Создание электричества: Начало эры электричества | Виртуальный музей истории энергетики Северо-Запада

Содержание

Электричество - величайшее изобретение человечества

Вадим Прибытков физик теоретик, постоянный автор Терры Инкогнита.

----Основные свойства и законы электричества--установлены любителями.

Электричество является основой современной техники. Нет более важного открытия в истории человечества, чем электричество. Могут сказать, что космос и информатика также являются грандиозными научными достижениями. Но без электричества не было бы ни космоса, ни компьютеров.

Электричество--это поток движущихся заряженных частиц- электронов, а также все явления, связанные с перегруппировкой заряда в теле. Самое интересное в истории электричества это то, что основные свойства и законы его были установлены посторонними любителями. Но на этот решающий момент до сих пор как-то не обращалось внимания.

Уже в глубокой древности было известно, что янтарь, потертый о шерсть, приобретает способность притягивать легкие предметы. Однако это явление на протяжении тысячелетий не находило практического применения и дальнейшего развития.

Янтарь упорно терли, любовались им, делали из него различные украшения, и на этом дело ограничивалось.

В 1600 г. в Лондоне была опубликована книга английского врача В.Гильберта, в которой он впервые показал, что способностью янтаря притягивать после трения легкие предметы обладают и многие другие тела, в том числе стекло. Он заметил также, что влажность воздуха в значительной степени препятствует этому явлению.

----Ошибочная концепция Гильберта.

Однако Гильберт и первым ошибочно установил различительную грань между электрическими и магнитными явлениями, хотя в действительности эти явления порождаются одними и теми же электрическими частицами и никакой грани между электрическими и магнитными явлениями не существует. Эта ошибочная концепция имела далеко идущие последствия и надолго запутала существо вопроса.

Гильберт обнаружил также, что магнит теряет магнитные свойства при нагревании и восстанавливает их при охлаждении. Он использовал насадку из мягкого железа для усиления действия постоянных магнитов, первым стал рассматривать Землю, как магнит. Уже из одного этого краткого перечисления видно, что врачом Гильбертом были сделаны важнейшие открытия.

Самое удивительное в этом анализе заключается в том, что до Гильберта, начиная от древних греков, которые установили свойства янтаря, и китайцев, которые пользовались компасом, не было никого, кто бы сделал такие выводы и так систематизировал наблюдения.

----Вклад в науку О.Генрике.

Тогда события развивались необыкновенно медленно. Прошел 71 год, прежде чем немецким бургомистром О.Герике в 1671 г. был сделан следующий шаг. Вклад его в электричество был огромным.

Герике установил взаимное отталкивание двух наэлекризованных тел (Гильберт полагал, что существует лишь притяжение), передачу электричества от одного тела к другому с помощью проводника, электризацию посредством влияния при приближении к незаряженному телу наэлектризованного тела, и, самое главное,-- первым построил основанную на трении электрическую машину. Т.е.

он создал все возможности для дальнейшего проникновения в сущность электрических явлений.

----Не только физики внесли свой вклад в развитие электричества.

Прошло еще 60 лет, прежде чем французский ученый Ш.Дюфе в 1735-37 гг. и американский политик Б.Франклин в 1747-54 гг.

установили, что электрические заряды бывают двух родов. И, наконец, в 1785 г. французским артиллерийским офицером Ш.Кулоном был сформирован закон взаимодействия зарядов.

Надо указать также на работу итальянского врача Л.Гальвани. Огромное значение имели работы А.Вольта по созданию мощного источника постоянного тока в виде "вольтова столба".

Важный вклад в познание электричества произошел в 1820 г., когда датский профессор физики Х.Эрстед открыл воздействие проводника с током на магнитную стрелку. Практически одновременно было открыто и изучено А.Ампером взаимодействие между собой токов, имеющее чрезвычайно важное прикладное значение.

Большой вклад в изучение электричества был внесен также аристократом Г.Кавендишем, аббатом Д.Пристли, школьным учителем Г. Омом. На основании всех этих исследований подмастерье М.Фарадей открыл в 1831 г. электромагнитную индукцию, которая в действительности является одной из форм взаимодействия токов.

Почему в течение тысячелетий люди ничего не знали об электричестве? Почему в этом процессе участвовали самые различные слои населения? В связи с развитием капитализма был общий подъем экономики, ломались средневековые кастовые и сословные предрассудки и ограничения, поднимался общий культурный и образовательный уровень населения. Однако и тогда не обошлось без трудностей. Например, Фарадею, Ому и ряду других талантливых исследователей приходилось вести ожесточенные бои со своими теоретическими противниками и оппонентами. Но все же, в конечном итоге, их идеи и взгляды публиковались и находили признание.

Из всего этого можно сделать интересные выводы: научные открытия делаются не только академиками, но и любителями науки.

Если мы хотим, чтобы наша наука находилась на передовых позициях, то должны помнить и учитывать историю ее развития, бороться с кастовостью и монополизмом односторонних взглядов, создавать равные условия для всех талантливых исследователей, независимо от их научного статуса.

Поэтому пора открыть страницы наших научных журналов для школьных учителей, артиллерийских офицеров, аббатов, врачей, аристократов и подмастерьев, чтобы и они смогли принять активное участие в научном творчестве. Сейчас они лишены такой возможности.

Электричество в нашей жизни

В настоящее время электроприборы в доме и на работе стали незаменимыми помощниками, создающими комфортные условия для человека. Однако не стоит забывать о том, что электрический ток может представлять угрозу и он безопасен до тех пор, пока находится под «замком» изоляции проводов.

Чтобы не попасть в беду, необходимо знать и соблюдать меры безопасности при использовании электроприборов, а также правила действий при возникновении чрезвычайных ситуаций, связанных с электричеством.

Предлагаем вашему вниманию материалы тематического занятия «Электричество вокруг нас».

Автор: Егоров Сергей Валерьевич

Рекомендации по работе с презентацией к классному часу «Электричество в нашей жизни»
для обучающихся 9–11-х классов

Вариант проведения занятия [PDF] [DOCX]
Презентация [PDF] [PPTX]

Цель: формирование ценности здорового и безопасного образа жизни.

Задачи:

  • расширить представление учащихся об электроэнергетике;
  • сформировать устойчивые навыки электробезопасности;
  • развить ответственное отношение за свою жизнь и здоровье.

Методический материал носит рекомендательный характер; учитель, принимая во внимание особенности каждого класса, может варьировать вопросы, их количество, менять этапы занятия.


Учитель:

- Что общего между изображениями на слайде?
- Попробуйте сформулировать тему классного часа. (Тема «Электричество в нашей жизни»).
- Какие ещё сферы вашей жизни связаны с электричеством?

Для учителя:
Электричество даёт нам свет, тепло, приводит в движение различные механизмы, позволяет играть в компьютерные игры, готовить вкусную еду, запускает аттракционы и умеет ещё многое другое.


Тема классного часа:

«Электричество в нашей жизни».

 

 

 


Как и откуда к нам поступает электричество?

Учитель: изучите схему.

- К какому виду электростанций относятся источники получения электричества на слайде?
- Какие ещё электростанции и виды промышленной энергетики существуют в мире?
- Попробуйте перечислить, а далее аргументировать плюсы и минусы различных видов получения электричества.

Для учителя:

На слайде: теплоэлектростанция и гидроэлектростанция.

Электростанции и виды промышленной энергетики:

- Ядерная энергетика (атомные электростанции (АЭС).
- Ветроэнергетика – использование кинетической энергии ветра для получения электроэнергии.
- Гелиоэнергетика – получение электричества из энергии солнечных лучей.
- Геотермальная энергетика – использование естественного тепла Земли для выработки электрической энергии.
- Водородная энергетика – использование водорода в качестве энергетического топлива.


- Приливная энергетика – использует энергию морских приливов.
- Волновая энергетика – использует энергию волн.


Учитель: Для того чтобы потребители получили электричество, его нужно передавать наименее энергозатратно и безопасно. Ознакомьтесь со схемой и, используя знания курса физики, попробуйте порассуждать.

- Для чего необходимы электроподстанции?
- Кто входит в число потребителей электричества?

Для учителя: 

Подстанция, на которой стоят повышающие трансформаторы, увеличивает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения силы тока, в то время как понижающая подстанция уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока. Основная же причина повышения напряжения состоит в том, что, чем выше напряжение, тем большую мощность и на большее расстояние можно передать по линии электропередачи.

