Производство и использование электрической энергии

Производство и использование электрической энергии

2 слайд. Генерация электрической энергии.

Генерация электроэнергии – производство электроэнергии посредством преобразования её из других видов энергии с помощью специальных технических устройств.

Практически на всех электростанциях, имеющих промышленное значение, используется следующая схема: энергия первичного энергоносителя с помощью специального устройства преобразовывается вначале в механическую энергию вращательного движения, которая передается в специальную электрическую машину – генератор, где вырабатывается электрический ток.
Основные три вида электростанций: ТЭС, ГЭС, АЭС

3 слайд Тепловая электростанция

Ведущую роль в электроэнергетике многих стран играют тепловые электростанции (ТЭС). Тепловая электростанция вырабатывает электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. Топливом для такой электростанции могут служить уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут.

Первые ТЭС появились в конце 19 века и получили преимущественное распространение. В середине 70-х годов 20 века ТЭС — основной вид электрической станций.

4 слайд Схема строения ТЭС

Большинство ТЭС в нашей стране используют в качестве топлива – угольную пыль.  Для выработки 1 кВт*ч потребуется 100гр угольной пыли.

Уголь подается в топливный бункер, а из него — в дробильную установку, где превращается в пыль. Угольная пыль поступает в топку парового котла, имеющего систему трубок, в которых циркулирует химически очищенная вода, называемая питательной. В котле вода нагревается, испаряется, а образовавшийся пар доводится до температуры 400—650 °С и под давлением3—24 МПа поступает по паропроводу в паровую турбину. Пар вращает турбины, соединенные с генераторами, вырабатывающими электроэнергию. Отработанный пар и горячую воду используют для теплоснабжения.

5 слайд Преимущества и недостатки ТЭС.

Преимущества

1. Используемое топливо достаточно дешево.

2. Требуют меньших капиталовложений по сравнению с другими электростанциями.

3 Дают не только электроэнергию, но и тепло.

4. Могут быть построены в любом месте независимо от наличия топлива. Топливо может транспортироваться к месту расположения электростанции железнодорожным или автомобильным транспортом.

5. Занимают меньшую площадь по сравнению с гидроэлектростанциями.

Недостатки

1. Загрязняют атмосферу, выбрасывая в воздух большое количество дыма и копоти.

2. Более высокие эксплуатационные расходы по сравнению с гидроэлектростанциями.

3. Низкий КПД (40%)

 6 слайд. Гидроэлектростанция

Гидроэлектростанция - комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. По установленной мощности (в МегаВаттах) различают ГЭС мощные (св. 250 МВт), сред­ние (до 25) и малые (до 5).

7 слайд схема производства электроэнергии на ГЭС

Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.

8 слайд Преимущества и недостатки ГЭС

Преимущества

1. Высокий КПД (90%)
2. Использование возобновляемой энергии;
3. Очень дешёвая электроэнергия;
4. Работа не сопровождается вредными выбросами в атмосферу;

Недостатки

1. затопление пахотных земель;
2. строительство ведётся только там, где есть большие запасы энергии воды;
3. экологические проблемы: загрязнение рек, снижение численности рыб, элиминация беспозвоночных водных животных, исчезновение мест гнездования многих видов перелётных птиц, недостаточное увлажнение пойменной почвы и многое другое.

9 слайд. Атомная электростанция

А́томная электроста́нция (АЭС) — ядерная установка, использующая для производства электрической энергии ядерный реактор и содержащая комплекс необходимых сооружений и оборудования.

Атомные электростанции использует 31 страна. Подавляющее большинство АЭС находятся в странах Европы, Северной Америки, Дальневосточной Азии и на территории бывшего СССР, в то время как в Африке их почти нет, а в Австралии и Океании их нет вообще. В мире действует 411 энергетических ядерных реакторов общей мощностью 353,4 ГВт.

10 слайд. Схема производства электроэнергии на АЭС.

На рисунке показана схема работы атомной электростанции с двухконтурным водо-водяным энергетическим реактором. Энергия, выделяемая в активной зоне реактора, передаётся теплоносителю первого контура. Далее теплоноситель поступает в теплообменник (парогенератор), где нагревает до кипения воду второго контура. Полученный при этом пар поступает в турбины, вращающие электрогенераторы. На выходе из турбин пар поступает в конденсатор, где охлаждается большим количеством воды, поступающим из водохранилища.

11 слайд Преимущества и недостатки АЭС

Главное достоинство АЭС – небольшое количество используемого топлива (1 кг обогащенного урана заменяет 2,5 тыс. т угля), вследствие чего АЭС могут быть построены в любых энергодефицитных районах.

К тому же запасы урана на Земле превышают запасы традиционного минерального топлива, а при безаварийной работе АЭС незначительно воздействуют на окружающую среду.

Главным недостатком АЭС является возможность аварий с катастрофическими последствиями, для предотвращения которых требуются серьезные меры безопасности.

Кроме того, АЭС плохо регулируются (для их полной остановки или включения требуется несколько недель), не разработаны технологии переработки радиоактивных отходов.

12 слайд. Производство электроэнергии в мире на различных типах электростанций. 

Основная доля мирового производства электроэнергии приходится на теплоэлектростанции и составляет 63,2 % . Лидируют: США, Китай, Россия, Япония) На 2 месте по производству электроэнергии находится ГЭС- 20 %, выделяются Канада, США, Бразилия, Россия, Китай. 3 место занимают АЭС - 17 % мировой выработки.Россия занимает 5место по производству электроэнергии. После США, Стран ЕС, Китая и Японии.

13 слайд. Использование электроэнергии

Главным ее потребителем является промышленность, на долю которой приходится около 70% производимой электроэнергии.

Также крупным потребителем электроэнергии является транспорт. В настоящее время все большее количество железнодорожных линий переводится на электрическую тягу.

Почти все деревни и села получают электроэнергию от электростанций для производственных и бытовых нужд. Электроэнергия применяется для освещения жилищ и в бытовых электроприборах.

Большая часть используемой электроэнергии сейчас превращается в механическую энергию. Почти все механизмы в промышленности приводятся в движение электрическими двигателями, т.к. они удобны, компактны и допускают возможность автоматизации процесса.

Помимо этого, около трети электроэнергии, потребляемой промышленностью, используется для технологических целей, таких как электросварка, электрический нагрев и плавление металлов, электролиз и тому подобное.