Традиционные источники электрической энергии
Традиционную энергетику главным образом разделяют на электроэнергетику и теплоэнергетику.
Наиболее удобный вид энергии — электрическая, которая может считаться основой цивилизации. Преобразование первичной энергии в электрическую производится на электростанциях: ТЭС, ГЭС, АЭС.
Производство энергии необходимого вида и снабжение ею потребителей происходит в процессе энергетического производства,в котором можно выделить пять стадий:
Получение и концентрация энергетических ресурсов: добыча и обогащение топлива, концентрация напора воды с помощью гидротехнических сооружений и т.д.
Передача энергетических ресурсов к установкам, преобразующим энергию; она осуществляется путем перевозок по суше и воде или перекачки по трубопроводам воды, нефти, газа и т.д.
форме, в которой она доставлена потребителю, так и в преобразованной.
Потребителями энергии являются: промышленность, транспорт, сельское хозяйство, жилищно-коммунальное хозяйство, сфера быта и обслуживания.
Если общую энергию применяемых первичных энергоресурсов принять за 100 %, то полезно используемая энергия составит только 35-40 %, остальная часть теряется, причем большая часть — в виде теплоты.
Преобразование первичной энергии во вторичную, в частности в электрическую, осуществляется на станциях, которые в своем названии содержат указание на то, какой вид первичной энергии в какой вид вторичной на них преобразуются:
ТЭС — тепловая электростанция — преобразует тепловую энергию в электрическую;
ГЭС — гидроэлектростанция — преобразует механическую энергию движения воды в электрическую;
ГАЭС — гидроаккумулирующая электростанция – преобразует механическую энергию движения предварительно накопленной в искусственном водоеме воды в электрическую;
АЭС — атомная электростанция — преобразует атомную энергию ядерного топлива в электрическую;
ПЭС — приливная электростанция — преобразует энергию океанических приливов и отливов в электрическую;
ВЭС — ветряная электростанция — преобразует энергию ветра в электрическую;
СЭС — солнечная электростанция — преобразует энергию солнечного света в электрическую.
В Беларуси более 95 % энергии вырабатывается на ТЭС. Поэтому рассмотрим процесс преобразования энергии на ТЭС подробнее. По назначению ТЭС делятся на два типа:
КЭС — конденсационные тепловые электростанции, вырабатывающие только электрическую энергию;
ТЭЦ
На тепловых электрических станциях (ТЭС) химическая энергия сжигаемого топлива преобразуется в паровом котле в энергию водяного пара, приводящего в движение паровую турбину, соединенную с генератором. Механическая энергия вращения турбины преобразуется генератором в электрическую. Отработанный пар поступает в конденсатор и превращается в воду. Далее с помощью насоса вода подается в паровой котел и цикл повторяется. Тепловую энергию, необходимую для работы парового котла, получают в результате сжигания природного газа, твердого топлива (уголь, сланцы, торф) или жидкого топлива (нефть, мазут).
На рис. 2.2 представлена принципиальная схема тепловой электростанции.
В зависимости от типа первичного двигателя различают паротурбинные, газотурбинные, паромашинные и дизельные тепловые станции. Последние два типа первич
Основные источники электроэнергии в России. Виды и характеристики | ENARGYS.RU
В России действуют около 600 электростанций общей мощностью 218145,8 МВт.
По типу используемой энергии их можно разделить на три группы:
- Тепловые – 68,4%;
- Гидравлические – 20,3%;
- Атомные – около 11.1%;
- Альтернативные виды электроэнергии.
Чтобы выявить преимущества того или иного вида энергии рассматриваются четыре основных параметра:
- Эффективность использования;
- Применение природных ресурсов;
- Влияние на окружающую среду;
- Потенциальная опасность.
Теплоэлектростанции
ТЭС работают на преобразовании тепловой энергии топлива таких как, нефть, уголь, природный газ,в механическую, а затем в электрическую энергию.
К недостаткам теплоэлектростанций относится использование невозобновляемых ресурсов. Недостатком будет и влияние на окружающую среду так, как в химический состав топлива входит углерод, пагубно действующий на атмосферу, создавая так называемый «парниковый эффект». Также отрицательным будет и выброс в гидросферу теплоты с водой. Теплоэлектростанции являются взрывопожарными и химически опасными объектами.
