Ինչ է օգտագործվում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Էլեկտրական էներգիայի արտադրություն, փոխանցում և սպառում

Խոխլովա Քրիստինա

«Էլեկտրական էներգիայի արտադրություն, փոխանցում և օգտագործում» թեմայով շնորհանդես.

Բեռնել:

Նախադիտում:

Ներկայացումների նախադիտումն օգտագործելու համար ստեղծեք ձեր համար հաշիվ ( հաշիվ) Google և մուտք գործեք՝ https://accounts.google.com

Սլայդների ենթագրեր.

Էլեկտրական էներգիայի արտադրություն, փոխանցում և օգտագործում Խոխլովա Քրիստինա, 11 դասարան, թիվ 64 միջնակարգ դպրոց.

Ներկայացման պլան Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն Էլեկտրակայանների տեսակները Այլընտրանքային աղբյուրներէներգիա Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում Էլեկտրաէներգիայի օգտագործում

Էլեկտրակայանների մի քանի տեսակներ կան՝ Էլեկտրակայանների տեսակները ՋԷԿ ՀԷԿ ԱԷԿ

ՋԷԿ (ՋԷԿ), էլեկտրակայան, որն արտադրում է էլեկտրաէներգիա՝ հանածո վառելիքի այրման ժամանակ արտանետվող ջերմային էներգիայի փոխակերպման արդյունքում։ Ջերմային էլեկտրակայաններում վառելիքի քիմիական էներգիան վերածվում է սկզբում մեխանիկական, ապա էլեկտրական էներգիայի։ Նման էլեկտրակայանի վառելիքը կարող է լինել քարածուխ, տորֆ, գազ, նավթային թերթաքար, մազութ։ Ամենատնտեսականը խոշոր ջերմային շոգետուրբինային էլեկտրակայաններն են, մեր երկրի ՋԷԿ-երի մեծ մասը որպես վառելիք օգտագործում է ածխի փոշին։ 1 կՎտ/ժ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար անհրաժեշտ է մի քանի հարյուր գրամ ածուխ։ Գոլորշի կաթսայում վառելիքի կողմից թողարկված էներգիայի ավելի քան 90%-ը փոխանցվում է գոլորշու: Տուրբինում գոլորշու շիթերի կինետիկ էներգիան փոխանցվում է ռոտորին։ Տուրբինի լիսեռը կոշտ միացված է գեներատորի լիսեռին: ՋԷԿ

ՋԷԿ-եր ՋԷԿ-երը ստորաբաժանվում են. Տարածքային նշանակության խոշոր IES-ները կոչվում են պետական ​​շրջանային էլեկտրակայաններ (GRES): Էլեկտրաէներգիայից բացի, արտադրում են համակցված ջերմային և էլեկտրակայաններ (CHP): ջերմային էներգիաինչպես տաք ջուրև զույգ.

Հիդրոէլեկտրակայան (ՀԷԿ), կառուցվածքների և սարքավորումների համալիր, որի միջոցով ջրի հոսքի էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։ ՀԷԿ-ը բաղկացած է մի շարք հիդրավլիկ կառույցներից, որոնք ապահովում են ջրի հոսքի անհրաժեշտ կոնցենտրացիան և ստեղծում ճնշում, և ուժային սարքավորումներ, որոնք ճնշման տակ շարժվող ջրի էներգիան վերածում են մեխանիկական ռոտացիոն էներգիայի, որն էլ իր հերթին վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։ . Հիդրոէլեկտրակայանի ճնշումն առաջանում է օգտագործվող հատվածում գետի անկման կոնցենտրացիայից ամբարտակի կամ դերիվացիայի միջոցով, կամ ամբարտակի և դերիվացիայի միջոցով: հիդրոէլեկտրակայան

ՀԷԿ-երի էլեկտրաէներգիայի ՀԷԿ-երը նույնպես բաժանվում են. Մի շարք պատճառներով (օրինակ՝ ջրամբարներում ջրի մակարդակի սեզոնային փոփոխությունների, էներգահամակարգի ծանրաբեռնվածության փոփոխականության, հիդրոէլեկտրակայանների կամ հիդրոտեխնիկական կառույցների վերանորոգման և այլնի պատճառով) ջրի ճնշումն ու հոսքը մշտապես պահպանվում են. փոփոխվում է, և, բացի այդ, հոսքը փոխվում է ՀԷԿ-ի հզորությունը կարգավորելիս։ բարձր ճնշում (ավելի քան 60 մ) միջին ճնշում (25-ից 60 մ) ցածր ճնշում (3-ից 25 մ) միջին (մինչև 25 մՎտ) հզոր (ավելի քան 25 մՎտ) փոքր (մինչև 5 մվտ)

ՀԷԿ-երի շարքում առանձնահատուկ տեղ են զբաղեցնում. Էլեկտրական էներգիաօգտագործվում է պոմպային պահեստային էլեկտրակայանների կողմից, որոնք, աշխատելով պոմպային ռեժիմով, ջրամբարից ջուրը մղում են վերին պահեստային ավազան։ Բեռի գագաթնակետերի ժամանակ կուտակված էներգիան վերադարձվում է էլեկտրացանց:Մակընթացային էլեկտրակայաններ (ՏԷԿ) ՋԷԿ-երը ծովի մակընթացությունների էներգիան վերածում են էլեկտրականության: Մակընթացային հիդրոէլեկտրակայանների էլեկտրաէներգիան, մակընթացությունների պարբերական բնույթի հետ կապված որոշ առանձնահատկությունների պատճառով, կարող է օգտագործվել միայն էներգահամակարգերում կարգավորող էլեկտրակայանների էներգիայի հետ միասին, որոնք փոխհատուցում են մակընթացային էլեկտրակայանների էլեկտրաէներգիայի խափանումները: օր կամ ամիս:

արդյունքում ռեակտորում արտանետվող ջերմությունը շղթայական ռեակցիաորոշ ծանր տարրերի միջուկային տրոհում, այնուհետև, ինչպես սովորական ջերմաէլեկտրակայաններում (ՋԷԿ-երում), այն վերածվում է էլեկտրականության։ Ի տարբերություն հանածո վառելիքի վրա աշխատող ջերմաէլեկտրակայանների, ատոմակայաններն աշխատում են միջուկային վառելիքով (հիմնված 233U, 235U, 239Pu): Պարզվել է, որ միջուկային վառելիքի համաշխարհային էներգետիկ ռեսուրսները (ուրանի, պլուտոնիում և այլն) զգալիորեն գերազանցում են էներգետիկ ռեսուրսները. բնական ռեսուրսներօրգանական, վառելիք (նավթ, ածուխ, բնական գազև այլն): Բացի այդ, անհրաժեշտ է հաշվի առնել համաշխարհային տնտեսության տեխնոլոգիական նպատակներով ածխի և նավթի սպառման անընդհատ աճող ծավալը։ քիմիական արդյունաբերություն, որը դառնում է ՋԷԿ-երի լուրջ մրցակից։ ատոմակայան

ԱԷԿ-ները հաճախ օգտագործում են 4 տեսակի ջերմային նեյտրոնային ռեակտորներ. Գրաֆիտոգազային ռեակտորներ՝ գազի հովացուցիչ նյութով և գրաֆիտի մոդերատորով

Հիմնականում օգտագործվող ռեակտորի տեսակի ընտրությունը որոշվում է հիմնականում ռեակտորային կրիչում կուտակված փորձով, ինչպես նաև անհրաժեշտ անհրաժեշտության առկայությամբ: արդյունաբերական սարքավորումներ, հումքի պաշարներ և այլն: Ռեակտորը և նրա սպասարկման համակարգերը ներառում են. կենսաբանական պաշտպանություն, ջերմափոխանակիչներ, պոմպեր կամ գազի փչակներ, որոնք շրջանառում են հովացուցիչ նյութը, խողովակաշարերն ու փականները շղթայի շրջանառության համար, միջուկային վառելիքի վերաբեռնման սարքեր, հատուկ օդափոխման համակարգեր, վթարային հովացման համակարգեր և այլն: ԱԷԿ-ի անձնակազմը ճառագայթման ազդեցությունից պաշտպանելու համար ռեակտորը շրջապատված է կենսաբանական պաշտպանությամբ, որի հիմնական նյութը բետոնն է, ջուրը, օձային ավազը։ Ռեակտորի շղթայի սարքավորումը պետք է ամբողջությամբ կնքված լինի: ատոմակայան

Այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրներ. Արեգակնային էներգիա Արևային էներգիան էներգիայի արտադրության ամենանյութական ինտենսիվ տեսակներից մեկն է: Արեգակնային էներգիայի լայնածավալ օգտագործումը ենթադրում է նյութերի և, հետևաբար, հումքի արդյունահանման, դրանց հարստացման, նյութերի արտադրության, հելիոստատների, կոլեկտորների, այլ սարքավորումների արտադրության համար անհրաժեշտ նյութերի և, հետևաբար, աշխատանքային ռեսուրսների անհրաժեշտության հսկա աճ, և դրանց տեղափոխումը։ Քամու էներգիա Շարժվող օդային զանգվածների էներգիան հսկայական է: Քամու էներգիայի պաշարներն ավելի քան հարյուր անգամ գերազանցում են մոլորակի բոլոր գետերի հիդրոէներգիայի պաշարները։ Քամիները փչում են անընդհատ և ամենուր երկրի վրա: Կլիմայական պայմաններըթույլ են տալիս քամու էներգիայի զարգացումը հսկայական տարածքում: Գիտնականների և ինժեներների ջանքերով ստեղծվել են ժամանակակից հողմային տուրբինների նախագծերի լայն տեսականի: Երկրի էներգիա Երկրի էներգիան հարմար է ոչ միայն տիեզերական ջեռուցման համար, ինչպես դա Իսլանդիայում է, այլ նաև էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Տաք ստորգետնյա աղբյուրներով էլեկտրակայանները գործում են երկար ժամանակ։ Առաջին նման էլեկտրակայանը, դեռևս բավականին ցածր էներգիայով, կառուցվել է 1904 թվականին իտալական փոքրիկ Լարդերելլո քաղաքում։ Աստիճանաբար էլեկտրակայանի հզորությունը մեծացավ, ավելի ու ավելի շատ նոր բլոկներ գործարկվեցին, օգտագործվեցին տաք ջրի նոր աղբյուրներ, և այսօր կայանի հզորությունը արդեն հասել է 360 հազար կիլովատների տպավորիչ արժեքի։

