Методическая разработка на тему "День энергетика".

ГБПОУ «Чебаркульский профессиональный техникум»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

классного часа

Тема  «День энергетика»

Разработали: Щепачев В.И.

 Г. Чебаркуль

Тема классного часа:  День энергетика (22 декабря)

Цель:

1. развивать познавательный интерес и профессиональную направленность студентов;
2. формировать представление об историческом значении профессионального праздника, истории отечественной энергетики в целом;
3. воспитывать профессиональную гордость за выбранную профессию, специальность

План:

1. Профессиональный праздник – день энергетика.

История возникновения.

2. Профессиия – энергетик.
3. Интересные факты об электричестве.
4. Энергетика и виды энергетических ресурсов.

День энергетика.

Ведущий 1: Свой профессиональный праздник энергетики отмечают в один из самых коротких световых дней в году — 22 декабря.

Трудно переоценить значение работы энергетиков, чьим неустанным трудом создается одно из самых необходимых благ — тепло, которое обеспечивает комфорт в домах, школах, больницах, офисах.

История этого праздника берет свое начало 23 мая 1966 года, когда Указом Президиума Верховного Совета СССР был установлен День энергетика в память о дне принятия Государственного плана электрификации России (ГОЭЛРО). План ГОЭЛРО был принят на VIII Всероссийском съезде Советов, проходившем 22 декабря 1920 года.

Позднее по Указу Президиума Верховного Совета СССР № 3018-Х от 1 октября 1980 года «О праздничных и памятных днях», в редакции Указа Президиума Верховного Совета СССР № 9724-XI от 1 ноября 1988 года «О внесении изменений в законодательство СССР о праздничных и памятных днях» День энергетика в Советском Союзе стал отмечаться в третье воскресенье декабря.

В настоящее время во многих организациях День энергетика по-прежнему отмечается в третье воскресенье декабря.

День энергетика — это праздник всех тех, кто когда-либо был причастен к созданию и обслуживанию энергетических систем. Это также праздник тех, кто и сегодня остается на ответственном посту работника энергетической отрасли. Наконец, День энергетика — праздник всех, для кого понятия «тепло» и «свет» — это не просто слова, а целая эпоха.

В последние годы невероятно возрос интерес к экологически чистым источникам энергии (воздух, солнечная энергия), в связи с чем потенциал энергетической отрасли будет стремительно возрастать.

22 декабря наряду с энергетиками России этот профессиональный праздник отмечают и в Армении, Беларуси, Кыргызстане, Украине.

По доброй многолетней традиции, лучших представителей энергетической отрасли в этот день отмечают высокими наградами, почетными грамотами и ценными подарками. А изо всех праздничных пожеланий можно отметить самое главное и актуальное на сегодня: «Дорогие энергетики! Постарайтесь, чтобы в каждом доме, в каждой семье всегда были свет и тепло».

История возникновения.

Ведущий 2: Как известно, профессиональный праздник энергетиков не случайно выпал на 22 декабря. Именно в этот день в 1920 году был подписан исторический план ГОЭЛРО – программа развития энергетической отрасли. Дату принятия документа большевики тоже выбрали не просто так — она совпала с днем, когда отмечали годовщину работы первых петербургских электростанций.

 Они были построены по проектам Генриха Графтио, который впоследствии стал одним из авторов ГОЭЛРО. Правда мало кому известно, что запуск петербургских электростанций был «подарком» инженера ко дню рождения его супруги. Так уж повелось в этой семье, что год от года 22 декабря госпожа Графтио получала в день рождения драгоценную безделушку и… новую электростанцию. Действительно, что может быть прекраснее, чем посвятить любимой дело всей жизни? Так что сначала была любовь, а уже потом — план ГОЭЛРО, «лампочка Ильича». Вождь мирового пролетариата буквально влюбился в идею электрификации как краеугольного камня восстановления разрушенного войнами и революциями хозяйства страны.

 Спустя десятилетие именно развитая энергетика обеспечила успех индустриализации СССР. Вообще судьба этой отрасли всегда была тесно переплетена с судьбой страны. Во время войны электроэнергетика, так же как и все народное хозяйство, работала по принципу «Все для фронта — все для победы!». Есть в ее истории немало и боевых страниц. В битве за Берлин было задействовано несколько сот зенитных прожекторов. Они светили в спину наступающим советским войскам и ослепляли противника. Однако мало кто знает, что электроэнергией эти гигантские фонари снабжали электростанции, установленные на… железнодорожных платформах. На берега Рейна энергопоезда пришли буквально на плечах действующей армии от Москвы, Ленинграда и Сталинграда, на своем пути снабжая электричеством восстанавливаемые промышленные предприятия. Новый этап в развитии электроэнергетики — создание Единой энергетической системы страны — связан с именем другого советского лидера, Никиты Хрущева. Ведь решение о создании ЕЭС принимал ХХ съезд КПСС. Тот самый, на котором был развенчан культ личности Сталина. В течение последующих 25 лет один за другим отдельные энергорайоны СССР включались в Единую энергосистему. Причем систему уникальную — не имеющую аналогов в мире: масштабы («одна шестая часть суши») определили и сложность решаемых задач.

Когда в 1991 году распался Советский Союз, лихорадило и Единую энергосистему. Однако уже к началу нового тысячелетия единое энергопространство бывшего СССР было не только воссоздано, но и расширилось за счет связей со странами Балтии. А в 2005 году началась подготовка к объединению энергосистем Западной, Центральной и Восточной Европы с ЕЭС России и энергосистемами стран СНГ и Прибалтийских государств.

Кроме россиян, 22 декабря отмечают праздник энергетики всех республик бывшего СССР — свыше миллиона человек. Это их труд заставляет работать сложнейший технологический организм с сотнями сердец-электростанций мощностью 300 млн. киловатт, сосудами — более 500 тыс. километров высоковольтных ЛЭП и мозгом — Центральным диспетчерским управлением.

Этой профессии посвящают жизни, сменяя друг друга, поколения. Ведь энергетика — одна из самых родовитых отраслей, и профессиональные династии здесь — обычное дело. Общий трудовой стаж одной династии порой превышает 150 лет, а всех энергетических семейств вместе взятых — перевалит 30 тысяч лет. Ни много ни мало — вся история человечества до изобретения электричества.

Профессия энергетик

Студент 1:

Краткое описание: Бесконечным потоком льются с экранов телевизоров и со страниц газет информационные сводки о «проблеме № 1», вставшей перед человечеством. И проблема эта, конечно, энергетическая. Яркая иллюминация улиц, работа крупнейших заводов и предприятий, обеспечение комфортных условий для жизни миллионов людей — все это требует не только значительных ресурсных затрат, но и ежедневного, упорного труда энергетиков. Сегодня без инженеров-энергетиков не обходится ни одна отрасль производства — подобные специалисты нужны как воздух.

История профессии: История этой славной профессии неразрывно связана с электричеством. С тех пор, как в 1882 году появилась первая электростанция, созданная Томасом Эдисоном, возникла и необходимость в подготовке квалифицированных кадров для обслуживания сложных установок. В России «эра энергетиков» началась с проектирования Генрихом Графтио крупных объектов в Санкт-Петербурге, которые затем стали основой для огромных сетей, требующих особых знаний и умений.…

Социальная значимость профессии в обществе: На сегодняшний день выпускающихся из ВУЗов молодых энергетиков, что называется, «расхватывают с руками». В первую очередь, востребованы специалисты, занимающиеся исследованием проблем на стыке нескольких наук. Например, деятельность физика-энергетика, озабоченного получением энергии из новых, более экономичных источников, считается «профессией будущего». С другой стороны, инженеры-энергетики все так же необходимы на любом производстве.

Массовость и уникальность профессии: Каждый специалист выбирает для себя карьерные перспективы. Одной из наиболее простых считается работа в строительно-монтажных организациях. Совершенно иной уровень квалификации требуется на проектных и пусконаладочных предприятиях. Для тех же, кого не привлекает труд на производстве, свои двери открывают научно-исследовательские институты, каждый год являющие миру интересные новинки.

Риски профессии: Как только за специалистами-энергетиками закрываются двери альма-матер, ведущие компании со всей страны начинают «соревнование» за ценные кадры. Проблема здесь может возникнуть только одна: в профессионалах этой области нуждаются, в основном, отдалённые районы нашей необъятной Родины. Так что готовым нужно быть к распределению на работу в далёкие заснеженные города.

Где получить профессию: Сегодня многие технические ВУЗы предоставляют возможность получения специальности энергетика. Как отмечают эксперты, конкурс в подобные заведения остаётся сравнительно невысоким — около 2–5 человек на место. Но поступить туда не так-то просто, если специализированного среднего образования вы не получали. Для этого и существуют годовые подготовительные курсы при ВУЗах.

Интересные факты об электричестве

Студент  2: 22 декабря в России отмечается День энергетика. Кстати, именно в этот день стоит самый короткий световой день и самая длинная ночь.

Первые попытки создания осветительных приборов предпринимались уже в античности. Так, древние египтяне и жители средиземноморья использовали для освещения оливковое масло, заливая его в специальные глиняные сосуды с фитилями из хлопчатобумажных нитей. А вот жители побережья Каспийского моря в похожие светильники помещали другой подручный горючий материал — нефть.

Между тем ряд ученых полагают, что в Древнем Египте, Месопотамии и Южной Америке электричество уже существовало. По их мнению внутри египетских и южноамериканских пирамид росписи стен цветными красками могли осуществляться при электрическом освещении помещений с помощью небольших переносных светильников. Действительно, на внутренней поверхности пирамид не обнаружено следов копоти, что исключает использование факелов. Зато источники искусственного света упоминаются в древних текстах. Более того, на сохранившихся рисунках у древних рудокопов во лбу сияет подобие фонаря, а на стенах храмов в Египте обнаружены изображения жреца, держащего в руках огромную лампу. Конечно, древние рисунки часто носят символический характер, однако совершенно достоверно известно, что для защиты от ударов молний египтяне использовали вколоченные в землю металлические мечи.

До середины 14 века единственным источником механической энергии на Руси была мускульная сила людей и животных. Единственным источником тепла кроме Солнца были дрова из леса, обильно произраставшего за московским частоколом — предшественником кремлевских стен. К 1389 году относится первое упоминание об использовании гидроэнергии в Москве: в завещании Великого князя Дмитрия Донского говорится о работе водяных мельниц на реках Яузе и Ходынке. В 1516 году на Руси появилась первая каменная плотина. Она была сооружена на речке Неглинной.

Студент 3: Первые свечи были изобретены уже в Средние века и изготовлялись из пчелиного воска и говяжьего сала. Затем в течение нескольких столетий величайшие умы человечества, включая Леонардо да Винчи, трудились над изобретением керосиновой лампы. Однако безопасная конструкция, годная для массового производства, появилась лишь в середине 19 века. Впрочем, электрическая лампочка пришла ей на смену всего четверть века спустя. Изобрел ее знаменитый русский электротехник Павел Николаевич Яблочков. Кстати именно он также является автором первой электрической свечи. Именно с помощью свечей Яблочкова осуществлялось первоначально уличное освещение. Каждая свеча стоила 20 копеек и горела 1,5 часа. Затем ее необходимо было заменить на новую. Впоследствии были придуманы фонари с автоматической заменой свечей. Свеча Яблочкова, конечно, имела значительные неудобства по сравнению с электрической лампой: она была недолговечна и обладала переменным световым потоком. Но все же она стала первым изобретением, позволившим широко применить электрическое освещение на улицах и площадях крупных городов.

Центральное отопление — изобретение сравнительно недавнее. Еще в 10-х годах ХХ века большинство домов в российских столицах отапливалось с помощью дровяных печей. Лишь некоторые предприятия и крупные дома пользовались услугами котельных. Так, в центре Москвы располагалось 1760 котельных, отапливающих 1170 зданий. Теплофикация Санкт-Петербурга началась 25 ноября 1924 года, когда впервые в шестиэтажный дом на Фонтанке было подано тепло по впервые проложенному теплопроводу, сообщает РИА "Новости".

Немногие специалисты знают сегодня о том, что централизованное теплоснабжение — всего лишь побочный продукт электрификации. Первые электростанции работали за счет тепловой энергии, получаемой в результате сгорания топлива — угля, нефти, торфа. Эта энергия нагревала воду, а образовавшийся пар поступал в турбину и вращал генератор. Отработанный пар поначалу не имел никакого применения и в буквальном смысле вылетал в трубу. Идея использовать его для обогрева помещений оказалась до гениальности простой и способствовала значительной экономии топлива. Тепло отработанного пара нагревало воду, а та при помощи насосов приводилась в движение по трубам систем теплофикации. Первую тепловую электростанцию построил в 1882 году в Нью-Йорке знаменитый американский изобретатель Томас Алва Эдисон. Любопытно, что в современной энергетике ситуация прямо противоположна изначальной: на станциях, вырабатывающих тепло, побочным продуктом считается уже электричество.

Студент 4: История возникновения и развития российской энергетики тесно связана с именем Вернера фон Сименса — основателя немецкого концерна Siemens. Вернер фон Сименс в 1852 году предпринял ознакомительную поездку в Россию с целью налаживания деловых контактов и выяснения перспектив организации в стране электротехнического дела. Вскоре брат Вернера Карл Фридрих фон Сименс возглавил российскую дочку компании "Сименс и Гальске". Первыми "электрическими" проектами братьев Сименсов в Москве стало освещение выставки картин Айвазовского в 1880 году и иллюминация московского Кремля в мае 1883 года.

Первую в мире парогазовую турбину построил русский моряк, а точнее — инженер-механик Российского военного флота Павел Дмитриевич Кузьминский. Интересы изобретателя Кузьминского простирались от вопросов механики корабля до теплотехники и воздухоплавания. Парогазовую турбину, или, как она тогда называлась, газопарород, капитан Кузьминский построил и испытал в 1892 году. А год спустя он предложил военному министерству проект дирижабля с турбинным двигателем собственной конструкции. Известно, что Кузьминский готовил парогазовую турбину к показу на Всемирной выставке в Париже 1900 года, до которой не дожил нескольких месяцев.

Первая в России геотермальная теплоэлектростанция была построена еще в 1966 г. А столица Исландии Рейкьявик сегодня получает тепло исключительно от горячих подземных источников. Однако потенциальная мощность геотермальной энергетики намного выше. Оказывается, на глубине 4-6 км под землей залегают раскаленные до 100-200°С массивы. На нескольких миллионах квадратных километров располагаются подземные реки и моря с глубиной залегания до 3,5 км и с температурой воды до 200°С. Пробурив скважину, можно получить фонтан пара и горячей воды и пустить этот дар природы на обогрев зданий или на турбины электростанций. Такая картина наблюдается на территории большинства стран мира.

Недостатка в грандиозных и оригинальных энергетических проектах не было никогда. В начале прошлого века известностью пользовалась идея "приручения" энергии Гибралтарского пролива. Через него из Атлантики в Средиземное море каждую секунду перетекает десятки тысяч кубометров воды. Авторы проекта предлагали искусственно понизить уровень Средиземного моря на 200 метров и, установив в проливе несколько электростанций, получать энергию огромной по тем временам мощности — 120 ГВт. Для этого надо было лишь перегородить Гибралтар плотиной.

В 1874 году русский инженер Федор Пироцкий предложил использовать в качестве проводника электрической энергии железнодорожные рельсы. В то время передача электричества по проводам сопровождалась большими потерями. Уменьшить потери в линии представлялось возможным при увеличении сечения проводника. Пироцкий провел опыты передачи энергии по рельсам Сестрорецкой железной дороги. Оба рельса изолировались от земли, один из них служил прямым проводом, второй — обратным. Изобретатель попробовал использовать идею для развития городского транспорта и пустить по рельсам-проводникам небольшой вагончик. Однако это оказалось небезопасно для пешеходов. Впрочем, позже такая система нашла развитие в виде современного метро.

Студент 5: Возможно, уже в ближайшем будущем человек сможет вырабатывать электроэнергию, прогуливаясь по парку или совершая утреннюю пробежку. Дело в том, что группа американских исследователей разрабатывает технологию, которая позволит получать электричество, наступая на специальные пластмассовые вставки в обуви. Работать каблучный генератор будет просто: когда человек идет или бежит, давление его ног на вставки заставляет их сжиматься и растягиваться, и вырабатывать небольшое количество электричества. Простая ходьба даст от одного до трех ватт. Генератор можно будет соединить с аккумулятором, запасающим энергию. Ее вполне хватит для того, чтобы послушать радио или СD-плейер.

На юго-восточном побережье Австралии запущена первая в мире электросиловая установка, использующая в качестве топлива… ореховую скорлупу. Скорлупки, правда, как в сказке Пушкина пока "золотые", ведь строительство "зеленого" генератора обошлось австралийцам в три миллиона местных долларов. Однако высокая производительность электростанции, которая будет перерабатывать до 1680 килограммов ненужной ореховой скорлупы в час, производя при этом 1,5 мегаватта электричества, позволяет надеяться на ее быструю окупаемость. Мало того, министерство энергетики Австралии планирует удвоить производительность предприятия в течение ближайших двух лет.

Индийские ученые придумали еще один альтернативный источник питания. Они решили использовать фрукты, овощи и отходы от них для питания несложной бытовой техники. Батарейки содержат внутри пасту из переработанных бананов, апельсиновых корок и других овощей или фруктов, в которой размещены электроды из цинка и меди. От четырех таких батареек можно запустить стенные часы, пользоваться электронной игрой или карманным калькулятором. Новинка рассчитана, прежде всего, на жителей сельских районов, которые могут сами заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки необычных батареек.

В 1977-м году в Соединенных Штатах началось преподавание культуры энергопотребления в школах и колледжах, а с 1980-го соответствующий раздел был включен в базовый курс экономики для университетов. На уроках юные американцы узнают о том, сколько теряют и страна, и каждый человек, если свет остается непогашенным, а кондиционер включенным с излишней мощностью. А из многочисленных комиксов и рекламных роликов молодежь воспринимает несложную идею: "Выключая свет, ты сколачиваешь себе капитал". Тут же предлагается размещать сэкономленные центы и доллары в банке, приплюсовывается процент и выясняется, что через 30 лет сэкономленной суммы будет достаточно… для покупки автомобиля.

Энергетика

Студент 6: Энергетика — отрасль промышленности, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов.

Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной энергии топлива во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию. При этом производство энергии чаще всего происходит в несколько стадий:

получение и концентрация энергетических ресурсов, примером может послужить добыча, переработка и обогащение ядерного топлива;

передача ресурсов к энергетическим установкам, например доставка мазута на тепловую электростанцию;

преобразование с помощью электростанций первичной энергии во вторичную, например химической энергии угля в электрическую и тепловую энергию;

передача вторичной энергии потребителям, например по линиям электропередачи.

 

Градирни — необходимый элемент многих электростанций мира.

ГЭС в Бразилии демонстрирует мощь гидроэнергии.

Электроэнергетика

     

Доля выработки электроэнергии в России:

красный — ТЭС, синий — ГЭС, зелёный — АЭС.

Электроэнергетика — это подсистема энергетики, охватывающая производство электроэнергии на электростанциях и её доставку потребителям по линии электропередачи. Центральными её элементами являются электростанции, которые принято классифицировать по виду используемой первичной энергии и виду применяемых для этого преобразователей. Необходимо отметить, что преобладание того или иного вида электростанций в определённом государстве зависит в первую очередь от наличия соответствующих ресурсов. Электроэнергетику принято делить на традиционную и нетрадиционную.

Традиционная электроэнергетика

Студент 1: Характерной чертой традиционной электроэнергетики является её давняя и хорошая освоенность, она прошла длительную проверку в разнообразных условиях эксплуатации. Основную долю электроэнергии во всём мире получают именно на традиционных электростанциях, их единичная электрическая мощность очень часто превышает 1000 Мвт. Традиционная электроэнергетика делится на несколько направлений.

Тепловая энергетика

В этой отрасли производство электроэнергии производится на тепловых электростанциях (ТЭС), использующих для этого химическую энергию органического топлива. Они делятся на:

Паротурбинные электростанции, на которых энергия преобразуется с помощью паротурбинной установки;

Газотурбинные электростанции, на которых энергия преобразуется с помощью газотурбинной установки;

Парогазовые электростанции, на которых энергия преобразуется с помощью парогазовой установки.

Теплоэнергетика в мировом масштабе преобладает среди традиционных видов, на базе нефти вырабатывается 39 % всей электроэнергии мира, на базе угля — 27 %, газа — 24 %, то есть всего 90 % от общей выработки всех электростанций мира. Энергетика таких стран мира, как Польша и ЮАР практически полностью основана на использовании угля, а Нидерландов — газа. Очень велика доля теплоэнергетики в Китае, Австралии, Мексике.

 

Крупная канадская ГЭС «Сэр Адам Бек» на Ниагарском водопаде.

Гидравлическая энергетика

В этой отрасли электроэнергия производится на Гидравлических Электростанциях (ГЭС), использующих для этого энергию водного потока.

ГЭС преобладает в ряде стран — в Норвегии и Бразилии вся выработка электроэнергии происходит на них. Список стран, в которых доля выработки ГЭС превышает 70 %, включает несколько десятков из них.

Ядерная энергетика

 

Балаковская АЭС ночью.

Отрасль, в которой электроэнергия производится на Атомных электростанциях (АЭС), использующих для этого энергию цепной ядерной реакции, чаще всего урана.

По доле АЭС в выработке электроэнергии первенствует Франция, около 80 %. Преобладает она также в Бельгии, Республике Корея и некоторых других странах. Мировыми лидерами по производству электроэнергии на АЭС являются США, Франция и Япония.

Нетрадиционная электроэнергетика

 

Ветряные турбины в Германии.

Студент 2: Большинство направлений нетрадиционной электроэнергетики основаны на вполне традиционных принципах, но первичной энергией в них служат либо источники локального значения, например ветряные, геотермальные, либо источники находящиеся в стадии освоения, например топливные элементы или источники, которые могут найти применение в перспективе, например термоядерная энергетика. Характерными чертами нетрадиционной энергетики являются их экологическая чистота, чрезвычайно большие затраты на капитальное строительство (например для солнечной электростанции мощностью 1000 Мвт требуется покрыть весьма дорогостоящими зеркалами площадь около 4-х км² ) и малая единичная мощность. Направления нетрадиционной энергетики:

Малые гидроэлектростанции;

Ветровая энергетика;

Геотермальная энергетика;

Солнечная энергетика;

Биоэнергетические установки (установки на биотопливе);

Установки на топливных элементах

Водородная энергетика;

Термоядерная энергетика.

Также можно выделить важное из-за своей массовости понятие — малая энергетика, этот термин не является в настоящее время общепринятым, наряду с ним употребляются термины локальная энергетика, распределённая энергетика, автономная энергетика и др. Чаще всего так называют электростанции мощностью до 30 МВт с агрегатами единичной мощностью до 10 МВт. К ним можно отнести как экологичные виды энергетики, перечисленные выше, так и малые электростанции на органическом топливе, такие как дизельные электростанции (среди малых электростанций их подавляющее большинство, например в России — примерно 96 % ), газопоршневые электростанции, газотурбинные установки малой мощности на дизельном и газовом топливе.

Электрические сети

Электрическая подстанция в Багдаде, Ирак.

Студент 3: Электрическая сеть — совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их линий электропередачи, предназначенная для передачи и распределения электрической энергии. Электрическая сеть обеспечивает возможность выдачи мощности электростанций, её передачи на расстояние, преобразование параметров электроэнергии (напряжения, тока) на подстанциях и её распределение по территории вплоть до непосредственных электроприёмников.

Электрические сети современных энергосистем являются многоступенчатыми, то есть электроэнергия претерпевает большое количество трансформаций на пути от источников электроэнергии к её потребителям. Также для современных электрических сетей характерна многорежимность, под чем понимается разнообразие загрузки элементов сети в суточном и годовом разрезе, а также обилие режимов, возникающих при выводе различных элементов сети в плановый ремонт и при их аварийных отключениях. Эти и другие характерные черты современных электросетей делают их структуры и конфигурации весьма сложными и разнообразными

Альтернативная энергия

Студент 4: В результате использования традиционных источников энергии увеличивается загрязнение окружающей среды. Это одна из важных и сложная проблем человечества. Но ее можно частично решить с увеличением использования альтернативных источников возобновляемой энергии. Ведь солнечная, ветровая и другие виды возобновляемой энергии - это экологически чистые источники энергии, это практически неисчерпаемые источники энергии, которые будут доступны и через миллионы лет.Эта энергия доступна в каждой точке нашей планеты и пока, Слава Богу, бесплатная. Возобновляемая энергетика поможет преодолеть энергетический и экологический кризис в нашей стране да и на нашей планете!

Теплоснабжение

 ТЭЦ в Финляндии.

Жизнь современного человека связана с широким использованием не только электрической, но и тепловой энергии. Для того, чтобы человек чувствовал себя комфортно дома, на работе, в любом общественном месте, все помещения должны отапливаться и снабжаться горячей водой для бытовых целей. Так как это напрямую связано со здоровьем человека, в развитых государствах пригодные температурные условия в различного рода помещениях регламентируются санитарными правилами и стандартами. Такие условия могут быть реализованы в большинстве стран мира только при постоянном подводе к объекту отопления (теплоприёмнику) определённого количества тепла, которое зависит от температуры наружного воздуха, для чего чаще всего используется горячая вода с конечной температурой у потребителей около 80-90 °C. Также для различных технологических процессов промышленных предприятий может требоваться так называемый производственный пар с давлением 1-3 МПа. В общем случае снабжение любого объекта теплом обеспечивается системой, состоящей из:

источника тепла, например котельной;

тепловой сети, например из трубопроводов горячей воды или пара;

теплоприёмника, например батареи водяного отопления.

Централизованное теплоснабжение

 Новосибирская ТЭЦ-5.

Характерной чертой централизованного теплоснабжения является наличие разветвлённой тепловой сети, от которой питаются многочисленные абоненты (заводы, здания, жилые помещения и пр.). Для централизованного теплоснабжения используются два вида источников:

Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые также могут вырабатывать и электроэнергию;

Котельные, которые делятся на:

- водогрейные;

- паровые.

Децентрализованное теплоснабжение

Систему теплоснабжения называют децентрализованной, если источник теплоты и теплоприёмник практически совмещены, то есть тепловая сеть или очень маленькая, или отсутствует. Такое теплоснабжение может быть индивидуальным, когда в каждом помещении используются отдельные отпительные приборы, например электрические, или местным, например обогрев здания с помощью собственной малой котельной. Обычно теплопроизводительность таких котельных не превышает 1 Гкал/ч (1,163 МВт). Мощность тепловых источников индивидуального теплоснабжения обычно совсем невелика и определяется потребностями их владельцев. Виды децентрализованного отопления:

Малыми котельными;

Электрическое, которое делится на:

- прямое;

- аккумуляционное;

- теплонасосное;

Печное.

Тепловые сети

Студент 5: Тепловая сеть — это сложное инженерно—строительное сооружение, служащее для транспорта тепла с помощью теплоносителя, воды или пара, от источника, ТЭЦ или котельной, к тепловым потребителям.

От коллекторов прямой сетевой воды с помощью магистральных теплопроводов горячая вода подаётся в населённые пункты. Магистральные теплопроводы имеют ответвления, к которым присоединяется разводка к тепловым пунктам, в которых находится теплообменное оборудование с регуляторами, обеспечивающими снабжение потребителей тепла и горячей воды. Тепловые магистрали соседних ТЭЦ и котельных для повышения надёжности теплоснабжения соединяют перемычками с запорной арматурой, которые позволяют обеспечить бесперебойное теплоснабжение даже при авариях и ремонтах отдельных участков тепловых сетей и источников теплоснабжения. Таким образом, тепловая сеть любого города является сложнейшим комплексом теплопроводов, источников тепла и его потребителей

Энергетическое топливо

 Газовый факел в Таиланде.

Так как большинство из традиционных электростанций и источников теплоснабжения выделяют энергию из невозобновляемых ресурсов, вопросы добычи, переработки и доставки топлива чрезвычайно важны в энергетике. В традиционной энергетике используются два принципиально отличных друг от друга видов топлива.

Органическое топливо

В зависимости от агрегатного состояния органическое топливо делится на газообразное, жидкое и твёрдое, каждое из них в свою очередь делится на естественное и искусственное. Доля такового топлива в балансе мировой энергетики составляет около 65 %, из которых 39 % приходится на уголь, 16 % на природный газ, 9 % на жидкое топливо

Газообразное:

естественным топливом является природный газ,

искусственным:

Генераторный газ;

Коксовый газ;

Доменный газ;

Продукты перегонки нефти;

Газ подземной газификации;

Синтез-газ.

Жидкое:

естественным топливом является нефть,

искусственным называют продукты его перегонки:

Бензин;

Керосин;

Соляровое масло;

Мазут.

Твёрдое:

естественным топливом являются:

Ископаемое топливо:

Торф;

Бурый уголь;

Каменный уголь;

Антрацит;

Горючий сланец;

Растительное топливо:

Дрова;

Древесные отходы;

Биомасса.

искусственным твёрдым топливом являются:

Древесный уголь;

Кокс и полукокс;

Углебрикеты;

Отходы углеобогащения.

Ядерное топливо

 Судя по характерному черенковскому свечению, это топливо уже вступало в ядерную реакцию.

В использовании ядерного топлива вместо органического состоит главное и принципиальное отличие АЭС от ТЭС. Ядерное топливо получают из природного урана, который добывают:

- в шахтах (Франция, Нигер, ЮАР);

- в открытых карьерах (Австралия, Намибия);

- способом подземного выщелачивания (США, Канада, Россия).

Для использования на АЭС требуется обогащение урана, поэтому его после добычи отправляют на обогатительный завод, после переработки на котором 90 % побочного обеднённого урана направляется на хранение, а 10 % обогащается до нескольких процентов (3,3—4,4 % для энергетических реакторов). Обогащённый диоксид урана направляется на специальный завод, где из него изготавливают цилиндрические таблетки, которые помещают в герметичные циркониевые трубки длиной почти 4 м, ТВЭЛы (тепловыделяющие элементы). По нескольку сотен ТВЭЛов для удобства использования объединяют в ТВС, тепловыделяющие сборки

Энергетические системы

Канада.

Массивы опор линий электропередачи уходят далеко за горизонт.

Основная статья: Энергосистема

Студент 6: Энергетическая система (энергосистема) — совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединённых между собой и связанных общностью режимов в непрерывном процессе производства, преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом.

В современном мире снабжение потребителей электроэнергией производится от электростанций, которые могут находиться вблизи потребителей или могут быть удалены от них на значительные расстояния. В обоих случаях передача электроэнергии осуществляется по линиям электропередачи. Однако в случае удалённости потребителей от электростанции передачу приходится осуществлять на повышенном напряжении, а между ними сооружать повышающие и понижающие подстанции. Через эти подстанции с помощью электрических линий электростанции связывают друг с другом для параллельной работы на общую нагрузку, также через тепловые пункты с помощью теплопроводов, только на гораздо меньших расстояниях связывают между собой ТЭЦ и котельные. Совокупность всех этих элементов называют энергосистемой, при таком объединении возникают существенные технико—экономические преимущества:

существенное снижение стоимости электро- и теплоэнергии;

значительное повышение надёжности электро- и теплоснабжения потребителей;

повышение экономичности работы различных типов электростанций;

снижение необходимой резервной мощности электростанций.

Такие огромные преимущества в использовании энергосистем привели к тому, что уже к 1974 году лишь менее 3 % всего количества электроэнергии мира было выработано отдельно работавшими электростанциями. С тех пор мощность энергетических систем непрерывно возрастала, а из более мелких создавались мощные объединённые системы

Электроэнергетика

Ведущий 1: Эле́ктроэнерге́тика — отрасль энергетики, включающая в себя производство, передачу и сбыт электроэнергии. Электроэнергетика является наиболее важной отраслью энергетики, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.). Отличительной чертой электрической энергии является практическая одновременность её генерирования и потребления, так как электрический ток распространяется по сетям со скоростью, близкой к скорости света.

Федеральный закон "Об электроэнергетике" даёт следующее определение электроэнергетики:

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

Определение электроэнергетики содержится также в ГОСТ 19431-84:

Электроэнергетика — раздел энергетики, обеспечивающий электрификацию страны на основе рационального расширения производства и использования электрической энергии.

История

Ведущий 2: Электрическая энергия долгое время была лишь объектом экспериментов и не имела практического применения. Первые попытки полезного использования электричества были предприняты во второй половине XIX века, основными направлениями использования были недавно изобретённый телеграф, гальванотехника, военная техника (например были попытки создания судов и самоходных машин с электрическими двигателями; разрабатывались мины с электрическим взрывателем). Источниками электричества поначалу служили гальванические элементы. Существенным прорывом в массовом распространении электроэнергии стало изобретение электромашинных источников электрической энергии — генераторов. По сравнению с гальваническими элементами, генераторы обладали бо́льшей мощностью и ресурсом полезного использования, были существенно дешевле и позволяли произвольно задавать параметры вырабатываемого тока. Именно с появлением генераторов стали появляться первые электрические станции и сети (до того источники энергии были непосредственно в местах её потребления) — электроэнергетика становилась отдельной отраслью промышленности. Первой в истории линией электропередачи (в современном понимании) стала линия Лауфен — Франкфурт, заработавшая в 1891 году. Протяжённость линии составляла 170 км, напряжение 28,3 кВ, передаваемая мощность 220 кВт. В то время электрическая энергия использовалась в основном для освещения в крупных городах. Электрические компании состояли в серьёзной конкуренции с газовыми: электрическое освещение превосходило газовое по ряду технических параметров, но было в то время существенно дороже. С усовершенствованием электротехнического оборудования и увеличением КПД генераторов, стоимость электрической энергии снижалась, и в конце концов электрическое освещение полностью вытеснило газовое. Попутно появлялись новые сферы применения электрической энергии: совершенствовались электрические подъёмники, насосы и электродвигатели. Важным этапом стало изобретение электрического трамвая: трамвайные системы являлись крупными потребителями электрической энергии и стимулировали наращивание мощностей электрических станций. Во многих городах первые электрические станции строились вместе с трамвайными системами.

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

История российской электроэнергетики

Ведущий 1: Динамика производства электроэнергии в России в 1992—2008 годах, в млрд кВт∙ч

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

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

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

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

Основные технологические процессы в электроэнергетике

Генерация электрической энергии

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

Студент 7: Тепловая электроэнергетика. В данном случае в электрическую энергию преобразуется тепловая энергия сгорания органических топлив. К тепловой электроэнергетике относятся тепловые электростанции (ТЭС), которые бывают двух основных видов:

Конденсационные (КЭС, также используется старая аббревиатура ГРЭС);

Теплофикационные (теплоэлектроцентрали, ТЭЦ).

Теплофикацией называется комбинированная выработка электрической и тепловой энергии на одной и той же станции;

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

Студент 8: Ядерная энергетика. К ней относятся атомные электростанции (АЭС). На практике ядерную энергетику часто считают подвидом тепловой электроэнергетики, так как, в целом, принцип выработки электроэнергии на АЭС тот же, что и на ТЭС. Только в данном случае тепловая энергия выделяется не при сжигании топлива, а при делении атомных ядер в ядерном реакторе. Дальше схема производства электроэнергии ничем принципиально не отличается от ТЭС: пар нагревается в реакторе, поступает в паровую турбину и т. д. Из-за некоторых конструктивных особенностей АЭС нерентабельно использовать в комбинированной выработке, хотя отдельные эксперименты в этом направлении проводились;

Студент 9: Гидроэнергетика. К ней относятся гидроэлектростанции (ГЭС). В гидроэнергетике в электрическую энергию преобразуется кинетическая энергия течения воды. Для этого при помощи плотин на реках искусственно создаётся перепад уровней водяной поверхности (т. н. верхний и нижний бьеф). Вода под действием силы тяжести переливается из верхнего бьефа в нижний по специальным протокам, в которых расположены водяные турбины, лопасти которых раскручиваются водяным потоком. Турбина же вращает ротор электрогенератора. Особой разновидностью ГЭС являются гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Их нельзя считать генерирующими мощностями в чистом виде, так как они потребляют практически столько же электроэнергии, сколько вырабатывают, однако такие станции очень эффективно справляются с разгрузкой сети в пиковые часы;

Студент 10: Альтернативная энергетика. К ней относятся способы генерации электроэнергии, имеющие ряд достоинств по сравнению с «традиционными», но по разным причинам не получившие достаточного распространения. Основными видами альтернативной энергетики являются:

Ветроэнергетика — использование кинетической энергии ветра для получения электроэнергии;

Гелиоэнергетика — получение электрической энергии из энергии солнечных лучей;

Общими недостатками ветро- и гелиоэнергетики являются относительная маломощность генераторов при их дороговизне. Также в обоих случаях обязательно нужны аккумулирующие мощности на ночное (для гелиоэнергетики) и безветренное (для ветроэнергетики) время;

Студент 11: Геотермальная энергетика — использование естественного тепла Земли для выработки электрической энергии. По сути геотермальные станции представляют собой обычные ТЭС, на которых источником тепла для нагрева пара является не котёл или ядерный реактор, а подземные источники естественного тепла. Недостатком таких станций является географическая ограниченность их применения: геотермальные станции рентабельно строить только в регионах тектонической активности, то есть, там, где естественные источники тепла наиболее доступны;

Студент  12: Водородная энергетика — использование водорода в качестве энергетического топлива имеет большие перспективы: водород имеет очень высокий КПД сгорания, его ресурс практически не ограничен, сжигание водорода абсолютно экологически чисто (продуктом сгорания в атмосфере кислорода является дистиллированная вода). Однако в полной мере удовлетворить потребности человечества водородная энергетика на данный момент не в состоянии из-за дороговизны производства чистого водорода и технических проблем его транспортировки в больших количествах;

Студент 13: Стоит также отметить альтернативные виды гидроэнергетики: приливную и волновую энергетику. В этих случаях используется естественная кинетическая энергия морских приливов и ветровых волн соответственно. Распространению этих видов электроэнергетики мешает необходимость совпадения слишком многих факторов при проектировании электростанции: необходимо не просто морское побережье, но такое побережье, на котором приливы (и волнение моря соответственно) были бы достаточно сильны и постоянны. Например, побережье Чёрного моря не годится для строительства приливных электростанций, так как перепады уровня воды Чёрном море в прилив и отлив минимальны.