Электрические станции

  • Гидроэлектростанции, гидроаккумулирующие и солнечные электростанции
  • Магнито-гидродинамические электростанции
  • Объединение электростанций в энергосистемы
  • Передача и распределение электроэнергии
  • Экономия энергии
  • Производство электроэнергии осуществляется путем преобразования других видов энергии в электрическую. Уже около 100 лет для этого используется тепловая энергия, получаемая за счет сжигания топлива, накопленного в недрах планеты за предыдущие миллиарды лет. Надо сказать, что за эти годы заметная часть природных невозобновляемых источников энергии уже израсходована, а увеличивающиеся производство и потребление энергии начинают оказывать плохое влияние на окружающую нас природную среду.
    Предприятия, где перерабатывают природное горючее и производят электрическую и тепловую энергию, называют тепловыми электростанциями (ТЭС). В промышленно развитых странах ТЭС составляют на сегодняшний день основу энергетики. Схема тепловой электростанции проста: подготовленное топливо поступает в топки котла, вырабатывающего водяной пар, который под большим давлением поступает на лопатки паровой турбины, приводя во вращение турбину вместе с генератором электроэнергии. Главным недостатком ТЭС является низкий коэффициент полезного действия - 3/5 сжигаемого топлива буквально вылетает в трубу, засоряя окружающую среду. К тому же в используемой химической реакции сжигания топлива выделяется лишь ничтожная доля энергии, внутриатомные запасы которой во много миллионов раз больше.
    При сжигании на ТЭС природных запасов органического топлива атмосфера и почва загрязняются отходами и выбросами вредных веществ, в частности золы, шлака, оксидов (окислов) серы, азота и углерода. В большей степени это относится к углю и нефти, в меньшей степени — к газу, при сжигании которого почти нет выбросов оксидов серы.
    Атомные электростанции (АЭС) используют энергию вещества значительно полнее, чем на ТЭС: при работе на слабообогащенном уране используется около тысячной доли запасенной в нем энергии. Еще полнее внутренняя энергия вещества может быть использована в термоядерных электростанциях, однако их практическое применение — дело будущего.
    Для работы АЭС на нее требуется доставлять топлива в 70 000 раз меньше, чем нужное количество угля для ТЭС одинаковой мощности, что резко снижает затраты и энергию, необходимые для транспортирования топлива. АЭС лишены многих недостатков, присущих ТЭС. Они не выбрасывают в атмосферу оксиды серы, азота и углерода, не требуется создание гигантских отвалов золы и шлака, затраты по доставке топлива незначительны. Однако и АЭС, хотя и в меньшей степени, оказывают воздействие на окружающую среду. Немалой проблемой является захоронение и обеззараживание радиоактивных отходов производства АЭС, а также исключение возможности аварий на АЭС в будущем.
    Схема АЭС аналогична схеме ТЭС, изменены источник пара—реактор вместо котла, а также топливо — ядерное вместо органического. Коэффициент полезного действия АЭС и стоимость получаемой энергии примерно равны показателям ТЭС, а затраты на сооружение выше. Впрочем, в дальнейшем, по мере роста цен на органическое топливо, добыча которого становится все более трудной и дорогостоящей, сравнительная эффективность АЭС будет возрастать.


    Государственные районные тепловые электростанции (ГРЭС), сооружаемые преимущественно вблизи источников топлива, вырабатывают электроэнергию, передаваемую на большие расстояния от ГРЭС. Атомные электростанции, для которых не надо возить много топлива, сооружаются ближе к потребителям, так как при этом меньше электрических потерь в линиях электропередачи. На тепловых (ТЭЦ) и атомных (АТЭЦ) электростанциях производимая электроэнергия дешевле, так как одновременно обеспечивается электрификация и теплофикация соседних производств и городов. Но летом, когда потребность в теплоте падает, эксплуатация всех агрегатов ТЭЦ и АТЭЦ становится невыгодной, так как расход топлива при неполной загрузке агрегата, а следовательно, и стоимость электроэнергии повышаются и могут оказаться даже выше, чем на ГРЭС.
    Для ТЭС и особенно АЭС предпочтителен стабильный режим работы при равномерной нагрузке, так как частое нагревание и остывание оборудования (неизбежное при увеличении и уменьшении нагрузки в течение суток) приводят к быстрой его порче из-за усталости металла.


    Электролинейщик