"Что такое электроэнергия"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЁНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА С. КЛЁПКА»

Научно-исследовательская работа на тему:

«Электроэнергия в нашей жизни»

Выполнила: ученица 8 класса

                                                                                МКОУ «СОШ с.Клёпка»

                                                                               Гончарова Светлана

Геннадьевна

          Руководитель: учитель физики

                                                                               МКОУ «СОШ с.Клёпка»

                                                                               Волик Ирина Витальевна

                                              ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………………3

Глава 1.  Электроэнергия вокруг нас……………………………………….5

1. Что такое электричество………………………………………………....6
2. Генерирование электрической энергии…………………………………9
3. Распределение и передача электрической энергии…………………..12
4. Эффективное использование электроэнергии………………………...15
5. История Российской электроэнергетики………………………………18
6. Энергосбыт в России……………………………………………………19
7. Определения основных понятий электроэнергетики…………………21

согласно закону РФ «Об электроэнергетике» от 26.03.2003 г

Глава 2. Практическое исследование электроэнергии в нашей жизни.30

Заключение……………………………………………………………………..35

Список литературы…………………………………………………………....36

                                                         Введение.

        Любая деятельность, независимо от её природы, предполагает использование энергии. Как различные древние памятники цивилизации, так и нынешняя человеческая деятельность на земле является доказательством того, что люди использовали и используют много энергии.

        Актуальностью выбранной темы является то, что в настоящее время ежегодно расходуемая всеми странами энергия составляет 0,1% в отношении вложенных для использования запасов угля, природного газа и нефти, вместе взятых. Если обратиться к главным типам мировых природных ресурсов, то в самом общем виде мы получаем следующую картину. Основным видом энергоресурсов является пока ещё минеральное топливо – нефть, газ, уголь. Эти источники энергии не возобновляемы и при нынешних темпах роста их добычи они могут быть, по мнению учёных, исчерпаны через 100-140 лет. Потребление всех видов энергетических ресурсов быстро растёт. На наш взгляд, проблемы, связанные с энергосбережением, очень актуальны в наше время.

         Целью нашей работы является: рассмотреть процесс генерирования электроэнергии, её производство, передачу и использование, а также овладеть конкретными знаниями энергосберегающих технологий.

          Задачи исследовательской работы:

1. Проанализировать традиционные методы генерирования электроэнергии;
2. Рассмотреть новые варианты решения проблемы генерирования электроэнергии и энергосберегающих технологий;
3. Разобрать и предложить свои варианты решения проблем добычи энергии и энергосбережения.

        Гипотеза исследования: зная, что такое электроэнергия и как она вырабатывается и используется, можно научиться её беречь!

Объект исследования: электроэнергия.      

Методы исследования:  сравнение, анализ и синтез, эксперимент, наблюдение, индукция, дедукция.

        При написании данной работы мы использовали различные методики: анализ и сравнение специальной литературы; наблюдение и опыты; проводили эксперименты; проводили анкетирование учителей, учащихся и жителей посёлка; работали со специалистами, относящимися к энергетики; проводили анализ полученных результатов.

          Структура нашей работы: оглавления, введения, двух глав (теоретической и экспериментальной), заключения и списка литературы.

          При написании работы мы пользовались различной литературой: научной, специальной, а также интернет - ресурсами. Мы осуществляли сбор информации из различных источников,  анализируя и обобщая данные из них.

                                Глава 1.  Электроэнергия вокруг нас.

         Электрическая энергия долгое время была лишь объектом экспериментов и не имела практического применения. Первые попытки полезного использования электричества были предприняты во второй половине XIX века, основными направлениями использования были недавно изобретённый телеграф, гальванотехника, военная техника (например, были попытки создания судов и самоходных машин с электрическими двигателями; разрабатывались мины с электрическим взрывателем).  Источниками электричества поначалу служили гальванические элементы.   Существенным прорывом в массовом распространении электроэнергии стало изобретение электромашинных источников электрической энергии — генераторов. По сравнению с гальваническими элементами, генераторы обладали бо́льшей мощностью и ресурсом полезного использования, были существенно дешевле и позволяли произвольно задавать параметры вырабатываемого тока. Именно с появлением генераторов стали появляться первые электрические станции и сети (до того источники энергии были непосредственно в местах её потребления) — электроэнергетика становилась отдельной отраслью промышленности. Первой в истории линией электропередачи (в современном понимании) стала линия Лауфен — Франкфурт, заработавшая в 1891 году. Протяжённость линии составляла 170 км, напряжение 28,3 кВ, передаваемая мощность 220 кВт. В то время электрическая энергия использовалась в основном для освещения в крупных городах. Электрические компании состояли в серьёзной конкуренции с газовыми: электрическое освещение превосходило газовое по ряду технических параметров, но было в то время существенно дороже. С усовершенствованием электротехнического оборудования и увеличением КПД генераторов, стоимость электрической энергии снижалась, и в конце концов электрическое освещение полностью вытеснило газовое. Попутно появлялись новые сферы применения электрической энергии: совершенствовались электрические подъёмники, насосы и электродвигатели.    Важным этапом стало изобретение электрического трамвая: трамвайные системы являлись крупными потребителями электрической энергии и стимулировали наращивание мощностей электрических станций. Во многих городах первые электрические станции строились вместе с трамвайными системами.

         Начало XX века было отмечено так называемой «войной токов» — противостоянием промышленных производителей постоянного и переменного токов. Постоянный и переменный ток имели как достоинства, так и недостатки в использовании. Решающим фактором стала возможность передачи на большие расстояния — передача переменного тока реализовывалась проще и дешевле, что обусловило его победу в этой «войне»: в настоящее время переменный ток используется почти повсеместно. Тем не менее, в настоящее время имеются перспективы широкого использования постоянного тока для дальней передачи большой мощности.

1. Что такое электричество.

         Электричество – это уникальное явление, вызванное основополагающим свойством материи иметь электрический заряд. Этот термин в основном используется для описания электрической энергии, электрической силы и электричества самого по себе. Электрическая энергия – это наиболее разносторонне применяемый тип энергий из всех используемых человечеством. Она используется для освещения, обогрева, охлаждения, передвижения, связи и других повседневных целей.

