Генерирование электроэнергии: Генерирование электрической энергии. Трансформаторы. — О’Пять пО физике!

Генерирование электрической энергии. Трансформаторы. — О’Пять пО физике!

Генератор – устройство превращающее энергию различного вида в электрическую. Генераторы вырабатывают электрический ток. Примеры генераторов: гальванические элементы, электростатические машины, солнечные батареи и др. В зависимости от характеристик применяются генераторы различных типов.

Например, с помощью электростатических машин можно создать очень высокое напряжение, но при этом сила тока будет очень невелика. А с помощью гальванических элементов можно создать приемлемую силу тока, но они могут работать лишь непродолжительное время.

Структура генератора  Рассмотрим индукционный электромеханический генератор переменного тока. Генераторов такого типа много, но любой из них имеет общие основные детали.

• Постоянный или электромагнит. С помощью него создается магнитное поле.
• Обмотка. В ней индуцируется переменная ЭДС.

Амплитуда ЭДС наводится в каждом витке обмотки. Так как витки соединены последовательно значения ЭДС будут складываться. ЭДС в рамке будет пропорциональна числу витков в обмотке. Для получения большого значения магнитного потока в генераторах делают специальную систему из двух сердечников.

В пазах одного сердечника размещаются обмотки, которые создают магнитное поле, а в пазах другого, обмотки, в которых индуцируется ЭДС. Один из сердечников вращается, его называют ротором. Второй неподвижен и называется статором. Зазор между сердечниками стараются сделать как можно меньшим, чтобы увеличить поток вектора магнитной индукции.

На рисунке представлена модель простейшего генератора.

Принцип действия генератора 

В генераторе, модель которого представлена на рисунке, магнитное поле создается постоянным магнитом, а проволочная рамка вращается внутри него. В принципе, можно оставить рамку неподвижной и вращать магнит. От этого ничего бы не изменилось.

В промышленных генераторах именно так и делается. Вращается электромагнит, а обмотки, в которых появляется ЭДС остаются неподвижными. Это связано с тем, что для того, чтобы подвести ток к ротору или снять с обмоток ротора, необходимо использовать скользящие контакты. Для этого используются щетки и контактные кольца. Сила тока, которая заставит вращаться ротор, много меньше, чем та, которую мы снимем с обмоток.

Поэтому удобнее подводить ток к ротору, а снимать ток со статора. В генераторах малой мощности, для создания магнитного поля используют вращающийся постоянный магнит, тогда подводить ток к ротору вообще необязательно. И использовать щетки и кольца не нужно.

При вращении ротора, в обмотках статора возникает ЭДС. Это происходит потому, что возникает вихревое электрическое поле. Современные генераторы это очень большие машины. Причем при таких размерах (несколько метров), некоторые важнейшие внутренние части изготавливаются с точность до миллиметра. 

Генераторы, которые стоят на электростанциях, вырабатывают очень мощное ЭДС. На практике такое напряжения редко когда бывает нужно. Поэтому такое напряжение необходимо преобразовывать.

Для преобразования напряжения используются устройства, называются трансформаторами. Трансформаторы могут как и повысить напряжение, так и понизить его. Существуют также стабилизирующие трансформаторы, которые не повышают и не понижают напряжение.

Рассмотрим устройство трансформатора на следующем рисунке.

              условное обозначение  трансформатора:        

Устройство и работа трансформатора

Трансформатор состоит из двух катушек с проволочными обмотками. Эти катушки надевают на стальной сердечник. Сердечник не является монолитным, а собирается из тонких пластин.

Одна из обмоток называется первичной. К этой обмотке подсоединяют переменное напряжение, которое идет от генератора, и которое нужно преобразовать. Другая обмотка называется вторичной. К ней подсоединяют нагрузку. Нагрузка это все приборы и устройства, которые потребляют энергию.

На следующем рисунке представлено условное обозначение трансформатора.

картинка

Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции. Когда через первичную обмотку проходит переменный ток, в сердечнике возникает переменный магнитный поток. А так как сердечник общий, магнитный поток индуцирует ток и в другой катушке.

В первичной обмотке трансформатора имеется N₁ витков, её полная ЭДС индукции равняется e₁ = N₁e, где е – мгновенное значение ЭДС индукции во всех витках. е одинаково для всех витков обоих катушек.

Во вторичной обмотке имеется N₂ витков. В ней индуцируется ЭДС e₂ = N₂ e.

Следовательно: e₁/e₂ = N₁/ N₂.

Сопротивлением обмоток пренебрегаем. Следовательно, значения ЭДС индукции и напряжения будут приблизительно равны по модулю: |u₁|≈|e₁|.

При разомкнутой цепи вторичной обмотки в ней не идет ток, следовательно: |u₂|=|e₂|.

Мгновенные значения ЭДС e

1, e₂ колеблются в одной фазе. Их отношение можно заменить отношением значений действующих ЭДС: E₁ и E₂. А отношение мгновенных значений напряжения заменим действующими значениями напряжения. Получим:

E₁/E₂ ≈U₁/U₂ ≈N₁/ N₂ = K

К – коэффициент трансформации. При K>0 трансформатор повышает напряжение, при K<0 – трансформатор понижает напряжение. Если же к концам вторичной обмотки подключить нагрузку, то во второй цепи появится переменный ток, который вызовет появление в сердечнике еще одного магнитного потока.

Это магнитный поток будет уменьшать изменение магнитного потока сердечника. Для нагруженного трансформатора будет справедлива следующая формула: U₁/U₂≈ I₂/I₁.

То есть при повышении напряжения в несколько раз, мы во столько же раз уменьшим силу тока.

Генерирование электрической энергии. Трансформаторы

В данной теме речь пойдёт о способах генерирования электрической энергии. А также изучим устройство простейшего трансформатора.

Электромагнитная индукция – это явление заключается в том, что при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур замкнутого проводника, в этом проводнике возникает электрический ток, существующий в течение всего процесса изменения магнитного потока. А полученный таким способом ток называется индукционным током.

Переменным называется ток, периодически изменяющийся со временем.

Для того чтобы в цепи существовал синусоидальный переменный ток, источник в этой цепи должен создавать переменное электрическое поле, изменяющееся синусоидально. На практике синусоидальная ЭДС создается генераторами переменного тока, работающими на электростанциях.

Генераторы — это электрические машины,

преобразующие механическую энергию в электрическую.

К генераторам относятся гальванические элементы, электростатические машины, термобатареи, солнечные батареи и т.д.

В настоящее время также исследуются возможности создания принципиально новых типов генераторов. Так, например, разрабатываются и уже частично используются топливные элементы, в которых энергия, освобождающаяся в результате реакции водорода с кислородом, непосредственно превращается в электрическую.

Область применения различных генераторов различна и определяется их характеристиками. Так, например, электростатические машины создают высокую разность потенциалов, но они не способны создать в цепи сколько-нибудь значимую силу тока. Гальванические же элементы наоборот могут дать большой ток, но продолжительность их невелика.

В современной энергетике применяют индукционные генераторы переменного тока, в которых используется явление электромагнитной индукции. Такие генераторы позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении.

В прошлой теме была рассмотрена простейшая модель такого генератора — рамка с током, вращающаяся в однородном магнитном поле вокруг своей оси.

В настоящее время имеется много различных типов индукционных генераторов. Но все они состоят из одних и тех же основных частей.

Ранее нами рассматривался пример получения индукционного тока в плоском контуре при его вращении в магнитном поле. На этом принципе и работает электромеханической генератор переменного тока. Неподвижная часть генератора, аналогичная магниту, называется статором, а вращающаяся, т. е. рамка, — ротором.

