Електростанція
Електроста́нція (електрична станція) — промислове підприємство або комплект обладнання для виробництва електроенергії з різних форм первісної енергії.
Загальна характеристика[ред. | ред. код]
Електростанції, що виробляють у великій кількості тепло для потреб споживачів, називаються теплоелектроцентралями (ТЕЦ).
Залежно від виду первісної енергії, електростанції поділяються на:
- класичні теплові,
- атомні теплові,
- гідроелектростанції, а також такі, що використовують:
- як первісну енергію тепло надр Землі — геотермальні електростанції,
- сонячну енергію (сонячні електростанції),
- кінетичну енергію вітру (вітрові електростанції).
- енергію хвиль.
Поки що широкого розповсюдження не набули електростанції, які використовують різницю температури різних шарів морської води, енергію морських хвиль і припливів.
Понад 60 % світової електроенергії виробляють класичні теплові електростанції, близько 17 % — атомні і близько 20 % — гідроелектростанції.
Історія[ред. | ред. код]
На початку 1871 року бельгійський винахідник Зеноб Грамма винайшов достатньо потужний генератор, щоб виробляти електроенергію в промислових масштабах[1].
У 1878 році лорд Армстронг Вільям спроектував і побудував гідроелектростанцію в Крагсайді, Англія. Він використовував воду з озер у його маєтку для приводу динамо-машин Siemens. Електрика забезпечувала світло, опалення, гарячу воду, від неї працювали ліфти, а також трудозберігаючі пристрої та господарські будівлі[2].
У січні 1882 року в Лондоні за проектом Томаса Едісона, організованого Едвардом Джонсоном, була побудована перша в світі громадська електростанція, що працювала на вугіллі, Edison Electric Light Station. Котел Babcock & Wilcox приводив у дію парову машину потужністю 93 кВт (125 кінських сил), яка обертала 27-тонний генератор. Це забезпечувало електроенергією приміщення в районі, куди можна було потрапити через водопропускні труби віадуку, не розкопуючи дорогу, яка була монополією газових компаній. Серед замовників були City Temple і Old Bailey. Іншим важливим клієнтом була телеграфна контора Головної пошти, але до неї не можна було дістатися через водопропускні труби. Джонсон організував прокладання кабелю над головою через Голборн Таверн і Ньюгейт[3].
Теплові електростанції[ред. | ред. код]
На теплових електростанціях механічна енергія виробляється тепловим двигуном, який перетворює теплову енергію, часто від згоряння палива, в енергію обертання турбогенератора. Більшість теплових електростанцій виробляють пару, тому їх іноді називають пароелектростанціями. Не вся теплова енергія може бути перетворена на механічну згідно з другим законом термодинаміки; отже, завжди є втрата тепла в навколишнє середовище. Якщо ця втрата використовується як корисне тепло для промислових процесів або централізованого теплопостачання, електростанція називається когенераційною електростанцією або ТЕЦ (комбінована теплоелектростанція). У країнах, де поширене централізоване опалення, існують спеціалізовані теплові станції, які називаються котельнями, що працюють тільки на тепло. Важливий клас електростанцій на Близькому Сході використовує побічне тепло для опріснення води.
Енергія з відновлюваної енергії[ред. | ред. код]
Гідро[ред. | ред. код]
На гідроелектростанції вода тече крізь турбіни, використовуючи гідроенергію для виробництва гідроелектрики. Енергія отримується від сили тяжіння води, що падає крізь напірні труби до водяних турбін, приєднаних до генераторів. Обсяг доступної потужності є комбінацією висоти та потоку води. Для підвищення рівня води та створення озера для зберігання води можна побудувати широкий спектр дамб. Гідроенергію виробляють у 150 країнах, у 2010 році Азійсько-Тихоокеанський регіон виробляв 32 відсотки світової гідроенергії. Китай є найбільшим виробником гідроелектроенергії, виробивши 721 терават-годин 2010 року, що становило близько 17 відсотків внутрішнього споживання електроенергії.
Сонячна[ред. | ред. код]
Сонячну енергію можна перетворити на електрику або безпосередньо в фотоелектричних комірках, або на концентруючій сонячній електростанції шляхом спрямування відбитого світла для запуску теплового двигуна[4].
Сонячна фотоелектрична електростанція перетворює сонячне світло в електроенергію постійного струму за допомогою фотоелектричного ефекту. Інвертори перетворюють постійний струм на змінний для приєднання до електричної мережі. Цей тип установки не використовує обертові машини для перетворення енергії[5].
Вітряна[ред. | ред. код]
Вітрові турбіни можна використовувати для виробництва електроенергії в районах із дужими постійними вітрами, іноді на березі моря. Багато різних конструкцій використовувалися в минулому, але майже всі сучасні турбіни, які виробляються сьогодні, використовують трилопатеву конструкцію проти вітру[6]. Вітрові турбіни, увімкнені в електромережу, які зараз будуються, набагато більші, ніж установки, встановлені в 1970-х роках. Таким чином, вони виробляють електроенергію дешевше та надійніше, ніж попередні моделі[7]. У більших турбінах (порядку одного мегавата) лопаті рухаються повільніше, ніж у старих, менших агрегатів, що робить їх менш загрозливими та безпечнішими для птахів[8].