        Электричество наиболее просто описать с помощью теории атомного строения материи. Согласно ей, наименьшей структурной единицей вещества является атом. В центре атома находится ядро, которое в свою очередь состоит из протонов и нейтронов. Протоны обладают энергией, которую принято называть положительной. Нейтрона не обладают зарядом и остаются нейтрально заряженными. Вокруг ядра вращаются электроны, которые имеют отрицательный заряд. Количество электронов равно количеству протонов, поэтому атом в сумме имеет нейтральный заряд. Однако в некоторых ситуациях атом может получать дополнительные электроны или терять их. В этом случае он становится положительно или отрицательно заряженным и тогда он будет называться ионом.

                       Рис.1. Электрический заряд.

          Электрический заряд (ион) помещенный рядом с одним или несколькими другими зарядами будет испытывать электрические силы. Один из основных законов электричества состоит в притяжении разно заряженных зарядов и отталкивании одноименно заряженных зарядов. Область пространства, в котором заряды взаимодействуют друг с другом называют электрическим полем. Обычно электрическое поле изображается в виде линий, которые носят название силовых линий. Эта линия показывает направление, по которому следовал бы положительный заряд к отрицательному.

         Когда атомы, которые образуют какой-либо материальный объект теряют свои электроны, объект становится отрицательно заряженным. В этом случае он будет отталкиваться от отрицательно заряженных объектов и притягиваться к положительно заряженным.
         Существует термин «статическое электричество», которое возникает, когда объект имеет положительный или отрицательный заряд, но электроны не втекают и не вытекают из него. Если такой объект прикоснется к другому объекту, который нейтрально заряжен, либо положительно заряжен, то он потеряет часть или весь свой заряд.
         Электрический ток возникает, когда есть поток электрически заряженных частиц. В качестве таких частиц чаще всего выступают электроны.  Некоторые электрические токи состоят из отрицательных и положительных ионов. По всеобщему соглашению направлением электрического тока называется направление, противоположное движению электронов.  Электрический ток обладает энергией, которая может быть преобразована в тепловую, световую или другой вид энергии.
Электрический ток в металлическом проводнике представляет собой движение электронов от отрицательного полюса к положительному. В повседневно используемых электрических устройствах протекают миллиарды и миллиарды электронов каждую секунду. Однако отдельные электроны преодолевают расстояние со скоростью лишь около 14 см в час.
        Существую два основных вида тока: постоянный и переменный. Постоянный ток течет в одном постоянном направлении. Переменный ток течет попеременно в каждую сторону. В бытовой электрической сети течет переменный ток и направление его движения меняется 50 раз в секунду.
Переменный ток обладает рядом преимуществ: его параметры могут быть легко изменены, т.е. его легко трансформировать. Кроме того, устройства для переменного тока сделать и спроектировать гораздо проще, чем для постоянного. В тоже время постоянный ток проще хранить, поэтому те устройства которые питаются от батареек и аккумуляторов работают преимущественно на постоянном токе.
        Электрический  ток по некоторым материалам течет более легко, чем по другим. Другими словами разные материалы обладают разным электрическим сопротивлением. Материалы с небольшим сопротивлением называются проводниками. Практически все металлы являются проводниками, так как их атомы легко теряют и принимают электроны. Жидкости, которые также обладают низким сопротивлением, называют электролитами.
        Наряду с проводниками существуют диэлектрики, которые имеют высокое электрическое сопротивление. К ним относятся резина, стекло, бумага, древесина и мн. др. Несмотря на то что диэлектрики плохо проводят ток, они также широко используются в электрической технике. Например диэлектрики используются для изоляции проводов.
Материалы с сопротивлением между проводниками и диэлектриками называются полупроводниками. Они широко используются при построении электронных схем.

2. Генерирование электрической энергии.

        Генерация электроэнергии — это процесс преобразования различных видов энергии в электрическую на индустриальных объектах, называемых электрическими станциями. В настоящее время существуют следующие виды генерации:

Тепловая электроэнергетика.

         В данном случае в электрическую энергию преобразуется тепловая энергия сгорания органических топлив. К тепловой электроэнергетике относятся тепловые электростанции (ТЭС), которые бывают двух основных видов:

1.Конденсационные (КЭС, также используется старая аббревиатура ГРЭС); 2.Теплофикационные (теплоэлектроцентрали, ТЭЦ). Теплофикацией называется комбинированная выработка электрической и тепловой энергии на одной и той же станции;

          КЭС и ТЭЦ имеют схожие технологические процессы. В обоих случаях имеется котёл, в котором сжигается топливо и за счёт выделяемого тепла нагревается пар под давлением. Далее нагретый пар подаётся в паровую турбину, где его тепловая энергия преобразуется в энергию вращения. Вал турбины вращает ротор электрогенератора — таким образом энергия вращения преобразуется в электрическую энергию, которая подаётся в сеть. Принципиальным отличием ТЭЦ от КЭС является то, что часть нагретого в котле пара уходит на нужды теплоснабжения;

  Ядерная энергетика.

        К ней относятся атомные электростанции (АЭС). На практике ядерную энергетику часто считают подвидом тепловой электроэнергетики, так как, в целом, принцип выработки электроэнергии на АЭС тот же, что и на ТЭС. Только в данном случае тепловая энергия выделяется не при сжигании топлива, а при делении атомных ядер в ядерном реакторе. Дальше схема производства электроэнергии ничем принципиально не отличается от ТЭС: пар нагревается в реакторе, поступает в паровую турбину и т. д. Из-за некоторых конструктивных особенностей АЭС нерентабельно использовать в комбинированной выработке, хотя отдельные эксперименты в этом направлении проводились;

 Гидроэнергетика.