В мощных промышленных генераторах вместо постоянного магнита используется электромагнит.

Зазор между сердечниками статора и ротора делают как можно меньшим для увеличения потока вектора магнитной индукции.

В рассмотренной нами ранее модели генератора, вращается проволочная рамка, играющая роль ротора.

Разумеется, можно было бы поступить и наоборот, т.е. вращать магнит, а рамку оставить неподвижной. В больших промышленных генераторах приводится во вращение именно электромагнит.

Статор промышленного генератора представляет собой стальную станину цилиндрической формы (станина — это основная несущая часть машины, на которой монтируются различные рабочие узлы, механизмы и прочее). Во внутренней его части прорезаются пазы, в которые укладывается толстый медный провод. Именно в них и индуцируется переменный электрический ток при изменении пронизывающего их магнитного потока. Магнитное поле создается ротором. Он представляет собой электромагнит: на стальной сердечник сложной формы надета обмотка, по которой протекает постоянный электрический ток. Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле, значительно меньше силы тока, отдаваемого генератором во внешнюю цепь. Поэтому генерируемый ток удобнее снимать с неподвижных обмоток; а через скользящие контакты подводить сравнительно слабый ток к вращающемуся электромагниту. Ток к этой обмотке подводится через щетки и кольца от постороннего источника постоянного тока, называемого возбудителем.

На рисунке представлена полная схема генератора переменного тока. При вращении ротора какой-либо внешней механической силой, создаваемое им магнитное поле тоже вращается. При этом магнитный поток, пронизывающий витки обмотки статора, периодически меняется, в результате чего в них индуцируется переменный ток.

На тепловых электростанциях ротор генератора вращается с помощью паровой турбины, на гидроэлектростанциях — с помощью водяной турбины.

Обратите внимание, что ротор гидрогенератора имеет не одну, а несколько пар магнитных полюсов. Чем больше пар полюсов, тем больше частота переменного электрического тока, вырабатываемого генератором при данной скорости вращения ротора. Поскольку скорость вращения водяных турбин обычно невелика, то для создания тока стандартной частоты используют многополюсные роторы.

Таким образом, электрическую энергию производят на электростанциях. Но ее каким-то образом надо передать потребителям, часто находящимся очень далеко от станции. Для этого между станцией и потребителем строят линии электропередач.

Однако при передаче электроэнергии неизбежны потери, связанные с нагреванием проводов. Чем дальше от электростанции находится потребитель тока, тем больше энергии тратится на нагревание проводов и тем меньше доходит до потребителя.

Уменьшение потерь электроэнергии при ее передаче от электростанций к потребителям является важной народнохозяйственной задачей. Из закона Джоуля-Ленца следует, что уменьшить потери можно либо за счет уменьшения сопротивления проводов, либо уменьшения силы тока в них. Сопротивление проводов будет тем меньше, чем больше площадь их поперечного сечения и чем меньше удельное сопротивление металла, из которого они изготовлены. Провода делают из меди или алюминия, так как среди относительно недорогих металлов они обладают наименьшим удельным сопротивлением. Однако увеличивать же толщину проводов экономически невыгодно, т.к. это ведет к перерасходу дорогостоящего цветного металла, а также возникновению трудностей при закреплении проводов на столбах. Поэтому такой способ снижения потерь практически невозможен.

Поэтому существенного снижения потерь можно добиться только за счет уменьшения силы тока. Но приданной мощности уменьшение силы тока возможно лишь при увеличении напряжения. Без такого преобразования силы тока и напряжения передача электроэнергии на большие расстояния становится невыгодной из-за существенных потерь.

Так, электроэнергия Волжской ГЭС передается в Москву при напряжении 500 кВ, от Саяно-Шушенской ГЭС — при напряжении 750 кВ. Хотя на самих электростанциях генераторы вырабатывают электрическую энергию при напряжениях, не превышающих 20 кВ.

Решение этой важнейшей технической задачи стало возможным только после изобретения трансформатора — устройства, служащего для преобразования силы и напряжения переменного тока при неизменной частоте.

Первый трансформатор был изобретен в 1876 году русским ученым Павлом Николаевичем Яблочковым для питания изобретенных им электрических свечей — нового в то время источника света. А первый технический трансформатор впервые создал Иван Филиппович Усагин в 1882 г.

В основе работы трансформатора лежит явление электромагнитной индукции. Простейший трансформатор представляет собой две изолированные друг от друга катушки (их еще называют обмотками), намотанные на общий замкнутый сердечник. По одной из обмоток (первичной) пропускается преобразуемый переменный ток, а вторичная обмотка соединяется с потребителем.

Переменный ток в первичной обмотке создает в сердечнике переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукциив витках каждой обмотки. Сердечник из трансформаторной стали концентрирует магнитное поле так, что магнитный поток существует практически только внутри сердечника и одинаков во всех его сечениях.

Мгновенное значение ЭДС индукции во всех витках первичной или вторичной обмотки одинаково. Согласно закону Фарадея, оно будет определяться формулой

e = –Ф’

где Ф’ — производная потока магнитной индукции по времени.

Если первичная обмотка имеет N₁ витков, а вторичная N₂ витков, то в обмотках индуцируются (без учета потерь на рассеивание магнитного потока) соответственно e₁ и e₂, а их отношение будет равно

Т.е. возникающие в катушках ЭДС индукции (или самоиндукции) пропорциональны числу витков в них.

Обычно активное сопротивление обмоток трансформатора мало, и им можно пренебречь. В этом случае модуль напряжения на зажимах первичной обмотки примерно равен модулю суммарной ЭДС индукции.

При разомкнутой вторичной обмотке трансформатора ток в ней не идет, поэтому суммарная ЭДС индукции равна напряжению на зажимах вторичной обмотки.

Изменение мгновенных значений ЭДС происходит так, что они одновременно достигают максимума и одновременно проходят через ноль, т.е. изменяются синфазно. Поэтому их отношения можно заменить отношением действующих значений этих ЭДС или отношением действующих значений напряжений.

Отношение числа витков в первичной обмотке к числу витков во вторичной называют коэффициентом трансформации k.

В зависимости от того, какое значение принимает коэффициент трансформации, различают повышающий и понижающий трансформатор.

Его обычно определяют при холостом ходе трансформатора, т.е. при разомкнутой цепи вторичной обмотки.

Если коэффициент трансформации меньше единицы, то трансформатор называется повышающим, а если больше единицы — то понижающим.

При включении во вторичную цепь какой-либо нагрузки (это рабочий ход трансформатора) в ней начинает проходить ток нагрузки (он переменный и такой же частоты). Этот ток создает в сердечнике магнитный поток, направленный по правилу Ленца навстречу потоку первичной обмотки. В результате суммарный поток магнитной индукции в первичной катушке уменьшается, уменьшается и ЭДС, а, следовательно, сила тока будет увеличиваться. Это увеличение силы тока в первичной цепи приводит к увеличению магнитного потока, ЭДС индукции и силы тока во вторичной цепи. Но, как мы знаем, увеличение тока во вторичной цепи сопровождается увеличением тока самоиндукции и, следовательно, уменьшением магнитного потока который только что возрастал.

В конце концов, при постоянной нагрузке устанавливаются определенные магнитный поток, ЭДС индукции во вторичной цепи и ток в первичной цепи. Получается, что трансформатор сам, автоматически регулирует потребление энергии в зависимости от нагрузки во вторичной цепи.

При рабочем ходе трансформатора происходит непрерывная передача энергии из первичной цепи во вторичную.

Мощность, потребляемая в первичной цепи, будет определяться формулой

а выделяемая на нагрузке

Коэффициент полезного действия трансформатора будет определяться отношением выделяемой мощности на нагрузке к потребляемой мощности в первичной цепи.

