ระบบที่ผลิตความร้อนและไฟฟ้าเรียกว่า การผลิต (รุ่น) ของพลังงานไฟฟ้าดำเนินการอย่างไร? การผลิตไฟฟ้าในวงกว้าง

การผลิตไฟฟ้าในโลกปัจจุบันมีบทบาทอย่างมาก เธอคือหัวใจ เศรษฐกิจของรัฐประเทศใดก็ได้ ในแต่ละปีมีการใช้เงินจำนวนมหาศาลในการผลิตและการใช้ไฟฟ้าและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกัน ในชีวิตประจำวัน เราต้องเผชิญกับการกระทำอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นคนสมัยใหม่ควรมีแนวคิดเกี่ยวกับกระบวนการหลักของการผลิตและการบริโภค

วิธีการได้รับไฟฟ้า

การผลิตไฟฟ้าดำเนินการจากประเภทอื่นโดยใช้อุปกรณ์พิเศษ ตัวอย่างเช่น จากจลนศาสตร์ ด้วยเหตุนี้จึงใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่แปลงงานเครื่องกลเป็นพลังงานไฟฟ้า

วิธีการผลิตอื่นที่มีอยู่ เช่น การแปลงการแผ่รังสีช่วงแสงด้วยโฟโตเซลล์หรือแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ หรือการผลิตไฟฟ้าโดยปฏิกิริยาเคมี หรือใช้ศักยภาพของการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีหรือสารหล่อเย็น

ผลิตในโรงไฟฟ้า ได้แก่ ไฮดรอลิก นิวเคลียร์ ความร้อน พลังงานแสงอาทิตย์ ลม ความร้อนใต้พิภพ และอื่นๆ โดยพื้นฐานแล้วพวกมันทั้งหมดทำงานตามรูปแบบเดียวกัน - เนื่องจากพลังงานของตัวพาหลัก อุปกรณ์บางอย่างสร้างกลไก (พลังงานการหมุน) ซึ่งจะถูกโอนไปยังเครื่องกำเนิดพิเศษซึ่งจะสร้างกระแสไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าประเภทหลัก

การผลิตและจำหน่ายไฟฟ้าในประเทศส่วนใหญ่ดำเนินการผ่านการก่อสร้างและการดำเนินงานของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน - โรงไฟฟ้าพลังความร้อน การดำเนินงานของพวกเขาต้องการเชื้อเพลิงอินทรีย์ในปริมาณมาก เงื่อนไขที่ยากขึ้นทุกปี และต้นทุนก็เพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์ผลตอบแทนที่เป็นประโยชน์ของเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนไม่สูงเกินไป (ภายใน 40%) และจำนวนของเสียที่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมมีมาก

ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้ลดโอกาสของวิธีการผลิตดังกล่าว

ประหยัดที่สุดคือการผลิตไฟฟ้าโดยโรงไฟฟ้าพลังน้ำ (HPPs) ประสิทธิภาพของพวกเขาถึง 93% ค่าใช้จ่าย 1 kW / h นั้นถูกกว่าวิธีอื่นถึงห้าเท่า แหล่งพลังงานธรรมชาติของสถานีดังกล่าวแทบจะไม่มีเลย จำนวนพนักงานมีน้อย และง่ายต่อการจัดการ ประเทศของเราเป็นผู้นำในการพัฒนาอุตสาหกรรมนี้

น่าเสียดายที่ความเร็วของการพัฒนาถูกจำกัดด้วยต้นทุนที่ร้ายแรงและระยะเวลาการก่อสร้างที่ยาวนานของโรงไฟฟ้าพลังน้ำซึ่งเกี่ยวข้องกับความห่างไกลจากเมืองใหญ่และทางหลวง ระบบการปกครองตามฤดูกาลของแม่น้ำ และสภาพการทำงานที่ยากลำบาก

นอกจากนี้อ่างเก็บน้ำขนาดยักษ์ยังทำให้สถานการณ์ทางนิเวศวิทยาแย่ลง - พวกมันท่วมท้นที่ดินอันมีค่ารอบอ่างเก็บน้ำ

การใช้พลังงานปรมาณู

ทุกวันนี้ การผลิต การส่ง และการใช้ไฟฟ้าดำเนินการโดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ - โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ พวกมันถูกจัดเรียงเกือบจะบนหลักการเดียวกับตัวระบายความร้อน

ข้อได้เปรียบหลักของพวกเขาคือต้องใช้เชื้อเพลิงเพียงเล็กน้อย ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะ 1 กิโลกรัมเทียบเท่าถ่านหิน 2.5 พันตันในแง่ของผลผลิต นั่นคือเหตุผลที่ว่าทำไมโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จึงสามารถสร้างขึ้นได้ในทุกพื้นที่ โดยไม่คำนึงถึงความพร้อมของแหล่งเชื้อเพลิงในบริเวณใกล้เคียง

ในปัจจุบัน ปริมาณสำรองของยูเรเนียมบนโลกนี้มีขนาดใหญ่กว่าเชื้อเพลิงแร่อย่างมาก และผลกระทบของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ต่อสิ่งแวดล้อมมีน้อย โดยต้องดำเนินการโดยไม่มีอุบัติเหตุ

ข้อเสียเปรียบอย่างใหญ่หลวงและร้ายแรงของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือความเป็นไปได้ที่จะเกิดอุบัติเหตุร้ายแรงพร้อมผลลัพธ์ที่คาดเดาไม่ได้ ซึ่งเป็นเหตุที่ต้องมีมาตรการด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรงมากสำหรับการทำงานอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ การผลิตไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ยังควบคุมได้ยาก ทั้งสำหรับการเริ่มดำเนินการและการปิดระบบโดยสมบูรณ์ จะใช้เวลาหลายสัปดาห์ และแทบไม่มีเทคโนโลยีสำหรับการกำจัดของเสียอันตราย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าคืออะไร

การผลิตและการส่งกระแสไฟฟ้าเป็นไปได้ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า นี่คืออุปกรณ์สำหรับแปลงพลังงานประเภทใดก็ได้ (ความร้อน เชิงกล เคมี) เป็นพลังงานไฟฟ้า หลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับกระบวนการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า EMF ถูกเหนี่ยวนำในตัวนำที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก โดยตัดผ่านเส้นแรงแม่เหล็กของมัน ดังนั้นตัวนำจึงสามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งไฟฟ้าได้

พื้นฐานของเครื่องกำเนิดคือระบบแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างสนามแม่เหล็กและตัวนำที่ตัดผ่าน เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับส่วนใหญ่ใช้สนามแม่เหล็กหมุน ส่วนที่ตายตัวเรียกว่าสเตเตอร์ ส่วนที่เคลื่อนที่ได้เรียกว่าโรเตอร์

แนวคิดของหม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์สถิตแม่เหล็กไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อแปลงระบบกระแสหนึ่งให้เป็นระบบอื่น (รอง) โดยใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

หม้อแปลงตัวแรกในปี 1876 ถูกเสนอโดย P. N. Yablochkov ในปี พ.ศ. 2428 นักวิทยาศาสตร์ชาวฮังการีได้พัฒนาอุปกรณ์เฟสเดียวทางอุตสาหกรรม ในปี พ.ศ. 2432-2434 คิดค้นหม้อแปลงสามเฟส

หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยแกนเหล็กและขดลวดคู่หนึ่ง ใช้สำหรับจำหน่ายและส่งไฟฟ้าเนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าผลิตไฟฟ้าได้ที่แรงดันไฟฟ้า 6 ถึง 24 กิโลวัตต์ เป็นประโยชน์ในการส่งสัญญาณด้วยค่าสูง (จาก 110 ถึง 750 กิโลวัตต์) ในการทำเช่นนี้จะมีการติดตั้งหม้อแปลงแบบสเต็ปอัพที่โรงไฟฟ้า

ใช้ไฟฟ้าอย่างไร

ส่วนแบ่งของสิงโตในการจัดหาไฟฟ้าให้กับผู้ประกอบการอุตสาหกรรม การผลิตใช้ไฟฟ้ามากถึง 70% ที่ผลิตในประเทศ ตัวเลขนี้แตกต่างกันอย่างมากในแต่ละภูมิภาค ขึ้นอยู่กับสภาพภูมิอากาศและระดับของการพัฒนาอุตสาหกรรม

รายการค่าใช้จ่ายอีกประการหนึ่งคือการจัดหาการขนส่งทางไฟฟ้า สถานีย่อยของการขนส่งไฟฟ้าในเมือง ระหว่างเมือง และอุตสาหกรรมที่ใช้กระแสตรงทำงานจากโครงข่ายไฟฟ้าของ EPS สำหรับการขนส่งด้วยไฟฟ้ากระแสสลับจะใช้สถานีย่อยแบบสเต็ปดาวน์ซึ่งใช้พลังงานของโรงไฟฟ้าด้วย

อีกภาคส่วนของการใช้ไฟฟ้าคืออุปทานในครัวเรือน อาคารเป็นผู้บริโภคที่นี่ ย่านที่อยู่อาศัยใดๆ การตั้งถิ่นฐาน. ได้แก่ บ้านและอพาร์ตเมนต์ อาคารบริหาร ร้านค้า สถาบันการศึกษา วิทยาศาสตร์ วัฒนธรรม การดูแลสุขภาพ จัดเลี้ยงฯลฯ

การส่งไฟฟ้าเป็นอย่างไร

การผลิต การส่ง และการใช้ไฟฟ้าเป็นสามเสาหลักของอุตสาหกรรม นอกจากนี้ การถ่ายโอนพลังงานที่ได้รับไปยังผู้บริโภคเป็นงานที่ยากที่สุด

เธอ "เดินทาง" ผ่านสายไฟเป็นหลัก - สายไฟเหนือศีรษะ แม้ว่าจะมีการใช้สายเคเบิลเพิ่มมากขึ้น

ไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยหน่วยที่ทรงพลังของโรงไฟฟ้าขนาดยักษ์ และผู้บริโภคเป็นเครื่องรับที่ค่อนข้างเล็กกระจัดกระจายไปทั่วอาณาเขตอันกว้างใหญ่

มีแนวโน้มที่จะรวมกำลังการผลิตเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องของโรงไฟฟ้าในอาคารลดลงและด้วยเหตุนี้ต้นทุนของกิโลวัตต์ชั่วโมงที่เกิดขึ้น

คอมเพล็กซ์พลังงานแบบครบวงจร

มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการตัดสินใจตั้งโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ สิ่งเหล่านี้คือประเภทและปริมาณของทรัพยากรที่มีอยู่ ความพร้อมใช้งานของการขนส่ง สภาพภูมิอากาศ การรวมไว้ในระบบพลังงานเดียว ฯลฯ ส่วนใหญ่แล้วโรงไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นห่างไกลจากศูนย์กลางการใช้พลังงานขนาดใหญ่ ประสิทธิภาพของการส่งสัญญาณในระยะทางไกลส่งผลต่อการทำงานที่ประสบความสำเร็จของคอมเพล็กซ์พลังงานเดียวในอาณาเขตอันกว้างใหญ่

การผลิตและการส่งไฟฟ้าต้องเกิดขึ้นโดยมีการสูญเสียน้อยที่สุด เหตุผลหลักซึ่งเป็นการให้ความร้อนแก่สายไฟ กล่าวคือ การเพิ่มพลังงานภายในของตัวนำ เพื่อบันทึกการส่ง ระยะทางไกลพลังงาน คุณต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วนและลดกระแสในสายไฟ

สายไฟคืออะไร

การคำนวณทางคณิตศาสตร์แสดงว่าปริมาณการสูญเสียในสายไฟเพื่อให้ความร้อนแปรผกผันกับกำลังสองของแรงดันไฟฟ้า นั่นคือเหตุผลที่ไฟฟ้าถูกส่งในระยะทางไกลโดยใช้สายไฟ - สายไฟฟ้าแรงสูง ระหว่างสายไฟ แรงดันไฟฟ้าจะคำนวณเป็นหน่วยสิบ และบางครั้งอาจมีหลายแสนโวลต์

โรงไฟฟ้าที่ตั้งอยู่ใกล้กันจะรวมกันเป็นระบบไฟฟ้าระบบเดียวได้อย่างแม่นยำด้วยความช่วยเหลือของสายไฟ การผลิตไฟฟ้าในรัสเซียและการส่งกำลังดำเนินการผ่านเครือข่ายพลังงานแบบรวมศูนย์ซึ่งรวมถึงโรงไฟฟ้าจำนวนมาก การจัดการระบบแบบรวมศูนย์รับประกันการจ่ายไฟฟ้าให้กับผู้บริโภคอย่างต่อเนื่อง

เกร็ดประวัติศาสตร์

กริดไฟฟ้าแบบครบวงจรเกิดขึ้นในประเทศของเราได้อย่างไร? เรามาลองมองย้อนอดีตกัน

จนถึงปี พ.ศ. 2460 การผลิตกระแสไฟฟ้าในรัสเซียได้ดำเนินการไม่เพียงพอ ประเทศล้าหลังประเทศเพื่อนบ้านที่พัฒนาแล้ว ซึ่งส่งผลกระทบในทางลบต่อเศรษฐกิจและขีดความสามารถในการป้องกันประเทศ

หลังการปฏิวัติเดือนตุลาคม โครงการการใช้พลังงานไฟฟ้าของรัสเซียได้รับการพัฒนาโดยคณะกรรมาธิการแห่งรัฐเพื่อการใช้พลังงานไฟฟ้าของรัสเซีย (ย่อว่า GOELRO) นำโดย G. M. Krzhizhanovsky นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรมากกว่า 200 คนร่วมมือกับเธอ การควบคุมดำเนินการเป็นการส่วนตัวโดย V.I. Lenin

ในปี พ.ศ. 2463 ได้มีการจัดทำ "แผนสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้าของ RSFSR" ซึ่งได้รับการออกแบบมาเป็นเวลา 10-15 ปี รวมถึงการฟื้นฟูระบบพลังงานเก่าและการก่อสร้างโรงไฟฟ้าใหม่ 30 แห่งที่ติดตั้งกังหันและหม้อไอน้ำที่ทันสมัย แนวคิดหลักของแผนคือการใช้แหล่งพลังงานน้ำขนาดใหญ่ในประเทศ กระแสไฟฟ้าและการสร้างใหม่ทั้งหมด เศรษฐกิจของประเทศ. เน้นการเติบโตและการพัฒนาอุตสาหกรรมหนักของประเทศ

แผน GOERLO ที่มีชื่อเสียง

เริ่มต้นในปี 2490 สหภาพโซเวียตกลายเป็นประเทศแรกในยุโรปและเป็นประเทศที่สองในโลกที่ผลิตกระแสไฟฟ้า ต้องขอบคุณแผนของ GOELRO ที่ทำให้เศรษฐกิจภายในประเทศทั้งหมดก่อตัวขึ้นในเวลาที่สั้นที่สุด การผลิตและการใช้ไฟฟ้าในประเทศได้ก้าวสู่ระดับใหม่ในเชิงคุณภาพ

การปฏิบัติตามแผนเป็นไปได้เนื่องจากการรวมกันของปัจจัยสำคัญหลายประการ: ระดับสูงของบุคลากรทางวิทยาศาสตร์ของประเทศ, ศักยภาพทางวัตถุของรัสเซียที่เก็บรักษาไว้ตั้งแต่สมัยก่อนการปฏิวัติ, การรวมศูนย์อำนาจทางการเมืองและเศรษฐกิจ, ทรัพย์สิน คนรัสเซียเชื่อใน "ยอด" และรวบรวมความคิดที่ประกาศไว้

แผนดังกล่าวได้รับการพิสูจน์ประสิทธิภาพของระบบอำนาจรวมศูนย์ของสหภาพโซเวียตและการบริหารรัฐ

ผลลัพธ์ตามแผน

ในปี ค.ศ. 1935 โครงการที่รับเป็นบุตรบุญธรรมเสร็จสมบูรณ์และบรรลุผลเกินจริง โรงไฟฟ้า 40 แห่งได้ถูกสร้างขึ้นแทนแผนเดิม 30 แห่ง และมีกำลังการผลิตเพิ่มขึ้นเกือบ 3 เท่าจากที่คาดการณ์ไว้ในแผน มีการสร้างโรงไฟฟ้า 13 แห่งที่มีกำลังการผลิต 100,000 กิโลวัตต์แต่ละแห่ง ความจุรวมของ HPP ของรัสเซียอยู่ที่ประมาณ 700,000 กิโลวัตต์

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา มีการสร้างวัตถุที่ใหญ่ที่สุดที่มีความสำคัญเชิงกลยุทธ์ เช่น สถานีไฟฟ้าพลังน้ำ Dnieper ที่มีชื่อเสียงระดับโลก ในแง่ของตัวชี้วัดทั้งหมด ระบบพลังงานของสหภาพโซเวียตแบบรวมศูนย์เหนือกว่าระบบที่คล้ายคลึงกันของประเทศที่พัฒนาแล้วส่วนใหญ่ของโลกใหม่และเก่า การผลิตไฟฟ้าในประเทศยุโรปในช่วงหลายปีที่ผ่านมานั้นล้าหลังกว่าตัวชี้วัดของสหภาพโซเวียต

การพัฒนาชนบท

หากก่อนการปฏิวัติแทบไม่มีไฟฟ้าในหมู่บ้านของรัสเซีย (ไม่นับโรงไฟฟ้าขนาดเล็กที่ติดตั้งโดยเจ้าของที่ดินรายใหญ่) จากนั้นด้วยการดำเนินการตามแผน GOELRO ด้วยการใช้ไฟฟ้าการเกษตรได้รับแรงผลักดันใหม่ในการพัฒนา . มอเตอร์ไฟฟ้าปรากฏขึ้นที่โรงสี โรงเลื่อย เครื่องทำความสะอาดเมล็ดพืช ซึ่งมีส่วนทำให้อุตสาหกรรมมีความทันสมัย

นอกจากนี้ ไฟฟ้าได้เข้ามาในชีวิตของชาวเมืองและชาวบ้านอย่างแน่นหนา ดึง "รัสเซียที่มืดมิด" ออกจากความมืดอย่างแท้จริง

การผลิต (Generation) ของไฟฟ้า เป็นกระบวนการแห่งการเปลี่ยนแปลง ประเภทต่างๆพลังงานเป็นพลังงานไฟฟ้าที่โรงงานอุตสาหกรรมที่เรียกว่าโรงไฟฟ้า ปัจจุบันมีประเภทต่อไปนี้:

อุตสาหกรรมพลังงานความร้อน. ในกรณีนี้ พลังงานความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงอินทรีย์จะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า อุตสาหกรรมพลังงานความร้อนรวมถึงโรงไฟฟ้าพลังความร้อน (TPP) ซึ่งแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก:

การควบแน่น (IES, GRES ตัวย่อเก่าก็ใช้เช่นกัน) การควบแน่นเรียกว่าการผลิตพลังงานไฟฟ้าแบบไม่รวมกัน

โรงทำความร้อน (โรงไฟฟ้าพลังความร้อนCHP). โคเจนเนอเรชั่นคือการสร้างพลังงานไฟฟ้าและความร้อนรวมกันที่สถานีเดียวกัน

IES และ CHP มีกระบวนการทางเทคโนโลยีที่คล้ายคลึงกัน ในทั้งสองกรณีมีหม้อต้มซึ่งเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้และเนื่องจากความร้อนที่ปล่อยออกมา ไอน้ำจะถูกทำให้ร้อนภายใต้แรงดัน ไอน้ำร้อนจะถูกป้อนเข้าสู่กังหันไอน้ำโดยที่พลังงานความร้อนจะถูกแปลงเป็นพลังงานหมุนเวียน เพลากังหันหมุนโรเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า- ด้วยวิธีนี้ พลังงานหมุนเวียนจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งถูกป้อนเข้าสู่เครือข่าย ความแตกต่างพื้นฐานระหว่าง CHP และ IES คือส่วนหนึ่งของไอน้ำที่ร้อนในหม้อไอน้ำต้องมีการจ่ายความร้อน

พลังงานนิวเคลียร์. รวมถึงโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (NPPs) ในทางปฏิบัติ พลังงานนิวเคลียร์มักถูกมองว่าเป็นพลังงานความร้อนชนิดย่อย เนื่องจากโดยทั่วไปแล้ว หลักการผลิตไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ก็เหมือนกับที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อน เฉพาะในกรณีนี้พลังงานความร้อนจะไม่ถูกปล่อยออกมาในระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง แต่ในระหว่างการแตกตัวของนิวเคลียสของอะตอมเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์. นอกจากนี้ รูปแบบการผลิตไฟฟ้าไม่ได้แตกต่างจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนโดยพื้นฐาน: ไอน้ำถูกทำให้ร้อนในเครื่องปฏิกรณ์ เข้าสู่กังหันไอน้ำ ฯลฯ เนื่องจากคุณสมบัติการออกแบบบางประการ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จึงไม่มีประโยชน์สำหรับการผลิตแบบผสมผสาน แม้ว่าจะแยกจากกัน ทำการทดลองในทิศทางนี้

พลังน้ำ. ประกอบด้วยโรงไฟฟ้าพลังน้ำ (HPP) ในโรงไฟฟ้าพลังน้ำ พลังงานจลน์ของการไหลของน้ำจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า ในการทำเช่นนี้ด้วยความช่วยเหลือของเขื่อนในแม่น้ำความแตกต่างในระดับของผิวน้ำจะถูกสร้างขึ้นเทียม (ที่เรียกว่าแอ่งน้ำบนและล่าง) น้ำภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วงล้นจากต้นน้ำสู่ปลายน้ำผ่านช่องทางพิเศษที่มีกังหันน้ำตั้งอยู่ซึ่งใบพัดหมุนโดยการไหลของน้ำ กังหันหมุนโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สถานีสูบน้ำ (PSPP) เป็นสถานีไฟฟ้าพลังน้ำชนิดพิเศษ ไม่สามารถพิจารณาสร้างขีดความสามารถใน รูปแบบบริสุทธิ์เนื่องจากใช้ไฟฟ้าเกือบเท่าที่ผลิตได้ สถานีดังกล่าวจึงมีประสิทธิภาพมากในการขนถ่ายเครือข่ายในช่วงชั่วโมงเร่งด่วน

พลังงานทดแทน. รวมถึงวิธีการผลิตไฟฟ้าที่มีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับ "แบบดั้งเดิม" แต่ด้วยเหตุผลหลายประการยังไม่ได้รับการกระจายที่เพียงพอ พลังงานทดแทนประเภทหลักคือ:

พลังงานลม- การใช้พลังงานจลน์ของลมเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

พลังงานแสงอาทิตย์- รับพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานแสงแดด

ข้อเสียทั่วไปของลมและพลังงานแสงอาทิตย์คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีพลังงานต่ำและมีต้นทุนสูง นอกจากนี้ ในทั้งสองกรณี จำเป็นต้องใช้ความจุในการจัดเก็บในเวลากลางคืน (สำหรับพลังงานแสงอาทิตย์) และเวลาสงบ (สำหรับพลังงานลม)

พลังงานความร้อนใต้พิภพ- ใช้ความร้อนจากธรรมชาติโลกเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า อันที่จริง สถานีพลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนธรรมดา ซึ่งแหล่งความร้อนสำหรับไอน้ำร้อนไม่ใช่หม้อไอน้ำหรือเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แต่เป็นแหล่งความร้อนตามธรรมชาติใต้ดิน ข้อเสียของสถานีดังกล่าวคือข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์ของการใช้งาน: การสร้างสถานีพลังงานความร้อนใต้พิภพนั้นคุ้มค่าที่สุดเฉพาะในบริเวณที่มีการแปรสัณฐานของเปลือกโลกเท่านั้น กล่าวคือ ซึ่งสามารถเข้าถึงแหล่งความร้อนธรรมชาติได้มากที่สุด

พลังงานไฮโดรเจน- การใช้งานไฮโดรเจนเช่นเชื้อเพลิงพลังงานมีโอกาสสูง: ไฮโดรเจนมีสูงมากประสิทธิภาพการเผาไหม้ทรัพยากรของมันถูก จำกัด ในทางปฏิบัติการเผาไหม้ของไฮโดรเจนนั้นเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างแน่นอน (ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ในบรรยากาศออกซิเจนคือน้ำกลั่น) อย่างไรก็ตาม พลังงานไฮโดรเจนในปัจจุบันไม่สามารถตอบสนองความต้องการของมนุษยชาติได้อย่างเต็มที่ เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายสูงในการผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์และปัญหาทางเทคนิคของการขนส่งในปริมาณมาก

นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกต รูปแบบทางเลือกของไฟฟ้าพลังน้ำ: น้ำขึ้นน้ำลงและคลื่นพลังงาน. ในกรณีเหล่านี้ พลังงานจลน์ตามธรรมชาติของทะเลกระแสน้ำและลมคลื่นตามลำดับ การแพร่กระจายของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าประเภทนี้ถูกขัดขวางจากความต้องการปัจจัยมากเกินไปในการออกแบบโรงไฟฟ้า ไม่ใช่แค่ชายฝั่งทะเลเท่านั้น แต่ยังต้องการชายฝั่งที่กระแสน้ำ (และคลื่นทะเลตามลำดับ) จะแข็งแกร่งและสม่ำเสมอเพียงพอ ตัวอย่างเช่น ชายฝั่งทะเลสีดำไม่เหมาะสำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำ เนื่องจากความแตกต่างของระดับน้ำในทะเลดำที่น้ำขึ้นและน้ำลงมีน้อย

ไฟฟ้าเป็นกลไกพื้นฐานในการพัฒนาอารยธรรมได้เข้ามาในชีวิตมนุษย์เมื่อไม่นานมานี้ การใช้ไฟฟ้าอย่างแข็งขันเริ่มขึ้นเมื่อร้อยกว่าปีที่แล้ว

ประวัติศาสตร์อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าของโลก

อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าเป็นสาขายุทธศาสตร์ของระบบเศรษฐกิจของรัฐใดๆ ประวัติความเป็นมาของการเกิดขึ้นและการพัฒนาของ EE มีมาตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 19 บรรพบุรุษของการเกิดขึ้นของการผลิตไฟฟ้าทางอุตสาหกรรมคือการค้นพบกฎพื้นฐานเกี่ยวกับธรรมชาติและคุณสมบัติของกระแสไฟฟ้า

จุดเริ่มต้นเมื่อการผลิตและส่งไฟฟ้าเกิดขึ้น ถือเป็น พ.ศ. 2435 ตอนนั้นเองที่โรงไฟฟ้าแห่งแรกในนิวยอร์กถูกสร้างขึ้นภายใต้การนำของโธมัส เอดิสัน สถานีได้กลายเป็นแหล่งกระแสไฟฟ้าสำหรับโคมไฟถนน นี่เป็นประสบการณ์ครั้งแรกในการแปลงพลังงานความร้อนจากการเผาไหม้ถ่านหินเป็นไฟฟ้า

ตั้งแต่นั้นมา ยุคของการก่อสร้างจำนวนมากของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน (TPP) ที่ใช้เชื้อเพลิงแข็ง - ถ่านหินความร้อนได้เริ่มต้นขึ้น ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมน้ำมัน น้ำมันสำรองจำนวนมากปรากฏขึ้นซึ่งเกิดขึ้นจากการแปรรูปผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม เทคโนโลยีได้รับการพัฒนาเพื่อให้ได้พลังงานความร้อน (ไอน้ำ) จากการเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิง

นับตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ผ่านมา โรงไฟฟ้าพลังน้ำ (HPP) ได้กลายเป็นที่แพร่หลาย สถานประกอบการเริ่มใช้พลังงานจากกระแสน้ำที่ตกลงมาจากแม่น้ำและอ่างเก็บน้ำ

ในปี 1970 การก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (NPP) อย่างรวดเร็วเริ่มขึ้น ในเวลาเดียวกันก็เริ่มมีการพัฒนาและแนะนำแหล่งไฟฟ้าทางเลือก: เหล่านี้คือกังหันลม, แผงโซลาร์เซลล์, geostations ที่เป็นกรดอัลคาไลน์ การติดตั้งขนาดเล็กได้ปรากฏว่าใช้ความร้อนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าจากกระบวนการทางเคมีของการสลายตัวของปุ๋ยคอกและของเสียในครัวเรือน

ประวัติศาสตร์อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าของรัสเซีย

แรงผลักดันอันทรงพลังในการพัฒนาการผลิตพลังงานไฟฟ้าคือการที่รัฐรุ่นเยาว์ของสหภาพโซเวียตตามแผน GOELRO ในปี 1920 มีการตัดสินใจที่จะสร้างโรงไฟฟ้า 10 แห่งที่มีกำลังการผลิตรวม 640,000 กิโลวัตต์ภายใน 15 ปี อย่างไรก็ตาม ภายในปี พ.ศ. 2478 โรงไฟฟ้าเขตของรัฐ (GRES) จำนวน 40 แห่งได้เริ่มดำเนินการ ฐานอันทรงพลังสำหรับอุตสาหกรรมของรัสเซียและสาธารณรัฐสหภาพได้ถูกสร้างขึ้น

ในช่วงทศวรรษที่ 1930 การก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำ (HPP) จำนวนมากเริ่มขึ้นในอาณาเขตของสหภาพโซเวียต แม่น้ำแห่งไซบีเรียถูกควบคุม Dneproges ที่มีชื่อเสียงถูกสร้างขึ้นในยูเครน ในปีหลังสงคราม รัฐให้ความสนใจกับการก่อสร้างสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ

สิ่งสำคัญ!การปรากฏตัวของไฟฟ้าราคาถูกในรัสเซียช่วยแก้ปัญหาการขนส่งในเมืองในศูนย์กลางระดับภูมิภาคขนาดใหญ่ รถรางและรถรางไม่เพียงแต่กลายเป็นแรงจูงใจทางเศรษฐกิจสำหรับการใช้ไฟฟ้าในการขนส่งเท่านั้น แต่ยังทำให้การใช้เชื้อเพลิงเหลวลดลงอย่างมากอีกด้วย พลังงานราคาถูกนำไปสู่การเกิดขึ้นของ รถไฟตู้รถไฟไฟฟ้า

ในปี 1970 อันเป็นผลมาจากวิกฤตพลังงานโลก ราคาน้ำมันพุ่งสูงขึ้นอย่างมาก แผนสำหรับการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์เริ่มดำเนินการในรัสเซีย เกือบทุกสาธารณรัฐ สหภาพโซเวียตเริ่มสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ รัสเซียในปัจจุบันได้กลายเป็นผู้นำในด้านนี้ จนถึงปัจจุบันในอาณาเขต สหพันธรัฐรัสเซียมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 21 โรง

กระบวนการทางเทคโนโลยีหลักในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า

การผลิตไฟฟ้าในรัสเซียขึ้นอยู่กับเสาหลักสามประการของระบบพลังงาน เหล่านี้คือพลังงานนิวเคลียร์ความร้อนและพลังน้ำ

การผลิตไฟฟ้าสามประเภท

อุตสาหกรรมไฟฟ้า อุตสาหกรรม

รายชื่อแหล่งผลิตไฟฟ้าอุตสาหกรรม ประกอบด้วย 4 ภาคพลังงาน ได้แก่

• อะตอม;
• ความร้อน;
• ไฟฟ้าพลังน้ำ;
• ทางเลือก.

พลังงานนิวเคลียร์

สาขาการผลิตพลังงานนี้ไกลที่สุด วิธีที่มีประสิทธิภาพผลิตไฟฟ้าด้วยปฏิกิริยานิวเคลียร์ ด้วยเหตุนี้จึงใช้ยูเรเนียมบริสุทธิ์ หัวใจของสถานีคือเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

แหล่งความร้อนคือ TVEL (องค์ประกอบเชื้อเพลิง) พวกเขาเป็นหลอดเซอร์โคเนียมยาวบาง ๆ ที่วางเม็ดยูเรเนียม รวมกันเป็นกลุ่ม - TVS (การประกอบเชื้อเพลิง) พวกเขาโหลดถังปฏิกรณ์ในร่างกายซึ่งวางท่อด้วยน้ำ ในระหว่างการสลายตัวของนิวเคลียร์ของยูเรเนียม ความร้อนจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งทำให้น้ำร้อนในวงจรปฐมภูมิสูงถึง 3200

ไอน้ำจะเข้าสู่ใบพัดของเทอร์ไบน์ซึ่งจะหมุนอัลเทอร์เนเตอร์ ไฟฟ้าผ่านหม้อแปลงเข้าสู่ระบบพลังงานทั่วไป

บันทึก!เพื่อระลึกถึงโศกนาฏกรรมของเชอร์โนบิล นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังปรับปรุงระบบความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ การพัฒนาล่าสุดในอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ทำให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีความปลอดภัยเกือบ 100%

พลังงานความร้อน

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนทำงานบนหลักการเผาเชื้อเพลิงธรรมชาติ ได้แก่ ถ่านหิน ก๊าซ และน้ำมันเชื้อเพลิง น้ำที่ไหลผ่านท่อผ่านหม้อไอน้ำจะกลายเป็นไอน้ำและป้อนเข้าสู่ใบพัดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในภายหลัง

ข้อมูลเพิ่มเติม.เป็นเวลา 4 ปีของการทำงานของแท่งเชื้อเพลิงกลุ่มหนึ่ง ปริมาณไฟฟ้าดังกล่าวถูกสร้างขึ้นซึ่ง TPP จะต้องเผาถังก๊าซธรรมชาติ 730 ถัง เกวียนถ่านหิน 600 คัน หรือเรือบรรทุกน้ำมัน 900 ลำ

นอกจากนี้ โรงไฟฟ้าพลังความร้อนยังทำให้สถานการณ์ทางนิเวศวิทยาแย่ลงอย่างมากในพื้นที่ที่พวกเขาตั้งอยู่ ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงก่อให้เกิดมลพิษในบรรยากาศ เฉพาะสถานีที่ทำงานบนหน่วยกังหันก๊าซเท่านั้นที่ตรงตามข้อกำหนดด้านความสะอาดของสิ่งแวดล้อม

พลังน้ำ

ตัวอย่างของการใช้พลังงานน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ ได้แก่ โรงไฟฟ้าพลังน้ำ Aswan, สถานีไฟฟ้าพลังน้ำ Sayano-Shushenskaya เป็นต้น โรงไฟฟ้าที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุดซึ่งใช้พลังงานจลน์ของการเคลื่อนตัวของน้ำไม่ปล่อยมลพิษสู่สิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม โครงสร้างมวลของโครงสร้างไฮดรอลิกถูกจำกัดด้วยสถานการณ์ต่างๆ ร่วมกัน นี่คือการมีอยู่ของกระแสน้ำตามธรรมชาติ คุณลักษณะของภูมิประเทศ และอื่นๆ อีกมากมาย

พลังงานทดแทน

การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีไม่หยุดนิ่งเพียงชั่วครู่ ทุกวันนำนวัตกรรมในการรับกระแสไฟฟ้า จิตใจที่อยากรู้อยากเห็นมักมองหาเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าแบบใหม่ซึ่งทำหน้าที่เป็นทางเลือกแทนวิธีการผลิตไฟฟ้าแบบเดิม

ควรกล่าวถึงเครื่องกำเนิดลม สถานีนอกชายฝั่งน้ำขึ้นน้ำลง และแผงโซลาร์เซลล์ นอกจากนี้ ยังมีอุปกรณ์ที่ผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้ความร้อนจากการสลายตัวของขยะในครัวเรือน ของเสียจากปศุสัตว์ มีอุปกรณ์ที่ใช้ความแตกต่างของอุณหภูมิของชั้นดินต่างๆ สภาพแวดล้อมที่เป็นด่างและเป็นกรดของดินในระดับต่างๆ แหล่งไฟฟ้าทางเลือกมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน นั่นคือความไม่ลงรอยกันของปริมาณพลังงานที่สร้างขึ้นกับปริมาณไฟฟ้าที่ได้รับในรูปแบบดั้งเดิม (โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้าพลังความร้อน และโรงไฟฟ้าพลังน้ำ)

การส่งและการกระจายพลังงานไฟฟ้า

โดยไม่คำนึงถึงการออกแบบโรงไฟฟ้า พลังงานของโรงไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังระบบพลังงานแบบครบวงจรของประเทศ ไฟฟ้าที่ส่งผ่านจะถูกส่งไปยังสถานีย่อยจำหน่ายจากนั้นถึงผู้บริโภคเอง การส่งไฟฟ้าจากผู้ผลิตดำเนินการทางอากาศผ่านสายไฟ สำหรับระยะทางสั้น ๆ กระแสจะไหลผ่านสายเคเบิลซึ่งวางอยู่ใต้ดิน

ปริมาณการใช้ไฟฟ้า

ด้วยการถือกำเนิดของโรงงานอุตสาหกรรมใหม่ การว่าจ้าง คอมเพล็กซ์ที่อยู่อาศัยและอาคารโยธาปริมาณการใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นทุกวัน เกือบทุกปี โรงไฟฟ้าแห่งใหม่จะถูกเปิดดำเนินการในรัสเซีย หรือองค์กรที่มีอยู่จะถูกเติมด้วยหน่วยพลังงานใหม่

ประเภทของกิจกรรมในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า

บริษัทไฟฟ้ามีส่วนร่วมในการส่งกระแสไฟฟ้าให้กับผู้บริโภคแต่ละรายอย่างต่อเนื่อง ในภาคพลังงาน ระดับการจ้างงานเกินตัวบ่งชี้นี้ของภาคส่วนชั้นนำของเศรษฐกิจระดับชาติของรัฐ

การควบคุมการส่งปฏิบัติการ

ODE กำลังเล่นอยู่ บทบาทสำคัญในการกระจายกระแสพลังงานในสภาพแวดล้อมของระดับการบริโภคที่เปลี่ยนแปลงไป บริการจัดส่งมีวัตถุประสงค์เพื่อส่งกระแสไฟฟ้าจากผู้ผลิตไปยังผู้บริโภคในโหมดปลอดอุบัติเหตุ ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุหรือไฟฟ้าขัดข้อง ODU จะทำหน้าที่ของสำนักงานใหญ่เพื่อดำเนินการกำจัดข้อบกพร่องเหล่านี้อย่างรวดเร็ว

การจัดหาพลังงาน

อัตราภาษีสำหรับการชำระค่าไฟฟ้ารวมถึงต้นทุนกำไรของบริษัทพลังงาน บริการตรวจสอบความถูกต้องและทันเวลาของการชำระเงินสำหรับบริการที่ใช้ - Energosbyt การสนับสนุนทางการเงินของระบบพลังงานทั้งหมดของประเทศขึ้นอยู่กับมัน บทลงโทษจะถูกนำไปใช้กับผู้ที่ไม่ชำระเงิน จนถึงการตัดการเชื่อมต่อของแหล่งจ่ายไฟของผู้บริโภค

ระบบพลังงาน - ระบบหมุนเวียนโลหิต สิ่งมีชีวิตเดียวรัฐ การผลิตไฟฟ้าเป็นพื้นที่เชิงกลยุทธ์สำหรับความมั่นคงของการดำรงอยู่และการพัฒนาเศรษฐกิจของประเทศ

วีดีโอ

ใบพัดของใบพัดมองเห็นได้ชัดเจนในกังหันไอน้ำนี้

โรงไฟฟ้าพลังความร้อน (CHP) ใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล - ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ - เพื่อเปลี่ยนน้ำให้เป็นไอน้ำ ความดันสูง. ไอน้ำซึ่งมีความดันประมาณ 240 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรและมีอุณหภูมิ 524°C (10000°F) ขับเคลื่อนกังหัน กังหันหมุนแม่เหล็กขนาดยักษ์ภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนสมัยใหม่แปลงประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ของความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นไฟฟ้า ส่วนที่เหลือจะถูกทิ้งลงใน สิ่งแวดล้อม. ในยุโรป โรงไฟฟ้าพลังความร้อนหลายแห่งใช้ความร้อนเหลือทิ้งเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านและธุรกิจที่อยู่ใกล้เคียง การผลิตไฟฟ้าจากความร้อนและไฟฟ้ารวมกันช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของโรงไฟฟ้าได้ถึงร้อยละ 80

โรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำพร้อมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

กังหันไอน้ำทั่วไปมีใบมีดสองชุด ไอน้ำแรงดันสูงที่มาจากหม้อไอน้ำโดยตรงจะเข้าสู่เส้นทางการไหลของกังหันและหมุนใบพัดด้วยใบพัดกลุ่มแรก จากนั้นไอน้ำจะถูกทำให้ร้อนในฮีทเตอร์พิเศษ และเข้าสู่เส้นทางการไหลของกังหันอีกครั้งเพื่อหมุนใบพัดด้วยใบพัดกลุ่มที่สอง ซึ่งทำงานด้วยแรงดันไอน้ำที่ต่ำกว่า

มุมมองแบบแบ่งส่วน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั่วไปในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน (CHP) ขับเคลื่อนด้วยกังหันไอน้ำโดยตรงซึ่งหมุนด้วยความเร็ว 3,000 รอบต่อนาที ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้ แม่เหล็กซึ่งเรียกอีกอย่างว่าโรเตอร์จะหมุนและขดลวด (สเตเตอร์) จะอยู่กับที่ ระบบระบายความร้อนป้องกันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากความร้อนสูงเกินไป

การผลิตพลังงานไอน้ำ

ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน เชื้อเพลิงจะถูกเผาในหม้อไอน้ำเพื่อสร้างเปลวไฟที่อุณหภูมิสูง น้ำไหลผ่านท่อผ่านเปลวไฟ ร้อนขึ้น และกลายเป็นไอน้ำแรงดันสูง ไอน้ำขับเคลื่อนกังหันเพื่อผลิตพลังงานกลซึ่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะแปลงเป็นไฟฟ้า หลังจากออกจากเทอร์ไบน์ ไอน้ำจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ ซึ่งจะล้างท่อด้วยน้ำเย็นไหลผ่าน และผลที่ตามมาจะเปลี่ยนกลับเป็นของเหลว

หม้อต้มน้ำมัน ถ่านหิน หรือก๊าซ

ภายในหม้อน้ำ

หม้อไอน้ำเต็มไปด้วยท่อโค้งที่วิจิตรบรรจงซึ่งน้ำร้อนจะไหลผ่าน โครงสร้างที่ซับซ้อนของท่อช่วยให้คุณเพิ่มปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทไปยังน้ำได้อย่างมาก และด้วยเหตุนี้จึงผลิตไอน้ำได้มากขึ้น

เป็นการยากที่จะประเมินค่าความสำคัญของไฟฟ้าให้สูงไป แต่เราประเมินมันต่ำไปโดยไม่รู้ตัว ท้ายที่สุดแล้ว อุปกรณ์เกือบทั้งหมดรอบตัวเรานั้นใช้พลังงานจากไฟหลัก ไม่จำเป็นต้องพูดถึงแสงพื้นฐาน แต่เราแทบไม่สนใจการผลิตไฟฟ้าเลย ไฟฟ้ามาจากไหนและจัดเก็บอย่างไร (และโดยทั่วไปแล้วสามารถประหยัดไฟฟ้าได้) อย่างไร? ราคาเท่าไหร่ในการผลิตไฟฟ้า? และปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมแค่ไหน?

ความสำคัญทางเศรษฐกิจ

จากที่นั่งของโรงเรียน เรารู้ว่าแหล่งจ่ายไฟเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักในการได้รับผลิตภาพแรงงานสูง อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าเป็นแกนหลักของกิจกรรมของมนุษย์ทั้งหมด ไม่มีอุตสาหกรรมใดที่สามารถทำได้โดยปราศจากมัน

การพัฒนาอุตสาหกรรมนี้บ่งบอกถึงความสามารถในการแข่งขันสูงของรัฐ บ่งบอกถึงอัตราการเติบโตของการผลิตสินค้าและบริการ และแทบจะกลายเป็นภาคส่วนที่มีปัญหาของเศรษฐกิจ ต้นทุนการผลิตไฟฟ้ามักจะประกอบด้วยการลงทุนเริ่มแรกที่สำคัญซึ่งจะจ่ายออกไปหลายปี แม้จะมีทรัพยากรทั้งหมด รัสเซียก็ไม่มีข้อยกเว้น ท้ายที่สุดแล้ว อุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานมากมีส่วนสำคัญต่อเศรษฐกิจ

สถิติบอกเราว่าในปี 2014 การผลิตไฟฟ้าของรัสเซียยังไม่ถึงระดับโซเวียต 1990 เมื่อเปรียบเทียบกับจีนและสหรัฐอเมริกา รัสเซียผลิตไฟฟ้าได้น้อยกว่า 5 และ 4 เท่าตามลำดับ ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? ผู้เชี่ยวชาญยืนยันว่าสิ่งนี้ชัดเจน: ต้นทุนที่ไม่ใช่การผลิตสูงสุด

ใครกินไฟ

แน่นอน คำตอบนั้นชัดเจน ทุกคน แต่ตอนนี้เราสนใจในระดับอุตสาหกรรม ดังนั้นอุตสาหกรรมเหล่านั้นจึงต้องการไฟฟ้าเป็นหลัก ส่วนแบ่งหลักตกอยู่ที่อุตสาหกรรม - ประมาณ 36%; คอมเพล็กซ์เชื้อเพลิงและพลังงาน (18%) และภาคที่อยู่อาศัย (มากกว่า 15% เล็กน้อย) ส่วนที่เหลืออีก 31% ของไฟฟ้าที่ผลิตได้มาจากอุตสาหกรรมที่ไม่ใช่การผลิต การขนส่งทางรถไฟ และการสูญเสียกริด

ในขณะเดียวกัน ควรระลึกไว้เสมอว่าโครงสร้างการบริโภคแตกต่างกันไปตามภูมิภาค ดังนั้นในไซบีเรีย อันที่จริงแล้ว ไฟฟ้ามากกว่า 60% ถูกใช้โดยอุตสาหกรรมและแหล่งเชื้อเพลิงและพลังงาน แต่ในส่วนยุโรปของประเทศซึ่งมีการตั้งถิ่นฐานจำนวนมากผู้บริโภคที่มีอำนาจมากที่สุดคือภาคที่อยู่อาศัย

โรงไฟฟ้าเป็นกระดูกสันหลังของอุตสาหกรรม

การผลิตไฟฟ้าในรัสเซียมีโรงไฟฟ้าเกือบ 600 แห่ง กำลังไฟฟ้าแต่ละแห่งเกิน 5 เมกะวัตต์ กำลังการผลิตรวมของโรงไฟฟ้าทั้งหมดคือ 218 GW เราจะรับไฟฟ้าได้อย่างไร? โรงไฟฟ้าประเภทต่อไปนี้ใช้ในรัสเซีย:

• ความร้อน (ส่วนแบ่งในการผลิตทั้งหมดประมาณ 68.5%);
• ไฮดรอลิก (20.3%);
• นิวเคลียร์ (เกือบ 11%);
• ทางเลือก (0.2%)

เมื่อพูดถึงแหล่งไฟฟ้าทางเลือก ภาพสุดโรแมนติกของกังหันลมและแผงโซลาร์เซลล์จะอยู่ในใจ อย่างไรก็ตาม ภายใต้เงื่อนไขและท้องถิ่นบางประการ สิ่งเหล่านี้เป็นประเภทการผลิตไฟฟ้าที่ทำกำไรได้มากที่สุด

โรงไฟฟ้าพลังความร้อน

ในอดีต โรงไฟฟ้าพลังความร้อน (TPP) มีบทบาทสำคัญในกระบวนการผลิต ในอาณาเขตของรัสเซีย TPPs ที่ให้บริการผลิตไฟฟ้าจัดประเภทตามเกณฑ์ต่อไปนี้:

• แหล่งพลังงาน - เชื้อเพลิงฟอสซิล พลังงานความร้อนใต้พิภพหรือพลังงานแสงอาทิตย์
• ประเภทของพลังงานที่สร้างขึ้น - การสกัดด้วยความร้อน, การควบแน่น

ตัวบ่งชี้ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือระดับการมีส่วนร่วมในการครอบคลุมตารางโหลดไฟฟ้า ที่นี่ โรงไฟฟ้าพลังความร้อนพื้นฐานได้รับการจัดสรรโดยใช้เวลาทำงานขั้นต่ำ 5,000 ชั่วโมงต่อปี กึ่งพีค (เรียกอีกอย่างว่าคล่องแคล่ว) - 3,000-4,000 ชั่วโมงต่อปี สูงสุด (ใช้เฉพาะในช่วงเวลาเร่งด่วน) - 1,500-2,000 ชั่วโมงต่อปี

เทคโนโลยีการผลิตพลังงานจากเชื้อเพลิง

แน่นอนว่าการผลิต การส่ง และการใช้ไฟฟ้าโดยผู้บริโภคนั้นเกิดขึ้นจากค่าใช้จ่ายของ TPP ที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล พวกเขาโดดเด่นด้วยเทคโนโลยีการผลิต:

• กังหันไอน้ำ;
• ดีเซล;
• กังหันก๊าซ
• ไอน้ำแก๊ส

กังหันไอน้ำเป็นเรื่องธรรมดาที่สุด พวกเขาทำงานกับเชื้อเพลิงทุกประเภท ไม่เพียงแต่ถ่านหินและก๊าซเท่านั้น แต่ยังรวมถึงน้ำมันเชื้อเพลิง พีท หินน้ำมัน ฟืน และเศษไม้ ตลอดจนผลิตภัณฑ์แปรรูป

เชื้อเพลิงอินทรีย์

ปริมาณการผลิตไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดคิดเป็นสัดส่วนโดย Surgutskaya GRES-2 ซึ่งทรงพลังที่สุดไม่เพียง แต่ในสหพันธรัฐรัสเซียเท่านั้น แต่ยังอยู่ในทวีปเอเชียทั้งหมดด้วย ใช้ก๊าซธรรมชาติผลิตไฟฟ้าได้สูงถึง 5600 เมกะวัตต์ และสำหรับโรงไฟฟ้าถ่านหิน Reftinskaya GRES มีกำลังการผลิตสูงสุด - 3800 MW Kostroma และ Surgutskaya GRES-1 สามารถผลิตไฟฟ้าได้มากกว่า 3,000 MW ควรสังเกตว่าคำย่อ GRES ไม่ได้เปลี่ยนแปลงตั้งแต่สหภาพโซเวียต ย่อมาจาก State District Power Plant

ในระหว่างการปฏิรูปอุตสาหกรรมการผลิตและการจำหน่ายไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนควรมาพร้อมกับอุปกรณ์ทางเทคนิคใหม่ของสถานีที่มีอยู่การสร้างใหม่ นอกจากนี้ ภารกิจสำคัญอีกอย่างหนึ่งคือการก่อสร้างโรงงานผลิตพลังงานแห่งใหม่

ไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน

ไฟฟ้าที่ผลิตโดยโรงไฟฟ้าพลังน้ำคือ องค์ประกอบสำคัญเสถียรภาพของระบบพลังงานรวมของรัฐ เป็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่สามารถเพิ่มการผลิตไฟฟ้าได้ในเวลาไม่กี่ชั่วโมง

ศักยภาพที่ยิ่งใหญ่ของอุตสาหกรรมไฟฟ้าพลังน้ำของรัสเซียนั้นมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าน้ำสำรองเกือบ 9% ของโลกตั้งอยู่ในอาณาเขตของประเทศ นี่เป็นแหล่งพลังงานน้ำที่ใหญ่เป็นอันดับสองของโลก ประเทศต่างๆ เช่น บราซิล แคนาดา และสหรัฐฯ ถูกทิ้งไว้ข้างหลัง การผลิตไฟฟ้าในโลกด้วยค่าใช้จ่ายของโรงไฟฟ้าพลังน้ำค่อนข้างซับซ้อนโดยข้อเท็จจริงที่ว่าสถานที่ที่ดีที่สุดสำหรับการก่อสร้างจะถูกลบออกจากการตั้งถิ่นฐานหรือสถานประกอบการอุตสาหกรรมอย่างมีนัยสำคัญ

อย่างไรก็ตาม ต้องขอบคุณไฟฟ้าที่ผลิตโดยโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ประเทศสามารถประหยัดเชื้อเพลิงได้ประมาณ 50 ล้านตัน หากสามารถพัฒนาพลังน้ำอย่างเต็มศักยภาพ รัสเซียสามารถประหยัดได้ถึง 250 ล้านตัน และนี่คือการลงทุนอย่างจริงจังในด้านนิเวศวิทยาของประเทศและความสามารถของระบบพลังงานที่ยืดหยุ่น

สถานีพลังน้ำ

การก่อสร้างสถานีไฟฟ้าพลังน้ำแก้ปัญหาหลายอย่างที่ไม่เกี่ยวกับการผลิตพลังงาน ซึ่งรวมถึงการสร้างระบบประปาและสุขาภิบาลทั่วทั้งภูมิภาค และการสร้างเครือข่ายชลประทานซึ่งจำเป็นมาก เกษตรกรรมและการควบคุมอุทกภัย เป็นต้น อย่างหลังก็มีความสำคัญไม่น้อยสำหรับความปลอดภัยของผู้คน

ปัจจุบันการผลิต ส่ง และจำหน่ายไฟฟ้าดำเนินการโดย 102 HPPs ซึ่งมีกำลังการผลิตต่อหน่วยเกิน 100 MW กำลังการผลิตรวมของการติดตั้งไฟฟ้าพลังน้ำในรัสเซียใกล้จะถึง 46 GW

ประเทศโดยการผลิตไฟฟ้ามักจะรวบรวมการจัดอันดับของพวกเขา ดังนั้นรัสเซียจึงอยู่ในอันดับที่ 5 ของโลกในด้านการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน สิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญที่สุดควรได้รับการพิจารณาว่า Zeya HPP (ไม่ใช่เพียงสิ่งแรกที่สร้างขึ้นในตะวันออกไกล แต่ยังทรงพลังมาก - 1330 MW) น้ำตกของโรงไฟฟ้า Volga-Kama (การผลิตและการส่งไฟฟ้าทั้งหมด มากกว่า 10.5 GW), Bureyskaya HPP ( 2010 MW) ฯลฯ แยกจากกัน ฉันอยากจะสังเกต HPP ของคอเคเซียน จากการดำเนินงานหลายสิบแห่งในภูมิภาคนี้ Kashkhatau HPP ใหม่ (ที่เปิดใช้งานแล้ว) ที่มีความจุมากกว่า 65 MW โดดเด่นที่สุด

HPP ความร้อนใต้พิภพของ Kamchatka สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ สถานีเหล่านี้เป็นสถานีที่ทรงพลังและเคลื่อนที่ได้

โรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ทรงพลังที่สุด

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การผลิตและการใช้ไฟฟ้าถูกขัดขวางโดยความห่างไกลของผู้บริโภคหลัก อย่างไรก็ตาม รัฐกำลังยุ่งอยู่กับการพัฒนาอุตสาหกรรมนี้ ไม่เพียงแต่สิ่งที่มีอยู่จะถูกสร้างขึ้นใหม่เท่านั้น แต่ยังมีการสร้างใหม่ด้วย พวกเขาต้องเชี่ยวชาญแม่น้ำภูเขาของเทือกเขาคอเคซัส แม่น้ำอูราลที่มีน้ำสูง ตลอดจนทรัพยากรของคาบสมุทรโคลาและคัมชัตกา ในบรรดาโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด เราสังเกตเห็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำหลายแห่ง

Sayano-Shushenskaya พวกเขา P. S. Neporozhny สร้างขึ้นในปี 1985 บนแม่น้ำ Yenisei กำลังการผลิตปัจจุบันยังไม่ถึง 6,000 เมกะวัตต์โดยประมาณเนื่องจากการบูรณะและซ่อมแซมหลังเกิดอุบัติเหตุปี 2552

การผลิตและการใช้ไฟฟ้าโดย Krasnoyarsk HPP ได้รับการออกแบบมาสำหรับโรงถลุงอะลูมิเนียม Krasnoyarsk นี่เป็น "ลูกค้า" รายเดียวของ HPP ที่ได้รับมอบหมายในปี 2515 ความจุของการออกแบบคือ 6000 MW Krasnoyarsk HPP เป็นเครื่องเดียวที่ติดตั้งลิฟต์สำหรับเรือ ให้การนำทางปกติในแม่น้ำ Yenisei

Bratsk HPP ได้รับการว่าจ้างในปี 1967 เขื่อนกั้นแม่น้ำอังการาใกล้กับเมืองบราตสค์ เช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าพลังน้ำ Krasnoyarsk โรงไฟฟ้าพลังน้ำ Bratskaya ทำงานตามความต้องการของโรงงาน Bratsk Aluminium ไฟฟ้าทั้งหมด 4,500 MW มอบให้เขา และกวี Yevtushenko ได้อุทิศบทกวีให้กับสถานีไฟฟ้าพลังน้ำแห่งนี้

สถานีไฟฟ้าพลังน้ำอีกแห่งตั้งอยู่บนแม่น้ำอังการา - Ust-Ilimskaya (มีกำลังการผลิตเพียง 3800 เมกะวัตต์) การก่อสร้างเริ่มขึ้นในปี 2506 และสิ้นสุดในปี 2522 ในเวลาเดียวกัน การผลิตไฟฟ้าราคาถูกสำหรับผู้บริโภคหลักเริ่มต้นขึ้น: โรงงานอะลูมิเนียมอีร์คุตสค์และบราตสค์ โรงงานสร้างเครื่องบินอีร์คุตสค์

Volzhskaya HPP ตั้งอยู่ทางเหนือของโวลโกกราด กำลังการผลิตเกือบ 2600 เมกะวัตต์ โรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ใหญ่ที่สุดในยุโรปแห่งนี้เปิดดำเนินการมาตั้งแต่ปี 2504 อยู่ไม่ไกลจาก Tolyatti ซึ่งเป็น "สถานีไฟฟ้าพลังน้ำที่เก่าแก่ที่สุด" ของ Zhigulevskaya ได้เริ่มดำเนินการในปี พ.ศ. 2500 กำลังการผลิต HPP 2330 MW ครอบคลุมความต้องการไฟฟ้าในภาคกลางของรัสเซีย เทือกเขาอูราล และแม่น้ำโวลก้าตอนกลาง

และนี่คือสิ่งที่จำเป็นสำหรับความต้องการ ตะวันออกอันไกลโพ้นการผลิตไฟฟ้าจัดทำโดย Bureyskaya HPP เราสามารถพูดได้ว่ามันยังค่อนข้าง "เด็ก" - การว่าจ้างเกิดขึ้นในปี 2545 เท่านั้น กำลังการผลิตติดตั้งของ HPP นี้คือกระแสไฟฟ้า 2010 MW

โรงไฟฟ้าพลังน้ำนอกชายฝั่งทดลอง

อ่าวมหาสมุทรและทะเลจำนวนมากยังมีศักยภาพของพลังน้ำ ท้ายที่สุดแล้วความสูงต่างกันมากในช่วงน้ำขึ้นส่วนใหญ่เกิน 10 เมตร และนี่หมายความว่าคุณสามารถสร้างพลังงานจำนวนมหาศาลได้ ในปี พ.ศ. 2511 สถานีทดลองน้ำขึ้นน้ำลง Kislogubskaya ได้เปิดขึ้น กำลังการผลิต 1.7 เมกะวัตต์

อะตอมที่สงบสุข

อุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ของรัสเซียเป็นเทคโนโลยีครบวงจร ตั้งแต่การสกัดแร่ยูเรเนียมไปจนถึงการผลิตไฟฟ้า วันนี้ประเทศมีหน่วยพลังงาน 33 แห่งที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 10 แห่ง กำลังการผลิตติดตั้งรวมกว่า 23 เมกะวัตต์

ปริมาณไฟฟ้าสูงสุดที่ผลิตโดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือในปี 2554 ตัวเลขดังกล่าวคือ 173 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง การผลิตไฟฟ้าต่อหัวของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพิ่มขึ้น 1.5% เมื่อเทียบกับปีที่แล้ว

แน่นอน ทิศทางที่มีความสำคัญในการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์คือความปลอดภัยในการทำงาน แต่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีบทบาทสำคัญในการต่อสู้กับภาวะโลกร้อน นักสิ่งแวดล้อมพูดถึงเรื่องนี้อย่างต่อเนื่องโดยเน้นว่าเฉพาะในรัสเซียเท่านั้นที่สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศได้ 210 ล้านตันต่อปี

พลังงานนิวเคลียร์ได้รับการพัฒนาเป็นหลักในภาคตะวันตกเฉียงเหนือและในส่วนของยุโรปของรัสเซีย ในปี 2555 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั้งหมดผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 17% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมด

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในรัสเซีย

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุดในรัสเซียตั้งอยู่ในภูมิภาค Saratov กำลังการผลิตประจำปีของ Balakovo NPP คือ 30 พันล้านกิโลวัตต์ต่อชั่วโมงของไฟฟ้า ที่ Beloyarsk NPP (ภูมิภาค Sverdlovsk) มีเพียงหน่วยที่ 3 เท่านั้นที่กำลังทำงานอยู่ แต่สิ่งนี้ยังทำให้เราเรียกได้ว่าเป็นหนึ่งในผู้ที่ทรงพลังที่สุด ไฟฟ้า 600 เมกะวัตต์ถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็ว เป็นที่น่าสังเกตว่าเป็นหน่วยพลังงานแรกของโลกที่มีนิวตรอนเร็ว ติดตั้งเพื่อผลิตไฟฟ้าในระดับอุตสาหกรรม

ใน Chukotka มีการติดตั้งโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Bilibino ซึ่งผลิตไฟฟ้าได้ 12 เมกะวัตต์ และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์คาลินินก็ถือได้ว่าเพิ่งสร้างเสร็จไม่นาน หน่วยแรกเริ่มดำเนินการในปี 2527 และหน่วยสุดท้าย (ที่สี่) เริ่มดำเนินการในปี 2553 เท่านั้น กำลังการผลิตรวมของหน่วยพลังงานทั้งหมดคือ 1,000 MW ในปี 2544 Rostov NPP ถูกสร้างขึ้นและนำไปใช้งาน ตั้งแต่การเชื่อมต่อของหน่วยพลังงานที่สอง - ในปี 2010 - กำลังการผลิตติดตั้งเกิน 1,000 MW และอัตราการใช้กำลังการผลิตเท่ากับ 92.4%

พลังงานลม

ศักยภาพทางเศรษฐกิจของอุตสาหกรรมพลังงานลมในรัสเซียอยู่ที่ประมาณ 260 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี ซึ่งคิดเป็นเกือบ 30% ของกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ทั้งหมดในปัจจุบัน กำลังการผลิตกังหันลมทั้งหมดในประเทศคือ 16.5 เมกะวัตต์ของพลังงาน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนาของอุตสาหกรรมนี้คือภูมิภาคเช่นชายฝั่งมหาสมุทรเชิงเขาและบริเวณภูเขาของเทือกเขาอูราลและคอเคซัส