných elektrárnách není příliš vysoký (do 40%) a počet znečištěných odpadů je velký.

Všechny tyto faktory snižují vyhlídky této metody výroby.

Nejvýkonnější je výroba elektřiny z vodních elektráren (VHP). Jejich účinnost dosahuje 93%, náklady na 1 kW / h jsou pětkrát levnější než jiné metody. Přírodní zdroj energie těchto stanic je prakticky nevyčerpatelný, počet pracovníků je minimální, lze je snadno spravovat. Pro rozvoj tohoto odvětví je naše země uznávaným vůdcem.

Bohužel tempo vývoje je omezeno vážnými náklady a dlouhou dobou výstavby vodních elektráren, vzhledem k jejich odlehlosti od velkých měst a dálnic, sezónnímu režimu řek a obtížným pracovním podmínkám.

Navíc obří nádrže zhoršují ekologickou situaci - zaplavují cenné půdy kolem vodních útvarů.

Použití atomové energie

V současné době je výroba, přenos a využívání elektřiny vyráběny jadernými elektrárnami - jadernými elektrárnami. Jsou uspořádány téměř na stejném principu jako tepelné.

Jejich hlavním plusem je malé množství potřebného paliva. Jeden kilogram obohaceného uranu představuje ekvivalent 2,5 tisíc tun uhlí. Proto mohou být JE teoreticky postaveny v jakémkoli regionu, bez ohledu na dostupnost blízkých palivových zdrojů.

V současné době jsou rezervy uranu na planetě mnohem větší než minerální paliva a dopad jaderných elektráren na životní prostředí je minimální a mají bezproblémový provoz.

Obrovský a vážný nedostatek jaderných elektráren představuje pravděpodobnost hrozné havárie s nepředvídatelnými důsledky, což znamená, že jejich nepřetržitý provoz vyžaduje velmi vážná bezpečnostní opatření. Výroba elektřiny na jaderných elektrárnách je navíc obtížně regulována - trvá několik týdnů, než je začnou a úplně se zastaví. Neexistují prakticky žádné technologie pro likvidaci nebezpečného odpadu.

Co je to elektrický generátor

Výroba a přenos elektřiny je možný díky elektrickému generátoru. Toto zařízení převádí všechny druhy energie (tepelné, mechanické, chemické) na elektrické. Princip tohoto procesu je založen na procesu. elektromagnetická indukce. EMF je indukována ve vodiči, který se pohybuje v magnetickém poli, protíná jeho magnetické silové linie. Vodič tak může sloužit jako zdroj elektrické energie.

Základem jakéhokoli generátoru je systém elektromagnetů, které tvoří magnetické pole a vodiče, které ho překračují. Nejvíce ze všeho alternátory založené na aplikaci rotačního magnetického pole. Jeho pevná část se nazývá stator, pohyblivá část - rotor.

Koncepce transformátoru

Transformátor je elektromagnetické statické zařízení určené k přeměně jednoho proudového systému na jiný (sekundární) za použití elektromagnetické indukce.

První transformátory v roce 1876 navrhl P. N. Yablochkov. V roce 1885 maďarští vědci vyvinuli průmyslová jednofázová zařízení. V letech 1889-1891. Vymyslený třífázový transformátor.

Nejjednodušší jednofázový transformátor se skládá z ocelových jader a dvojice vinutí. Používají se k distribuci a přenosu elektřiny, protože generátory elektráren ji vyrábějí při napětí 6 až 24 kW. Je výhodné je přenášet při velkých hodnotách (od 110 do 750 kW). Za tímto účelem jsou na elektrárnách instalovány stupňovité transformátory.

Jak se používá elektřina

Jeho leví podíl jde na dodávku elektřiny průmyslovým podnikům. Výroba spotřebuje až 70% veškeré elektrické energie vyrobené v zemi. Tento údaj se v jednotlivých regionech značně liší v závislosti na klimatických podmínkách a úrovni průmyslového rozvoje.

Další položka výdajů - dodávka elektřiny. Podstanice městské, dálkové, průmyslové elektrické dopravy pomocí stejnosměrného proudu pracují z elektrické sítě elektrizační soustavy. Pro střídavý proud se používají rozvodny rozvodny, které rovněž využívají energii z elektráren.

Dalším odvětvím spotřeby elektrické energie je domácí nabídka. Spotřebitelé jsou zde budovy obytných oblastí všech osad. Jedná se o domy a byty, administrativní budovy, obchody, vzdělávací instituce, vědu, kulturu, zdravotní péči, stravování atd.

Jak je přenos elektřiny

Výroba, přenos a využívání elektřiny - tři velryby v průmyslu. Kromě toho je nejtěžší úkol přenést přijatou energii na spotřebitele.

"Cestuje" hlavně pomocí elektrických vedení - nadzemních vedení. Ačkoli stále více začínají používat kabelové vedení.

Elektřina je vyráběna silnými agregáty obřích elektráren a jejich spotřebitelé jsou relativně malými přijímači rozptýlenými na rozsáhlém území.