Однако не вся энергия, вырабатываемая генератором, передается потребителю. При работе трансформатора имеются потери на нагревание обмоток трансформатора, на рассеивание магнитного потока в пространство, на вихревые токи Фуко в сердечнике и его перемагничивание.

Для уменьшения этих потерь принимаются следующие меры:

1) обмотка низкого напряжения делается большего сечения, так как по ней проходит ток большей силы;

2) сердечник делают замкнутым, что уменьшает рассеивание магнитного потока;

3) сердечник делают из изолированных пластин для уменьшения токов Фуко.

Благодаря этим мерам коэффициент полезного действия современных трансформаторов достигает 95—99%, а сдвиг фаз между колебаниями силы тока и напряжения близки к нулю.

Если иногда можно пренебречь потерями в трансформаторе, т.е. считать его коэффициент полезного действия равным 100%, то мощность, потребляемая в первичной цепи, будет равна мощности, выделяемой на нагрузке. Тогда отношение силы тока в первичной обмотке к силе тока во вторичной обмотке будет обратно пропорционально соответствующим напряжениям. А это значит, что увеличивая с помощью трансформатора напряжение, во столько же раз будем уменьшать силу тока и наоборот.

В настоящее время трансформаторы нашли широкое применение, как в технике, так и в быту. Например, для передачи электроэнергии на большие расстояния используются как повышающие, так и понижающие трансформаторы (об этом, кстати, мы более подробно будем говорить в одном из следующих уроков).При подзарядке сотового телефона имеющийся в зарядном устройстве трансформатор понижает напряжение, полученное из осветительной сети до 5.5 В, пригодного для телефона. В телевизоре имеется несколько трансформаторов (как понижающих, так и повышающих), поскольку для питания различных его узлов требуется напряжение от 1,5 В до 25 кВ и так далее.

Основные выводы:

– Генератор переменного тока – устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую.

– В современной энергетике применяются индукционные генераторы, работа которых основана на явлении электромагнитной индукции, и позволяющие получить большие токи при достаточно высоком напряжении.

– Конструкций индукционных генераторов существует достаточное количество, однако, неизменными в каждом из них, остаются ротор — подвижная часть генератора, и статор — неподвижная часть генератора.

– Трансформатор – устройство, служащее для преобразования силы и напряжения переменного тока при неизменной частоте.

– Трансформатор характеризуется коэффициентом трансформации, т.е. отношением числа витков в первичной обмотке к числу витков во вторичной обмотке.

– В зависимости от значения этого коэффициента, различают повышающий и понижающий трансформаторы.

«Технодинамика» завершила испытания системы генерирования для новейшей авиатехники 

13 февраля 2020 г., AEX.RU –  Холдинг «Технодинамика» Госкорпорации Ростех успешно завершил межведомственные испытания новейшей системы генерирования электроэнергии для самолетов Ил-112В и Ил-114-300, а также средних вертолетов. Это первая в российском авиастроении система генерирования, построенная на принципах цифрового управления, позволяющих повысить ее производительность. Об этом сообщает пресс-служба холдинга.

В ходе межведомственных испытаний, проходивших на Уфимском агрегатном производственном предприятии, проверялись функциональность системы и ее устойчивость к внешним воздействиям. В результате испытаний комиссия установила практически полное соответствие характеристик агрегатов системы требованиям технического задания.

Система генерирования СГ-112-115 состоит из синхронного генератора переменной частоты ГСР-40НЧ и блока регулирования, защиты и управления.  Генератор ГСР-40НЧ специально разработан для установки на двигатели типа ТВ7-117 и ТВ3-117, что делает возможным внедрение новой системы генерирования в конструкцию новейших самолетов Ил-112В, Ил-114-300, а также вертолетов типа Ми-8/17/171 и Ми-38, отметили в холдинге.

Применение цифрового управления позволило существенно расширить диапазон рабочих частот вращения генератора: номинальная мощность выдается при оборотах двигателя 6600 об/мин, тогда как используемые сегодня в российском авиастроении аналоговые системы работают только после 7600 об/мин.

«Агрегаты системы генерирования, разработанной в холдинге «Технодинамика», ранее показали высокие характеристики при выполнении первого полета самолета Ил-112В, которые были успешно подтверждены квалификационными испытаниями, включая такие испытания как механические вибрации, климатические воздействия и другие, в соответствии с требованиями отечественной системы стандартов, — заявил генеральный директор холдинга «Технодинамика», куратор Ульяновского и Пензенского региональных отделений Союза машиностроителей России, член бюро Лиги содействия оборонным предприятиям Игорь Насенков. – При этом, хочу отметить, что нам удалось решить одну из основных задач при разработке любой авиатехники – снизить вес. В отличие от ряда региональных лайнеров зарубежной разработки, в которых применяется система с приводом постоянной частоты вращения, наш генератор за счет отсутствия привода существенно легче».

Следующим шагом после межведомственных испытаний станут испытания в составе самолета Ил-112В.

Генерирование электроэнергии – это что за процесс? | Основы нейтронных наук

Википедия: «Генерация электричества – это процесс получения электроэнергии из источников первичной энергии». Как видим, в одном предложении одни слова заменяют другими, а смысла и механизма явления нет.

            Мысленно представим замкнутую электрическую цепь постоянного тока, состоящую из генератора постоянного тока (слева) и лампочки (справа), соединенных  двумя проводами. В верхней части  генератора у нас будет плюс (высокий потенциал), в нижней – минус (низкий потенциал напряжения). Опытами точно установлено, что в такой цепи при установившемся  режиме электрический ток имеет постоянную величину. Из чего автоматически следует,  что работу в лампочке выполняет магнитная компонента электрического тока, а высокий и низкий потенциал напряжения – это  различные по величине магнитные компоненты. Таким образом,  генерирование – это процесс восстановления в генераторе высокого потенциала напряжения.

            Как выглядит процесс восстановления магнитной компоненты электрического тока? Описание природных явлений с позиции официальной науки не даёт возможности найти источник магнитной компоненты электрического тока. В атомах её нет и виртуальные магнитные силовые линии (МСЛ) Земли и других магнитов не могут иметь реальных материальных последствий. Вывод: официальная наука не может дать ответ на вопрос, что такое генерация электрического тока и она вынуждена заниматься словоблудием, проще говоря, обманом.

            Где этот обман начинается? Обман находится в атоме в виде ядра с электронами, где электрон позиционируется  как элементарная частица (вопрос, откуда в элементарной частице может быть заряд – это же сразу переводит её в категорию сложной структуры?). В Нейтронных науках электрон – это сложная молекула, состоящая из десятков химэлементов (см. Азбука материи (кратко) (http://neutronscience.com.ua/wp-content/uploads/2017/06/%D0%90%D0%B7%D0%B1%D1%83%D0%BA%D0%B0-%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B8-%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BA%D0%BE.pdf).

            Имеем базовый химэлемент, например, железа, у которого на свободную поверхностную иголку примагнитились десятки лёгких химэлементов газов – это будущий заряд электрона (когда электрон с зарядом разрушается на отдельные иголки при механическом столкновении, например, с кожей человека, то мы получаем сотни иголок тепловых энергоносителей, которые разрушают кожу, т.е. сжигают её).  Из сказанного следует, что электрон – это сложная молекула, а электрический ток является потоком молекулярных структур. Видов электронов – десятки, как по базовому химэлементу, так и по заряду из различных газов. С первым обманом определились.

