Производство электроэнергии в России. Производство, передача и использование электроэнергии. Производство, передача и потребление электроэнергии

Основные характеристики российской электроэнергетики | Министерство энергетики

Производство электроэнергии в России. Производство, передача и использование электроэнергии. Производство, передача и потребление электроэнергии

Информация для данного раздела подготовлена на основании данных АО «СО ЕЭС».  

Энергосистема Российской Федерации состоит из ЕЭС России (семь объединенных энергосистем (ОЭС) – ОЭС Центра, Средней Волги, Урала, Северо-Запада, Юга и Сибири) и территориально изолированных энергосистем (Чукотский автономный округ, Камчатский край, Сахалинская и Магаданская область, Норильско-Таймырский и Николаевский энергорайоны, энергосистемы северной части Республики Саха (Якутия)).

Потребление электрической энергии

Фактическое потребление электроэнергии в Российской Федерации в 2018 г. составило 1076,2 млрд кВт∙ч (по ЕЭС России 1055,6 — млрд кВт∙ч), что выше факта 2017 г. на 1,6% (по ЕЭС России — на 1,5%).

В 2018 г.

увеличение годового объема электропотребления ЕЭС России из‑за влияния температурного фактора (на фоне понижения среднегодовой температуры относительно прошлого года на 0,6°С) оценивается величиной около 5,0 млрд кВт-ч.

Наиболее значительное влияние температуры на изменение динамики электропотребления наблюдалось в марте, октябре и декабре 2018 г.,
когда соответствующие отклонения среднемесячных температур достигали максимальных значений.

Кроме температурного фактора на положительную динамику изменения электропотребления в ЕЭС России в 2018 г. повлияло увеличение потребления электроэнергии промышленными предприятиями. В большей степени этот прирост обеспечен на металлургических предприятиях, предприятиях деревообрабатывающей промышленности, объектах нефте-газопроводного и железнодорожного транспорта.

В течение 2018 г. значительный рост потребления электроэнергии на крупных металлургических предприятиях, повлиявший на общую положительную динамику изменения объемов электропотребления в соответствующих территориальных энергосистемах, наблюдался:

  • в энергосистеме Вологодской области (прирост потребления 2,7% к 2017 г.) — увеличение потребления ПАО «Северсталь»;
  • в энергосистеме Липецкой области (прирост потребления 3,7% к 2017 г.) — увеличение потребления ПАО «НЛМК»;
  • в энергосистеме Оренбургской области (прирост потребления 2,5% к 2017 г.) — увеличение потребления АО «Уральская сталь»;
  • в энергосистеме Кемеровской области (прирост потребления 2,0% к 2017 г.) — увеличение потребления АО «Кузнецкие ферросплавы».

В составе крупных промышленных предприятий деревообрабатывающей промышленности, увеличивших в отчетном году потребление электроэнергии:

  • в энергосистеме Пермской области (прирост потребления 2,5% к 2017 г.) — увеличение потребления АО «Соликамскбумпром»;
  • в энергосистеме Республики Коми (прирост потребления 0,9% к 2017 г.) — увеличение потребления АО «Монди СЛПК».

Среди промышленных предприятий нефтепроводного транспорта, увеличивших в 2018 г. годовые объемы потребления электроэнергии:

  • в энергосистемах Астраханской области (прирост потребления (1,2% к 2017 г.) и Республики Калмыкия (прирост потребления 23,1% к 2017 г.) — увеличение потребления АО «КТК-Р» (Каспийский трубопроводный консорциум);
  • в энергосистемах Иркутской (прирост потребления 3,3% к 2017 г.), Томской (прирост потребления 2,4% к 2017 г.), Амурской областей (прирост потребления 1,5% к 2017 г.) и Южно-Якутского энергорайона энергосистемы Республики Саха (Якутия) (прирост потребления 14,9% к 2017 г.) — увеличение потребления магистральными нефтепроводами на территориях указанных субъектов Российской Федерации.

Увеличение объемов потребления электроэнергии предприятиями газотранспортной системы в 2018 г. отмечено на промышленных предприятиях:

  • в энергосистеме Нижегородской области (прирост потребления 0,4% к 2017 г.) — увеличение потребления ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород»;
  • в энергосистеме Самарской области (прирост потребления 2,3% к 2017 г.) — увеличение потребления ООО «Газпром трансгаз Самара»;
  • в энергосистемах Оренбургской (прирост потребления 2,5% к 2017 г.) и Челябинской областей (прирост потребления 0,8% к 2017 г.) — увеличение потребления ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург»;
  • в энергосистеме Свердловской области (прирост потребления 1,4% к 2017 г.) — увеличение потребления ООО «Газпром трансгаз Югорск».

В 2018 г.

наиболее значительное увеличение объемов железнодорожных перевозок и вместе с ним увеличение годовых объемов потребления электроэнергии предприятиями железнодорожного транспорта наблюдалось в ОЭС Сибири в энергосистемах Иркутской области, Забайкальского и Красноярского краев и Республики Тыва, а также в границах территорий энергосистем г. Москвы и Московской области и г. Санкт-Петербурга и Ленинградской области.