Existuje tendence soustředit se na energii, neboť se svým nárůstem snižují relativní náklady na výstavbu elektráren a následně i cena získaných kilowatthodin.

Unifikovaný energetický komplex

Řada faktorů ovlivňuje rozhodnutí o umístění velké elektrárny. Jedná se o typ a množství dostupných zdrojů, dostupnost dopravy, klimatické podmínky, začlenění do sjednocené elektrické sítě atd. Nejčastěji jsou elektrárny postaveny mimo velké zdroje spotřeby energie. Účinnost přenosu na velké vzdálenosti ovlivňuje úspěšné fungování jednoho energetického komplexu rozsáhlého území.

Výroba a přenos elektřiny musí probíhat s minimálním množstvím ztrát, jejichž hlavní příčinou je ohřívací dráty tj. zvýšení vnitřní energie vodiče. Pro udržení přenášeného výkonu na dlouhé vzdálenosti je nutné proporcionálně zvýšit napětí a snížit proud ve vodičích.

Co jsou elektrické vedení

Matematické výpočty ukazují, že množství ztrát v drátech pro topení je nepřímo úměrné čtverci napětí. Proto je elektřina na dlouhé vzdálenosti přenášena pomocí elektrických vedení - vysokonapěťových elektrických vedení. Mezi svými vodiči napětí dosahuje desítek a někdy i stovek tisíc voltů.

Elektrické stanice, které se nacházejí blízko sebe, jsou kombinovány do jediného napájecího systému pomocí elektrických vedení. Výroba elektřiny v Rusku a její přenos jsou prováděny prostřednictvím centralizované energetické sítě, která zahrnuje obrovský počet elektráren. Jednotné řízení systému zaručuje konstantní dodávky elektřiny spotřebitelům.

Trochu historie

Jak byla jednotná elektrická síť v naší zemi? Zkusme se podívat do minulosti.

Do roku 1917 byla výroba elektřiny v Rusku prováděna v nedostatečné míře. Země zaostávala za rozvinutými sousedy, které negativně ovlivnily hospodářství a obranu.

Po říjnové revoluci byl elektrifikační projekt Ruska vyvinut Státní komisí pro elektrifikaci Ruska (zkráceně GOELRO), v čele s G. M. Krzhizhanovskym. S ní spolupracovalo více než 200 vědců a inženýrů. Kontrola byla provedena osobně V.I Leninem.

V roce 1920 byl připraven RSFSR elektrifikační plán, počítaný na 10-15 let. Zahrnuje obnovu starého energetického systému a výstavbu 30 nových elektráren vybavených moderními turbínami a kotli. Hlavní myšlenkou plánu je využití obrovských domácích vodních zdrojů. Byla předpokládána elektrifikace a radikální rekonstrukce celé národní ekonomiky. Důraz byl kladen na růst a rozvoj. těžkého průmyslu zemí

Slavný plán GOERLO

Od roku 1947 se SSSR stal prvním v Evropě a druhým na světě vyrábějícím elektřinu. Díky plánu GOELRO je vytvořena celá domácí ekonomika v co nejkratším čase. Výroba a spotřeba elektřiny v zemi dosáhla kvalitativně nové úrovně.

Plnění tohoto plánu bylo možné díky kombinaci několika důležitých faktorů: vysoká úroveň vědeckého personálu země, hmotný potenciál Ruska, který zůstal od předrevolučního období, centralizace politické a ekonomické moci, schopnost ruských lidí věřit "vrcholům" a realizovat vyhlášené myšlenky.

Plán prokázal efektivitu sovětského systému centralizované moci a vlády.

Výsledky plánu

V roce 1935 byl přijat a převýšen přijatý program. Bylo postaveno 40 elektráren namísto plánovaných 30, předpokládalo se téměř trojnásobek kapacity, než bylo plánováno. Bylo vybudováno 13 elektráren o výkonu 100 tisíc kW. Celková kapacita ruských vodních elektráren činí zhruba 700 000 kW.

Během těchto let byly vybudovány největší objekty strategického významu, jako je světově proslulá vodní elektrárna Dněpru. Pokud jde o celkové ukazatele, sjednocený sovětský energetický systém překonal analogické systémy nejvíce rozvinutých zemí Nového a Starého světa. Výroba elektřiny v Evropě v těchto letech byla výrazně za ukazateli SSSR.

Rozvoj venkova

Pokud by před revolucí nebyly ve vesnicích Ruska téměř žádná elektřina (malé elektrárny instalované velkými vlastníky půdy se nepočítají), pak s realizací plánu GOELRO, díky využití elektřiny dostalo zemědělství nový impuls k rozvoji. Elektromotory se objevily na mlýnech, pilařských strojích, strojích na čištění zrn, které přispěly k modernizaci průmyslu.

Kromě toho se elektřina stává pevně zakotvena v životě občanů a vesničanů, doslova vyhánět "temné Rusko" z temnoty.