            Переходим к магнитной компоненте, второму обману. Согласно официальной науке , гравитация – это взаимное притягивание масс. Опять ложь! Все космические опыты и многое другое не смогли доказать, что это утверждение верно. На самом деле, гравитация – это электромагнитное явление. Планеты имеют гравитацию, если в их корке есть слой расплавленной электропроводной магмы – это так называемые ещё Ньютоном активные массы, имеющие громадные электрические токи и соответствующие магнитные поля, например, как у Земли.            Магнитное поле Земли состоит из вращающихся МСЛ, частично связанных  химсвязями типа магнитной «липучки», что однозначно определяет магнитное поле как упругое тело. При вращении Земли, магнитное поле-тело постоянно деформируется под внешним воздействием «солнечного ветра», что приводит к частичному разрыву химсвязей и частичному повреждению МСЛ (разрыву на кусочки). Кусочки МСЛ сразу направляются к электрическому потоку магмы в корке Земли, создавая гравитационный поток, который прижимает (а не притягивает) в одном направлении химэлементы газы и кристаллические решетки тел и жидкостей. Отсюда сразу становятся понятными гравитационные аномалии, например, когда автомобили едут в гору или гравитационные потоки направлены под углом к поверхности Земли (массы же такие явления создать не могут!). МСЛ состоят из гравитонов. Гравитон – это «папа» электрона и рождается он на поверхности тел, жидкостей после того как на свободной иголке химэлемента накапливается заряд из газов, который вырывает его с поверхности под действием кусочков МСЛ гравитационного потока или других механических воздействий (трения или потоков газов, жидкостей). Гравитон превращается в электрон, когда  иголка-заряд меняет магнитные полюса в его структуре (например, когда МСЛ вдавливается в проводник). По составляющим- это абсолютно одинаковые структуры. Из чего следует, что гравитон – это также сложная молекула, а кусочки МСЛ в десятки и сотни раз более сложные молекулы. Кусочки МСЛ – это искомая магнитная компонента электрического тока. В генераторе при прохождении проводника с электрическим током поперек МСЛ магнитных полюсов, образуются магнитные «клинья», в которых и происходит захват кусочков МСЛ гравитационного потока в структуру МСЛ электрического тока, которые и восстанавливают магнитную компоненту. Так как электрон и гравитон – молекулярные структуры, то отсюда и появилось название «Молекулярный генератор Андруса — МГА» (http://neutronscience.com.ua/wp-content/uploads/2018/10/Biznes-plan-MGA-2018-rus.pdf).

            Генерирование электроэнергии – это постоянное восстановление магнитной компоненты высокого потенциала напряжения за счет захвата кусочков МСЛ гравитационного потока Земли при прохождении проводника с электрическим током поперек МСЛ магнитных полюсов генератора.

            В.Ф. Андрус   http://neutronscience.com.ua/ru/books/

Что собой представляют решения для энергетического сектора в Azure IoT Central

• 12/11/2020
• Чтение занимает 2 мин

В этой статье

Интеллектуальные расходомеры и солнечные панели играют важную роль в преобразовании энергетической отрасли.Smart meters and solar panels are playing an important role in the energy industry transformation. Интеллектуальные расходомеры обеспечивают больший контроль и больше полезных сведений в реальном времени об энергопотреблении, а распространение солнечных панелей стимулирует прорыв в области генерирования возобновляемой энергии.The smart meters give more controls and real-time insights about energy consumptions and solar panels growth is driving breakthrough in renewable energy generation. Приложения для мониторинга интеллектуальных расходомеров и солнечных панелей — всего лишь примеры шаблонов для демонстрации различных возможностей.The smart meter and solar panel monitoring apps are sample templates to show the various capabilities. Партнеры могут использовать эти шаблоны, чтобы создавать решения для сферы энергетики на основе IoT Central в соответствии со своими потребностями.Partners can leverage these templates to build energy solutions with IoT Central for their specific needs. Для развертывания и использования этих приложений не требуется никакого нового кода и дополнительных затрат.No new coding and no additional cost are required to deploy and use these applications. Узнайте больше о шаблонах приложений для сферы энергетики и их возможностях.Learn more about energy application templates and their capabilities.

Что такое приложение для мониторинга интеллектуальных расходомеров?What is the smart meter monitoring application?

Интеллектуальные расходомеры не только обеспечивают автоматическое выставление счетов, но и дополнительные возможности измерения, такие как чтение показаний в реальном времени и двунаправленная связь.The smart meters not only enable automated billing, but also advanced metering use cases such as real-time readings and bi-directional communication. Шаблон приложения для интеллектуальных расходомеров позволяет коммунальным предприятиям и партнерам отслеживать состояние и данные интеллектуальных расходомеров, а также определять оповещения и уведомления.The smart meter app template enables utilities and partners to monitor smart meters status and data, define alarms and notifications. Он содержит примеры команд, например, для отключения расходомера и обновления программного обеспечения.It provides sample commands, such as disconnect meter and update software. Можно настроить передачу данных расходомеров в другие бизнес-приложения, а также использовать их для разработки пользовательских решений.The meter data can be set up to egress to other business applications and to develop custom solutions.

Основные функциональные возможности приложения:App’s key functionalities:

• пример модели устройства расходомера;Meter sample device model
• сведения о расходомере и его состоянии в реальном времени;Meter info and live status
• показания расходомеров, такие как электроэнергия, мощность и напряжения;Meter readings such as energy, power, and voltages
• примеры команд расходомера;Meter command samples
• встроенные средства визуализации и панели мониторинга;Built-in visualization and dashboards
• расширяемость для разработки пользовательских решений.Extensibility for custom solution development

Вы можете поработать с приложением для мониторинга интеллектуальных расходомеров бесплатно без подписки Azure и каких-либо обязательств.You can try the smart meter monitoring app for free without an Azure subscription, and any commitments.

После развертывания приложения вы увидите имитированные данные расходомеров на панели мониторинга, как показано на рисунке ниже.After you deploy the app, you’ll see the simulated meter data on the dashboard, as shown in the figure below. Этот шаблон представляет собой пример приложения, который можно легко расширить и настроить для конкретных вариантов использования.This template is a sample app that you can easily extend and customize for your specific use cases.

Что такое приложение для мониторинга солнечных панелей?What is the solar panel monitoring application?

Приложение для мониторинга солнечных панелей позволяет коммунальным службам и партнерам отслеживать солнечные панели, например генерирование электроэнергии и состояние подключения, практически в реальном времени.The solar panel monitoring app enables utilities and partners to monitor solar panels, such as their energy generation and connection status in near real time. Оно может отправлять уведомления на основе определенных граничных критериев.It can send notifications based on defined threshold criteria. Это приложение содержит примеры команд, например, для обновления встроенного ПО, и другие свойства.It provides sample commands, such as update firmware and other properties. Можно настроить передачу данных солнечных панелей в другие бизнес-приложения, а также использовать их для разработки пользовательских решений.The solar panel data can be set up to egress to other business applications and to develop custom solutions.

Основные функциональные возможности приложения:App’s key functionalities:

• пример модели устройства солнечной панели;Solar panel sample device model
• сведения о солнечной панели и ее состоянии в реальном времени;Solar Panel info and live status
• генерирование электроэнергии солнечной панелью и другие показания;Solar energy generation and other readings
• примеры команд и элементов управления;Command and control samples
• встроенные средства визуализации и панели мониторинга;Built-in visualization and dashboards
• расширяемость для разработки пользовательских решений.Extensibility for custom solution development

Вы можете поработать с приложением для мониторинга солнечных панелей бесплатно без подписки Azure и каких-либо обязательств.You can try the solar panel monitoring app for free without an Azure subscription and any commitments.