          К ней относятся гидроэлектростанции (ГЭС). В гидроэнергетике в электрическую энергию преобразуется кинетическая энергия течения воды. Для этого при помощи плотин на реках искусственно создаётся перепад уровней водяной поверхности (т. н. верхний и нижний бьеф). Вода под действием силы тяжести переливается из верхнего бьефа в нижний по специальным протокам, в которых расположены водяные турбины, лопасти которых раскручиваются водяным потоком. Турбина же вращает ротор электрогенератора. Особой разновидностью ГЭС являются гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Их нельзя считать генерирующими мощностями в чистом виде, так как они потребляют практически столько же электроэнергии, сколько вырабатывают, однако такие станции очень эффективно справляются с разгрузкой сети в пиковые часы.

          В последнее время исследования показали, что мощность морских течений на много порядков превышает мощность всех рек мира. В связи с этим ведётся создание опытных морских гидроэлектростанций.

Альтернативная энергетика.

         К ней относятся способы генерации электроэнергии, имеющие ряд достоинств по сравнению с «традиционными», но по разным причинам не получившие достаточного распространения. Основными видами альтернативной энергетики являются:

1. Ветроэнергетика — использование кинетической энергии ветра для получения электроэнергии;
2. Гелиоэнергетика — получение электрической энергии из энергии солнечных лучей; Общими недостатками ветро- и гелиоэнергетики являются относительная маломощность генераторов при их дороговизне. Также в обоих случаях обязательно нужны аккумулирующие мощности на ночное (для гелиоэнергетики) и безветренное (для ветроэнергетики) время;
3. Геотермальная энергетика — использование естественного тепла Земли для выработки электрической энергии. По сути геотермальные станции представляют собой обычные ТЭС, на которых источником тепла для нагрева пара является не котёл или ядерный реактор, а подземные источники естественного тепла. Недостатком таких станций является географическая ограниченность их применения: геотермальные станции рентабельно строить только в регионах тектонической активности, то есть, там, где естественные источники тепла наиболее доступны;
4. Водородная энергетика — использование водорода в качестве энергетического топлива имеет большие перспективы: водород имеет очень высокий КПД сгорания, его ресурс практически не ограничен, сжигание водорода абсолютно экологически чисто (продуктом сгорания в атмосфере кислорода является дистиллированная вода). Однако в полной мере удовлетворить потребности человечества водородная энергетика на данный момент не в состоянии из-за дороговизны производства чистого водорода и технических проблем его транспортировки в больших количествах. На самом деле, водород - всего лишь носитель энергии, и никак не снимает проблемы добычи этой энергии.
5. Приливная энергетика использует энергию морских приливов. Распространению этого вида электроэнергетики мешает необходимость совпадения слишком многих факторов при проектировании электростанции: необходимо не просто морское побережье, но такое побережье, на котором приливы были бы достаточно сильны и постоянны. Например, побережье Чёрного моря не годится для строительства приливных электростанций, так как перепады уровня воды на Чёрном море в прилив и отлив минимальны.
6. Волновая энергетика при внимательном рассмотрении может оказаться наиболее перспективной. Волны представляют собой сконцентрированную энергию того же солнечного излучения и ветра. Мощность волнения в разных местах может превышать 100 кВт на погонный метр волнового фронта. Волнение есть практически всегда, даже в штиль ("мёртвая зыбь"). На Чёрном море средняя мощность волнения примерно 15 кВт/м. Северные моря России - до 100 кВт/м. Использование волн может обеспечить энергией морские и прибрежные поселения. Волны могут приводить в движение суда. Мощность средней качки судна в несколько раз превышает мощность его силовой установки. Но пока волновые электростанции не вышли за рамки единичных опытных образцов.

                    1.3.Распределение и передача электрической энергии.

         Передача электрической энергии от электрических станций до потребителей осуществляется по электрическим сетям.

         Электросетевое хозяйство — естественно-монопольный сектор электроэнергетики: потребитель может выбирать, у кого покупать электроэнергию (то есть энергосбытовую компанию), энергосбытовая компания может выбирать среди оптовых поставщиков (производителей электроэнергии), однако сеть, по которой поставляется электроэнергия, как правило, одна, и потребитель технически не может выбирать электросетевую компанию. С технической точки зрения, электрическая сеть представляет собой совокупность линий электропередачи (ЛЭП) и трансформаторов, находящихся на подстанциях.

         Линии электропередачи представляют собой металлический проводник, по которому проходит электрический ток. В настоящее время практически повсеместно используется переменный ток. Электроснабжение в подавляющем большинстве случаев — трёхфазное, поэтому линия электропередачи, как правило, состоит из трёх фаз, каждая из которых может включать в себя несколько проводов.

          Конструктивно линии электропередачи делятся на воздушные и кабельные.

         Воздушные линии (ВЛ) подвешены над поверхностью земли на безопасной высоте на специальных сооружениях, называемых опорами. Как правило, провод на воздушной линии не имеет поверхностной изоляции; изоляция имеется в местах крепления к опорам. На воздушных линиях имеются системы грозозащиты. Основным достоинством воздушных линий электропередачи является их относительная дешевизна по сравнению с кабельными. Также гораздо лучше ремонтопригодность (особенно в сравнении с бесколлекторными кабельными линиями): не требуется проводить земляные работы для замены провода, ничем не затруднён визуальный контроль состояния линии. Однако, у воздушных ЛЭП имеется ряд недостатков: широкая полоса отчуждения: в окрестности ЛЭП запрещено ставить какие-либо сооружения и сажать деревья; при прохождении линии через лес, деревья по всей ширине полосы отчуждения вырубаются; незащищённость от внешнего воздействия, например, падения деревьев на линию и воровства проводов; несмотря на устройства грозозащиты, воздушные линии также страдают от ударов молнии. По причине уязвимости, на одной воздушной линии часто оборудуют две цепи: основную и резервную; эстетическая непривлекательность; это одна из причин практически повсеместного перехода на кабельный способ электропередачи в городской черте.

          Кабельные линии (КЛ) проводятся под землёй. Электрические кабели имеют различную конструкцию, однако можно выявить общие элементы. Сердцевиной кабеля являются три токопроводящие жилы (по числу фаз). Кабели имеют как внешнюю, так и междужильную изоляцию. Обычно в качестве изолятора выступает трансформаторное масло в жидком виде, или промасленная бумага. Токопроводящая сердцевина кабеля, как правило, защищается стальной бронёй. С внешней стороны кабель покрывается битумом. Бывают коллекторные и бесколлекторные кабельные линии. В первом случае кабель прокладывается в подземных бетонных каналах — коллекторах. Через определённые промежутки на линии оборудуются выходы на поверхность в виде люков — для удобства проникновения ремонтных бригад в коллектор. Бесколлекторные кабельные линии прокладываются непосредственно в грунте. Бесколлекторные линии существенно дешевле коллекторных при строительстве, однако их эксплуатация более затратна в связи с недоступностью кабеля. Главным достоинством кабельных линий электропередачи (по сравнению с воздушными) является отсутствие широкой полосы отчуждения. При условии достаточно глубокого заложения, различные сооружения (в том числе жилые) могут строиться непосредственно над коллекторной линией. В случае бесколлекторного заложения строительство возможно в непосредственной близости от линии.

            Кабельные линии не портят своим видом городской пейзаж, они гораздо лучше воздушных защищены от внешнего воздействия. К недостаткам кабельных линий электропередачи можно отнести высокую стоимость строительства и последующей эксплуатации: даже в случае бесколлекторной укладки сметная стоимость погонного метра кабельной линии в разы выше, чем стоимость воздушной линии того же класса напряжения. Кабельные линии менее доступны для визуального наблюдения их состояния (а в случае бесколлекторной укладки — вообще недоступны), что также является существенным эксплуатационным недостатком.

                         1.4.Эффективное использование электроэнергии.

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

            Крупным потребителем является также транспорт. Всё большее количество железнодорожных линий переводится на электрическую тягу. Почти все деревни и сёла получают электроэнергию от государственных электростанций для производственных и бытовых нужд. О применении электроэнергии для освещения жилищ и в бытовых приборах знает каждый.

Большая часть используемой электроэнергии сейчас превращается в механическую энергию. Почти все механизмы в промышленности приводятся в движение электрическими двигателями. Они удобны, компактны, допускают возможность автоматизации производства.

          Около трети электроэнергии, потребляемой промышленностью, используется для технологических целей (электросварка, электрический нагрев и плавление металлов, электролиз).

Энергетика обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики.

        Научно-технический прогресс невозможен без развития энергетики, электрификации. Для повышения производительности труда первостепенное значение имеет механизация и автоматизация производственных процессов, замена человеческого труда (особенно тяжелого или монотонного) машинным. Но подавляющее большинство технических средств механизации и автоматизации (оборудование, приборы, ЭВМ) имеет электрическую основу. Особенно широкое применение электрическая энергия получила для привода в действие электрических моторов. Мощность электрических машин (в зависимости от их назначения) различна: от долей ватта (микродвигатели, применяемые во многих отраслях техники и в бытовых изделиях) до огромных величин, превышающих миллион киловатт (генераторы электростанций).

        Энергетическая промышленность является частью топливно-энергетической промышленности и неразрывно связана с другой составляющей этого гигантского хозяйственного комплекса - топливной промышленностью.

        Электроэнергетика наряду с другими отраслями народного хозяйства рассматривается как часть единой народно-хозяйственной экономической системы. В настоящее время без электрической энергии наша жизнь немыслима. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос. Представить без электроэнергии наш быт также невозможно. Столь широкое распространение объясняется ее специфическими свойствами:

 - o возможности превращаться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и другие);

 - o способности относительно просто передаваться на значительные расстояния в больших количествах;

 -   огромными скоростям протекания электромагнитных процессов;

- o способности к дроблению энергии и образование ее параметров (изменение напряжения, частоты).

         Основным потребителем электроэнергии остается промышленность, хотя ее удельный вес в общем полезном потреблении электроэнергии во всём мире значительно снижается. Электрическая энергия в промышленности применяется для приведения в действие различных механизмов и непосредственно в технологических процессах. В настоящее время коэффициент электрификации силового привода в промышленности составляет 80%. При этом около 1/3 электроэнергии расходуется непосредственно на технологические нужды.

          В сельском хозяйстве электроэнергия применяется для обогрева теплиц и помещений для скота, освещения, автоматизации ручного труда на фермах.

Огромную роль электроэнергия играет в транспортном комплексе. Большое количество электроэнергии потребляет электрифицированный железнодорожный транспорт, что позволяет повышать пропускную способность дорог за счет увеличения скорости движения поездов, снижать себестоимость перевозок, повышать экономию топлива. Электрифицированный номинал железных дорог в России, составлял по протяженности 38% всех железных дорог страны и около 3% железных дорог мира, обеспечивает 63% грузооборота железных дорог России и 1/4 мирового грузооборота железнодорожного транспорта. В Америке и, особенно в странах Европы, эти показатели несколько выше.

          Электроэнергия в быту является основной частью обеспечения комфортабельной жизни людей. Многие бытовые приборы (холодильники, телевизоры, стиральные машины, утюги и другие) были созданы благодаря развитию электротехнической промышленности.

         Сегодня по потреблению электроэнергии на душу населения Россия уступает 17 странам мира, среди которых США, Франция, Германия, от многих из этих стран отстает и по уровню электровооруженности труда в промышленности и сельском хозяйстве. Потребление электроэнергии в быту и сфере услуг в России 2-5 раз ниже, чем в других развитых странах. При этом эффективность и результативность использования электроэнергии в России заметно меньше, чем в ряде других стран.

         Электроэнергетика - важнейшая часть жизнедеятельности человека. Уровень ее развития отражает уровень развития производительных сил общества и возможности научно-технического прогресса.

                         1.5.История Российской электроэнергетики.

Рис. 2. Динамика производства электроэнергии в России в 1992—2008 годах, в млрд кВт∙ч

         История российской, да и пожалуй, мировой электроэнергетики, берет начало в 1891 году, когда выдающийся ученый Михаил Осипович Доливо-Добровольский осуществил практическую передачу электрической мощности около 220 кВт на расстояние 175 км. Результирующий КПД линии электропередачи, равный 77,4 %, оказался сенсационно высоким для такой сложной многоэлементной конструкции. Такого высокого КПД удалось достичь благодаря использованию трехфазного напряжения, изобретенного самим учёным.

            В дореволюционной России, мощность всех электростанций составляла лишь 1,1 млн кВт, а годовая выработка электроэнергии равнялась 1,9 млрд кВт∙ч. После революции, по предложению В. И. Ленина был развернут знаменитый план электрификации России ГОЭЛРО. Он предусматривал возведение 30 электростанций суммарной мощностью 1,5 млн кВт, что и было реализовано к 1931 году, а к 1935 году он был перевыполнен в 3 раза.

           В 1940 году суммарная мощность советских электростанций составила 10,7 млн кВт, а годовая выработка электроэнергии превысила 50 млрд кВт∙ч, что в 25 раз превышало соответствующие показатели 1913 года. После перерыва, вызванного Великой Отечественной войной, электрификация СССР возобновилась, достигнув в 1950 году уровня выработки 90 млрд кВт∙ч.

           В 50-е годы XX века, в ход были пущены такие электростанции, как Цимлянская, Гюмушская, Верхне-Свирская, Мингечаурская и другие. С середины 60-х годов СССР занимал второе место в мире по выработке электроэнергии после США.

                                                1.6.Энергосбыт в России.

           Энергосбыт — деятельность по продаже электрической и тепловой энергии потребителям (в значении «сбыт (продажа) энергии»). Термином «энергосбыт» также обозначают энергосбытовые организации, осуществляющие в качестве основного вида деятельности продажу произведённой или приобретённой электрической энергии.

            Включает следующие основные составляющие:

-   энерготрейдинг — покупка энергии на оптовом рынке и у производителей розничного рынка (при работе в качестве отдельной компании);

-  заключение договора на передачу электроэнергии и организацию взаимодействия с сетевыми компаниями (при работе в качестве отдельной компании);

-  работа на розничном рынке — заключение договоров энергоснабжения с потребителями, съём показаний приборов учёта (иногда эта работа выполняется сетевыми компаниями), расчёт полезного отпуска и начисление сумм за плановое и фактическое потребление для потребителей, выписку и выставление счетов потребителям (биллинг), сбор и приём платежей, меры по взысканию задолженности потребителей-должников и неплательщиков.

До 2005 года энергосбыт существовал как вид деятельности в вертикально-интегрированных энергокомпаниях (на правах филиала или иного структурного подразделения): в АО-энерго («Мосэнерго», «Смоленскэнерго», «Белгородэнерго» и т. п.) — дочерних компаниях РАО «ЕЭС России» и муниципальных компаниях, соединявших деятельность по передаче электрической и тепловой энергии со сбытом.

           В 2004—2005 годах прошла реструктуризация энергетики в результате которой энергосбытовые подразделения вертикально интегрированных АО-энерго были выделены в самостоятельные юридические лица. Акции большинства сбытовых компаний, образованных в результате реформы, были проданы РАО «ЕЭС России» с аукционов до момента прекращения деятельности компании 1 июля 2008 года.

          Кроме того, в связи с запретом на совмещение в рамках одного юридического лица или группы аффилированных лиц «естественно-монопольных» (передача и диспетчирование электроэнергии) и «конкурентных» (генерация и сбыт электроэнергии) видов деятельности, было разделено подавляющее большинство муниципальных энергокомпаний — из их состава выделены сбытовые компании.

            Энергосбытовые организации, осуществляющие деятельность по энергоснабжению населения, могут получить статус гарантирующего поставщика. Первые гарантирующие поставщики, согласно Постановлению Правительства № 530 от 1 сентября 2006 года, были обязаны начать выполнение своих функций с 1 января 2008 года.

             Часть энергосбытовых организаций России входят в Некоммерческое партнёрство Гарантирующих поставщиков и Энергосбытовых компаний (НП ГП и ЭСК), палату покупателей НП «Совет рынка».

              Крупнейшими владельцами сбытовых организаций являются структуры «Интер РАО» (контролирует пять организаций, в том числе Мосэнергосбыт, через «Объединенную энергосбытовую компанию»), структуры «Газпрома», «КЭС-Холдинг», «Транснефтьсервис С» и «Энергострим».

                 1.7.Определения основных понятий электроэнергетики

        согласно закону РФ «Об электроэнергетике» от 26.03.2003 г.

Электроэнергетика - отрасль экономики Российской Федерации, включающая в себя комплекс экономических отношений, возникающих в процессе производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии), передачи электрической энергии, оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, сбыта и потребления электрической энергии с использованием производственных и иных имущественных объектов (в том числе входящих в Единую энергетическую систему России), принадлежащих на праве собственности или на ином предусмотренном федеральными законами основании субъектам электроэнергетики или иным лицам. Электроэнергетика является основой функционирования экономики и жизнеобеспечения;

 Единая энергетическая система России - совокупность производственных и иных имущественных объектов электроэнергетики, связанных единым процессом производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии) и передачи электрической энергии в условиях централизованного оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике;

Субъекты электроэнергетики - лица, осуществляющие деятельность в сфере электроэнергетики, в том числе производство электрической, тепловой энергии и мощности, приобретение и продажу электрической энергии и мощности, энергоснабжение потребителей, оказание услуг по передаче электрической энергии, оперативно-диспетчерскому управлению в электроэнергетике, сбыт электрической энергии (мощности), организацию купли-продажи электрической энергии и мощности;

Потребители электрической энергии - лица, приобретающие электрическую энергию для собственных бытовых и (или) производственных нужд;

Потребители мощности - лица, приобретающие мощность, в том числе для собственных бытовых и (или) производственных нужд и (или) для последующей продажи, лица, реализующие электрическую энергию на розничных рынках, лица, реализующие электрическую энергию на территориях, на которых располагаются электроэнергетические системы иностранных государств;

Оптовый рынок электрической энергии и мощности  - сфера обращения особых товаров - электрической энергии и мощности в рамках Единой энергетической системы России в границах единого экономического пространства Российской Федерации с участием крупных производителей и крупных покупателей электрической энергии и мощности, а также иных лиц, получивших статус субъекта оптового рынка и действующих на основе правил оптового рынка, утверждаемых в соответствии с настоящим Федеральным законом Правительством Российской Федерации. Критерии отнесения производителей и покупателей электрической энергии к категории крупных производителей и крупных покупателей устанавливаются Правительством Российской Федерации;  

Субъекты оптового рынка - юридические лица, получившие в установленном настоящим Федеральным законом порядке право участвовать в отношениях, связанных с обращением электрической энергии и (или) мощности на оптовом рынке, в соответствии с утверждаемыми Правительством Российской Федерации правилами оптового рынка;

Розничные рынки электрической энергии  - сфера обращения электрической энергии вне оптового рынка с участием потребителей электрической энергии;

Объекты электросетевого хозяйства - линии электропередачи, трансформаторные и иные подстанции, распределительные пункты и иное предназначенное для обеспечения электрических связей и осуществления передачи электрической энергии оборудование; услуги по передаче электрической энергии - комплекс организационно и технологически связанных действий, в том числе по оперативно-технологическому управлению, которые обеспечивают передачу электрической энергии через технические устройства электрических сетей в соответствии с обязательными требованиями и совершение которых может осуществляться с учетом особенностей, установленных пунктом 11 статьи 8 настоящего Федерального закона;

Оперативно-технологическое управление - комплекс мер по управлению технологическими режимами работы объектов электроэнергетики и энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, если эти объекты и устройства не включены субъектом оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике в перечень объектов, в отношении которых осуществляется выдача оперативных диспетчерских команд и распоряжений;

 Оперативно-диспетчерское управление в электроэнергетике - комплекс мер по централизованному управлению технологическими режимами работы объектов электроэнергетики и энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, если эти объекты и устройства влияют на электроэнергетический режим работы энергетической системы и включены соответствующим субъектом оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике в перечень объектов, подлежащих такому управлению;

Услуги по оперативно-диспетчерскому управлению в электроэнергетике - оперативно-диспетчерское управление, осуществляемое в целях обеспечения надежного энергоснабжения и качества электрической энергии, соответствующих обязательным требованиям; энергосбытовые организации - организации, осуществляющие в качестве основного вида деятельности продажу другим лицам произведенной или приобретенной электрической энергии;

цены (тарифы) в электроэнергетике - система ценовых ставок, по которым осуществляются расчеты за электрическую энергию (мощность), а также за услуги, оказываемые на оптовом и розничных рынках (далее - цены (тарифы);

социальная норма потребления электрической энергии (мощности) - определенное количество (объем) электрической энергии (мощности), которое потребляется населением и приравненными к нему категориями потребителей, в пределах которого и сверх которого поставки электрической энергии (мощности) осуществляются по различным регулируемым ценам (тарифам);

Величина перекрестного субсидирования - размер финансовых средств, который учитывается при осуществлении государственного регулирования цен (тарифов) на электрическую энергию (мощность), цен (тарифов) на услуги по передаче электрической энергии и (или) сбытовых надбавок гарантирующих поставщиков для потребителей (покупателей) на розничных рынках, но не учитывается при установлении цен (тарифов) на электрическую энергию (мощность), цен (тарифов) на услуги по передаче электрической энергии и (или) сбытовых надбавок гарантирующих поставщиков для населения и приравненных к нему категорий потребителей;

Двусторонний договор купли-продажи электрической энергии - соглашение, в соответствии с которым поставщик обязуется поставить покупателю электрическую энергию, соответствующую обязательным требованиям, в определенном количестве и определенного качества, а покупатель обязуется принять и оплатить электрическую энергию на условиях заключенного в соответствии с правилами оптового рынка и основными положениями функционирования розничных рынков договора;

потребители электрической энергии с управляемой нагрузкой - категория потребителей электрической энергии, которые в силу режимов работы (потребления электрической энергии) влияют на качество электрической энергии, надежность работы Единой энергетической системы России и оказывают в связи с этим на возмездной договорной основе услуги по обеспечению вывода Единой энергетической системы России из аварийных ситуаций. Указанные потребители могут оказывать и иные согласованные с ними услуги на условиях договора;

Комбинированная выработка электрической и тепловой энергии - режим работы теплоэлектростанций, при котором производство электрической энергии непосредственно связано с одновременным производством тепловой энергии;

Коммерческий учет электрической энергии (мощности) - процесс измерения количества электрической энергии и определения объема мощности, сбора, хранения, обработки, передачи результатов этих измерений и формирования, в том числе расчетным путем, данных о количестве произведенной и потребленной электрической энергии (мощности) для целей взаиморасчетов за поставленные электрическую энергию и мощность, а также за связанные с указанными поставками услуги;

Расчетный период - период, единый для целей определения коммерческим оператором цен покупки и продажи электрической энергии, мощности, услуг и иных допускаемых к обращению на оптовом рынке объектов и установленный в соответствии с правилами оптового рынка, утвержденными Правительством Российской Федерации;

 Ценовые зоны оптового рынка - территории, которые определяются Правительством Российской Федерации и в границах которых происходит формирование равновесной цены оптового рынка в порядке, установленном настоящим Федеральным законом и правилами оптового рынка;

Неценовые зоны оптового рынка - территории, которые определяются Правительством Российской Федерации и в границах которых оптовая торговля электрической энергией (мощностью) осуществляется по регулируемым ценам (тарифам);

Технологически изолированные территориальные электроэнергетические системы - энергетические системы, находящиеся на территориях, которые определяются Правительством Российской Федерации и технологическое соединение которых с Единой энергетической системой России отсутствует;

          Зона свободного перетока электрической энергии (мощности) (далее - зона свободного перетока) - часть Единой энергетической системы России, в пределах которой электрическая энергия и мощность, производимые или планируемые для поставок на генерирующем оборудовании с определенными техническими характеристиками, при определении сбалансированности спроса и предложения на электрическую энергию и мощность, в том числе для целей перспективного планирования, могут быть замещены электрической энергией и мощностью, производимыми или планируемыми для поставок с использованием другого генерирующего оборудования с аналогичными техническими характеристиками в той же зоне свободного перетока, а замена электрической энергией и мощностью, производимыми на генерирующем оборудовании, расположенном в иной зоне свободного перетока, может быть осуществлена только в пределах ограничений перетока электрической энергии и мощности между такими зонами. При этом совокупные технические характеристики генерирующего оборудования в пределах зоны свободного перетока должны соответствовать требованиям, установленным системным оператором и необходимым для обеспечения нормального режима работы соответствующей части энергетической системы;

Гарантирующий поставщик электрической энергии (далее - гарантирующий поставщик) - коммерческая организация, обязанная в соответствии с настоящим Федеральным законом или добровольно принятыми обязательствами заключить договор купли-продажи электрической энергии с любым обратившимся к ней потребителем электрической энергии либо с лицом, действующим от имени и в интересах потребителя электрической энергии и желающим приобрести электрическую энергию;

Веерное отключение - обусловленное технологическими причинами ограничение (полное или частичное) режима потребления электрической энергии, в том числе его уровня, по причинам, не связанным с исполнением потребителем электрической энергии своих договорных обязательств или техническим состоянием его энергопринимающих устройств и (или) энергетических установок (далее - энергопринимающие устройства);

Территориальная сетевая организация - коммерческая организация, которая оказывает услуги по передаче электрической энергии с использованием объектов электросетевого хозяйства, не относящихся к единой национальной (общероссийской) электрической сети, а в случаях, установленных настоящим Федеральным законом, - с использованием объектов электросетевого хозяйства или части указанных объектов, входящих в единую национальную (общероссийскую) электрическую сеть, и которая соответствует утвержденным Правительством Российской Федерации критериям отнесения владельцев объектов электросетевого хозяйства к территориальным сетевым организациям;

Установленная генерирующая мощность - электрическая мощность объектов по производству электрической и тепловой энергии на момент введения в эксплуатацию соответствующего генерирующего объекта;

Максимально доступная генерирующая мощность - часть установленной мощности объектов по производству электрической и тепловой энергии, за исключением мощности, неиспользуемой для производства электрической и тепловой энергии по причине технической неисправности таких объектов;

Рабочая генерирующая мощность- часть максимально доступной мощности объектов по производству электрической и тепловой энергии, за исключением мощности объектов электроэнергетики, выведенных в установленном порядке в ремонт и из эксплуатации;

Объекты электроэнергетики - имущественные объекты, непосредственно используемые в процессе производства, передачи электрической энергии, оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике и сбыта электрической энергии, в том числе объекты электросетевого хозяйства;

 Организации коммерческой инфраструктуры - организации, на которые в установленном порядке возложены функции обеспечения коммерческой инфраструктуры;

Энергетическая эффективность электроэнергетики - отношение поставленной потребителям электрической энергии к затраченной в этих целях энергии из невозобновляемых источников;

Возобновляемые источники энергии - энергия солнца, энергия ветра, энергия вод (в том числе энергия сточных вод), за исключением случаев использования такой энергии на гидроаккумулирующих электроэнергетических станциях, энергия приливов, энергия волн водных объектов, в том числе водоемов, рек, морей, океанов, геотермальная энергия с использованием природных подземных теплоносителей, низкопотенциальная тепловая энергия земли, воздуха, воды с использованием специальных теплоносителей, биомасса, включающая в себя специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья, а также отходы производства и потребления, за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива, биогаз, газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов, газ, образующийся на угольных разработках;

Манипулирование ценами на оптовом рынке электрической энергии (мощности) - совершение экономически или технологически не обоснованных действий, в том числе с использованием своего доминирующего положения на оптовом рынке, которые приводят к существенному изменению цен (цены) на электрическую энергию и (или) мощность на оптовом рынке, путем:

          - подачи необоснованно завышенных или заниженных ценовых заявок на покупку или продажу электрической энергии и (или) мощности. Завышенной может быть признана заявка, цена в которой превышает цену, которая сформировалась на сопоставимом товарном рынке, или цену, установленную на этом товарном рынке ранее (для аналогичных часов предшествующих суток, для аналогичных часов суток предыдущей недели, для аналогичных часов суток предыдущего месяца, предыдущего квартала);

           - подачи ценовой заявки на продажу электрической энергии с указанием объема, который не соответствует объему электрической энергии, вырабатываемому с использованием максимального значения генерирующей мощности генерирующего оборудования участника, определенного системным оператором в соответствии с правилами оптового рынка, установленными Правительством Российской Федерации;

           -подачи ценовой заявки, не соответствующей установленным требованиям экономической обоснованности, определенным уполномоченными Правительством Российской Федерации федеральными органами исполнительной власти;

Манипулирование ценами на розничном рынке электрической энергии (мощности) - совершение экономически или технологически не обоснованных действий хозяйствующим субъектом, занимающим доминирующее положение на розничном рынке, которые приводят к существенному изменению нерегулируемых цен (цены) на электрическую энергию и (или) мощность.

        Итак, подводя итог первой главы, мы можем сделать вывод, что электроэнергия – это очень сложный процесс, но очень необходимый для нашей жизни. Мы убедились, чтоб в наших квартирах появилась электроэнергия, должен пройти ряд процессов: генерирование электроэнергии, её передача, а также нужно не забывать, что очень важным является её эффективное использование.

    Глава 2. Практическое исследование электроэнергии в нашей жизни.

          Итак, нами было уже сказано, что электроэнергия – это неотъемлемая часть нашей жизни и представляет собой сложную систему.

          Каждый образованный человек знает, что электричество необходимо экономить, но большинство людей забывают об этом или не хотят этого делать вообще.

          Экономить электричество может многими способами:

1. Выключать свет, выходя из квартиры;
2. Не оставлять электрические приборы в режиме ожидания (компьютер, телевизор и т.д.)
3. Использовать энергосберегающие лампы.

         Во время нашей исследовательской деятельности мы провели социальный опрос учащихся и жителей села для того, чтобы узнать степень информированности их об энергосбережении. Мы считаем, что социальный опрос лучше всего выявит конкретные знания опрошенных.

      Цель опроса: опросить учащихся и жителей села о том, что они в целом знают об энергосбережении, есть ли у них энергосберегающие лампы, а также считают ли они проблему энергосбережения проблемой 21 века.

        Нами были предложены анкеты, в которые входили 8 вопросов, где опрашиваемым предлагалось дать развёрнутый ответ. Анкеты были анонимные – т.е. опрошенные не указывали свои имя и фамилию, а только указывали возраст и место учёбы или работы.

                                                       Анкета

Ваш возраст____________                  Класс или место работы___________

1. Что вы знаете об энергосбережении ____________________________

__________________________________________________________

2. Вы экономите энергию в повседневной жизни______________________________________________________
3. Есть ли у Вас дома энергосберегающие лампы____________________________________________________
4. Уходя из дома, часто ли вы оставляете электроприборы включёнными

__________________________________________________________

5. Утепляете ли вы окна и двери в своей квартире__________________________________________________
6. Считаете ли вы, что экономией электроэнергии нужно заниматься____
7. Какие вы видите пути решения проблем, связанных с энергосбережением__________________________________________

__________________________________________________________

8. Считаете ли Вы, что энергосбережение является проблемой 21 века?_____________________________________________________

       Всего нами было опрошено 100 человек: 27 учащихся, 20 работников школы и 53 человека, проживающих в посёлке.

       Проводя анализ работ, анализируя ответы на каждый конкретный вопрос, мы получили следующие результаты.

          Результаты опроса нас удивили. Информированность учащихся по данной тематике крайне мала (они знают лишь об энергосберегающих лампах). Об экономии энергии в повседневной жизни большинство учащихся ответили отрицательно. Родителям немаловажна проблема энергосбережения и безопасности, т.к. энергосберегающие лампы есть у большей половины учащихся и уходя из дома, большинство опрашиваемых также выключают электроприборы.

       Учениками предложено несколько вариантов решения проблем, связанных с энергосбережением: экономить энергию, пользоваться энергосберегающей техникой, устанавливать солнечные батареи, использовать энергию ветра.  Большинство учащихся не считают, что энергосбережение является проблемой 21 века.

        Из опрошенных 100 человек, у 83 человек есть в домах энергосберегающие лампы, а у 17 человек их нет.

Рис. 3   Наличие энергосберегающих ламп в домах у опрошенных.

       Также из опрошенных 100 человек 86 человек не считают проблемой тему энергосбережения и считают, что электроэнергию экономить не надо. Это нас очень насторожило. Ведь проблема энергосбережения – это действительно проблема 21 века.

Рис. 4.  Процент опрошенных людей о том, считают ли они тему энергосбережения – проблемой 21 века.

        Очень нас расстроило, что люди в возрасте от 40 лет и выше считают, что энергосбережение – это не проблема и не собираются экономить электроэнергию, хотя энергосберегающие лампы в квартирах у них присутствуют. Тогда возникает вопрос: для чего им эти лампы в квартире? Может всё  таки население плохо разбирается в теме «Энергосбережение»?

Вывод, который мы сделали, согласно опросу: Нужно экономить электроэнергию! Для решения этой проблемы необходимо, в первую очередь, проинформировать население о том, что такое энергосбережение и какими способами можно экономить электроэнергию.

          Для рационального использования электроэнергии и решения проблемы правильной освещённости в школе, предлагаем сделать следующие модернизации в системе освещения школьных кабинетов:

1. Более рациональное расположение осветителей. На наш взгляд, расположив осветители с отражателями по всему периметру кабинета, можно добиться уменьшения их числа, а, следовательно, уменьшения расхода электроэнергии.
2. Замена существующих ламп на более современные лампы с отражателями.
3. Экономичное использование осветителей (включать лишь в случаях недостатка освещённости).
4. Использовать в цепи выключатели с регулятором мощности, а следовательно, интенсивности освещения.

                                                       Заключение.

        Организация энергосбережения в масштабах страны – задача чрезвычайно сложная. В России нет опыта осуществления столь значительных проектов при отсутствии жёсткой властной вертикали. В то же время энергосбережение из популярного лозунга постепенно превращается в насущную необходимость. Недостаток электрических мощностей и природного газа в периоды сильных похолоданий, глобальная борьба с выбросами парниковых газов диктуют необходимость кардинального изменения отношения к энергосбережению.

        Во время проделанной исследовательской работы нами были рассмотрены варианты генерирования электроэнергии, различные специальные термины по данному вопросу. Было проведено анкетирование среди учащихся и жителей села. Тем самым нам удалось узнать отношение их к энергосбережению и проинформировать их о традиционных методах энергосбережения. Считаем, что поставленная нами цель в начале работы выполнена полностью при помощи задач, также нами поставленных в начале работы. Считаем, что электроэнергия – это неотъемлемая часть нашей жизни. Без электричества мы не сможем в тёмное время суток готовить кушать, смотреть телевизор, не будет работать холодильник и стиральная машина, особенно в условиях Крайнего Севера, где мы и живём.

                                          Список литературы:

  1.  А.Н.Дорофейчик и др. Электроэнергетика  – путь длиной в 80 лет. — М.: Технология, 2011. — С. 207.

2. Г.Я.Мякишев. Физика 11 класс – М.: Просвещение, 2012 г. – 265с.

3. М. И. Кузнецов. Основы электротехники. — Москва: Высшая школа, 1964.

4. Перативное управление в энергосистемах/ Е. В. Калентионок, В. Г. Прокопенко, В. Т. Федин. — Минск.: Вышэйшая школа, 2007

5. Под общей редакцией чл.-корр. РАН Е.В. Аметистова. том 2 под редакцией проф. А.П.Бурмана и проф. В.А.Строева // Основы современной энергетики. В 2-х томах. — М.: Издательский дом МЭИ, 2008. — ISBN 978 5 383 00163 9.

6. Федеральный закон Российской Федерации от 26 марта 2003 г. N 35-ФЗ «Об электроэнергетике»  

7.http://www.bp.com/content/dam/bp/excel/Energy-Economics/statistical-review-2014/BP-Statistical_Review_of_world_energy_2014_workbook.xlsx BP Statistical Review of World Energy June 2014.xlsx