Учитель: В московском регионе электрораспределением занимается ПАО «МОЭСК» (Публичное акционерное общество «Московская объединённая электросетевая компания»).

Ознакомьтесь с роликом сайта ПАО «МОЭСК» и ответьте на вопросы.

- Какие основные виды деятельности оказывает ПАО «МОЭСК»?
- Приходилось ли вам, вашим родителям или знакомым прибегать к помощи ПАО «МОЭСК»? Расскажите, как это произошло.

Для учителя:

ПАО «МОЭСК» оказывает услуги по передаче электрической энергии и технологическому присоединению потребителей к электрическим сетям на территории Москвы и Московской области. Территория обслуживания – 46 892 кв. км. Число клиентов компании превышает 17 млн человек, что составляет более 96 % потребителей города Москвы и 95 % Московской области.

Миссия общества: ПАО «МОЭСК», осуществляя электроснабжение столичного региона Российской Федерации, стремится обеспечить максимальный уровень надёжности и доступности распределительной сетевой инфраструктуры, используя энергоэффективные технологии и инновации, придерживаясь мировых стандартов качества предоставляемых услуг и лучшей практики корпоративного управления.


Учитель: Электроприборы, которыми вы пользуетесь дома и в школе, электрические сети и подстанции, мимо которых вы проходите во дворе и на улице, при нормальной, штатной работе безопасны.

При неправильном использовании электроприборов и нахождении на запрещённых территориях электроустановок, а также неправильных действиях при возникновении чрезвычайной ситуации с обрывом электропроводов возникает реальная угроза для жизни и здоровья человека – электротравма. Она приводит к нарушению нормальной деятельности сердечно-сосудистой и нервной системы, нарушению дыхания, а также возникновению ожогов, в том числе со смертельным исходом.

Учитель. Ответьте на вопросы. Сталкивались ли вы:
- с неисправными электрическими приборами или оборудованием;
- с нарушениями при использовании электроприборов;
- с нарушением правил нахождения рядом с электроустановками, которые привели или могли привести к несчастному случаю?

Порассуждайте и попробуйте назвать причины случившегося.

Справочные материалы для учителя: Поражение электрическим током (электротравма). 


Учитель6 Назовите причины получения электротравмы, используя знания курсов физики, технологии.

Для учителя:

- Повреждение изоляции провода или повреждение розетки.
- Вода является хорошим проводником электричества.
- Повреждение розетки, вилки.
- Возможно замыкание на токопроводящую поверхность прибора или возгорание прибора.

- При соприкосновении с токопроводящими деталями.
- Большая влажность, наличие ёмкостей с водой, влажный пол (вода является хорошим проводником электричества).


Учитель: Безопасным считается напряжение 12 вольт (аккумуляторы большинства автомобилей). Наибольшее распространение в промышленности, сельском хозяйстве и в быту получили электрические сети напряжением 220 и 380 вольт. Это напряжение экономически выгодно, но очень опасно для человека.

Аргументируйте, чем опасны для каждого персонажа ситуации на слайде. Почему?

Для учителя: Правила нахождения вблизи энергообъектов:

- Не касайтесь оборванных висящих или лежащих на земле проводов и не подходите к ним ближе, чем на 10 метров. (Вы можете попасть в шаговое напряжение).
- Не влезайте на опоры высоковольтных линий электропередачи, не играйте под ними, не разводите костры, не делайте на провода набросы предметов, не запускайте под проводами воздушных змеев.
- Не открывайте трансформаторные будки, электрощитовые и другие электротехнические помещения, не трогайте руками электрооборудование, провода.
- Заметив оборванный провод, незакрытые или повреждённые двери трансформаторных будок или электрических щитов, немедленно сообщите об этом взрослым.
- Не рыбачьте под проводами линии электропередачи. (Многие удочки – отличные проводники электричества).


Учитель: Несмотря на соблюдение правил безопасности, вокруг нас возможно возникновение нестандартных ситуаций, которые могут привести к несчастным случаям. Одной из возможных ситуаций является обрыв электропроводов после падения на них деревьев или больших веток после стихийных бедствий.

Если вы оказались рядом с оборванным высоковольтным проводом, удар током можно получить, находясь и в нескольких метрах от него, за счет шагового напряжения.

Выполните задание.

Составьте справочный материал о шаговом напряжении, используя материалы.

В материале должны отражаться ответы на вопросы:
- Что из себя представляет шаговое напряжение?
- Чем оно опасно для человека?
- Как нужно передвигаться при воздействии на вас шагового напряжения?


Выберите знак препинания для фразы. Аргументируйте свой ответ.

 

 

 

 


Полезная информация.

Учитель. При возникновении несчастного случая, обязательным условием является вызов служб экстренной помощи.

 

 

 


Полезные электронные ресурсы:

- ПАО «Московская объединённая электросетевая компания»;
- ПАО «Россети»;
- Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России);
- Городской методический центр Департамента образования города Москвы (ГМЦ ДОгМ);
- Библиотека Московской электронной школы (МЭШ).

 

 

Об определении на 2012 - 2014 годы открытого акционерного общества междугородной и международной электрической связи «Ростелеком» единственным исполнителем работ по дальнейшему созданию и развитию комплекса информационно-технологических и телекоммуникационных элементов инфраструктуры и систем электронного правительства на территории Российской Федерации :: Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

ПРАВИТЕЛЬСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РАСПОРЯЖЕНИЕ

от 22 февраля 2012 г. №238 – р

МОСКВА

Об определении на 2012 - 2014 годы открытого акционерного общества междугородной и международной электрической связи «Ростелеком» единственным исполнителем работ по дальнейшему созданию и развитию комплекса информационно-технологических и телекоммуникационных элементов инфраструктуры и систем электронного правительства на территории Российской Федерации

В соответствии с пунктом 171 части 2 статьи 55 Федерального закона «О размещении заказов на поставки товаров, выполнение работ, оказание услуг для государственных и муниципальных нужд» определить на 2012 - 2014 годы открытое акционерное общество междугородной и международной электрической связи «Ростелеком» единственным исполнителем работ по дальнейшему созданию и развитию комплекса информационно-технологических и телекоммуникационных элементов инфраструктуры и систем электронного правительства на территории Российской Федерации, выполняемых в рамках реализации мер государственной программы Российской Федерации «Информационное общество (2011 - 2020 годы)», утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 20 октября 2010 г. № 1815-р, согласно приложению.

Председатель Правительства Российской Федерации                                       В.Путин

ПРИЛОЖЕНИЕ

к распоряжению Правительства

Российской Федерации

от 22 февраля 2012 г. № 238-р

Перечень мер государственной программы Российской Федерации «Информационное общество (2011 - 2020 годы)», в рамках которых единственным исполнителем работ по дальнейшему созданию и развитию комплекса информационно-технологических и телекоммуникационных элементов инфраструктуры и систем электронного правительства на территории Российской Федерации определено на 2012 - 2014 годы открытое акционерное общество междугородной и международной электрической связи «Ростелеком»

1. Развитие федеральной государственной информационной системы «Единый портал государственных и муниципальных услуг (функций)».

2.  Развитие механизмов, позволяющих использовать мобильные устройства для доступа к сервисам электронного правительства.

3. Развитие сервисов взаимодействия граждан и юридических лиц с органами государственной власти при помощи электронной почты, созданной на базе федеральной государственной информационной системы «Единый портал государственных и муниципальных услуг (функций)».

4. Формирование единого пространства доверия электронной подписи.

5. Развитие системы межведомственного электронного взаимодействия.

6. Создание единой системы справочников и классификаторов, используемых в государственных и муниципальных информационных системах.

7. Создание единой системы учета записей актов гражданского состояния (электронный загс).

8. Реализация мероприятия «Электронный регион».

9. Создание и развитие государственной информационной системы учета информационных систем, разрабатываемых и приобретаемых за счет средств бюджетов бюджетной системы Российской Федерации.

10. Реализация мероприятий по координации расходования средств органов государственной власти на использование информационных технологий.

11. Создание национальной платформы для распределенной обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как интернет-сервис.

12. Развитие средств поиска информации по различным видам контента.

