Виды электростанций и способы преобразования природной энергии в электрическую

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет»

Естественно-технологический факультет

 

 

 

Реферат

На тему «Виды электростанций и способы преобразования природной энергии в электрическую»

 

 

 

 

Выполнила:

Студентка 301 группы 3 курс

Галкина Е.О.

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск

2014

ВИДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

Тепловые электростанции – вырабатывают до 70% электрической энергии. 
Подразделяются на: - конденсационные (КЭС); 
- теплофикационные (ТЭЦ);

КЭС (конденсационные электростанции) предназначены для выработки электрической энергии, работают в свободном режиме.  
Условием строительства КЭС, является наличие источника водоснабжения. КПД КЭС не превышает 40%. КЭС ещё называют также государственной районной станцией – ГРЭС (Кармановская ГРЭС). КЭС (ГРЭС) недостаточно маневренны, их подготовка к пуску и набор нагрузки занимает от 3 до 6 часов. 
ТЭЦ (теплоэлектроцентрали), предназначены для снабжения промышленных предприятий и городов электроэнергией и теплом. Они более экономичные. 
Специфика электрической части ТЭЦ определяется расположением электростанции вблизи центра электрических нагрузок. 
КПД ТЭЦ около 60% за счёт более эффективного использования тепловой энергии.

Атомная электростанция (АЭС). 
В АЭС используется энергия ядерных реакций. В качестве горючего используют изотоп урана-235. Изотоп - разновидность одного и того же элемента отличающегося массой атомов. Тепловая энергия, выделяющаяся при реакции деления, отводится с помощью теплоносителя. 
Технологическая схема АЭС зависит от типа теплореактора, вида теплоносителя и замедлителя и может быть одно, двух и трёх контурной.   
Замедлители, в качестве которых могут использоваться графит, замедляют быстрые нейтроны, образующиеся при делении ядер урана до медленных (тепловых) нейтронов. 
Одноконтурная схема АЭС усложняет биологическую защиту, так как радиоактивность распространяется на все элементы блока.  

Гидроэлекростнция (ГЭС) 
Первичными двигателями на ГЭС являются гидротурбины, которые приводят во вращение синхронные генераторы. Мощность гидрогенератора пропорционально набору воды и её расходу. 
Водное пространство перед плотиной называют верхним бьефом, ниже плотины – это нижний бьеф. Из-за меньших эксплутационных расходов,  себестоимость электрической энергии на ГЭС меньше, чем на ТЭС. 
Кпд ГЭС η =90% 

Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС)

Имеет 2 водных бассейна верхний, нижний. 
На ГАЭС устанавливаются обратимые гидроагрегаты. В часы минимума нагрузки энергосистемы, генераторы станции переводят в двигательный режим, а турбины в насосный режим и происходит перекачка воды из нижнего бассейна в верхний. В период максимума нагрузки при дефиците электрической мощности, генераторы вырабатывают электрическую энергию. 
Агрегаты станции высокоманевренные, в некоторых случаях они могут использоваться в качестве синхронных компенсаторов. 
Кпд ГАЭС η =70%

 

 

Нетрадиционные типы электростанций

К ним относятся станции с магнитогидродинамическими генераторами (МГД - генераторы). Эти генераторы могут использоваться в качестве надстройки на конденсационных электростанциях. Принцип действия МГД основан на законе электромагнитной индукции. Проводником в генераторе является поток ионизированного газа (плазма), магнитное поле создаётся мощными электромагнитами.  
 
Энергию солнца можно использовать либо путём прямого получения электрической энергии через фотоэлементы, либо путём использования теплового излучения солнца сфокусированного зеркалами на парогенераторе.

Геотермальные электростанции используют энергию подземных термальных вод (напр. для районов Камчатки, где температура пород на глубине 4 км достигает 600°С). С помощью буровых скважин, в расположенные недра, может быть направлена вода, которая превратится в пар, и будет вращать турбины, вырабатывающие электрическую энергию.

Ветряная электростанция основана на использовании энергии ветра. Существует тенденция использования малых ГЭС («Башкирэнерго»)

 

Способы преобразования природной энергии в электрическую.

Энергия ветра.

 Ветровая энергия  является одним из возобновляемых  источников энергии, который может  представлять интерес с точки  зрения альтернативных вариантов  энергоснабжения. Для преобразования  энергии ветра в электрическую  энергию применяют ветер. Важным этапом в использовании ветровой энергии, было создание ветряных мельниц. Основным элементом ветряной мельницы являются крылья. Вращаясь под действием ветра, они приводят в движение механизмы мельницы, либо насосы для откачки воды. Несмотря на значительное развитие энергетики, использование ветряных мельниц не прекратилось и в наши дни. Но сами ветряные мельницы претерпели сильные изменения, трансформировавшись в ветрогенераторы. При этом никто не может гарантировать их постоянную работу, ведь ветер может перестать дуть. Но в качестве запасного источника энергии ветрогенераторы могут быть очень полезны.

Энергия солнца.

 Солнечная энергия  относится к восстанавливаемым  источникам энергии, то есть восстанавливается  без участия человека, естественным  путем. Это один из экологически  безопасных энергетических источников, который не загрязняет окружающую  среду. Возможности применения солнечной  энергии практически неограниченны  и ученые всего мира работают над разработкой систем, которые расширяют возможности использования солнечной энергии. Солнечная энергия может быть преобразована в полезную энергию посредством использования активных и пассивных солнечных энергетических систем. троэлектрические установки. В современной архитектуре все чаще планируют строить жилища с встроенными аккумуляторными источниками солнечной энергии. Солнечные батареи устанавливают на крышах зданий или на специальных опорах. Использование подобных источников энергии при создании жилых комплексов на Марсе вполне оправдано, так как Марс ближе к Солнцу, чем Земля. Строения с солнечными батареями используют тихий, надежный и безопасный источник энергии — Солнце. Солнечная энергия может использоваться для освещения, отопления помещений, охлаждения воздуха, вентиляции, производства электроэнергии.

Энергия воды.

Способ преобразования энергии падающей воды в электрическую энергию, включающий водяную турбину и электрический генератор, связанные между собой, отличающийся тем, что вдоль по руслу горной реки, протекающей по склону горы, размещают горизонтальный и вертикальный водоканалы, связанные между собой и наполненные потоком воды, при этом внутри в нижней части вертикального водоканала размещают водяную турбину, связанную через специальное устройство с электрическим генератором, который связан через провода с потребителем этой энергии.