Гидроэлектростанции
Преобразования энергии происходит за счет использования потока воды. ГЭС обладают значительным КПД до высокого 95%.
Основным преимуществом этого вида энергии является, экологически чистая кинетическая энергия воды.
Недостатком такого вида энергии является изменение водных биоценозов, и подтопление населенных пунктов вблизи ГЭС. Удерживаемые плотиной массы воды таят в себе огромную разрушительную силу.
Атомные электростанции
АЭС работают на использовании атомной (ядерной) энергии. КПД АЭС примерно равен ТЭС – 35%.
К недостаткам относится проблема захоронения атомных отходов, а также выброс в окружающую средурадионуклидов, оказывающих на человека и все живые существа мутагенное действие, и вызывающих лучевую болезнь. Потенциальная опасность радиационного загрязнения при авариях, представляет угрозу для жизни в течение многих лет.
Исходя из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы, а именно:
- Негативное влияние большинства электростанций на окружающую среду.
- Неэффективное использование невозобновляемых природных ресурсов.
- Потенциальная опасность для окружающего мира.
Исходя из всего этого, можно заключить, что необходима модернизация существующих электростанций или введение и поиск новых альтернативных видов источников энергии. Это требует значительных денежных затрат.
ПЕРВИЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Стр 1 из 21Следующая ⇒
ПЕРВИЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Марганцево-цинковые элементы (МЦЭ)
Конструкция данных элементов имеет следующий вид:
Условные обозначения:
1 – графитовый стержень,
2 – камера для отвода газов,
3 – металлический колпачок,
4 – слой компаунда (на битумной основе),
5 – картонные шайбы,
6 – пастовая диафрагма,
7 – отрицательный электрод (цинковый стакан),
8 – положительный электрод из активной массы, которая напрессовывается на графитовый стержень 1. Эта масса называется агломератом, состоит из двуокиси марганца в смеси с графитом.
9 – электролит (хлористый алюминий),
10 – изоляционно-картонная чашка
Наряду с солевыми элементами широко используются и элементы марганцево-цинковой системы с прочным электролитом.
Топливные элементы (ТЭ)
ТЭ относятся к числу химических источников электрической энергии. В качестве активный веществ, вступающих в химическую реакцию в ТЭ, используется твердое, жидкое или газообразное топливо (древесный уголь, нефтепродукты, спирты, водород и т.д.) схематическое устройство ТЭ рассмотрим на основе водородно-кислотного ТЭ.
Данный ТЭ состоит из положительного 1 и отрицательного 3 электродов, погруженных в щелочной электролит 2. Активным материалом положительного электрода является кислород O
Электроды ТЭ в реакциях активно не участвуют и в процессе работы не разрушаются, поэтому ТЭ обеспечивают непосредственное преобразование химической энергии в электрическую очень длительное время, пока идет активная подача веществ к его электродам. Расчеты показывают, что топливные элементы могут иметь очень высокие удельные характеристики, мощность и КПД.
Активные вещества подаются к электродам через пористые трубки. Водород вступает в соединение с ионами гидроксила электролита. В результате образуется вода и свободные электроны:
.
С водородного электрода свободные электроны перемещаются к кислородному электроду через нагрузку r. В пористом положительном электроде 1 кислород вступает в реакцию с водой электролита, образуя ионы гидроксильного остатка:
.
В результате в замкнутой цепи возникает электрический ток. Расход воды Н2О в элементы восполняет водород, а расход гидроксила ОН— восполняет кислород.
Рассмотренный химический процесс противоположен процессу электролитического разложения воды, где при пропускании тока через электролит вновь образуется кислород и водород.
Этим объясняется высокий уровень КПД при выработке электрической энергии.
Аккумуляторы
Электрическим аккумулятором называют химический источник тока, который обладает способностью накапливать (аккумулировать) электрическую энергию и отдавать ее по мере надобности. При заряде аккумуляторы подключаются к постороннему источнику постоянного тока. Потребляемая им энергия преобразуется в химическую энергию, которая может длительно сохраняться и легко переходить в электрическую энергию при разряде аккумулятора. При этом израсходованные активные вещества аккумулятора легко восстанавливаются при последующем заряде.