Морська[ред. | ред. код]
Морська енергія або енергія моря (також іноді її називають енергією океану або енергією океану) відноситься до енергії, що переноситься океанськими хвилями, припливами, солоністю та різницею температур океану. Рух води у світовому океані створює величезний запас кінетичної енергії, або енергії руху. Цю енергію можна використовувати для виробництва електроенергії для будинків, транспорту та промисловості[9].
Осмотична[ред. | ред. код]
Енергія градієнта солоності називається осмосом із затримкою тиску. У цьому методі морська вода закачується в барокамеру під тиском, нижчим за різницю між тисками солоної та прісної води. Прісна вода також закачується в барокамеру крізь мембрану, яка збільшує як об’єм, так і тиск у камері. Коли різниця тиску компенсується, турбіна обертається, створюючи енергію. Цей спосіб особливо вивчається норвезькою комунальною компанією Statkraft, яка підрахувала, що в Норвегії завдяки цьому процесу буде доступно до 25 ТВт-год на рік. Компанія Statkraft побудувала перший у світі прототип осмотичної електростанції на фіорді Осло, який було відкрито 24 листопада 2009 року. Однак у січні 2014 року компанія Statkraft оголосила, що не продовжує цей пілот[10].
Біомаса[ред. | ред. код]
Енергія біомаси може бути отримана від спалювання відходів зеленого матеріалу для нагрівання води в пару та приводу парової турбіни. Біоенергія також може бути оброблена за допомогою різних температур і тисків у реакціях газифікації, піролізу або торрефікації. Залежно від бажаного кінцевого продукту, ці реакції створюють більш енергетично щільні продукти (синтез-газ, деревні пелети, біовугілля), які потім можна подавати в супровідний двигун для виробництва електроенергії з набагато нижчим рівнем викидів порівняно з відкритим спалюванням.
Див. також[ред. | ред. код]
- Список електростанцій України
- Вугільна електростанція
- Сонячна енергетика
- Вітрова електростанція
- Ядерна енергетика
- Геотермальна енергетика
- Центр живлення
- Хвильова електростанція
Посилання[ред. | ред. код]
- Електростанція // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.
- Identification System for Power Stations (KKS)
- Power station diagram [Архівовано 23 квітня 2011 у Wayback Machine.]
- Power Plant Reference Books
- Large industrial cooling towers
- Inter-Utility Sub-station Training Assoc.
- APMS: Advanced Plant Management System
- A photo tour of the Zimmer Power Station, Moscow, Ohio [Архівовано 3 лютого 2007 у Wayback Machine.] (1300 MW Coal Fired)
- Mechanicville Hydroelectric Power Station Tour Video [Архівовано 17 березня 2007 у Wayback Machine.]
- Largest Power Plants in the World
- Power Plant Operators, Distributors, and Dispatchers (Occupational Outlook Handbook) [Архівовано 20 вересня 2008 у Wayback Machine.]
- Database of carbon emissions of power plants worldwide (Carbon Monitoring For Action: CARMA)
Література[ред. | ред. код]
- Теплофизика безопасности атомных электростанций: монография / А. А. Ключников, И. Г. Шараевский, Н. М. Фиалко и др. ; НАН Украины, Ин-т проблем безопасности атом. электростанций. — Чернобыль: [б. и.], 2010. — 484 с. : ил. — (Серия «Теплофизика атомных электростанций»). — Библиогр.: с. 438—483 (717 назв.). — ISBN 978-966-02-5814-3
|
Це незавершена стаття про електрику. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |
- ↑ Thompson, Silvanus Phillips (1888). Dynamo-electric Machinery: A Manual for Students of Electrotechnics. London: E. & F. N. Spon. с. 140.
- ↑ Hydro-electricity restored to historic Northumberland home. BBC News. 27 лютого 2013.
- ↑ Jack Harris (14 січня 1982). The electricity of Holborn. New Scientist.
- ↑ Concentrating Solar Power. Energy.gov.
- ↑ Conversion from sunlight to electricity – Solar photovoltaic. sites.lafayette.edu.
- ↑ The Best Places to Put Wind Turbines to Produce Electricity. Sciencing.
- ↑ WINDExchange: Small Wind Guidebook. windexchange.energy.gov.
- ↑ New "Bird-Friendly" Wind Turbines Come to California. www.aiche.org. 14 серпня 2014.
- ↑ Carbon Trust, Future Marine Energy. Results of the Marine Energy Challenge: Cost competitiveness and growth of wave and tidal stream energy, January 2006
- ↑ Is PRO economically feasible? Not according to Statkraft | ForwardOsmosisTech. 22 січня 2014. Архів оригіналу за 18 січня 2017. Процитовано 18 січня 2017.