Արևի էներգիա Օդի էներգիա Երկրի էներգիա

Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում Էլեկտրաէներգիայի սպառողներն ամենուր են: Այն արտադրվում է վառելիքի և ջրային ռեսուրսների մոտ գտնվող համեմատաբար քիչ վայրերում: Ուստի անհրաժեշտ է դառնում էլեկտրաէներգիա փոխանցել երբեմն հարյուրավոր կիլոմետրեր հասնող հեռավորությունների վրա։ Բայց մեծ հեռավորությունների վրա էլեկտրաէներգիայի փոխանցումը կապված է նկատելի կորուստներ. Բանն այն է, որ հոսելով էլեկտրահաղորդման գծերի միջով, հոսանքը տաքացնում է դրանք։ Joule-Lenz օրենքի համաձայն, գծի լարերը տաքացնելու վրա ծախսվող էներգիան որոշվում է բանաձևով. Q \u003d I 2 Rt, որտեղ R-ը գծի դիմադրությունն է: Երկար գծի դեպքում էլեկտրաէներգիայի փոխանցումը կարող է դառնալ ընդհանուր առմամբ ոչ տնտեսական: Կորուստները նվազեցնելու համար կարող եք մեծացնել լարերի խաչմերուկի տարածքը: Բայց R-ի 100 գործակցով նվազման դեպքում զանգվածը նույնպես պետք է մեծացվի 100 գործակցով։ Գունավոր մետաղի նման սպառումը չպետք է թույլատրվի: Հետևաբար, գծում էներգիայի կորուստները կրճատվում են մեկ այլ ձևով` գծի հոսանքը նվազեցնելով: Օրինակ, հոսանքի նվազումը 10 գործակցով նվազեցնում է հաղորդիչների մեջ թողարկվող ջերմության քանակը 100 անգամ, այսինքն՝ ձեռք է բերվում նույն ազդեցությունը, ինչ լարերի հարյուրապատիկ կշռումից: Հետեւաբար, խոշոր էլեկտրակայաններում տեղադրվում են աստիճանական տրանսֆորմատորներ: Տրանսֆորմատորը մեծացնում է լարումը գծում այնքան, որքան նվազեցնում է հոսանքը: Էլեկտրաէներգիայի կորուստն այս դեպքում փոքր է։ Երկրի մի շարք մարզերի էլեկտրակայանները միացված են բարձրավոլտ հաղորդման գծերով՝ կազմելով ընդհանուր էլեկտրացանց, որին միացված են սպառողները։ Նման ասոցիացիան կոչվում է ուժային համակարգ: Էներգահամակարգն ապահովում է սպառողների էներգիայի անխափան մատակարարումը՝ անկախ նրանց գտնվելու վայրից։

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը գիտության տարբեր ոլորտներում Գիտությունն ուղղակիորեն ազդում է էներգետիկայի զարգացման և էլեկտրաէներգիայի շրջանակի վրա: Զարգացած երկրներում ՀՆԱ-ի աճի մոտ 80%-ը ձեռք է բերվում տեխնիկական նորարարությունների շնորհիվ, որոնց մեծ մասը կապված է էլեկտրաէներգիայի օգտագործման հետ։ Ամեն ինչ նոր է արդյունաբերության մեջ, Գյուղատնտեսությունև կյանքը գալիս է մեզ մոտ նոր զարգացումների շնորհիվ տարբեր արդյունաբերություններգիտություններ. Մեծ մասը գիտական ​​զարգացումներըսկսվում է տեսական հաշվարկներից: Բայց եթե 19-րդ դարում այս հաշվարկներն արվում էին գրիչով և թղթով, ապա գիտատեխնիկական հեղափոխության դարաշրջանում (գիտական ​​և տեխնոլոգիական հեղափոխություն) բոլոր տեսական հաշվարկները, գիտական ​​տվյալների ընտրությունն ու վերլուծությունը և նույնիսկ գրական ստեղծագործությունների լեզվաբանական վերլուծությունը. կատարվում է օգտագործելով համակարգիչներ (էլեկտրոնային համակարգիչներ), որոնք աշխատում են էլեկտրական էներգիայի վրա, որն ամենահարմարն է այն հեռավորության վրա փոխանցելու և օգտագործելու համար: Բայց եթե սկզբնական շրջանում համակարգիչներն օգտագործվում էին գիտական ​​հաշվարկների համար, ապա այժմ համակարգիչները կյանքի են կոչվել գիտությունից: Էլեկտրոնիզացումը և արտադրության ավտոմատացումը զարգացած երկրների տնտեսություններում «երկրորդ արդյունաբերական» կամ «միկրոէլեկտրոնային» հեղափոխության կարևորագույն հետևանքներն են։ Գիտությունը կապի և կապի ոլորտում զարգանում է շատ արագ։ Արբանյակային կապը օգտագործվում է ոչ միայն որպես միջոց։ միջազգային կապի, բայց նաև առօրյա կյանքում՝ արբանյակային ալեհավաքները մեր քաղաքում հազվադեպ չեն: Կապի նոր միջոցները, ինչպիսին է մանրաթելային տեխնոլոգիան, կարող են էապես նվազեցնել էլեկտրաէներգիայի կորուստը երկար հեռավորությունների վրա ազդանշանների փոխանցման գործընթացում: Ձեռք բերելու բոլորովին նոր միջոցներ ստեղծվել է տեղեկատվություն, դրա կուտակում, մշակում և փոխանցում, որոնք միասին կազմում են տեղեկատվական համալիր կառուցվածք։

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը արտադրության մեջ Ժամանակակից հասարակությունանհնար է պատկերացնել առանց էլեկտրաֆիկացման արտադրական գործունեություն. Արդեն 1980-ականների վերջին աշխարհում ամբողջ էներգիայի սպառման 1/3-ից ավելին իրականացվում էր էլեկտրական էներգիայի տեսքով։ Հաջորդ դարասկզբին այդ համամասնությունը կարող է աճել մինչև 1/2։ Էլեկտրաէներգիայի սպառման նման աճը առաջին հերթին կապված է արդյունաբերությունում դրա սպառման աճի հետ։ Հիմնական մասը արդյունաբերական ձեռնարկություններաշխատում է էլեկտրական էներգիայով. Էլեկտրաէներգիայի մեծ սպառումը բնորոշ է էներգատար ոլորտներին, ինչպիսիք են մետալուրգիան, ալյումինի և ինժեներական արդյունաբերությունները:

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը առօրյա կյանքում Էլեկտրաէներգիան առօրյա կյանքում կարևոր օգնական է: Մենք ամեն օր առնչվում ենք դրան, և, հավանաբար, արդեն չենք պատկերացնում մեր կյանքը առանց դրա։ Հիշիր, երբ վերջին անգամ ես անջատել լույսը, այսինքն՝ տունդ հոսանք չի ստացել, հիշիր, թե ինչպես էիր երդվում, որ ոչ մի բանի ժամանակ չունես և լույսի կարիք ունես, քեզ պետք է հեռուստացույց, թեյնիկ և էլի մի փունջ։ էլեկտրական սարքեր. Ի վերջո, եթե մենք ընդմիշտ լիցքաթափվենք, ապա մենք պարզապես կվերադառնանք այն հնագույն ժամանակներին, երբ կերակուրը եփում էին կրակի վրա և ապրում էին սառը վիգվամների մեջ։ Էլեկտրաէներգիայի կարևորությունը մեր կյանքում կարելի է ծածկել մի ամբողջ բանաստեղծությամբ, այն այնքան կարևոր է մեր կյանքում, և մենք այնքան սովոր ենք դրան։ Թեև մենք այլևս չենք նկատում, որ նա գալիս է մեր տուն, բայց երբ նրան անջատում են, դա շատ անհարմար է դառնում։

Շնորհակալություն ուշադրության համար

Էլեկտրական էներգիան արտադրվում է տարբեր մասշտաբներով էլեկտրակայաններ, հիմնականում ինդուկցիոն էլեկտրամեխանիկական գեներատորների օգնությամբ։

Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն

Էլեկտրակայանների երկու հիմնական տեսակ կա.

1. Ջերմային.

2. Հիդրավլիկ.

Այս բաժանումը պայմանավորված է շարժիչի տեսակով, որը պտտեցնում է գեներատորի ռոտորը: AT ջերմայինէլեկտրակայանները որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործում են վառելանյութ՝ ածուխ, գազ, նավթ, նավթային թերթաքար, մազութ։ Ռոտորը շարժվում է շոգեգազային տուրբիններով։

Առավել խնայողությունները ջերմային գոլորշու տուրբինային էլեկտրակայաններն են (ՋԷԿ): Դրանց առավելագույն արդյունավետությունը հասնում է 70%-ի։ Սա հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ արտանետվող գոլորշին օգտագործվում է արդյունաբերական ձեռնարկություններում։

Վրա հիդրոէլեկտրակայաններջրի պոտենցիալ էներգիան օգտագործվում է ռոտորը պտտելու համար: Ռոտորը շարժվում է հիդրավլիկ տուրբիններով: Կայանի հզորությունը կախված կլինի տուրբինով անցնող ջրի ճնշումից և զանգվածից։

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը

Էլեկտրական էներգիան օգտագործվում է գրեթե ամենուր։ Իհարկե, արտադրվող էլեկտրաէներգիայի մեծ մասը ստացվում է արդյունաբերությունից։ Բացի այդ, տրանսպորտը կլինի հիմնական սպառողը։

Շատ երկաթուղային գծեր վաղուց անցել են էլեկտրական քարշակի: Բնակարանների, քաղաքի փողոցների լուսավորությունը, գյուղերի և գյուղերի արտադրական և կենցաղային կարիքները՝ այս ամենը նաև էլեկտրաէներգիայի մեծ սպառող է։

Ստացված էլեկտրաէներգիայի հսկայական մասը վերածվում է մեխանիկական էներգիայի։ Արդյունաբերության մեջ օգտագործվող բոլոր մեխանիզմները շարժվում են էլեկտրական շարժիչներով: Էլեկտրաէներգիայի սպառողները բավականաչափ կան, և նրանք ամենուր են։

Իսկ էլեկտրաէներգիա արտադրվում է միայն մի քանի վայրերում։ Հարց է առաջանում էլեկտրաէներգիայի փոխանցման մասին, այն էլ մեծ հեռավորությունների վրա։ Երկար հեռավորությունների վրա փոխանցելիս էներգիայի մեծ կորուստ կա: Հիմնականում դրանք էլեկտրական լարերի ջեռուցման պատճառով կորուստներ են։

Ջուլ-Լենցի օրենքի համաձայն՝ ջեռուցման վրա ծախսվող էներգիան հաշվարկվում է բանաձևով.

Քանի որ գրեթե անհնար է նվազեցնել դիմադրությունը ընդունելի մակարդակի, անհրաժեշտ է նվազեցնել ընթացիկ ուժը: Դա անելու համար ավելացրեք լարումը: Սովորաբար կայաններում կան բարձրացող գեներատորներ, իսկ էլեկտրահաղորդման գծերի վերջում` աստիճանական տրանսֆորմատորներ: Եվ արդեն դրանցից էներգիան ցրվում է սպառողներին։

Էլեկտրական էներգիայի կարիքն անընդհատ աճում է։ Սպառման ավելացման պահանջարկը բավարարելու երկու եղանակ կա.

1. Նոր էլեկտրակայանների կառուցում

2. Առաջատար տեխնոլոգիաների կիրառում.

Էլեկտրաէներգիայի արդյունավետ օգտագործում

Առաջին ճանապարհը թանկ է. մեծ թվովշինարարական և ֆինանսական միջոցներ։ Մեկ էլեկտրակայանի կառուցման համար մի քանի տարի է պահանջվում. Բացի այդ, օրինակ, ՋԷԿ-երը սպառում են մեծ քանակությամբ չվերականգնվող բնական ռեսուրսներ և վնասում բնական միջավայրին։

Էլեկտրական էներգիայի առաջացում Էլեկտրական հոսանք առաջանում է գեներատոր-սարքերում, որոնք այս կամ այն ​​ձևի էներգիան վերածում են էլեկտրական էներգիայի: Մեր ժամանակներում գերակշռող դերը խաղում են էլեկտրամեխանիկական ինդուկցիոն գեներատորները։ փոփոխական հոսանք. Այնտեղ մեխանիկական էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։ Էլեկտրական հոսանք առաջանում է գեներատոր-սարքերում, որոնք այս կամ այն ​​ձևի էներգիան վերածում են էլեկտրական էներգիայի: Մեր ժամանակներում գերակշռող դերը խաղում են էլեկտրամեխանիկական ինդուկցիոն փոփոխիչներ: Այնտեղ մեխանիկական էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։ Գեներատորը բաղկացած է Գեներատորը բաղկացած է մշտական ​​մագնիս, որը ստեղծում է մագնիսական դաշտ և ոլորուն, որում առաջանում է փոփոխական EMF: մշտական ​​մագնիս, որը ստեղծում է մագնիսական դաշտ, և ոլորուն, որում առաջանում է փոփոխական EMF:

Տրանսֆորմատորներ Տրանսֆորմատորը սարք է, որը փոխակերպում է մեկ լարման փոփոխական հոսանքը մշտական ​​հաճախականությամբ մեկ այլ լարման փոփոխական հոսանքի: Ամենապարզ դեպքում տրանսֆորմատորը բաղկացած է փակ պողպատե միջուկից, որի վրա դրվում են մետաղալարերի ոլորուններով երկու պարույր։ Այն ոլորունները, որոնք միացված են փոփոխական լարման աղբյուրին, կոչվում են առաջնային, իսկ այն, որին միացված է «բեռը», այսինքն՝ էլեկտրաէներգիա սպառող սարքերը՝ երկրորդական։ Տրանսֆորմատորի գործողությունը հիմնված է երեւույթի վրա էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա.

Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն Էլեկտրաէներգիան արտադրվում է մեծ և փոքր էլեկտրակայաններում հիմնականում էլեկտրամեխանիկական ինդուկցիոն գեներատորների միջոցով: Կան մի քանի տեսակի էլեկտրակայաններ՝ ջերմային, հիդրոէլեկտրակայաններ և ատոմակայաններ։ ԱԷԿ ՀԷԿ ՋԷԿ ՋԷԿ

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը Էլեկտրաէներգիայի հիմնական սպառողը արդյունաբերությունն է, որին բաժին է ընկնում արտադրված էլեկտրաէներգիայի մոտ 70%-ը։ Տրանսպորտը նույնպես հիմնական սպառող է։ Բոլորը մեծ քանակությամբերկաթուղային գծերը, որոնք կվերածվեն էլեկտրական քարշակի. Գրեթե բոլոր գյուղերն ու գյուղերը էլեկտրաէներգիա են ստանում պետական ​​էլեկտրակայաններից՝ արդյունաբերական և կենցաղային կարիքների համար։ Արդյունաբերության կողմից սպառվող էլեկտրաէներգիայի մոտ մեկ երրորդն օգտագործվում է տեխնոլոգիական նպատակներով (էլեկտրական եռակցում, էլեկտրական տաքացում և մետաղների հալում, էլեկտրոլիզ և այլն)։

Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում Էներգիայի փոխանցումը կապված է զգալի կորուստների հետ. էլեկտրաէներգիատաքացնում է էլեկտրահաղորդման գծերի լարերը. Շատ երկար գծերի դեպքում էլեկտրաէներգիայի փոխանցումը կարող է դառնալ ոչ տնտեսական: Քանի որ ընթացիկ հզորությունը համաչափ է ընթացիկ ուժի և լարման արտադրյալին, փոխանցվող հզորությունը պահպանելու համար անհրաժեշտ է մեծացնել լարումը հաղորդման գծում։ Հետեւաբար, խոշոր էլեկտրակայաններում տեղադրվում են աստիճանական տրանսֆորմատորներ: Նրանք բարձրացնում են լարումը գծում այնքան, որքան նվազեցնում են ընթացիկ ուժը: Էլեկտրաէներգիայի ուղղակի օգտագործման համար գծի ծայրերում տեղադրվում են աստիճանական տրանսֆորմատորներ: Բարձրացող տրանսֆորմատոր Քայլ իջնող տրանսֆորմատոր Քայլ իջնող տրանսֆորմատոր Նվազեցնող տրանսֆորմատոր դեպի սպառող Գեներատոր 11 կՎ 110 կՎ 35 կՎ 6 կՎ Հաղորդման գիծ Հաղորդման գիծ 35 կՎ 6 կՎ 220 Վ

Արդյունավետ օգտագործումԷլեկտրաէներգիա Էլեկտրաէներգիայի պահանջարկն անընդհատ աճում է. Այս կարիքը կարող է բավարարվել երկու եղանակով. Ամենաբնականն ու առաջին հայացքից միակ ճանապարհը նոր հզոր էլեկտրակայանների կառուցումն է։ Սակայն ՋԷԿ-երը սպառում են չվերականգնվող աղբյուրները Բնական ռեսուրսներ, ինչպես նաև մեծ վնաս են հասցնում մեր մոլորակի էկոլոգիական հավասարակշռությանը։ Բարձր տեխնոլոգիաներթույլ է տալիս այլ կերպ բավարարել ձեր էներգիայի կարիքները: Առաջնահերթությունը պետք է տրվի էլեկտրաէներգիայի օգտագործման արդյունավետության բարձրացմանը, այլ ոչ թե էլեկտրակայանների հզորությունների ավելացմանը:

վերացական

ֆիզիկայում

«Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն, փոխանցում և օգտագործում» թեմայով.

11-րդ Ա դասարանի սովորողներ

Փոխըմբռնման հուշագիր թիվ 85 դպրոց

Քեթրին.

Ուսուցիչ:

2003 թ

Աբստրակտ պլան.

Ներածություն.

1. Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն.

1. էլեկտրակայանների տեսակները.

2. էներգիայի այլընտրանքային աղբյուրներ:

2. Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում.

• տրանսֆորմատորներ.

3.

Ներածություն.

Էներգիայի ծնունդը տեղի է ունեցել մի քանի միլիոն տարի առաջ, երբ մարդիկ սովորեցին օգտագործել կրակը: Կրակը նրանց ջերմություն և լույս էր տալիս, ոգեշնչման և լավատեսության աղբյուր էր, թշնամիների և վայրի կենդանիների դեմ զենք, դեղամիջոց, գյուղատնտեսության մեջ օգնական, սննդի պահպանակ, տեխնոլոգիական գործիքև այլն:

Հայտնվեց մարդկանց կրակ տվող Պրոմեթևսի գեղեցիկ առասպելը Հին Հունաստանշատ ավելի ուշ, քան աշխարհի շատ մասերում, յուրացվել են կրակի, դրա արտադրության և մարման, հրդեհի պահպանման և վառելիքի ռացիոնալ օգտագործման մեթոդները:

Երկար տարիներ կրակը պահպանվել է բույսերի էներգիայի աղբյուրների այրման միջոցով (փայտ, թփեր, եղեգ, խոտ, չոր ջրիմուռներ և այլն), իսկ հետո պարզվել է, որ կրակը պահպանելու համար հնարավոր է օգտագործել հանածո նյութեր՝ ածուխ, նավթ։ , թերթաքար, տորֆ։

Այսօր էներգիան մնում է մարդկային կյանքի հիմնական բաղադրիչը։ Այն հնարավորություն է տալիս ստեղծել տարբեր նյութեր, նոր տեխնոլոգիաների զարգացման հիմնական գործոններից է։ Պարզ ասած, առանց յուրացնելու էներգիայի տարբեր տեսակներ, մարդն ի վիճակի չէ լիարժեք գոյություն ունենալ։

Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն.

Էլեկտրակայանների տեսակները.

ՋԷԿ (ԹԷԿ), էլեկտրակայան, որն արտադրում է էլեկտրական էներգիա հանածո վառելիքի այրման ժամանակ արտանետվող ջերմային էներգիայի փոխակերպման արդյունքում։ Առաջին ՋԷԿ-երը հայտնվեցին 19-րդ դարի վերջին և լայն տարածում գտան։ 20-րդ դարի 70-ականների կեսերին ՋԷԿ-երը եղել են էլեկտրակայանների հիմնական տեսակը։

Ջերմային էլեկտրակայաններում վառելիքի քիմիական էներգիան վերածվում է սկզբում մեխանիկական, ապա էլեկտրական էներգիայի։ Նման էլեկտրակայանի վառելիքը կարող է լինել քարածուխ, տորֆ, գազ, նավթային թերթաքար, մազութ։

Ջերմային էլեկտրակայանները բաժանվում են խտացում(IES), որը նախատեսված է միայն էլեկտրական էներգիա արտադրելու համար, և համակցված ջերմաէլեկտրակայաններ(CHP), որը, բացի էլեկտրական ջերմային էներգիայից, արտադրում է տաք ջրի և գոլորշու տեսքով: Տարածքային նշանակության խոշոր IES-ները կոչվում են պետական ​​շրջանային էլեկտրակայաններ (GRES):

Ածխով աշխատող IES-ի ամենապարզ սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է նկարում: Ածուխը սնվում է վառելիքի բունկեր 1, իսկ դրանից՝ ջարդիչ 2 գործարան, որտեղ այն վերածվում է փոշու։ Ածուխի փոշին մտնում է գոլորշու գեներատորի (գոլորշու կաթսա) 3 վառարանը, որն ունի խողովակների համակարգ, որոնցում շրջանառվում է քիմիապես մաքրված ջուրը, որը կոչվում է կերակրման ջուր։ Կաթսայում ջուրը տաքանում է, գոլորշիանում, և ստացված հագեցած գոլորշին հասցվում է 400-650 ° C ջերմաստիճանի և 3-24 ՄՊա ճնշման տակ գոլորշու խողովակաշարով մտնում է գոլորշու տուրբին 4: Գոլորշին պարամետրերը կախված են միավորների հզորությունից:

Ջերմային կոնդենսացիոն էլեկտրակայաններն ունեն ցածր արդյունավետություն (30-40%), քանի որ էներգիայի մեծ մասը կորչում է ծխատար գազերով և կոնդենսատորի հովացման ջրով: Շահավետ է IES կառուցել վառելիքի արդյունահանման վայրերի անմիջական հարևանությամբ: Միևնույն ժամանակ էլեկտրաէներգիայի սպառողները կարող են տեղակայվել կայանից զգալի հեռավորության վրա։

համակցված ջերմաէլեկտրակայանկոնդենսացիոն կայանից տարբերվում է հատուկ ջերմաէլեկտրական տուրբինով, որի վրա տեղադրված է գոլորշու արդյունահանում։ CHPP-ում գոլորշու մի մասն ամբողջությամբ օգտագործվում է տուրբինում՝ գեներատոր 5-ում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար, այնուհետև մտնում է կոնդենսատոր 6, իսկ մյուս մասը, որն ունի բարձր ջերմաստիճան և ճնշում, վերցվում է գեներատորի միջանկյալ փուլից։ տուրբին և օգտագործվում է ջերմամատակարարման համար: Կոնդենսատային պոմպ 7-ը օդազերծիչ 8-ի միջով, իսկ հետո սնուցող պոմպ 9-ը սնվում է գոլորշու գեներատորի մեջ: Արդյունահանվող գոլորշու քանակը կախված է ձեռնարկությունների ջերմային էներգիայի կարիքներից։

CHP-ի արդյունավետությունը հասնում է 60-70%-ի։ Նման կայանները սովորաբար կառուցվում են սպառողների մոտ՝ արդյունաբերական ձեռնարկությունների կամ բնակելի տարածքների մոտ։ Առավել հաճախ աշխատում են ներկրվող վառելիքի վրա։

Զգալիորեն ավելի քիչ տարածված ջերմային կայաններհետ գազատուրբին(GTPS), գոլորշի-գազ(PGES) և դիզելային գործարաններ:

GTPP-ի այրման պալատում այրվում է գազ կամ հեղուկ վառելիք; 750-900 ºС ջերմաստիճանով այրման արտադրանքները մտնում են գազատուրբին, որը պտտում է էլեկտրական գեներատորը: Նման ջերմաէլեկտրակայանների արդյունավետությունը սովորաբար կազմում է 26-28%, հզորությունը՝ մինչև մի քանի հարյուր ՄՎտ։ . GTPP-ները սովորաբար օգտագործվում են էլեկտրական բեռի գագաթները ծածկելու համար: ՓԴԳԾ-ի արդյունավետությունը կարող է հասնել 42-43%-ի:

Առավել տնտեսապես խոշոր ջերմային գոլորշու տուրբինային էլեկտրակայաններն են (կարճ ասած՝ ՋԷԿ): Մեր երկրի ջերմաէլեկտրակայանների մեծ մասը որպես վառելիք օգտագործում է ածխի փոշին։ 1 կՎտ/ժ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար անհրաժեշտ է մի քանի հարյուր գրամ ածուխ։ Գոլորշի կաթսայում վառելիքի կողմից թողարկված էներգիայի ավելի քան 90%-ը փոխանցվում է գոլորշու: Տուրբինում գոլորշու շիթերի կինետիկ էներգիան փոխանցվում է ռոտորին։ Տուրբինի լիսեռը կոշտ միացված է գեներատորի լիսեռին:

Ջերմային էլեկտրակայանների ժամանակակից շոգետուրբինները շատ առաջադեմ, բարձր արագությամբ, բարձր տնտեսող մեքենաներ են՝ երկար սպասարկման ժամկետով: Նրանց հզորությունը մեկ լիսեռ տարբերակում հասնում է 1 մլն 200 հազար կՎտ-ի, և դա սահմանը չէ։ Նման մեքենաները միշտ բազմաստիճան են, այսինքն՝ սովորաբար ունենում են մի քանի տասնյակ սկավառակներ աշխատանքային շեղբերով և նույն թվով, յուրաքանչյուր սկավառակի դիմաց, վարդակների խմբեր, որոնց միջով հոսում է գոլորշու շիթ։ Գոլորշի ճնշումը և ջերմաստիճանը աստիճանաբար նվազում են։

Ֆիզիկայի կուրսից հայտնի է, որ ջերմային շարժիչների արդյունավետությունը մեծանում է աշխատանքային հեղուկի սկզբնական ջերմաստիճանի բարձրացմամբ։ Հետևաբար, տուրբին մտնող գոլորշին հասցվում է բարձր պարամետրերի. ջերմաստիճանը գրեթե մինչև 550 ° C է, իսկ ճնշումը մինչև 25 ՄՊա: ՋԷԿ-ի արդյունավետությունը հասնում է 40%-ի։ Էներգիայի մեծ մասը կորչում է տաք արտանետվող գոլորշու հետ միասին:

Հիդրոէլեկտրակայան (ՀԷԿ), կառուցվածքների և սարքավորումների համալիր, որի միջոցով ջրի հոսքի էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։ ՀԷԿ-ը բաղկացած է մի շարք շղթայից հիդրավլիկ կառույցներ,ապահովելով ջրի հոսքի անհրաժեշտ կոնցենտրացիան և ճնշում և ուժային սարքավորումներ, որոնք ճնշման տակ շարժվող ջրի էներգիան փոխակերպում են պտտման մեխանիկական էներգիայի, որն էլ իր հերթին վերածվում է էլեկտրական էներգիայի:

ՀԷԿ-ի գլխամասը ստեղծվում է պատնեշի կողմից օգտագործվող հատվածում գետի անկման կենտրոնացմամբ, կամ. ածանցյալ,կամ ամբարտակն ու դերիվացիան միասին։ ՀԷԿ-ի հիմնական էներգատեխնիկան գտնվում է ՀԷԿ-ի շենքում՝ էլեկտրակայանի շարժիչի սենյակում. հիդրավլիկ ագրեգատներ,օժանդակ սարքավորումներ, ավտոմատ կառավարման և մոնիտորինգի սարքեր; կենտրոնական կառավարման կետում՝ օպերատոր-դիսպետչերական կոնսոլ կամ հիդրոէլեկտրակայանի օպերատոր.Ակտիվացում տրանսֆորմատորային ենթակայանտեղակայված ինչպես էլեկտրակայանի շենքի ներսում, այնպես էլ առանձին շենքերում կամ բաց տարածքներում։ Բաշխիչ սարքերհաճախ գտնվում է բաց տարածքում: Էլեկտրակայանի շենքը կարելի է բաժանել մեկ կամ մի քանի ագրեգատներով և օժանդակ սարքավորումներով հատվածների՝ առանձնացված շենքի հարակից մասերից։ ՀԷԿ-ի շենքում կամ դրա ներսում ստեղծվում է հավաքման վայր՝ տարբեր սարքավորումների հավաքման և վերանորոգման և ՀԷԿ-ի օժանդակ տեխնիկական աշխատանքների համար:

Ըստ տեղադրված հզորություն(մեջ ՄՎտ)տարբերակել հիդրոէլեկտրակայանները հզոր(Սբ. 250), միջին(մինչև 25) և փոքր(մինչև 5): ՀԷԿ-ի հզորությունը կախված է ճնշումից (հոսանքի վերևի և ներքևի մակարդակների տարբերությունը ), հիդրավլիկ տուրբիններում օգտագործվող ջրի հոսքի արագությունը և հիդրավլիկ միավորի արդյունավետությունը: Մի շարք պատճառներով (օրինակ՝ ջրամբարներում ջրի մակարդակի սեզոնային փոփոխությունների, էներգահամակարգի ծանրաբեռնվածության փոփոխականության, հիդրոէլեկտրակայանների կամ հիդրոտեխնիկական կառույցների վերանորոգման և այլնի պատճառով) ջրի ճնշումն ու հոսքը մշտապես պահպանվում են. փոփոխվում է, և, բացի այդ, հոսքը փոխվում է ՀԷԿ-ի հզորությունը կարգավորելիս։ Կան ՀԷԿ-ի շահագործման ռեժիմի տարեկան, շաբաթական և ամենօրյա ցիկլեր:

Ըստ առավելագույն օգտագործվող ճնշման՝ ՀԷԿ-երը բաժանվում են բարձր ճնշման(ավելի քան 60 մ), միջին ճնշում(25-ից 60 մ)և ցածր ճնշման(3-ից 25 մ).Հարթ գետերի վրա ճնշումը հազվադեպ է գերազանցում 100-ը մ,լեռնային պայմաններում պատնեշի միջոցով հնարավոր է ճնշումներ ստեղծել մինչև 300 մեւ ավելին, իսկ ածանցման օգնությամբ՝ մինչեւ 1500 մ.ՀԷԿ-ի ստորաբաժանումն ըստ օգտագործվող ճնշման մոտավոր է, պայմանական։

Ըստ ջրային ռեսուրսների օգտագործման սխեմայի և ճնշման կենտրոնացման՝ ՀԷԿ-երը սովորաբար բաժանվում են ալիք, ամբարտակի մոտ, դիվերսիա ճնշման և ոչ ճնշման ածանցմամբ, խառը, պոմպային պահեստավորումև մակընթացային.

Հոսող և ամբարտակային ՀԷԿ-երում ջրի ճնշումն առաջանում է ամբարտակի միջոցով, որը փակում է գետը և բարձրացնում ջրի մակարդակը վերևում: Միաժամանակ գետահովտի որոշակի վարարումներն անխուսափելի են։ Հոսող և ամբարտակի մոտ հիդրոէլեկտրակայանները կառուցված են ինչպես ցածրադիր բարձր ջրային գետերի, այնպես էլ լեռնային գետերի վրա, նեղ սեղմված հովիտներում: Գետահոս ՀԷԿ-երը բնութագրվում են մինչև 30-40 գլխիկներով մ.

Ավելի բարձր ճնշումների դեպքում, պարզվում է, որ անիրագործելի է հիդրոստատիկ ջրի ճնշումը էլեկտրակայանի շենք տեղափոխելը: Այս դեպքում տեսակը պատնեշՀԷԿ-ը, որի ճնշման ճակատն ամբողջ երկարությամբ փակված է պատնեշով, իսկ ՀԷԿ-ի շենքը գտնվում է պատնեշի հետևում, միանում է հոսանքին ներքև։

Մեկ այլ տեսակի դասավորություն ամբարտակի մոտՀԷԿ-ը համապատասխանում է լեռնային պայմաններին` համեմատաբար ցածր գետերի հոսքի արագությամբ:

AT ածանցյալԳետի անկման հիդրոէլեկտրական կոնցենտրացիան առաջանում է դերիվացիայի միջոցով. գետի օգտագործված հատվածի սկզբում ջուրը գետի ջրանցքից շեղվում է խողովակով, այս հատվածում գետի միջին թեքությունից զգալիորեն փոքր թեքությամբ և ալիքի ոլորանների ու ոլորանների ուղղումով: Դերիվացիայի վերջը բերվում է ՀԷԿ-ի շենքի գտնվելու վայր։ Կեղտաջրերը կա՛մ վերադարձվում են գետ, կա՛մ սնվում հաջորդ դիվերսիոն ՀԷԿ-ին: Դիվացիան շահավետ է, երբ գետի թեքությունը բարձր է։

ՀԷԿ-երի շարքում առանձնահատուկ տեղ է զբաղեցնում պոմպային պահեստային էլեկտրակայաններ(PSPP) և մակընթացային էլեկտրակայաններ(PES): Պոմպային պահեստային էլեկտրակայանի կառուցումը պայմանավորված է խոշոր էներգետիկ համակարգերում գագաթնակետային էներգիայի աճող պահանջարկով, որը որոշում է գագաթնակետային բեռները ծածկելու համար պահանջվող արտադրող հզորությունը: Պոմպային պահեստային էլեկտրակայանի էներգիան կուտակելու ունակությունը հիմնված է այն փաստի վրա, որ էներգահամակարգում ազատ էլեկտրական էներգիան որոշակի ժամանակահատվածում օգտագործվում է պոմպային պահեստավորման բլոկների կողմից, որոնք, աշխատելով պոմպային ռեժիմում, ջուր են մղում ջրամբարը վերին պահեստային ավազանում: Բեռի գագաթնակետերի ժամանակ կուտակված էներգիան վերադառնում է էներգահամակարգ (վերին ավազանի ջուրը մտնում է գրիչև պտտում է հիդրավլիկ ագրեգատները, որոնք աշխատում են ընթացիկ գեներատորի ռեժիմում):

PES-ը ծովի մակընթացությունների էներգիան վերածում է էլեկտրական էներգիայի: Մակընթացային հիդրոէլեկտրակայանների էլեկտրաէներգիան, մակընթացությունների պարբերական բնույթի հետ կապված որոշ առանձնահատկությունների պատճառով, կարող է օգտագործվել միայն էներգահամակարգերում կարգավորող էլեկտրակայանների էներգիայի հետ միասին, որոնք փոխհատուցում են մակընթացային էլեկտրակայանների էլեկտրաէներգիայի խափանումները: օր կամ ամիս:

Վառելիքաէներգետիկ ռեսուրսների համեմատ հիդրոէներգետիկ ռեսուրսների կարևորագույն հատկանիշը դրանց շարունակական նորացումն է։ ՀԷԿ-երի համար վառելիքի կարիքի բացակայությունը պայմանավորում է ՀԷԿ-երում արտադրվող էլեկտրաէներգիայի ցածր արժեքը։ Հետևաբար, հիդրոէլեկտրակայանների կառուցումը, չնայած 1-ի հաշվով զգալի, կոնկրետ կապիտալ ներդրումներին կՎտտեղադրված հզորությունը և շինարարության երկար ժամանակն ուներ և ունեն մեծ նշանակություն, հատկապես երբ դա կապված է էլեկտրաէներգիայի ինտենսիվ արդյունաբերության տեղակայման հետ։

