Proizvodnja električne energije u Rusiji. Proizvodnja, prijenos i uporaba električne energije
Proizvodnja električne energije danas u svijetu igra veliku ulogu. To je srž državnog gospodarstva svake zemlje. Godišnje se u proizvodnju i korištenje električne energije i znanstvena istraživanja u vezi s tim ulažu ogromne svote novca. Stoga se u svakodnevnom životu stalno suočavamo s njegovim djelovanjem modernog čovjeka treba imati ideju o glavnim procesima njezine proizvodnje i potrošnje.
Kako dobiti struju
Proizvodnja električne energije obavlja se iz ostalih oblika uz pomoć posebnih uređaja. Na primjer, iz kinetike. Da biste to učinili, koristite generator - uređaj koji pretvara mehanički rad u električnu energiju.
Druge postojeće metode njegove proizvodnje su, na primjer, pretvorba zračenja u svjetlosnom području pomoću fotoćelija ili solarne baterije. Ili proizvodnju električne energije kemijskom reakcijom. Ili korištenje potencijala radioaktivnog raspadanja ili rashladnog sredstva.
Proizvodi se na elektranama koje su hidraulične, nuklearne, termalne, solarne, vjetroelektrane, geotermalne i tako dalje. Uglavnom, svi rade po istoj shemi - zahvaljujući energiji primarnog nosača, određeni uređaj proizvodi mehaničku (rotacijsku energiju), koja se zatim prenosi u poseban generator, gdje se proizvodi električna struja.
Glavni tipovi elektrana
Proizvodnja i distribucija električne energije u većini zemalja provode se izgradnjom i radom termoelektrana - termoelektrana. Njihov rad zahtijeva veliku opskrbu fosilnim gorivima, čiji se uvjeti proizvodnje iz godine u godinu kompliciraju, a troškovi se povećavaju. Koeficijent korisnog utjecaja goriva u termoelektranama nije previsok (u rasponu od 40%), a broj ekološki zagađenog otpada je velik.
Svi ovi faktori smanjuju izglede za ovaj način proizvodnje.
Najekonomičnija je proizvodnja električne energije iz hidroelektrana (HE). Njihova učinkovitost doseže 93%, trošak od 1 kW / h je pet puta jeftiniji od ostalih metoda. Prirodni izvor energije takvih stanica je praktički neiscrpan, broj radnika je minimalan, lako ih je upravljati. Za razvoj ove industrije naša je zemlja priznati lider.
Nažalost, tempo razvoja je ograničen ozbiljnim troškovima i dugim razdobljima izgradnje hidroelektrana, zbog njihove udaljenosti od velikih gradova i autocesta, sezonskog režima rijeka i teških uvjeta rada.
Osim toga, divovski rezervoari pogoršavaju ekološku situaciju - poplavljuju vrijedna zemljišta oko vodenih tijela. 
Korištenje atomske energije
Danas proizvodnju, prijenos i korištenje električne energije proizvode nuklearne elektrane - nuklearne elektrane. Oni su raspoređeni gotovo na istom principu kao i termički.
Njihov glavni plus je mala količina potrebnog goriva. Kilogram obogaćenog urana je ekvivalentan performansama od 2,5 tisuća tona ugljena. Zbog toga se TE može teoretski izgraditi u bilo kojoj regiji, bez obzira na dostupnost obližnjih izvora goriva.
Trenutno su rezerve urana na planeti mnogo veće od mineralnih goriva, a utjecaj nuklearnih elektrana na okoliš je minimalan s radom bez problema.
Ogroman i ozbiljan nedostatak nuklearnih elektrana je vjerojatnost strašne nesreće s nepredvidivim posljedicama, što znači da njihovo neprekidno djelovanje zahtijeva vrlo ozbiljne sigurnosne mjere. Osim toga, proizvodnja električne energije u nuklearnim elektranama je teško regulirana - bit će potrebno nekoliko tjedana da se počne i zaustavi u potpunosti. Praktično ne postoje tehnologije za odlaganje opasnog otpada.
Što je električni generator
Proizvodnja i prijenos električne energije mogući su zahvaljujući električnom generatoru. Ovaj uređaj pretvara sve vrste energije (termičke, mehaničke, kemijske) u električne. Načelo njegova djelovanja temelji se na tom procesu. elektromagnetska indukcija. EMF je induciran u vodiču koji se kreće u magnetskom polju, siječe svoje magnetske sile. Dakle, vodič može poslužiti kao izvor električne energije.
Osnova bilo kojeg generatora je sustav elektromagneta koji tvore magnetsko polje i vodiči koji ga prelaze. Najviše od svega alternatore na temelju primjene rotirajućeg magnetskog polja. Njegov fiksni dio naziva se stator, pokretni dio - rotor.
Koncept transformatora
Transformator je elektromagnetski statički uređaj dizajniran za pretvaranje jednog trenutnog sustava u drugi (sekundarni) pomoću elektromagnetske indukcije.
Prvi transformatori 1876. godine predložio je P. N. Yablochkov. Mađarski znanstvenici su 1885. godine razvili industrijske jednofazne naprave. U godinama 1889-1891. Izmišljeni trofazni transformator.
Najjednostavniji jednofazni transformator sastoji se od čelične jezgre i para namota. Koriste se za distribuciju i prijenos električne energije, jer ga generatori elektrana proizvode na naponu od 6 do 24 kW. Korisno je prenositi ga na velike vrijednosti (od 110 do 750 kW). U tu svrhu ugrađeni su step-up transformatori na elektranama.
Kako se koristi električna energija
Njen najveći dio ide na opskrbu industrijskih poduzeća električnom energijom. Proizvodnja troši i do 70% električne energije proizvedene u zemlji. Ova brojka značajno varira za pojedine regije ovisno o klimatskim uvjetima i razini industrijskog razvoja.
Još jedna stavka rashoda - opskrba električnom energijom. Podstanice gradskog, međugradskog, industrijskog električnog transporta, koje koriste istosmjernu struju, djeluju iz elektroenergetskih mreža EES-a. Za prijenos AC-a koriste se trafostanice podstanica koje također troše energiju iz elektrana.
Drugi sektor potrošnje električne energije je domaća ponuda. Potrošači ovdje su zgrade stambenih područja bilo kojeg naselja. To su kuće i stanovi, upravne zgrade, trgovine, ustanove obrazovanja, znanosti, kulture, zdravstva, ugostiteljstva itd.
Kako se prenosi struja
Proizvodnja, prijenos i uporaba električne energije - tri kitova u industriji. Štoviše, prenošenje primljene moći na potrošače je najteži zadatak.
"Putuje" uglavnom pomoću vodova - nadzemnih vodova. Iako sve više počinju koristiti kabelske vodove.
Struju proizvode moćni agregati divovskih elektrana, a potrošači su relativno mali prijemnici rasuti po velikom području.
Postoji sklonost koncentriranju moći, zbog činjenice da se njihovim povećanjem smanjuju relativni troškovi izgradnje elektrana, a time i trošak dobivenog kilovat-sata.
Objedinjeni energetski kompleks
Brojni čimbenici utječu na odluku o postavljanju velike elektrane. Riječ je o vrsti i količini raspoloživih resursa, dostupnosti prijevoza, klimatskim uvjetima, uključivanju u jedinstvenu elektroenergetsku mrežu i sl. Najčešće se elektrane grade izvan velikih izvora energije. Učinkovitost njezina prijenosa na značajne udaljenosti utječe na uspješno funkcioniranje jedinstvenog energetskog kompleksa velikog teritorija.
Proizvodnja i prijenos električne energije moraju se odvijati s minimalnim iznosom gubitaka, čiji je glavni uzrok žice za grijanje tj. povećanje unutarnje energije vodiča. Da bi se snaga prenosila na velike udaljenosti, potrebno je proporcionalno povećati napon i smanjiti jakost struje u žicama.
Što je električni vod
Matematički izračuni pokazuju da je količina gubitaka u žicama za grijanje obrnuto proporcionalna kvadratu napona. Zato se električna energija na velikim udaljenostima prenosi preko vodova - visokonaponskih vodova. Između njihovih žica, napon iznosi nekoliko desetaka, a ponekad i stotine tisuća volti.
Elektrane koje se nalaze jedna uz drugu, spajaju se u jedan elektroenergetski sustav uz pomoć električnih vodova. Proizvodnja električne energije u Rusiji i njezin prijenos odvijaju se kroz centraliziranu energetsku mrežu, koja uključuje veliki broj elektrana. Jedinstveno upravljanje sustavom jamči stalnu opskrbu potrošača električnom energijom.
Malo povijesti
Kakva je bila jedinstvena električna mreža u našoj zemlji? Pokušajmo pogledati u prošlost.
Do 1917. proizvodnja električne energije u Rusiji odvijala se nedovoljno. Zemlja je zaostajala za svojim razvijenim susjedima, što je negativno utjecalo na gospodarstvo i obranu.
Nakon Oktobarske revolucije, projekt elektrifikacije Rusije razvila je Državna komisija za elektrifikaciju Rusije (skraćeno GOELRO), na čelu s G. M. Krzhizhanovskim. S njom je surađivalo više od 200 znanstvenika i inženjera. Kontrolu je osobno izvršio V.I. Lenin.
Godine 1920. izrađen je Plan elektrifikacije RSFSR-a, izračunat za 10-15 godina. Obuhvaćena je obnova starog energetskog sustava i izgradnja 30 novih elektrana opremljenih modernim turbinama i kotlovima. Glavna ideja plana je korištenje ogromnih domaćih hidroenergetskih resursa. Pretpostavljena je elektrifikacija i radikalna rekonstrukcija cjelokupnog nacionalnog gospodarstva. Naglasak je bio na rastu i razvoju. teška industrija zemlja.
Poznati plan GOERLO
Od 1947. SSSR je postao prvi u Europi i drugi u svijetu koji proizvodi električnu energiju. Zahvaljujući planu GOELRO, u najkraćem mogućem roku formirana je cjelokupna domaća ekonomija. Proizvodnja i potrošnja električne energije u zemlji dosegli su kvalitativno novu razinu.
Ispunjenje plana postalo je moguće zbog kombinacije nekoliko važnih čimbenika: visoke razine znanstvenog kadra u zemlji, materijalnog potencijala Rusije koji je ostao od predrevolucionarnih vremena, centralizacije političke i ekonomske moći, sposobnosti ruskog naroda da vjeruje "vrhovima" i provodi proglašene ideje.
Plan je pokazao učinkovitost sovjetskog sustava centralizirane vlasti i vlade.
Planirajte rezultate
Godine 1935. usvojen je i nadiljen usvojeni program. Izgrađeno je 40 elektrana umjesto planiranih 30, predviđeno je gotovo tri puta više kapaciteta od planiranog. Izgrađeno je 13 elektrana od po 100 tisuća kW. Ukupni kapacitet ruskih hidroelektrana iznosio je oko 700.000 kW.
Tijekom tih godina izgrađeni su najveći objekti od strateškog značaja, kao što je svjetski poznata Dnjeparska hidroelektrana. U smislu ukupnih pokazatelja, Sovjetski sovjetski energetski sustav nadmašio je analogne sustave najrazvijenijih zemalja Novog i Staroga svijeta. Proizvodnja električne energije u Europi u tim godinama znatno je zaostajala za pokazateljima SSSR-a.
Ruralni razvoj
Ako je prije revolucije u selima Rusije gotovo da nije bilo struje (male elektrane instalirane od strane velikih zemljoposjednika ne računaju), onda je provedbom GOELRO plana, zahvaljujući korištenju električne energije, poljoprivreda dobila novi poticaj razvoju. Elektromotori su se pojavili na mlinovima, pilanama, strojevima za čišćenje zrna, što je doprinijelo modernizaciji industrije.
Osim toga, struja je postala čvrsto utemeljena u životu građana i mještana, doslovno hrvajući "tamnu Rusiju" iz tame.