Què és l'energia, l'energia tèrmica, l'energia elèctrica i els sistemes elèctrics

Energia (complex energètic del combustible): àrea de l'economia que abasta els recursos, la producció, la transformació i l'ús de diversos tipus d'energia.

Energia en la comprensió científica moderna, s'entén com una mesura general per a totes les formes de moviment de la matèria. Diferenciació del moviment tèrmic, mecànic, elèctric i altres formes de la matèria.

L'energia es pot representar mitjançant els següents blocs interconnectats:

1. Recursos energètics naturals i empreses mineres;

2. Refineries i transport de combustible acabat;

3. Producció i transmissió d'energia elèctrica i tèrmica;

4. Consumidors d'energia, matèries primeres i productes.

Resum de blocs:

1) Els recursos naturals es divideixen en:

• renovables (solar, biomassa, recursos hídrics);

• no renovables (carbó, petroli);

2) Empreses mineres (mines, mines, pous de gas);

3) empreses de processament de combustible (enriquiment, destil·lació, purificació de combustible);

4) Transport de combustible (transport ferroviari, camions cisterna);

5) Producció d'energia elèctrica i tèrmica (CHP, CNP, HPP);

6) Transmissió d'energia elèctrica i tèrmica (xarxes elèctriques, canonades);

7) Consumidors d'energia, calor (electricitat i processos industrials, calefacció).

Les principals formes en què s'utilitza l'energia avui en dia són la calor i l'electricitat. Les indústries energètiques que estudien la producció, transformació, transport i ús de l'energia tèrmica i elèctrica s'anomenen enginyeria d'energia tèrmica, respectivament.

L'energia dels fluxos d'aigua, abans utilitzada directament en forma d'energia mecànica, és ara convertit en centrals hidroelèctriques en energia elèctrica. S'anomena la indústria energètica que estudia els processos de conversió de l'energia de l'aigua en electricitat energia hidràulica.

L'obertura del camí a l'ús de l'energia nuclear va crear una nova branca de l'energia: energia nuclear o nuclear… L'energia dels processos nuclears es converteix en energia tèrmica i elèctrica i s'utilitza en aquestes formes.

Es consideren preguntes sobre l'ús de l'energia de les masses d'aire en moviment energia eòlica. Energia eòlica utilitzat principalment en forma mecànica. S'ocupa de l'aprofitament de l'energia solar energia solar.

Cadascuna de les branques de l'energia com a ciència té la seva base teòrica basada en les lleis dels fenòmens físics en aquest camp.

L'energia, com a àrea més important de l'activitat humana, necessita molt de temps per al desenvolupament a gran escala.

L'energia és una indústria intensiva en capital. La potència de les centrals elèctriques de la Terra supera els mil milions de quilowatts.

Una comprensió clara de la unitat i l'equivalència de les diferents formes d'energia es va concretar només a mitjans del segle XIX, quan ja s'havia adquirit molta experiència en la conversió d'unes formes d'energia en altres:

• es va crear una màquina de vapor que convertia la calor en energia mecànica;

• es van descobrir les primeres fonts d'energia elèctrica: cèl·lules galvàniques, en les quals es produeix la conversió directa d'energia química en energia elèctrica;

• mitjançant l'electròlisi, la conversió inversa es realitza repetidament: energia elèctrica en energia química;

• es va crear un motor elèctric en el qual l'energia elèctrica es converteix en energia mecànica;

• es va descobrir el fenomen de la conversió directa d'energia elèctrica en calor.

L'any 1831 es va descobrir un mètode per convertir l'energia mecànica en energia elèctrica. La conclusió natural de la gran quantitat de dades acumulades sobre la transformació d'unes formes d'energia en altres va ser el descobriment la llei de conservació i transformació de l'energia — Una de les lleis bàsiques de la física.

La necessitat de conversió d'energia es deu al fet que diferents processos requereixen diferents formes d'energia.

Les transformacions energètiques no es limiten a transformar algunes de les seves formes en altres. L'energia tèrmica s'utilitza a diferents valors de la temperatura del líquid de refrigeració (vapor, gas, aigua), energia elèctrica, en forma de corrent altern o continu i a diferents nivells de tensió.

La transformació de l'energia es realitza en diverses màquines, aparells i aparells, en general, constituint la base tècnica de l'energia.

