Классификация

Большинство электростанций, будь то гидроэлектростанции, тепловые (АЭС, ТЭС и прочие) или ветроэлектростанции, используют для своей работы энергию вращения вала генератора.

В зависимости от источника энергии (в частности, вида топлива)

• Атомные электростанции (АЭС)
  • Станции реакции деления
  • Станции реакции синтеза (еще не существуют)
• Электростанции, работающие на органическом топливе (тепловые электростанции (ТЭС) в узком смысле)
  • Газовые электростанции
    • Электростанции на природном газе
    • Электростанции на рудничном, болотном газах, биогазе, лэндфилл газе
  • Жидкотопливные электростанции
    • Электростанции дизельные
    • Электростанции бензиновые
  • Твердотопливные электростанции
    • Угольные электростанции
    • Торфяные электростанции (подсветка факела основного топлива газом или жидким топливом, являющимся также резервным топливом)
• Гидроэлектрические станции (ГЭС)
  • Русловые гидроэлектростанции
  • Приплотинные гидроэлектростанции
  • Деривационные гидроэлектростанции
  • Гидроаккумулирующие электростанции
  • Приливные электростанции
  • Электростанции на морских течениях
  • Волновые электростанции
  • Осмотические электростанции (электростанция, использующая для выработки электричества явление осмоса)
• Ветроэлектростанции (ВЭС)
• Геотермальные электростанции
• Солнечные электростанции (СЭС)
  • Электростанции на солнечных элементах
  • Гелиостанции (с паровым котлом)
  • Химические электростанции

В зависимости от типа силовой установки

• Электростанции с тепловой установкой (тепловые электростанции (ТЭС) в широком смысле)
  • Котлотурбинные электростанции
    • Конденсационные электростанции (КЭС, ГРЭС)
    • Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) — теплофикационные электростанции
  • Газотурбинные электростанции
  • Мини-ТЭЦ
  • Газопоршневые электростанции
  • Электростанции дизельные
  • Электростанции бензиновые
  • Электростанции на базе парогазовых установок
  • Комбинированного цикла
• Электростанции с простым машинным генератором
  • Электростанции с гидротурбиной
  • Электростанции с ветродвигателем
• Электростанции с магнитогидродинамическим генератором
• Электростанции на солнечных элементах
• Электрохимические электростанции (ЭЭС) на основе топливных элементов

В зависимости от степени применения

Перспективные (пока не применяемые)

• Станции реакции синтеза

Экзотические (редко применяемые)

• Ветроэлектростанции (ВЭС)
• Геотермальные электростанции
• Солнечная энергетика
  • Электростанции на солнечных элементах
• Электростанции на биомассе
  • Гелиостанции
• Электрохимические электростанции (ЭЭС) на основе топливных элементов
• Электростанции с магнитогидродинамическим генератором
• Электростанции на рудничном, болотном газах, биогазе, лэндфилл газе
• Электростанции на морских течениях
• Волновые электростанции
• Осмотические электростанции (способные вырабатывать энергию путём смешивания пресной и соленой воды).

Широко применяемые

• Автономные электростанции
• Все остальные

Типы электростанций

Электростанции бывают различных типов, наиболее распространенными из которых являются:

• Тепловые
• Гидравлические
• Атомные

Тепловые станции, осуществляющие выработку энергии, отличаются быстротой возведения и дешевизной, по сравнению с иными разновидностями. Данный тип электростанции способен функционировать надлежащим образом без сезонных колебаний. Несмотря на неоспоримые достоинства, различные типы электростанций имеют несколько собственных недостатков. К примеру, ТЭС работают на невозобновимых ресурсах, создают отходы и режим их работы изменяется медленно, поскольку для разогрева котельной установки требуется несколько суток.

Гидравлические электростанции более экономичны и просты в управлении. Для обслуживания данных станций не требуется многочисленного персонала. Помимо всего прочего, ГЭС обладают продолжительным сроком полезного использования, превышающим 100 лет, а также маневренностью при изменении нагрузки. Невысокая себестоимость производимой энергии является одной из причин большого распространения гидравлических станций на сегодняшний день. Проблема гидроэлектростанций состоит в том, что на их возведение уходит от 15 до 20 лет и процесс строительства осложняется затопление больших площадей плодородных земель. В отдельных случаях могут возникнуть дополнительные проблемы с выбором места для возведения объекта.