____________

Панель инструментов Электричество - 2016

Начать с использованием списка От-К Начало электрического маршрута путем импорта из списка От-К.
Создать путем перетаскивания/размещения Начать электрический маршрут путем перетаскивания/размещения соединительной части.
Начать в точке Создание электрического маршрута трубок путем добавления точки соединения в немаршрутный компонент.
Стандартные кабели Вставка стандартного кабеля в сборку.
Повторный импорт От-К Повторный импорт списка От-К при изменении элементов в списке.
Вставить соединители Вставка множественных экземпляров электрического соединителя в существующий маршрут.
Добавить точку Добавление соединительной точки в немаршрутный компонент для добавления этого компонента в существующий маршрут.
Добавить сгибы Добавить сгибы в пересечение 3х маршрутов.
Добавить сращивание Добавление сращиваний в электрический маршрут.
Авто-маршрут Автоматическое создание геометрии маршрута между компонентами.
Редактирование проводов Добавление или редактирование информации о проводах электрического маршрута.
Редактировать маршрут Редактирование существующего маршрута.
Свойства маршрута Отображение свойств для существующего электрического маршрута.
Развернуть маршрут Подготовка маршрута для развернутого чертежа.
Использовать маршрут повторно Повторно использовать текущий маршрут.

«Создание экспериментального образца автономного энергетического комплекса для производства электрической, тепловой энергии и других товарных продуктов»

ФГБНУ ФНАЦ ВИМ активно участвует в проведении исследований по проекту «Создание экспериментального образца автономного энергетического комплекса для производства электрической, тепловой энергии и других товарных продуктов».

ФГБНУ ФНАЦ ВИМ активно участвует в проведении исследований по проекту «Создание экспериментального образца автономного энергетического комплекса для производства электрической, тепловой энергии и других товарных продуктов». Цель исследований – разработка технологических и конструкторских решений по созданию автономного энергетического комплекса (АЭК) на основе экологически безопасной ресурсосберегающей технологии гидротермальной деструкции органических топлив, отходов для производства электрической, тепловой энергии на объектах малой распределенной энергетики, а также ликвидации накопленного ранее экологического ущерба с получением товарных продуктов. Исследования и разработки ведутся по следующим направлениям:

- разработка технических решений обеспечения автономности и мобильности энергетических комплексов, в том числе энергетического комплекса на основе технологии сверхкритической гидротермальной деструкции жидких и твердых различных видов органических топлив и отходов;

- разработка принципиальной схемы технологического участка приготовления водных смесей жидких и твердых органических топлив и отходов для экспериментального образца АЭК, обоснование выбора типа и рабочих параметров газопоршневой электростанции для обеспечения автономности функционирования базового модуля экспериментального образца АЭК, принципиальной конструктивной схемы экспериментального образца АЭК;

- разработка эскизной конструкторской документации многотрубного реактора спиральной схемы, модернизированного экспериментального стенда гидротермальной деструкции и экспериментального образца АЭК;

- создание участка приготовления водных смесей жидких и твердых органических топлив и отходов для экспериментального образца АЭК и изготовление экспериментального образца многотрубного реактора спиральной схемы;

- разработка лабораторного технологического регламента приготовления водных смесей жидких и твердых органических топлив и отходов;

- разработка проектов технического задания на проведение ОКР по темам «Разработка и создание опытного образца АЭК на основе технологии сверхкритической гидротермальной деструкции в мобильном исполнении» и «Разработка и создание опытно-промышленной установки сверхкритической гидротермальной деструкции на основе многотрубного реактора спиральной схемы»;

- проведение маркетинговых исследований развития рынка применения АЭК в различных областях промышленности и АПК, разработка ТЭО на создание опытно-промышленной установки сверхкритической гидротермальной деструкции на основе многотрубного реактора спиральной схемы, предложений и рекомендаций по внедрению полученных результатов ПНИЭР.

   
Экспериментальный образец модернизированного реактора спиральной схемы
1 – головка верхняя; 2 – форсунка; 3, 4, 5 – труба реактора; 6 – опора;
7 – термоизоляция; 8 – головка нижняя    

Неделя литовской культуры-2015

Дни литовской культуры проходят в гимназии с 2003 года, и это стало доброй традицией. За это время реализован не один образовательный проект, гимназия принимала видных деятелей культуры, искусства и литературы Литвы.

Гостями церемонии открытия Недели стали заместитель председателя ассоциации учителей литовского языка в Калининградской области Альгирдас Кормилавичус, фольклорный коллектив «Рутяле» (г. Гурьевск) под руководством Ирены Тирюбы, фольклорный коллектив (художественный руководитель Ирма Куркова) из пос. Переславское «Куполите». Ирена Тирюба рассказала о народных литовских инструментах и особенностях национального костюма.

В рамках реализации гимназического проекта «Неделя литовской культуры» состоялась открытая лекция Б.Н. Адамова для учащихся гимназии. Борис Николаевич Адамов - член правления и один из организаторов Калининградского клуба краеведов, автор книги «Кристионас Донелайтис. Время. Люди. Память». В лекции об известных литовцах Кёнигсберга он особое внимание уделил Людвигу Резе – литовскому поэту, критику, переводчику, профессору и ректору Кёнигсбергского университета.

Тренер баскетбольной команды БФУ им.И. Канта Гедиминас Мелунас провел мастер-класс для баскетбольной команды 5«А» класса. Ребятам были показаны новые техники и приемы игры в баскетбол, которые многому  их научили. Время пролетело очень быстро, но тренер обещал встретиться еще раз.

Учащиеся 10-х классов, слушатели Школы юного дипломата, совершили визит в Генеральное консульство Республики Литва. Это событие стало частью программы Дней литовской культуры в гимназии № 40.  Учащихся встречали Генеральный консул господин Витаутас Умбрасас и атташе по культуре господин Романас Сенапедис, которые очень тепло и радушно отнеслись к гостям. На встрече обсуждались такие вопросы, как путь дипломата в профессию. Другой интересующей всех участников темой был вопрос молодежного международного сотрудничества. Учащиеся поделились своим впечатлениями от проектов с литовскими школами и гимназиями. Другим вопросом обсуждения стала деятельность консульства в сфере обмена культур на территории Калининградской области. 

10-я юбилейная Неделя Литовской культуры в гимназии № 40 завершилась 20 февраля 2015 г. Почетными гостями церемонии стали руководитель представительства МИД России в Калининграде Павел Анатольевич Мамонтов, Витаутас УМБРАСАС, министр-советник, исполняющий обязанности генерального консула Литовской Республики, заместитель председателя ассоциации учителей литовского языка в Калининградской области Альгирдас Кормилавичус, руководитель общественной кафедры «Образование и дипломатия» гимназии №40, главный специалист-эксперт Представительства МИД России в Калининграде Юлия Изидоровна Матюшина.  Были подведены итоги Недели, награждены участники и победители различных конкурсов. В конкурсе чтецов «По следам  литовских поэтов» среди учащихся 5-11 классов победителями стали Булаев Дмитрий, ученик 6«С» класса, Балесная Мария, ученица 7«Б» класса, Даудова Деши, читавшая стихотворения на литовском языке. В фотоконкурсе «Путешествие по Литве» победителем конкурса стала творческая группа 8«О» класса (Волошина Тамара, Громазина Арина, Рубцова Лариса Владимировна). Дипломы победителям вручали руководитель представительства МИД России в Калининграде Павел Анатольевич Мамонтов и Витаутас Умбрасас, министр-советник, исполняющий обязанности генерального консула Литовской Республики. Ярким украшением Церемонии закрытия стало выступление народного коллектива лицея № 35 «Жюгелис (žiogelis)» (руководитель Альгирдас Кормилавичус) и музыкального коллектива гимназии № 40 «Канцона» (руководитель Н.В. Литвинова).

Список альбомов пуст.


Электричество идёт на взлёт - Официальный сайт международного авиационно-космического салона

Электричество идёт на взлёт

Создание летательных аппаратов с гибридной и полностью электрической силовой установкой – одна из главных тенденций прошлого и нынешнего десятилетий в мировой авиации. Пока Россия не может похвастаться наличием сертифицированных "электролётов" – мы находимся на стадии "долго запрягаем". Но благодаря системному подходу, при котором отечественные научные организации и бизнес тщательно отрабатывают все составляющие грядущего технологического прорыва, у нас есть все шансы вскоре догнать и перегнать конкурентов. Объединённый стенд и статическая экспозиция Национального исследовательского центра "Институт имени Н.Е. Жуковского" на МАКС-2021, на площадке которого будут представлены экспозиции всех научно-исследовательских институтов, входящих в его состав (ЦАГИ, ЦИАМ, ГосНИИАС, СибНИА, ГкНИПАС), продемонстрируют инновационные разработки в области перспективной авиации и станет ярким тому подтверждением.