Ատոմակայան (ԱԷԿ), էլեկտրակայան, որտեղ ատոմային (միջուկային) էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։ Ատոմակայանի էներգիայի գեներատորը միջուկային ռեակտոր է: Ջերմությունը, որն ազատվում է ռեակտորում որոշ ծանր տարրերի միջուկային տրոհման շղթայական ռեակցիայի արդյունքում, այնուհետև, ինչպես սովորական ՋԷԿ-երում, վերածվում է էլեկտրականության։ Ի տարբերություն հանածո վառելիքով աշխատող ջերմաէլեկտրակայանների, ատոմակայանները գործում են միջուկային վառելիք(հիմնված 233 U, 235 U, 239 Pu): Հաստատվել է, որ միջուկային վառելիքի աշխարհի էներգետիկ ռեսուրսները (ուրան, պլուտոնիում և այլն) զգալիորեն գերազանցում են օրգանական վառելիքի բնական պաշարների (նավթ, ածուխ, բնական գազ և այլն) էներգետիկ պաշարները։ Սա վառելիքի արագ աճող պահանջարկը բավարարելու լայն հեռանկարներ է բացում: Բացի այդ, անհրաժեշտ է հաշվի առնել ածխի և նավթի անընդհատ աճող սպառումը համաշխարհային քիմիական արդյունաբերության տեխնոլոգիական նպատակների համար, որը դառնում է ջերմաէլեկտրակայանների լուրջ մրցակից։ Չնայած օրգանական վառելիքի նոր հանքավայրերի հայտնաբերմանը և դրա արտադրության մեթոդների կատարելագործմանը, աշխարհը հակված է դրա արժեքի հարաբերական աճին: Սա ամենադժվար պայմաններն է ստեղծում հանածո վառելիքի սահմանափակ պաշարներ ունեցող երկրների համար։ Ակնհայտ է ատոմային էներգետիկայի արագ զարգացման անհրաժեշտությունը, որն արդեն իսկ ակնառու տեղ է զբաղեցնում աշխարհի մի շարք արդյունաբերական երկրների էներգետիկ հաշվեկշռում։

Ատոմակայանի սխեմատիկ դիագրամ միջուկային ռեակտոր, ունենալով ջրային սառեցում, ներկայացված է նկ. 2. Ջերմություն առաջացող միջուկըռեակտոր հովացուցիչ նյութ,ընդունվում է 1-ին շղթայի ջրով, որը ռեակտորով մղվում է շրջանառության պոմպի միջոցով։ Ռեակտորից տաքացած ջուրը մտնում է ջերմափոխանակիչ (գոլորշու գեներատոր) 3, որտեղ ռեակտորում ստացված ջերմությունը փոխանցում է 2-րդ շղթայի ջրին։ 2-րդ շղթայից ջուրը գոլորշիանում է գոլորշու գեներատորում և ձևավորվում է գոլորշի, որն այնուհետև մտնում է տուրբին 4.

Ատոմակայաններում առավել հաճախ օգտագործվում են 4 տեսակի ջերմային նեյտրոնային ռեակտորներ.

1) ջուր-ջուր սովորական ջրով որպես մոդերատոր և հովացուցիչ նյութ.

2) գրաֆիտ-ջուր ջրային հովացուցիչ նյութով և գրաֆիտի մոդերատորով.

3) ծանր ջուր՝ ջրային հովացուցիչ նյութով և ծանր ջուր՝ որպես մոդերատոր.

4) գրաֆիտո - գազ գազի հովացուցիչ նյութով և գրաֆիտի մոդերատորով:

Հիմնականում օգտագործվող ռեակտորի տեսակի ընտրությունը որոշվում է հիմնականում կրող ռեակտորում կուտակված փորձով, ինչպես նաև անհրաժեշտ արդյունաբերական սարքավորումների, հումքի և այլնի առկայությամբ:

Ռեակտորը և նրա օժանդակ համակարգերը ներառում են. ռեակտորն ինքնին կենսաբանական պաշտպանություն , ջերմափոխանակիչներ, պոմպեր կամ գազ փչող կայանքներ, որոնք շրջանառում են հովացուցիչ նյութը, խողովակաշարերը և կցամասերը շղթայի շրջանառության համար, միջուկային վառելիքի վերաբեռնման սարքեր, հատուկ օդափոխության համակարգեր, վթարային հովացում և այլն:

ԱԷԿ-ի անձնակազմը ճառագայթման ազդեցությունից պաշտպանելու համար ռեակտորը շրջապատված է կենսաբանական պաշտպանությամբ, որի հիմնական նյութը բետոնն է, ջուրը, օձային ավազը։ Ռեակտորի շղթայի սարքավորումը պետք է ամբողջությամբ կնքված լինի: Նախատեսված է համակարգ հովացուցիչ նյութի հնարավոր արտահոսքի վայրերի մոնիտորինգի համար, միջոցներ են ձեռնարկվում, որպեսզի միացումում արտահոսքի և ընդմիջումների հայտնվելը չհանգեցնի ռադիոակտիվ արտանետումների և ԱԷԿ-ի տարածքի և շրջակա տարածքի աղտոտմանը: Ռադիոակտիվ օդը և հովացուցիչ նյութի փոքր քանակությամբ գոլորշիները, շղթայից արտահոսքի առկայության պատճառով, հեռացվում են ԱԷԿ-ի չվերահսկվող տարածքներից: հատուկ համակարգօդափոխություն, որում օդի աղտոտման հնարավորությունը բացառելու համար նախատեսված են մաքրող ֆիլտրեր և պահող գազօջախներ։ Դոզաչափական հսկողության ծառայությունը վերահսկում է ԱԷԿ-ի անձնակազմի կողմից ճառագայթային անվտանգության կանոնների պահպանումը։

ԱԷԿ-երը, որոնք ամենաշատն են ժամանակակից տեսքԷլեկտրակայանները մի շարք էական առավելություններ ունեն այլ տեսակի էլեկտրակայանների նկատմամբ. նորմալ շահագործման պայմաններում դրանք բացարձակապես չեն աղտոտում: միջավայրը, չեն պահանջում կապել հումքի աղբյուրին և, համապատասխանաբար, կարող են տեղադրվել գրեթե ցանկացած վայրում: Նոր էներգաբլոկների հզորությունը գրեթե հավասար ուժմիջին ՀԷԿ-երը, սակայն, ատոմակայաններում տեղադրված հզորության օգտագործման գործակիցը (80%) զգալիորեն գերազանցում է ՀԷԿ-երի կամ ՋԷԿ-երի գործակիցը:

Նորմալ շահագործման պայմաններում ատոմակայանների էական թերությունները գործնականում չկան։ Այնուամենայնիվ, չի կարելի չնկատել ատոմակայանների վտանգը հնարավոր ֆորսմաժորային հանգամանքներում՝ երկրաշարժեր, փոթորիկներ և այլն. այստեղ էներգաբլոկների հին մոդելները ռեակտորի անվերահսկելի գերտաքացման պատճառով տարածքների ճառագայթային աղտոտման պոտենցիալ վտանգ են ներկայացնում:

Այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրներ.

Արևի էներգիա.

Վերջերս արևային էներգիայի օգտագործման խնդրի նկատմամբ հետաքրքրությունը կտրուկ աճել է, քանի որ արևի ուղղակի ճառագայթման օգտագործման վրա հիմնված էներգիայի ներուժը չափազանց մեծ է:

Արեգակնային ճառագայթման ամենապարզ կոլեկտորը սևացած մետաղական (սովորաբար ալյումինե) թիթեղն է, որի ներսում կան խողովակներ, որոնցում շրջանառվում է հեղուկ։ Ջեռուցվում է կոլեկտորի կողմից կլանված արևային էներգիայով, հեղուկը մատակարարվում է ուղղակի օգտագործման համար:

Արեգակնային էներգիան էներգիայի արտադրության ամենանյութական ինտենսիվ տեսակներից մեկն է։ Արեգակնային էներգիայի լայնածավալ օգտագործումը ենթադրում է նյութերի և, հետևաբար, հումքի արդյունահանման, դրանց հարստացման, նյութերի արտադրության, հելիոստատների, կոլեկտորների, այլ սարքավորումների արտադրության համար անհրաժեշտ նյութերի և, հետևաբար, աշխատանքային ռեսուրսների անհրաժեշտության հսկա աճ, և դրանց տեղափոխումը։

Առայժմ արևի ճառագայթներից ստացված էլեկտրական էներգիան շատ ավելի թանկ է, քան ավանդական մեթոդներով ստացվածը։ Գիտնականները հույս ունեն, որ փորձարկումները, որոնք իրենք կիրականացնեն փորձարարական օբյեկտներում և կայաններում, կօգնեն լուծել ոչ միայն տեխնիկական, այլև տնտեսական խնդիրները։

քամու էներգիա.

Շարժվող օդային զանգվածների էներգիան հսկայական է։ Քամու էներգիայի պաշարներն ավելի քան հարյուր անգամ գերազանցում են մոլորակի բոլոր գետերի հիդրոէներգիայի պաշարները։ Քամիները փչում են անընդհատ և ամենուր երկրի վրա: Կլիմայական պայմանները թույլ են տալիս քամու էներգիան զարգացնել հսկայական տարածքում:

Սակայն այս օրերին քամու շարժիչներով աշխատող շարժիչները ծածկում են աշխարհի էներգիայի պահանջարկի միայն մեկ հազարերորդ մասը: Այդ իսկ պատճառով հողմային անիվի նախագծում՝ ցանկացած հողմային էլեկտրակայանի սիրտը, ներառում է ինքնաթիռներ կառուցողներ, ովքեր ի վիճակի են ընտրել սայրի ամենահարմար պրոֆիլը և ուսումնասիրել այն հողմային թունելում: Գիտնականների և ինժեներների ջանքերով ստեղծվել են ժամանակակից հողմային տուրբինների նախագծերի լայն տեսականի:

Երկրի էներգիա.

Հին ժամանակներից մարդիկ գիտեին խորքերում թաքնված հսկա էներգիայի տարերային դրսևորումների մասին երկրագունդը. Մարդկության հիշողությունը լեգենդներ է պահում աղետալի հրաբխային ժայթքումների մասին, որոնք խլեցին միլիոնավոր մարդկային կյանքեր, անճանաչելիորեն փոխեցին Երկրի վրա շատ վայրերի տեսքը: Նույնիսկ համեմատաբար փոքր հրաբխի ժայթքման ուժը հսկայական է, այն շատ անգամ գերազանցում է մարդու ձեռքով ստեղծված ամենամեծ էլեկտրակայանների հզորությունը: Ճիշտ է, հրաբխային ժայթքումների էներգիայի ուղղակի օգտագործման մասին խոսելն ավելորդ է, մինչ այժմ մարդիկ հնարավորություն չունեն զսպելու այդ անհնազանդ տարրը։

Երկրի էներգիան հարմար է ոչ միայն տիեզերական ջեռուցման համար, ինչպես դա Իսլանդիայում է, այլև էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։ Տաք ստորգետնյա աղբյուրներով էլեկտրակայանները գործում են երկար ժամանակ։ Առաջին նման էլեկտրակայանը, դեռևս բավականին ցածր էներգիայով, կառուցվել է 1904 թվականին իտալական փոքրիկ Լարդերելլո քաղաքում։ Աստիճանաբար էլեկտրակայանի հզորությունը մեծացավ, ավելի ու ավելի շատ նոր բլոկներ գործարկվեցին, օգտագործվեցին տաք ջրի նոր աղբյուրներ, և այսօր կայանի հզորությունը արդեն հասել է 360 հազար կիլովատների տպավորիչ արժեքի։

Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում.

Տրանսֆորմատորներ.