Атомные станции функционируют на ядерном топливе и чаще всего размещаются в тех местах, где требуется электрическая энергия, но отсутствуют прочие источники сырья. Около 25 тонн топлива позволяют станции работать на протяжении нескольких лет. Действие АЭС не становится причиной увеличения парникового эффекта, а процесс выработки энергии осуществляется без загрязнения окружающей среды.

Типы и виды электростанций



В зависимости от источника энергии различают следующие типы электростанций:

• Тепловые электростанции (ТЭС), использующие природное топливо. Они делятся на конденсационные (КЭС) и теплофикационные (ТЭЦ)
• Гидравлические электростанции (ГЭС) и гидроаккумулирующие (ГАЭС), использующие энергию падающей воды
• Атомные электростанции (АЭС), использующие энергию ядерного распада
• Дизельные электростанции (ДЭС)
• ТЭС с газотурбинными (ГТУ) и парогазовыми установками (ПГУ)
• Солнечные электростанции (СЭС)
• Ветровые электростанции (ВЭС)
• Геотермальные электростанции (ГЕОТЭС)
• Приливные электростанции (ПЭС)

Наиболее часто в современной энергетике выделяют традиционную и нетрадиционную энергетики.

Традиционную энергетику главным образом разделяют на электроэнергетику и теплоэнергетику.

Наиболее удобный вид энергии — электрическая, которая может считаться основой цивилизации. Преобразование первичной энергии в электрическую производится на электростанциях.

В нашей стране производится и потребляется огромное количество электроэнергии. Она почти полностью вырабатывается тремя основными типами электростанций: тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями.

Примерно 70% мировой электроэнергии вырабатывают на ТЭС. Они делятся на конденсационные тепловые электростанции (КЭС), вырабатывающие только электроэнергию, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые производят электроэнергию и теплоту.

В России около 75% энергии производится на тепловых электростанциях. ТЭС строят в районах добычи топлива или в районах потребления энергии. ГЭС выгодно строить на полноводных горных реках. Поэтому наиболее крупные ГЭС построены на сибирских реках. Енисее, Ангаре. Но также построены каскады ГЭС и на равнинных реках: Волге, Каме.

АЭС построены в районах, где потребляется много энергии, а других энергоресурсов не хватает (в западной части страны).

Основным типом электростанций в России являются тепловые (ТЭС). Эти установки вырабатывают примерно 67% электроэнергии России. На их размещение влияют топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные электростанции располагаются в местах добычи топлива. ТЭС, использующие калорийное, транспортабельное топливо, ориентированы на потребителей.

Рис.1. Принципиальная схема тепловой электростанции

Принципиальная схема тепловой электростанции представлена на рис.1. Стоит иметь в виду, что в ее конструкции может быть предусмотрено несколько контуров — теплоноситель от тепловыделяющего реактора может не идти сразу на турбину, а отдать свое тепло в теплообменнике теплоносителю следующего контура, который уже может поступать на турбину, а может дальше передавать свою энергию следующему контуру. Также в любой электростанции предусмотрена система охлаждения отработавшего теплоносителя, чтобы довести температуру теплоносителя до необходимого для повторного цикла значения. Если поблизости от электростанции есть населенный пункт, то это достигается путем использования тепла отработавшего теплоносителя для нагрева воды для отопления домов или горячего водоснабжения, а если нет, то излишнее тепло отработавшего теплоносителя просто сбрасывается в атмосферу в градирнях. Конденсатором отработавшего пара на неатомных электростанциях чаще всего служат именно градирни.

Основное оборудование ТЭС — котел-парогенератор, турбина, генератор, конденсатор пара, циркуляционный насос.

В котле парогенератора при сжигании топлива выделяется тепловая энергия, которая преобразуется в энергию водяного пара. В турбине энергия водяного пара превращается в механическую энергию вращения. Генератор превращает механическую энергию вращения в электрическую. Схема ТЭЦ отличается тем, что по ней, помимо электрической энергии, вырабатывается и тепловая путем отвода части пара и нагрева с его помощью воды, подаваемой в тепловые магистрали.

Есть ТЭС с газотурбинными установками. Рабочее тело и них — газ с воздухом. Газ выделяется при сгорании органического топлива и смешивается с нагретым воздухом. Газовоздушная смесь при 750-770°С подается в турбину, которая вращает генератор. ТЭС с газотурбинными установками более маневренна, легко пускается, останавливается, регулируется. Но их мощность в 5-8 раз меньше паровых.

Процесс производства электроэнергии на ТЭС можно разделить на три цикла: химический — процесс горения, в результате которого теплота передается пару; механический — тепловая энергия пара превращается в энергию вращения; электрический — механическая энергия превращается в электрическую.

Общий КПД ТЭС состоит из произведения КПД (η) циклов:

КПД идеального механического цикла определяется так называемым циклом Карно:

где T1 и Т2 — температура пара на входе и выходе паровой турбины.

На современных ТЭС Т1=550°С (823°К), Т2=23°С (296°К).

Практически с учетом потерь ηтэс=36-39%. Из-за более полного использования тепловой энергии КПД ТЭЦ = 60-65%.

Атомная электростанция отличается от ТЭС тем, что котел заменен ядерным реактором. Теплота ядерной реакции используется для получения пара.

Первичной энергией на АЭС является внутренняя ядерная энергия, которая при делении ядра выделяется в виде колоссальной кинетической энергии, которая, в свою очередь, превращается в тепловую. Установка, где идут эти превращения, называется реактором.

Через активную зону реактора проходит вещество теплоноситель, которое служит для отвода тепла (вода, инертные газы и т.д.). Теплоноситель уносит тепло в парогенератор, отдавая его воде. Образующийся водяной пар поступает в турбину. Регулирование мощности реактора производится с помощью специальных стержней. Они вводятся в активную зону и изменяют поток нейтронов, а значит, и интенсивность ядерной реакции.

Природное ядерное горючее атомной электрической станции — уран. Для биологической защиты от радиации используется слой бетона в несколько метров толщиной.

При сжигании 1 кг каменного угля можно получить 8 кВт-ч электроэнергии, а при расходе 1 кг ядерного топлива вырабатывается 23 млн. кВтч электроэнергии.

Более 2000 лет человечество использует водную энергию Земли. Теперь энергия воды используется на гидроэнергетических установках (ГЭУ) трех видов:

• гидравлические электростанции (ГЭС);
• приливные электростанции (ПЭС), использующие энергию приливов и отливов морей и океанов;
• гидроаккумулирующие станции (ГАЭС), накапливающие и использующие энергию водоемов и озер.

Гидроэнергетические ресурсы в турбине ГЭУ преобразуются в механическую энергию, которая в генераторе превращается в электрическую.

Таким образом, основными источниками энергии являются твердое топливо, нефть, газ, вода, энергия распада ядер урана и других радиоактивных веществ.

Все основные типы электростанций оказывают значительное негативное воздействие на природу. ТЭС загрязняют воздух, шлаки станций, работающих на угле, занимают огромные территории. Водохранилища равнинных ГЭС заливают плодородные пойменные земли, приводят к заболачиванию земель. Небезопасными оказались и АЭС.

Будущее за использованием нетрадиционных источников энергии — энергии ветра, приливов, Солнца и внутренней энергии Земли.

Картинка в полном размере

Различные виды электростанций

Подробности Категория: Энергетика Обновлено: 04 Ноябрь 2016 Создано: 04 Ноябрь 2016 Просмотров: 1892

Электричество можно генерировать с помощью кинетической энергии воды, тепловой энергии солнца и угля, или от ядерной энергии, которая выделяется за счет деления ядерного топлива. Читайте дальше, чтобы узнать о различных видах электростанций, которые используют один из многочисленных ресурсов для выработки электроэнергии.

Энергия для нас является важным требованием. От кондиционеров для охлаждения воздуха до заправки наших автомобилей, наша повседневная жизнь зависит от энергии. Потребности в энергии привели многие страны к войне, и она продолжает быть яблоком раздора между многими народами. Недостаточная мощность (энергия) питания является одной из основных причин, парализующих экономику. Сильная энергетика показывает высокие темпы экономического роста и процветания любой нации. Энергия приходит в различных формах. Самой удобной из всех них является электрическая энергия. И она также может быть создана с помощью ряда различных способов, с помощью различных типов электростанций. Хотя слово ‘генерируется’ обычно используется вместе с термином «энергия», энергия не может быть создана или уничтожена. Мы можем просто изменить форму энергии. На электростанциях энергия, которая доступна в особой форме преобразуется в другую форму.

Различные типы электростанций

Атомные электростанции

Атомные электростанции работают на химическом процессе деления. Ядерные реакторы используются для выработки электроэнергии. Расщепление — это разновидность ядерной реакции, в которой, атомы определенных элементов, называемых ядерным топливом поглощая свободные нейтроны, разделяются на два или более мелких ядер и нейтронов. В процессе высвобождается большое количество энергии. Свободные нейтроны сталкиваются с атомами других расщепляющихся материалов, тем самым давая начало цепной реакции. Энергия, вышедшая из этой цепной реакции, используется для выработки электроэнергии.

Атомные электростанции способны контролировать или остановить эти реакции, когда они, выходят из-под контроля и становятся угрожающими. Энергия, выделяющаяся при ядерных реакциях в миллионы раз больше, чем содержится в равном количестве любого другого традиционного топлива. Однако, то что вызывает озабоченность по поводу этих реакций заключается в том, что в процессе создается много радиоактивного материала. Эти вещества остаются радиоактивные на очень долгое время. При этом возникает проблема управления ядерными отходами. Отчеты показывают, что есть около 435 рабочих атомных электростанций в мире. Вы, наверное, слышали и читали о ядерной аварии Фукусима. Управление «топливом» на заводах и снижения вероятности угроз предполагает высокий творческий потенциал, обширные исследования и использование передовых технологий. Кроме того, атомные станции должны быть в состоянии предотвращать теракты, крупные пожары или взрывы, так как атомные электростанции являются предпочтительными мишенями для террористических атак.

Тепловые электростанции

Эти электростанции вырабатывают электрическую энергию из тепловой энергии. Так как тепло вырабатывается за счет сжигания ископаемого топлива, такого как уголь, нефть или газ, они также именуются электростанциями на органическом топливе. Угольные электростанции были самыми ранними из тепловых электростанций. Даже сегодня уголь является самым распространенным топливом, используемым на тепловых электростанциях. Тепло, выделяемое при сжигании ископаемого топлива, используется для вращения вращающегося оборудования, чаще всего паровой турбины или газовой турбины, которая изменяет тепловую энергию в механическую. Вращающиеся турбины подключен к генератору, который превращает механическую энергию вращения турбины в электрическую энергию. Обработка и утилизация золы играет важную роль в поддержании экологического баланса. В наши дни строятся, тепловые электростанции, использующие биомассу или биотопливо для выработки электроэнергии.

ГЭС

Эти электростанции используют кинетическую энергию текущей воды для производства электрической энергии. ГЭС хранит воду в крупных водохранилищах. Вода в этих резервуарах стекает с плотины и вращает турбины. На лопатках турбины установлены магниты. Эти магниты вращаются в медных катушках и с каждого вращения, производится электричество. Несмотря на их полезность, их основным недостатком является то, что они сильно зависят от гидрологического цикла района, где они построены. Когда поступление воды недостаточно генерируется меньше электричества. Некоторые ГЭС останавливаются из-за нехватки воды.

Прямые выгоды плотин, водохранилищ и ГЭС включают в себя повышение доступности воды для питья и для посевов, улучшение ирригации, благоприятные возможности занятости и повышение уровня жизни селян в окрестностях. Строительство плотин и гидроэлектростанций результаты в области экономического и социального развития местного населения. Водоемы также способствуют рыбоводству и ЭКО туризму в области.

Солнечные электростанции

Солнечная энергия является одним из самых богатых природных ресурсов, способной обеспечить больше энергии, чем требует текущий спрос. Большинство солнечных электростанций концентрируют лучи солнца в один луч с помощью линз и зеркал. Потом этот луч, используется для нагрева рабочей жидкости, которая используется для выработки электроэнергии. Кроме того, в последнее время строятся мульти-МВт фотоэлектрические электростанции, в этих электростанциях, солнечные лучи концентрируются на фотоэлектрической поверхности, которая преобразовывает энергию Солнца в электрическую энергию с помощью фотоэлектрического эффекта. Ученые работают над идеей создания космических солнечных электростанций. Это включает в себя сбор солнечной энергии в солнечных панелях, закрепленных на спутнике на орбите земли и ее использования на земле. В космосе больше солнечной энергии, чем имеется на поверхности земли. На поверхности земли, различные факторы, такие как цикл дня и ночи, смена погоды и времена года влияют на процесс сбора энергии. Также лучи солнца проходят через газы, присутствующие в атмосфере Земли, и их интенсивность снижается. Я надеюсь, ученые преуспеют в достижении своих целей в течение нескольких десятилетий.

Человек открыл много различных способов выработки электроэнергии, но их недостаточно, поскольку потребность в электроэнергии постоянно увеличивается. Высоковольтные электродвигатели применяемые на большинстве производств потребляют много электричества. Поэтому ученые до сих пор ищут новые способы генерации энергии. Хотя деления является единственным способом получения энергии на атомных электростанциях, использование термоядерного синтеза и радиоактивного распада для производства энергии является наиболее опасным и загрязнённым способом. Что касается сохранения энергии, мы должны экономить электроэнергию, поднимаясь по лестнице вместо лифта, когда это возможно, выключив вентиляторы, телевизоры, музыкальные системы, свет и т. д. выходя из комнаты, используя таймеры и датчики, и т. д. Таким образом, мы можем сэкономить ресурсы на земле.

Главная » Статьи » Типы электростанций

Электростанции — это устройства предназначенные для выработки электрической энергии. Сегодня используется огромное количество разнообразных типов электростанций которые отличаются друг от друга множеством параметров.

Типы электростанций по назначению

В первую очередь электростанции делятся по областям их возможного применения.

Бытовые электростанции используются для обеспечения электроэнергией дачных домиков, небольших частных домов, к ним может подключаться садовый инструмент или строительное оборудование. К ним не предъявляется каких-то особенных требований по надежности, ведь они не используются для питания потребителей относящихся к ответственным. Бытовые типы электростанций обычно не отличаются большим топливным баком и запускаются как правило вручную. Это всегда однофазные устройства.

Полупрофессиональные устройства подходят для питания коттеджей или небольших производственных помещений. Фаз может быть как одна так и три, тип запуска — любой. От бытовых эти устройства отличает большая мощность и наличие автоматики. Как правило к этому типу электростанций можно смело подключать чувствительную технику, такую как ноутбуки, компьютеры.

Профессиональные электростанции — это очень мощные устройства и надежные, способные обеспечивать электроэнергией ответственных потребителей, таких как больницы, банки и промышленные предприятия с непрерывными рабочими циклами. Запускаются эти агрегаты только с помощью электростартера и обычно автоматизируются по первой или второй степени. То есть они могут поддерживать функцию автоматического запуска при отключении основного источника тока, отличаться экономичностью работы и возможностью переключаться на потребление топлива из резервного бака. Емкости для горючего таких электростанций отличаются большими объемами. Самые же мощные модели, способные обеспечивать электроэнергией небольшой поселок вообще могут поставляться без топливного бака и подключаться после покупки к емкости требуемого объема.

Типы электростанций по используемому горючему

Также электростанции различаются типом горючего, которое используется топливным двигателем. На сегодняшний день наиболее распространенные и востребованные устройства работают на дизельном топливе и бензине. У каждого типа электростанций есть свои достоинства и недостатки.

Бензиновые электростанции — это как правило не слишком мощные устройства, предназначенные для резервирования сети. Другими словами их целесообразно использовать для кратковременной подачи электроэнергии. Они быстро запускаются благодаря высокой частоте вращения двигателя, однако, из за этого срок их службы значительно уступает сроку службы дизельных генераторов. Как правило бензиновые типы электростанций не отличаются большим объемом топливного бака, а следовательно и габаритные их размеры довольно скромные. Это делает бензиновые электростанции незаменимыми для использования на природе, в кемпингах. Еще одно неоспоримое достоинство, во многом и определившее популярность этих устройств-низкая цена по сравнению с другими типами электростанций.

Дизельные генераторы как правило стоят дороже, однако они гораздо надежнее бензиновых благодаря меньшей частоте вращения двигателя. Как следствие — они больше подходят для постоянного использования в качестве источника электроэнергии. Однако это довольно тяжелые устройства, не отличающиеся мобильностью.

Электростанции могут различаться еще множеством параметров. Так они могут быть однофазными и трехфазными, иметь не только разную мощность, но и вырабатывать ток с напряжением ка 220 так и 380 В. Отличаются разные типы электростанций и вариантами исполнения: в кожухе, под капотом, на прицепе, в контейнере и т. д. Один и тот же агрегат может оснащаться различной автоматикой и вариантом размещения.