Типы аккумуляторов
Свинцовые аккумуляторы (Pb). Реагентами в свинцовых аккумуляторах служат диоксид свинца (PbO2) и свинец (Pb), электролитом — раствор серной кислоты. Они также называются свинцово-кислотными аккумуляторами. Их разделяют на четыре основные группы; стартерные, стационарные, тяговые и портативные (герметизированные).
Наиболее распространенные из свинцовых аккумуляторов — стартерные аккумуляторы, предназначены для запуска двигателей внутреннего сгорания и энергообеспечения устройств машин. В последние годы в основном используются аккумуляторы, не требующие ухода. К недостаткам относят невысокие удельную энергию и наработку, плохую сохранность заряда, выделение водорода.
Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) — определение и её источники
Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) или возобновляемая энергия (ещё называется регенеративная или «зелёная») добывается из существующих потоков энергии, которые связаны с природными процессами, такими как солнечный свет, ветер, текущая вода, биологические процессы и геотермальные тепловые потоки.
Наиболее распространённым определением является то, что возобновляемая энергия происходит от источника энергии, который быстро заменяется процессом, который происходит естественно, таким как энергия, генерируемая солнцем или ветром.
Источники возобновляемой энергии
Возобновляемой энергией считается та, которую извлекают из постоянно происходящих в окружающей среде процессов от неисчерпаемых источников. Её получают из природных ресурсов, источники могут быть разными, такими как:
Энергия ветра
Представляет собой кинетическую энергию воздуха в движении. Ветер наделён энергией и образуется из-за существования неравномерного солнечного нагревания атмосферы (т. е. движение воздуха, появляющееся из-за разницы в атмосферном давлении), вращения земного шара и неровностей поверхности земли.
Скорость ветра выражает сколько кинетической энергии, которую можно трансформировать в электроэнергию или механическую энергию.
Энергия волн
Является энергией, переносимой по поверхности воды от волн. Её используют для добывания электричества, преобразовывается она на специальных волновых электростанциях, установленных в воду.
Энергия приливов и отливов
Эта энергия вырабатывается за счёт силы притяжения Луны и Солнца, т.
е. гравитационного градиента или разницы в притяжении Луны и Солнца, которая действует на Землю (её поверхность и центр).
Чтобы преобразовать кинетическую энергию движения воды в электрическую энергию используются приливные электростанции.
Энергия температурного градиента морской воды
Эта энергия вырабатывается за счёт разности температур, которая возникает и на поверхности воды, и на глубине. Её можно применить для электрогенерации.
Преобразование этой энергии осуществляется используя гидротермальные станции, устанавливаемые в особенной океанической акватории.
Гидроэнергия
Это энергия потоков водных масс или генерируемая в результате падения воды. Для этого использовались водяные колёса для преобразования механической энергии, а позднее с развитием технологий, начали применять гидротурбины. Сейчас гидротурбины создают в основном электроэнергию.
Энергия солнечного света
Этот тип энергии достаточно широк в использовании.
Ещё идут исследования возможностей применения гелиоустановок (устройство, преобразующее энергию солнца и позволяющее использовать её для другого типа энергии, например тепловую).
На данный момент уже существуют разные способы потребления энергии солнечного света: «солнечные» крыши на частных домах (для тепло- и энергоснабжения), установки на автомобилях (которые заряжают аккумуляторы), большие «солнечные фермы» и другие.
Геотермальная энергия
Это энергия естественного тепла Земли. Широко используется многими странами для теплоснабжения (для обогрева воды, отопления, в промышленности и т. д.) и производства электроэнергии. Её запасы огромны.
Главные тип
Семь основных источников электричества, о которых вы должны знать
Само представление о мире без электричества кажется невозможным. Это один из величайших даров науки человечеству. Почти все в нашем мире сегодня зависит от электроэнергии.
Ожидается, что электрическая зависимость со временем будет только расти.
Оценки показывают, что в 2018 году мировой спрос на электроэнергию вырос до 23000 ТВтч, и это число, вероятно, будет увеличиваться с каждым годом.Этот стремительно растущий спрос отвечает за половину роста потребностей в энергии и составляет 20% от общего потребления энергии во всем мире.
СВЯЗАННЫЕ: 3+ РАЗЛИЧНЫХ ТИПА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, ГЕНЕРИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ ДЛЯ США
Эти статистические данные ясно показывают, что электричество — это генератор будущего. Тем не менее, как мы можем генерировать такое ошеломляющее количество электроэнергии для удовлетворения постоянно растущих потребностей? Давайте узнаем!
Определение электричества
Электричество можно определить как форму энергии, которая вырабатывается в результате потока электронов из положительных и отрицательных точек внутри проводника.Мы рассматриваем электричество как вторичный источник энергии.
Это связано с тем, что он не поставляется в виде готового продукта, а должен быть получен из первичных источников, таких как ветер, солнечный свет, уголь, природный газ, реакции ядерного деления и гидроэнергетика.
Вот несколько основных способов, с помощью которых мы можем производить электричество, и как это можно сделать!
1. Электричество через трение
Первые наблюдения электрических явлений были сделаны в Древней Греции.Это произошло, когда философ Фалес Милетский (640–546 гг. До н.э.) обнаружил, что когда янтарные бруски натирают о загорелую кожу, они приобретают привлекательные характеристики, которыми раньше не обладали.
Это тот же эксперимент, который теперь можно провести, протерев пластиковый стержень тканью. Поднося его ближе к маленьким кусочкам бумаги, он привлекает их, как это характерно для наэлектризованных тел.
Все мы знакомы с эффектами статического электричества. Некоторые люди более подвержены влиянию статического электричества, чем другие.Некоторые пользователи автомобилей ощущают его воздействие при нажатии на ключ или прикосновении к пластине автомобиля.
Мы создаем статическое электричество, когда протираем ручку одеждой.
То же самое происходит, когда мы натираем стекло о шелк или янтарь с шерсти.
Таким образом, понятия заряда и подвижности необходимы при изучении электричества, и без них электрический ток не мог бы существовать.
2. Электричество за счет химического воздействия
Все батареи состоят из электролита (который может быть жидким, твердым или полутвердым), положительного электрода и отрицательного электрода.Электролит — это ионный проводник.
Один из электродов производит электроны, а другой электрод их принимает. Когда электроды подключены к питаемой цепи, они производят электрический ток.
Батареи, в которых химическое вещество не может вернуться в исходную форму после преобразования химической энергии в электрическую, называются первичными или гальваническими батареями.
Батареи или аккумуляторы двусторонние.
В этих типах батарей химическое вещество, которое реагирует в электродах с образованием электрической энергии, может быть восстановлено путем пропускания через него электрического тока в направлении, противоположном нормальному режиму работы батареи.
3. Электричество под действием света
Когда солнечный свет становится более интенсивным, напряжение, генерируемое между двумя слоями фотоэлектрического элемента, увеличивается. Но как работает фотоэлемент?
При отсутствии света система не вырабатывает энергию.Когда солнечный свет попадает на пластину, клетка начинает функционировать. Фотоны солнечного света взаимодействуют с доступными электронами и увеличивают их энергетические уровни.
Таким образом, электричество вырабатывается за счет солнечной энергии.
4. Тепловая электроэнергия за счет теплового воздействия
Тепловая генерирующая установка — это тип установки, в которой турбина, приводимая в действие паром под давлением, используется для перемещения оси электрогенераторов.
Обычные тепловые электростанции и атомные тепловые электростанции используют энергию, содержащуюся в сжатом паре.
Самый простой пример — подключить чайник, полный кипятка, к лопастному колесу, которое, в свою очередь, связано с генератором. Струя пара из котла перемещает ротор.
Следовательно, мы можем получать пар разными способами, например, сжигая уголь, нефть, газ, городские отходы или используя большое количество тепла, выделяемого реакциями ядерного деления. Вы даже можете производить пар, концентрируя энергию солнца.
Не будет ошибкой сказать, что тепловая энергия — один из самых распространенных способов производства электроэнергии.
5. Электричество за счет магнетизма
В 1819 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед сделал необычайное открытие, обнаружив, что магнитную стрелку можно отклонить электрическим током. Это открытие, показавшее связь между электричеством и магнетизмом, было разработано французским ученым Андре Мари Ампером.
