Электроэнергетика и наш «Лицей № 2»

Министерство образования Ставропольского края

Муниципальное общеобразовательное учреждение Лицей №2

Проект по физике

На тему:

 Электроэнергетика и наш «Лицей № 2»

                                                            Работу выполнили ученики:

                                                          11 «Л» класса

                                          МОУ «Лицей№2»

                                       г. Михайловска,

                                                 Ставропольского края

                                                                Сиротенко Евгений

                                                             Гараба Владимир

                                                                      Кудрявцев Станислав

                                                         Под руководством учителя физики:

                                                              Свердловой Л. Г.

г. Михайловск, 2011 год.

Цель: Выяснить, нужна ли автономная  электростанция «Лицею№2».

Основополагающий вопрос: Выгодно ли использование автономной электростанции «Лицею№2».

Проблемные вопросы:

1. Сколько энергии потребляет «Лицей№2».
2. Какие виды электростанций существует.
3. Сколько они вырабатывают энергии.
4. Какая электростанция подходит «Лицею№2».

Гипотеза: «Лицею №2» -  нужна электростанция.

Задачи:

1. Составить план работы.
2. Найти ответы на поставленные вопросы.
3. Обработать информацию и сделать вывод.
4. Оформить в виде презентации.
5. Защитить проект.

План работы:

1. Произвести расчеты по затрате «Лицеем №2»  электроэнергии.
2. Найти информацию об электростанциях.
3. Подобрать электростанцию с учетом затрат «Лицея№2».
4. Сделать вывод.
5. Сделать презентацию по собранным данным.
6. Защитить проект.

Содержание:                                                                                      стр. слайдов

1. Расчет энергозатрат «Лиця№2».                                                 4
2. Электростанции                                                                            8
3. Виды электростанций.

1. Гидроэлектростанции.                                                                9
2. Газотурбинные установки.                                                                 11
3. Электростанции с ДВС                                                                12
4. Атомные электростанции.                                                                 13
5. Дизельные электростанции                                                         18
6. Тепловые электростанции                                                                 16
7. конденсационные электростанции                                                        15
8. теплоэлектроцентрали                                                                16
9. Солнечные, ветровые, геотермальные электростанции.                                14

4. Вывод                                                                                20
5. Используемая литература                                                        21

За день: 1.35МВт.

За месяц: 40,5 МВт.

За год: 364,5 МВт.

Электростанции

Электрическая станция, совокупность установок, оборудования и Аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории. В зависимости от источника энергии различают тепловые электростанции, гидроэлектрические станции, гидроаккумулирующие электростанции, Атомные электростанции, а также приливные электростанции, ветроэлектростанции, геотермические электростанции, электростанции с магнитогидродинамическим генератором.

Гидроэлектростанции. Около 23% электроэнергии во всем мире вырабатывают ГЭС. Они преобразуют кинетическую энергию падающей воды в механическую энергию вращения турбины, а турбина приводит во вращение электромашинный генератор тока. Самый крупный в мире гидроэнергоблок установлен в Итайпу на р. Парана, там, где она разделяет Парагвай и Бразилию. Его мощность равна 750 МВт. Всего на ГЭС в Итайпу установлено 18 таких блоков.

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) оборудуются агрегатами (гидравлическими и электрическими машинами), которые по своей конструкции способны работать как в турбинном, так и в насосном режиме. В часы малых нагрузок ГАЭС, потребляя электроэнергию, перекачивает воду из низового водоема в верховой, а в часы повышенных нагрузок в энергосистеме использует запасенную воду для выработки пиковой энергии. Время пуска и смены режимов составляет несколько минут.

Гидроаккумулирующие электростанции

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) оборудуются агрегатами (гидравлическими и электрическими машинами), которые по своей конструкции способны работать как в турбинном, так и в насосном режиме.

Газотурбинные установки. ГТУ довольно широко применяются на малых электростанциях, принадлежащих муниципалитетам или промышленным предприятиям, а также в качестве «пиковых» (резервных) блоков – на крупных электростанциях. В камерах сгорания ГТУ сжигается мазут или природный газ, и высокотемпературный газ высокого давления воздействует на рабочие колеса турбины примерно так же, как и пар в паровой турбине. Вращающийся ротор газовой турбины приводит во вращение электрогенератор, а также воздушный компрессор, который подводит к камере сгорания воздух, необходимый для горения. Примерно 2/3 энергии поглощается компрессором; горячие выхлопные газы после турбины выводятся в дымовую трубу. По этой причине КПД газотурбинных установок не очень высок, но зато малы и капитальные затраты в сравнении с паровыми турбинами той же мощности. Если ГТУ используется на протяжении лишь нескольких часов в году в периоды пиковой нагрузки, то высокие эксплуатационные расходы компенсируются низкими капитальными, так что применение ГТУ для обеспечения до 10% полной выходной мощности электростанции оказывается экономически целесообразным.