При оценке положительной динамики изменения объема потребления электроэнергии следует отметить рост в течение всего 2018 г. электропотребления на предприятии АО «СУАЛ» филиал «Волгоградский алюминиевый завод».

В 2018 г.

с увеличением объема производства электроэнергии на тепловых и атомных электростанциях наблюдалось увеличение расхода электроэнергии на собственные, производственные и хозяйственные нужды электростанций. Для АЭС это проявилось в значительной мере с вводом в 2018 г. новых энергоблоков №5 на Ленинградской АЭС и №4 на Ростовской АЭС.

Производство электрической энергии

В 2018 г.

выработка электроэнергии электростанциями России, включая производство электроэнергии на электростанциях промышленных предприятий, составила 1091,7 млрд кВт∙ч (по ЕЭС России — 1070,9 млрд кВт∙ч) (табл. 1, табл. 2).

Увеличение к объему производства электроэнергии в 2018 г. составило 1,7%, в том числе:

  • ТЭС — 630,7 млрд кВт∙ч (падение на 1,3%);
  • ГЭС — 193,7 млрд кВт∙ч (увеличение на 3,3%);
  • АЭС — 204,3 млрд кВт∙ч (увеличение на 0,7%);
  • электростанции промышленных предприятий — 62,0 млрд кВт∙ч (увеличение на 2,9%).
  • СЭС — 0,8 млрд кВт∙ч (увеличение на 35,7%).
  • ВЭС — 0,2 млрд кВт∙ч (увеличение на 69,2%).

Табл. 1 Баланс электрической энергии за 2018 г., млрд кВтч

20172018Изменение, % к 2017
Выработка электроэнергии, всего1 073,71 091,7+1,7
в т.ч.:
ТЭС622,4630,7+1,3
ГЭС187,4193,7+3,3
АЭС202,9204,3+0,7
ВИЭ0,690,98+42,0
Электростанции промышленных предприятий60,362,0+2,9
Потребление электроэнергии1 059,71 076,2+1,6
Сальдо перетоков электроэнергии, «+» – прием, «-» – выдача-14,0-15,5

Табл. 2 Производство электроэнергии в России по ОЭС и энергозонам в 2018 г., млрд кВтч

20172018Изменение, % к 2017
Энергозона Европейской части и Урала, в т.ч.: числе:814,4828+1,7
ОЭС Центра237,6231,8-2,4
ОЭС Северо-Запада108,4113,3+4,6
ОЭС Средней Волги107,8114,4+6,1
ОЭС Юга100,0104,7+4,7
ОЭС Урала260,6263,7+1,2
Энергозона Сибири, в т.ч.:210,4213,1+1,3
ОЭС Сибири202,7205,3+1,3
НТЭК*7,77,8+1,2
Энергозона Востока, в т.ч.:48,950,6+3,5
ОЭС Востока36,837,6+2,2
Изолированные энергорайоны12,113+7,4
Итого по России1073,71091,7+1,7

* – Норильско-Таймырский энергетический комплекс

Структура и показатели использования установленной мощности

Число часов использования установленной мощности электростанций в целом по ЕЭС России в 2018 г. составило 4411 часов или 50,4% календарного времени (коэффициент использования установленной мощности) (табл. 3, табл. 4).

В 2018 г.

число часов и коэффициент использования установленной мощности (доля календарного времени) по типам генерации следующие:

  • ТЭС — около 4 075 часов (46,5% календарного времени);
  • АЭС — 6 869 часов (78,4% календарного времени);
  • ГЭС — 3 791 часов (43,3% календарного времени);
  • ВЭС — 1 602 часов (18,3% календарного времени);
  • СЭС — 1 283 часов (14,6% календарного времени).

По сравнению с 2017 г. использование установленной мощности на ТЭС и ГЭС увеличилось на 20 и 84 часа соответственно, снизилось на СЭС на 2 часа.

Существенно, на 409 часов снизилось использование установленной мощности АЭС, а использование установленной мощности ВЭС наоборот увеличилось на 304 часа.

Источник: https://minenergo.gov.ru/node/532

Производство электроэнергии

Производство электроэнергии в России. Производство, передача и использование электроэнергии. Производство, передача и потребление электроэнергии

Электричество, как основополагающий двигатель развития цивилизации, вошло в жизнь человечества сравнительно недавно. Активное использование электроэнергии началось чуть более ста лет назад.

Производство электроэнергии

История мировой электроэнергетики

Электроэнергетика – стратегическая отрасль экономической системы любого государства. История возникновения и развития ЭЭ берёт своё начало с конца XIX столетия. Предтечей появления промышленной выработки электроэнергии являлись открытия основополагающих законов о природе и свойствах электрического тока.

Отправной точкой, когда возникли производство и передача электроэнергии, считают 1892 год. Именно тогда была построена первая электростанция в Нью-Йорке под руководством Томаса Эдисона. Станция стала источником электрического тока для ламп уличного освещения. Это был первый опыт перевода тепловой энергии от сгорания угля в электричество.