Через 1–2 минуты после развертывания приложения вы увидите имитированные данные солнечных панелей, как показано на панели мониторинга ниже.After you deploy the app, you’ll see the simulated solar panel data within 1-2 minutes, as shown in the dashboard below. Этот шаблон представляет собой пример приложения, который можно легко расширить и настроить для конкретных вариантов использования.This template is a sample app that you can easily extend and customize for your specific use cases.

Дальнейшие действияNext steps

Чтобы приступить к разработке решения для сферы энергетики:To get started building an energy solution:

Урок по теме «Генерирование электрической энергии. Трансформаторы.»

Урок

Тема: Генерирование электрической энергии. Трансформаторы.

Цель: показать преимущества электрической энергии перед другими видами энергии; дать учащимся понятие о принципиальном устройстве промышленного генератора переменного тока; изучить назначение, устройство и принцип действия трансформатора.

Оборудование: модель генератора и трансформатора.

Ход урока

IОрг. Момент.

IIАнализ контрольной работы

III Сообщение темы, цели урока. Работа над новым материалом. (слайд 1,2)

1. Применение электрической энергии в народном хозяйстве и быту. Преимущества электрической энергии перед другими видами энергии и преимущества переменного тока по сравнению с постоянным.

Преимущества перед другими видами энергий:

А). передавать на огромные расстояния с малыми потерями

Б) удобно распределять между потребителями

В) легко превращать в любые другие виды энергий: механическую, внутреннюю, энергию света и т. д.

Преимущество переменного тока перед постоянным: напряжение и силу тока можно преобразовывать почти без потерь энергии. Эти преобразования необходимы во многих устройствах, особенно при передачи на большие расстояния.

Поэтому познакомимся с устройствами, вырабатывающие электрический ток-генераторами и устройствами преобразующими его- трансформаторы.

2. Генератор

Генератор — устройство, преобразующее энергию того или иного вида в электрическую энергию (гальванические элементы, электростатические машины, термобатареи, солнечные батареи).

Преобладающую роль в наше время играют электромеханические индукционные генераторы переменного тока, в которых механическая энергия превращается в электрическую. Их действие основано на явлении электромагнитной индукции. Такие генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении.

3. Устройство генератора переменного тока и его работа.

Генератор состоит: (слайд 3,4)

А) подвижная часть ротор.

Б) неподвижная часть статор.

Насаженный на вал ротор представляет собой электромагнит или магнит (индуктор), который вращается внутри статора. В пазах статора уложены проводящие «контуры- обмотки» (якорь), в которых при вращении ротора переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое поле. Возникает электродвижущая сила, в обмотках возникает индукционный ток. Этот ток передаётся от генератора во внешнюю цепь.

Если ротор является электромагнитом, то он снабжается контактными кольцами и щётками-неподвижными пластинами, прижатыми к кольцам, осуществляющим связь обмотки ротора с внешней цепью. Через скользящие контакты к вращающемуся электромагниту подводится слабый ток, вырабатываемый отдельным генератором постоянного тока (возбудителем), расположенным на том же валу.

Это был рассмотрен первый тип генератора, когда электромагнит или магнит вращается, а обмотки, в которых возникает ток неподвижны. Существуют и другие типы генераторов, когда магнит или электромагнит неподвижен, а вращается обмотка, в которой возникает ток.

Показать модель. (слайд5)

Рассмотреть принцип действия генератора переменного тока по плакату Электродинамика № 8 или (слайд 6 работа генератора 1)

Во вращающейся рамке, находящейся между полюсами магнита, возникает ЭДС индукции и появляется индукционный ток под действием силы Лоренца, действующей со стороны магнитного поля на движущиеся заряженные частицы. Через скользящие контакты снимается ток во внешнюю цепь.

Показать ещё раз флеш анимацию работа генератора(Слайд6)

ЭДС определяется по формуле

N-число витков обмотки статора

n-частота вращения ротора

Связь частоты переменного тока ν, числом пар полюсов магнита р и частотой вращения ротора n

ν=р*n

4. Назначение трансформатора

ЭДС мощных генераторов Электростанций довольно велика. На практике чаще всего нужно не слишком высокое напряжение.

Трансформатор –устройство, применяемое для повышения или понижения переменного напряжения. (слайд 7)

Был изобретён в 1878 г. русским учёным Павлом Николаевичем Яблочковым (1847-1894г.) и использован для питания изобретённого им нового источника света-«электрических свечей»

5. Устройство и принцип действия трансформатора

Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника(слайд8), собранного из пластин, на который надеты две(иногда и более) катушки с проволочными обмотками. Одна из обмоток называется первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Другая обмотка, к которой присоединяют нагрузку, т.е. приборов и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторичной. Условное обозначение смотри рисунок(слайд9)

Работа трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции.

Режимы работы трансформатора (Слайд 10 )

А)Холостой ход (без нагрузки)

Этот режим имеет место при разомкнутой вторичной цепи.

При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой обмотке.

Мгновенное значение ЭДС индукции е в любом витке первичной или вторичной обмотках одинаково. Согласно закону Фарадея определяется формулой(слайд11)

— полная ЭДС первичной обмотки

— полная ЭДС вторичной обмотки

отсюда следует, что

Обычно активное сопротивление обмоток трансформатора мало, поэтому им можно пренебречь. В этом случае модуль напряжения на зажимах катушки приблизительно равен модулю ЭДС индукции

| U₁|≈|e₁|

При разомкнутой вторичной обмотке трансформатора ток в ней не течёт и имеет место соотношение

|U₂|=|e₂|

Мгновенные значения ЭДС е можно заменить действующими Е

Получим отношение

(слайд12,13,14)

Гдеkкоэффициент трансформации

Приk>1 трансформатор понижающий, k<1 трансформатор повышающий

Б) рабочий ход (под нагрузкой) (Слайд 15,16 )

Этот режим имеет место при замкнутой вторичной цепи. В этом случае трансформатор нагружен, т.е. подключены потребители.

На этом режиме мощность в первичной цепи приблизительно равна мощности во вторичной

Это означает, что, повышая с помощью трансформатора напряжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока (и наоборот)

IV Решение задач

Рымкевич

986(976). Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 840 витков, повышает напряжение с 220 до 660 В. Каков коэффициент трансформации? Сколько витков содержится во вторичной обмотке? В какой обмотке провод имеет боль­шую площадь поперечного сечения?

987(977). Чтобы узнать, сколько витков содержится в первичной и вторичной обмотках трансформатора, на вторичную катушку намотали 11 витков провода. При включении первичной обмотки в сеть напряжением 220 В вольтметр показал, что на обмотке с 11 витками напряжение равно 4,4 В, а на вторичной обмотке — 12 В. Сколько витков в первичной и вторичной обмотках?

V Итоги урока

Что нового вы узнали на уроке?

Для чего нужен генератор, трансформатор.

VI. Д/з

§ 37,38 уметь отвечать на вопросы в конце параграфов

Упр. 5 № 2,5

Подготовить сообщения по темам:

Особенности работы ГЭС

Особенности работы ТЭС

Особенности работы АЭС

Энергоэффективные системы генерирования электроэнергии для автономных ветроэлектростанций

%PDF-1.6 % 1 0 obj > endobj 5 0 obj /Title >> endobj 2 0 obj > /Encoding > >> >> endobj 3 0 obj > endobj 4 0 obj > stream

Энергоэффективные системы генерирования электроэнергии для автономных ветроэлектростанций

Лукутин Борис Владимирович; Лукутин О. Б.; Шандарова Е. Б. endstream endobj 6 0 obj > endobj 7 0 obj > endobj 8 0 obj > endobj 9 0 obj > endobj 10 0 obj > endobj 11 0 obj > endobj 12 0 obj > endobj 13 0 obj > stream Hlk0aWDr8Z{YhIFJQ6e=ߟ$;i ɶ{+Vc.tFMWVX)l+Og9RۃZtkOv7RuM-j]60BSB]_/QawBRRlk!N~Oc|%,e},ox!D9Ie Yn#vʈۜ_)EJmE7*Mx(i’2JP,#eYyHD#»٥ĻWw $K)SnK}AvBivIs`eXf1+>»>Ueu]&Jv5v z[A5E%0|9I9r:ii/d۔.+mjiDZvcgȄb۲`SA/_ҕ r. U0V:chNu3

Электроэнергия в США — Управление энергетической информации США (EIA)

Электроэнергия в США производится (генерируется) с использованием различных источников энергии и технологий

Соединенные Штаты используют множество различных источников энергии и технологий для производства электроэнергии. Источники и технологии менялись со временем, и некоторые из них используются чаще, чем другие.