Ампер изучил силы между проводами, по которым циркулируют электрические токи. В том же духе французский физик
Формы энергии — У.S. Управление энергетической информации (EIA)
Потенциальная энергия
Потенциальная энергия — это запасенная энергия и энергия положения.
Химическая энергия — это энергия, хранящаяся в связях атомов и молекул. Батареи, биомасса, нефть, природный газ и уголь являются примерами химической энергии. Химическая энергия преобразуется в тепловую, когда люди сжигают дрова в камине или сжигают бензин в двигателе автомобиля.
Механическая энергия — это энергия, запасенная в объектах за счет напряжения.Сжатые пружины и растянутые резиновые ленты являются примерами хранимой механической энергии.
Ядерная энергия — это энергия, запасенная в ядре атома, то есть энергия, которая удерживает ядро вместе. Когда ядра объединяются или расщепляются, может выделяться большое количество энергии.
Гравитационная энергия — это энергия, запасенная в высоте объекта. Чем выше и тяжелее объект, тем больше гравитационной энергии сохраняется. Когда человек едет на велосипеде с крутого холма и набирает скорость, гравитационная энергия превращается в энергию движения.Гидроэнергетика — еще один пример гравитационной энергии, когда гравитация заставляет воду опускаться через гидроэлектрическую турбину для производства электроэнергии.
Кинетическая энергия
Кинетическая энергия — это движение волн, электронов, атомов, молекул, веществ и объектов.
Энергия излучения — это электромагнитная энергия, которая распространяется поперечными волнами. Лучистая энергия включает видимый свет, рентгеновские лучи, гамма-лучи и радиоволны.Свет — это один из видов лучистой энергии. Солнечный свет — это лучистая энергия, которая обеспечивает топливо и тепло, делающие возможной жизнь на Земле.
Тепловая энергия , или тепло, — это энергия, возникающая при движении атомов и молекул в веществе.
Тепло увеличивается, когда эти частицы движутся быстрее. Геотермальная энергия — это тепловая энергия земли.
Энергия движения — это энергия, запасенная при движении объектов. Чем быстрее они движутся, тем больше энергии сохраняется.Чтобы заставить объект двигаться, требуется энергия, и энергия высвобождается, когда объект замедляется. Ветер — пример энергии движения. Ярким примером энергии движения является автокатастрофа — автомобиль полностью останавливается и высвобождает всю свою энергию движения сразу в неконтролируемый момент.
Звук — это движение энергии через вещества в продольных (сжатие / разрежение) волнах. Звук возникает, когда сила заставляет объект или вещество вибрировать. Энергия передается через вещество волнообразно.Обычно энергия звука меньше, чем в других формах энергии.
Электрическая энергия доставляется крошечными заряженными частицами, называемыми электронами, обычно движущимися по проводу.
Молния — это пример электрической энергии в природе.
Фактов об электроэнергии
Факты об электроэнергии
|
| Большинство форм электрической энергии в объектах при использовании должны ограничиваться проводом. |
| Молния — это пример электрической энергии, встречающейся в природе. |
| Хотя электричество не является ни возобновляемым, ни невозобновляемым источником энергии, оно часто поступает как из возобновляемых, так и из невозобновляемых источников. |
Электричество существовало веками, но фактически использовалось только в конце 19 века. |
| Статическое электричество возникает, когда электроны от одного объекта прыгают на другой объект. |
| Электроэнергия считается вторичным источником энергии, потому что она должна поступать из другой формы энергии. |
| Электроэнергия — наиболее широко используемый вид энергии. |
| Для использования электрической энергии она должна действовать через проводник. |
| Электростанции, вырабатывающие электрическую энергию, фактически превращают другие формы энергии в электричество. |
| Электричество генерируется, когда электроны в веществе проходят по проводнику, например по металлической проволоке. |
| Вода, ветер и ископаемое топливо — все это источники электроэнергии. |
| Два типа электрического заряда в электрической энергии — положительный и отрицательный. |
Если объект содержит больше электронов или отрицательно заряженные частицы, это считается отрицательно заряженным объектом. |
| Когда два заряженных объекта приближаются друг к другу, они либо притягиваются, либо отталкиваются друг от друга, генерируя электрическую энергию. |
| В большинстве случаев электрическая энергия рассматривается как мощность или скорость, с которой течет энергия. |
Факты об электроэнергии
Что такое электрический ток? | Живая наука
Электрический ток — это движущийся электрический заряд. Он может принимать форму внезапного разряда статического электричества, такого как молния или искра между вашим пальцем и пластиной выключателя заземления. Однако чаще, когда мы говорим об электрическом токе, мы имеем в виду более контролируемую форму электричества от генераторов, батарей, солнечных или топливных элементов.