С тех пор началась эра массового строительства тепловых электростанций (ТЭС), работающих на твёрдом топливе – энергетическом угле. С развитием нефтяной промышленности появились огромные запасы мазута, которые образовывались в результате переработки нефтепродуктов. Были разработаны технологии получения носителя тепловой энергии (пара) от сжигания мазута.

С тридцатых годов прошлого века получили широкое распространение гидроэлектростанции (ГЭС). Предприятия стали использовать энергию ниспадающих потоков воды рек и водохранилищ.

В 70-е годы началось бурное строительство атомных электростанций (АЭС). Одновременно с этим стали разрабатываться и внедряться альтернативные источники электроэнергии: это ветровые установки, солнечные батареи, щелочно-кислотные геостанции. Появились мини установки, использующие тепло для получения электричества в результате химических процессов разложения навоза и бытового мусора.

История российской электроэнергетики

Мощным толчком развития производства электрической энергии стало принятие молодым государством СССР плана ГОЭЛРО в 1920г. Было принято решение о строительстве 10 электростанций общей мощностью 640 тыс. кВт в течение 15 лет. Однако уже к 1935 году было введено в строй 40 государственных районных электростанций (ГРЭС). Была создана мощная база индустриализации России и союзных республик.

Беспроводная передача электроэнергии

В 30-х годах началось массовое строительство гидроэлектростанций (ГЭС) на территории СССР. Осваивались реки Сибири. На Украине была возведена знаменитая Днепрогэс. В послевоенные годы государством уделялось внимание строительству ГЭС.

Важно! Появление в России дешевого электричества решило проблему городского транспорта в крупных областных центрах. Трамваи и троллейбусы не только стали экономическим стимулом использования электроэнергии в транспорте, но и принесли значительное сокращение потребления жидкого топлива. Дешёвый энергоресурс привёл к появлению на железных дорогах электровозов.

В 70-е годы в результате мирового энергетического кризиса произошло резкое повышение цен на нефть. В России стал внедряться план развития атомной энергетики. Практически во всех республиках Советского Союза стали строить АЭС. Лидером в этом отношении стала нынешняя Россия. На сегодняшний день на территории Российской Федерации действуют 21 АЭС.

Территориальная структура производства электроэнергии

Основные технологические процессы в электроэнергетике

Нормативы потребления электроэнергии на человека без счетчика

Производство электроэнергии в России базируется на трёх китах энергетической системы. Это атомная, тепловая и гидроэнергетика.

Три вида генерирования электричества

ЭлектростанцияТопливоГенерация
ТЭСУголь, мазутПолучение пара от сгорания топлива, который движет турбины генераторов
ГЭСПотенциальная энергия потока водыДвижение турбин под напором воды
АЭСУрановые сердечникиПолучение пара от тепла ядерной реакции. Энергия пара движет генераторные паротурбины

Отрасли промышленности электроэнергетики

Что делать при плановом отключении электроэнергии?

Список промышленных источников производства электрической энергии состоит из 4 отраслей энергетики:

  • атомная;
  • тепловая;
  • гидроэнергетика;
  • альтернативная.

Атомная энергетика

Эта отрасль энергодобычи является на сегодня самым эффективным способом получения электричества за счёт ядерной реакции. Для этого используют очищенный уран. Сердцем станции является атомный реактор.

Схема работы ядерного реактора

Источниками тепла являются ТВЭЛы (тепловыделяющие элементы). Они представляют собой тонкие длинные циркониевые трубки, в которых помещены урановые таблетки.

Их объединяют в группы – ТВС (тепловыделяющая сборка). Ими загружают корпус реактора, в теле которого размещены трубы с водой.

Во время ядерного распада урана происходит выделение тепла, которое нагревает воду в первичном контуре до 3200.

Пар поступает на лопасти турбин, которые вращают генераторы переменного тока. Электричество через трансформаторы попадает в общую энергетическую систему.

Обратите внимание! Помня о трагедии Чернобыля, учёные всего мира совершенствуют систему безопасности работы АЭС. Последние разработки в атомной энергетике обеспечивают практически 100% безвредность атомных электростанций.

Тепловая энергетика

Тепловые электростанции работают по принципу сжигания природного топлива: угля, газа и мазута. Вода, проходящая по трубопроводам через котлы, превращается в пар и в дальнейшем подаётся на лопасти генераторных турбин.

Дополнительная информация. За 4 года эксплуатации одной группы ТВЭЛов вырабатывается такое количество электроэнергии, для получения которого ТЭС потребуется сжечь 730 цистерн природного газа, 600 вагонов угля или 900 нефтеналивных железнодорожных танкеров.

Помимо этого, тепловые электростанции сильно ухудшают экологическую обстановку в районах месторасположения. Продукты горения топлива сильно загрязняют атмосферу. Лишь только станции, работающие на газотурбинных установках, отвечают требованиям экологической чистоты.

Гидроэнергетика

Примерами эффективного применения гидроэнергетики являются Асуанская, Саяно-Шушенская ГЭС и др.

Самые экологичные электростанции, использующие кинетическую энергию движения воды, не производят никаких вредных выбросов в окружающую природу.