В ожидании технологической революции

Появление самолётов и вертолётов, не выбрасывающих в атмосферу вредные вещества, а, кроме того, взлетающих без привычного рёва двигателей, было бы с восторгом встречено жителями территорий, примыкающих к аэропортам. А если учесть, что развитие транспортной инфраструктуры мегаполисов требует освоения третьего измерения, то проблемы минимизации негативного влияния авиации на окружающую среду становятся актуальными для миллиардов жителей планеты. Электрические двигатели, конструктивно более простые, нежели газотурбинные, обещают быть надёжнее и дешевле в эксплуатации. При таком наборе достоинств у неискушённого читателя возникнет только один вопрос: а почему мы до сих пор летаем, сжигая керосин и авиационный бензин?

Длительное время проблема упиралась в несовершенство аккумуляторных батарей: они были очень тяжёлыми, боялись морозов и при этом имели ёмкость, достаточную разве что для коротких подлётов. Современные литий-ионные батареи позволяют иметь на борту запас энергии для более длительного полёта. Беспилотные летательные аппараты с полностью электрической силовой установкой уже могут держаться в воздухе часами. Идут работы и над пилотируемыми машинами, способными, кроме собственной конструкции, поднять в воздух и внушительную полезную нагрузку. Например, в 2019 году стартап Eviation представил проект Alice. Трёхдвигательный самолёт должен перевозить девять пассажиров со скоростью более 440 км/час на внушительные 1000 км. Правда, первые коммерческие полёты этой машины ещё впереди. Реально же достигнутые показатели несколько скромнее. Первый в мире сертифицированный электросамолёт Velis Electro, созданный компанией Pipistrel, предназначен для учебных полётов. Ученик и инструктор могут 45 минут отрабатывать пилотирование, после чего нужна двухчасовая зарядка аккумуляторов. Впрочем, за эти минуты самолёт может преодолеть более 120 километров. Сравните это с успехами первых аэропланов...

Электрический полёт: от МАКС-2019 к МАКС-2021

Мы это уже проходили на заре реактивной эры, когда первые самолёты с турбореактивными двигателями строились с оглядкой на поршневые машины. Так и теперь, многие авиастроители идут по простому пути установки электрической составляющей – двигателя, аккумуляторов, инверторов и системы управления – вместо традиционной силовой установки. В России такой подход используют лишь для отработки отдельных агрегатов электрической системы: тягового двигателя, генератора, системы управления и других элементов. Новинкой МАКС-2021 станет самолёт – летающая лаборатория с демонстратором гибридной силовой установки, в состав которой входит сверхпроводящий электрический авиадвигатель.

Проект создания демонстратора технологий реализуется Национальным исследовательским центром "Институт имени Н.Е. Жуковского" в рамках комплексной научно-технической платформы "Электрический летательный аппарат". Новейшие технологические решения совместно создают все ведущие научно-исследовательские центры авиационной промышленности – ЦАГИ, ЦИАМ, ГосНИИ АС, СибНИА.

Демонстратор гибридной силовой установки Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в состав НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского") разрабатывает в широкой кооперации отечественных предприятий в рамках госконтракта с Минпромторгом России. Инновационный электрический авиадвигатель на высокотемпературных сверхпроводниках мощностью 500 кВт создан компанией "СуперОкс" в рамках контракта с Фондом перспективных исследований. Уникальность двигателя в том, что он использует эффект высокотемпературной сверхпроводимости, что позволяет достичь рекордно высокого КПД.

Летающая лаборатория создана СибНИА им. С.А. Чаплыгина на базе регионального самолёта Як-40. Для испытаний электродвигатель с воздушным винтом установлен в носовую часть самолёта. В хвостовой части фюзеляжа вместо штатного двигателя АИ-25 установлен турбовальный газотурбинный двигатель ТВ2-117 с высокоэффективным генератором мощностью 400 кВт. В центральной части фюзеляжа установлены литий-ионные аккумуляторные батареи.

На МАКС-2019 основные элементы будущей конструкции были представлены в виде макетов и моделей, в то время как на МАКС-2021 мы увидим летающую лабораторию со всеми установленными агрегатами. За неполные два года учёные отработали на наземных стендах ключевые узлы: электродвигатель, систему охлаждения, систему управления, генератор, затем смонтировали их на самолёте и провели наземную отработку совместной работы. Как ожидается, лётный этап испытаний начнётся уже в нынешнем году, а результатом работы, которая завершится в 2022 году, должно стать подтверждение правильности конструктивных подходов к созданию гибридных силовых установок и оценка эффективности применяемых технических решений.

Следующим этапом развития гибридных технологий должно стать использование водородного топлива. В ходе НИР "Силуэт", предлагаемой научным сообществом, будет создан демонстратор гибридной силовой установки, использующей водород. Летающая лаборатория получит криогенную систему хранения водорода, турбовальный двигатель, переведённый на водородное топливо, топливный элемент и, конечно, электродвигатель, использующий принцип высокотемпературной сверхпроводимости. Впрочем, это задел на среднесрочную перспективу – на салоны МАКС 2023 и 2025 годов. А затем мы увидим и совершенно новый "электролёт", имеющий оптимальные аэродинамическую схему и компоновочные решения, продиктованные использованием силовой установки нового типа.

Масштабный кризис в мировой авиационной отрасли, спровоцированный пандемией коронавирусной инфекции, спутал все карты. Компании, которые ранее лидировали по объёму поставок авиатехники и получали колоссальную прибыль, теперь фиксируют рекордные убытки. На этом фоне шансы новичков возрастают. Главное – сделать ставки на новейшие технологии и подготовить кадры нового поколения. Одним из ключевых разделов МАКС-2021 станет Future Hub, где будет представлен взгляд в будущее. Электрификация авиации – не единственное перспективное направление. Приглашаем познакомиться с другими решениями, которые изменят наши представления о полёте!

Определение: Производство электроэнергии | Информация об открытой энергии

Процесс производства электрической энергии или количество электрической энергии, произведенной путем преобразования других форм энергии в электрическую энергию; обычно выражается в киловатт-часах (кВтч) или мегаватт-часах (МВтч). [1] [2]

Определение Википедии

Производство электроэнергии - это процесс производства электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке конечным потребителям (передача, распределение и т. Д.) или его хранение (используя, например, метод гидроаккумуляции). Характерной чертой электричества является то, что оно недоступно в природе в больших количествах, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество). Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра.Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии - это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке конечным пользователям (передача, распределение и т. Д.) Или хранению (например, с использованием метода гидроаккумуляции). Характерной чертой электричества является то, что оно недоступно в природе в больших количествах, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество).Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра. Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии - это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке конечным потребителям (передача, распределение и т. Д.) или его хранение (используя, например, метод гидроаккумуляции). Характерной чертой электричества является то, что оно недоступно в природе в больших количествах, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество). Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра.Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии - это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке конечным пользователям (передача, распределение и т. Д.) Или хранению (например, с использованием метода гидроаккумуляции). Характерной чертой электричества является то, что оно недоступно в природе в больших количествах, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество).Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра. Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии - это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке конечным потребителям (передача, распределение и т. Д.) или его хранение (используя, например, метод гидроаккумуляции). опрокидывающийся складной термос соглашается. Характерной чертой электричества является то, что оно не является свободно доступным в природе в больших количествах, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество). Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра.Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии - это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке конечным пользователям (передача, распределение и т. Д.) Или хранению (например, с использованием метода гидроаккумуляции). Электричество недоступно в природе в свободном доступе, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество).Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра. Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии - это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий поставке (передача, распределение и т. Д.).) конечным пользователям или их хранилищу (с использованием, например, метода гидроаккумуляции). Электричество недоступно в природе в свободном доступе, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество). Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра.К другим источникам энергии относятся солнечные фотоэлектрические и геотермальные источники энергии. Генерация электроэнергии - это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке (передача, распределение и т. Д.) Конечным пользователям или хранилищу (например, с использованием метода гидроаккумуляции). Электричество недоступно в природе в свободном доступе, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество).Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра. Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии - это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий поставке (передача, распределение и т. Д.).) конечным пользователям или их хранилищу (с использованием, например, метода гидроаккумуляции). Электроэнергетический мусор не доступен в природе в свободном доступе, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество). Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра. Другие источники энергии включают солнечную фотогальванику и геотермальную энергию. Почитание электричества - это процесс производства электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке (передача, распределение и т. Д.) Конечным пользователям или хранилищу (например, с использованием метода гидроаккумуляции). Электричество недоступно в природе в свободном доступе, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество).Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра. Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию.