Три основных категории энергии для производства электроэнергии — это ископаемое топливо (уголь, природный газ и нефть), ядерная энергия и возобновляемые источники энергии.Большая часть электроэнергии вырабатывается паровыми турбинами с использованием ископаемого топлива, ядерной энергии, биомассы, геотермальной и солнечной тепловой энергии. Другие основные технологии производства электроэнергии включают газовые турбины, гидротурбины, ветряные турбины и солнечные фотоэлектрические установки.

Нажмите для увеличения

Ископаемое топливо — крупнейший источник энергии для производства электроэнергии

Природный газ был крупнейшим источником U — около 40%.S. Производство электроэнергии в 2020 году. Природный газ используется в паровых турбинах и газовых турбинах для выработки электроэнергии.

Уголь

был третьим по величине источником энергии для производства электроэнергии в США в 2020 году — около 19%. Почти все угольные электростанции используют паровые турбины. Несколько угольных электростанций преобразуют уголь в газ для использования в газовой турбине для выработки электроэнергии.

Нефть была источником менее 1% выработки электроэнергии в США в 2020 году. Остаточное жидкое топливо и нефтяной кокс используются в паровых турбинах.Дистиллятное или дизельное топливо используется в дизельных генераторах. Остаточное жидкое топливо и дистилляты также можно сжигать в газовых турбинах.

Ядерная энергия обеспечивает пятую часть электроэнергии США

Ядерная энергия была источником около 20% выработки электроэнергии в США в 2020 году. Атомные электростанции используют паровые турбины для производства электроэнергии за счет ядерного деления.

Возобновляемые источники энергии обеспечивают растущую долю электроэнергии в США

Многие возобновляемые источники энергии используются для выработки электроэнергии и являются источником около 20% всего U.С. Производство электроэнергии в 2020 году.

Гидроэлектростанции произвели около 7,3% от общего объема производства электроэнергии в США и около 37% электроэнергии из возобновляемых источников энергии в 2020 году. ¹ Гидроэлектростанции используют проточную воду для вращения турбины, подключенной к генератору.

Энергия ветра была источником около 8,4% от общего объема производства электроэнергии в США и около 43% электроэнергии из возобновляемых источников энергии в 2020 году. Ветровые турбины преобразуют энергию ветра в электричество.

Биомасса была источником около 1,4% от общего объема производства электроэнергии в США в 2020 году. Биомасса сжигается непосредственно на пароэлектрических электростанциях или может быть преобразована в газ, который можно сжигать в парогенераторах, газовых турбинах или внутреннем сгорании. двигатели-генераторы.

Солнечная энергия обеспечила около 2,3% всей электроэнергии США в 2020 году. Фотоэлектрическая (PV) и солнечно-тепловая энергия — два основных типа технологий производства солнечной электроэнергии. Преобразование PV производит электричество непосредственно из солнечного света в фотоэлектрических элементах.В большинстве гелиотермических систем для выработки электроэнергии используются паровые турбины.

Геотермальные электростанции произвели около 0,5% от общего объема производства электроэнергии в США в 2020 году. Геотермальные электростанции используют паровые турбины для выработки электроэнергии.

¹ Включая обычные гидроэлектростанции.

Последнее обновление: 18 марта 2021 г.

Power Generation — обзор

11.1.1 Возобновляемые источники энергии в Индии

Производство электроэнергии с использованием возобновляемых источников может способствовать достижению странами устойчивого развития за счет более эффективного использования возобновляемых источников энергии для достижения чистой продовольственной и энергетической безопасности и решения социально-экономических проблем. При нынешнем энергетическом сценарии наращивание большей части мощностей по производству электроэнергии с использованием возобновляемых источников энергии набирает обороты. В последние годы резко ускорился рост технологий использования возобновляемых источников энергии для производства электроэнергии, и в стране было развернуто несколько заводов.

Индия является одной из таких стран, где технология использования топлива из биомассы имеет важное значение для разработки политики. Использование энергии биотоплива нельзя игнорировать, поскольку в Индии сравнительно больше деревень, и многие деревни до сих пор не имеют доступа к электричеству, то есть около 289 миллионов человек по-прежнему не имеют доступа к электричеству в обычном понимании [36]. Совершенно необходимо, чтобы любая предлагаемая система для внесетевого производства электроэнергии была экономически жизнеспособной и не зависела от обычных видов топлива.Однако в нынешних условиях экономические факторы, кажется, являются самым сильным аргументом в пользу выбора технологии газификации. Во многих ситуациях газификация биомассы может обеспечить экономически жизнеспособную систему при условии, что подходящее сырье для биомассы легко и в большом количестве доступно. Проекты газификаторов биомассы для децентрализованного энергоснабжения в Индии и их финансовая оценка были исследованы [37, 38].

Потребление электроэнергии на душу населения составляет 733 единицы, при среднемировом уровне 2596 единиц по данным 2005 года.Тем не менее, Индия уже установила 150 000 МВт генерирующих мощностей из возобновляемых источников энергии и движется к децентрализованному производству электроэнергии в больших масштабах для электрификации сельских районов. Топливо из биомассы в различных формах широко доступно в большинстве стран. По сравнению с более развитыми странами, сценарий биомассы в Индии совершенно иной. ВВП Индии по-прежнему зависит от сельскохозяйственных секторов; поэтому в Индии доступно огромное количество сельскохозяйственных остатков. Ожидается, что общие запасы биомассы составят немногим более 700 миллионов тонн в течение 2010–2011 годов с возможностью увеличения до 1127 миллионов тонн в 2024–2025 годах.Биомасса обеспечивает 32% всей первичной энергии, используемой в стране в настоящее время. Объем ресурсов биомассы в Индии оценивается примерно в 565 миллионов тонн в год, включая сельскохозяйственные остатки и лесные остатки. Избыточный ресурс биомассы, доступный для производства электроэнергии ежегодно, составляет около 189 миллионов тонн, что может поддерживать примерно 25 ГВт установленной мощности. Различная древесная биомасса и сельскохозяйственные остатки соответствуют потенциалу около 18 000 МВт, а общая установленная мощность энергии на основе биомассы в Индии составляет 2559 МВт.У страны есть потенциал для выработки дополнительных 20 ГВт электроэнергии из остатков биомассы. Мировое производство биомассы оценивается примерно в 146 миллиардов метрических тонн в год [37, 38]. На биомассу приходится 35% потребления первичной энергии. Кроме того, правительство Индии планировало создать рабочие места для сельского населения, осваивать зеленые земли и стимулировать экономику социально-экономическим путем с помощью многих инструментов политики и стимулов. Миссия Индии — создать 10 миллионов рабочих мест в течение 10 лет.В связи с этим, по оценкам, в настоящее время в Индии к 2025 году будет создано 900 000 рабочих мест только в секторе газификации биомассы. Из них около 300 000 будут на производстве и 600 000 на участках эксплуатации и снабжения топливом. Это необходимо для реализации мечты Индии о достижении устойчивого развития (Источник: Минприроды Индии).

Что касается пластиковых отходов, то пластик становится опасным; поэтому несколько исследователей пытаются использовать энергию пластиковых отходов.Общая экономика пластмасс зависит от конкретного случая. Это зависит от стоимости приобретения сырья и рынков сбыта. В Индии в 2013 году было произведено около 300 миллионов тонн пластика; это примерно на 4–5% больше по сравнению с 2012 годом. Однако рекуперация и переработка оставались недостаточными, потому что миллионы тонн пластика попадают на свалки, а некоторые пластиковые отходы перемещаются в океаны с примерно 10–20 миллионами тонн пластика в год. Сообщается, что в среднем около 4–5 триллионов пластиковых отходов весом около 2 лакхов в настоящее время мигрируют в Мировой океан.

Определение: Производство электроэнергии | Информация об открытой энергии

Процесс производства электрической энергии или количество электрической энергии, произведенной путем преобразования других форм энергии в электрическую энергию; обычно выражается в киловатт-часах (кВтч) или мегаватт-часах (МВтч). ^{[1] [2]}

Определение Википедии

Производство электроэнергии — это процесс производства электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке конечным потребителям (передача, распределение и т. Д.) или его хранение (используя, например, метод гидроаккумуляции). Характерной чертой электричества является то, что оно недоступно в природе в больших количествах, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество). Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра.Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии — это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке конечным пользователям (передача, распределение и т. Д.) Или хранению (например, с использованием метода гидроаккумуляции). Характерной чертой электричества является то, что оно недоступно в природе в больших количествах, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество).Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра. Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии — это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке конечным потребителям (передача, распределение и т. Д.) или его хранение (используя, например, метод гидроаккумуляции). Характерной чертой электричества является то, что оно недоступно в природе в больших количествах, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество). Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра.Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии — это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке конечным пользователям (передача, распределение и т. Д.) Или хранению (например, с использованием метода гидроаккумуляции). Характерной чертой электричества является то, что оно недоступно в природе в больших количествах, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество).Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра. Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии — это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке конечным потребителям (передача, распределение и т. Д.) или его хранение (используя, например, метод гидроаккумуляции). опрокидывающийся складной термос соглашается. Характерной чертой электричества является то, что оно не является свободно доступным в природе в больших количествах, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество). Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра.Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии — это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке конечным пользователям (передача, распределение и т. Д.) Или хранению (например, с использованием метода гидроаккумуляции). Электричество не доступно в природе в свободном доступе, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество).Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра. Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии — это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап перед поставкой (передача, распределение и т. Д.).) конечным пользователям или их хранилищу (используя, например, метод гидроаккумуляции). Электричество не доступно в природе в свободном доступе, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество). Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра.К другим источникам энергии относятся солнечные фотоэлектрические и геотермальные источники энергии. Генерация электроэнергии — это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке (передача, распределение и т. Д.) Конечным пользователям или хранилищу (например, с использованием метода гидроаккумуляции). Электричество не доступно в природе в свободном доступе, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество).Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра. Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию. Производство электроэнергии — это процесс выработки электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап перед поставкой (передача, распределение и т. Д.).) конечным пользователям или их хранилищу (используя, например, метод гидроаккумуляции). Электроэнергетический мусор не доступен в природе в свободном доступе, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество). Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра.Другие источники энергии включают солнечную фотогальванику и геотермальную энергию. Почитание электричества — это процесс производства электроэнергии из источников первичной энергии. Для коммунальных предприятий в электроэнергетике это этап, предшествующий его доставке (передача, распределение и т. Д.) Конечным пользователям или хранилищу (например, с использованием метода гидроаккумуляции). Электричество не доступно в природе в свободном доступе, поэтому его необходимо «производить» (то есть преобразовывать другие формы энергии в электричество).Производство осуществляется на электростанциях (также называемых «электростанциями»). Электроэнергия чаще всего вырабатывается на электростанции электромеханическими генераторами, в основном приводимыми в действие тепловыми двигателями, работающими на сгорании или делении ядер, но также и другими способами, такими как кинетическая энергия текущей воды и ветра. Другие источники энергии включают солнечную фотоэлектрическую и геотермальную энергию.

Reegle Определение

Производство электроэнергии включает в себя все технологии, которые превращают некоторую форму энергии в полезную электрическую энергию.Электричество — это форма энергии, которая имеет магнитные, радиационные и химические эффекты. Электрический ток создается потоком электронов.

Связанные термины

Электроэнергия, Валовая выработка, Чистая выработка, Энергия, линии передачи, энергия, Линия передачи, биоэнергетика

Ссылки

1. ↑ http://www1.eere.energy.gov/site_administration/glossary.html#E
2. ↑ http://205.254.135.24/tools/glossary/index.cfm?id=E

Производство электроэнергии | Экономика энергетики

Проблема декарбонизации электроэнергетического сектора в странах и регионах, в которых наблюдается значительный рост спроса на электроэнергию, иллюстрируется перспективами индийского электроэнергетического сектора.

Потребление электроэнергии в Индии устойчиво растет во всех трех сценариях, увеличиваясь на 4,0–4,6% в год. в прогнозе, поскольку повышение благосостояния и уровня жизни увеличивает спрос в промышленности и жилом секторе.

В BAU производство энергии ветра и солнца увеличится более чем в 20 раз к 2050 году, в среднем на 10% в год. Несмотря на это, производство электроэнергии на угле в Индии удвоится по сравнению с прогнозом в BAU , что потребует строительства более 100 новых угольных электростанций в течение следующих 15 лет.

Темпы и степень декарбонизации энергии выше в Rapid , при этом производство угля упадет примерно на 40% к 2050 году. Производство энергии ветра и солнца вырастет примерно в 30 и 60 раз соответственно, и газ более 13 раз.

Однако даже в Rapid производство электроэнергии на угле в Индии увеличится примерно на треть в течение следующих 10 лет или около того, а затем снизится. Для этого необходимо построить около 50 новых угольных электростанций в 2020-х годах, с вероятностью того, что некоторые из этих электростанций станут нерентабельными, поскольку производство угля впоследствии сократится.Аналогичное краткосрочное увеличение выработки угля, хотя и менее выраженное, очевидно в Net Zero .

Одним из вариантов предотвращения увеличения выработки электроэнергии на угле в Индии было бы ускорение роста ветровой и солнечной энергии в течение следующих 10 лет, в среднем около 45 ГВт в год, по сравнению с 30 ГВт в Rapid и в среднем 3 ГВт с 2000 г. Это иллюстрируется «Альтернативным случаем 1» выше.

Другой альтернативой (как показано в Альтернативном случае 2) могло бы стать некоторое увеличение производства электроэнергии на газе, которое произойдет позже в Перспективе.Если выработка электроэнергии на газе увеличится в достаточной степени, чтобы предотвратить любое увеличение выработки угля, это снизит выбросы углерода примерно на 2 Гт CO ₂ в течение следующего десятилетия по сравнению с Rapid .

Преобразующее производство электроэнергии | netl.doe.gov

Преобразующая электроэнергетика

Обеспечение экологически чистой, эффективной, гибкой, надежной и конкурентоспособной по стоимости выработки электроэнергии на основе угля в краткосрочной и долгосрочной перспективе

Программа трансформационного производства энергии направлена ​​на развитие науки, техники и технологий путем изобретения, интеграции, совершенствования и коммерциализации технологий и систем сжигания угля для увеличения производства энергии в стране и защиты окружающей среды для будущих поколений.Программа разрабатывает технологии для повышения производительности и продления срока службы существующих электростанций. Исследования также сосредоточены на модульных угольных электростанциях нового поколения, обеспечивающих стабильную выработку электроэнергии с эксплуатационной гибкостью и высокой эффективностью, а также на кислородном сжигании и химическом циклическом сжигании — технологиях, которые предоставляют варианты для выработки электроэнергии на угле в будущем с ограничением выбросов углерода. .

Программа использует многосторонний и скоординированный подход для выявления и проведения исследований посредством внутренних исследований и разработок (НИОКР), а также совместных затрат на НИОКР с внешними партнерами в академических кругах, промышленности и других национальных лабораториях.

Трансформирующие технологии производства электроэнергии будут ориентированы на рынок с лучшими технологиями, что расширит возможности развертывания на все более сложном рынке производства электроэнергии.

---

Изучите ключевые области технологий

Программа включает три ключевые технологии: Coal FIRST, Улучшения существующих угольных заводов и Advanced Combustion.

Coal FIRST — угольный завод будущего

Research разрабатывает варианты технологий сжигания угля для будущего развертывания гибких, надежных и отказоустойчивых электростанций.

Улучшения существующих угольных заводов

Research выявляет эффективные краткосрочные возможности, применимые к потребностям существующего парка техники, ведущие к повышению надежности, эксплуатационной гибкости и эффективности.

Усовершенствованное горение

Исследования в области химических петель и технологий кислородного сжигания под давлением разрабатывают варианты для улавливания CO ₂

---

Изучить Зону

NETL реализует эти усилия в рамках Программы передовых энергетических систем Министерства энергетики США.

См. Информационный бюллетень
Transformative Power Generation

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 , которая имеет большой перепад высот (в Канзасе или Флориде не так много гидроэлектростанций).Плотина хранит много воды за собой в резервуаре . У подножия стены дамбы находится водозабор. Гравитация заставляет его проваливаться через напорный водовод внутри дамбы. В конце напорного есть турбина пропеллер, который повернут на двигающейся воду. 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.

Источник: Инженерный корпус армии США

Что касается работы этого генератора, 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 принципах, открытых Фарадеем. Он обнаружил, что когда магнит проходит мимо проводника, он заставляет течь электричество. В большом генераторе электромагниты создаются за счет 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 ».

Накопитель: повторное использование воды для пиковых нагрузок на электроэнергию

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 электроэнергию 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.

Насосный накопитель — 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.

Насосный накопитель: повторное использование воды для пикового спроса на электроэнергию

Резервуар действует как батарея, накапливая энергию в виде воды, когда потребности в ней низкие, и вырабатывая максимальную мощность в периоды суточных и сезонных пиковых нагрузок. Преимущество гидроаккумулирующего оборудования 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.

солнечная энергия | Описание, использование и факты

Солнечная энергия , излучение Солнца, способное выделять тепло, вызывать химические реакции или генерировать электричество. Общее количество солнечной энергии, падающей на Землю, значительно превышает текущие и ожидаемые мировые потребности в энергии.При надлежащем использовании этот сильно рассеянный источник может удовлетворить все будущие потребности в энергии. Ожидается, что в 21 веке солнечная энергия будет становиться все более привлекательной в качестве возобновляемого источника энергии из-за ее неисчерпаемых запасов и экологически чистого характера, в отличие от угля, нефти и природного газа с ограниченным количеством ископаемых видов топлива.

солнечные панели

Солнечные панели на крыше.

© flucas / Fotolia Британника исследует

Список дел Земли

Действия человека вызвали обширный каскад экологических проблем, которые теперь угрожают продолжающейся способности как естественных, так и человеческих систем процветать.Решение критических экологических проблем глобального потепления, нехватки воды, загрязнения и утраты биоразнообразия, возможно, является величайшей задачей 21 века. Мы встанем им навстречу?

Солнце — чрезвычайно мощный источник энергии, а солнечный свет на сегодняшний день является самым большим источником энергии, получаемой Землей, но его интенсивность на поверхности Земли на самом деле довольно мала. Это в основном из-за огромного радиального распространения излучения далекого Солнца.Относительно незначительные дополнительные потери происходят из-за атмосферы и облаков Земли, которые поглощают или рассеивают до 54 процентов падающего солнечного света. Солнечный свет, достигающий земли, состоит почти на 50 процентов из видимого света, на 45 процентов из инфракрасного излучения и меньшего количества ультрафиолетового и других форм электромагнитного излучения.

солнечная энергия

Отражение и поглощение солнечной энергии. Хотя часть поступающего солнечного света отражается атмосферой и поверхностью Земли, большая часть поглощается поверхностью, которая нагревается.

© Merriam-Webster Inc.

Потенциал солнечной энергии огромен, поскольку Земля ежедневно получает в виде солнечной энергии примерно в 200 000 раз больше общей дневной производственной мощности мира. К сожалению, хотя сама солнечная энергия бесплатна, высокая стоимость ее сбора, преобразования и хранения по-прежнему ограничивает ее использование во многих местах. Солнечное излучение может быть преобразовано либо в тепловую энергию (тепло), либо в электрическую, хотя первое легче осуществить.

Тепловая энергия

Среди наиболее распространенных устройств, используемых для улавливания солнечной энергии и преобразования ее в тепловую энергию, являются плоские коллекторы, которые используются для солнечного отопления. Поскольку интенсивность солнечной радиации на поверхности Земли настолько мала, эти коллекторы должны быть большими по площади. Например, даже в солнечных частях мира с умеренным климатом коллектор должен иметь площадь около 40 квадратных метров (430 квадратных футов), чтобы собрать достаточно энергии для удовлетворения энергетических потребностей одного человека.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Наиболее широко используемые плоские коллекторы состоят из почерневшей металлической пластины, покрытой одним или двумя листами стекла, которое нагревается падающим на нее солнечным светом. Затем это тепло передается воздуху или воде, называемым жидкостями-носителями, которые проходят через заднюю часть пластины. Тепло может быть использовано напрямую или может быть передано другому носителю для хранения. Плоские коллекторы обычно используются для солнечных водонагревателей и отопления дома.Хранение тепла для использования ночью или в пасмурные дни обычно достигается за счет использования изолированных резервуаров для хранения воды, нагретой в солнечные периоды. Такая система может снабжать дом горячей водой, забираемой из резервуара для хранения, или, когда нагретая вода течет по трубам в полах и потолках, она может обеспечивать обогрев помещения. Плоские коллекторы обычно нагревают жидкости до температур от 66 до 93 ° C (от 150 до 200 ° F). КПД таких коллекторов (то есть доля полученной энергии, которую они преобразуют в полезную энергию) составляет от 20 до 80 процентов, в зависимости от конструкции коллектора.

солнечное отопление

Крыша здания с плоскими коллекторами, улавливающими солнечную энергию для нагрева воздуха или воды.

Алан Мак

Другой метод преобразования тепловой энергии используется в солнечных прудах, которые представляют собой водоемы с соленой водой, предназначенные для сбора и хранения солнечной энергии. Тепло, извлекаемое из таких прудов, позволяет производить химикаты, продукты питания, текстиль и другие промышленные продукты, а также может использоваться для обогрева теплиц, бассейнов и животноводческих помещений.Солнечные пруды иногда используются для производства электроэнергии за счет использования двигателя с органическим циклом Ренкина, относительно эффективного и экономичного средства преобразования солнечной энергии, что особенно полезно в удаленных местах. Солнечные пруды довольно дороги в установке и обслуживании и обычно используются только в теплых сельских районах.

В меньшем масштабе энергия Солнца может также использоваться для приготовления пищи в специально разработанных солнечных печах.