Большая часть электрического заряда переносится электронами и протонами внутри атома. Протоны имеют положительный заряд, а электроны — отрицательный. Однако протоны в основном иммобилизованы внутри атомных ядер, поэтому перенос заряда из одного места в другое выполняют электроны.
Электроны в проводящем материале, таком как металл, в значительной степени могут свободно перемещаться от одного атома к другому по своим зонам проводимости, которые являются высшими электронными орбитами. По словам Серифа Урана, профессора физики в Питтсбургском государственном университете, при достаточной электродвижущей силе (ЭДС) или напряжении возникает дисбаланс заряда, который может заставить электроны перемещаться по проводнику в виде электрического тока.
Хотя сравнивать электрический ток с потоком воды в трубе несколько рискованно, есть некоторые сходства, которые могут облегчить понимание. По словам Майкла Дабсона, профессора физики в Университете Колорадо Болдера, мы можем представить поток электронов в проводе как поток воды в трубе. Предостережение: в этом случае труба всегда заполнена водой. Если мы откроем клапан на одном конце, чтобы вода попала в трубу, нам не нужно ждать, пока вода дойдет до конца трубы.Мы получаем воду из другого конца почти мгновенно, потому что поступающая вода выталкивает воду, которая уже находится в трубе, к концу.
Это то, что происходит в случае электрического тока в проводе. Электроны проводимости уже присутствуют в проводе; нам просто нужно начать толкать электроны на одном конце, и они начинают течь на другом конце почти сразу.
Согласно веб-сайту HyperPhysics Государственного университета Джорджии, фактическая скорость электрона в проводе составляет порядка нескольких миллионов метров в секунду, но он не движется прямо по проводу.Он подскакивает почти наугад и движется только со скоростью несколько миллиметров в секунду. Это называется дрейфовой скоростью электрона. Однако скорость передачи сигнала, когда электроны начинают выталкивать другой конец провода после того, как мы щелкаем выключателем, почти равна скорости света, которая составляет около 300 миллионов метров в секунду (186 000 миль в секунду). В случае переменного тока, когда ток меняет направление 50 или 60 раз в секунду, большая часть электронов никогда не выходит из провода.
Несбалансированность начислений может быть создана несколькими способами. Первым известным способом было создание статического заряда путем трения друг о друга двух разных материалов, например, протирания кусочка янтаря мехом животного. Затем можно создать ток, прикоснувшись янтарем к телу с меньшим зарядом или к земле. Однако этот ток имел очень высокое напряжение, очень низкую силу тока и длился всего долю секунды, поэтому его нельзя было заставить выполнять какую-либо полезную работу.
Постоянный ток
Следующим известным способом создания дисбаланса зарядов была электрохимическая батарея, изобретенная в 1800 году итальянским физиком Алессандро Вольта, в честь которого названа единица электродвижущей силы — вольт (В).Его «гальваническая куча» состояла из стопки чередующихся цинковых и медных пластин, разделенных слоями ткани, пропитанной соленой водой, и создавал устойчивый источник постоянного тока (DC). Он и другие улучшили и усовершенствовали свое изобретение в течение следующих нескольких десятилетий. По данным Национального музея американской истории, «батареи привлекли внимание многих ученых и изобретателей, и к 1840-м годам они обеспечивали током новые электрические устройства, такие как электромагниты Джозефа Генри и телеграф Сэмюэля Морса.»
Другие источники постоянного тока включают топливные элементы, которые объединяют кислород и водород в воду и вырабатывают в процессе электрическую энергию. Кислород и водород можно подавать в виде чистых газов или из воздуха и химического топлива, такого как спирт. Другой источник постоянного тока ток — это фотоэлектрический или солнечный элемент. В этих устройствах фотонная энергия солнечного света поглощается электронами и преобразуется в электрическую энергию.
Переменный ток
Большая часть электроэнергии, которую мы используем, поступает в виде переменного тока (AC) от электрического Энергосистема.Переменный ток вырабатывается электрическими генераторами, которые работают по закону индукции Фарадея, с помощью которого изменяющееся магнитное поле может индуцировать электрический ток в проводнике. В генераторах есть вращающиеся катушки с проволокой, которые проходят через магнитные поля при их вращении. Когда катушки вращаются, они открываются и закрываются относительно магнитного поля и производят электрический ток, который меняет направление на противоположное каждые пол-оборота. Ток проходит полный прямой и обратный цикл 60 раз в секунду, или 60 герц (Гц) (50 Гц в некоторых странах).Генераторы могут приводиться в действие паровыми турбинами, работающими на угле, природном газе, масле или ядерном реакторе. Они также могут приводиться в действие ветряными турбинами или водяными турбинами на плотинах гидроэлектростанций.
Из генератора ток проходит через серию трансформаторов, где он повышается до гораздо более высокого напряжения для передачи. Причина этого в том, что диаметр проводов определяет величину тока или силы тока, которую они могут проводить без перегрева и потери энергии, но напряжение ограничивается только тем, насколько хорошо линии изолированы от земли.Интересно отметить, что ток передается только по одному проводу, а не по двум. Две стороны постоянного тока обозначены как положительная и отрицательная. Однако, поскольку полярность переменного тока меняется 60 раз в секунду, две стороны переменного тока обозначаются как горячая и заземленная. В линиях электропередачи на большие расстояния провода проходят через горячую сторону, а земля проходит через землю, замыкая цепь.
Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на силу тока, вы можете послать больше мощности по линии при той же силе тока, используя более высокое напряжение.Затем высокое напряжение понижается по мере того, как оно распределяется по сети подстанций, пока не достигает трансформатора рядом с вашим домом, где оно наконец понижается до 110 В. (В Соединенных Штатах настенные розетки и лампы работают от 110 В. при 60 Гц. В Европе почти все работает от 230 В при 50 Гц.)
Как только ток достигает конца линии, большая часть его используется одним из двух способов: либо для обеспечения тепла и света через электрическое сопротивление. , или механическое движение за счет электрической индукции.Есть еще несколько приложений — на ум приходят люминесцентные лампы и микроволновые печи, — которые работают на разных принципах, но львиная доля энергии идет на устройства, основанные на сопротивлении и / или индуктивности. Фен, например, использует и то, и другое одновременно.
Это подводит нас к важной особенности электрического тока: он может выполнять работу. Он может осветить ваш дом, вымыть и высушить одежду и даже поднять дверь гаража одним щелчком выключателя. Однако все более важной становится способность электрического тока передавать информацию, особенно в форме двоичных данных.Хотя для подключения к Интернету вашего компьютера требуется лишь небольшая часть электрического тока, скажем, электрического обогревателя, он становится все более и более важным для современной жизни.
Дополнительные ресурсы
Самый загружаемый международный журнал по электроэнергетике и энергетическим системам Статьи
Самые загружаемые статьи из Международного журнала электроэнергетических и энергетических систем за последние 90 дней.
Рамьяр Рашед Мохассель | Алан Фунг | Фарах Мохаммади | Камран Раахемифар
Джеймс Кловис Кабуго | Сиркка-Лийса Ямся-Йунела | Роберт Шиманн | Кристиан Биндер
Цзяян Ву | Армандо Родриго Мор | Пол В.М. ван Нес | Йохан Дж. Смит
N.B.G. Бринкель | М.К. Герритсма | Т.А. АльСкаиф | I. Лампропулос | A.M. ван Вурден | Х.А. Фиддер | W.G.J.H.M. ван Сарк
Стиан Баке | Магнус Корпос | Асгейр Томасгард
Абдулла Аль-Обайди | Хади Хани | Хэни Э.З. Фараг | Моатаз Мохамед
Чих-Че Сун | Адам Хан | Чен-Чин Лю
Цзяянь Лю | Ян Пепер | Ганг Лин | Ян Чжоу | Шрутарв Авасти | Юн Ли | Кристиан Рехтанц
Амир Анес | Тарам Диллон | Стив Уоллис | И-Пин Фиби Чен
Салиха Абдул Мадхар | Петр Мраз | Армандо Родриго Мор | Роб Росс
Салиха Абдул Мадхар | Петр Мраз | Армандо Родриго Мор | Роберт Росс
Фэй Сяо | Чаоран Ли | Yaxiang Fan | Гуорунь Ян | Синь Тан
Сун Чжан | Сяочуань Ло | Евгений Литвинов
Цинсинь Ши | Фансин Ли | Мохаммед Олама | Джин Донг | Yaosuo Xue | Майкл Старке | Крис Уинстед | Теджа Куруганти
Л.Соуто | Х. Мелендес | С. Эррайс
Мухаммад Васим Хан | Цзе Ван | Линьюнь Сюн
Чжуофу Дэн | Чэньсю Лю | Чжилян Чжу
А.П. Пурномоади | А. Родриго Мор | J.J. Smit
Ивер Баккен Сперстад | Эспен Хафстад Солванг | Сигурд Хофсмо Якобсен
Phatiphat Thounthong | Pongsiri Mungporn | Дэмиен Гильбер | Нуреддин Такорабет | Серж Пьерфедеричи | Бабак Нахид-Мобараке | Ихуа Ху | Нику Бизон | Yigeng Huangfu | Поом Кумам
Д.П. Роммель | Д. Ди Майо | Т. Тинга
Синьюэ Чанг | Иньлян Сюй | Хунбинь Сунь | Ирфан Хан
Х. Дж. Ким | М.К. Ким | J.W. Ли
Йи Ян | Цзин Цю | Джин Ма | Чэньси Чжан
Дж.А. Домингес-Наварро | Р. Дюфо-Лопес | J.M. Юста-Лойо | J.S. Артал-Севиль | Х.Л. Бернал-Агустин
источников энергии — банк знаний
Во всем мире используются разные источники энергии.
Источники энергии
Энергия, которую мы используем для питания всего, от наших домов до школ и рабочих мест, поступает из множества различных источников.Их можно разбить на возобновляемых и невозобновляемых источников энергии.
Возобновляемый источник энергии — это любые природные ресурсы, которые могут быстро и надежно восполнить себя. Невозобновляемый источник энергии — это источник с ограниченным запасом энергии (другими словами, он в конечном итоге закончится).
Какие источники возобновляемой энергии?
Возобновляемые источники энергии многочисленны, устойчивы и не вредят окружающей среде.И самое главное, они никогда не закончатся!
Вот краткий обзор возобновляемых источников энергии — вы можете узнать больше на нашем Страница возобновляемых источников энергии.
Какие источники невозобновляемой энергии?
Невозобновляемая энергия поступает из ограниченных источников. Большинство невозобновляемых источников энергии — это ископаемые виды топлива, что, как правило, является плохой новостью для окружающей среды.
Вот несколько примеров невозобновляемых источников энергии — ознакомьтесь с нашими Страница невозобновляемых источников энергии, чтобы узнать больше.
Уголь
- Происходит из остатков растений, погибших сотни миллионов лет назад
- Имеет самый высокий уровень углерода среди всех ископаемых видов топлива
Масло
- Произведено из остатков растений, погибших сотни миллионов лет назад
- Может быть извлечен и очищен для производства бензина, дизельного топлива и реактивного топлива
Природный газ
- Образован из останков крошечных морских растений и животных, погибших миллионы лет назад
- В основном состоит из метана
Ядерная энергия
- Энергия, выделяющаяся при слиянии ядер атомов (слияние) или расщеплении (деление)
- Атомные электростанции вырабатывают электроэнергию за счет ядерного деления
Источники энергии разные.
Возобновляемая энергия — это любой природный энергетический ресурс, который может быстро и надежно заменить себя.
Невозобновляемая энергия — это источник энергии, который со временем иссякнет. Большинство из них — ископаемое топливо.
Более 1/5 мировой энергии используется для транспорта, за ним следуют промышленность, строительство и сельское хозяйство.
Уголь производит больше электроэнергии, чем любой другой источник.
Чтобы привести мир в действие, нужно много энергии.