Определение Reegle

Производство электроэнергии включает в себя все технологии, которые превращают некоторую форму энергии в полезную электрическую энергию. Электричество - это форма энергии, которая имеет магнитные, радиационные и химические эффекты. Электрический ток создается потоком электронов.
Связанные термины
Электроэнергия, Валовая выработка, Чистая выработка, Энергия, линии передачи, энергия, Линия передачи, биоэнергетика
Список литературы
  1. ↑ http://www1.eere.energy.gov/site_administration/glossary.html#E
  2. ↑ http://205.254.135.24/tools/glossary/index.cfm?id=E

Различные методы производства электроэнергии

Для чего мы используем энергию?

Различные методы производства электроэнергии

Существуют различные методы производства электроэнергии в зависимости от видов энергии.
Среди источников энергии уголь и природный газ используются для выработки электроэнергии путем сжигания (тепловая энергия), уран путем ядерного деления (ядерная энергия), чтобы использовать их тепло для кипячения воды и вращающейся паровой турбины.
Среди возобновляемых источников энергии солнечный свет напрямую преобразуется в электричество (фотоэлектрическая энергия), энергия вращения ветра преобразуется в электричество (энергия ветра), вращение водяного колеса с помощью проточной воды для генерации (гидро). Магматическое тепло закипает подземную воду, чтобы вращать паровую турбину для генерации (геотермальной энергии).
Продолжается непрерывное развитие технологий для преобразования энергии ресурсов или возобновляемых источников энергии в электричество с меньшими потерями. Для эксплуатации электростанции также важно проводить техническое обслуживание или обучение операторов.


Тепловая мощность

Производство энергии на пылеугольном топливе в настоящее время является основным методом производства электроэнергии на угле. Уголь измельчается до мелкого порошка и сжигается в котле. Нагрев в бойлере превращает воду в пар.Давление пара вращает паровую турбину, а генератор вырабатывает электричество.


Электроэнергетика с комбинированным циклом сначала вырабатывает газ за счет сжигания топлива в сжатом воздухе.
Давление газа вращает газовую турбину, а генератор вырабатывает электричество.
Кроме того, тепло выхлопных газов газовой турбины используется для кипячения воды для выработки пара, который вращает турбину для генерации.


Комбинированный цикл комплексной газификации угля (IGCC) газифицирует топливный уголь в газификаторе.Газифицированное топливо сжигается в сжатом воздухе с образованием газа. Давление газа вращает газовую турбину для выработки электроэнергии. Кроме того, тепло выхлопных газов газовой турбины используется для превращения воды в пар для выработки электроэнергии.

Международное сравнение энергоэффективности производства тепловой энергии

Международное сравнение эффективности производства тепловой энергии (ископаемое топливо). Установки для разжигания угля в Японии достигают наивысшего КПД, вырабатывая много электроэнергии с меньшим количеством топлива. Несмотря на то, что эффективность генерации может быть увеличена за счет использования мощностей (или технологий) производства электроэнергии с новейшей и высочайшей эффективностью, важно проводить техническое обслуживание объекта или также поддерживать или повышать качество работы.


Атомная энергетика

Легкая вода означает обычную воду в противоположность тяжелой воде. В активной зоне реактора в результате ядерного деления вырабатывается тепло, которое затем вызывает кипение воды с образованием пара. Пар используется для вращения турбины для выработки электроэнергии, затем охлаждается в конденсаторе морской водой и снова превращается в жидкую воду.Затем эта вода возвращается в активную зону реактора.


Легкая вода означает обычную воду в противоположность тяжелой воде. В активной зоне реактора при ядерном делении выделяется тепло, но нагретая вода подавляется перед кипением за счет приложения высокого давления. Эта вода с высокой температурой и давлением направляется в парогенератор, превращает воду в пар, а затем вращает турбину для выработки электроэнергии в генераторе, после чего она охлаждается в конденсаторе морской водой и снова превращается в жидкую воду. Затем эта вода возвращается в паровую турбину.

Глоссарий

Эволюция генерирующих мощностей в США

График добавления и вывода из эксплуатации генерирующих мощностей в США показывает, что очевиден переход от угля к природному газу и возобновляемым источникам энергии. разыгрывается по всей стране. Планируемые выбытия и добавление электроэнергии генераторы продолжат исторические тенденции.

Ранние данные свидетельствуют о том, что пандемия коронавируса ускоряет энергетический переход.Это связано с тем, что возобновляемые источники энергии (ветряные и солнечные), как правило, имеют фиксированные затраты и не имеют предельных затрат, а цены на природный газ, и без того низкие, снизились во время пандемии, что затрудняет конкуренцию угля.

На трех рисунках ниже показано, как генерируются мощности по выработке электроэнергии. изменение источника энергии (уголь, природный газ и возобновляемые источники энергии). Четвертый цифра позволяет пользователям искать по состоянию и источнику энергии.

На приведенных ниже цифрах показано годовое изменение национальной мощности по выработке электроэнергии (измеряемой в мегаваттах [МВт]) из различных источников топлива.Вертикальная черта выше нуля в любом году означает, что добавленная мощность в результате нового строительства больше, чем потеряна в результате закрытия электростанций. Вертикальная черта ниже нуля указывает на большую потерю мощности из-за закрытия электростанций, чем из-за нового строительства. Эти цифры включают запланированные изменения в генерирующих мощностях до 2030 года. Источники данных см. В разделе «Методы» в конце.

Мощность производства электроэнергии на угле значительно увеличилась в 1970-е и 1980-е годы

Соединенные Штаты построили много угольных электростанций во время 1970-х и 1980-х годов для удовлетворения растущего спроса на электроэнергию.Национальная энергетическая политика, реагируя на опасения по поводу мировых поставок нефти в 1970-е годы и опасения по поводу дефицит природного газа, уголь как надежный источник энергии в домашних условиях. В течение двух десятилетий «большого роста» угольных электростанций с 1967 по В 1987 году Соединенные Штаты добавили 202 416 МВт, что составляет около двух третей от общего количества электроэнергии в стране. угольные мощности.

Совсем недавно были введены новые стандарты качества атмосферных выбросов и увеличение затрат на техническое обслуживание и замену привело к выходу на пенсию многих стареющих угольных электростанций.В результате способность нации производство электроэнергии из угля сокращается. Вывод из эксплуатации угольных электростанций в период с 2012 по 2030 год сократит мощность на 115 410 МВт, что составляет более трети бывшая пиковая мощность по выработке электроэнергии из угля.

Объем добычи природного газа заменил уголь в 2000-х годах

Достижения в области сейсморазведки, горизонтального бурения и методы гидроразрыва изменили опасения о дефиците на рынках природного газа и превратили Соединенные Штаты в крупнейшего мирового производителя натуральный газ. Увеличение объемов производства привело к сохранению низкого естественного цены на газ и строительный бум в новых высокоэффективных парогазовых газовые и паровые электростанции, которые ускорили вывод на пенсию многих угольных электростанций. электростанции. Всего за шесть лет с 2000 по 2005 год было произведено 191 745 МВт природного газа. были добавлены мощности, а природный газ заменил уголь в качестве базовой нагрузки страны мощность, обеспечивающая достаточное количество электроэнергии для удовлетворения минимального уровня спроса.

Сегодня возобновляемые источники энергии увеличиваются

Затраты на возобновляемые источники энергии в основном определяются долгосрочными соглашениями о покупке электроэнергии и в меньшей степени зависят от цен на ископаемое топливо (например,г., уголь и природный газ). Сегодня генераторы солнечной и ветровой энергии строятся быстрее, чем любые другие источники энергии. В период с 2012 по 2020 год мощность природного газа увеличилась на 35 302 МВт, а мощность новых генераторов ветра, солнца и биомассы составила 891 383 МВт. Добавленные возобновляемые источники электроэнергии вырабатывали больше электроэнергии, чем уголь, в течение нескольких дней в апреле 2020 года - впервые в истории возобновляемые источники энергии превысили выработку угля в ежедневном режиме. Государственное регулирование и стимулы, обусловленные климатической политикой и снижением стоимости энергии, влияют на рост возобновляемых источников энергии как растущего компонента энергетических рынков.

Изучить мощности по выработке электроэнергии по типу и состоянию

В интерактивной визуализации ниже выберите источник выработки электроэнергии и состояние, используя раскрывающиеся меню. Вы также можете скачать данные.