Դուք գնել եք ZIL սառնարան: Վաճառողը զգուշացրել է ձեզ, որ սառնարանը նախատեսված է ցանցի 220 Վ լարման համար։ Իսկ ձեր տանը ցանցի լարումը 127 Վ է։ Ընդհանրապես. Պարզապես պետք է անել լրացուցիչ ծախսերև գնել տրանսֆորմատոր:

Տրանսֆորմատոր- շատ պարզ սարք, որը թույլ է տալիս և՛ բարձրացնել, և՛ նվազեցնել լարումը: AC փոխակերպումն իրականացվում է տրանսֆորմատորների միջոցով: Առաջին անգամ տրանսֆորմատորները օգտագործվել են 1878 թվականին ռուս գիտնական Պ.Ն. Յաբլոչկովի կողմից՝ իր հորինած «էլեկտրական մոմերը» սնուցելու համար՝ այն ժամանակվա լույսի նոր աղբյուր։ Պ.Ն.Յաբլոչկովի գաղափարը մշակել է Մոսկվայի համալսարանի աշխատակից Ի.Ֆ.Ուսագինը, ով նախագծել է բարելավված տրանսֆորմատորներ:

Տրանսֆորմատորը բաղկացած է փակ երկաթյա միջուկից, որի վրա դրվում են մետաղալարերի ոլորուններով երկու (երբեմն ավելի) կծիկ (նկ. 1)։ Պտուտակներից մեկը, որը կոչվում է առաջնային, միացված է փոփոխական լարման աղբյուրին: Երկրորդ ոլորուն, որին միացված է «բեռը», այսինքն՝ սարքեր և սարքեր, որոնք սպառում են էլեկտրաէներգիա, կոչվում է երկրորդական:

Տրանսֆորմատորի գործողությունը հիմնված է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթի վրա: Երբ փոփոխական հոսանք անցնում է առաջնային ոլորուն միջով, երկաթե միջուկում հայտնվում է փոփոխական մագնիսական հոսք, որը գրգռում է ինդուկցիոն EMF-ը յուրաքանչյուր ոլորունում: Ավելին, ինդուկցիոն emf-ի ակնթարթային արժեքը եմեջՖարադեյի օրենքի համաձայն առաջնային կամ երկրորդային ոլորման ցանկացած շրջադարձ որոշվում է բանաձևով.

e = -Δ Զ/Δ տ

Եթե Ֆ= Ф 0 сosωt, ապա

e = ω Ф 0մեղքω տ, կամ

e =Ե 0 մեղքω տ ,

որտեղ Ե 0 \u003d ω Ф 0 - EMF-ի ամպլիտուդը մեկ հերթափոխով:

Առաջնային ոլորունում, որն ունի p 1պտույտներ, ընդհանուր ինդուկցիոն էմֆ ե 1 հավասար է n 1 ե.

Երկրորդական ոլորունում կա ընդհանուր EMF: ե 2հավասար է n 2 e,որտեղ p 2այս ոլորման պտույտների քանակն է:

Այստեղից հետևում է, որ

ե 1 e 2 \u003d n 1 n 2. (1)

Լարման գումարը u 1 , կիրառվում է առաջնային ոլորուն և EMF-ին ե 1 պետք է հավասար լինի առաջնային ոլորուն լարման անկմանը.

u 1 + ե 1 = ես 1 Ռ 1 , որտեղ Ռ 1 ոլորման ակտիվ դիմադրությունն է, և ես 1 հոսանքն է դրա մեջ։ Այս հավասարումըուղղակիորեն բխում է ընդհանուր հավասարումից. Սովորաբար ոլորուն ակտիվ դիմադրությունը փոքր է և անդամ ես 1 Ռ 1 կարելի է անտեսել. Այսպիսով

u 1 ≈ - ե 1. (2)

Երբ տրանսֆորմատորի երկրորդական ոլորուն բաց է, դրա մեջ հոսանքը չի հոսում, և կապը տեղի է ունենում.

u 2 ≈ - ե 2 . (3)

Քանի որ emf-ի ակնթարթային արժեքները ե 1 և ե 2 փուլի փոփոխություն, ապա դրանց հարաբերակցությունը (1) բանաձևում կարող է փոխարինվել արդյունավետ արժեքների հարաբերակցությամբ Ե 1 ևԵ 2 այս EMF կամ, հաշվի առնելով (2) և (3) հավասարությունները, արդյունավետ լարման արժեքների հարաբերակցությունը U 1 և U 2 .

U 1 /U 2 = Ե 1 / Ե 2 = n 1 / n 2 = կ. (4)

Արժեք կկոչվում է փոխակերպման հարաբերակցություն: Եթե կ>1, ապա տրանսֆորմատորը իջնում ​​է, հետ կ<1 - աճող։

Երբ երկրորդական ոլորուն շղթան փակ է, դրա մեջ հոսում է հոսանք: Հետո հարաբերությունը u 2 ≈ - ե 2 այլևս ստույգ բավարարված չէ, և, համապատասխանաբար, կապը Ու 1 և U 2 դառնում է ավելի բարդ, քան (4) հավասարման մեջ:

Համաձայն էներգիայի պահպանման օրենքի՝ առաջնային շղթայում հզորությունը պետք է հավասար լինի երկրորդական շղթայի հզորությանը.

U 1 Ի 1 = U 2 Ի 2, (5)

որտեղ Ի 1 և Ի 2 - ուժի արդյունավետ արժեքները առաջնային և երկրորդային ոլորուններում:

Այստեղից հետևում է, որ

U 1 /U 2 = Ի 1 / Ի 2 . (6)

Սա նշանակում է, որ տրանսֆորմատորի օգնությամբ մի քանի անգամ մեծացնելով լարումը, մենք հոսանքը նվազեցնում ենք նույն չափով (և հակառակը)։

Փաթաթումներում և երկաթի միջուկում ջերմության առաջացման համար էներգիայի անխուսափելի կորուստների պատճառով (5) և (6) հավասարումները մոտավորապես կատարվում են: Այնուամենայնիվ, ժամանակակից բարձր հզորության տրանսֆորմատորներում ընդհանուր կորուստները չեն գերազանցում 2-3% -ը:

Ամենօրյա պրակտիկայում դուք հաճախ ստիպված եք գործ ունենալ տրանսֆորմատորների հետ: Ի հավելումն այն տրանսֆորմատորների, որոնք մենք կամա թե ակամա օգտագործում ենք, քանի որ արդյունաբերական սարքերը նախատեսված են մի լարման համար, իսկ մյուսը օգտագործվում է քաղաքային ցանցում, բացի դրանցից, գործ ունենք մեքենաների գլանների հետ։ Բոբինը բարձրացող տրանսֆորմատոր է: Աշխատանքային խառնուրդը բռնկող կայծ ստեղծելու համար պահանջվում է բարձր լարում, որը մենք ստանում ենք մեքենայի մարտկոցից՝ նախ անջատիչի միջոցով մարտկոցի ուղղակի հոսանքը փոփոխական հոսանքի վերածելուց հետո։ Հեշտ է տեսնել, որ մինչև տրանսֆորմատորը տաքացնելու համար օգտագործվող էներգիայի կորուստը, երբ լարումը մեծանում է, հոսանքը նվազում է և հակառակը:

Եռակցման մեքենաները պահանջում են աստիճանական տրանսֆորմատորներ: Եռակցումը պահանջում է շատ բարձր հոսանքներ, իսկ եռակցման մեքենայի տրանսֆորմատորն ունի միայն մեկ ելքային պտույտ:

Դուք հավանաբար նկատել եք, որ տրանսֆորմատորի միջուկը պատրաստված է պողպատի բարակ թիթեղներից: Դա արվում է լարման փոխակերպման ժամանակ էներգիան չկորցնելու համար։ Թիթեղային նյութում պտտվող հոսանքները ավելի քիչ դեր կխաղան, քան պինդ նյութում:

Տանը դուք գործ ունեք փոքր տրանսֆորմատորների հետ: Ինչ վերաբերում է հզոր տրանսֆորմատորներին, ապա դրանք հսկայական կառույցներ են։ Այս դեպքերում ոլորուններով միջուկը տեղադրվում է սառեցնող յուղով լցված տանկի մեջ։

Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում

Էլեկտրաէներգիայի սպառողները ամենուր են. Այն արտադրվում է վառելիքի և ջրային ռեսուրսների մոտ գտնվող համեմատաբար քիչ վայրերում: Ուստի անհրաժեշտ է դառնում էլեկտրաէներգիա փոխանցել երբեմն հարյուրավոր կիլոմետրեր հասնող հեռավորությունների վրա։

Բայց մեծ հեռավորությունների վրա էլեկտրաէներգիայի փոխանցումը կապված է զգալի կորուստների հետ։ Բանն այն է, որ հոսելով էլեկտրահաղորդման գծերի միջով, հոսանքը տաքացնում է դրանք։ Ջուլ-Լենցի օրենքի համաձայն՝ գծի լարերը տաքացնելու վրա ծախսվող էներգիան որոշվում է բանաձևով.

որտեղ R-ը գծի դիմադրությունն է: Երկար գծի դեպքում էլեկտրաէներգիայի փոխանցումը կարող է դառնալ ընդհանուր առմամբ ոչ տնտեսական: Կորուստները նվազեցնելու համար, իհարկե, կարող եք հետևել գծի R դիմադրության նվազեցման ուղուն՝ ավելացնելով լարերի խաչմերուկի տարածքը: Բայց R-ն, օրինակ, 100 գործակցով նվազեցնելու համար պետք է 100-ով ավելացնել նաև մետաղալարի զանգվածը։ Հասկանալի է, որ թանկարժեք գունավոր մետաղի նման մեծ ծախս չի կարելի թույլ տալ, էլ չեմ խոսում բարձր կայմերի վրա ծանր մետաղալարեր ամրացնելու դժվարությունների մասին և այլն։ Հետևաբար, գծում էներգիայի կորուստները կրճատվում են այլ կերպ՝ նվազեցնելով հոսանքը։ շարքում. Օրինակ, հոսանքի նվազումը 10 գործակցով նվազեցնում է հաղորդիչների մեջ թողարկվող ջերմության քանակը 100 անգամ, այսինքն՝ ձեռք է բերվում նույն ազդեցությունը, ինչ լարերի հարյուրապատիկ կշռումից:

Քանի որ ընթացիկ հզորությունը համաչափ է ընթացիկ ուժի և լարման արտադրյալին, փոխանցվող հզորությունը պահպանելու համար անհրաժեշտ է մեծացնել լարումը հաղորդման գծում։ Ավելին, որքան երկար է հաղորդման գիծը, այնքան ավելի շահավետ է ավելի բարձր լարման օգտագործումը։ Այսպիսով, օրինակ, «Վոլժսկայա ՀԷԿ» - Մոսկվա բարձրավոլտ էլեկտրահաղորդման գծում օգտագործվում է 500 կՎ լարում։ Միևնույն ժամանակ, փոփոխական հոսանքի գեներատորները կառուցված են 16-20 կՎ-ից ոչ ավելի լարումների համար, քանի որ ավելի բարձր լարման դեպքում կպահանջվի ավելի բարդ հատուկ միջոցների ընդունում՝ ոլորունները և գեներատորների այլ մասերը մեկուսացնելու համար:

Հետեւաբար, խոշոր էլեկտրակայաններում տեղադրվում են աստիճանական տրանսֆորմատորներ: Տրանսֆորմատորը մեծացնում է լարումը գծում այնքան, որքան նվազեցնում է հոսանքը: Էլեկտրաէներգիայի կորուստն այս դեպքում փոքր է։

Հաստոցների էլեկտրական շարժիչի շարժիչներում, լուսավորության ցանցում և այլ նպատակներով էլեկտրաէներգիայի ուղղակի օգտագործման համար գծի ծայրերում լարումը պետք է իջեցվի։ Սա ձեռք է բերվում իջնող տրանսֆորմատորների միջոցով: Ավելին, սովորաբար լարման նվազումը և, համապատասխանաբար, ընթացիկ ուժի աճը տեղի է ունենում մի քանի փուլով: Յուրաքանչյուր փուլում լարումը փոքրանում է, իսկ էլեկտրական ցանցով ծածկված տարածքը՝ լայնանում։ Էլեկտրաէներգիայի փոխանցման և բաշխման սխեման ներկայացված է նկարում:

Երկրի մի շարք մարզերի էլեկտրակայանները միացված են բարձրավոլտ հաղորդման գծերով՝ կազմելով ընդհանուր էլեկտրացանց, որին միացված են սպառողները։ Նման ասոցիացիան կոչվում է ուժային համակարգ: Էներգահամակարգն ապահովում է սպառողների էներգիայի անխափան մատակարարումը՝ անկախ նրանց գտնվելու վայրից։

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը.

