Эффективное использование энергии. Использование электрической энергии Виды электростанций эффективное использование электроэнергии презентация

Мощность, передаваемая по линии трехфазного тока P ф = U ф I ф cosφ ф Мощность трех фаз при равномерной нагрузке: P = 3P ф = 3U ф I ф cosφ ф Когда нагрузки соединены звездой, то: U ф = U л /3; I ф = I л P = (3U л I л /3) cosφ ф = 3IUcosφ. При соединении треугольником: I ф = U л /3; U ф = U л Мощность трехфазной системы: P = 3*IUcosφ

Коэффициентом мощности или cos φ электрической сети называется отношение активной мощности к полной мощности нагрузки расчетного участка. cos φ = P/S Только в том случае, когда нагрузка имеет исключительно активный характер, cos φ равен единице. В основном же, активная мощность меньше полной и поэтому коэффициент мощности меньше единицы. Низкий коэффициент мощности потребителя приводит: 1. к необходимости увеличения полной мощности трансформаторов и электрических станций; 2. к понижению КПД вырабатывающих и трансформирующих элементов цепи; 3. к увеличению потерь мощности и напряжения в проводах. Необходимо, чтобы как можно большую часть в полной мощности составляла именно активная мощность, в этом случае коэффициент мощности будет ближе к единице. Для увеличения коэффициента мощности можно: изменить мощность и тип устанавливаемых электродвигателей; увеличить загрузку электродвигателей в процессе работы; уменьшить время работы в холостом режиме оборудования потребляющего индуктивную мощность.

Электрическая подстанция Электрическая подстанция электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, распределительных и вспомогательных устройств.

Повышающие и понижающие подстанции Повышающая подстанция, в которой стоят повышающие трансформаторы, повышает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения силы тока, в то время как понижающая подстанция уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока. Необходимость в повышении передаваемого напряжения возникает в целях экономии металла, используемого в проводах ЛЭП. Уменьшение силы проходящего тока влечёт за собой уменьшение потери энергии, которая находится в прямой квадратичной зависимости от значения силы тока. Основная причина повышения напряжения состоит в том, что чем выше напряжение, тем большую мощность и на большее расстояние можно передать по линии электропередачи.

Передача электроэнергии постоянным током Наиболее перспективный способ использование постоянного тока. ЛЭП постоянного тока позволяют передать большую энергию по тем же проводам, кроме того, исчезают затруднения, связанные с индуктивным сопротивлением и емкостью линий. Переменное напряжение повышение переменного напряжения (трансформатор) постоянное напряжение переменное напряжение (выпрямитель) (инвертор) понижение до нужного значения. (трансформатор)

Энергосистемы Энергосистемы электрические станции ряда районов страны, объединенные высоковольтными линиями передач, образующие общую электрическую сеть, к которой присоединены потребители. Энергосистема обеспечивает бесперебойность подачи энергии потребителям вне зависимости от места их расположения. Сейчас почти вся Россия обеспечивается электроэнергией объединенными энергетическими системами.

Объединённая энергосистема Объединенная энергетическая система (ОЭС) совокупность нескольких энергетических систем, объединенных общим режимом работы, имеющая общее диспетчерское управление как высшую ступень управления по отношению к диспетчерским управлениям входящих в нее энергосистем. В составе Единой энергетической системы России выделяют шесть ОЭС, седьмая - ОЭС Востока - работает изолированно от Единой энергетической системы. ОЭС Центра (Астраханскую, Белгородскую, Брянскую, Владимирскую, Волгоградскую, Вологодскую, Воронежскую, Нижегородскую, Ивановскую, Тверскую, Калужскую, Костромскую, Курскую, Липецкую, Московскую, Орловскую, Рязанскую, Смоленскую, Тамбовскую, Тульскую и Ярославскую энергосистемы). ОЭС Юга (ранее - ОЭС Северного Кавказа), включающая в себя Дагестанскую, Калмыцкую, Карачаево-Черкесскую, Кабардино-Балкарскую, Кубанскую, Ростовскую, Северо-Осетинскую, Ставропольскую, Чеченскую и Ингушскую энергосистемы.