Также прочтите этот сопутствующий пост об изменении географии производства электроэнергии в США.

Методы и источники данных

Этот проект данных является частью сотрудничества с исследователями и студентами Университета Вайоминга и Университета штата Монтана с целью объединения общедоступных данных, опубликованных из различных источников, и сделать их более доступными для лиц, принимающих решения, и общественности. Данные взяты из Предварительной ежемесячной инвентаризации электрических генераторов Управления энергетической информации США (EIA 860-M), включая данные о выведенных из эксплуатации, действующих и планируемых электрогенераторах. Дополнительные данные о закрытии угольных электростанций собраны Робертом Годби и его студентами из Университета Вайоминга. Анализ проведен в рамках проекта Headwaters Economics и группы исследований ресурсов и сообществ WAFRX в Университете штата Монтана. WAFERx поддерживается Национальным научным фондом в рамках Соглашения о сотрудничестве EPSCoR Track II No.OIA-1632810.

Об электроэнергетической системе США и ее влиянии на окружающую среду

Электроэнергетическая система США

Современная электроэнергетическая система США представляет собой сложную сеть, состоящую из электростанций, линий передачи и распределения, а также конечных потребителей электроэнергии. Сегодня большинство американцев получают электроэнергию от централизованных электростанций, которые используют широкий спектр энергоресурсов для производства электроэнергии, например уголь, природный газ, ядерную энергию или возобновляемые ресурсы, такие как вода, ветер или солнечная энергия. Эту сложную систему генерации, доставки и конечных пользователей часто называют электросетью .

Используйте схему ниже, чтобы узнать больше об электросети. Щелкните каждый компонент, чтобы получить обзор со ссылками на более подробную информацию.

Посмотреть текстовую версию этой схемы ►

Источник: Управление энергетической информации США, Обозреватель данных по электроэнергии. Доступ к этим данным был осуществлен в декабре 2017 года.

Как и где вырабатывается электроэнергия

Электроэнергия в Соединенных Штатах вырабатывается с использованием различных ресурсов.Три наиболее распространенных - это природный газ, уголь и атомная энергия. Одними из наиболее быстрорастущих источников являются возобновляемые ресурсы, такие как ветер и солнце. Большая часть электроэнергии в США вырабатывается на централизованных электростанциях. Гораздо меньшее, но растущее количество электроэнергии производится за счет распределенной генерации - различных технологий, которые генерируют электроэнергию там, где она будет использоваться или поблизости от нее, например, солнечные панели на месте и комбинированное производство тепла и электроэнергии. Подробнее о централизованной и распределенной генерации.

Подача и использование электроэнергии

Когда электричество вырабатывается на централизованной электростанции, оно проходит через серию взаимосвязанных высоковольтных линий электропередачи. Подстанции «понижают» мощность высокого напряжения до более низкого напряжения, отправляя электроэнергию более низкого напряжения потребителям через сеть распределительных линий. Подробнее о доставке электроэнергии.

На бытовых, коммерческих и промышленных потребителей приходится примерно треть потребляемой в стране электроэнергии.На транспортный сектор приходится небольшая часть потребления электроэнергии. Узнайте больше о конечных потребителях электроэнергии.

Источник: Управление энергетической информации США, Обозреватель данных по электроэнергии. Доступ к этим данным был получен в декабре 2017 года.

Как сеть соответствует выработке и спросу

Количество электроэнергии, используемой в домах и на предприятиях, зависит от дня, времени и погоды. По большей части электричество должно вырабатываться во время использования.Электроэнергетические компании и операторы сетей должны работать вместе, чтобы производить необходимое количество электроэнергии для удовлетворения спроса. Когда спрос увеличивается, операторы могут отреагировать, увеличив производство на уже работающих электростанциях, вырабатывая электроэнергию на электростанциях, которые уже работают на низком уровне или в режиме ожидания, импортируя электроэнергию из удаленных источников или обращаясь к конечным пользователям, которые согласились потребляют меньше электроэнергии из сети.

Воздействие системы электроснабжения на окружающую среду

Почти все части электроэнергетической системы могут влиять на окружающую среду, и размер этих воздействий будет зависеть от того, как и где электроэнергия вырабатывается и доставляется.В общем, воздействие на окружающую среду может включать:

  • Выбросы парниковых газов и других загрязнителей воздуха, особенно при сжигании топлива.
  • Использование водных ресурсов для производства пара, охлаждения и других функций.
  • Сбросы загрязняющих веществ в водные объекты, в том числе теплового загрязнения (вода, температура которой превышает исходную температуру водоема).
  • Образование твердых отходов, которые могут включать опасные отходы.
  • Использование земель для производства топлива, выработки электроэнергии, а также линий передачи и распределения.
  • Воздействие на растения, животных и экосистемы в результате воздействия на воздух, воду, отходы и землю, указанные выше.

Некоторые из этих воздействий на окружающую среду могут также потенциально повлиять на здоровье человека, особенно если они приводят к тому, что люди подвергаются воздействию загрязнителей в воздухе, воде или почве.

Воздействие на окружающую среду используемой вами электроэнергии будет зависеть от источников генерации («структуры электроэнергии»), имеющихся в вашем районе. Чтобы узнать о выбросах, связанных с потребляемой электроэнергией, посетите Power Profiler EPA.

Вы можете уменьшить воздействие на окружающую среду от использования электроэнергии, покупая экологически чистую энергию и повышая энергоэффективность. Узнайте больше о том, как уменьшить свое влияние.

В более широком смысле, несколько решений могут помочь снизить негативное воздействие на окружающую среду, связанное с производством электроэнергии, в том числе:

  • Энергоэффективность. Конечные пользователи могут удовлетворить некоторые свои потребности, приняв энергоэффективные технологии и методы. В этом отношении энергоэффективность - это ресурс, который снижает потребность в выработке электроэнергии.Узнайте больше об энергоэффективности.
  • Чистая централизованная генерация. Новые и существующие электростанции могут снизить воздействие на окружающую среду за счет повышения эффективности производства, установки средств контроля за загрязнением и использования более чистых источников энергии. Узнайте больше о централизованной генерации.
  • Чистая распределенная генерация. Некоторая распределенная генерация, такая как распределенная возобновляемая энергия, может помочь обеспечить доставку чистой и надежной энергии потребителям и снизить потери электроэнергии на линиях передачи и распределения.Узнать больше о распределенной генерации.
  • Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ). Также известная как когенерация, ТЭЦ вырабатывает электроэнергию и тепло одновременно из одного источника топлива. Используя тепло, которое в противном случае было бы потрачено впустую, ТЭЦ представляет собой одновременно распределенную генерацию и форму энергоэффективности. Узнать больше о ТЭЦ.

Распределенное производство электроэнергии и его влияние на окружающую среду

Просмотреть интерактивную версию этой схемы >>

О распределенной генерации

Распределенная генерация относится к различным технологиям, которые генерируют электричество там, где она будет использоваться или поблизости от нее, например, солнечные панели и комбинированное производство тепла и электроэнергии. Распределенная генерация может обслуживать одну структуру, такую ​​как дом или бизнес, или она может быть частью микросети (меньшая сеть, которая также связана с более крупной системой доставки электроэнергии), например, на крупном промышленном объекте, военной базе. , или большой кампус колледжа. При подключении к низковольтным линиям распределения электроэнергии распределенная генерация может помочь обеспечить доставку чистой и надежной энергии дополнительным потребителям и снизить потери электроэнергии на линиях передачи и распределения.

В жилом секторе распространенные системы распределенной генерации включают:

  • Солнечные фотоэлектрические панели
  • Малые ветряные турбины
  • Топливные элементы, работающие на природном газе
  • Аварийные резервные генераторы, обычно работающие на бензине или дизельном топливе

В коммерческом и промышленном секторах распределенная генерация может включать такие ресурсы, как:

  • Комбинированные теплоэнергетические системы
  • Солнечные фотоэлектрические панели
  • Ветер
  • Гидроэнергетика
  • Сжигание или совместное сжигание биомассы
  • Сжигание твердых бытовых отходов
  • Топливные элементы, работающие на природном газе или биомассе
  • Поршневые двигатели внутреннего сгорания, включая резервные генераторы, которые могут работать на масле

Распределенная генерация в США

Использование блоков распределенной генерации в США увеличилось по ряду причин, в том числе:

  • Возобновляемые технологии, такие как солнечные батареи, стали экономически эффективными для многих домовладельцев и предприятий.
  • Несколько штатов и местные органы власти продвигают политику поощрения более широкого внедрения возобновляемых технологий из-за их преимуществ, включая энергетическую безопасность, отказоустойчивость и сокращение выбросов.
  • Системы распределенной генерации, особенно комбинированные генераторы тепла и электроэнергии и аварийные генераторы, используются для обеспечения электроэнергией во время перебоев в подаче электроэнергии, в том числе тех, которые происходят после сильных штормов и в дни высокой потребности в энергии.
  • Сетевые операторы могут рассчитывать на то, что некоторые предприятия будут использовать свои локальные аварийные генераторы для обеспечения надежного электроснабжения всех потребителей в часы пиковых нагрузок.