Однако массовое возведение гидросооружений ограничено совокупностью обстоятельств. Это наличие определённой величины природного водного потока, особенностью рельефа местности и многое другое.

Альтернативная энергетика

Научно-техническая революция не замирает ни на минуту. Каждый день приносит новшества в получение электрического тока. Пытливые умы постоянно заняты поисками новых технологий выработки электроэнергии, которые выступают в роли альтернативы традиционным способам получения электричества.

Следует упомянуть ветровые генераторы, приливные морские станции и солнечные батареи. Наряду с этим, появились устройства, вырабатывающие электроток, используя тепло разложения бытовых отходов, продуктов жизнедеятельности крупного рогатого скота.

Есть такие устройства, которые используют температурную разницу различных слоёв грунта, щелочную и кислотную среду почвы на разных уровнях.

Альтернативные источники электроэнергии объединяет одно – это несопоставимость выработанного количества энергии с объёмами электричества, которые получают традиционными способами (АЭС, ТЭС и ГЭС).

Передача и распределение электрической энергии

Независимо от устройства электростанций, их энергия поставляется в единую энергосистему страны. Передаваемая электроэнергия поступает на распределительные подстанции, оттуда уже доходит до самих потребителей. Передача электричества от производителей осуществляется воздушным путём через линии электропередач. На короткие дистанции ток проходит в кабеле, который прокладывают под землёй.

Виды деятельности в электроэнергетике

Электрические компании занимаются бесперебойной доставкой электричества каждому потребителю. В энергетической сфере уровень занятости превышает этот показатель некоторых ведущих отраслей народного хозяйства государства.

Оперативно-диспетчерское управление

ОДУ играет важнейшую роль в перераспределении энергопотоков в обстановке изменяющегося уровня потребления. Диспетчерские службы направлены на то, чтобы передавать электрический ток от производителя потребителю в безаварийном режиме. В случае каких-либо аварий или сбоев в линиях электропередач ОДУ выполняют обязанности оперативного штаба по быстрому устранению этих недостатков.

Энергосбыт

В тарифах на оплату за потребление электричества включены расходы на прибыль энергокомпаний. За правильностью и своевременностью оплаты за потреблённые услуги следит служба – Энергосбыт. От неё зависит финансовое обеспечение всей энергосистемы страны. К неплательщикам применяются штрафные санкции, вплоть до отключения электроснабжения потребителя.

Энергосистема – кровеносная система единого организма государства. Производство электроэнергии является стратегической сферой безопасности существования и развития экономики страны.

Источник: https://amperof.ru/elektroenergia/proizvodstvo-elektroenergii.html

Производство, передача и использование электроэнергии – Класс!ная физика

Производство электроэнергии в России. Производство, передача и использование электроэнергии. Производство, передача и потребление электроэнергии

Производится электроэнергия на электрических станциях в основном с помощью электромеханических индукционных генераторов. Существует два основных типа электростанций: тепловые и гидроэлектрические.

Различаются эти электростанции двигателями, вращающими роторы генераторов.

На тепловых электростанциях источником энергии является топливо: уголь, газ, нефть, мазут, горючие сланцы. Роторы электрических генераторов приводятся во вращение паровыми и газовыми турбинами или двигателями внутреннего сгорания.

Тепловые паротурбинные электростанции – ТЭС наиболее экономичны.

В паровом котле свыше 90% выделяемой топливом энергии передается пару. В турбине кинетическая энергия струй пара передается ротору. Вал турбины жестко соединен с валом генератора.

Паровые турбогенераторы весьма быстроходны: число оборотов ротора составляет несколько тысяч в минуту.

КПД тепловых двигателей увеличивается с повышением начальной температуры рабочего тела (пара, газа). Поэтому поступающий в турбину пар доводят до высоких параметров: температуру — почти до 550 °С и давление — до 25 МПа.

Коэффициент полезного действия ТЭС достигает 40%. Большая часть энергии теряется вместе с горячим отработанным паром.

Тепловые электростанции — ТЭЦ позволяют значительную часть энергии отработанного пара использовать на промышленных предприятиях и для бытовых нужд. В результате КПД ТЭЦ достигает 60—70%.

В России ТЭЦ дают около 40% всей электроэнергии и снабжают электроэнергией сотни городов.

На гидроэлектростанциях – ГЭС для вращения роторов генераторов используется потенциальная энергия воды.

Роторы электрических генераторов приводятся во вращение гидравлическими турбинами.
Мощность такой станции зависит от создаваемого плотиной напора и массы воды, проходящей через турбину в каждую секунду.

Гидроэлектростанции дают около 20% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии.

Атомные электростанции – АЭС в России дают около 10% электроэнергии.

Использование электроэнергии

Главным потребителем электроэнергии является промышленность – 70% производимой электроэнергии.
Крупным потребителем является также транспорт.

Большая часть используемой электроэнергии сейчас превращается в механическую энергию, т.к. почти все механизмы в промышленности приводятся в движение электрическими двигателями.

Передача электроэнергии

Электроэнергию не удается консервировать в болыпих масштабах. Она должна быть потреблена сразу же после получения.

Поэтому возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния.

Передача электроэнергии связана с заметными потерями, так как электрический ток нагревает провода линий электропередачи. В соответствии с законом Джоуля — Ленца энергия, расходуемая на нагрев проводов линии, определяется формулой

где
R — сопротивление линии,
U — передаваемое напряжение,
Р — мощность источника тока.

При очень большой длине линии передача энергии может стать экономически невыгодной.
Значительно снизить сопротивление линии R практически весьма трудно, поэтому приходится уменьшать силу тока I.

Так как мощность источника тока Р равна произведению силы тока I на напряжение U, то для уменьшения передаваемой мощности нужно повысить передаваемое напряжение в линии передачи.

Для этого на крупных электростанциях устанавливают повышающие трансформаторы.
Трансформатор увеличивает напряжение в линии во столько же раз, во сколько раз уменьшает силу тока.

Чем длиннее линия передачи, тем выгоднее использовать более высокое напряжение. Генераторы переменного тока настраивают на напряжения, не превышающие 16—20 кВ. Более высокое напряжение потребовало бы принятия сложных специальных мер для изоляции обмоток и других частей генераторов.

Далее для непосредственного использования электроэнергии потребителем необходимо понижать напряжение.

Это достигается с помощью понижающих трансформаторов.

Понижение напряжения (и соответственно увеличение силы тока) осуществляются поэтапно.

При очень высоком напряжении между проводами может начаться разряд, приводящий к потерям энергии.
Допустимая амплитуда переменного напряжения должна быть такой, чтобы при заданной площади поперечного сечения провода потери энергии вследствие разряда были незначительными.

Электрические станции объединены высоковольтными линиями электропередачи, образуя общую электрическую сеть, к которой подключены потребители.

Такое объединение, называемое энергосистемой, дает возможность распределять нагрузки потребления энергии. Энергосистема обеспечивает бесперебойность подачи энергии потребителям.

Сейчас в нашей стране действует Единая энергетическая система европейской части страны.

Использование электроэнергии

Потребность в электроэнергии постоянно увеличивается как в промышленности, на транспорте, в научных учреждениях, так и в быту. Удовлетворить эту потребность можно двумя основными способами.

Первый — строительство новых мощных электростанций: тепловых, гидравлических и атомных. Однако строительство крупной электростанции требует нескольких лет и больших затрат.

Кроме того, тепловые электростанции потребляют невозобновляемые природные ресурсы: уголь, нефть и газ. Одновременно они наносят большой ущерб равновесию на нашей планете.

Передовые технологии позволяют удовлетворить потребности в электроэнергии другим способом.

Второй – эффективное использование электроэнергии: современные люминесцентные лампы, экономия освещения.

Большие надежды возлагаются на получение энергии с помощью управляемых термоядерных реакций.

Приоритет должен быть отдан увеличению эффективности использования электроэнергии, а не повышению мощности электростанций.

Источник: «Физика – 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Следующая страница «Волновые явления»
Назад в раздел «Физика – 11 класс, учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин»

Производство, передача и использование электрической энергии. Физика, учебник для 11 класса – Класс!ная физика

Генерирование электрической энергии — Трансформаторы — Производство, передача и использование электрической энергии

Источник: http://class-fizika.ru/11_35.html

Урок-конференция на тему «Производство, передача и использование электроэнергии»11 класс

Производство электроэнергии в России. Производство, передача и использование электроэнергии. Производство, передача и потребление электроэнергии

Урок на тему «Производство, передача и использование электроэнергии».

Цели:

1) образовательная – сформировать представление о видах электростанций, их достоинствах и недостатках, передаче и использовании электроэнергии.

2) развивающие – развивать познавательный интерес к предмету, внимание и любознательность, мыслительные умения учащихся (сравнение, обобщение, анализ), развивать экономическое и экологическое мышление;

3) воспитательные – воспитывать экологическую, экономическую, информационную, коммуникативную культуру учащихся.

Тип урока: конференция.

I.Организационный момент

Проверка готовности учащихся к уроку.

II. Проверка выполнения домашнего задания ( фронтальный опрос или другая форма на усмотрение учителя).

III.Усвоение новых знаний.

Ход урока.

Учитель. Представить себе жизнь без электрической энергии уже невозможно. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос, наш быт. Её специфическое свойство – возможность превращаться практически во все другие виды энергии (топливную, механическую, звуковую, световую и т.п.)

В промышленности электроэнергия применяется как для приведения в действие различных механизмов, так и непосредственно в технологических процессах. Работа современных средств связи основана на применении электроэнергии.

Электроэнергия в быту является основной частью обеспечения комфортабельной жизни людей.

Огромную роль электроэнергия играет в транспортной промышленности.

Учитель. Сегодня мы проводим урок в форме конференции. На ней мы затронем проблемы получения, передачи и использования электроэнергии, а также связанные с ними экологические проблемы.

Группа учеников подготовила достаточно интересный материал по озвученным проблемам и предлагает его вашему вниманию. Приглашаю вас к активному участию в конференции.

По её ходу вы можете высказывать свои мнения, задавать вопросы, соглашаться или не соглашаться с предложенными вариантами решения проблем. Ваше участие будет оценено при подведении итогов конференции.

Слайд 3. Введение.

1 ученик. За время существования нашей цивилизации много раз происходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные. И не потому, что старый источник был исчерпан.

Солнце светило и обогревало человека всегда: и тем не менее однажды люди приручили огонь, начали жечь древесину. Затем древесина уступила место каменному углю. Затем уголь уступил лидерство на энергетическом рынке нефти.

Благодаря открытию явления электромагнитной индукции, стало возможным получение электроэнергии с помощью генераторов.

Слайд 4. Типы электростанций.

Слайд 5. ТЭС

Слайд 6. Типы ТЭС

2 ученик. Электроэнергия вырабатывается в основном с помощью электромеханических индукционных генераторов. Существует два основных типа электростанций: тепловые и гидроэлектрические. Различаются эти электростанции двигателями, вращающими роторы генераторов. На тепловых электростанциях топливом служат уголь, газ, нефть, мазут, горючие сланцы.

Роторы генераторов приводятся во вращение паровыми и газовыми турбинами или двигателями внутреннего сгорания. Наиболее экономичными являются крупные тепловые паротурбинные электростанции (ТЭС). Большинство ТЭС используют в качестве топлива угольную пыль. Паровые турбогенераторы весьма быстроходны: число оборотов составляет несколько тысяч в минуту.

КПД ТЭС достигает 40%.

Бо́льшая часть энергии теряется вместе с горячим отработанным паром.

Специальные тепловые электростанции – теплоэлектроцентрали позволяют использовать значительную часть энергии отработанного пара на промышленных предприятиях и для бытовых нужд (отопления и горячего водоснабжения). В результате КПД ТЭЦ достигает 60-70%. В настоящее время в нашей стране ТЭЦ дают около 40% всей электроэнергии.

Учитель. Давайте обсудим достоинства и недостатки теплоэнергетики .

Достоинства:

под станции используются небольшие площади;

высокая удельная теплота сгорания (уголь, нефть, природный газ);

простота хранения угля, пригодность к непосредственному использованию угля, нефти, газа.

Недостатки:

сильно загрязняют атмосферу сернистыми и азотистыми соединениями, углекислым газом, создают парниковый эффект, кислотные дожди и т.д.;

используются большие площади для добычи угля, рельеф портится шахтами;

с охлаждающей водой в ТЭС в ближайшие водоемы сбрасывается большое количество тепла, повышающее температуру водоема

Слайд 7.ГЭС

Слайд 8. Устройство ГЭС

Слайд 9. Типы ГЭС

Слайд 10. Типы ГЭС

Слайд 11 Типы ГЭС

3 ученик. А теперь речь пойдет о гидроэлектростанциях.

На гидроэлектростанциях (ГЭС) для вращения роторов генераторов используется потенциальная энергия воды. Роторы приводятся во вращение гидравлическими турбинами . ГЭС дают около 20% вырабатываемой в стране электроэнергии. Превращения энергии на ГЭС показаны на слайде.

Слайд 12.АЭС

Слайд 13. Устройство АЭС

Слайд 14. Виды реакторов

4 ученик. Значительную роль в энергетике играют атомные электростанции (АЭС), которые в настоящее время в России дают свыше 10% электроэнергии. Рассмотрим достоинства и недостатки этого вида электростанций.

Достоинства:

небольшая площадь под АЭС;

при отсутствии утечек – никакого загрязнения окружающей среды;

относительная независимость от местоположения сырья.

Недостатки:

образуются радиоактивные отходы (глобальная проблема);

дороговизна строительства (ещё дороже демонтаж).

Учитель. В марте 1979 г. произошла самая тяжелая до Чернобыля авария на АЭС в США. После этого случая американцы не ввели в строй ни одного реактора. В Швеции принято решение о постепенном закрытии АЭС.

Сырьем для АЭС в основном являются уран и торий – их запасов в земной коре и в морской воде достаточно много.

Может не стоит так осторожничать? Но иметь «пороховой погреб» в странах с не очень развитой технологией и социальной нестабильностью опасно.

(Проведение физкультминутки)

Учитель. Существуют и так называемые нетрадиционные источники энергии. Доля энергии, вырабатываемой на них в настоящее время, весьма незначительна. Тем не менее, мы коротко остановимся на них.

Слайд 15. Альтернативные источники энергии.

5 ученик. Солнце – источник всех остальных видов энергии на нашей планете. Не вся энергия проходит через земную атмосферу (около 50%). И даже это количество грандиозно и превышает все другие виды энергии.

Достоинства:

не загрязняют окружающую среду;

солнечные киловатты «бесплатны».

Недостатки:

циклический характер поступления солнечной энергии;

под солнечные батареи используются большие площади;

низкий КПД солнечных установок;

невысокая плотность солнечной энергии.

Слайд 16. Ветровая энергия.

6 ученик.. Попытки использовать силу ветра своими корнями уходят в далекие времена. Вспомните ветряные мельницы, с которыми боролся Дон Кихот. Силу ветра можно считать базой развития будущей энергетики.

Достоинства:

используется «бесплатная» энергия;

экологически чисты, не влияют на тепловой баланс атмосферы.

Недостатки:

низкая интенсивность,

работа ветровых установок неблагоприятно влияет на работу телевизионной сети;

источник шума (этот район покидают животные и птицы);

если наступает затишье, энергия не вырабатывается.

Слайд 17. Энергия Земли

7 ученик. Геотермальная энергия – это энергия, которая генерируется внутри Земли в источники огромной силы.

Достоинства:

практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени года, суток.

Недостатки:

необходимость обратной закачки отработанной воды (в геотермальных водах содержится много токсичных веществ) – это исключает сброс этих вод в природные водоемы, расположенные на поверхности.

8 ученик. Существуют также приливные станции, использующие энергию морских приливов. Энергия морских приливов огромна. Однако её практическое использование затруднено, поэтому моря и океаны могут удовлетворить лишь около 1% мировой

энергопотребности.

Достоинства:

минимум поверхности на суше;

не загрязняется атмосфера;

даровой источник.

Недостатки:

в море занимает очень большое пространство, что опасно для судоходства.

Учитель. Ученые достаточно оптимистически смотрят на проблемы развития нетрадиционных источников электрической энергии и считают, что они разрешимы и что это энергетика будущего.

Слайд 18. Передача электроэнергии

9 ученик. Передача электроэнергии связана с заметными потерями, вызванными нагреванием проводов в соответствии с законом Джоуля-Ленца .

Задает вопрос учащимся: почему уменьшить сопротивление линии практически сложно.

Варианты ответов учащихся (при необходимости учитель помогает корректировать их)

Для сохранения передаваемой мощности повышают напряжение. (Обращаемся к материалу предыдущего урока «Трансформаторы»)

Чем длиннее ЛЭП, тем выгоднее использовать более высокое напряжение. Так, в высоковольтной ЛЭП Волжская ГЭС – Москва используют напряжение 500 кВ. Между тем , генераторы переменного тока строят на напряжения, не превышающие 16 – 20 кВ.

Более высокое напряжение потребовало бы принятия сложных мер для изоляции обмоток и других частей генератора. Поэтому на крупных электростанциях ставят повышающие трансформаторы.

Трансформатор увеличивает напряжение в линии во столько же раз, во сколько раз уменьшает силу тока.

Для непосредственного использования электроэнергии потребителями напряжение на концах линии понижают. Обычно понижение напряжения и соответственно увеличение силы тока происходит в несколько этапов.

Электростанции ряда районов страны объединены высоковольтными ЛЭП, образуя единую энергосистему, которая дает возможность сгладить «пиковые» нагрузки потребления энергии в утренние и вечерние часы.

Слайд 19.

Слайд 20.

Слайд 21. Использование электроэнергии

10 ученик. Главным потребителем электроэнергии является промышленность (около70%).

Крупным потребителем является транспорт. Большая часть используемой электроэнергии превращается в механическую энергию. Почти все механизмы в промышленности приводятся в движение электродвигателями.Около трети электроэнергии, потребляемой промышленностью, используется для технологических целей (электросварка, электрический нагрев и плавление металлов, электролиз и т.п.).

Потребность в электроэнергии постоянно увеличивается. Удовлетворить её можно двумя способами. С одной стороны можно увеличить число электростанций. Однако их строительство требует времени и затрат. Кроме того, на ТЭС возрастает потребление невозобновляемых природных ресурсов: угля, нефти и газа. Одновременно эти станции наносят большой ущерб экологическому равновесию на Земле.

https://www.youtube.com/watch?v=mqFUnj02fiU

Передовые технологии позволяют удовлетворить потребности в электроэнергии другим способом. Приоритет должен быть отдан увеличению эффективности использования электроэнергии, а не росту мощности электростанций. Возможности для более эффективного использования электроэнергии имеются.

Одна из них связана с освещением, на которое тратится коло 25% производимой электроэнергии. В настоящее время разработаны компактные люминесцентные лампы, которые потребляют на 80% меньше электроэнергии, чем лампы накаливания. Стоимость этих ламп значительно превышает стоимость обычных ламп освещения, но они очень быстро окупаются.

Наряду с эти самые простые меры экономии электроэнергии способны дать немалый эффект.

Слайд 22. Берегите электроэнергию

IV. Закрепление новых знаний

Ответы на вопросы на стр.122,124 учебника.

Назвать и найти на карте крупные ГЭС и АЭС.

Как изменятся тепловые потери при передаче электроэнергии, если напряжение в ЛЭП увеличить в 5 раз?

V. Информация о домашнем задании, инструкция о его выполнении.

§§ 39-41, Домашнее задание: §39-41 [1]., повторить тему «Механические волны»

VI. Подведение итогов конференции.

Рефлексия. Выставление оценок.

Приложение 1.

Приложение 2

Литература:

  1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Соцкий А.В. Физика 11 класс. – М.: Просвещение, 2009.

Источник: https://infourok.ru/urokkonferenciya-na-temu-proizvodstvo-peredacha-i-ispolzovanie-elektroenergii-klass-386216.html

Производство, передача и потребление электроэнергии

Производство электроэнергии в России. Производство, передача и использование электроэнергии. Производство, передача и потребление электроэнергии

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Доклад

по физике

на тему: “Производство, передача и потребление электроэнергии”

Выполнила:

Ученица 11А

Ходакова Юлия

Преподаватель:

Дубинина Марина Николаевна

f1. Производство электроэнергии

Электроэнергия производится на электрических станциях зачастую при помощи электромеханических индукционных генераторов. Существует 2 основных вида электростанций — тепловые электростанции (ТЭС) и гидроэлектрические электростанции (ГЭС) — различающиеся характером двигателей, которые вращают роторы генераторов.

Источником энергии на ТЭС является топливо: мазут, горючие сланцы, нефть, угольная пыль. Роторы электрогенераторов приводятся во вращение при помощи паровых и газовых турбин либо двигателями внутреннего сгорания (ДВС).

Как известно, КПД тепловых двигателей увеличивается с ростом начальной температуры рабочего тела. Поэтому пар, который поступает в турбину, доводят до порядка 550 °С при давлении около 25 МПа. КПД ТЭС достигает 40 %.

На тепловых электростанциях (ТЭЦ) большая часть энергии отработанного пара применяется на промышленных предприятиях и для бытовых нужд. КПД ТЭЦ может достигать 60-70 %.

На ГЭС для вращения роторов генераторов применяют потенциальную энергию воды. Роторы приводятся во вращение гидравлическими турбинами.

Мощность станции зависит от разности уровней воды, которые создаются плотиной (напора), и от массы воды, которая проходит через турбину за 1 секунду (расхода воды).

Часть электроэнергии, которая потребляется в России (примерно 10 %), производится на атомных электростанциях (АЭС).

2. Передача электроэнергии

В основном, этот процесс сопровождается существенными потерями, которые связаны с нагревом проводов линий электропередачи током. Согласно закону Джоуля-Ленца энергия, которая расходуется на нагрев проводов, является пропорциональной квадрату силы тока и сопротивлению линии, так что при большой длине линии передача электроэнергии может стать экономически невыгодной.

Поэтому нужно уменьшать силу тока, что при заданной передаваемой мощности приводит к необходимости увеличения напряжения. Чем длиннее линия электропередачи, тем выгоднее применять большие напряжения (на некоторых напряжение достигает 500 кВ).

Генераторы переменного тока выдают напряжения, которые не могут быть больше 20 кВ (что связано со свойствами используемых изоляционных материалов).

Поэтому на электростанциях ставят повышающие трансформаторы, которые увеличивают напряжение и во столько же раз уменьшают силу тока. Для подачи потребителям электроэнергии необходимого (низкого) напряжения на концах линии электропередачи ставят трансформаторы понижающие. Понижение напряжения обычно производится поэтапно.

3. Использование электроэнергии

Электрическая энергия используется почти повсеместно. Конечно, большая часть производимой электроэнергии приходится на промышленность. Помимо этого, крупным потребителем будет являться транспорт.

Многие железнодорожные линии уже давно перешли на электрическую тягу. Освещение жилищ, улиц городов, производственные и бытовые нужды сел и деревень – все это тоже является крупным потребителем электроэнергии.

Огромная часть получаемой электроэнергии превращается в механическую энергию. Все механизмы, используемые в промышленности, приводятся в движение за счет электродвигателей. Потребителей электроэнергии достаточно, и находятся они повсюду.

А производится электроэнергия лишь в немногих местах. Возникает вопрос о передаче электроэнергии, причем на большие расстояния. При передаче на большие расстояния, происходит много потерь электроэнергии. Главным образом, это потери на нагрев электропроводов.

По закону Джоуля-Ленца энергия, расходуемая на нагрев, вычисляется по формуле:

Q = I2 *R*t.

электрический энергия атомный тепловой

Так как снизить сопротивление до приемлемого уровня практически невозможно, то приходится уменьшать силу тока. Для этого повышают напряжение. Обычно на станциях стоят повышающие генераторы, а в конце линий передач стоят понижающие трансформаторы. И уже с них энергия расходится по потребителям.

Потребность в электрической энергии постоянно увеличивается. Для того чтобы соответствовать запросам на увеличение потребления есть два пути:

1. Строительство новых электростанций

2. Использование передовых технологий.

Эффективное использование электроэнергии

Первый способ требует затрат большого числа строительных и денежных ресурсов. На строительство одной электростанции тратится несколько лет. К тому же, например, тепловые электростанции потребляют много невозобновляемых природных ресурсов, и наносят вред окружающей природной среде.

Использовать передовые технологии очень верное решение данной проблемы. К тому же необходимо избегать напрасных трат электроэнергии и свести неэффективное использование к минимуму.

Размещено на Allbest.ru

  • Особенности тепловых и атомных электростанций, гидроэлектростанций. Передача и перераспределение электрической энергии, использование ее в промышленности, быту, транспорте. Осуществление повышение и понижение напряжения с помощью трансформаторов.презентация [6,3 M], добавлен 12.01.2015

Источник: https://revolution.allbest.ru/physics/00764385_0.html

Мед-Центр Здоровье
Добавить комментарий