|
Слайд 1
|
Тема и
цель
|
|
Слайд 2
|
Создатель
самого популярного в мире осветительного устройства русский инженер,
изобретатель Александр Лодыгин запатентовал его ровно 138 лет назад. День
рождения лампы накаливания приходится на 24 июля 1874 года. Прибор быстро
покорил весь мир, и сегодняшнюю жизнь невозможно представить без обыкновенной
лампочки.
По
некоторым источникам, подготовка проекта масштабной электрификации России
велась ещё до революции 1917 года[1] немецкими инженерами, работавшими на
Петербургскую электрическую компанию, в предположении, что в годы Первой
мировой войны (1914—1918) невозможно было начать реализацию по причине
больших военных расходов.
В 1920 году,
менее чем за 1 год[2][3] (во время гражданской войны (1917—1922/1923) и
интервенции) правительство под руководством Ленина разработало перспективный
план электрификации страны, для чего, в частности, и была создана Комиссия по
разработке плана электрификации под руководством Г. М. Кржижановского. К
работе комиссии было привлечено около 200 учёных и инженеров. В декабре 1920
года выработанный комиссией план был одобрен VIII Всероссийским съездом
Советов, через год его утвердил IX Всероссийский съезд Советов.
|
|
Слайд 3
|
схема
|
|
Слайд 4
|
Схема
заполненная
|
|
Слайд 5
|
Карта
мира. Где больше электростанций и почему?
|
|
Слайд 6
|
Производство
электроэнергии
|
|
Слайд 7
|
Производство
электроэнергии
|
|
Слайд 8
|
таблица
|
|
Слайд 9
|
ТЭС
Согласно
общепринятому определению, тепловые электростанции – это электростанции,
вырабатывающие электроэнергию посредством преобразования химической энергии
топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора.
Первые
ТЭС появились еще в конце XIX века в Нью-Йорке (1882 год), а в 1883 году
первая тепловая электростанция была построена в России (С.Петербург). С
момента своего появление, именно ТЭС получили наибольшее распространение,
учитывая все увеличивающуюся энергетическую потребность наступившего
техногенного века. Вплоть до середины 70-х годов прошлого века, именно
эксплуатация ТЭС являлась доминирующим способом получения электроэнергии. К
примеру, в США и СССР доля ТЭС среди всей получаемой электроэнергии
составляла 80%, а во всем мире – порядка 62%.
При
сжигании любого топлива на ТЭС продукты сгорания в 4 — 5 раз превышают массу
использованного топлива за счёт включения кислорода и азота воздуха. На долю
энергетики приходится около половины выбросов вредных веществ в атмосферу,
около трети сброса загрязняющих сточных вод, более трети твёрдых отходов.
|
|
Слайд 10
|
ГЭС
Гидроэлектроста́нция
(ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию
водного потока. Гидроэлектростанции (ГЭС) обычно строят на реках, сооружая
плотины и водохранилища.
Гидроэлектростанции
возводятся на реках, сооружая плотины и водохранилища. Большое значение для
эффективности работы станции имеет выбор места. Необходимо наличие двух
факторов: гарантированная обеспеченность водой в течение всего года и как
можно больший уклон реки.
В начале
двадцать первого века гидроэнергетика обеспечивает до шестидесяти трёх
процентов возобновляемой энергии в мире. Это девятнадцать процентов всей
мировой электроэнергии. Установленная гидроэнергетическая мощность составляет
715 Гвт.
Основные
преимущества гидроэнергетики очевидны. Разумеется, главным преимуществом
гидроресурсов является их возобновляемость: запас воды практически
неисчерпаем. При этом гидроресурсы значительно опережают в развитии остальные
виды возобновляемых источников энергии и способны обеспечивать энергией
большие города и целые регионы.
Кроме
того, пользоваться этим источником энергии можно достаточно просто, что
подтверждается длительной историей гидроэнергетики. Например, генераторы
гидроэлектростанций можно включать или выключать в зависимости от
энергопотребления. Себестоимость строительства гидроэлектростанций является
довольно низкой.
В то же
время достаточно спорным является вопрос о влиянии гидроэнергетики на
окружающую среду. С одной стороны, эксплуатация гидроэлектростанций не
приводит к загрязнению природы вредными веществами.
Но в то
же время образование водохранилищ требует затопления значительных территорий,
зачастую плодородных, а это становится причиной негативных изменений в
природе. Например, плотины часто перекрывают рыбам путь к нерестилищам, но в
то жнее время благодаря этому обстоятельству значительно увеличивается количество
рыбы в водохранилищах и развивается рыболовство.
|
|
Слайд 11
|
Атомная
электростанция (АЭС), электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия
преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный
реактор (см. Ядерный реактор). Тепло, которое выделяется в реакторе в
результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем так
же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в
электроэнергию. В отличие от ТЭС, работающих на органическом топливе, АЭС
работает на ядерном горючем (в основном 233U, 235U. 239Pu). При делении 1 г
изотопов урана или плутония высвобождается 22 500 квт ч, что эквивалентно
энергии, содержащейся в 2800 кг условного топлива. Установлено, что мировые
энергетические ресурсы ядерного горючего (уран, плутоний и др.) существенно
превышают энергоресурсы природных запасов органического топлива (нефть,
уголь, природный газ и др.). Это открывает широкие перспективы для
удовлетворения быстро растущих потребностей в топливе. Кроме того, необходимо
учитывать всё увеличивающийся объём потребления угля и нефти для
технологических целей мировой химической промышленности, которая становится
серьёзным конкурентом тепловых электростанций. Несмотря на открытие новых
месторождений органического топлива и совершенствование способов его добычи,
в мире наблюдается тенденция к относит увеличению его стоимости. Это создаёт
наиболее тяжёлые условия для стран, имеющих ограниченные запасы топлива
органического происхождения. Очевидна необходимость быстрейшего развития
атомной энергетики, которая уже занимает заметное место в энергетическом
балансе ряда промышленных стран мира.
В мире
действует 435 энергетических ядерных реакторов общей мощностью 370,049 ГВт,
российская компания «ТВЭЛ» поставляет топливо для 76 из них (17 % мирового
рынка).
|
|
Слайд 12
|
|
|
Слайд 13
|
таблица
|
|
Слайд 14
|
Ветроэлектрогенераторы
«Ветряки
могут поддерживать напряжение в электросети на постоянном уровне. Мощная
электроника, установленная на ветрогенераторах, может эффективно исправлять
пики и колебания напряжения в сетевой розетке». К таким выводам пришли
голландские исследователи.
Современные
ветро-электрогенераторы - хорошие средства разрешения проблем, связанных с
колебаниями напряжения в сети. Такие колебания происходят, когда спрос на
энергию увеличивается внезапно (например, когда какой-либо завод или фабрика
включает сразу все свое энергоемкое оборудование) или в случае уменьшения
поставки энергопитания (например, если близлежащая электростанция внезапно
выйдет из строя).
Принцип
действия ветрогенератора таков: сила ветра вращает ветроколесо с лопастями,
передавая крутящий момент через редуктор на вал генератора. Таким образом,
реализуется принцип превращения механической энергии в электрическую.
Мощность ветрогенератора зависит от размеров ветроколеса, скорости ветра, а
также высоты мачты. Выпускаемые в настоящий момент ветрогенераторы имеют
диаметр лопастей от 0,75 до 60 и более метров. Инвертор представляет собой
узел, который выполняет задачу преобразования электрического тока в
синусоидальный и дополнительную стабилизацию напряжения. В буфере с
инвертором работает аккумулятор, который подаёт напряжение в сеть нагрузки
при отсутствии ветра.
Ветрогенераторы
современных конструкций позволяют использовать экономически эффективно
энергию ветра. С помощью ветрогенераторов сегодня можно не только поставлять
электроэнергию в «сеть», но и решать задачи электроснабжения локальных
объектов любой мощности.
Конструктивно
ветрогенератор состоит из ветроколеса с лопастями, генератора, установленного
на мачте, инвертора, аккумуляторной батареи. В ветрогенераторах установлены
редукторы, повышающие передаточное число. В большинстве случаев
ветрогенераторы используются как источник электроэнергии в местах,
характеризующихся среднегодовой скорость ветра более 4 м/с. Это условие не
распространяется на малые, легко разгоняемые ветрогенераторы.
|
|
Слайд 15
|
|
|
Слайд 16
|
Солнечные
батареи
Солнечная
электростанция — инженерное сооружение, служащее преобразованию солнечной
радиации в электрическую энергию. Способы преобразования солнечной радиации
различны и зависят от конструкции электростанции.
Полное
количество солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли за неделю,
превышает энергию всех мировых запасов нефти, газа, угля и урана. Солнечное
тепло можно сберегать разными способами.
Как
говорится, “все преимущества имеет соответствующий недостаток”. Ну, оно не
распространяется на солнечной энергии в определенной степени.
Основной
недостаток солнечной энергии является первоначальной стоимости. Солнечные
батареи являются сравнительно довольно дорого в основном за счет стоимости
материалов и сложности дизайна участие. Это может время от времени, оказаться
сдерживающим фактором, особенно в случае домохозяек и лиц, которые планируют
переход к солнечной энергии.
Облачно,
дождливых условиях, и т.д., может вмешиваться в количестве солнечного света,
который достигает панели солнечных батарей. Это, в свою очередь влияет на
количество энергии и мощности, которая производится.
В-третьих,
что о времени, когда нет солнечного света? Как будет солнечной энергии будет
производиться на ночь? Конечно, это не будет производиться на ночь, ведь это
солнечная энергия, а не ‘лунный’ энергии. Единственным решением этой проблемы
является хранение достаточно, в дневное время, которые затем могут быть
использованы в течение ночи. Однако, это легче сказать, чем сделать.
|
|
Слайд 17
|
|
|
Слайд 18
|
Приливные
электростанции
Прили́вная
электроста́нция (ПЭС) — особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию
приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные
электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца
дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут
достигать 18 метров.
Существует
мнение, что работа приливных электростанций тормозит вращение Земли, что
может привести к негативным экологическим последствиям. Однако ввиду
колоссальной массы Земли влияние приливных электростанций пренебрежимо
мало.[1] Кинетическая энергия вращения Земли (~1029 Дж) настолько велика, что
работа приливных станций суммарной мощностью 1000 ГВт будет увеличивать
длительность суток лишь на ~10−14 секунды в год, что на 9 порядков меньше
естественного приливного торможения (~2·10−5 с в год).
Преимуществами
ПЭС является экологичность и низкая себестоимость производства энергии.
Недостатками — высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток
мощность, из-за чего ПЭС может работать только в составе энергосистемы,
располагающей достаточной мощностью электростанций других типов .
|
|
Слайд 19
|
Геотермальные
Электростанции
такого типа преобразуют внутреннее тепло Земли (энергию горячих пароводяных
источников) в электричество.
Существует
несколько схем получения электроэнергии на геотермальной электростанции.
Прямая
схема: природный пар направляется по трубам в турбины, соединенные с
электрогенераторами.
Непрямая
схема: пар предварительно (до того как попадает в турбины геотермальной
электростанции) очищают от газов, вызывающих разрушение труб.
Смешанная
схема: неочищенный пар поступает в турбины, а затем из воды, образовавшийся в
результате конденсации, удаляют не растворившиеся в ней газы.
К
недостаткам геотермальной электростанции относится возможность локального
оседания грунтов и пробуждения сейсмической активности. А выходящие из-под
земли газы создают в окрестностях немалый шум и могут, к тому же, содержать
отравляющие вещества. Кроме того, геотермальную электростанцию построить
можно не везде, потому что для ее постройки необходимы определенные
геологические условия.
|
|
Слайд 20
|
Термоядерный
реактор
Термоядерная
электростанция (ТЭС, термояд) — электростанция, производящая энергию с
использованием принципов термоядерного синтеза.
На термоядерных
электростанциях при помощи термоядерного синтеза под огромным давлением и при
высокой температуре 2 атома тяжёлого водорода объединяются в один атом гелия.
При этом, при образовании ядра гелия, вырабатывается энергия в 41,32*10^-13
Дж в виде излучения (т.о. при сгорании 1 г водорода вырабатывается 172 МВт*ч
энергии). Чем больше термоядерный реактор, тем сложнее процессы синтеза,
реактор производит больше энергии.
|
|
Слайд 21
|
Техногенные
аварии
Нью
– Йорк 13-14 июля 1977 г. Четыре молнии во время
вечерней грозы 13 июля 1977 года привели к тому, что в 20 часов 37 минут
отключились основные ЛЭП, обеспечивающие Нью-Йорк электричеством. 8 миллионов
горожан остались без света и спасительного для этого времени года
кондиционирования воздуха.
Обесточивание привело к
многочисленным фактам мародерства и поджогов по всему городу. Магазины были
разгромлены и разграблены. У одного автодилера в Бронксе украли со стоянки 50
автомобилей. Полиция оказалась бессильной. Было проведено 3776 арестов, но
большинство нарушителей закона смогло улизнуть. Город расцветился огнями
пожаров. Было зафиксировано 1037 возгораний - в 6 раз больше обычного уровня.
1700 раз поступили ложные вызовы на пожар. Многие жители высыпали на улицы в
поисках знакомых, свечей и, самое главное, объяснений того, что случилось.
Наиболее востребованными стали транзисторные радиоприемники. Только с их
помощью можно было хоть что-то узнать.
Чернобыльская
АЭС апрель 1986 г.
Грузия
15 ноября 1994 г. Почти полностью прекратилась выработка электроэнергии,
повлекшае остановку едва ли не всех производственных мощностей. Причина –
аварии на Ингурской и Тбилисской ГЭС.
Россия
1998-2003 гг.
Blackout
2003 14 августа 2003 г. Каскадное
отключение перегруженных линий электропередач с возникновением лавины
напряжений и сбросом нагрузки электростанций с погашением собственных нужд
привели к погашению нескольких регионов большого энергообъединения Северной
Америки. Массовыми отключениями электроэнергии были охвачены крупнейшие
города в северо-восточной части США (в штатах Нью-Йорк, Огайо, Мичиган,
Пенсильвания, Коннектикут, Нью Джерси) и Канады (Торонто, Оттава). В общей
сложности, в процессе развития аварии отключились 263 электростанции (531
энергоблок), включая 10 АЭС (7 в США и 3 в Канаде, всего 19 блоков).
Энергоснабжение Нью-Йорка было восстановлено за 24 часа, а в течение 44 часов
было подано энергопитание всем потребителям. Без электроснабжения остались 50
миллионов человек, проживающих на территории около 24 тысяч квадратных
километров. Cумма ущерба составила не менее 6 млрд долларов.
Италия
28 сентября 2003 г. В ночь на воскресенье, примерно в 3:20 по местному времени,
одна из двух линий электропередачи, которая соединяет Италию со Швейцарией,
вышла из строя. Потом вследствие возникшей перегрузки автоматически
отключилась вторая, а затем еще две, которые передавали энергию из Австрии и
Франции. Это привело к возникновению дефицита мощности в энергосистеме Италии
до 20% и полному ее погашению. Почти вся страна – около 56 млн человек -
погрузилась в темноту. При этом около 30 000 человек были заблокированы на
железных дорогах, многие поезда буксировали до станций. На следующий день, в
воскресенье, не вышли многие газеты.
Северо-восток
США февраль 2005 г.
Москва
май 2005 г. Из-за пожара на подстанции некоторые районы Москвы, Московской
области, Тульский и Калужской областей оказались обесточены.
Саяно-Шушенская
ГЭС 17 августа 2009 года
|
|
Слайд 22
|
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.