Системы распределенной генерации подчиняются иному сочетанию местных, государственных и федеральных политик, правил и рынков по сравнению с централизованной генерацией. Поскольку политика и стимулы сильно различаются от одного места к другому, финансовая привлекательность проекта распределенной генерации также варьируется.

По мере того, как электроэнергетические компании интегрируют информационные и коммуникационные технологии для модернизации систем доставки электроэнергии, могут появиться возможности для надежного и экономичного увеличения использования распределенной генерации.

Воздействие распределенной генерации на окружающую среду

Распределенная генерация может принести пользу окружающей среде, если ее использование снижает количество электроэнергии, которая должна вырабатываться централизованными электростанциями, что, в свою очередь, может снизить воздействие на окружающую среду централизованной генерации. В частности:

  • Существующие рентабельные технологии распределенной генерации могут использоваться для выработки электроэнергии в домах и на предприятиях с использованием возобновляемых источников энергии, таких как солнце и ветер.
  • Распределенная генерация может использовать энергию, которая в противном случае могла бы быть потрачена впустую, например, через систему комбинированного производства тепла и электроэнергии.
  • Используя местные источники энергии, распределенная генерация снижает или устраняет «потери в линии» (потери энергии), которые происходят во время передачи и распределения в системе поставки электроэнергии.

Однако распределенная генерация также может привести к негативному воздействию на окружающую среду:

  • Системы распределенной генерации требуют «следа» (они занимают место), и поскольку они расположены ближе к конечному пользователю, некоторые системы распределенной генерации могут быть неприятны для глаз или вызывать проблемы с землепользованием.
  • Технологии распределенной генерации, которые включают сжигание, особенно сжигание ископаемого топлива, могут вызывать многие из тех же видов воздействия, что и более крупные электростанции, работающие на ископаемом топливе, например, загрязнение воздуха. Эти воздействия могут быть меньше по масштабу, чем воздействия от большой электростанции, но также могут быть ближе к населенным пунктам.
  • Для некоторых технологий распределенной генерации, таких как сжигание отходов, сжигание биомассы и комбинированное производство тепла и электроэнергии, может потребоваться вода для производства пара или охлаждения.
  • Системы распределенной генерации, использующие сжигание, могут быть менее эффективными, чем централизованные электростанции из-за эффективности масштаба.

Технологии распределенной энергии могут вызвать некоторые негативные экологические проблемы в конце своего срока полезного использования при замене или удалении.


Возобновляемая энергия растет, но ее недостаточно для удовлетворения спроса, утверждает МЭА

Патрик Плёль | картина альянс | Getty Images

Согласно новой публикации Международного энергетического агентства, спрос на электроэнергию на планете резко вырастет в этом году и в следующем после падения примерно на 1% в 2020 году.

В опубликованном в четверг отчете МЭА о рынке электроэнергии прогнозируется, что мировой спрос на электроэнергию вырастет почти на 5% в 2021 году и на 4% в 2022 году, поскольку экономики всего мира стремятся оправиться от последствий пандемии Covid-19.

В отчете парижской организации отмечается, что, хотя производство электроэнергии из возобновляемых источников энергии «продолжает активно расти» - в этом году оно вырастет на 8%, а в 2022 году - более чем на 6% - оно не может угнаться за растущим спросом.

МЭА заявило, что возобновляемые источники энергии «будут способны обслуживать лишь примерно половину прогнозируемого роста мирового спроса в 2021 и 2022 годах».«На другом конце спектра выработка электроэнергии на основе ископаемого топлива должна была« покрыть 45% дополнительного спроса в 2021 году и 40% в 2022 году ».

Что касается выбросов углекислого газа в электроэнергетическом секторе, то МЭА в отчете прогнозируется рост на 3,5% в этом году и на 2,5% в 2022 году.

Если посмотреть на общую картину, ископаемое топливо остается доминирующим, когда дело доходит до производства электроэнергии. В прошлом году на уголь приходилось 34% выработки во всем мире, в то время как на газ приходилось на 25%, сообщило МЭА. Возобновляемые источники энергии и атомная энергия вместе составляют 37%.

«Возобновляемая энергия впечатляюще растет во многих частях мира, но она все еще не там, где она должна быть, чтобы поставить нас на путь к достижению нулевых выбросов к середине века», - Кейсуке Садамори, МЭА Об этом говорится в заявлении директора по энергетическим рынкам и безопасности.

«По мере восстановления экономики после пандемии мы наблюдаем всплеск производства электроэнергии из ископаемого топлива», - добавил Садамори. «Чтобы перейти на устойчивую траекторию, нам необходимо значительно увеличить инвестиции в экологически чистые энергетические технологии, особенно в возобновляемые источники энергии и энергоэффективность.«

Подробнее о чистой энергии от CNBC Pro

Тень Парижского соглашения, которое направлено на« ограничение глобального потепления значительно ниже 2, предпочтительно до 1,5 градусов Цельсия, по сравнению с доиндустриальными уровнями », нависает над

Сокращение антропогенных выбросов углекислого газа до нулевого уровня к 2050 году рассматривается как решающее значение для достижения цели в 1,5 градуса Цельсия.

Позже в этом году состоится саммит COP26 по изменению климата. место в шотландском городе Глазго.Это событие рассматривается как важное событие, и многие надеются, что оно послужит катализатором для правительств, чтобы активизировать свои климатические амбиции для достижения целей, поставленных в Парижском соглашении.

Несмотря на то, что КС26 ощущается безотлагательно, реальность на местах показывает, насколько серьезной будет проблема в достижении целей, связанных с климатом, в предстоящие годы.

Энергетические компании все еще открывают новые месторождения нефти, в то время как в таких странах, как США, ископаемое топливо продолжает играть значительную роль в производстве электроэнергии.

Возвращаясь к глобальному уровню, в своем последнем отчете МЭА ожидает, что выработка электроэнергии на угле вырастет «почти на 5% в 2021 году и еще на 3% в 2022 году после снижения на 4,6% в 2020 году».

«В результате выработка электроэнергии на угле должна превысить докандемический уровень в 2021 году и достичь рекордного уровня в 2022 году», - добавляет он.

Откуда у нас электричество?

Электричество необходимо для современной жизни, но почти миллиард человек живет без доступа к нему.Такие проблемы, как изменение климата, загрязнение и разрушение окружающей среды, требуют, чтобы мы изменили способ производства электроэнергии.

За последнее столетие основными источниками энергии, используемыми для производства электроэнергии, были ископаемое топливо, гидроэлектроэнергия и, с 1950-х годов, ядерная энергия. Несмотря на стремительный рост возобновляемых источников энергии за последние несколько десятилетий, ископаемые виды топлива остаются доминирующими во всем мире. Их использование для производства электроэнергии продолжает расти как в абсолютном, так и в относительном выражении: в 2017 году на ископаемом топливе было произведено 64.5% мировой электроэнергии по сравнению с 61,9% в 1990 году.

Доступ к надежному электроснабжению жизненно важен для благополучия человека. В настоящее время каждый седьмой человек в мире не имеет доступа к электричеству. Таким образом, спрос на электроэнергию будет продолжать расти. В то же время выбросы парниковых газов должны резко сократиться, если мы хотим смягчить последствия изменения климата, и мы должны перейти на более чистые источники энергии, чтобы уменьшить загрязнение воздуха. Это, вероятно, потребует значительного увеличения всех низкоуглеродных источников энергии, важной частью которых является ядерная энергия.

Для достижения устойчивого мира необходимо декарбонизация всех секторов экономики, включая транспорт, тепло и промышленность. Электричество предоставляет средства для использования низкоуглеродных источников энергии, и поэтому широко распространенная электрификация рассматривается как ключевой инструмент декарбонизации секторов, традиционно работающих на ископаемом топливе. По мере того, как конечное использование электроэнергии растет, а выгоды от электричества распространяются на всех людей, спрос будет значительно расти.