В комбинированных парогазотурбинных энергетических установках (ПГУ) высокотемпературные выхлопные газы газовой турбины направляются не в дымовую трубу, а в котел-утилизатор, который вырабатывает пар для паровой турбины. КПД такой установки выше, чем у лучшей паровой турбины, взятой отдельно (около 36%).

Электростанции с ДВС. На электростанциях, принадлежащих муниципалитетам и промышленным предприятиям, для привода электрогенераторов часто применяются дизельные и бензиновые двигатели внутреннего сгорания.

У двигателей внутреннего сгорания низкий КПД, что связано со спецификой их термодинамического цикла, но этот недостаток компенсируется низкими капитальными расходами. Мощность самых больших дизелей составляет около 5 МВт. Их преимуществом являются малые размеры, позволяющие с удобством располагать их рядом с электропотребляющей системой в хозяйстве муниципалитета или на заводе. Они не требуют больших количеств воды, так как не приходится конденсировать выхлопные газы; достаточно охлаждать цилиндры и смазочное масло. На установках с большим числом дизелей или бензиновых двигателей их выхлопные газы собираются в коллектор и направляются на парогенератор, что существенно повышает общий КПД.

Атомные электростанции. На АЭС электроэнергия вырабатывается так же, как и на обычных ТЭС, сжигающих ископаемое топливо, – посредством электромашинных генераторов, приводимых во вращение паровыми турбинами. Но пар здесь получается за счет деления изотопов урана или плутония в ходе управляемой цепной реакции, протекающей в ядерном реакторе. Теплоноситель, циркулирующий через охлаждающий тракт активной зоны реактора, отводит выделяющуюся теплоту реакции и непосредственно либо через теплообменники используется для получения пара, который подается на турбины.

Капитальные расходы на строительство АЭС крайне велики по сравнению с расходами на электростанции, сжигающие ископаемое топливо, той же мощности: в США в среднем около 3000 долл./кВт, тогда как для ТЭС на угле – 600 долл./кВт. Но АЭС потребляет очень малые количества ядерного топлива, а это может оказаться весьма существенным для стран, которым иначе пришлось бы импортировать обычное топливо.

Солнечные, ветровые, геотермальные электростанции. Солнечная энергия преобразуется непосредственно в электроэнергию полупроводниковыми фотоэлектрическими генераторами тока, но капитальные затраты на эти преобразователи и их установку таковы, что стоимость установленной мощности оказывается в несколько раз выше, чем на ТЭС. Коэффициент преобразования составляет 12–15%. Солнечную радиацию можно также использовать для выработки электроэнергии, концентрируя солнечные лучи при помощи большой системы зеркал, управляемой компьютером, на парогенераторе, установленном в ее центре на башне. Создатели ветровых электростанций мощностью 4 МВт, построенных в США, встретились с многочисленными трудностями из-за их сложности и больших размеров. Ветровые электростанции окупаются только при условии, что скорость ветра больше 19 км/ч, а ветры дуют более или менее постоянно. К сожалению, они очень шумны и поэтому не могут располагаться вблизи населенных пунктов.

На конденсационных электростанциях тепло, полученное при сжигании топлива, передается в парогенераторе водяному пару, который поступает в конденсационную турбину. Внутренняя энергия пара преобразуется в турбине в механическую энергию и затем электрическим генератором в электрический ток. Отработанный пар отводится в конденсатор, откуда конденсат пара перекачивается насосами обратно в парогенератор. КЭС также называется ГРС.

В отличие от КЭС на теплоэлектроцентралях перегретый пар не полностью используется в турбинах, а частично отбирается для нужд теплофикации. Комбинированное использование тепла значительно повышает экономичность тепловых электростанций и существенно снижает стоимость 1 кВт в час, вырабатываемой ими электроэнергии.

Стоимость электростанций

«Лицею №2» устраивают два типа электростанций: дизельные и гелиоэлектростанции,  так как гелиоэлектростанции слишком дорогие то они не устраивают «Лицей №2», следовательно по цене устраивает дизельная электростанция

Дизельные электростанции

Стоимость одной дизельной электростанции вырабатывающей 1 МВт 76000 рублей затраты бензина данной электростанции 200 литров в час следовательно один МВт стоит Литры умножить на стоимость бензина 200*23=4600 рублей в час.

Стоимость электроэнергии

Для школы 1 кВт стоит 2.32 рубля, а у нас 1000 кВт следовательно один день  электроэнергии тстоит 2320 рублей

Вывод

         Проделав данную работу и сделав вычисления, мы выяснили, что «Лицею №2» не нужна стационарная дизельная электростанция, потому что затраты на её эксплуатацию слишком велики.  Поэтому дизельную электростанцию можно приобрести, но включать её следует только при кратковременном  отсутствии электричества.

Используемая литература:

1. www.wikipedia.ru
2. www.5ballov.ru
3. Большая Советская Энциклопедия Том 30, издание №3, 1978 год.