Электричество как получают: КАК ПОЛУЧАЮТ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

КАК ПОЛУЧАЮТ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

КАК ПОЛУЧАЮТ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

Верходанов И.А. 1


1

Литвиновская Н.Ю. 1


1


Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение


Электричество имеет большое значение в нашей жизни. Почти все, что нас окружает, работает на электричестве. Например, бытовая техника у нас дома: телевизоры, стиральные машины, холодильники, компьютеры, лампочки для освещения. На улице за счет электрического тока ездят троллейбусы, трамваи, электрички, и, даже машины, используют электричество для управления и освещения дороги фарами. На заводах на электричестве работают станки, печи и другие сложные механизмы.



Так откуда же берется электричество, которое поступает к нам в дом по проводам?



В своей работе я изучу, как вырабатывается электричество на электростанциях: ТЭЦ, АЭС, гидроэлектростанция, ветроэлектростанция. Как по электрическим проводам, закрепленным на специальных опорах, электричество направляется в город, затем в каждый дом, в каждую квартиру.



В экспериментальной части докажу, как «маленький» генератор вырабатывает ток, которого будет достаточно для освещения домика.



Тема «Как получают электричество» мне особенно интересна, потому что, чтобы изготовить макеты, надо паять настоящие схемы.



Цель исследования: изучение возникновения электричества.



Задачи исследования:



  1. Изучить, как появляется электричество за счет преобразования энергии воды, ветра, солнца и газа.



  2. Понять, как устроен генератор, который вырабатывает электричество.



  3. Рассмотреть, как устроена батарейка (переносной источник энергии).



  4. Провести эксперименты: подключить игрушечный домик к генератору, который будет вырабатывать электрический ток, чтобы включить в домике освещение. Затем, таким же образом включить вентилятор.



  5. Изготовить самодельную батарейку из соленой воды и металлических пластинок.



Содержание работы:



Первое, что необходимо сделать: проанализировать учебную литературу. Из нее я узнал следующее: Электричество вырабатывается на электростанциях, затем по электрическим проводам, закрепленным на специальных опорах, направляется в город, затем в каждый дом, в каждую квартиру.



Электростанции



Электричество вырабатывается на электростанциях за счет преобразования энергии воды, ветра, солнца и газа в электрическую энергию (рис.1).



а б



в г



Рис.1 Электростанции: а – теплоэлектроцентраль (ТЭЦ), б — атомная электростанция, в – гидроэлектростанция, г – ветроэлектростанции.



Теплоэлектроцентраль (рис.1а), одна из самых распространенных станций, дает городу не только электричество, но и тепло для отопления домов зимой. Таких станций построено очень много. Как она работает? В большой печке сжигают газ, тот самый газ, на котором мы готовим еду в кухне, см. схему на рис.2. Газ нагревает котел с водой. Вода, нагреваясь, превращается в пар. Пар вращает турбину, а она в свою очередь вращает генератор, который и вырабатывает электрический ток. Электричество по линиям электропередачи направляется к нам в город. Дым от сгоревшего газа выходит в трубу, а пар охлаждаясь в градирне, превращаясь обратно в воду, возвращается в котел. Зимой эта горячая вода направляется в наши дома, для отопления квартир. Теперь мы видим, что механическая энергия вращения, превращается в электрическую энергию, в генераторе . [1, 4]



Рис.2. Схема работы ТЭЦ



Атомная электростанция (АЭС) сложнее предыдущей электростанции, см. рис.1б. Их меньше у нас в стране. Все дело в том, что в них не сжигают газ, а используют тепло от ядерной реакции (рис. 3). Получение такой ядерной энергии очень сложный процесс. На АЭС внутри реактора циркулирует обычная вода, очищенная от всех примесей. Реактор запускается, когда из его активной зоны извлекаются стержни, поглощающие нейтроны. Во время цепной реакции высвобождается большая тепловая энергия. Вода, циркулируя через активную зону, омывая топливные элементы, нагревается до 320 0С. Проходя внутри теплообменных трубок парогенератора, вода первого контура отдает тепло воде второго контура, не соприкасаясь с ней, что исключает попадание радиоактивных веществ за пределы реакторного зала. В остальном схема точно такая же, как и предыдущая. Вода второго контура превращается в пар. Пар с бешеной скоростью вращает турбину, а турбина приводит в движение электрогенератор, который вырабатывает электрический ток. Электричество по линиям электропередачи направляется к нам в город [1, 4].



Рис. 3 Схема работы АЭС



Гидроэлектростанция есть у нас в Перми (рис.1-в). В таких электростанциях используют энергию падающей воды. Для этого — строят поперек реки плотину. С ее высоты вода падает вниз и вращает турбину, а турбина вращает генератор, который вырабатывает электричество. Схема работы гидроэлектростанции показана на рис.4 [1, 4].



Рис. 4 Схема работы гидроэлектростанции



Ветроэлектростанции используют энергию ветра (рис.1-г). Такие электростанции не очень мощные. Ветер вращает лопасти вентилятора, похожие на лопасти самолета, только очень большие. А они уже вращают генератор (рис.5) [4].



Рис. 5 Схема работы ветроэлектростанции



Есть и другие электростанции, в которых ничего не вращается, и в них нет генератора. Это солнечные электростанции [4]. Энергия солнечного света преобразуется в электрическую в солнечных панелях, изготовленных из специального материала, который под воздействием солнечной энергии начинает вырабатывать электрический ток (рис.6).



Рис. 6 Схема работы солнечной электростанции



Устройство генератора



Так как же устроен генератор, который вырабатывает электричество?



Все мы знаем, что такое магнит, любой с ним сталкивался и играл. Магнит притягивает к себе металлические предметы. Магниты бывают разные: большие и маленькие, сильные и слабые [1].



Если в магнитное поле поместить рамку, сделанную из электрического провода, закрепить ее так, чтобы можно было вращать за ручку, то получится простейший генератор [1, 3]. Если вращать рамку, в ней возникнет электрический ток. И, если ток будет достаточно мощный, то им можно будет зажечь электрическую лампочку (рис.7). В настоящих генераторах используют вместо рамки очень длинный провод, намотанный на специальные катушки и за счет этого, генераторы получаются очень мощные.



Рис.7 Схема устройства генератора



Но что будет, если к генератору подвести электрический ток?



Если к генератору подвести электрический ток, то рамка начнет сама вращаться, то есть произойдет обратный эффект (рис.8). Такие устройства называются электродвигатели [1, 3]. Они так же бываю большими и маленькими, мощными и слабыми.



Рис.8 Схема устройства двигателя



Что делать, если источник энергии нужен переносной, а не связанный с розеткой проводами? Для этого существуют, всем нам знакомые, батарейки.



Батарейки



Батарейка — это, емкость в которой происходит химическая реакция. Самая простая батарейка состоит из цинкового стаканчика, графитового стержня и электролита между ними (рис.9).



Рис.9 Устройство батарейки



В процессе использования батарейки, химическая реакция разрушает ее изнутри и батарейка «садится», то есть разряжается. Чем больше мы нагружаем батарейку, тем сильнее химическая реакция и тем быстрее она разрядится [1, 2].



Самую простую батарейку можно изготовить дома [2]. Для этого необходимо взять два разных «металла»: гвоздик и монетка — это будут электроды (рис.10), а в качестве электролита можно использовать лимон.



Рис.10 Самодельная батарейка



Но надо учесть, что такая батарейка будет очень слабая и ее не хватит даже для того, чтобы загорелась лампочка. То, что электричество появилось, мы видим только на приборе, который называется вольтметр.



Еще самодельную батарейку можно изготовить из соленой воды и металлических пластинок (рис.11). Ее устройство очень простое. Имеется три баночки, наполненные простой соленой водой. В каждую из них опускаем по два электрода, изготовленных из металлических пластинок. Одна пластинка покрыта медью, а вторая — цинком.



Рис. 11 Самодельная батарейка



Вот такую батарейку я и продемонстрирую в экспериментальной части моей работы. А также проведу другие эксперименты: подключу игрушечный домик к генератору, который будет вырабатывать электрический ток, чтобы включить в домике освещение. И докажу следующее: механическая энергия вращения преобразуется в электрическую энергию, в генераторе.



Экспериментальная часть:



В первом эксперименте я подключу игрушечный домик к маленькой электростанции (рис.12). Буду вращать ручку, и маленький генератор будет вырабатывать ток, которого хватит, чтобы в домике заработало освещение.



Материалы для изготовления макета: картон, деревянные фанерки размером 90х170 мм, 70х165 мм, розетка, механизм от фонарика, провода, вилка, лампочки (5 шт.), клей.



Рис. 12 Первый эксперимент



Во втором эксперименте я подключу к электростанции вентилятор (рис.13). Мы увидим, как механическая энергии вращения в генераторе, преобразуется в электрическую, бежит по проводам к вентилятору, и в его двигателе, преобразуется обратно в энергию вращения.



Материалы для изготовления макета: картон, деревянные фанерки размером 95х210 мм, 70х165 мм, розетка, провода, вилка, клей, вентилятор, электродвигатель.



Рис.13 Второй эксперимент



В третьем эксперименте я подключу к батарейкам, по-очереди, все тот же домик и вентилятор (рис.14-а,-б).



Материалы для изготовления макета: картон, деревянные фанерки размером 95х210 мм, 70х165 мм, 90х170 мм, розетка, провода, вилка, клей, вентилятор, электродвигатель, лампочки (5 шт.), батарейки.



а б



Рис.14 Третий эксперимент



В следующем – четвертом эксперименте я продемонстрирую самодельную батарейку (рис.15-а). Берем баночки заполненные соленой водой. В каждую из них опускаем по два электрода, изготовленные из металлических пластинок. Одна пластинка покрыта медью, а вторая цинком.



Материалы для изготовления макета: картон Ø 20 мм, часовой механизм, лампочка (1 шт.), провода, три баночки с соленой водой, деревянная фанерка 75х330 мм для основания, медные и цинковые пластинки длиной 75 мм, клей.



а б



Рис.15 Четвертый эксперимент



Энергии этих трех батареек хватило, чтобы загорелась лампочка и пошли часы (рис.15-б).



Выводы



В своей работе я рассмотрел, как работают: ТЭЦ, АЭС, гидроэлектростанция, ветроэлектростанция. Схема работы ТЭЦ и АЭС в целом похожи: нагревается котел с водой, вода превращается в пар. Пар вращает турбину, а турбина вращает генератор, который и вырабатывает электрический ток. Электричество по линиям электропередачи направляется к нам в город. В одном случае сжигают газ, а, во втором — используют тепло от ядерной реакции. В гидроэлектростанциях используют энергию падающей воды для вращения турбины, а турбина вращает генератор, который вырабатывает электричество. В ветроэлектростанциях ветер вращает лопасти вентилятора, а они уже вращают генератор.



Во всех электростанциях реализуется следующее: механическая энергия вращения превращается в электрическую энергию, в генераторе. Но есть и другие электростанции, в которых ничего не вращается, и, в них нет генератора. Это — солнечные батареи. Они изготовлены из специального материала, и, под воздействием солнца вырабатывают электрический ток.



Далее в работе я рассмотрел устройство батарейки — переносного источника энергии. И как можно самую простую батарейку изготовить дома.



В практической части я провел несколько экспериментов. В первом эксперименте подключил игрушечный домик к «маленькой электростанции». «Маленький» генератор вырабатывает ток, которого достаточно для включения в доме электричества. Во втором — подключил к электростанции вентилятор. Механическая энергия вращения в генераторе, преобразуется в электрическую, бежит по проводам к вентилятору, и в его двигателе, преобразуется обратно в энергию вращения. В третьем эксперименте я подключил к батарейкам, по очереди, все тот же домик и вентилятор. В четвертом эксперименте я продемонстрировал самодельную батарейку. В каждую из трех баночек с соленой водой опустил по два электрода, изготовленные из металлических пластинок из меди и цинка.



В проведенных двух экспериментах, я подтвердил и наглядно продемонстрировал следующее: механическая энергия вращения в генераторе, преобразуется в электрическую. А также изготовил самодельную батарейку, энергии которой хватило, чтобы загорелась лампочка и пошли часы.



Но, у меня остались вопросы, на которые мне предстоит найти ответы:



Как протекает ядерная реакция? Какие АЭС есть у нас в стране? А еще мне интересно почему произошла авария в Чернобыле.



О, сколько нам открытий чудных



Готовит просвещенья дух,



И опыт – сын ошибок трудных,



И гений, парадоксов друг.



А.С. Пушкин



Список литературы



1 Ю.И. Дик, В. А. Ильин, Д.А. Исаев и др. /Физика: Большой справочник для школьников и поступающих в вузы / Издательство «Дрофа», 2000 год.



2 «Энциклопедия для детей от А до Я» / Издательство «Махаон», Москва, 2010.



3 А.А. Бахметьев/ Электронный конструктор «Знаток»/ Практические занятия по физике. 8, 9, 10, 11 классы.// Москва, 2005 год.



4 Получение и использование электрической энергии: [электронный ресурс] // Мир знаний. URL: http://mirznanii.com/info/id-9244

Просмотров работы: 9101

Электрический ток, откуда он берется и как добирается до наших домов? ⋆ Geoenergetics.ru

Уважаемые читатели и просто посетители нашего журнала! Мы достаточно много и довольно подробно пишем о том, какими способами, при помощи каких именно энергетических ресурсов, производится электроэнергия на электростанциях. Атом, газ, вода – были нашими с вами «героями», разве что до альтернативных , «зеленых» вариантов еще не успели добраться. Но, если присмотреться внимательно, рассказы были далеко не полными. Еще ни разу мы не пробовали отследить детально путь электроэнергии от турбины до наших с вами розеток, с тропинками на освещение наших населенных пунктов и дорог, на обеспечение работы многочисленных насосов, обеспечивающих комфорт наших с вами жилищ.

Дороги и тропинки эти отнюдь не просты, порой извилисты и многократно меняют направление, но знать, как они выглядят – обязанность каждого культурного человека XXI века. Века, облик которого во многом определяет покорившаяся нам электроэнергия, которую мы научились преобразовывать так, чтобы были удовлетворены все наши потребности – как в промышленности, так и в частном пользовании. Ток в проводах линий электропередач и ток в батарейках наших гаджетов – очень разные токи, но они остаются все тем же электричеством. Какие усилия приходится прилагать электроэнергетикам, инженерам, чтобы обеспечить мощнейшие токи сталеплавильных заводов и маленькие, крошечные токи, допустим, наручных часов? Сколько работы приходится проделывать всем тем, кто поддерживает систему преобразований, передачи и распределения электроэнергии, какими такими методами обеспечена стабильность этой системы? Чем «Системный Оператор» отличается от «Федеральной Сетевой Компании», почему обе этих компании были, есть и будут в России не частными а государственными?

Вопросов очень много, ответы на них надо знать, чтобы более менее представлять, зачем нам так много энергетиков и чем же они, грубо говоря, занимаются? Мы ведь настолько привыкли, что с электричеством в домах и в городах все в полном порядке, что про электроинженеров вспоминаем только тогда, когда что-то вдруг перестает работать, когда мы выпадаем из зоны привычного уровня комфорта. Темно и холодно – вот только тогда мы с вами и говорим об энергетиках, причем говорим такие слова, которые мы печатать точно не будем.

Мы уверены, что нам откровенно повезло – взяться за эту не простую, нужную, да еще и огромную тему согласился настоящий профессионал. Просим любить и жаловать – Дмитрий Таланов, Инженер с большой буквы. Знаете, есть такая страна – Финляндия, в которой звание инженера настолько значимо, что в свое время ежегодно издавался каталог с перечнем специалистов, его имеющих. Хотелось бы, чтобы и в России когда-нибудь появилась такая славная традиция, благо в наш электронно-интернетный век завести такой ежегодно обновляемый каталог намного проще.

Статья, которую мы предлагаем вашему вниманию по инженерному коротка, точна и емка. Конечно, обо всем, что написал Дмитрий, можно рассказать намного подробнее, и в свое время наш журнал начал цикл статей о том, как в XIX веке происходило покорение электричества.

Георг Ом, Генрих Герц, Андре-Мари Ампер, Алессандро Вольт, Джеймс Ватт, Фарадей, Якоби, Ленц, Грамм, Фонтен, Лодыгин, Доливо-Добровольский, Тесла, Яблочков, Депрё, Эдисон, Максвелл, Кирхгоф, братья Сименсы и братья Вестингаузы – в истории электричества много славных имен, достойных того, чтобы мы о них помнили. В общем, если кому-то хочется припомнить подробности того, как все начиналось, милости просим, а статья Дмитрия – начало совсем другой истории. Очень надеемся, что она вам понравится, а продолжение статей Дмитрия Таланова мы увидим в самое ближайшее время.

Уважаемого Дмитрия от себя лично – с дебютом, ко всем читателям просьба – не скупитесь на комментарии!

Что такое электрический ток, откуда он берется и как добирается до наших домов?

Для чего нам электроэнергия и насколько она помогает нам жить, может узнать каждый, обведя критическим взглядом свое жилище и место работы.

Первое, что бросается в глаза, это освещение. И верно, без него даже 8-часовой рабочий день превратился бы в муку. Добираться до работы во многих мегаполисах и так небольшое счастье, а если придется это делать в темноте? А зимой так и в оба конца! Газовые фонари помогут на главных магистралях, но чуть свернул в сторону, и не видно ни зги. Можно легко провалиться в подвал или яму. А за городом на природе, освещаемой только светом звезд?

Ночное освещение улицы, Фото: pixabay.com

Удалять жару из офисов, куда с трудом добрался, без электричества тоже нечем. Можно, конечно, открыть окна и обвязать голову мокрым полотенцем, но надолго ли это поможет. Качающим воду насосам тоже нужно электричество, или придется регулярно ходить с ведром на ручную колонку.

Кофе в офисе? Забудьте! Только если всем сразу и не часто, чтобы дым от сгорающего угля не отравил рабочую атмосферу. Или за дополнительную денежку получать из соседнего трактира.

Отправить письмо в соседний офис? Надо взять бумагу, написать письмо от руки, затем ножками отнести его. На другой конец города? Вызываем курьера. В другую страну? А вы знаете, сколько это будет стоить? К тому же ответа не ждите ранее полугода из соседних стран и от года до пяти из-за океана.

Вернулись домой, надо зажечь свечи. Читать при них – мучение для глаз, поэтому придется заняться чем-то другим. А чем? ТВ нет, компьютеров нет, смартфонов – и тех нет, ибо нечем их запитать. Лежи на лавке и гляди в потолок! Хотя рождаемость точно повысится.

К этому следует добавить, что все пластмассы и удобрения сейчас получают из природного газа на заводах, где крутятся тысячи моторов, приводимых в движение всё тем же электричеством. Отсюда список доступных удобрений сильно укорачивается до тех, которые можно приготовить из природного сырья в чанах, размешивая в них ядовитую жижу лопатками с ручным, водяным или паровым приводом. Как результат, сильно сжимается объем производимых продуктов.

О пластмассах – забудьте! Эбонит – наше высшее счастье из длинного списка. А из металлов самым доступным становится чугун. Из медицины на сцену в качестве главного орудия снова выступают стетоскоп и быстро ржавеющий скальпель. Остальное канет в Лету.

Продолжать можно долго, но идея должна быть уже понятна. Нам нужно электричество. Мы можем выжить без него, но что это будет за жизнь! Так откуда же появилось это волшебное электричество?

Открытие электричества

Все мы знаем физическую истину, что ничто никуда бесследно не исчезает, а только переходит из одного состояния в другое. С этой истиной столкнулся греческий философ Фалес Милетский в VII веке до н. э. обнаружив электричество как вид энергии, натирая кусок янтаря шерстью. Часть механической энергии при этом перешла в электрическую и янтарь (на древнегреческом «электрон») электризовался, то есть приобрел свойства притягивать легкие предметы.

Этот вид электричества сейчас называют статическим, и он нашел себе широкое применение, в том числе в системах очистки газов на электростанциях. Но в Древней Греции ему не нашлось применения и, если бы Фалес Милетский не оставил после себя записей о своих экспериментах, мы бы никогда не узнали, кто был тот первый мыслитель, заостривший свое внимание на виде энергии, являющейся едва ли не самой чистой среди всех, с которыми мы знакомы по настоящий день. Ею также наиболее удобно управлять.

Сам термин «электричество» – то есть «янтарность» – ввел в употребление Уильям Гилберт в 1600 году. С этого времени с электричеством начинают широко экспериментировать, пытаясь разгадать его природу.

Как результат, с 1600 по 1747 годы последовала череда увлекательных открытий и появилась первая теория электричества, созданная американцем Бенджамином Франклином. Он ввел понятие положительного и отрицательного заряда, изобрел молниеотвод и с его помощью доказал электрическую природу молний.

Далее в 1785 происходит открытие закона Кулона, а в 1800 году итальянец Вольта изобретает гальванический элемент (первый источник постоянного тока, предшественник нынешних батарей и аккумуляторов), представлявший собой столб из цинковых и серебряных кружочков, разделённых смоченной в подсоленной воде бумагой. С появлением этого, стабильного по тем временам, источника электричества новые и важнейшие открытия быстро следуют одно за другим.

Майкл Фарадей, читающий рождественскую лекцию в Королевском институте. Фрагмент литографии, Фото: republic.ru

В 1820 году датский физик Эрстед обнаружил электромагнитное взаимодействие: замыкая и размыкая цепь с постоянным током, он заметил цикличные колебания стрелки компаса, расположенной вблизи проводника. А в 1821 году французский физик Ампер открыл, что вокруг проводника с переменным электрическим током образуется переменное электромагнитное поле. Это позволило уже Майклу Фарадею в 1831 году открыть электромагнитную индукцию, описать уравнениями электрическое и магнитное поле и создать первый электрогенератор переменного тока. Фарадей вдвигал катушку с проводом в намагниченный сердечник и в результате в обмотке катушки появлялся электрический ток. Фарадей также придумал первый электродвигатель – проводник с электрическим током, вращающийся вокруг постоянного магнита.

Всех участников «гонки за электричеством» невозможно упомянуть в этой статье, но результатом их усилий явилась доказуемая экспериментом теория, детально описывающая электричество и магнетизм, в соответствии с которой мы производим сейчас всё, что требует электричества для своего функционирования.

Постоянный или переменный ток?

В конце 1880-х годов, еще до появления мировых стандартов на производство, распределение и потребление промышленной электроэнергии, разразилась битва между сторонниками использования постоянного и переменного тока. Во главе противостоящих друг другу армий встали Тесла и Эдисон.

Оба были талантливыми изобретателями. Разве что Эдисон обладал куда более развитыми способностями к бизнесу и к моменту начала «войны» успел запатентовать множество технических решений, в которых использовался постоянный ток (в то время в США постоянный ток являлся стандартом по умолчанию; постоянным называется ток, направление которого не меняется по времени).

Но была одна проблема: в те времена постоянный ток было очень трудно трансформировать в более высокое или низкое напряжение. Ведь если сегодня мы получаем электроэнергию напряжением 240 вольт, а наш телефон требует 5 вольт, мы втыкаем в розетку универсальную коробочку, которая преобразует что угодно во что угодно в нужном нам диапазоне, используя современные транзисторы, управляемые крошечными логическими схемами с изощренным программным обеспечением. А что можно было сделать тогда, когда до изобретения самых примитивных транзисторов оставалось еще 70 лет? И если по условиям электрических потерь требовалось повысить напряжение до 100’000 вольт, чтобы доставить электроэнергию на расстояние 100 или 200 километров, любые столбы Вольта и примитивные генераторы постоянного тока оказывались бессильны.

Понимая это, Тесла выступал за переменный ток, трансформация которого в любые уровни напряжения не представляла труда и в те времена (переменным считается ток, величина и направление которого периодически меняются со временем даже при неизменном сопротивлении этому току; при частоте сети 50Гц это происходит 50 раз в секунду). Эдисон же, не желая терять патентные отчисления себе, развернул кампанию по дискредитации переменного тока. Он уверял, что этот вид тока особо опасен для всего живого, и в доказательство публично убивал бродячих кошек и собак, прикладывая к ним электроды, соединенные с источником переменного тока.

Эдисон проиграл битву, когда Тесла предложил за 399’000 долларов осветить весь город Буффало против предложения Эдисона сделать то же за 554’000 долларов. В день, когда город осветился электричеством, полученным от станции, расположенной у Ниагарского водопада и вырабатывающей именно переменный ток, компания General Electric выкинула постоянный ток из рассмотрения в своих будущих бизнес-проектах, полностью поддержав своим влиянием и деньгами переменный ток.

Томас Эдисон (США), Рис.: cdn.redshift.autodesk.com

Может показаться, что переменный ток навсегда завоевал мир. Однако у него имеются наследственные болячки, растущие из самого факта переменности. Прежде всего это электрические потери, связанные с потерями в индуктивной составляющей проводов ЛЭП, которые используются для передачи электроэнергии на большие расстояния. Эти потери в 10-20 раз превышают возможные потери в тех же самых ЛЭП в случае протекания по ним постоянного тока. Плюс сказывается повышенная сложность синхронизации узлов энергосистемы (для пущего понимания, скажем, отдельных городов), ведь для этого требуется не только выровнять напряжения узлов, но и их фазу, ибо переменный ток представляет собой волну синусоиды.

Отсюда видна и значительно большая приверженность к «качаниям» узлов по отношению к друг другу, когда напряжение-частота начинают меняться вверх-вниз, на что обычный потребитель обращает внимание, когда у него в квартире мигает свет. Обычно это предвестник конца совместной работы узлов: связи между ними рвутся и какие-то узлы оказываются с дефицитом энергии, что ведет к снижению в них частоты (т.е. к снижению скорости вращения тех же электродвигателей и вентиляторов), а какие-то с избытком энергии, приводящем к опасному повышению напряжения по всему узлу, включая наши розетки с подключенными к ним устройствам. А при достаточно большой длине ЛЭП, что, к примеру, критично для РФ, начинают проявляться и другие портящие настроение электрикам эффекты. Не вдаваясь в детали, можно указать, что передавать электроэнергию переменного тока по проводам на сверхдальние расстояния становится трудно, а иногда и невозможно. Для сведения, длина волны частотой 50 Гц составляет 6000 км, и при приближении к половине этой длины – 3000 км – начинают сказываться эффекты бегущих и стоячих волн плюс эффекты, связанные с резонансом.

Эти эффекты отсутствуют при использовании постоянного тока. А значит, повышается стабильность работы энергосистемы в целом. Принимая это во внимание, а также то, что компьютеры, светодиоды, солнечные панели, аккумуляторы и многое другое используют для своей работы именно постоянный ток, можно заключить: война с постоянным током еще не проиграна. Современным преобразователям постоянного тока на любые используемые сегодня мощности и напряжения осталось совсем немного, чтобы сравняться в цене с привычными человечеству трансформаторами переменного тока. После чего, видимо, начнется триумфальное шествие по планете уже постоянного тока.

Фото: itc.ua

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Российские ученые нашли способ получать электричество из шума

2021-03-11T20:38

2021-03-11T20:07

https://cdn2.img.crimea.ria.ru/images//society/20210311/1119347561/Rossiyskie-uchenye-nashli-sposob-poluchat-elektrichestvo-iz-shuma.html

https://cdn2.img.crimea.ria.ru/images//111830/95/1118309516.jpg

РИА Новости Крым

https://crimea.ria.ru/i/ria_logo-blue.png

РИА Новости Крым

СИМФЕРОПОЛЬ, 11 мар – РИА Новости Крым. Сотрудники Самарского национального исследовательского университета придумали, как из шума получать электроэнергию. Об этом пишет РИА Новости.

«Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика Королева разработали опытную установку для утилизации шума и получения из него дополнительной электроэнергии», — говорится в сообщении пресс-службы вуза.

Специалисты отметили, что такие установки можно будет использовать в выхлопных системах мощных двигателей железнодорожных локомотивов, крупных морских судов или поршневых компрессоров.

Ученые нашли загадочных животных в глубине антарктических льдов

«Основной смысл нашей идеи — использовать энергию звуковых волн, которые распространяются в выхлопных системах различных энергетических установок — двигателей и компрессоров. Обычно для глушения шума в выхлопных системах используются различные методы поглощения энергии. Мы же предлагаем эту энергию утилизировать, использовать ее, тем самым мы одновременно уменьшаем уровень шума выхлопной системы и получаем из утилизируемых звуков дополнительную электрическую энергию, пусть и небольшую, но все же», – рассказал старший преподаватель кафедры теплотехники Самарского университета Артем Шиманов.

Ученые нашли новый способ очистки техногенных вод

По его словам, разработка не только сделает двигатели менее шумными и более безопасными для здоровья людей, но и сами двигатели за счет этого должны стать в целом меньше и легче.

Ученые планируют в следующем году изготовить демонстрационный образец установки с волноводом из металла, и начать работу по внедрению этой разработки на практике.

Ранее сайт РИА Новости Крым сообщал, что в Испании нашли способ вырабатывать электроэнергию из апельсинов.

Жители Техаса получили огромные счета за электричество из-за холодов

https://ria.ru/20210219/tekhas-1598244857.html

Жители Техаса получили огромные счета за электричество из-за холодов

Жители Техаса получили огромные счета за электричество из-за холодов

Некоторые жители Техаса начали получать счета за электричество на тысячи долларов на фоне экстремальных холодов, сообщает в пятницу телеканал WFAA. РИА Новости, 19.02.2021

2021-02-19T21:21

2021-02-19T21:21

2021-02-19T22:12

сша

техас

в мире

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn22.img.ria.ru/images/07e5/02/13/1598121220_0:0:3004:1689_1920x0_80_0_0_bc0a46c788ee51f51743a0bc78a90e76.jpg

МОСКВА, 19 фев — РИА Новости. Некоторые жители Техаса начали получать счета за электричество на тысячи долларов на фоне экстремальных холодов, сообщает в пятницу телеканал WFAA.Речь идет о тех, кто подписан не на фиксированный тариф, каковых потребителей большинство, а на плавающие тарифы, зависящие от рыночной цены на электричество.Причина больших счетов в том, что из-за повышенного спроса оптовая стоимость электроэнергии подскочила с $50 до $9000, сообщает телеканал. В США в домах обычно нет отопления, обогрев осуществляется системой кондиционирования.Один из жителей штата сообщил о том, что получил счет на 1000 долларов, при том что он поддерживал температуру в жилье площадью 65 квадратных метров на уровне всего около 16 градусов.Аномально холодная и снежная погода установилась в целом ряде регионов США. В Техасе и других штатах непогода привела к массовым отключениям электричества, приостановке работы НПЗ и других предприятий. Почти 50 человек стали жертвами непогоды.

https://ria.ru/20210219/morozy-1598118150.html

сша

техас

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn24.img.ria.ru/images/07e5/02/13/1598121220_0:0:2732:2048_1920x0_80_0_0_aac04601da299110cf7cf8c620c41cba.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, техас, в мире

МОСКВА, 19 фев — РИА Новости. Некоторые жители Техаса начали получать счета за электричество на тысячи долларов на фоне экстремальных холодов, сообщает в пятницу телеканал WFAA.

Речь идет о тех, кто подписан не на фиксированный тариф, каковых потребителей большинство, а на плавающие тарифы, зависящие от рыночной цены на электричество.

Причина больших счетов в том, что из-за повышенного спроса оптовая стоимость электроэнергии подскочила с $50 до $9000, сообщает телеканал. В США в домах обычно нет отопления, обогрев осуществляется системой кондиционирования.

Один из жителей штата сообщил о том, что получил счет на 1000 долларов, при том что он поддерживал температуру в жилье площадью 65 квадратных метров на уровне всего около 16 градусов.

Еще одна семья сообщила о счете на 3800 долларов, в то время как за весь прошлый год она заплатила за электроэнергию 1200 долларов. А один техасец получил счета на 17 тысяч долларов, хотя в прошлом месяце заплатил всего $660.

Аномально холодная и снежная погода установилась в целом ряде регионов США. В Техасе и других штатах непогода привела к массовым отключениям электричества, приостановке работы НПЗ и других предприятий. Почти 50 человек стали жертвами непогоды.

19 февраля, 08:47

Россиянка спасла американскую семью от замерзания в Техасе

получать электричество из грязи и заряжать самокаты энергией волн

В Образовательном центре завершилась научно-технологическая программа «Большие вызовы-2020». Участники двух финальных треков «Освоение Арктики и Мирового океана» и «Современная энергетика» представили экспертам направлений результаты пяти проектов. Перед защитой ребята вышли в прямой эфир из лаборатории и рассказали о своих исследованиях и каким видят наукоград будущего. Школьники предложили свои идеи для внедрения на федеральной территории «Сириус».

Челлендж «Идеи для города Сириус» стартовал в ноябре 2020 года. Его запустили участники первого трека программы – направления «Нанотехнологии». Юные исследователи выступили с предложением внести свой вклад в развитие федеральной территории. Так, представители каждого из двенадцати направлений программы предлагали на протяжении шести месяцев свои идеи, которые можно внедрить в новом городе. В июле 2021 года экспертный комитет выберет лучшие из них для реализации.

Энергия волн для зарядки самокатов

Евгения Косицына, Белгородская область

– В нашем проекте мы изучали новые варианты применения возобновляемых источников энергии на Черноморском побережье. Хотим, чтобы в Сириусе активно внедрялись именно они. К примеру, с помощью нашей волновой электростанции можно преобразовывать энергию волн и использовать ее для освещения улиц и зарядки электрического транспорта. Это отличный способ популяризировать альтернативные источники энергии и заботу об экологии.

Очистка сточных вод с помощью бактерий

Анастасия Куракина, Ульяновская область

– Мы думали, как наше исследование может принести пользу федеральной территории. Предлагаем в Сириусе одним из этапов очистки сточных вод сделать наши микробные топливные элементы в совокупности с традиционными методами. Мы с участниками команды провели расчет и получилось, что от грязи с помощью наших очистных батарей мы можем запитать около 10 стиральных машин, целую мини-прачечную. Это классный способ фильтровать сточные воды и получить дешевую энергию от бактерий, которые производят электричество, питаясь органикой.

Цифровая модель атомной станции

Семен Зимин, Ставропольский край

– Мы предлагаем образовательный проект для Университета «Сириус» или Образовательного центра. С помощью наших разработок возможно создать цифровой двойник атомной станции малой мощности и ее систем безопасности. Модель позволит учиться и отрабатывать различные сценарии, штатные и нештатные ситуации студентам и молодым специалистам, будущим сотрудникам предприятий атомной отрасли.

Роботы-уборщики для пляжей Сириуса

Анна Федотова, Ульяновск

– Предлагаем две идеи для решения экологических проблем. Первая – наши автоматизированные модели буксиров умеют двигаться во всех направлениях как маленькие вездеходы и могут ежедневно собирать мусор на побережье. Вторая – использовать небольшие безэкипажные судна для экологического мониторинга. Их можно снабдить специальной аппаратурой, чтобы собирать пробы воды и оценивать ситуацию в акватории.

Экологический мониторинг побережья

Варвара Столова, Удмуртская Республика

– Наша команда предлагает использовать спутниковые данные для мониторинга экологического состояния. Через Черноморское побережье проходит много судов, в том числе катеров, которые в штатном режиме могут сбрасывать нефтепродукты и оказывать влияние на локальные экосистемы. С помощью спутников мы можем быстро фиксировать эти изменения, чтобы избежать негативных последствий, и находить места несанкционированного сброса сточных вод, что тоже невероятно актуально.

Все идеи для города Сириус

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).

На добычу биткоина уходит огромное количество электроэнергии. И чем он дороже, тем больше

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

На электричестве, которое тратится в год на майнинг биткойнов, все чайники Британии могли бы работать 27 лет

Исследователи из Кембриджского университета пришли к выводу, что на годовое производство биткоинов требуется больше электроэнергии, чем его потребляет такая страна, как Аргентина.

Дело в том, что «майнинг» криптовалюты включает в себя активную работу компьютеров, которые проверяют все мировые транзакции с ней и затрачивают при этом много электроэнергии.

Много — это, по выкладкам ученых, 121,36 тераватт-часов в год, и эти показатели едва ли снизятся, если только не рухнет сама криптовалюта.

Однако пока что стоимость биткоина подскочила до 48 тыс. долларов на волне сообщений о том, что компания Tesla вложила полтора миллиарда долларов в криптовалюту и намерена в будущем принимать ее к оплате.

Более того, повышение стоимости биткоина подталкивает «добытчиков» к тому, чтобы включать в свои майнинговые сети все больше компьютеров, что, в свою очередь, ведет к увеличению потребления электроэнергии.

Для примера, энергии, затрачиваемой на годовой майнинг криптовалюты, хватило бы на то, чтобы все чайники Великобритании кипели 27 лет.

С другой стороны, признают эксперты, электричества, которое потребляют в год все не работающие, но не выключенные из электросети приборы Америки, хвватило бы на год работы всей биткоиновой сети.

Добыча биткоинов

Для майнинга криптовалюты компьютеры, часто специализированные, объединяются в специальные сети.

В их задачу входит подтверждение транзакций, когда люди посылают или получают биткоины.

Этот процесс включает решение определенных задач, что само по себе не является составной частью поверки движения криптовалюты, но обеспечивает определенную защиту от возможного мошеннического редактирования глобального списка таких транзакций.

В качестве награды майнеры периодически, часто по принципу лотереи, получают небольшое вознаграждение в биткоинах.

Для увеличения прибыли люди часто подключают к такой сети большое количество компьютеров, иногда целые «фабрики».

Поскольку компьютеры решают задачи практически безостановочно, они потребляют много электроэнергии.

Специалисты из Кембриджского центра альтернативного финансирования, разработавшие онлайн-программу, которая рассчитывает потребление электроэнергии на производство криптовалют, говорят, что компьютеры, по всему миру добывающие криптовалюту, работают с разной эффективностью.

Но взяв за основу среднюю цену за киловатт-час электроэнергии и потребление энергии сетью компьютеров, которые занимаются майнингом, можно вычислить, сколько электричества расходуется на производство биткоинов в заданную единицу времени.

Эко-загадка

«Биткоин по сути анти-экономичен, — утверждает автор книги «Нападение 50-футового блокчейна» (Attack of the 50 Foot Blockchain) Дэвид Джерард, — так что более экономичная аппаратура для майнинга не поможет, ей придется соревноваться с другой, столь же экономичной. А это, в свою очередь, означает, что затраты энергии на производство биткоинов, и, стало быть, выбросы в атмосферу углекислого газа, будут лишь бесконечно расти. И очень плохо, что вся эта энергия тратится по сути дела на игру в лотерею».

В понедельник, после того как компания Tesla объявила, что инвестирует средства в криптовалюту, стоимость биткоинов вновь подскочила.

При этом аналитики усмотрели в таких инвестициях противоречие с прежней экологической позицией компании.

«Илон Маск одним махом перечеркнул хорошую работу по промотированию чистой энергии, которую вела Tesla, и это очень плохо, — считает Джерард. — Не представляю, как он сможет теперь отыграть назад».

«Tesla получила в прошлом году экологические субсидии на полтора миллиарда долларов, и все за счет налогоплательщиков, — продолжает писатель. — А потом сделала разворот и потратила полтора миллиарда на биткоины, которые добываются с помощью электричества, вырабатываемого при сжигании угля. Так что эти субсидии стоило бы пересмотреть».

Джерард в связи с этим предлагает ввести углеродный налог на криптовалюту, который частично уравновесил бы ущерб от потребления электроэнергии.

Как производится электричество? | Как работает электричество?

Какие источники питания зеленые?

Энергия, вырабатываемая из возобновляемых источников, таких как гидро-, ветровая, солнечная и геотермальная, является зеленой. В отличие от ископаемого топлива эти источники энергии не истощают природные ресурсы. Они также являются более чистыми источниками энергии, которые не загрязняют окружающую среду выбросами углерода.

Хотя возобновляемые источники энергии лучше для здоровья нашей планеты, они обычно стоят больше, чем другие источники энергии, поэтому большая часть нашей электроэнергии не вырабатывается из зеленых источников.

Продукт JustGreen Power компании

Just Energy позволяет гарантировать, что до 100% потребляемой вами электроэнергии вырабатывается из возобновляемых источников.

Узнать больше
Ежегодное экологическое раскрытие
Ежеквартальное экологическое раскрытие

Хотя варианты зеленой энергии Just Energy доступны на большинстве рынков, которые мы обслуживаем, они пока доступны не на всех наших рынках. Посмотрите, на каких рынках мы в настоящее время предлагаем варианты зеленой энергии.

Хотите узнать больше об электричестве? Ознакомьтесь с нашей серией образовательных статей с часто задаваемыми вопросами об электричестве.

Раскрытие экологической информации

Заявление об охране окружающей среды штата Иллинойс
Заявление об охране окружающей среды штата Делавэр

Источники: «Электричество — вторичный источник энергии». Университет Лихай,

1. «Электроэнергия — вторичный источник энергии». Университет Лихай, http://www.ei.lehigh.edu/learners/energy/readings/electricity.pdf

2.«Наука об электричестве». Факторы, влияющие на цены на бензин — объяснение энергии, ваше руководство по пониманию энергетики — Управление энергетической информации, www.eia.gov/energyexplained/electricity/the-science-of-electricity.php

3. «Уголь и электроэнергия». Всемирная угольная ассоциация, 17 апреля 2018 г., www.worldcoal.org/coal/uses-coal/coal-electricity

4. «Как электроэнергия доставляется потребителям». Факторы, влияющие на цены на бензин — объяснение энергии, ваш путеводитель по энергетике — Управление энергетической информации, www.eia.gov/energyexplained/electricity/delivery-to-consumers.php

5. Перлман, Ховард и Геологическая служба США. «Гидроэнергетика: как это работает». Адгезионные и когезионные свойства воды, Школа водных наук Геологической службы США, water.usgs.gov/edu/hyhowworks.html.

6. «Электросчетчики». Министерство энергетики, www.energy.gov/energysaver/appliances-and-electronics/electric-meters.

Как производится электричество | Endesa

Гидроэнергетика

Исследование НАСА утверждает, что происхождение жизни может быть найдено в электричестве, вырабатываемом естественным путем на морском дне около 4000 миллионов лет назад.Вода и движение — это источник жизни и, следовательно, источник энергии.

Наши предки знали это и использовали течения в реках для перемещения больших мельниц. Более совершенные версии этих водяных мельниц используются на гидроэлектростанциях. Плотина перекрывает реку бетонной стеной, затопляя территорию вокруг завода и создавая искусственное озеро. Удерживаемая вода таит в себе огромную потенциальную энергию.

Вода — одна из самых сильных и могущественных сил природы.Этот поток можно преобразовать в кинетическую энергию (энергию движущегося тела). Под действием силы тяжести вода движется вниз по серии больших труб, называемых затворами. Это заставляет лопасти турбин быстро вращаться.

Турбины поставляют механическую энергию электрогенераторам завода. Трансформатор увеличивает электрическую мощность и передает ее в электросеть, которая затем подает питание на ваш телевизор или стиральную машину.

Приливная энергия

Менее известный вариант гидроэлектрической энергии в приливной энергии.

В этой системе используется вертикальное движение морской воды, вызванное гравитационной силой луны и солнца на море. Приливы и отливы создают приливную силу.

В настоящее время существует три различных типа приливных электростанций:

  • Приливные заграждения: построенные в устьях рек, приливные заграждения очень похожи на гидроэлектростанции. Они используют потенциальную энергию, генерируемую разницей в высоте между приливом и отливом. Несмотря на то, что они производят большое количество энергии, строительство и обслуживание этих объектов обходятся довольно дорого.
  • Генераторы приливных потоков: приливные потоки приводят в действие ряд осевых турбин, подобных ветряным, которые вырабатывают механическую энергию. Это самый простой и экономичный метод с наименьшим воздействием на природу. Поскольку не нужно строить плотину, это не меняет экосистему в море.
  • Динамическая приливная сила: этот метод является чисто теоретическим, так как он никогда не применялся успешно. Он будет сочетать два описанных выше метода. Для этого у побережья и дальше к морю будут построены плотины, создавая Т-образную структуру, которая, с одной стороны, сохранит силу приливов, а с другой — энергию отливов.

Приливная энергия возникает из-за движения воды, вызванного циклом прилива / отлива.

Геотермальная энергия

Выйдя из воды на сушу, дайте нам знать, взгляните на геотермальную энергию, систему, которая использует тепло, накопленное внутри земли, в горячих камнях и / или горячих источниках.

Тепловая энергия, содержащаяся под нашими ногами, огромна. Просто копнув на глубину около 10 метров, мы обнаружим, что температура составляет около 17 ° C в год из-за тепловой инерции почвы.

Чтобы использовать эту энергию, геотермальные тепловые насосы используются для извлечения тепла из земли или передачи тепла в нее, в зависимости от того, является ли цель нагревом или охлаждением воздуха или нагреванием воды.

Один из самых точных методов — закачать жидкую воду глубоко в землю, чтобы поднять ее температуру; вода превращается в пар и возвращается на завод, неся много энергии, готовой к преобразованию в электричество.

Эту энергию можно использовать для разных целей в зависимости от характеристик источника:

  • Ресурсы при высоких температурах (более 150 ° C) используются для генерации света.
  • При температуре ниже 100 ° C они используются для подачи электроэнергии в системы отопления / кондиционирования воздуха.
  • При очень низких температурах (ниже 30 ° C) используются непосредственно для нагрева воды.

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 ископаемое топливо произвело 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 производства 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 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 нехватки или геополитической нестабильности, что может привести к нестабильным затратам на генерацию 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 — крупнейшая в мире плотина гидроэлектростанций и крупнейшая 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 гидроэлектростанции — 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, прямо и косвенно погибло 171 000 человек.

Атомная энергетика

Ядерные энергетические реакторы используют тепло, выделяемое при расщеплении атомов, для выработки пара для привода 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 потребуются для резервного копирования возобновляемых источников энергии, чтобы обеспечить круглосуточное снабжение электроэнергией. 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 значительное количество метана часто выделяется 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 ядерная генерация должна будет утроиться во всем мире. . 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

Что такое электричество?

Вы могли задаваться вопросом в тот или иной момент; что такое на самом деле электричество?

Трудно сбежать; смотрите ли вы на природу и наблюдаете, как надвигается гроза с ее красивыми, но мощными ударами молний.Или вы просто идете на кухню, включаете свет и открываете холодильник; электричество — это часть нашей повседневной жизни.

Но чтобы по-настоящему понять, что такое электричество, нам нужно взглянуть на науку, лежащую в основе его на атомном уровне.

Все начинается с атомов

Атомы — это маленькие частицы, проще говоря, они являются основными строительными блоками всего, что нас окружает, будь то наши стулья, столы или даже наше собственное тело. Атомы состоят из еще более мелких элементов, называемых протонами, электронами и нейтронами.

Когда электрические и магнитные силы перемещают электроны от одного атома к другому, образуется электрический ток.

Посмотрите это видео, чтобы увидеть электроны в действии.

Как производится электричество?

Во-первых, для выработки электроэнергии вам понадобится источник топлива, например уголь, газ, гидроэнергия или ветер.

В Австралии большая часть электроэнергии вырабатывается с использованием традиционных видов топлива, таких как уголь и природный газ, при этом около 14 процентов приходится на возобновляемые источники энергии. 1

Независимо от выбранного топлива, большинство генераторов работают по одному и тому же проверенному принципу: поверните турбину так, чтобы она вращала магниты, окруженные медной проволокой, чтобы получить поток электронов через атомы, который, в свою очередь, генерирует электричество.

Уголь и газ работают аналогично; они оба сжигаются, чтобы нагреть воду, которая создает пар и вращает турбину.

Возобновляемые источники энергии, такие как гидроэнергетика и ветер, работают несколько иначе: вода или ветер используются для вращения турбины и выработки электроэнергии.

Солнечные фотоэлектрические панели используют другой подход: они вырабатывают электроэнергию, преобразуя солнечное излучение в электричество с помощью полупроводников.

Электростанции перерабатывают топливо в электричество

Уголь и газ сжигаются для нагрева воды и превращения ее в пар.

Затем пар под очень высоким давлением используется для вращения турбины.

Вращающаяся турбина заставляет большие магниты вращаться внутри катушек из медной проволоки — это называется генератором.

Движущиеся магниты заставляют электроны в проводах перемещаться из одного места в другое, создавая электрический ток и производя электричество.

Электроэнергия уходит в сеть

В Австралии мы получаем электроэнергию через сложную сетевую сеть.

Электричество оставляет генераторы и перемещается по проводам в сетевой сети к домам и предприятиям по всей стране. К тому времени, когда электричество дойдет до вас, оно, скорее всего, пройдет сотни километров по сети.

Национальный рынок электроэнергии Австралии или NEM является крупнейшей объединенной энергосистемой в мире.

Интересует, как вы используете энергию дома? Если у вас есть цифровой интеллектуальный счетчик, вы можете отслеживать его использование через Моя учетная запись или через приложение Origin.

Список литературы

Согласно анализу от Origin Energy, данные включают всю Австралию: национальный рынок электроэнергии (QLD, NSW, Vic, SA, TAS), а также Западную Австралию и Северную территорию, но не включают Mt Isa.Данные встроенной генерации получены из отчета о состоянии энергетического рынка за 2014 год, Австралийского регулятора энергетики, данных WA за 2012 год от Грега Рутвена, 2012 год, брифинга «Заявление о возможностях» перед запуском, Независимого оператора рынка за 2012 год и NT FY13; данные Ассоциации энергоснабжения Австралии 2012 г., Электричество Газ Австралия 2014 г.

9 необычных способов производства электроэнергии

Мы рыскали в Интернете и собрали десять самых необычно интересных способов производства электроэнергии.Как видно из нашего списка, производство энергии может быть запутанным процессом, поэтому вы можете оставить грязную работу профессионалам. Надеемся, что в будущем коммунальные предприятия смогут использовать некоторые из этих методов в качестве альтернативы традиционным источникам энергии.

Когда лук выжимается, его сок можно превратить в метан. Затем метан можно использовать для производства электроэнергии. Это уже делается в некоторых странах, и по крайней мере одна калифорнийская компания экономит более полумиллиона долларов на счетах за электроэнергию, внедряя этот метод (компания также занимается оптовой торговлей луком).

Кинетическая энергия также может использоваться для производства электричества. Эта концепция была реализована в различных европейских ночных клубах. Когда гости ночного клуба танцуют, их движения могут производить достаточно электричества, чтобы не выключать свет и играть музыку. Фактически, эта технология в настоящее время разрабатывается, так что генераторы кинетической энергии могут быть размещены в других общественных местах, включая дороги и детские площадки.

Аналогичным образом тепло выхлопных газов автомобиля можно использовать для выработки электроэнергии.В городах с интенсивным движением этот метод может показаться особенно многообещающим. По сути, разницу температур в разных трубах можно использовать для создания значительного количества энергии. Затем тепло можно преобразовать в электричество с помощью термоэлектрического генератора.

Тепло тела — еще один потенциальный источник электричества. В Швеции, например, компания придумала способ использования тепла тела для снижения затрат на энергию за счет использования теплообменников в системах вентиляции поездов. Во-первых, системы вентиляции преобразуют тепло тела в горячую воду.Затем горячая вода используется для согрева пассажиров и персонала. Более того, широко распространено сообщение о снижении затрат на электроэнергию на впечатляющие 25 процентов.

Не менее любопытен и другой метод, связанный с потением, — это носимые устройства, при которых люди носят куртки, использующие тепло тела. Затем захваченное тепло можно использовать для зарядки электронных устройств, таких как мобильные телефоны и планшеты.

Мысль о взрывающихся озерах может вызывать в воображении образы из научно-фантастических фильмов, но таких озер действительно существует.В этих озерах есть резервуары, состоящие из углекислого газа и метана, которые иногда выбрасывают горячий газ и воду. Например, правительство Руанды использовало газ из одного из этих озер для создания впечатляющего количества энергии.

Хотя идея поначалу может показаться неприятной (и вонючей), отходы животноводства можно использовать для производства электроэнергии. Этот процесс обычно называют регенерацией биогаза. В основном, навоз помещается в обогреваемый резервуар и превращается в газ.Затем газ можно использовать для питания генератора, производя при этом более чистую энергию.

Флуоресцентный белок, который заставляет медузу светиться, можно использовать для высвобождения электронов и, в конечном итоге, для производства электричества. Как ни странно, эта технология может принести непосредственную пользу медицинской сфере. Например, топливные элементы, изготовленные из белка медузы, можно использовать для питания крошечных устройств, которые затем можно использовать для обнаружения и лечения определенных заболеваний.

Еще один крутой способ генерировать электричество — это педаль.Когда велотренажер присоединен к генератору, электричество, генерируемое педалями, может питать небольшие приборы и бытовую электронику. Фактически доказано, что мощность педали генерирует достаточно электроэнергии для питания блендеров, сотовых устройств и даже стиральных машин. Энтузиасты DIY серьезно отнеслись к этому виду выработки энергии, потому что он сокращает использование ископаемого топлива, давая вам кардиотренировку.

Мусор — одна из самых острых проблем современности. Поскольку мусор продолжает накапливаться с большой скоростью, люди продолжают потреблять и выбрасывать все больше и больше материалов.Возможность использовать мусор для производства электроэнергии может быть экологически чистой и экономически выгодной. Фактически, армия США использовала генераторы, работающие на мусоре, в качестве топлива для своих операций во время войны в Ираке, и в настоящее время некоторые муниципалитеты сжигают мусор для выработки электроэнергии. Не волнуйтесь, поставщики энергии обычно стараются очищать выхлопные газы с помощью специальных фильтров, устраняя неприятные запахи и токсичные выбросы.

Независимо от того, где вы живете, вам, вероятно, не придется прибегать к странным методам, чтобы получить необходимое электричество.Кто знает? Когда-нибудь вы можете обнаружить, что местные энергетические компании, такие как Amigo Energy, используют лук и мусор, чтобы обеспечить вас доступной и устойчивой энергией. А пока, если вы живете в Техасе, ознакомьтесь с продуктами Amigo Energy из возобновляемых источников энергии. Они не такие странные, как методы, представленные в нашем списке, но все же довольно интересны.

От компании amigoenergy

различных способов производства электроэнергии

Производство электроэнергии обычно представляет собой двухэтапный процесс, при котором вода нагревается до кипения; энергия пара вращает турбину, которая, в свою очередь, вращает генератор, создавая электричество.Движение пара производит кинетическую энергию, энергию движущихся объектов. Вы также получаете эту энергию от падающей воды. Она прямо пропорциональна скорости движущегося тела — чем быстрее оно движется, тем больше энергии. Электричество производится, когда кинетическая энергия вращает медные катушки (или провод) внутри турбины.

Динамо-машины и генераторы

Ключевой частью большинства электростанций является генератор, устройство, преобразующее вращательное движение в электричество. Внутри генератора катушки из медной проволоки вращаются в сильном магнитном поле.При движении катушек магнитное поле создает электрический ток переменного тока внутри провода. Источник вращательного движения, будь то ветряная мельница, турбина или дизельный двигатель, не имеет значения; он просто должен быть достаточно сильным, чтобы включить генератор. Динамо-машина, «двоюродный брат» генератора, работает примерно так же; однако он производит постоянный ток (DC).

Электроэнергия из пара

Паровая электростанция (или генератор) вырабатывает электроэнергию за счет сжигания топлива, включая биомассу, уголь или нефть.Пар, образующийся в процессе, подается в турбину. Медный якорь (провод) в генераторе вращается при вращении турбины, создавая электрический ток. Примером паровой электростанции является электростанция Биг-Бенд, расположенная в Тампе, Флорида.

Гидроэлектроэнергия: падающая вода

Электроэнергия, вырабатываемая из воды, называется гидроэлектроэнергией. Падающая вода вращает лопасти гидроэлектрической турбины, которая, в свою очередь, перемещает медную арматуру внутри электрогенератора для производства электроэнергии.Примером гидроэлектростанции является плотина Грейт-Гувера (расположенная недалеко от Лас-Вегаса, США). Всего в нем 19 турбин, которые вырабатывают достаточно электроэнергии, чтобы обслуживать более 1,3 миллиона человек ежегодно.

Ветряные мельницы: энергия ветра

Ветряная электростанция вращает лопасти турбины, которые перемещают медную арматуру (которая находится внутри генератора) для выработки электроэнергии. В прошлом ветряные мельницы использовались для вращения колес прикрепленных мельниц. Современные ветряные мельницы превращают механическую энергию (генерируемую при движении) в электрическую.Примером ветряной электростанции является ветряная электростанция мощностью 107 мегаватт (МВт), расположенная недалеко от озера Бентон, штат Миннесота.

Солнечная энергия: энергия солнечного света

Фотоэлектрические элементы используют энергию солнечного света для производства электроэнергии. Постоянный ток (DC) генерируется стационарными солнечными панелями (которые состоят из фотоэлектрических элементов) и обычно используется для локальных приложений, включая запуск небольших ирригационных насосов или для зарядки устройств с батарейным питанием. Солнечные электростанции промышленного масштаба неуклонно набирают популярность с ростом цен на ископаемое топливо.Они работают, улавливая солнечную энергию через большие отражатели. Захваченная энергия затем направляется в приемники, которые используют различные технологии для выработки электроэнергии за счет питания газовых или паровых турбин. Электростанция Неллис — крупнейшая солнечная электростанция в Северной Америке. Он расположен на базе ВВС Неллис в округе Кларк, штат Невада, недалеко от Лас-Вегаса. Станция состоит из более чем 70 000 фотоэлектрических солнечных панелей, а ее максимальная электрическая мощность оценивается в 13 мегаватт переменного тока (13 МВт переменного тока).

Гидроэлектроэнергия: как это работает

• Школа водных наук ГЛАВНАЯ • Темы водопользования •

Падающая вода производит гидроэлектроэнергию.

Кредит: Управление долины Теннесси

Так как же нам получить электричество из воды? Фактически, гидроэлектростанции и угольные электростанции производят электроэнергию одинаковым образом. В обоих случаях источник энергии используется для вращения пропеллероподобной детали, называемой турбиной, которая затем вращает металлический вал в электрическом генераторе, который является двигателем, вырабатывающим электричество.На угольной электростанции пар вращает лопасти турбины; тогда как гидроэлектростанция использует падающую воду для вращения турбины. Результаты такие же.

Взгляните на эту схему (любезно предоставленную Управлением долины Теннесси) гидроэлектростанции, чтобы увидеть подробности:

Теория состоит в том, чтобы построить плотину на большой реке с большим перепадом высоты (в Канзасе или Флориде не так много гидроэлектростанций). Плотина хранит много воды позади себя в водохранилище.У подножия стены дамбы находится водозабор. Гравитация заставляет его проваливаться через напорный водовод внутри дамбы. В конце напорного водовода находится пропеллер турбины, который вращается движущейся водой. Вал турбины идет вверх в генератор, который производит мощность. К генератору подключены линии электропередач, по которым электричество доставляется в ваш дом и в мой. Вода проходит мимо гребного винта через отводной канал в реку мимо плотины. Кстати, играть в воде прямо под плотиной, когда выходит вода, — не лучшая идея!

Турбина и генератор вырабатывают электроэнергию

Схема гидроэлектрической турбины и генератора.

Предоставлено: Инженерный корпус армии США

.

Что касается того, как работает этот генератор, Инженерный корпус объясняет это следующим образом:
«Гидравлическая турбина преобразует энергию текущей воды в механическую энергию. Гидроэлектрический генератор преобразует эту механическую энергию в электричество. Работа генератора основана на принципы, открытые Фарадеем. Он обнаружил, что когда магнит проходит мимо проводника, он вызывает прохождение электричества. В большом генераторе электромагниты создаются путем циркуляции постоянного тока через петли из проволоки, намотанные на стопки пластин из магнитной стали.Они называются полевыми полюсами и устанавливаются по периметру ротора. Ротор прикреплен к валу турбины и вращается с фиксированной скоростью. Когда ротор вращается, он заставляет полюса поля (электромагниты) проходить мимо проводников, установленных в статоре. Это, в свою очередь, вызывает прохождение электричества и повышение напряжения на выходных клеммах генератора ».

Насосный накопитель: повторное использование воды для пикового потребления электроэнергии

Спрос на электроэнергию не «плоский», а постоянный.Спрос повышается и понижается в течение дня, и в ночное время потребность в электричестве в домах, на предприятиях и других объектах снижается. Например, здесь, в Атланте, штат Джорджия, в 17:00 в жаркий августовский выходной день можно поспорить, что существует огромный спрос на электричество для работы миллионов кондиционеров! Но 12 часов спустя, в 5:00 … не так уж и много. Гидроэлектростанции более эффективны в обеспечении пиковой потребности в энергии в течение коротких периодов времени, чем электростанции, работающие на ископаемом топливе и атомные электростанции, и один из способов сделать это — использовать «гидроаккумулирующие станции», которые повторно используют одну и ту же воду более одного раза.

Насосное накопление — это метод сохранения воды в резерве на период пиковой нагрузки за счет перекачки воды, которая уже прошла через турбины, в резервный бассейн над электростанцией в то время, когда потребность потребителей в энергии низка, например, во время полночь. Затем воде позволяют течь обратно через турбогенераторы в периоды, когда потребность высока и на систему ложится большая нагрузка.

Гидроаккумулятор: повторное использование воды для пикового потребления электроэнергии

Резервуар действует как батарея, накапливая энергию в виде воды, когда потребности в ней низкие, и вырабатывая максимальную мощность в периоды суточных и сезонных пиков.Преимущество гидроаккумулятора заключается в том, что гидроагрегаты могут быстро запускаться и быстро регулировать мощность. Они работают эффективно при использовании в течение одного или нескольких часов. Поскольку гидроаккумуляторы относительно малы, затраты на строительство обычно невысоки по сравнению с обычными гидроэнергетическими сооружениями.