Уголь, газ и нефть

Электростанции, работающие на ископаемом топливе, сжигают уголь или нефть для получения тепла, которое, в свою очередь, используется для выработки пара для привода турбин, вырабатывающих электричество.На газовых установках горячие газы приводят в действие турбину для выработки электроэнергии, в то время как газотурбинная установка с комбинированным циклом (ПГУ) также использует парогенератор для увеличения количества производимой электроэнергии. В 2017 году ископаемое топливо произвело 64,5% электроэнергии во всем мире.

Эти электростанции надежно вырабатывают электроэнергию в течение длительных периодов времени и, как правило, дешевы в строительстве. Однако при сжигании топлива на основе углерода образуется большое количество углекислого газа, что приводит к изменению климата. Эти растения также производят другие загрязнители, такие как оксиды серы и азота, которые вызывают кислотные дожди.

Электростанция Коттам в Великобритании, которая использует уголь и газ для производства электроэнергии (Изображение: EDF Energy)

Сжигание ископаемого топлива для получения энергии вызывает значительное число смертей из-за загрязнения воздуха. Например, по оценкам, только в одном Китае 670 000 человек умирают преждевременно - каждый год из-за использования угля.

Установкам, работающим на ископаемом топливе, требуется очень большое количество угля, нефти или газа. Во многих случаях это топливо необходимо транспортировать на большие расстояния, что может привести к потенциальным проблемам с поставками.Цена на топливо исторически была нестабильной и может резко возрасти в периоды дефицита или геополитической нестабильности, что может привести к нестабильным затратам на производство электроэнергии и повышению потребительских цен.

Гидроэнергетика

Большинство крупных гидроэлектростанций вырабатывают электроэнергию, накапливая воду в обширных резервуарах за плотинами. Вода из резервуаров проходит через турбины для выработки электроэнергии. Плотины гидроэлектростанций могут генерировать большое количество электроэнергии с низким содержанием углерода, но количество площадок, подходящих для новых крупномасштабных плотин, ограничено. Гидроэлектроэнергия также может производиться русловыми электростанциями, но большинство рек, которые подходят для этого, уже освоены.

Плотина «Три ущелья» в Китае - самая большая в мире плотина гидроэлектростанций и самая большая в мире электростанция (Изображение: Le Grand Portage, CC BY-SA 2.0)

В 2017 году на гидроэнергетику приходилось 16% мирового производства электроэнергии.

Затопление водохранилищ за плотинами и замедление течения речной системы ниже плотины также может иметь серьезные последствия для окружающей среды и местного населения.Например, во время строительства крупнейшей в мире плотины гидроэлектростанций - плотины «Три ущелья» в Китае - около 1,3 миллиона человек были перемещены.
По количеству погибших в результате аварий гидроэнергетика - самый смертоносный источник энергии. Несчастным случаем с наибольшим числом погибших стало обрушение в 1975 году плотины Баньцяо в китайской провинции Хэнань, в результате которого, по официальным оценкам, погибло 171 000 человек, как прямых, так и косвенных.

Атомная энергетика

Ядерные энергетические реакторы используют тепло, выделяемое при расщеплении атомов, для генерации пара для вращения турбины.В процессе деления не образуются парниковые газы, и в течение всего жизненного цикла ядерной энергии образуются лишь очень небольшие количества. Атомная энергия является экологически чистой формой производства электроэнергии и не способствует загрязнению воздуха. В 2018 году ядерная энергия произвела 10,5% мировой электроэнергии.

Атомная электростанция Палюэль на севере Франции, одна из крупнейших в мире атомных электростанций (Изображение: Areva)

Атомные электростанции, как и электростанции, работающие на ископаемом топливе, очень надежны и могут работать в течение многих месяцев без перебоев, обеспечивая большое количество чистой электроэнергии, независимо от времени суток, погоды или сезона.

Ядерное топливо можно использовать в реакторе в течение нескольких лет благодаря огромному количеству энергии, содержащейся в уране. Мощность одного килограмма урана примерно равна 1 тонне угля.

В результате образуется соответственно небольшое количество отходов. В среднем реактор, снабжающий человека электроэнергией в течение года, создает около 500 граммов отходов - их можно было бы поместить в банку из-под газировки. Всего 5 граммов из этого количества используется ядерное топливо - эквивалент листа бумаги.Существует несколько стратегий управления использованным топливом, таких как прямая утилизация или переработка в реакторах для выработки более низкоуглеродной электроэнергии.

Ветровая и солнечная

Возобновляемые источники энергии, такие как ветер, солнечная энергия и малая гидроэнергетика, производят электроэнергию с низким уровнем выбросов парниковых газов на протяжении всего их жизненного цикла. В 2017 году ветряная и солнечная энергия производили 4,4% и 1,3% соответственно мировой электроэнергии. Они не производят электричество предсказуемо или постоянно из-за своей естественной зависимости от погоды. Производство электроэнергии от ветряных турбин зависит от скорости ветра, и если ветер слишком слабый или слишком сильный, электричество не производится вообще. Мощность солнечных панелей зависит от силы солнечного света, которая зависит от ряда различных факторов, таких как время суток и количество облачного покрова (а также количество пыли на панелях).

Другая проблема заключается в том, что может не хватить места или желания общественности разместить огромное количество турбин или панелей, необходимых для выработки достаточного количества электроэнергии.Это связано с тем, что энергия ветра или солнца является рассеянной, а это означает, что для выработки значительного количества электроэнергии требуется очень значительное количество земли.

Поскольку электроэнергию нелегко хранить, возобновляемые источники энергии должны поддерживаться другими формами производства электроэнергии. Самые большие батареи не могут работать в течение нескольких дней, не говоря уже о неделях, которые потребовались бы для резервного копирования возобновляемых источников энергии, чтобы обеспечить круглосуточное электроснабжение. Чтобы обеспечить стабильную подачу электроэнергии, газовые заводы все чаще предоставляют услуги резервного копирования электроэнергии из возобновляемых источников.Установки, работающие на природном газе, выделяют большое количество углекислого газа во время работы, и значительные количества метана часто выделяются во время добычи и транспортировки газа, и то и другое способствует изменению климата.

Биомасса

Электростанции, работающие на биомассе, работают аналогично газовым и угольным электростанциям. Вместо сжигания газа или угля установка работает на различных формах биомассы (например, специально выращенных деревьях, древесной щепе, бытовых отходах или «биогазе»). В 2017 году биомасса произвела 2.3% мировой электроэнергии.

Электростанция Drax в Великобритании частично заменила уголь импортной биомассой в качестве топлива для производства электроэнергии (Изображение: Andrew Whale, CC BY-SA 2.0)

Для производства биомассы может потребоваться много энергии, как с точки зрения производства самой биомассы, так и с точки зрения транспорта. Из-за этого требуемая энергия может быть больше, чем энергетическая ценность конечного топлива, а выбросы парниковых газов могут быть такими же или даже большими, чем выбросы от эквивалентного ископаемого топлива.Кроме того, для абсорбции выделяемого углекислого газа может потребоваться более 100 лет, что приводит к кратковременному увеличению выбросов.

Другие воздействия на окружающую среду, связанные с землепользованием и экологической устойчивостью, могут быть значительными. Кроме того, как и в случае с углем, использование биомассы может способствовать загрязнению воздуха и, таким образом, иметь негативные последствия для здоровья населения, проживающего на заводах по производству биомассы.

Что будет движущей силой нашего электрического будущего?

Электричество приобретает все большее значение.Если мы хотим решить проблему изменения климата и уменьшить загрязнение воздуха, нам нужно будет расширить использование всех низкоуглеродных источников энергии, важной частью которых является ядерная энергия.

Чтобы удовлетворить растущий спрос на устойчивую энергию, Всемирная ядерная ассоциация представила программу Harmony, которая ставит цель для ядерной энергетики производить не менее 25% электроэнергии до 2050 года. Это будет означать, что к тому времени производство ядерной энергии в мире должно будет утроиться. . Чтобы резко снизить уровень ископаемого топлива, ядерная и возобновляемая энергия должны работать вместе, чтобы обеспечить надежное, доступное и чистое энергоснабжение будущего.

Официальный документ Всемирной ядерной ассоциации "Тихий гигант" содержит дополнительную информацию о необходимости использования ядерной энергии в системе чистой энергии.


Вас также может заинтересовать

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *