Efikasno korišćenje energije. Korištenje električne energije Vrste elektrana efikasna upotreba električne energije prezentacija
Snaga koja se prenosi duž trofazne struje P f = U f I f cosφ f Snaga tri faze sa ujednačenim opterećenjem: P = 3P f = 3U f I f cosφ f Kada su opterećenja povezana zvijezdom, tada je: U f = U l /3; I f = I l P = (3U l I l /3) cosφ f = 3IUcosφ. Kada je spojen trouglom: I f = U l /3; U f = U l Snaga trofaznog sistema: P = 3*IUcosφ
Faktor snage ili cos φ električne mreže je omjer aktivne snage i ukupne snage opterećenja projektirane dionice. cos φ = P/S Samo u slučaju kada je opterećenje isključivo aktivno po prirodi, cos φ je jednak jedinici. U osnovi, aktivna snaga je manja od ukupne snage i stoga je faktor snage manji od jedinice. Nizak faktor snage potrošača dovodi do: 1. potrebe povećanja ukupne snage transformatora i elektrana; 2. do smanjenja efikasnosti generisanja i transformisanja elemenata kola; 3. do povećanja gubitaka snage i napona u žicama. Neophodno je da što veći dio ukupne snage čini aktivna snaga, pri čemu će faktor snage biti bliži jedinici. Da biste povećali faktor snage, možete: promijeniti snagu i vrstu instaliranih elektromotora; povećati opterećenje električnih motora tokom rada; smanjiti vrijeme neaktivnog rada opreme koja troši induktivnu snagu.
Električna trafostanica Električna trafostanica je električna instalacija namijenjena za prijem, pretvaranje i distribuciju električne energije, koja se sastoji od transformatora ili drugih pretvarača električne energije, upravljačkih uređaja, razvodnih i pomoćnih uređaja.
Step-up i step-down trafostanice Step-up trafostanica, koja sadrži step-up transformatore, povećava električni napon sa odgovarajućim smanjenjem vrijednosti struje, dok step-down trafostanica smanjuje izlazni napon s proporcionalnim povećanjem u struji. Potreba za povećanjem prenesenog napona javlja se kako bi se uštedio metal koji se koristi u žicama dalekovoda. Smanjenje jačine struje koja prolazi povlači za sobom smanjenje gubitka energije, koji je u direktnoj kvadratnoj zavisnosti od vrednosti jačine struje. Glavni razlog povećanja napona je taj što što je napon veći, to je veća snaga i veća udaljenost koja se može prenijeti duž dalekovoda.
Prijenos energije jednosmjernom strujom Najperspektivniji način je korištenje jednosmjerne struje. DC strujni vodovi omogućavaju prijenos više energije kroz iste žice, osim toga, poteškoće povezane s induktivnom reaktancijom i kapacitetom linije nestaju. Naizmjenični napon povećava naizmjenični napon (transformator) konstantni napon naizmjenični napon (ispravljač) (inverter) opada na željenu vrijednost. (transformator)
Elektroenergetski sistemi Elektroenergetski sistemi su elektrane u nizu regiona zemlje, ujedinjene visokonaponskim dalekovodima, formirajući zajedničku električnu mrežu na koju su priključeni potrošači. Elektroenergetski sistem osigurava nesmetano snabdijevanje potrošača energijom bez obzira na njihovu lokaciju. Sada se skoro cijela Rusija snabdijeva električnom energijom iz ujedinjenih energetskih sistema.
Integrisani energetski sistem Integrisani energetski sistem (IES) je skup više energetskih sistema ujedinjenih zajedničkim režimom rada, koji imaju zajedničku dispečersku kontrolu kao najviši nivo upravljanja u odnosu na dispečerske kontrole energetskih sistema koji su u njemu uključeni. U okviru Jedinstvenog energetskog sistema Rusije postoji šest IPS-a, sedmi - IPS Istoka - radi izolovano od Jedinstvenog energetskog sistema. IPS centar (Astrahan, Belgorod, Brjansk, Vladimir, Volgograd, Vologda, Voronjež, Nižnji Novgorod, Ivanovo, Tver, Kaluga, Kostroma, Kursk, Lipeck, Moskva, Orel, Rjazanj, Smolensk, Tambov, Tula i Jaroslavljski energetski sistemi). IPS juga (ranije IPS Sjevernog Kavkaza), koji uključuje energetski sistem Dagestana, Kalmika, Karačaje-Čerkesa, Kabardino-Balkarije, Kubana, Rostova, Sjeverne Osetije, Stavropolja, Čečenije i Inguša.
IPS sjeverozapada, koji uključuje Arhangelski, Karelijski, Kolski, Komi, Lenjingradski, Novgorodski, Pskovski i Kalinjingradski energetski sistem. IPS Srednje Volge, koji uključuje energetski sistem Mari, Mordovian, Penza, Samara, Saratov, Tatar, Ulyanovsk i Chuvash. IPS Urala, koji uključuje energetski sistem Baškir, Kirov, Kurgan, Orenburg, Perm, Sverdlovsk, Tjumenj, Udmurt i Čeljabinsk. IPS Sibira, koji uključuje energetske sisteme Altaja, Burjata, Irkutska, Krasnojarska, Kuzbasa, Novosibirska, Omska, Tomska, Hakasije i Čite. IPS Istoka, koji uključuje energetski sistem Amur, Daleki istok i Habarovsk.
Upotreba električne energije Glavni potrošač električne energije je industrija, koja čini oko 70% proizvedene električne energije. Transport je takođe veliki potrošač. Sve veći broj željezničkih pruga se pretvara na električnu vuču.
Oko trećine električne energije koju potroši industrija koristi se u tehnološke svrhe (električno zavarivanje, električno grijanje i topljenje metala, elektroliza itd.). Moderna civilizacija je nezamisliva bez široke upotrebe električne energije. Prekid u opskrbi električnom energijom velikog grada tokom nesreće parališe njegov život.
Prijenos električne energije Potrošači električne energije su posvuda. Proizvodi se na relativno malo mjesta u blizini izvora goriva i hidro resursa. Električna energija se ne može uštedjeti u velikim razmjerima. Mora se potrošiti odmah po prijemu. Stoga postoji potreba za prijenosom električne energije na velike udaljenosti.
Prijenos energije povezan je s primjetnim gubicima. Činjenica je da električna struja zagrijava žice dalekovoda. U skladu sa Joule-Lenzovim zakonom, energija koja se troši na zagrijavanje vodova određena je formulom gdje je R otpor linije.
Budući da je strujna snaga proporcionalna proizvodu struje i napona, za održavanje prenesene snage potrebno je povećati napon u dalekovodu. Što je dalekovod duži, to je korisnije koristiti veći napon. Tako se u visokonaponskom dalekovodu Volzhskaya HE - Moskva i nekim drugim koristi napon od 500 kV. U međuvremenu, generatori naizmjenične struje se grade za napone koji ne prelaze kV.
Veći naponi bi zahtijevali složene posebne mjere za izolaciju namotaja i drugih dijelova generatora. Zbog toga se u velikim elektranama ugrađuju pojačani transformatori. Za direktnu upotrebu električne energije u elektromotorima alatnih mašina, u rasvjetnoj mreži i u druge svrhe, napon na krajevima vodova mora se smanjiti. To se postiže korištenjem opadajućih transformatora.
U posljednje vrijeme, zbog ekoloških problema, nestašice fosilnih goriva i njegove neravnomjerne geografske distribucije, postalo je svrsishodno proizvoditi električnu energiju korištenjem vjetroelektrana, solarnih panela i malih plinskih generatora.
