Apa yang digunakan untuk menghasilkan listrik. Produksi, transmisi dan konsumsi energi listrik

Khokhlova Kristina

Presentasi dengan topik "Produksi, transmisi dan penggunaan energi listrik"

Unduh:

Pratinjau:

Untuk menggunakan pratinjau presentasi, buat akun untuk Anda sendiri ( Akun) Google dan masuk: https://accounts.google.com

Teks slide:

Presentasi Produksi, transmisi dan penggunaan energi listrik Khokhlova Kristina, kelas 11, sekolah menengah No. 64

Rencana presentasi Pembangkit listrik Jenis pembangkit listrik Sumber alternatif energi Transmisi listrik Penggunaan listrik

Ada beberapa jenis pembangkit listrik: Jenis pembangkit listrik TPP HPP PLTN

Pembangkit Listrik Tenaga Panas (TPP), pembangkit listrik yang menghasilkan energi listrik sebagai hasil konversi energi panas yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar fosil. Pada pembangkit listrik termal, energi kimia bahan bakar diubah pertama menjadi energi mekanik dan kemudian menjadi energi listrik. Bahan bakar untuk pembangkit listrik semacam itu bisa berupa batu bara, gambut, gas, serpih minyak, bahan bakar minyak. Yang paling ekonomis adalah pembangkit listrik turbin uap termal besar, sebagian besar pembangkit listrik termal di negara kita menggunakan debu batubara sebagai bahan bakar. Dibutuhkan beberapa ratus gram batu bara untuk menghasilkan 1 kWh listrik. Dalam ketel uap, lebih dari 90% energi yang dilepaskan oleh bahan bakar dipindahkan ke uap. Di turbin, energi kinetik pancaran uap dipindahkan ke rotor. Poros turbin terhubung secara kaku ke poros generator. TPP

TPP TPP dibagi menjadi: Kondensasi (CPP) Mereka dirancang untuk menghasilkan energi listrik saja. IES besar dengan signifikansi distrik disebut pembangkit listrik distrik negara bagian (GRES). produksi gabungan panas dan pembangkit listrik (CHP), selain listrik energi termal sebagai air panas dan pasangan.

Pembangkit listrik tenaga air (HPP), kompleks struktur dan peralatan di mana energi aliran air diubah menjadi energi listrik. Pembangkit listrik tenaga air terdiri dari serangkaian struktur hidrolik yang menyediakan konsentrasi aliran air yang diperlukan dan menciptakan tekanan, dan peralatan listrik yang mengubah energi air yang bergerak di bawah tekanan menjadi energi rotasi mekanis, yang, pada gilirannya, diubah menjadi energi listrik. . Tekanan pembangkit listrik tenaga air diciptakan oleh konsentrasi jatuhnya sungai di bagian yang digunakan oleh bendungan, atau oleh turunan, atau oleh bendungan dan turunan bersama-sama. pembangkit listrik tenaga air

Daya HPP HPP juga dibagi menjadi: Daya HPP tergantung pada tekanan, aliran air yang digunakan dalam turbin air, dan efisiensi unit pembangkit listrik tenaga air. Untuk sejumlah alasan (misalnya, karena perubahan musiman pada ketinggian air di reservoir, variabilitas beban sistem tenaga, perbaikan unit pembangkit listrik tenaga air atau struktur hidrolik, dll.), tekanan dan aliran air terus-menerus berubah, dan, di samping itu, aliran berubah ketika mengatur kekuatan HPP. tekanan tinggi (lebih dari 60 m) tekanan sedang (dari 25 hingga 60 m) tekanan rendah (dari 3 hingga 25 m) Sedang (hingga 25 MW) Kuat (lebih dari 25 MW) Kecil (hingga 5 MW)

Tempat khusus di antara HPP ditempati oleh: Pembangkit Listrik Tenaga Air (PSPP) Energi listrik digunakan oleh pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa, yang beroperasi dalam mode pompa, memompa air dari reservoir ke kolam penyimpanan atas. Selama beban puncak, energi yang terakumulasi dikembalikan ke jaringan listrik Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut (TPPs) TPP mengubah energi pasang surut air laut menjadi energi listrik. Tenaga listrik pembangkit listrik tenaga air pasang surut, karena beberapa fitur yang terkait dengan sifat periodik pasang surut, hanya dapat digunakan dalam sistem tenaga bersama dengan energi pengaturan pembangkit listrik, yang mengkompensasi kegagalan daya pembangkit listrik tenaga pasang surut selama hari atau bulan.

Panas yang dilepaskan dalam reaktor sebagai akibat dari reaksi berantai fisi nuklir dari beberapa elemen berat, kemudian, seperti di pembangkit listrik tenaga panas konvensional (TPP), diubah menjadi listrik. Tidak seperti pembangkit listrik termal yang beroperasi dengan bahan bakar fosil, pembangkit listrik tenaga nuklir beroperasi dengan bahan bakar nuklir (berdasarkan 233U, 235U, 239Pu). Telah ditetapkan bahwa sumber daya energi dunia bahan bakar nuklir (uranium, plutonium, dll.) secara signifikan melebihi sumber daya energi sumber daya alam organik, bahan bakar (minyak, batubara, gas alam dan sebagainya.). Selain itu, perlu memperhitungkan volume konsumsi batubara dan minyak yang terus meningkat untuk tujuan teknologi ekonomi dunia. industri kimia, yang menjadi pesaing serius pembangkit listrik termal. pembangkit listrik tenaga nuklir

PLTN Paling sering, PLTN menggunakan 4 jenis reaktor neutron termal: reaktor grafit-air dengan pendingin air dan moderator grafit Reaktor air berat dengan pendingin air dan air berat sebagai moderator reaktor air-air dengan air biasa sebagai moderator dan pendingin reaktor grafit-gas dengan pendingin gas dan moderator grafit

Pilihan jenis reaktor yang paling banyak digunakan ditentukan terutama oleh akumulasi pengalaman dalam pembawa reaktor, serta ketersediaan yang diperlukan. peralatan Industri, cadangan bahan baku, dll. Reaktor dan sistem servisnya meliputi: reaktor itu sendiri dengan perlindungan biologis, penukar panas, pompa atau blower gas yang mensirkulasikan pendingin, pipa dan katup untuk sirkulasi sirkuit, perangkat untuk memuat ulang bahan bakar nuklir, sistem ventilasi khusus, sistem pendingin darurat, dll. Untuk melindungi personel PLTN dari paparan radiasi, reaktor adalah dikelilingi oleh perlindungan biologis, bahan utamanya adalah beton, air, pasir serpentin. Peralatan sirkuit reaktor harus benar-benar tertutup rapat. pembangkit listrik tenaga nuklir

Sumber energi alternatif. Energi surya Energi surya adalah salah satu jenis produksi energi yang paling intensif material. Penggunaan energi matahari dalam skala besar memerlukan peningkatan besar dalam kebutuhan bahan, dan, akibatnya, sumber daya tenaga kerja untuk ekstraksi bahan baku, pengayaannya, produksi bahan, pembuatan heliostat, pengumpul, peralatan lainnya, dan transportasi mereka. Energi angin Energi massa udara yang bergerak sangat besar. Cadangan energi angin lebih dari seratus kali lebih besar daripada cadangan tenaga air semua sungai di planet ini. Angin bertiup terus-menerus dan di mana-mana di bumi. Kondisi iklim memungkinkan pengembangan energi angin di wilayah yang luas. Melalui upaya para ilmuwan dan insinyur, berbagai desain turbin angin modern telah dibuat. Energi bumi Energi bumi cocok tidak hanya untuk pemanas ruangan, seperti yang terjadi di Islandia, tetapi juga untuk menghasilkan listrik. Pembangkit listrik yang menggunakan mata air panas bawah tanah sudah beroperasi sejak lama. Pembangkit listrik pertama seperti itu, dengan daya yang masih cukup rendah, dibangun pada tahun 1904 di kota kecil Larderello di Italia. Secara bertahap, kapasitas pembangkit listrik tumbuh, semakin banyak unit baru beroperasi, sumber air panas baru digunakan, dan hari ini kekuatan stasiun telah mencapai nilai yang mengesankan 360 ribu kilowatt.

Energi matahari Energi udara Energi bumi

Transmisi listrik Konsumen listrik ada di mana-mana. Ini diproduksi di beberapa tempat yang relatif dekat dengan sumber bahan bakar dan sumber air. Oleh karena itu, menjadi perlu untuk mentransmisikan listrik melalui jarak yang terkadang mencapai ratusan kilometer. Tetapi transmisi listrik jarak jauh dikaitkan dengan kerugian besar. Faktanya adalah, mengalir melalui saluran listrik, arus memanaskannya. Sesuai dengan hukum Joule-Lenz, energi yang dihabiskan untuk memanaskan kabel saluran ditentukan oleh rumus: Q \u003d I 2 Rt di mana R adalah resistansi saluran. Dengan saluran yang panjang, transmisi daya pada umumnya menjadi tidak ekonomis. Untuk mengurangi kerugian, Anda dapat menambah luas penampang kabel. Tetapi dengan penurunan R dengan faktor 100, massa juga harus ditingkatkan dengan faktor 100. Konsumsi logam non-ferrous seperti itu seharusnya tidak diperbolehkan. Oleh karena itu, kehilangan energi dalam saluran dikurangi dengan cara lain: dengan mengurangi arus dalam saluran. Misalnya, penurunan arus dengan faktor 10 mengurangi jumlah panas yang dilepaskan dalam konduktor sebanyak 100 kali, yaitu, efek yang sama diperoleh dari pembobotan kawat seratus kali lipat. Oleh karena itu, trafo step-up dipasang di pembangkit listrik besar. Trafo meningkatkan tegangan di saluran sebanyak itu mengurangi arus. Kehilangan daya dalam hal ini kecil. Pembangkit listrik di sejumlah wilayah negara dihubungkan oleh saluran transmisi tegangan tinggi, membentuk jaringan listrik umum yang terhubung dengan konsumen. Asosiasi semacam itu disebut sistem tenaga. Sistem tenaga memastikan pasokan energi yang tidak terputus ke konsumen, terlepas dari lokasi mereka.

Penggunaan listrik dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan secara langsung mempengaruhi perkembangan energi dan ruang lingkup ketenagalistrikan. Sekitar 80% pertumbuhan PDB di negara maju dicapai melalui inovasi teknis, yang sebagian besar terkait dengan penggunaan listrik. Segala sesuatu yang baru di industri, Pertanian dan kehidupan datang kepada kita berkat perkembangan baru di berbagai industri Ilmu. Kebanyakan perkembangan ilmiah dimulai dengan perhitungan teoritis. Tetapi jika pada abad ke-19 perhitungan ini dilakukan dengan menggunakan pena dan kertas, maka pada zaman revolusi ilmiah dan teknis (revolusi ilmiah dan teknologi), semua perhitungan teoritis, pemilihan dan analisis data ilmiah, bahkan analisis linguistik karya sastra adalah dilakukan dengan menggunakan komputer (electronic computer), yang beroperasi pada energi listrik, yang paling nyaman untuk transmisi jarak dan penggunaan. Tetapi jika pada awalnya komputer digunakan untuk perhitungan ilmiah, sekarang komputer telah hidup dari sains. Elektronikisasi dan otomatisasi produksi adalah konsekuensi terpenting dari revolusi "industri kedua" atau "mikroelektronik" dalam perekonomian negara-negara maju.Ilmu di bidang komunikasi dan komunikasi berkembang sangat pesat.Komunikasi satelit tidak hanya digunakan sebagai sarana komunikasi internasional, tetapi juga dalam kehidupan sehari-hari - parabola tidak jarang di kota kita. Sarana komunikasi baru, seperti teknologi serat, dapat secara signifikan mengurangi hilangnya listrik dalam proses transmisi sinyal jarak jauh. Sarana yang sama sekali baru untuk memperoleh informasi, akumulasi, pemrosesan, dan transmisinya telah dibuat, yang bersama-sama membentuk struktur informasi yang kompleks.

Penggunaan listrik dalam produksi Masyarakat modern mustahil dibayangkan tanpa elektrifikasi kegiatan produksi. Sudah pada akhir tahun 1980-an, lebih dari 1/3 dari seluruh konsumsi energi di dunia dilakukan dalam bentuk energi listrik. Pada awal abad berikutnya, proporsi ini dapat meningkat menjadi 1/2. Peningkatan konsumsi listrik seperti itu terutama terkait dengan peningkatan konsumsinya di industri. Bagian utama perusahaan industri berjalan dengan energi listrik. Konsumsi listrik yang tinggi merupakan ciri khas industri padat energi seperti industri metalurgi, aluminium, dan teknik.

Penggunaan Listrik dalam Kehidupan Sehari-hari Listrik dalam kehidupan sehari-hari merupakan asisten yang penting. Setiap hari kita menghadapinya, dan, mungkin, kita tidak bisa lagi membayangkan hidup kita tanpanya. Ingat terakhir kali Anda mematikan lampu, yaitu, rumah Anda tidak menerima listrik, ingat bagaimana Anda bersumpah bahwa Anda tidak punya waktu untuk apa pun dan Anda membutuhkan cahaya, Anda membutuhkan TV, ketel, dan banyak lainnya peralatan listrik. Lagi pula, jika kita kehilangan energi selamanya, maka kita hanya akan kembali ke zaman kuno ketika makanan dimasak di atas api dan hidup dalam wigwams dingin. Pentingnya listrik dalam hidup kita dapat ditutupi dengan seluruh puisi, sangat penting dalam hidup kita dan kita sudah terbiasa. Meskipun kami tidak lagi memperhatikan bahwa dia datang ke rumah kami, tetapi ketika dia dimatikan, itu menjadi sangat tidak nyaman.

Terima kasih atas perhatian Anda

Energi listrik dihasilkan pada skala yang berbeda pembangkit listrik, terutama dengan bantuan generator elektromekanis induksi.

Pembangkit listrik

Ada dua jenis utama pembangkit listrik:

1. Termal.

2. Hidrolik.

Pembagian ini disebabkan oleh jenis motor yang memutar rotor generator. PADA panas pembangkit listrik menggunakan bahan bakar sebagai sumber energi: batubara, gas, minyak, serpih minyak, bahan bakar minyak. Rotor digerakkan oleh turbin gas uap.

Yang paling ekonomis adalah pembangkit listrik turbin uap termal (TPP). Efisiensi maksimum mereka mencapai 70%. Ini memperhitungkan fakta bahwa uap buang digunakan di perusahaan industri.

pada pembangkit listrik tenaga air energi potensial air digunakan untuk memutar rotor. Rotor digerakkan oleh turbin hidrolik. Kekuatan stasiun akan tergantung pada tekanan dan massa air yang melewati turbin.

Penggunaan listrik

Energi listrik digunakan hampir di mana-mana. Tentu saja, sebagian besar listrik yang dihasilkan berasal dari industri. Selain itu, transportasi akan menjadi konsumen utama.

Banyak jalur kereta api telah lama beralih ke traksi listrik. Penerangan tempat tinggal, jalan-jalan kota, kebutuhan industri dan domestik desa dan desa - semua ini juga merupakan konsumen listrik yang besar.

Sebagian besar listrik yang diterima diubah menjadi energi mekanik. Semua mekanisme yang digunakan dalam industri digerakkan oleh motor listrik. Ada cukup banyak konsumen listrik, dan mereka ada di mana-mana.

Dan listrik hanya diproduksi di beberapa tempat. Timbul pertanyaan tentang transmisi listrik, dan jarak jauh. Saat mentransmisikan jarak jauh, ada banyak kehilangan daya. Terutama, ini adalah kerugian karena pemanasan kabel listrik.

Menurut hukum Joule-Lenz, energi yang dihabiskan untuk pemanasan dihitung dengan rumus:

Karena hampir tidak mungkin untuk mengurangi resistansi ke tingkat yang dapat diterima, maka perlu untuk mengurangi kekuatan saat ini. Untuk melakukan ini, naikkan tegangan. Biasanya terdapat generator step-up di stasiun-stasiun, dan transformator step-down di ujung saluran transmisi. Dan sudah dari mereka energi menyebar ke konsumen.

Kebutuhan energi listrik terus meningkat. Ada dua cara untuk memenuhi permintaan peningkatan konsumsi:

1. Pembangunan pembangkit listrik baru

2. Penggunaan teknologi canggih.

Penggunaan listrik yang efisien

Cara pertama mahal. jumlah yang besar konstruksi dan sumber keuangan. Dibutuhkan beberapa tahun untuk membangun satu pembangkit listrik. Selain itu, misalnya, pembangkit listrik termal mengkonsumsi banyak sumber daya alam yang tidak terbarukan dan merusak lingkungan alam.

Pembangkitan energi listrik Arus listrik dihasilkan dalam generator-perangkat yang mengubah energi dari satu bentuk atau lain menjadi energi listrik. Peran utama di zaman kita dimainkan oleh generator induksi elektromekanis. arus bolak-balik. Di sana energi mekanik diubah menjadi energi listrik. Arus listrik dihasilkan dalam generator-perangkat yang mengubah energi dari satu bentuk atau lainnya menjadi energi listrik. Peran utama di zaman kita dimainkan oleh alternator induksi elektromekanis. Di sana energi mekanik diubah menjadi energi listrik. Generator terdiri dari Generator terdiri dari magnet permanen, yang menciptakan medan magnet, dan belitan di mana variabel EMF diinduksi. magnet permanen yang menciptakan medan magnet, dan belitan di mana EMF bolak-balik diinduksi.

Transformator Transformator adalah alat yang mengubah arus bolak-balik dari satu tegangan menjadi arus bolak-balik dari tegangan lain pada frekuensi yang konstan. Dalam kasus paling sederhana, transformator terdiri dari inti baja tertutup, di mana dua kumparan dengan belitan kawat diletakkan. Gulungan yang terhubung ke sumber tegangan bolak-balik disebut primer, dan belitan yang "beban" terhubung, yaitu perangkat yang mengkonsumsi listrik, disebut sekunder. Tindakan transformator didasarkan pada fenomena induksi elektromagnetik.

Pembangkitan Listrik Listrik dihasilkan di pembangkit listrik besar dan kecil terutama melalui generator induksi elektromekanis. Ada beberapa jenis pembangkit listrik: pembangkit listrik termal, pembangkit listrik tenaga air, dan pembangkit listrik tenaga nuklir. PLTN HPP Pembangkit listrik termal

Penggunaan listrik Konsumen utama listrik adalah industri, yang menyumbang sekitar 70% dari listrik yang dihasilkan. Transportasi juga merupakan konsumen utama. Semua jumlah besar jalur kereta api untuk diubah menjadi traksi listrik. Hampir semua desa dan kelurahan menerima listrik dari pembangkit listrik milik negara untuk kebutuhan industri dan domestik. Sekitar sepertiga dari listrik yang dikonsumsi oleh industri digunakan untuk tujuan teknologi (pengelasan listrik, pemanas listrik dan peleburan logam, elektrolisis, dll.).

Transmisi listrik Transmisi energi dikaitkan dengan kerugian yang signifikan: listrik memanaskan kabel saluran listrik. Dengan saluran yang sangat panjang, transmisi daya dapat menjadi tidak ekonomis. Karena daya saat ini sebanding dengan produk dari kekuatan arus dan tegangan, untuk mempertahankan daya yang ditransmisikan, perlu untuk meningkatkan tegangan di saluran transmisi. Oleh karena itu, trafo step-up dipasang di pembangkit listrik besar. Mereka meningkatkan tegangan di saluran sebanyak mereka mengurangi kekuatan arus. Untuk penggunaan listrik langsung, trafo step-down dipasang di ujung saluran. Trafo step-up Trafo step-down Trafo step-down Trafo step-down Ke konsumen Generator 11 kV 110 kV 35 kV 6 kV Saluran transmisi Saluran transmisi Saluran transmisi 35 kV 6 kV 220 V

Penggunaan yang efektif Listrik Kebutuhan listrik terus meningkat. Kebutuhan ini dapat dipenuhi dengan dua cara. Satu-satunya cara yang paling alami dan sekilas adalah pembangunan pembangkit listrik baru yang kuat. Tapi TPP mengkonsumsi yang tidak terbarukan Sumber daya alam, dan juga menyebabkan kerusakan besar pada keseimbangan ekologi di planet kita. teknologi tinggi memungkinkan Anda untuk memenuhi kebutuhan energi Anda dengan cara yang berbeda. Prioritas harus diberikan pada peningkatan efisiensi penggunaan listrik, daripada peningkatan kapasitas pembangkit listrik.

abstrak

dalam fisika

dengan topik "Produksi, Transmisi, dan Penggunaan Listrik"

siswa kelas 11 A

MOU sekolah nomor 85

Catherine.

Guru:

2003

Rencana abstrak.

Pengantar.

1. Pembangkit listrik.

1. jenis pembangkit listrik.

2. sumber energi alternatif.

2. Transmisi listrik.

• transformer.

3.

Pengantar.

Kelahiran energi terjadi beberapa juta tahun yang lalu, ketika orang belajar menggunakan api. Api memberi mereka kehangatan dan cahaya, adalah sumber inspirasi dan optimisme, senjata melawan musuh dan hewan liar, obat, asisten di pertanian, pengawet makanan, alat teknologi dll.

Mitos indah Prometheus, yang memberi orang api, muncul di Yunani kuno jauh lebih lambat dari, di banyak bagian dunia, metode penanganan api yang agak canggih, produksi dan pemadamannya, konservasi kebakaran, dan penggunaan bahan bakar yang rasional dikuasai.

Selama bertahun-tahun, api dipertahankan dengan membakar sumber energi tanaman (kayu, semak, alang-alang, rumput, ganggang kering, dll.), Dan kemudian ditemukan bahwa dimungkinkan untuk menggunakan zat fosil untuk mempertahankan api: batu bara, minyak , serpih, gambut.

Saat ini, energi tetap menjadi komponen utama kehidupan manusia. Itu memungkinkan untuk membuat berbagai bahan, adalah salah satu faktor utama dalam pengembangan teknologi baru. Sederhananya, tanpa menguasai berbagai jenis energi, seseorang tidak dapat hidup sepenuhnya.

Pembangkit listrik.

Jenis pembangkit listrik.

Pembangkit listrik termal (TPP), pembangkit listrik yang menghasilkan energi listrik sebagai hasil konversi energi panas yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar fosil. Pembangkit listrik termal pertama muncul pada akhir abad ke-19 dan menyebar luas. Pada pertengahan 70-an abad ke-20, pembangkit listrik termal adalah jenis utama pembangkit listrik.

Pada pembangkit listrik termal, energi kimia bahan bakar diubah pertama menjadi energi mekanik dan kemudian menjadi energi listrik. Bahan bakar untuk pembangkit listrik semacam itu bisa berupa batu bara, gambut, gas, serpih minyak, bahan bakar minyak.

Pembangkit listrik termal dibagi menjadi: kondensasi(IES), dirancang untuk hanya menghasilkan energi listrik, dan gabungan pembangkit panas dan pembangkit listrik(CHP), selain menghasilkan energi panas listrik berupa air panas dan uap. IES besar dengan signifikansi distrik disebut pembangkit listrik distrik negara bagian (GRES).

Diagram skema paling sederhana dari IES berbahan bakar batubara ditunjukkan pada gambar. Batubara dimasukkan ke bunker bahan bakar 1, dan darinya - ke pabrik penghancur 2, di mana ia berubah menjadi debu. Debu batubara memasuki tungku pembangkit uap (steam boiler) 3, yang memiliki sistem tabung di mana air yang dimurnikan secara kimia, yang disebut air umpan, bersirkulasi. Di dalam boiler, air memanas, menguap, dan uap jenuh yang dihasilkan dibawa ke suhu 400-650 ° C dan, di bawah tekanan 3-24 MPa, memasuki turbin uap 4 melalui pipa uap. parameter tergantung pada kekuatan unit.

Pembangkit listrik kondensasi termal memiliki efisiensi rendah (30-40%), karena sebagian besar energi hilang dengan gas buang dan air pendingin kondensor. Adalah menguntungkan untuk membangun IES di sekitar lokasi ekstraksi bahan bakar. Pada saat yang sama, konsumen listrik dapat ditemukan pada jarak yang cukup jauh dari stasiun.

gabungan panas dan pembangkit listrik berbeda dari stasiun kondensasi dengan panas khusus dan turbin listrik dengan ekstraksi uap dipasang di atasnya. Pada CHPP, satu bagian uap sepenuhnya digunakan di turbin untuk menghasilkan listrik di generator 5 dan kemudian masuk ke kondensor 6, sedangkan bagian lainnya yang memiliki suhu dan tekanan tinggi diambil dari tahap perantara turbin dan digunakan untuk suplai panas. Pompa kondensat 7 melalui deaerator 8 dan kemudian pompa umpan 9 diumpankan ke pembangkit uap. Jumlah uap yang diekstraksi tergantung pada kebutuhan perusahaan untuk energi panas.

Efisiensi CHP mencapai 60-70%. Stasiun semacam itu biasanya dibangun di dekat konsumen - perusahaan industri atau area perumahan. Paling sering mereka bekerja dengan bahan bakar impor.

Secara signifikan kurang meluas stasiun termal dengan turbin gas(GTP), uap-gas(PGES) dan pembangkit listrik tenaga diesel.

Bahan bakar gas atau cair dibakar di ruang bakar GTPP; hasil pembakaran dengan temperatur 750-900 masuk ke turbin gas yang memutar generator listrik. Efisiensi pembangkit listrik termal seperti itu biasanya 26-28%, dayanya hingga beberapa ratus MW . GTPP biasanya digunakan untuk menutupi puncak beban listrik. Efisiensi SGPP bisa mencapai 42 - 43%.

Yang paling ekonomis adalah pembangkit listrik turbin uap termal besar (disingkat TPP). Sebagian besar pembangkit listrik termal di negara kita menggunakan debu batu bara sebagai bahan bakar. Dibutuhkan beberapa ratus gram batu bara untuk menghasilkan 1 kWh listrik. Dalam ketel uap, lebih dari 90% energi yang dilepaskan oleh bahan bakar dipindahkan ke uap. Di turbin, energi kinetik pancaran uap dipindahkan ke rotor. Poros turbin terhubung secara kaku ke poros generator.

Turbin uap modern untuk pembangkit listrik termal adalah mesin yang sangat maju, berkecepatan tinggi, sangat ekonomis dengan masa pakai yang lama. Kekuatan mereka dalam versi poros tunggal mencapai 1 juta 200 ribu kW, dan ini bukan batasnya. Mesin seperti itu selalu multi-tahap, yaitu, mereka biasanya memiliki beberapa lusin disk dengan bilah yang berfungsi dan nomor yang sama, di depan setiap disk, kelompok nozel yang melaluinya semburan uap mengalir. Tekanan dan suhu uap dikurangi secara bertahap.

Dari perjalanan ilmu fisika diketahui bahwa efisiensi mesin kalor meningkat dengan bertambahnya temperatur awal fluida kerja. Oleh karena itu, uap yang masuk ke turbin dibawa ke parameter tinggi: suhu hampir mencapai 550 ° C dan tekanan hingga 25 MPa. Efisiensi TPP mencapai 40%. Sebagian besar energi hilang bersama dengan uap panas buangan.

Stasiun pembangkit listrik tenaga air (HPP), kompleks struktur dan peralatan di mana energi aliran air diubah menjadi energi listrik. HPP terdiri dari rangkaian seri struktur hidrolik, menyediakan konsentrasi aliran air yang diperlukan dan penciptaan tekanan, dan peralatan listrik yang mengubah energi air yang bergerak di bawah tekanan menjadi energi mekanik rotasi, yang, pada gilirannya, diubah menjadi energi listrik.

Kepala pembangkit listrik tenaga air dibuat oleh konsentrasi jatuhnya sungai di bagian yang digunakan oleh bendungan, atau penurunan, atau bendungan dan derivasi bersama-sama. Peralatan listrik utama HPP terletak di gedung HPP: di ruang mesin pembangkit listrik - unit hidrolik, peralatan bantu, kontrol otomatis dan perangkat pemantauan; di pos kendali pusat - konsol operator-pengirim atau operator pembangkit listrik tenaga air. meningkatkan gardu transformator terletak baik di dalam gedung pembangkit listrik maupun di gedung terpisah atau di area terbuka. Perangkat distribusi sering terletak di area terbuka. Bangunan pembangkit listrik dapat dibagi menjadi beberapa bagian dengan satu atau lebih unit dan peralatan bantu, terpisah dari bagian bangunan yang berdekatan. Tempat perakitan dibuat di gedung HPP atau di dalamnya untuk perakitan dan perbaikan berbagai peralatan dan untuk operasi pemeliharaan tambahan HPP.

Oleh kapasitas terpasang(di MW) membedakan antara pembangkit listrik tenaga air kuat(St.250), medium(hingga 25) dan kecil(sampai 5). Kekuatan pembangkit listrik tenaga air tergantung pada tekanan (perbedaan antara tingkat hulu dan hilir ), laju aliran air yang digunakan dalam turbin hidrolik, dan efisiensi unit hidrolik. Untuk sejumlah alasan (misalnya, karena perubahan musiman pada ketinggian air di reservoir, variabilitas beban sistem tenaga, perbaikan unit pembangkit listrik tenaga air atau struktur hidrolik, dll.), tekanan dan aliran air terus-menerus berubah, dan, di samping itu, aliran berubah ketika mengatur kekuatan HPP. Ada siklus tahunan, mingguan, dan harian dari mode operasi HPP.

Menurut tekanan maksimum yang digunakan, HPP dibagi menjadi: tekanan tinggi(lebih dari 60 m), tekanan sedang(dari 25 hingga 60 m) dan tekanan rendah(dari 3 hingga 25 m). Di sungai datar, tekanan jarang melebihi 100 m, dalam kondisi pegunungan, melalui bendungan, dimungkinkan untuk membuat tekanan hingga 300 m dan banyak lagi, dan dengan bantuan derivasi - hingga 1500 m. Pembagian pembangkit listrik tenaga air menurut tekanan yang digunakan adalah perkiraan, bersyarat.

Menurut skema penggunaan sumber daya air dan konsentrasi tekanan, HPP biasanya dibagi menjadi: saluran, dekat bendungan, pengalihan dengan penurunan tekanan dan non-tekanan, penyimpanan campuran, dipompa dan pasang surut.

Dalam HPP run-of-river dan dekat-bendungan, tekanan air dibuat oleh bendungan yang menghalangi sungai dan menaikkan permukaan air di hulu. Pada saat yang sama, beberapa banjir di lembah sungai tidak dapat dihindari. Pembangkit listrik tenaga air run-of-river dan dekat-bendungan dibangun baik di sungai-sungai air yang tinggi dan di sungai-sungai pegunungan, di lembah-lembah sempit yang terkompresi. HPP run-of-river dicirikan oleh head hingga 30-40 m.

Pada tekanan yang lebih tinggi, ternyata tidak praktis untuk mentransfer tekanan air hidrostatik ke gedung pembangkit listrik. Dalam hal ini, jenis bendungan Pembangkit listrik tenaga air, di mana bagian depan tekanan diblokir oleh bendungan di seluruh panjangnya, dan bangunan pembangkit listrik tenaga air terletak di belakang bendungan, berdampingan dengan hilir.

Jenis lain dari tata letak dekat bendungan Pembangkit listrik tenaga air sesuai dengan kondisi pegunungan dengan laju aliran sungai yang relatif rendah.

PADA turunan Konsentrasi hidroelektrik dari jatuhnya sungai dibuat melalui derivasi; air di awal bagian sungai yang digunakan dialihkan dari saluran sungai dengan saluran, dengan kemiringan yang jauh lebih kecil dari kemiringan rata-rata sungai di bagian ini dan dengan pelurusan tikungan dan belokan saluran. Ujung turunan dibawa ke lokasi gedung HPP. Air limbah dikembalikan ke sungai atau dialirkan ke HPP pengalihan berikutnya. Derivasi bermanfaat ketika kemiringan sungai tinggi.

Tempat khusus di antara HPP ditempati oleh pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa(PSPP) dan pembangkit listrik pasang surut(PES). Pembangunan pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa disebabkan oleh meningkatnya permintaan akan daya puncak dalam sistem energi besar, yang menentukan kapasitas pembangkit yang diperlukan untuk menutupi beban puncak. Kemampuan pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa untuk mengakumulasi energi didasarkan pada kenyataan bahwa energi listrik yang bebas dalam sistem tenaga untuk jangka waktu tertentu digunakan oleh unit penyimpanan yang dipompa, yang, beroperasi dalam mode pompa, memompa air dari reservoir ke kolam penyimpanan atas. Selama beban puncak, akumulasi energi kembali ke sistem tenaga (air dari kolam atas masuk penstock dan memutar unit hidrolik yang beroperasi dalam mode generator saat ini).

PES mengubah energi pasang surut air laut menjadi energi listrik. Tenaga listrik pembangkit listrik tenaga air pasang surut, karena beberapa fitur yang terkait dengan sifat periodik pasang surut, hanya dapat digunakan dalam sistem tenaga bersama dengan energi pengaturan pembangkit listrik, yang mengkompensasi kegagalan daya pembangkit listrik tenaga pasang surut selama hari atau bulan.

Fitur yang paling penting dari sumber daya tenaga air dibandingkan dengan bahan bakar dan sumber daya energi adalah pembaruan terus-menerus mereka. Minimnya kebutuhan bahan bakar untuk HPP menentukan rendahnya biaya listrik yang dihasilkan di HPP. Oleh karena itu, pembangunan pembangkit listrik tenaga air, meskipun investasi modal spesifik yang signifikan per 1 kW kapasitas terpasang dan waktu konstruksi yang lama, adalah dan sangat penting, terutama jika dikaitkan dengan lokasi industri intensif listrik.

Pembangkit listrik tenaga nuklir (NPP), pembangkit listrik di mana energi atom (nuklir) diubah menjadi energi listrik. Pembangkit listrik pada pembangkit listrik tenaga nuklir adalah reaktor nuklir. Panas yang dilepaskan dalam reaktor sebagai akibat dari reaksi berantai fisi nuklir dari beberapa unsur berat, kemudian, seperti pada pembangkit listrik tenaga panas (PLTU) konvensional, diubah menjadi listrik. Tidak seperti pembangkit listrik termal yang beroperasi dengan bahan bakar fosil, pembangkit listrik tenaga nuklir beroperasi di bahan bakar nuklir(berdasarkan 233 U, 235 U, 239 Pu). Telah ditetapkan bahwa sumber daya energi dunia bahan bakar nuklir (uranium, plutonium, dll.) secara signifikan melebihi sumber daya energi cadangan alam bahan bakar organik (minyak, batu bara, gas alam, dll.). Ini membuka prospek yang luas untuk memenuhi permintaan bahan bakar yang berkembang pesat. Selain itu, perlu memperhitungkan konsumsi batubara dan minyak yang terus meningkat untuk tujuan teknologi industri kimia global, yang menjadi pesaing serius pembangkit listrik termal. Terlepas dari penemuan deposit baru bahan bakar organik dan peningkatan metode produksinya, dunia cenderung relatif meningkatkan biayanya. Ini menciptakan kondisi yang paling sulit bagi negara-negara dengan cadangan bahan bakar fosil yang terbatas. Ada kebutuhan yang jelas untuk pengembangan tenaga nuklir yang cepat, yang telah menempati tempat yang menonjol dalam keseimbangan energi sejumlah negara industri di dunia.

Diagram skema pembangkit listrik tenaga nuklir dengan reaktor nuklir, memiliki pendingin air, ditunjukkan pada gambar. 2. Panas yang dihasilkan dalam inti reaktor pendingin, diambil oleh air dari sirkuit 1, yang dipompa melalui reaktor oleh pompa sirkulasi. Air panas dari reaktor masuk ke alat penukar panas (steam generator) 3, di mana ia mentransfer panas yang diterima di reaktor ke air sirkuit ke-2. Air dari sirkuit ke-2 menguap di pembangkit uap, dan uap terbentuk, yang kemudian memasuki turbin 4.

Paling sering, 4 jenis reaktor neutron termal digunakan di pembangkit listrik tenaga nuklir:

1) air-air dengan air biasa sebagai moderator dan pendingin;

2) grafit-air dengan pendingin air dan moderator grafit;

3) air berat dengan air pendingin dan air berat sebagai moderator;

4) grafiti - gas dengan pendingin gas dan moderator grafit.

Pilihan jenis reaktor yang paling banyak digunakan ditentukan terutama oleh akumulasi pengalaman dalam reaktor pembawa, serta ketersediaan peralatan industri yang diperlukan, bahan baku, dll.

Reaktor dan sistem pendukungnya meliputi: reaktor itu sendiri dengan biologis perlindungan , penukar panas, pompa atau instalasi peniup gas yang mensirkulasikan pendingin, pipa dan perlengkapan untuk sirkulasi sirkuit, perangkat untuk memuat ulang bahan bakar nuklir, sistem ventilasi khusus, pendinginan darurat, dll.

Untuk melindungi personel PLTN dari paparan radiasi, reaktor dikelilingi oleh pelindung biologis, yang bahan utamanya adalah beton, air, pasir serpentin. Peralatan sirkuit reaktor harus benar-benar tertutup rapat. Sebuah sistem disediakan untuk memantau tempat-tempat kemungkinan kebocoran pendingin, langkah-langkah diambil agar munculnya kebocoran dan kerusakan di sirkuit tidak menyebabkan emisi radioaktif dan polusi di tempat PLTN dan daerah sekitarnya. Udara radioaktif dan sejumlah kecil uap pendingin, karena adanya kebocoran dari sirkuit, dikeluarkan dari tempat PLTN tanpa pengawasan sistem khusus ventilasi, di mana, untuk mengecualikan kemungkinan polusi udara, disediakan filter pembersih dan penampung gas. Layanan kontrol dosimetri memantau kepatuhan terhadap aturan keselamatan radiasi oleh personel PLTN.

PLTN mana yang paling banyak? tampilan modern pembangkit listrik memiliki sejumlah keunggulan signifikan dibandingkan jenis pembangkit listrik lainnya: dalam kondisi operasi normal, pembangkit listrik sama sekali tidak mencemari lingkungan, tidak memerlukan pengikatan ke sumber bahan baku dan, karenanya, dapat ditempatkan hampir di mana saja. Unit daya baru memiliki kapasitas hampir kekuatan yang sama rata-rata HPP, namun faktor pemanfaatan kapasitas terpasang di pembangkit listrik tenaga nuklir (80%) secara signifikan melebihi HPP atau TPP.

Praktis tidak ada kelemahan signifikan dari pembangkit listrik tenaga nuklir dalam kondisi operasi normal. Namun, orang tidak dapat gagal untuk memperhatikan bahaya pembangkit listrik tenaga nuklir di bawah kemungkinan keadaan force majeure: gempa bumi, angin topan, dll. - di sini model lama unit daya menimbulkan potensi bahaya kontaminasi radiasi wilayah karena overheating reaktor yang tidak terkendali.

Sumber energi alternatif.

Energi matahari.

Baru-baru ini, minat pada masalah penggunaan energi matahari telah meningkat secara dramatis, karena potensi energi berdasarkan penggunaan radiasi matahari langsung sangat tinggi.

Pengumpul radiasi matahari yang paling sederhana adalah lembaran logam yang menghitam (biasanya aluminium), di dalamnya ada pipa dengan cairan yang beredar di dalamnya. Dipanaskan oleh energi matahari yang diserap oleh kolektor, cairan disuplai untuk penggunaan langsung.

Energi matahari adalah salah satu jenis produksi energi yang paling intensif material. Penggunaan energi matahari dalam skala besar memerlukan peningkatan besar dalam kebutuhan bahan, dan, akibatnya, sumber daya tenaga kerja untuk ekstraksi bahan baku, pengayaannya, produksi bahan, pembuatan heliostat, pengumpul, peralatan lainnya, dan transportasi mereka.

Selama ini energi listrik yang dihasilkan oleh sinar matahari jauh lebih mahal daripada yang diperoleh dengan cara tradisional. Para ilmuwan berharap bahwa percobaan yang akan mereka lakukan di fasilitas dan stasiun percobaan akan membantu memecahkan tidak hanya masalah teknis, tetapi juga ekonomi.

energi angin.

Energi massa udara yang bergerak sangat besar. Cadangan energi angin lebih dari seratus kali lebih besar daripada cadangan tenaga air semua sungai di planet ini. Angin bertiup terus-menerus dan di mana-mana di bumi. Kondisi iklim memungkinkan pengembangan energi angin di wilayah yang luas.

Namun saat ini, mesin bertenaga angin hanya memenuhi seperseribu kebutuhan energi dunia. Itulah sebabnya desain kincir angin, jantung dari setiap pembangkit listrik tenaga angin, melibatkan pembuat pesawat yang mampu memilih profil bilah yang paling tepat dan mempelajarinya di terowongan angin. Melalui upaya para ilmuwan dan insinyur, berbagai desain turbin angin modern telah dibuat.

energi bumi.

Sejak zaman kuno, orang telah mengetahui tentang manifestasi unsur energi raksasa yang bersembunyi di kedalaman dunia. Ingatan umat manusia menyimpan legenda tentang bencana letusan gunung berapi yang merenggut jutaan nyawa manusia, tanpa bisa dikenali mengubah penampilan banyak tempat di Bumi. Kekuatan letusan gunung berapi yang relatif kecil pun sangat besar, berkali-kali melebihi kekuatan pembangkit listrik terbesar yang dibuat oleh tangan manusia. Benar, tidak perlu berbicara tentang penggunaan langsung energi letusan gunung berapi, selama ini orang tidak memiliki kesempatan untuk mengekang elemen bandel ini.

Energi Bumi tidak hanya cocok untuk pemanasan ruang angkasa, seperti yang terjadi di Islandia, tetapi juga untuk menghasilkan listrik. Pembangkit listrik yang menggunakan mata air panas bawah tanah sudah beroperasi sejak lama. Pembangkit listrik pertama seperti itu, dengan daya yang masih cukup rendah, dibangun pada tahun 1904 di kota kecil Larderello di Italia. Secara bertahap, kapasitas pembangkit listrik tumbuh, semakin banyak unit baru beroperasi, sumber air panas baru digunakan, dan hari ini kekuatan stasiun telah mencapai nilai yang mengesankan 360 ribu kilowatt.

Transmisi listrik.

Transformer.

Anda telah membeli kulkas ZIL. Penjual memperingatkan Anda bahwa lemari es dirancang untuk tegangan listrik 220 V. Dan di rumah Anda tegangan listrik adalah 127 V. Sebuah jalan buntu? Tidak semuanya. Hanya harus melakukan biaya tambahan dan membeli transformator.

Transformator- perangkat yang sangat sederhana yang memungkinkan Anda untuk menaikkan dan menurunkan tegangan. Konversi AC dilakukan dengan menggunakan trafo. Untuk pertama kalinya, transformator digunakan pada tahun 1878 oleh ilmuwan Rusia P.N. Yablochkov untuk menyalakan "lilin listrik" yang ia temukan, sumber cahaya baru pada waktu itu. Gagasan P. N. Yablochkov dikembangkan oleh I. F. Usagin, seorang karyawan Universitas Moskow, yang merancang transformator yang ditingkatkan.

Trafo terdiri dari inti besi tertutup, di mana dua (kadang-kadang lebih) kumparan dengan belitan kawat dipasang (Gbr. 1). Salah satu gulungan, yang disebut primer, terhubung ke sumber tegangan AC. Gulungan kedua, tempat "beban" terhubung, yaitu perangkat dan perangkat yang mengkonsumsi listrik, disebut sekunder.

Tindakan transformator didasarkan pada fenomena induksi elektromagnetik. Ketika arus bolak-balik melewati belitan primer, fluks magnet bolak-balik muncul di inti besi, yang menggairahkan EMF induksi di setiap belitan. Selain itu, nilai sesaat dari ggl induksi edi setiap putaran belitan primer atau sekunder menurut hukum Faraday ditentukan oleh rumus:

e = -Δ F/Δ t

Jika sebuah F= 0 osωt, maka

e = 0dosaω t, atau

e =E 0 dosaω t ,

di mana E 0 \u003d 0 - amplitudo EMF dalam satu putaran.

Pada belitan primer, yang memiliki hal 1 putaran, total ggl induksi e 1 adalah sama dengan n 1 e.

Ada EMF total pada belitan sekunder. e 2 adalah sama dengan n 2 e, di mana hal 2 adalah jumlah lilitan belitan ini.

Oleh karena itu berikut ini

e 1 e 2 \u003d n 1 n 2. (1)

Jumlah tegangan kamu 1 , diterapkan pada belitan primer, dan EMF e 1 harus sama dengan jatuh tegangan pada belitan primer:

kamu 1 + e 1 = saya 1 R 1 , di mana R 1 adalah resistansi aktif dari belitan, dan saya 1 adalah arus di dalamnya. persamaan ini mengikuti langsung dari persamaan umum. Biasanya hambatan aktif dari belitan kecil dan anggota saya 1 R 1 dapat diabaikan. Jadi

kamu 1 ≈ - e 1. (2)

Ketika belitan sekunder transformator terbuka, arus tidak mengalir di dalamnya, dan terjadi hubungan:

kamu 2 ≈ - e 2 . (3)

Karena nilai sesaat dari emf e 1 dan e 2 perubahan fase, maka rasionya dalam rumus (1) dapat diganti dengan rasio nilai efektif E 1 danE 2 EMF ini atau, dengan mempertimbangkan persamaan (2) dan (3), rasio nilai tegangan efektif U 1 dan kamu 2 .

kamu 1 /U 2 = E 1 / E 2 = n 1 / n 2 = k. (4)

Nilai k disebut rasio transformasi. Jika k>1, maka trafo step-down, dengan k<1 - meningkat.

Ketika rangkaian belitan sekunder ditutup, arus mengalir di dalamnya. Kemudian hubungannya kamu 2 ≈ - e 2 tidak lagi terpenuhi secara tepat, dan, karenanya, hubungan antara U 1 dan kamu 2 menjadi lebih kompleks daripada dalam persamaan (4).

Menurut hukum kekekalan energi, daya pada rangkaian primer harus sama dengan daya pada rangkaian sekunder:

kamu 1 Saya 1 = kamu 2 Saya 2, (5)

di mana Saya 1 dan Saya 2 - nilai efektif gaya pada belitan primer dan sekunder.

Oleh karena itu berikut ini

kamu 1 /U 2 = Saya 1 / Saya 2 . (6)

Ini berarti bahwa dengan menaikkan tegangan beberapa kali dengan bantuan transformator, kami mengurangi arus dengan jumlah yang sama (dan sebaliknya).

Karena kehilangan energi yang tak terhindarkan untuk pembangkitan panas dalam belitan dan inti besi, persamaan (5) dan (6) kira-kira terpenuhi. Namun, pada transformator daya tinggi modern, total kerugian tidak melebihi 2-3%.

Dalam praktik sehari-hari, Anda sering harus berurusan dengan transformer. Selain transformator yang kami gunakan, mau tak mau, karena fakta bahwa perangkat industri dirancang untuk satu tegangan, dan yang lain digunakan di jaringan kota, selain itu, kami harus berurusan dengan gulungan mobil. Gelendong adalah transformator step-up. Untuk membuat percikan api yang membakar campuran kerja, diperlukan tegangan tinggi, yang kita dapatkan dari aki mobil, setelah terlebih dahulu mengubah arus searah aki menjadi arus bolak-balik menggunakan pemutus. Sangat mudah untuk melihat bahwa, hingga hilangnya energi yang digunakan untuk memanaskan transformator, ketika tegangan meningkat, arus berkurang, dan sebaliknya.

Mesin las membutuhkan transformator step-down. Pengelasan membutuhkan arus yang sangat tinggi, dan transformator mesin las hanya memiliki satu putaran keluaran.

Anda mungkin memperhatikan bahwa inti transformator terbuat dari lembaran baja tipis. Hal ini dilakukan agar tidak kehilangan energi selama konversi tegangan. Dalam material lembaran, arus eddy akan memainkan peran yang lebih rendah daripada material padat.

Di rumah Anda berurusan dengan transformer kecil. Adapun transformator yang kuat, mereka adalah struktur besar. Dalam kasus ini, inti dengan belitan ditempatkan di tangki yang diisi dengan oli pendingin.

Transmisi listrik

Konsumen listrik ada dimana-mana. Ini diproduksi di beberapa tempat yang relatif dekat dengan sumber bahan bakar dan sumber air. Oleh karena itu, menjadi perlu untuk mentransmisikan listrik melalui jarak yang terkadang mencapai ratusan kilometer.

Tetapi transmisi listrik jarak jauh dikaitkan dengan kerugian yang signifikan. Faktanya adalah, mengalir melalui saluran listrik, arus memanaskannya. Sesuai dengan hukum Joule-Lenz, energi yang dihabiskan untuk memanaskan kabel saluran ditentukan oleh rumus

dimana R adalah hambatan garis. Dengan saluran yang panjang, transmisi daya pada umumnya menjadi tidak ekonomis. Untuk mengurangi kerugian, Anda tentu saja dapat mengikuti jalur pengurangan resistansi R garis dengan meningkatkan luas penampang kabel. Tetapi untuk mengurangi R, misalnya, dengan faktor 100, massa kawat juga harus ditingkatkan dengan faktor 100. Jelas bahwa pengeluaran besar logam non-ferrous yang mahal tidak dapat diizinkan, belum lagi kesulitan memasang kabel berat pada tiang tinggi, dll. Oleh karena itu, kehilangan energi pada saluran dikurangi dengan cara lain: dengan mengurangi arus di baris. Misalnya, penurunan arus dengan faktor 10 mengurangi jumlah panas yang dilepaskan dalam konduktor sebanyak 100 kali, yaitu, efek yang sama diperoleh dari pembobotan kawat seratus kali lipat.

Karena daya saat ini sebanding dengan produk dari kekuatan arus dan tegangan, untuk mempertahankan daya yang ditransmisikan, perlu untuk meningkatkan tegangan di saluran transmisi. Selain itu, semakin panjang saluran transmisi, semakin menguntungkan menggunakan tegangan yang lebih tinggi. Jadi, misalnya, di saluran transmisi tegangan tinggi Volzhskaya HPP - Moskow, tegangan 500 kV digunakan. Sementara itu, generator arus bolak-balik dibangun untuk tegangan tidak melebihi 16-20 kV, karena tegangan yang lebih tinggi akan memerlukan penerapan tindakan khusus yang lebih kompleks untuk mengisolasi belitan dan bagian lain dari generator.

Oleh karena itu, trafo step-up dipasang di pembangkit listrik besar. Trafo meningkatkan tegangan di saluran sebanyak itu mengurangi arus. Kehilangan daya dalam hal ini kecil.

Untuk penggunaan langsung listrik di motor penggerak listrik peralatan mesin, di jaringan penerangan dan untuk keperluan lain, tegangan di ujung saluran harus dikurangi. Ini dicapai dengan menggunakan transformator step-down. Selain itu, biasanya penurunan tegangan dan, karenanya, peningkatan kekuatan arus terjadi dalam beberapa tahap. Pada setiap tahapan tegangan semakin mengecil, dan area yang dicakup oleh jaringan listrik semakin luas. Skema transmisi dan distribusi tenaga listrik ditunjukkan pada gambar.

Pembangkit listrik di sejumlah wilayah negara dihubungkan oleh saluran transmisi tegangan tinggi, membentuk jaringan listrik umum yang terhubung dengan konsumen. Asosiasi semacam itu disebut sistem tenaga. Sistem tenaga memastikan pasokan energi yang tidak terputus ke konsumen, terlepas dari lokasi mereka.

Penggunaan listrik.

Pemanfaatan tenaga listrik dalam berbagai bidang ilmu.

Abad ke-20 telah menjadi abad ketika ilmu pengetahuan menyerbu semua bidang masyarakat: ekonomi, politik, budaya, pendidikan, dll. Secara alami, ilmu pengetahuan secara langsung mempengaruhi perkembangan energi dan ruang lingkup ketenagalistrikan. Di satu sisi, ilmu pengetahuan berkontribusi pada perluasan ruang lingkup energi listrik dan dengan demikian meningkatkan konsumsinya, tetapi di sisi lain, di era ketika penggunaan sumber daya energi tak terbarukan yang tidak terbatas menimbulkan bahaya bagi generasi mendatang, pembangunan teknologi hemat energi dan penerapannya dalam kehidupan menjadi tugas topikal ilmu pengetahuan.

Mari kita pertimbangkan pertanyaan-pertanyaan ini pada contoh-contoh spesifik. Sekitar 80% pertumbuhan PDB (produk domestik bruto) di negara maju dicapai melalui inovasi teknis, yang sebagian besar terkait dengan penggunaan listrik. Segala sesuatu yang baru dalam industri, pertanian, dan kehidupan sehari-hari datang kepada kita berkat perkembangan baru di berbagai cabang ilmu pengetahuan.

Sekarang mereka digunakan di semua bidang aktivitas manusia: untuk merekam dan menyimpan informasi, membuat arsip, menyiapkan dan mengedit teks, melakukan pekerjaan menggambar dan grafis, mengotomatisasi produksi dan pertanian. Elektronisasi dan otomatisasi produksi adalah konsekuensi paling penting dari revolusi "industri kedua" atau "mikroelektronik" dalam perekonomian negara-negara maju. Pengembangan otomatisasi terintegrasi secara langsung berkaitan dengan mikroelektronika, tahap kualitatif baru yang dimulai setelah penemuan mikroprosesor pada tahun 1971 - perangkat logika mikroelektronika yang dibangun ke dalam berbagai perangkat untuk mengontrol operasinya.

Mikroprosesor telah mempercepat pertumbuhan robotika. Sebagian besar robot yang digunakan saat ini termasuk yang disebut generasi pertama, dan digunakan dalam pengelasan, pemotongan, pengepresan, pelapisan, dll. Robot generasi kedua yang menggantikannya dilengkapi dengan perangkat untuk mengenali lingkungan. Dan robot - "intelektual" dari generasi ketiga akan "melihat", "merasa", "mendengar". Para ilmuwan dan insinyur menyebut energi nuklir, eksplorasi ruang angkasa, transportasi, perdagangan, pergudangan, perawatan medis, pengolahan limbah, dan pengembangan kekayaan dasar laut di antara area yang paling diprioritaskan untuk penggunaan robot. Mayoritas robot berjalan dengan energi listrik, tetapi peningkatan konsumsi listrik robot diimbangi oleh pengurangan biaya energi di banyak proses manufaktur yang intensif energi melalui pengenalan metode yang lebih cerdas dan proses teknologi hemat energi baru.

Tapi kembali ke sains. Semua perkembangan teoretis baru diverifikasi secara eksperimental setelah perhitungan komputer. Dan, sebagai aturan, pada tahap ini, penelitian dilakukan dengan menggunakan pengukuran fisik, analisis kimia, dll. Di sini, alat penelitian ilmiah beragam - banyak alat ukur, akselerator, mikroskop elektron, tomografi resonansi magnetik, dll. Sebagian besar instrumen sains eksperimental ini menggunakan energi listrik.

Ilmu di bidang komunikasi dan komunikasi berkembang sangat pesat. Komunikasi satelit digunakan tidak hanya sebagai alat komunikasi internasional, tetapi juga dalam kehidupan sehari-hari - antena parabola tidak jarang di kota kita. Sarana komunikasi baru, seperti teknologi serat, dapat secara signifikan mengurangi kehilangan listrik dalam proses transmisi sinyal jarak jauh.

Ilmu pengetahuan dan bidang manajemen tidak melewatinya. Ketika revolusi ilmiah dan teknologi berkembang, bidang produksi dan non-produksi dari aktivitas manusia berkembang, manajemen mulai memainkan peran yang semakin penting dalam meningkatkan efisiensinya. Dari sejenis seni, hingga saat ini berdasarkan pengalaman dan intuisi, manajemen kini telah menjadi sebuah ilmu. Ilmu manajemen, hukum umum menerima, menyimpan, mengirimkan dan memproses informasi disebut sibernetika. Istilah ini berasal dari kata Yunani "helmsman", "helmsman". Ini ditemukan dalam tulisan-tulisan para filsuf Yunani kuno. Namun, kelahiran barunya sebenarnya terjadi pada tahun 1948, setelah penerbitan buku "Cybernetics" oleh ilmuwan Amerika Norbert Wiener.

Sebelum dimulainya revolusi "cybernetic", hanya ada ilmu komputer kertas, yang alat persepsi utamanya adalah otak manusia, dan yang tidak menggunakan listrik. Revolusi "cybernetic" memunculkan perbedaan mendasar - informatika mesin, sesuai dengan arus informasi yang meningkat secara besar-besaran, sumber energinya adalah listrik. Cara yang benar-benar baru untuk memperoleh informasi, akumulasi, pemrosesan, dan transmisi telah dibuat, yang bersama-sama membentuk struktur informasi yang kompleks. Ini termasuk sistem kontrol otomatis (sistem kontrol otomatis), bank data informasi, basis informasi otomatis, pusat komputer, terminal video, mesin fotokopi dan telegraf, sistem informasi nasional, satelit dan sistem komunikasi serat optik berkecepatan tinggi - semua ini telah diperluas tanpa batas lingkup penggunaan listrik.

Banyak ilmuwan percaya bahwa dalam kasus ini kita berbicara tentang peradaban "informasi" baru yang menggantikan organisasi tradisional masyarakat tipe industri. Spesialisasi ini ditandai oleh fitur-fitur penting berikut:

· meluasnya penggunaan teknologi informasi dalam produksi material dan non material, dalam bidang ilmu pengetahuan, pendidikan, kesehatan, dan lain-lain;

adanya jaringan yang luas dari berbagai bank data, termasuk penggunaan umum;

transformasi informasi menjadi salah satu faktor terpenting pembangunan ekonomi, nasional, dan pribadi;

peredaran informasi yang bebas di masyarakat.

Transisi seperti itu dari masyarakat industri ke "peradaban informasi" menjadi mungkin sebagian besar karena pengembangan energi dan penyediaan jenis energi yang nyaman dalam transmisi dan penggunaan - energi listrik.

Listrik dalam produksi.

Masyarakat modern tidak dapat dibayangkan tanpa elektrifikasi kegiatan produksi. Sudah pada akhir tahun 1980-an, lebih dari 1/3 dari seluruh konsumsi energi di dunia dilakukan dalam bentuk energi listrik. Pada awal abad berikutnya, proporsi ini dapat meningkat menjadi 1/2. Peningkatan konsumsi listrik seperti itu terutama terkait dengan peningkatan konsumsinya di industri. Bagian utama dari perusahaan industri bekerja pada energi listrik. Konsumsi listrik yang tinggi merupakan ciri khas industri padat energi seperti industri metalurgi, aluminium, dan teknik.

Listrik di rumah.

Listrik dalam kehidupan sehari-hari adalah asisten penting. Setiap hari kita menghadapinya, dan, mungkin, kita tidak bisa lagi membayangkan hidup kita tanpanya. Ingat terakhir kali Anda mematikan lampu, yaitu, rumah Anda tidak menerima listrik, ingat bagaimana Anda bersumpah bahwa Anda tidak punya waktu untuk apa pun dan Anda membutuhkan cahaya, Anda membutuhkan TV, ketel, dan banyak lainnya peralatan listrik. Lagi pula, jika kita kehilangan energi selamanya, maka kita hanya akan kembali ke zaman kuno ketika makanan dimasak di atas api dan hidup dalam wigwams dingin.

Pentingnya listrik dalam hidup kita dapat ditutupi dengan seluruh puisi, sangat penting dalam hidup kita dan kita sudah terbiasa. Meskipun kami tidak lagi memperhatikan bahwa dia datang ke rumah kami, tetapi ketika dia dimatikan, itu menjadi sangat tidak nyaman.

Hargai listrik!

Bibliografi.

1. Buku teks oleh S.V. Gromov "Fisika, Kelas 10". Moskow: Pencerahan.

2. Kamus Ensiklopedis Seorang Fisikawan Muda. Menggabungkan. V.A. Chuyanov, Moskow: Pedagogi.

3. Allion L., Wilcons W.. Fisika. Moskow: Nauka.

4. Koltun M. Dunia Fisika. Moskow.

5. Sumber energi. Fakta, masalah, solusi. Moskow: Sains dan teknologi.

6. Sumber energi non-tradisional. Moskow: Pengetahuan.

7. Yudasin L.S. Energi: Masalah dan Harapan. Moskow: Pencerahan.

8. Podgorny A.N. Energi hidrogen. Moskow: Nauka.

kategori K: Pekerjaan instalasi listrik

Produksi energi listrik

Energi listrik (listrik) adalah bentuk energi yang paling maju dan digunakan di semua bidang dan cabang produksi material. Keuntungannya termasuk kemungkinan transmisi jarak jauh dan konversi menjadi jenis energi lain (mekanik, termal, kimia, cahaya, dll.).

Energi listrik dihasilkan di perusahaan khusus - pembangkit listrik yang mengubah jenis energi lain menjadi energi listrik: kimia, bahan bakar, air, angin, matahari, nuklir.

Kemampuan untuk mentransmisikan listrik jarak jauh memungkinkan untuk membangun pembangkit listrik di dekat lokasi bahan bakar atau di sungai dengan air tinggi, yang lebih ekonomis daripada mengangkut bahan bakar dalam jumlah besar ke pembangkit listrik yang terletak di dekat konsumen listrik.

Tergantung pada jenis energi yang digunakan, ada pembangkit listrik termal, hidrolik, nuklir. Pembangkit listrik yang menggunakan energi angin dan panasnya sinar matahari masih merupakan sumber listrik berdaya rendah yang tidak memiliki arti industri.

Pembangkit listrik termal menggunakan energi panas yang diperoleh dengan membakar bahan bakar padat (batubara, gambut, serpih minyak), cair (bahan bakar minyak) dan gas (gas alam, dan tungku ledakan dan gas oven kokas) di tungku boiler.

Energi panas diubah menjadi energi mekanik oleh putaran turbin, yang diubah menjadi energi listrik dalam generator yang terhubung ke turbin. Genset menjadi sumber listrik. Pembangkit listrik termal dibedakan berdasarkan jenis mesin utama: turbin uap, mesin uap, mesin pembakaran internal, lokomobil, turbin gas. Selain itu, pembangkit listrik turbin uap dibagi menjadi kondensasi dan kogenerasi. Stasiun kondensasi memasok konsumen hanya dengan energi listrik. Uap buang melewati siklus pendinginan dan, berubah menjadi kondensat, diumpankan lagi ke boiler.

Pasokan konsumen dengan energi panas dan listrik dilakukan oleh stasiun pemanas, yang disebut pembangkit panas dan listrik gabungan (CHP). Di stasiun-stasiun ini, energi panas hanya sebagian diubah menjadi energi listrik, dan sebagian besar dihabiskan untuk memasok perusahaan industri dan konsumen lain yang terletak di sekitar pembangkit listrik dengan uap dan air panas.

Pembangkit listrik tenaga air (PLTA) dibangun di atas sungai, yang merupakan sumber energi yang tidak ada habisnya untuk pembangkit listrik. Mereka mengalir dari dataran tinggi ke dataran rendah dan karena itu mampu melakukan pekerjaan mekanis. Pembangkit listrik tenaga air dibangun di sungai pegunungan menggunakan tekanan air alami. Pada sungai datar, tekanan dibuat secara artifisial oleh pembangunan bendungan, karena perbedaan ketinggian air di kedua sisi bendungan. Turbin air adalah mesin utama di pembangkit listrik tenaga air, di mana energi aliran air diubah menjadi energi mekanik.

Air memutar impeller hidroturbin dan generator, sedangkan energi mekanik hidroturbin diubah menjadi energi listrik yang dihasilkan oleh generator. Pembangunan pembangkit listrik tenaga air, selain tugas menghasilkan listrik, juga menyelesaikan kompleks tugas penting ekonomi nasional lainnya - meningkatkan navigasi sungai, mengairi dan menyirami tanah gersang, meningkatkan pasokan air ke kota-kota dan perusahaan industri.

Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) diklasifikasikan sebagai stasiun turbin uap termal yang tidak beroperasi pada bahan bakar fosil, tetapi menggunakan sebagai sumber energi panas yang diperoleh dalam proses fisi nuklir bahan bakar nuklir (bahan bakar) atom - uranium atau plutonium. Di pembangkit listrik tenaga nuklir, peran unit boiler dilakukan oleh reaktor nuklir dan generator uap.

Penyediaan tenaga listrik ke konsumen dilakukan terutama dari jaringan listrik yang menggabungkan beberapa pembangkit tenaga listrik. Operasi paralel pembangkit listrik pada jaringan listrik umum memastikan distribusi beban yang rasional antara pembangkit listrik, pembangkit listrik yang paling ekonomis, penggunaan kapasitas terpasang stasiun yang lebih baik, meningkatkan keandalan pasokan listrik ke konsumen dan memasok mereka dengan listrik dengan indikator kualitas normal dalam hal frekuensi dan tegangan.

Perlunya unifikasi disebabkan oleh beban pembangkit yang tidak seimbang. Permintaan konsumen akan listrik berubah secara dramatis tidak hanya pada siang hari, tetapi juga pada waktu yang berbeda sepanjang tahun. Di musim dingin, konsumsi listrik untuk penerangan meningkat. Di bidang pertanian, listrik dibutuhkan dalam jumlah besar di musim panas untuk pekerjaan lapangan dan irigasi.

Perbedaan tingkat pemuatan stasiun terutama terlihat dengan jarak yang signifikan antara area konsumsi listrik satu sama lain dalam arah dari timur ke barat, yang dijelaskan oleh perbedaan waktu permulaan jam pagi. dan beban malam maksimum. Untuk memastikan keandalan pasokan daya ke konsumen dan untuk memanfaatkan daya pembangkit listrik yang beroperasi dalam mode yang berbeda dengan lebih baik, pembangkit tersebut digabungkan menjadi energi atau sistem kelistrikan menggunakan jaringan listrik tegangan tinggi.

Himpunan pembangkit listrik, saluran listrik dan jaringan panas, serta penerima energi listrik dan panas, dihubungkan menjadi satu kesatuan oleh kesamaan rezim dan kontinuitas proses produksi dan konsumsi energi listrik dan panas, disebut sistem energi (sistem energi). Sistem kelistrikan yang terdiri dari gardu induk dan saluran transmisi berbagai tegangan merupakan bagian dari sistem tenaga listrik.

Sistem energi masing-masing wilayah, pada gilirannya, saling berhubungan untuk operasi paralel dan membentuk sistem besar, misalnya, sistem energi terpadu (UES) dari bagian Eropa Uni Soviet, sistem terpadu Siberia, Kazakhstan, Asia Tengah, dll. .

Gabungan panas dan pembangkit listrik dan pembangkit listrik pabrik biasanya terhubung ke jaringan listrik dari sistem tenaga terdekat melalui saluran tegangan generator 6 dan 10 kV atau saluran tegangan lebih tinggi (35 kV dan lebih tinggi) melalui gardu induk transformator. Transmisi energi yang dihasilkan oleh pembangkit listrik regional yang kuat ke jaringan listrik untuk memasok konsumen dilakukan melalui saluran tegangan tinggi (110 kV dan lebih tinggi).

- Produksi energi listrik