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը գիտության տարբեր բնագավառներում.

20-րդ դարը դարձել է դար, երբ գիտությունը ներխուժում է հասարակության բոլոր ոլորտները՝ տնտեսություն, քաղաքականություն, մշակույթ, կրթություն և այլն։ Բնականաբար, գիտությունն ուղղակիորեն ազդում է էներգետիկայի զարգացման և էլեկտրաէներգիայի ծավալների վրա։ Մի կողմից գիտությունը նպաստում է էլեկտրական էներգիայի շրջանակի ընդլայնմանը և դրանով իսկ մեծացնում դրա սպառումը, բայց մյուս կողմից՝ մի դարաշրջանում, երբ չվերականգնվող էներգիայի պաշարների անսահմանափակ օգտագործումը վտանգ է ներկայացնում ապագա սերունդների համար, զարգացումը. էներգախնայողության տեխնոլոգիաները և դրանց ներդրումը կյանքում դառնում են գիտության հրատապ խնդիր։

Դիտարկենք այս հարցերը կոնկրետ օրինակներով։ Զարգացած երկրներում ՀՆԱ-ի (համախառն ներքին արդյունքի) աճի մոտ 80%-ը ձեռք է բերվում տեխնիկական նորարարությունների միջոցով, որոնց մեծ մասը կապված է էլեկտրաէներգիայի օգտագործման հետ։ Արդյունաբերության, գյուղատնտեսության և առօրյա կյանքում ամեն նոր բան մեզ մոտ գալիս է գիտության տարբեր ճյուղերի նոր զարգացումների շնորհիվ։

Այժմ դրանք օգտագործվում են մարդկային գործունեության բոլոր ոլորտներում՝ տեղեկատվության գրանցման և պահպանման, արխիվների ստեղծման, տեքստերի պատրաստման և խմբագրման, գծագրության և գրաֆիկական աշխատանքների կատարման, արտադրության և գյուղատնտեսության ավտոմատացման համար: Արտադրության էլեկտրոնացումը և ավտոմատացումը զարգացած երկրների տնտեսություններում «երկրորդ արդյունաբերական» կամ «միկրոէլեկտրոնային» հեղափոխության կարևորագույն հետևանքներն են։ Ինտեգրված ավտոմատացման զարգացումն ուղղակիորեն կապված է միկրոէլեկտրոնիկայի հետ, որի որակապես նոր փուլը սկսվեց 1971 թվականին միկրոպրոցեսորի գյուտից հետո՝ միկրոէլեկտրոնային տրամաբանական սարք, որը կառուցված է տարբեր սարքերի մեջ՝ դրանց աշխատանքը վերահսկելու համար:

Միկրոպրոցեսորներն արագացրել են ռոբոտաշինության աճը։ Այսօր օգտագործվող ռոբոտների մեծ մասը պատկանում է այսպես կոչված առաջին սերնդին և օգտագործվում է եռակցման, կտրման, սեղմման, ծածկույթի և այլնի մեջ։ Երկրորդ սերնդի ռոբոտները, որոնք փոխարինում են նրանց, հագեցած են շրջակա միջավայրը ճանաչող սարքերով։ Իսկ ռոբոտները՝ երրորդ սերնդի «մտավորականները» «կտեսնեն», «զգան», «կլսեն»։ Գիտնականները և ինժեներները ռոբոտների օգտագործման համար առաջնահերթ ոլորտներից են համարում միջուկային էներգիան, տիեզերքի հետախուզումը, տրանսպորտը, առևտուրը, պահեստավորումը, բժշկական օգնությունը, թափոնների վերամշակումը և օվկիանոսի հատակի հարստության զարգացումը: Ռոբոտների մեծ մասն աշխատում է էլեկտրական էներգիայով, սակայն ռոբոտի էլեկտրաէներգիայի սպառման աճը փոխհատուցվում է էներգիայի ծախսերի կրճատմամբ շատ էներգատար արտադրական գործընթացներում՝ ավելի խելացի մեթոդների և էներգախնայող նոր տեխնոլոգիական գործընթացների ներդրման միջոցով:

Բայց վերադառնանք գիտությանը: Բոլոր նոր տեսական զարգացումները ստուգվում են փորձարարական եղանակով՝ համակարգչային հաշվարկներից հետո: Եվ, որպես կանոն, այս փուլում հետազոտություններն իրականացվում են ֆիզիկական չափումների, քիմիական անալիզների և այլնի միջոցով։ Այստեղ գիտահետազոտական ​​գործիքները բազմազան են՝ բազմաթիվ չափիչ գործիքներ, արագացուցիչներ, էլեկտրոնային մանրադիտակներ, մագնիսական ռեզոնանսային տոմոգրաֆներ և այլն։ Փորձարարական գիտության այս գործիքների մեծ մասն աշխատում է էլեկտրական էներգիայով:

Գիտությունը կապի և կապի ոլորտում շատ արագ է զարգանում։ Արբանյակային կապն օգտագործվում է ոչ միայն որպես միջազգային կապի միջոց, այլև առօրյա կյանքում՝ արբանյակային ալեհավաքները մեր քաղաքում հազվադեպ չեն: Հաղորդակցության նոր միջոցները, ինչպիսիք են մանրաթելային տեխնոլոգիաները, կարող են զգալիորեն նվազեցնել էլեկտրաէներգիայի կորուստը երկար հեռավորությունների վրա ազդանշանների փոխանցման գործընթացում:

Գիտությունն ու կառավարման ոլորտը չշրջանցեցին. Քանի որ գիտական ​​և տեխնոլոգիական հեղափոխությունը զարգանում է, մարդկային գործունեության արտադրական և ոչ արտադրական ոլորտները ընդլայնվում են, կառավարումը սկսում է ավելի ու ավելի կարևոր դեր խաղալ դրանց արդյունավետության բարձրացման գործում: Արվեստի մի տեսակից, մինչև վերջերս հիմնված փորձի և ինտուիցիայի վրա, կառավարումն այժմ դարձել է գիտություն: Կառավարման գիտությունը, տեղեկատվության ստացման, պահպանման, փոխանցման և մշակման ընդհանուր օրենքները կոչվում են կիբեռնետիկա: Այս տերմինը գալիս է հունարեն «ղեկավար», «ղեկավար» բառերից։ Այն հանդիպում է հին հույն փիլիսոփաների աշխատություններում։ Սակայն նրա նոր ծնունդն իրականում տեղի է ունեցել 1948 թվականին՝ ամերիկացի գիտնական Նորբերտ Վիների «Կիբեռնետիկա» գրքի հրատարակումից հետո։

Մինչ «կիբեռնետիկ» հեղափոխության սկիզբը կար միայն թղթային համակարգչային գիտություն, որի ընկալման հիմնական միջոցը մարդու ուղեղն էր, և որը չէր օգտագործում էլեկտրականություն։ «Կիբեռնետիկ» հեղափոխությունը հիմք է տվել սկզբունքորեն այլ՝ մեքենայական ինֆորմատիկա, որը համապատասխանում է հսկա աճող տեղեկատվության հոսքերին, որի էներգիայի աղբյուրը էլեկտրաէներգիան է։ Ստեղծվել են տեղեկատվության ստացման, դրա կուտակման, մշակման ու փոխանցման բոլորովին նոր միջոցներ, որոնք միասին կազմում են տեղեկատվական համալիր կառուցվածք։ Այն ներառում է ավտոմատ կառավարման համակարգեր (ավտոմատ կառավարման համակարգեր), տեղեկատվական տվյալների բանկեր, ավտոմատ տեղեկատվական բազաներ, համակարգչային կենտրոններ, վիդեո տերմինալներ, պատճենահանող և հեռագրական մեքենաներ, համազգային տեղեկատվական համակարգեր, արբանյակային և արագընթաց օպտիկամանրաթելային կապի համակարգեր. այս ամենը անսահմանափակ կերպով ընդլայնվել է: էլեկտրաէներգիայի օգտագործման շրջանակը.

Շատ գիտնականներ կարծում են, որ այս դեպքում խոսքը գնում է նոր «տեղեկատվական» քաղաքակրթության մասին, որը փոխարինում է արդյունաբերական տիպի հասարակության ավանդական կազմակերպմանը։ Այս մասնագիտացումը բնութագրվում է հետևյալ կարևոր հատկանիշներով.

· տեղեկատվական տեխնոլոգիաների համատարած օգտագործումը նյութական և ոչ նյութական արտադրության մեջ, գիտության, կրթության, առողջապահության և այլնի բնագավառում.

տվյալների տարբեր բանկերի լայն ցանցի առկայությունը, ներառյալ հանրային օգտագործումը.

· տեղեկատվության վերածումը տնտեսական, ազգային և անձնական զարգացման կարևորագույն գործոններից մեկի.

տեղեկատվության ազատ շրջանառությունը հասարակության մեջ.

Արդյունաբերական հասարակությունից «տեղեկատվական քաղաքակրթության» նման անցումը հնարավոր դարձավ մեծապես էներգիայի զարգացման և փոխանցման և օգտագործման մեջ էներգիայի հարմար տեսակի՝ էլեկտրական էներգիայի ապահովման շնորհիվ։

Էլեկտրաէներգիան արտադրության մեջ.

Ժամանակակից հասարակությունը հնարավոր չէ պատկերացնել առանց արտադրական գործունեության էլեկտրիֆիկացման։ Արդեն 1980-ականների վերջին աշխարհում ամբողջ էներգիայի սպառման 1/3-ից ավելին իրականացվում էր էլեկտրական էներգիայի տեսքով։ Հաջորդ դարասկզբին այդ համամասնությունը կարող է աճել մինչև 1/2։ Էլեկտրաէներգիայի սպառման նման աճը առաջին հերթին կապված է արդյունաբերությունում դրա սպառման աճի հետ։ Արդյունաբերական ձեռնարկությունների հիմնական մասն աշխատում է էլեկտրաէներգիայի վրա։ Էլեկտրաէներգիայի մեծ սպառումը բնորոշ է էներգատար ոլորտներին, ինչպիսիք են մետալուրգիան, ալյումինի և ինժեներական արդյունաբերությունները:

Էլեկտրականություն տանը.

Էլեկտրաէներգիան առօրյա կյանքում կարևոր օգնական է: Մենք ամեն օր առնչվում ենք դրան, և, հավանաբար, արդեն չենք պատկերացնում մեր կյանքը առանց դրա։ Հիշիր, երբ վերջին անգամ ես անջատել լույսը, այսինքն՝ տունդ հոսանք չի ստացել, հիշիր, թե ինչպես էիր երդվում, որ ոչ մի բանի ժամանակ չունես և լույսի կարիք ունես, քեզ պետք է հեռուստացույց, թեյնիկ և էլի մի փունջ։ էլեկտրական սարքեր. Ի վերջո, եթե մենք ընդմիշտ լիցքաթափվենք, ապա մենք պարզապես կվերադառնանք այն հնագույն ժամանակներին, երբ կերակուրը եփում էին կրակի վրա և ապրում էին սառը վիգվամների մեջ։

Էլեկտրաէներգիայի կարևորությունը մեր կյանքում կարելի է ծածկել մի ամբողջ բանաստեղծությամբ, այն այնքան կարևոր է մեր կյանքում, և մենք այնքան սովոր ենք դրան։ Թեև մենք այլևս չենք նկատում, որ նա գալիս է մեր տուն, բայց երբ նրան անջատում են, դա շատ անհարմար է դառնում։

Գնահատե՛ք էլեկտրաէներգիան։

Մատենագիտություն.

1. Գրոմովի «Ֆիզիկա, 10-րդ դասարան» դասագիրք: Մոսկվա: Լուսավորություն.

2. Երիտասարդ ֆիզիկոսի հանրագիտարանային բառարան. Բաղադրյալ. Վ.Ա. Չույանով, Մոսկվա: Մանկավարժություն.

3. Allion L., Wilcons W.. Ֆիզիկա. Մոսկվա: Նաուկա.

4. Koltun M. Ֆիզիկայի աշխարհ. Մոսկվա.

5. Էներգիայի աղբյուրներ. Փաստեր, խնդիրներ, լուծումներ. Մոսկվա: Գիտություն և տեխնոլոգիա.

6. Ոչ ավանդական էներգիայի աղբյուրներ. Մոսկվա: Գիտելիք.

7. Յուդասին Լ.Ս. Էներգիա. խնդիրներ և հույսեր. Մոսկվա: Լուսավորություն.

8. Պոդգորնի Ա.Ն. Ջրածնի էներգիա. Մոսկվա: Նաուկա.

K կատեգորիա: Էլեկտրամոնտաժային աշխատանքներ

Էլեկտրական էներգիայի արտադրություն

Էլեկտրական էներգիան (էլեկտրաէներգիան) էներգիայի ամենաառաջադեմ ձևն է և օգտագործվում է նյութական արտադրության բոլոր ոլորտներում և ճյուղերում։ Դրա առավելությունները ներառում են երկար հեռավորությունների վրա փոխանցման և էներգիայի այլ տեսակների (մեխանիկական, ջերմային, քիմիական, լուսային և այլն) փոխակերպման հնարավորությունը:

Էլեկտրական էներգիան արտադրվում է հատուկ ձեռնարկություններում՝ էլեկտրակայաններում, որոնք էներգիայի այլ տեսակները վերածում են էլեկտրական էներգիայի՝ քիմիական, վառելիք, ջուր, քամու, արևային, միջուկային:

Երկար հեռավորությունների վրա էլեկտրաէներգիա փոխանցելու ունակությունը հնարավորություն է տալիս էլեկտրակայաններ կառուցել վառելիքի վայրերի մոտ կամ բարձր ջրով գետերի վրա, ինչը ավելի խնայողություն է, քան մեծ քանակությամբ վառելիք տեղափոխելը էլեկտրաէներգիայի սպառողների մոտ գտնվող էլեկտրակայաններ:

Կախված օգտագործվող էներգիայի տեսակից՝ լինում են ջերմային, հիդրոտեխնիկական, ատոմակայաններ։ Էլեկտրակայանները, որոնք օգտագործում են քամու էներգիան և արևի լույսի ջերմությունը, դեռևս էլեկտրաէներգիայի ցածր էներգիայի աղբյուրներ են, որոնք արդյունաբերական նշանակություն չունեն։

Ջերմաէլեկտրակայաններն օգտագործում են ջերմային էներգիան, որը ստացվում է կաթսայատան վառարաններում պինդ վառելիքի (ածուխ, տորֆ, նավթային թերթաքար), հեղուկ (մազութ) և գազային (բնական գազ և պայթուցիկ վառարանների և կոքսի գազ) այրման արդյունքում:

Ջերմային էներգիան վերածվում է մեխանիկական էներգիայի՝ տուրբինի պտույտով, որը վերածվում է էլեկտրական էներգիայի՝ տուրբինային միացված գեներատորում։ Գեներատորը դառնում է էլեկտրաէներգիայի աղբյուր։ Ջերմաէլեկտրակայաններն առանձնանում են առաջնային շարժիչի տեսակով՝ շոգետուրբին, շոգեշարժիչ, ներքին այրման շարժիչ, լոկոմոբիլ, գազատուրբին։ Բացի այդ, շոգետուրբինային էլեկտրակայանները բաժանվում են կոնդենսացիոն և համակցված արտադրության: Կոնդենսացիոն կայանները սպառողներին մատակարարում են միայն էլեկտրական էներգիա: Արտանետվող գոլորշին անցնում է սառեցման ցիկլով և, վերածվելով կոնդենսատի, նորից սնվում է կաթսա։

Սպառողների ջերմային և էլեկտրական էներգիայի մատակարարումն իրականացվում է ջեռուցման կայանների միջոցով, որոնք կոչվում են համակցված ջերմաէլեկտրակայաններ (CHP): Այս կայաններում ջերմային էներգիան միայն մասամբ է վերածվում էլեկտրական էներգիայի և հիմնականում ծախսվում է արդյունաբերական ձեռնարկություններին և էլեկտրակայանների անմիջական հարևանությամբ գտնվող այլ սպառողներին գոլորշու և տաք ջրով մատակարարելու վրա:

Հիդրոէլեկտրակայանները (ՀԷԿ) կառուցված են գետերի վրա, որոնք էլեկտրակայանների համար էներգիայի անսպառ աղբյուր են։ Նրանք հոսում են բարձրադիր վայրերից ցածրադիր վայրեր և, հետևաբար, ունակ են մեխանիկական աշխատանք կատարելու։ Հիդրոէլեկտրակայանները կառուցված են լեռնային գետերի վրա՝ օգտագործելով ջրի բնական ճնշումը։ Հարթ գետերի վրա ճնշումը արհեստականորեն առաջանում է ամբարտակների կառուցմամբ՝ ամբարտակի երկու կողմերում ջրի մակարդակների տարբերության պատճառով։ Հիդրոտուրբինները հիդրոէլեկտրակայանների առաջնային շարժիչներն են, որոնցում ջրի հոսքի էներգիան վերածվում է մեխանիկական էներգիայի։

Ջուրը պտտում է հիդրոտուրբինի շարժիչը և գեներատորը, մինչդեռ հիդրոտուրբինի մեխանիկական էներգիան վերածվում է գեներատորի կողմից առաջացած էլեկտրական էներգիայի: ՀԷԿ-ի կառուցումը, բացի էլեկտրաէներգիա արտադրելու խնդիրից, լուծում է նաև ազգային տնտեսական նշանակության այլ խնդիրների համալիր՝ գետերի նավարկության բարելավում, անջրդի հողերի ոռոգում և ջրում, քաղաքների և արդյունաբերական ձեռնարկությունների ջրամատակարարման բարելավում։

Ատոմային էլեկտրակայանները (ԱԷԿ) դասակարգվում են որպես ջերմային գոլորշու տուրբինային կայաններ, որոնք չեն աշխատում հանածո վառելիքի վրա, բայց որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործում են միջուկային վառելիքի (վառելիքի) ատոմների միջուկային տրոհման գործընթացում ստացված ջերմությունը՝ ուրան կամ պլուտոնիում: Ատոմակայաններում կաթսայատան ագրեգատների դերը կատարում են միջուկային ռեակտորները և գոլորշու գեներատորները։

Սպառողների էլեկտրամատակարարումն իրականացվում է հիմնականում էլեկտրական ցանցերից, որոնք միավորում են մի շարք էլեկտրակայաններ։ Ընդհանուր էլեկտրական ցանցում էլեկտրակայանների զուգահեռ շահագործումն ապահովում է էլեկտրակայանների միջև բեռի ռացիոնալ բաշխումը, էլեկտրաէներգիայի առավել խնայող արտադրությունը, կայանների տեղադրված հզորության ավելի լավ օգտագործումը, սպառողների էլեկտրամատակարարման հուսալիության բարձրացումը և նրանց էլեկտրաէներգիայի մատակարարումը: նորմալ որակի ցուցանիշներ հաճախականության և լարման առումով:

Միավորման անհրաժեշտությունը պայմանավորված է էլեկտրակայանների անհավասար ծանրաբեռնվածությամբ։ Էլեկտրաէներգիայի սպառողների պահանջարկը կտրուկ փոխվում է ոչ միայն օրվա ընթացքում, այլեւ տարվա տարբեր ժամանակաշրջաններում։ Ձմռանը լույսի համար էլեկտրաէներգիայի սպառումն ավելանում է։ Գյուղատնտեսության մեջ ամռանը մեծ քանակությամբ էլեկտրաէներգիա է անհրաժեշտ դաշտային աշխատանքների և ոռոգման համար։

Կայանների բեռնվածության աստիճանի տարբերությունը հատկապես նկատելի է էլեկտրաէներգիայի սպառման տարածքների միջև զգալի հեռավորության դեպքում՝ արևելքից արևմուտք ուղղությամբ, ինչը բացատրվում է առավոտյան ժամերի սկզբի ժամանակի տարբերությամբ։ իսկ երեկոյան ծանրաբեռնվածության առավելագույնը: Սպառողների էլեկտրամատակարարման հուսալիությունն ապահովելու և տարբեր ռեժիմներում աշխատող էլեկտրակայանների հզորությունը ավելի լավ օգտագործելու համար դրանք միավորվում են էներգիայի կամ էլեկտրական համակարգերի մեջ՝ օգտագործելով բարձրավոլտ էլեկտրական ցանցեր:

Էլեկտրակայանների, էլեկտրահաղորդման գծերի և ջերմային ցանցերի, ինչպես նաև էլեկտրական և ջերմային էներգիայի ընդունիչների ամբողջությունը, որոնք մի ամբողջության մեջ միացված են ռեժիմի ընդհանրությամբ և էլեկտրական և ջերմային էներգիայի արտադրության և սպառման գործընթացի շարունակականությամբ, կոչվում է. էներգետիկ համակարգը (էներգետիկ համակարգ): Էլեկտրական համակարգը, որը բաղկացած է տարբեր լարման ենթակայաններից և էլեկտրահաղորդման գծերից, էլեկտրաէներգետիկ համակարգի մաս է կազմում։

Առանձին շրջանների էներգահամակարգերը, իրենց հերթին, փոխկապակցված են զուգահեռ աշխատանքի համար և ձևավորում են խոշոր համակարգեր, օրինակ՝ ԽՍՀՄ եվրոպական մասի միասնական էներգետիկ համակարգը (ՈՒԷՍ), Սիբիրի, Ղազախստանի, Կենտրոնական Ասիայի միասնական համակարգերը և այլն։ .

Համակցված ջերմային և էլեկտրակայանները և գործարանային էլեկտրակայանները սովորաբար միացված են մոտակա էներգահամակարգի էլեկտրացանցին տրանսֆորմատորային ենթակայանների միջոցով գեներատորային լարման գծերի միջոցով 6 և 10 կՎ կամ ավելի բարձր լարման գծերի (35 կՎ և ավելի բարձր) գծերի միջոցով: Տարածաշրջանային հզոր էլեկտրակայանների կողմից արտադրվող էներգիայի փոխանցումը սպառողներին մատակարարող էլեկտրացանց իրականացվում է բարձր լարման գծերի միջոցով (110 կՎ և ավելի բարձր):

- Էլեկտրական էներգիայի արտադրություն