EFIKASNO KORIŠĆENJE ELEKTRIČNE ENERGIJE Električna energija ima neosporne prednosti u odnosu na sve druge vrste energije. Može se prenositi na velike udaljenosti žicom uz relativno male gubitke i lako se distribuirati među potrošačima. Zbog toga je električna energija najčešća i najprikladnija vrsta energije. Električna energija ima neosporne prednosti u odnosu na sve druge vrste energije. Može se prenositi na velike udaljenosti žicom uz relativno male gubitke i lako se distribuirati među potrošačima. Zbog toga je električna energija najčešća i najprikladnija vrsta energije. Čini se da je jedinstven u smislu svoje univerzalne primenljivosti, prilagodljivosti i sposobnosti da efikasno obavlja više zadataka. Ali glavna prednost je u tome što se električna energija, koristeći prilično jednostavne uređaje visoke efikasnosti, može pretvoriti u druge vrste: mehaničku, unutrašnju (zagrijavanje tijela), svjetlosnu energiju, itd. Čini se jedinstvenim sa stanovišta univerzalne primjenjivosti, prilagodljivost i sposobnost efikasnog obavljanja više zadataka. Ali glavna prednost je što se električna energija, koristeći prilično jednostavne uređaje visoke efikasnosti, može pretvoriti u druge vrste: mehaničku, unutrašnju (zagrijavanje tijela), svjetlosnu energiju, itd. Rasvjeta, grijanje i hlađenje, termička i mehanička obrada, medicinska uređaji i oprema, kompjuteri, komunikacije samo su neke od usluga koje električna energija pruža sve većoj populaciji zemaljske kugle, radikalno mijenjajući njen cjelokupni način života. Rasvjeta, grijanje i hlađenje, termička i mehanička obrada, medicinski uređaji i oprema, računari, komunikacije samo su neke od usluga koje električna energija pruža sve većoj populaciji zemaljske kugle, radikalno mijenjajući njihov cjelokupni način života. S obzirom na poseban značaj električne energije za funkcionisanje svih sektora privrede, njen nedostatak bi imao strašne posledice. Međutim, finansiranje izgradnje velikih elektrana je veoma skup poduhvat: elektrana od 1000 MW koštaće u proseku milijardu američkih dolara. Zbog toga su proizvođači i potrošači električne energije suočeni sa izborom: ili proizvesti potrebnu količinu električne energije, ili smanjiti potrebu za njom, ili riješiti oba problema u isto vrijeme. S obzirom na poseban značaj električne energije za funkcionisanje svih sektora privrede, njen nedostatak bi imao strašne posledice. Međutim, finansiranje izgradnje velikih elektrana je veoma skup poduhvat: elektrana od 1000 MW koštaće u proseku milijardu američkih dolara. Zbog toga su proizvođači i potrošači električne energije suočeni sa izborom: ili proizvesti potrebnu količinu električne energije, ili smanjiti potrebu za njom, ili riješiti oba problema u isto vrijeme. Potencijal za povećanje efikasnosti je ekonomski izvodljiv na osnovu perioda povrata investicije, koji ne bi trebao biti duži od 5 godina. Upotreba električne energije u industriji uglavnom se odnosi na tri kategorije potrošača: pogon, tehnološke procese (uglavnom termičke) i rasvjetu. Potencijal za povećanje efikasnosti je ekonomski izvodljiv na osnovu perioda povrata investicije, koji ne bi trebao biti duži od 5 godina. Upotreba električne energije u industriji uglavnom se odnosi na tri kategorije potrošača: pogon, tehnološke procese (uglavnom termičke) i rasvjetu. Potrošnja energije pogona (elektromotora) varira u prilično širokom rasponu ovisno o vrsti motora (DC, sinhroni ili indukcijski), njihovoj snazi (veličini) i primjeni. Potrošnja energije pogona (elektromotora) varira u prilično širokom rasponu ovisno o vrsti motora (DC, sinhroni ili indukcijski), njihovoj snazi (veličini) i primjeni. Drugi najveći potrošač, procesna tehnologija, ima tendenciju da bude manje homogena od ostalih kategorija. Postoje tri glavne podgrupe: električna energija koja direktno proizvodi toplotu; elektrohemijski procesi; elektrolučne peći, koje se prvenstveno koriste u proizvodnji željeza i čelika. Elektrotermalni procesi u zemljama troše manje od 30% industrijske potrošnje električne energije (s izuzetkom Švedske, gdje oni čine i do 37%). Drugi najveći potrošač, procesna tehnologija, ima tendenciju da bude manje homogena od ostalih kategorija. Postoje tri glavne podgrupe: električna energija koja direktno proizvodi toplotu; elektrohemijski procesi; elektrolučne peći, koje se prvenstveno koriste u proizvodnji željeza i čelika. Elektrotermalni procesi u zemljama troše manje od 30% industrijske potrošnje električne energije (s izuzetkom Švedske, gdje oni čine i do 37%). U proizvodnji obojenih metala (prvenstveno topljenje aluminijuma) dominira upotreba električne energije za obavljanje elektrohemijskih procesa. Zbog visokog energetskog intenziteta, aluminijska industrija zauzima posebno mjesto u potrošnji energije u odnosu na druge industrije. Međutim, elektrohemijske tehnologije su identične u većini industrija i dobro su proučene. Načini za dalje poboljšanje njihove efikasnosti su jasni, ali implementacija u velikoj mjeri zavisi od cijene električne energije, koja u industriji aluminija, na primjer, čini najveći dio operativnih troškova. U proizvodnji obojenih metala (prvenstveno topljenje aluminijuma) dominira upotreba električne energije za obavljanje elektrohemijskih procesa. Zbog visokog energetskog intenziteta, aluminijska industrija zauzima posebno mjesto u potrošnji energije u odnosu na druge industrije. Međutim, elektrohemijske tehnologije su identične u većini industrija i dobro su proučene. Načini za dalje poboljšanje njihove efikasnosti su jasni, ali implementacija u velikoj mjeri zavisi od cijene električne energije, koja u industriji aluminija, na primjer, čini najveći dio operativnih troškova. Udio rasvjete u ukupnoj potrošnji energije u industriji iznosi 4-11%. Efikasnost industrijske rasvjete općenito je znatno veća i njeno učešće u ukupnoj potrošnji električne energije je manje nego u stambenom i društvenom sektoru. Udio rasvjete u ukupnoj potrošnji energije u industriji iznosi 4-11%. Efikasnost industrijske rasvjete općenito je znatno veća i njeno učešće u ukupnoj potrošnji električne energije je manje nego u stambenom i društvenom sektoru. Sačuvaj energiju!
Slajd 2
Električna energija Električna energija je fizički izraz koji se široko koristi u tehnologiji iu svakodnevnom životu za određivanje količine električne energije koju generator dovodi u električnu mrežu ili koju iz mreže prima potrošač. Osnovna mjerna jedinica za proizvodnju i potrošnju električne energije je kilovat-sat (i njegovi višekratnici). Za precizniji opis koriste se parametri kao što su napon, frekvencija i broj faza (za naizmjeničnu struju), nazivna i maksimalna električna struja. Električna energija je takođe proizvod koji učesnici na veleprodajnom tržištu (energetske kompanije i veliki veleprodajni potrošači) kupuju od proizvodnih kompanija i potrošači električne energije na maloprodajnom tržištu od energetskih kompanija. Cijena električne energije izražena je u rubljama i kopejkama po potrošenom kilovat-satu (kopejki/kWh, rublji/kWh) ili u rubljama za hiljadu kilovat-sati (rubalji/hiljadu kWh). Potonji izraz cijene se obično koristi na veleprodajnom tržištu. Dinamika globalne proizvodnje električne energije po godinama
Slajd 3
Dinamika globalne proizvodnje električne energije Godina milijardi KWh 1890 - 9 1900 - 15 1914 - 37,5 1950 - 950 1960 - 2300 1970 - 5000 1980 - 8250 1990 - 10180 1990 - 10180 2 2003 - 16700,9 2004 - 17468,5 2005 - 18138,3
Slajd 4
Industrijska proizvodnja električne energije U eri industrijalizacije, velika većina električne energije se proizvodi industrijski u elektranama. Udio proizvedene električne energije u Rusiji (2000) Udio proizvedene električne energije u svijetu Termoelektrane (CHP) 67%, 582,4 milijarde kWh Hidroelektrane (HE) 19%; 164,4 milijarde kWh Nuklearne elektrane (NPP) 15%; 128,9 milijardi kWh U posljednje vrijeme, zbog ekoloških problema, nestašice fosilnih goriva i neravnomjerne geografske distribucije, postalo je svrsishodno proizvoditi električnu energiju korištenjem vjetroelektrana, solarnih panela i malih plinskih generatora. Neke zemlje, poput Njemačke, usvojile su posebne programe za podsticanje ulaganja domaćinstava u proizvodnju električne energije.
Slajd 5
Shema prijenosa električne energije
Slajd 6
Električna mreža je skup trafostanica, rasklopnih uređaja i dalekovoda koji ih povezuju, dizajniranih za prijenos i distribuciju električne energije. Klasifikacija električnih mreža Električne mreže se obično klasifikuju prema namjeni (području primjene), karakteristikama mjerila i vrsti struje. Namjena, obim mreža opšte namjene: napajanje domaćinstava, industrijskih, poljoprivrednih i transportnih potrošača. Mreže autonomnog napajanja: napajanje pokretnih i autonomnih objekata (vozila, brodovi, avioni, svemirske letjelice, autonomne stanice, roboti itd.) Mreže tehnoloških objekata: napajanje proizvodnih objekata i drugih komunalnih mreža. Kontaktna mreža: posebna mreža koja se koristi za prijenos električne energije do vozila koja se kreću duž nje (lokomotiva, tramvaj, trolejbus, metro).
Slajd 7
Istorija ruske, a možda i svjetske, elektroprivrede datira još od 1891. godine, kada je izvanredni naučnik Mihail Osipovič Dolivo-Dobrovolsky izvršio praktičan prijenos električne snage od oko 220 kW na udaljenosti od 175 km. Rezultirajuća efikasnost dalekovoda od 77,4% bila je senzacionalno visoka za tako složenu višeelementnu strukturu. Tako visoka efikasnost postignuta je zahvaljujući upotrebi trofaznog napona, koji je izumio sam naučnik. U predrevolucionarnoj Rusiji, kapacitet svih elektrana bio je samo 1,1 milion kW, a godišnja proizvodnja električne energije iznosila je 1,9 milijardi kWh. Nakon revolucije, na prijedlog V. I. Lenjina, pokrenut je čuveni plan za elektrifikaciju Rusije GOELRO. Predviđena je izgradnja 30 elektrana ukupne snage 1,5 miliona kW, što je sprovedeno do 1931. godine, a do 1935. je premašeno 3 puta.
Slajd 8
Godine 1940. ukupni kapacitet sovjetskih elektrana iznosio je 10,7 miliona kW, a godišnja proizvodnja električne energije premašila je 50 milijardi kWh, što je bilo 25 puta više od odgovarajućih cifara iz 1913. godine. Nakon prekida uzrokovanog Velikim domovinskim ratom, elektrifikacija SSSR-a je nastavljena, dostigavši nivo proizvodnje od 90 milijardi kWh 1950. godine. 50-ih godina 20. stoljeća puštene su u rad elektrane kao što su Tsimlyanskaya, Gyumushskaya, Verkhne-Svirskaya, Mingachevirskaya i druge. Sredinom 60-ih godina SSSR je bio na drugom mjestu u svijetu po proizvodnji električne energije nakon Sjedinjenih Država. Osnovni tehnološki procesi u elektroprivredi
Slajd 9
Proizvodnja električne energije Proizvodnja električne energije je proces pretvaranja različitih vrsta energije u električnu energiju u industrijskim objektima zvanim elektrane. Trenutno postoje sljedeće vrste proizvodnje: Proizvodnja toplotne energije. U tom slučaju se toplotna energija sagorevanja organskih goriva pretvara u električnu energiju. Termoenergetska industrija obuhvata termoelektrane (TE), koje dolaze u dva glavna tipa: Kondenzacione elektrane (KES, koristi se i stara skraćenica GRES); Daljinsko grijanje (termoelektrane, termoelektrane). Kogeneracija je kombinovana proizvodnja električne i toplotne energije na istoj stanici;
Slajd 10
Prenos električne energije od elektrana do potrošača vrši se putem električnih mreža Elektroenergetska mreža je sektor prirodnog monopola u elektroenergetskoj industriji: potrošač može birati od koga će kupiti električnu energiju (tj. kompanija za prodaju energije). Preduzeće za prodaju energije može birati između dobavljača na veliko (proizvođača električne energije), međutim, obično postoji samo jedna mreža preko koje se snabdijeva električnom energijom, a potrošač tehnički ne može izabrati elektromrežnu kompaniju. Električni vodovi su metalni provodnici koji prenose električnu struju. Trenutno se naizmjenična struja koristi gotovo posvuda. Snabdijevanje električnom energijom u velikoj većini slučajeva je trofazno, tako da se dalekovod obično sastoji od tri faze, od kojih svaka može uključivati nekoliko žica. Strukturno, dalekovodi su podijeljeni na nadzemne i kabelske.
Slajd 11
Nadzemni vodovi su okačeni iznad tla na sigurnoj visini na posebnim konstrukcijama koje se nazivaju oslonci. U pravilu, žica na nadzemnom vodu nema površinsku izolaciju; izolacija je prisutna na mjestima pričvršćivanja na nosače. Na nadzemnim vodovima postoje sistemi zaštite od groma. Glavna prednost nadzemnih dalekovoda je njihova relativna jeftinost u odnosu na kablovske vodove. Održavanje je također mnogo bolje (posebno u usporedbi s kablovskim vodovima bez četkica): nema potrebe za izvođenjem iskopa radi zamjene žice, a vizualni pregled stanja vodova nije težak.
Slajd 12
Kablovski vodovi (CL) su položeni pod zemljom. Električni kablovi se razlikuju po dizajnu, ali se zajednički elementi mogu identifikovati. Jezgra kabla su tri provodna jezgra (prema broju faza). Kablovi imaju vanjsku i međužilnu izolaciju. Obično tečno transformatorsko ulje ili nauljeni papir djeluje kao izolator. Vodljiva jezgra kabla obično je zaštićena čeličnim oklopom. Spoljašnja strana kabla je obložena bitumenom.
Slajd 13
Efikasno korišćenje električne energije Potreba za korišćenjem električne energije je svakim danom sve veća, jer... Živimo u vijeku široke industrijalizacije. Bez struje ne može funkcionisati ni industrija, ni saobraćaj, ni naučne institucije, ni naš savremeni život.
Slajd 14
Ovaj zahtjev se može zadovoljiti na dva načina: I. Izgradnja novih moćnih elektrana: termo, hidrauličnih i nuklearnih, ali to zahtijeva vrijeme i mnogo košta. Za njihovo funkcioniranje također su potrebni neobnovljivi prirodni resursi. II. Razvoj novih metoda i uređaja.
Slajd 15
Ali uprkos svim gore navedenim prednostima proizvodnje električne energije, ona mora biti sačuvana i zaštićena i imaćemo sve
Pogledajte sve slajdove
Slajd 1
Opis slajda:
Slajd 2
Opis slajda:
Slajd 3
Opis slajda:
Slajd 4
Opis slajda:
Slajd 5
Opis slajda:
Slajd 6
Opis slajda:
Slajd 7
Opis slajda:
Slajd 8
Opis slajda:
Slajd 9
Opis slajda:
Korišćenje električne energije u naučnim oblastima Nauka direktno utiče na razvoj energetike i obim primene električne energije. Oko 80% rasta BDP-a u razvijenim zemljama ostvaruje se kroz tehničke inovacije, od kojih se najveći dio odnosi na korištenje električne energije. Sve novo u industriji, poljoprivredi i svakodnevnom životu dolazi nam zahvaljujući novim dostignućima u raznim granama nauke. Većina naučnih razvoja počinje teorijskim proračunima. Ali ako su u 19. veku ovi proračuni rađeni pomoću olovke i papira, onda se u doba STR (naučne i tehnološke revolucije) svi teorijski proračuni, odabir i analiza naučnih podataka, pa čak i lingvistička analiza književnih dela vrše pomoću kompjutera. (elektronski kompjuteri), koji rade na električnu energiju, koja je najpogodnija za prenošenje na daljinu i korištenje. Ali ako su se u početku kompjuteri koristili za naučne proračune, sada su kompjuteri oživjeli iz nauke. Elektronizacija i automatizacija proizvodnje najvažnije su posljedice "druge industrijske" ili "mikroelektronske" revolucije u ekonomijama razvijenih zemalja. Nauka u oblasti komunikacija i komunikacija se vrlo brzo razvija.
Slajd 10
Opis slajda:
Slajd 11
Opis slajda:
