Виробництво і використання електричної енергії. (Доповідь учня)

Електроенергію виробляють на великих і малих електричних станціях в основному за допомогою електромеханічних індукційних генераторів. Є два основних типи електростанцій: теплові й гідроелектричні. Ці електростанції відрізняються характером двигунів, що обертають ротори генераторів.

На теплових електростанціях джерелом енергії є паливо: вугілля, газ, нафта, мазут, горючі сланці. Ротори електричних генераторів обертаються паровими й газовими турбінами або двигунами внутрішнього згоряння. Найбільш економічними є великі теплові паротурбінні електростанції (скорочено ТЕС). Більшість ТЕС нашої країни використовує як паливо вугільний пил. На вироблення 1 кВтгод електроенергії витрачається кілька сотень грамів вугілля. У паровому котлі понад 90% енергії, що виділяється паливом, передається парі. У турбіні кінетична енергія струменів пари передається ротору. Вал турбіни жорстко з'єднаний з валом генератора. Парові турбогенератори досить швидкохідні: кількість обертів дорівнює кільком тисячам за хвилину.

ККД теплових двигунів збільшується із зростанням початкової температури робочого тіла. Тому пару, що надходить у турбіну, доводять до високих параметрів: температуру — майже до 550° і тиск — до 26 МПа. Коефіцієнт корисної дії ТЕС досягає 40%. Причому більша частина енергії втрачається з гарячою відпрацьованою парою.

Спеціальні теплові електростанції, так звані теплоелектроцентралі (ТЕЦ), дають змогу значну частину енергії відпрацьованої пари використовувати на промислових підприємствах і для побутових потреб (нагрівання води для опалення і гаряче водопостачання). В результаті ККД ТЕЦ досягає 60—70%. Тепер ТЕЦ країни дають близько 40% усієї електроенергії і забезпечують електроенергією і теплом понад 800 міст.

На гідроелектростанціях (ГЕС) для обертання роторів генераторів використовується потенціальна енергія води. Ротори електричних генераторів обертаються гідравлічними турбінами. Потужність станції залежить від різниці рівнів води (напору) і від маси води, яка проходить через турбіни за секунду (витрата води).

Гідроелектростанції дають близько 20% усієї електроенергії, що виробляється в нашій країні.

Дедалі більшого значення в енергетиці набувають атомні електростанції (АЕС). Тепер АЕС нашої країни дають близько 15,7% усієї електроенергії.

Основний споживач електроенергії — промисловість; на неї припадає близько 70% енергії. Чималим споживачем є транспорт. Усе більше залізничних ліній переводиться на електричну тягу. Про застосування електроенергії для освітлення жител і в побутових електроприладах знає кожний.

Більша частина електроенергії тепер перетворюється в механічну енергію. Майже всі механізми в промисловості приводяться в рух електричними двигунами. Вони зручні, компактні, дають змогу автоматизувати виробництво.

Близько третини електроенергії, що споживається промисловістю, використовують з технологічною метою (для електрозварювання, електричного нагрівання і плавлення металів, електролізу тощо).

Сучасна цивілізація немислима без широкого використання електроенергії. Порушення постачання електроенергією великого міста внаслідок аварії паралізує його життя.