Així, a les calderes l'energia química dels combustibles es converteix en calor, en una turbina de vapor aquesta calor transportada pel vapor d'aigua es converteix en energia mecànica que després és en un generador elèctric es converteix en energia elèctrica.

A les centrals hidroelèctriques, a les turbines d'aigua i als generadors elèctrics, l'energia dels fluxos d'aigua es converteix en energia elèctrica, en els motors elèctrics, l'energia elèctrica es converteix en energia mecànica, etc.

Els mètodes de creació i ús de diverses màquines, aparells i dispositius dissenyats per rebre, transformar, transportar i utilitzar diverses formes d'energia es basen en les seccions rellevants dels fonaments teòrics de l'energia i constitueixen seccions de ciències tècniques com l'enginyeria tèrmica, l'electricitat. enginyeria, enginyeria hidràulica i enginyeria eòlica.

Energia - una part del sector energètic que tracta els problemes d'obtenir grans quantitats d'electricitat, transmetre-la a distància i distribuir-la als consumidors, el seu desenvolupament es deu als sistemes d'energia elèctrica.

Un sistema elèctric és un conjunt de centrals elèctriques, sistemes elèctrics i tèrmics interconnectats, així com consumidors d'energia elèctrica i tèrmica, units per la unitat del procés de producció, transmissió i consum d'electricitat.

Sistema elèctric: TPP — central de calor i energia combinada, NPP — central nuclear, KES — central d'energia de condensació, Central hidroelèctrica - central hidroelèctrica, 1-6 — consumidors d'electricitat de centrals tèrmiques

Esquema d'una central tèrmica de condensació

Sistema elèctric (sistema elèctric, ES): la part elèctrica del sistema elèctric.

Esquema del sistema elèctric
El diagrama es mostra en una imatge d'una sola línia, és a dir, una línia significa tres fases.

Procés tecnològic en el sistema elèctric

El procés tecnològic és el procés de conversió del recurs energètic primari (combustible fòssil, energia hidroelèctrica, combustible nuclear) en un producte final (electricitat, energia tèrmica). Els paràmetres i indicadors del procés tecnològic determinen l'eficiència de la producció.

El procés tecnològic es mostra esquemàticament a la figura, a partir de la qual es pot veure que hi ha diverses etapes de conversió d'energia.

Esquema del procés tecnològic en el sistema elèctric: K - caldera, T - turbina, G - generador, T - transformador, línia elèctrica - línies elèctriques

A la caldera K, l'energia de combustió del combustible es converteix en calor. La caldera és un generador de vapor. En una turbina, l'energia tèrmica es converteix en energia mecànica. En el generador, l'energia mecànica es converteix en energia elèctrica. La tensió de l'energia elèctrica en el procés de transmissió al llarg de la línia elèctrica des de l'estació fins al consumidor es transforma, la qual cosa garanteix l'eficiència de la transmissió.

De totes aquestes connexions depèn l'eficiència del procés tecnològic, per tant, existeix un complex de tasques de règim relacionades amb el funcionament de calderes, turbines de centrals tèrmiques, turbines de centrals hidroelèctriques, reactors nuclears, equips elèctrics (generadors, transformadors, línies elèctriques). , etc.). Cal triar la composició de l'equip operatiu, el mode de càrrega i ús i respectar totes les restriccions.

Instal·lació elèctrica: instal·lació en la qual es produeix, produeix o consumeix, distribueix electricitat. Pot ser: obert o tancat (interior).

Central elèctrica: complex tecnològic en què l'energia d'una font natural es converteix en energia de corrent elèctric o calor.

Cal destacar que les centrals elèctriques (especialment tèrmiques, de carbó) són les principals fonts de contaminació ambiental del sector energètic.

Subestació elèctrica: instal·lació elèctrica dissenyada per convertir l'electricitat d'una tensió a una altra amb la mateixa freqüència.

Transmissió d'energia (línies elèctriques): l'estructura consta de subestacions elevades de línies elèctriques i subestacions descendents (sistema de cables, cables, suports) dissenyades per transferir l'electricitat de la font al consumidor.

Electricitat de la xarxa — un conjunt de línies elèctriques i subestacions, és a dir. dispositius que connecten l'alimentació consumidors d'energia.