ОЭС Северо-запада, включающая в себя Архангельскую, Карельскую, Кольскую, Коми, Ленинградскую, Новгородскую, Псковскую и Калининградскую энергосистемы. ОЭС Средней Волги, включающая в себя Марийскую, Мордовскую, Пензенскую, Самарскую, Саратовскую, Татарскую, Ульяновскую и Чувашскую энергосистемы. ОЭС Урала, включающая в себя Башкирскую, Кировскую, Курганскую, Оренбургскую, Пермскую, Свердловскую, Тюменскую, Удмуртскую и Челябинскую энергосистемы. ОЭС Сибири, включающая в себя Алтайскую, Бурятскую, Иркутскую, Красноярскую, Кузбасскую, Новосибирскую, Омскую, Томскую, Хакасскую и Читинскую энергосистемы. ОЭС Востока, включающая в себя Амурскую, Дальневосточную и Хабаровскую энергосистемы.

Использование электроэнергии Главным потребителем электроэнергии является промышленность, на долю которой приходится около 70% производимой электроэнергии. Крупным потребителем является также транспорт. Все большее количество железнодорожных линий переводится на электрическую тягу.

Около трети электроэнергии, потребляемой промышленностью, используется для технологических целей (электросварка, электрический нагрев и плавление металлов, электролиз и т. п.). Современная цивилизация немыслима без широкого использования электроэнергии. Нарушение снабжения электроэнергией большого города при аварии парализует его жизнь.

Передача электроэнергии Потребители электроэнергии имеются повсюду. Производится же она в сравнительно немногих местах, близких к источникам топливо- и гидроресурсов. Электроэнергию не удается консервировать в больших масштабах. Она должна быть потреблена сразу же после получения. Поэтому возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния.

Передача энергии связана с заметными потерями. Дело в том, что электрический ток нагревает провода линий электропередачи. В соответствии с законом Джоуля-Ленца энергия, расходуемая на нагрев проводов линии, определяется формулой где R – сопротивление линии.

Так как мощность тока пропорциональна произведению силы тока на напряжение, то для сохранения передаваемой мощности нужно повысить напряжение в линии передачи. Чем длиннее линия передачи, тем выгоднее использовать более высокое напряжение. Так, в высоковольтной линии передачи Волжская ГЭС – Москва и некоторых других используют напряжение 500 кВ. Между тем генераторы переменного тока строят на напряжения, не превышающие кВ.

Более высокое напряжение потребовало бы принятия сложных специальных мер для изоляции обмоток и других частей генераторов. Поэтому на крупных электростанциях ставят повышающие трансформаторы. Для непосредственного использования электроэнергии в двигателях электропривода станков, в осветительной сети и для других целей напряжение на концах линии нужно понизить. Это достигается с помощью понижающих трансформаторов.

В последнее время, в связи с экологическими проблемами, дефицитом ископаемого топлива и его неравномерным географическим распределением, становится целесообразным вырабатывать электроэнергию используя ветроэнергетические установки, солн ечные батареи, малые газогенераторы

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Электрическая энергия обладает неоспоримыми преимуществами перед всеми другими видами энергии. Ее можно передавать по проводам на большие расстояния со сравнительно небольшими потерями и несложно распределять между потребителями. Благодаря этому электрическая энергия является наиболее распространенным и удобным видом энергии. Электрическая энергия обладает неоспоримыми преимуществами перед всеми другими видами энергии. Ее можно передавать по проводам на большие расстояния со сравнительно небольшими потерями и несложно распределять между потребителями. Благодаря этому электрическая энергия является наиболее распространенным и удобным видом энергии. Она представляется уникальной с точки зрения универсальной применяемости, регулируемости и способности эффективно выполнять множество задач. Но главное достоинство состоит в том, что электрическую энергию с помощью достаточно простых устройств с высокой эффективностью можно превращать в другие виды: механическую, внутреннюю (нагревание тел), энергию света и т. д. Она представляется уникальной с точки зрения универсальной применяемости, регулируемости и способности эффективно выполнять множество задач. Но главное достоинство состоит в том, что электрическую энергию с помощью достаточно простых устройств с высокой эффективностью можно превращать в другие виды: механическую, внутреннюю (нагревание тел), энергию света и т. д. Освещение, нагрев и охлаждение, термическая и механическая обработка, медицинские приборы и оборудование, компьютеры, средства коммуникации - лишь некоторые услуги, которые электричество предоставляет все увеличивающемуся населению земного шара, коренным образом изменив весь его жизненный уклад. Освещение, нагрев и охлаждение, термическая и механическая обработка, медицинские приборы и оборудование, компьютеры, средства коммуникации - лишь некоторые услуги, которые электричество предоставляет все увеличивающемуся населению земного шара, коренным образом изменив весь его жизненный уклад. При особом значении электроэнергии для функционирования всех секторов экономики дефицит ее имел бы тяжелые последствия. Однако финансирование строительства мощных электростанций - весьма дорогое мероприятие: электростанция мощностью 1000 МВт обойдется в среднем в 1 млрд долларов США. По этой причине производители и потребители электроэнергии оказываются перед выбором: либо вырабатывать требуемое количество электроэнергии, либо сокращать потребность в ней, либо решать обе задачи одновременно. При особом значении электроэнергии для функционирования всех секторов экономики дефицит ее имел бы тяжелые последствия. Однако финансирование строительства мощных электростанций - весьма дорогое мероприятие: электростанция мощностью 1000 МВт обойдется в среднем в 1 млрд долларов США. По этой причине производители и потребители электроэнергии оказываются перед выбором: либо вырабатывать требуемое количество электроэнергии, либо сокращать потребность в ней, либо решать обе задачи одновременно. Потенциал повышения эффективности является экономически целесообразным исходя из срока окупаемости инвестиций, который не должен превышать 5 лет. Использование электроэнергии в промышленности приходится в основном на три категории потребителей: привод, технологические процессы (в большинстве тепловые) и освещение. Потенциал повышения эффективности является экономически целесообразным исходя из срока окупаемости инвестиций, который не должен превышать 5 лет. Использование электроэнергии в промышленности приходится в основном на три категории потребителей: привод, технологические процессы (в большинстве тепловые) и освещение. Потребление электроэнергии приводом (электродвигатели) варьирует в достаточно широком диапазоне в зависимости от типа двигателей (постоянного тока, синхронные или индукционные), их мощности (размеров) и применения. Потребление электроэнергии приводом (электродвигатели) варьирует в достаточно широком диапазоне в зависимости от типа двигателей (постоянного тока, синхронные или индукционные), их мощности (размеров) и применения. Второй по величине потребитель, технологические процессы, обычно менее однороден, чем другие категории. Выделяют три основные подгруппы: электроэнергия, непосредственно генерирующая тепло; электрохимические процессы; электродуговые печи, используемые в основном в производстве чугуна и стали. Электротермические процессы в странах, потребляют менее 30% промышленного потребления электроэнергии (за исключением Швеции, где на их долю приходится до 37%). Второй по величине потребитель, технологические процессы, обычно менее однороден, чем другие категории. Выделяют три основные подгруппы: электроэнергия, непосредственно генерирующая тепло; электрохимические процессы; электродуговые печи, используемые в основном в производстве чугуна и стали. Электротермические процессы в странах, потребляют менее 30% промышленного потребления электроэнергии (за исключением Швеции, где на их долю приходится до 37%). Использование электроэнергии для осуществления электрохимических процессов доминирует в производстве цветных металлов (прежде всего, выплавка алюминия). В силу высокой энергоинтенсивности алюминиевая промышленность занимает особое место в потреблении электроэнергии по сравнению с другими отраслями. Вместе с тем электрохимические технологии идентичны в большинстве отраслей промышленности и хорошо изучены. Пути дальнейшего повышения их эффективности понятны, но реализация сильно зависит от стоимости электроэнергии, которая в алюминиевой промышленности, например, составляет основную часть эксплуатационных расходов. Использование электроэнергии для осуществления электрохимических процессов доминирует в производстве цветных металлов (прежде всего, выплавка алюминия). В силу высокой энергоинтенсивности алюминиевая промышленность занимает особое место в потреблении электроэнергии по сравнению с другими отраслями. Вместе с тем электрохимические технологии идентичны в большинстве отраслей промышленности и хорошо изучены. Пути дальнейшего повышения их эффективности понятны, но реализация сильно зависит от стоимости электроэнергии, которая в алюминиевой промышленности, например, составляет основную часть эксплуатационных расходов. Доля освещения в общем потреблении электроэнергии промышленностью составляет 4-11%. Эффективность промышленного освещения в целом существенно выше и доля его в общем потреблении электроэнергии меньше, чем в жилищно-бытовом и социальном секторах. Доля освещения в общем потреблении электроэнергии промышленностью составляет 4-11%. Эффективность промышленного освещения в целом существенно выше и доля его в общем потреблении электроэнергии меньше, чем в жилищно-бытовом и социальном секторах. Экономьте электроэнергию!

Слайд 2

Электроэнергия Электроэнергия - физический термин, широко распространённый в технике и в быту для определения количества электрической энергии, выдаваемой генератором в электрическую сеть или получаемой из сети потребителем. Основной единицей измерения выработки и потребления электрической энергии служит киловатт-час (и кратные ему единицы). Для более точного описания используются такие параметры, как напряжение, частота и количество фаз (для переменного тока), номинальный и максимальный электрический ток. Электрическая энергия является также товаром, который приобретают участники оптового рынка (энергосбытовые компании и крупные потребители-участники опта) у генерирующих компаний и потребители электрической энергии на розничном рынке у энергосбытовых компаний. Цена на электрическую энергию выражается в рублях и копейках за потребленный киловатт-час (коп/кВт·ч, руб/кВт·ч) либо в рублях за тысячу киловатт-часов (руб/тыс кВт·ч). Последнее выражение цены используется обычно на оптовом рынке. Динамика мирового производства электроэнергии по годам

Слайд 3

Динамика мирового производства электроэнергии Год млрд Квт*час 1890 - 9 1900 - 15 1914 - 37,5 1950 - 950 1960 - 2300 1970 - 5000 1980 - 8250 1990 - 11800 2000 - 14500 2002 - 16100,2 2003 - 16700,9 2004 - 17468,5 2005 - 18138,3

Слайд 4

Промышленное производство электроэнергии В эпоху индустриализации подавляющий объем электроэнергии вырабатывается промышленным способом на электростанциях. Доля вырабатываемой электроэнергии в России (2000 г) Доля вырабатываемой электроэнергии в мире Теплоэлектростанции (ТЭC) 67%, 582,4 млрд кВт·ч Гидроэлектростанции (ГЭС) 19%; 164,4 млрд кВт·ч Атомные станции (АЭС) 15%; 128,9 млрд кВт·ч В последнее время в связи с экологическими проблемами, дефицитом ископаемого топлива и его неравномерного географического распределения становится целесообразным вырабатывать электроэнергию способом используя ветроэнергетические установоки, солнечные батарей, малые газогенераторы. В некоторых государствах, например в Германии, приняты специальные программы, поощряющие инвестиции в производство электроэнергии домохозяйствами.

Слайд 5

Схема передачи электроэнергии

Слайд 6

Электрическая сеть - совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их линий электропередачи, предназначенная для передачи и распределения электрической энергии. Классификация электрических сетей Электрические сети принято классифицировать по назначению (области применения), масштабным признакам, и по роду тока. Назначение, область применения Сети общего назначения: электроснабжение бытовых, промышленных, сельскохозяйственных и транспортных потребителей. Сети автономного электроснабжения: электроснабжение мобильных и автономных объектов (транспортные средства, суда, самолёты, космические аппараты, автономные станции, роботы и т. п.) Сети технологических объектов: электроснабжение производственных объектов и других инженерных сетей. Контактная сеть: специальная сеть, служащая для передачи электроэнергии на движущиеся вдоль неё транспортные средства (локомотив, трамвай, троллейбус, метро).

Слайд 7

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 ученым. 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.

Слайд 8

В 1940 г 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 г 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

Слайд 9

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: 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;

Слайд 10

Передача электрической энергии от электрических станций до потребителей осуществляется по электрическим сетям.Электросетевое хозяйство - естественно-монопольный сектор электроэнергетики: потребитель может выбирать, у кого покупать электроэнергию (т.е. энергосбытовую компанию), энергосбытовая компания может выбирать среди оптовых поставщиков (производителей электроэнергии), однако сеть, по которой поставляется электроэнергия, как правило, одна, и потребитель технически не может выбирать электросетевую компанию. Линии электропередачи представляют собой металлический проводник, по которому проходит электрический ток. В настоящее время практически повсеместно используется переменный ток. Электроснабжение в подавляющем большинстве случаев - трёхфазное, поэтому линия электропередачи, как правило, состоит из трёх фаз, каждая из которых может включать в себя несколько проводов. Конструктивно линии электропередачи делятся на воздушные и кабельные.

Слайд 11

Воздушные ЛЭП подвешены над поверхностью земли на безопасной высоте на специальных сооружениях, называемых опорами. Как правило, провод на воздушной линии не имеет поверхностной изоляции; изоляция имеется в местах крепления к опорам. На воздушных линиях имеются системы грозозащиты. Основным достоинством воздушных линий электропередачи является их относительная дешевизна по сравнению с кабельными. Также гораздо лучше ремонтопригодность (особенно в сравнении с бесколлекторными КЛ): не требуется проводить земляные работы для замены провода, ничем не затруднён визуальный осмотр состояния линии.

Слайд 12

Кабельные линии (КЛ) проводятся под землёй. Электрические кабели имеют различную конструкцию, однако можно выявить общие элементы. Сердцевиной кабеля являются три токопроводящие жилы (по числу фаз). Кабели имеют как внешнюю, так и междужильную изоляцию. Обычно в качестве изолятора выступает трансформаторное масло в жидком виде, или промасленная бумага. Токопроводящая сердцевина кабеля, как правило, защищается стальной бронёй. С внешней стороны кабель покрывается битумом.

Слайд 13

Эффективное использование электроэнергии Потребность в использовании электроэнергии с каждым днем увеличивается,т.к. мы живем в веке широкого развития индустриализации. Без электроэнергии не может функционировать ни промышленность,ни транспорт,ни научные учреждения,ни наш современный быт.

Слайд 14

Удовлетворить этот спрос можно двумя способами: I. Строительство новых мощных электростанций:тепловых, гидравлических и атомнх,но это требует времени и больших затрат. Так же на их функционирование нужны невозобновляемые природные ресурсы. II. Разработка новых методов и устройств.

Слайд 15

Но не смотря на все вышеперечисленные медоты добычи электроэнергии,её надо экономить и беречь и все у нас будет

Посмотреть все слайды

Слайд 1

Описание слайда:

Слайд 2

Описание слайда:

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Слайд 7

Описание слайда:

Слайд 8

Описание слайда:

Слайд 9

Описание слайда:

Использование электроэнергии в областях науки Наука непосредственно влияет на развитие энергетики и сферу применения электроэнергии. Около 80% прироста ВВП развитых стран достигается за счет технических инноваций, основная часть которых связана с использованием электроэнергии. Все новое в промышленность, сельское хозяйство и быт приходит к нам благодаря новым разработкам в различных отраслях науки. Большая часть научных разработок начинается с теоретических расчетов. Но если в ХIХ веке эти расчеты производились с помощью пера и бумаги, то в век НТР (научно-технической революции) все теоретические расчеты, отбор и анализ научных данных и даже лингвистический разбор литературных произведений делаются с помощью ЭВМ (электронно-вычислительных машин), которые работают на электрической энергии, наиболее удобной для передачи ее на растояние и использования. Но если первоначально ЭВМ использовались для научных расчетов, то теперь из науки компьютеры пришли в жизнь. Электронизация и автоматизация производства - важнейшие последствия "второй промышленной" или "микроэлектронной« революции в экономике развитых стран. Очень бурно развивается наука в области средств связи и коммуникаций.

Слайд 10

Описание слайда:

Слайд 11

Описание слайда: