Загальна характеристика виробництва електроенергії, енергія в технологічних процесах

Енергетика як галузь господарства охоплює різноманітні енергетичні ресурси, виробництво, перетворення, передачу і використання різних видів енергії.

Електроенергетика є провідною галуззю енергетики, яка забезпечує електроенергією всі галузі народного господарства та всіх інших споживачів.

Електроенергія виробляється електричними станціями.

Електрична станція — це сукупність установок, обладнання та апаратури, які використовуються безпосередньо для виробництва електричної енергії, а також необхідні для цього споруди та будівлі, розташовані на певній території. Тобто це підприємство призначене для виробництва електричної енергії.

Електростанції за використанням джерела енергії поділяються на чотири види:

• теплові електростанції, що працюють на твердому, рідкому і газоподібному паливі;

• гідравлічні, що використовують відповідні гідроресурси;

• атомні, які використовують як паливо збагачений уран або інші радіоактивні елементи;

• електростанції, що використовують нетрадиційні джерела енергії (вітрові, сонячні, геотермальні, припливів та відпливів тощо).

Найпоширенішими в Україні є теплові електростанції (ТЕС). Вони виробляють майже 2/3 всієї електричної енергії. Перевагою ТЕС є відносно вільне розміщення, вдвічі дешевша вартість їх будівництва порівняно з гідравлічними електростанціями (ГЕС).

Найбільшими ТЕС в Україні є Вуглегірська, Старобешівська, Курахівська, Слов'янська (Донецька обл.), Криворізька — 2, Придніпровська (Дніпропетровська обл.), Бурштинська (Івано-Франківська обл.), Запорізька, Ладижинська (Вінницька обл.), Трипільська (Київська обл.) та ін.

Дедалі більшого значення набувають теплоелектроцентралі. Їх будують поблизу споживача, оскільки радіус транспортування тепла невеликий (10—12 км), проте коефіцієнт корисного використання тепла становить майже 70 %, тоді як на ТЕС — тільки 30—35 %. Теплоелектроцентралі обігрівають понад 25 міст України. Найбільші з них — Київська ТЕЦ — 5, Дарницька (Київ), Київська ТЕЦ — 6, Харківська ТЕЦ — 5, Одеська, Краматорська та ін.

Атомні електростанції (АЕС) за характером використовуваного палива не пов'язані з родовищами його видобування, що забезпечує широкий маневр їх розміщення. АЕС орієнтовані виключно на споживачів електроенергії, особливо на райони з обмеженими ресурсами палива та гідроенергії.

В Україні працюють кілька потужних атомних електростанцій — Запорізька, Південно-Українська, Рівненська, Хмельницька. Припинено будівництво Кримської, Чигиринської, Харківської АЕС та Одеської атомної ТЕЦ.

Гідроелектростанції є одним з найефективніших джерел електроенергії. Переваги ГЕС полягають у тому, що вони виробляють електроенергію, яка у 5— 6 разів дешевша, ніж на АЕС. Коефіцієнт корисної дії ГЕС становить понад 80 %. Однак розміщення їх повністю залежить від природних умов, а виробництво електроенергії має сезонний характер. Будівництво ГЕС на рівнинних річках України завдає значних матеріальних збитків, оскільки потребує затоплення великих територій, що використовуються під водосховища. Поки що гідроенергетика посідає незначне місце в енергетиці України — майже 9 % потужностей і 4 % виробництва електроенергії.

Основні гідроелектростанції розташовані на Дніпрі. Це Дніпрогес, Кременчуцька, Каховська, Дніпродзержинська, Канівська і Київська. На Дністрі збудована Дністровська ГЕС — ГАЕС, у Закарпатській області — Теребле-Ріцька ГЕС. Крім них, на малих річках діють близько сотні електростанцій невеликої потужності, більші з них належать до об'єднаної енергосистеми. Збудовано каскади ГЕС на річках Рось (Корсунь — Шевченківська, Стеблівська та ін.) і Південний Буг.

Специфічну роль відіграють гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС): Київська, Дністровська і Запорізька (Дніпрогес — 2). За їх допомогою можна успішно розв'язувати проблему забезпечення споживачів електроенергією в пікові години. Діючи за принципом переміщення того самого обсягу води між двома басейнами, розміщеними на різних рівнях висоти, ГАЕС працюють як помпи.

Всі технологічні процеси, що використовуються в промислових технологіях пов'язані із споживанням або виділенням різних видів енергії: електричної, теплової, механічної, хімічної, енергії світла, ядерної, сонячної та ін.

На рис. 1 показано схему перетворення в силовій установці хімічної енергії (енергії, яка міститься в паливі) в теплову, механічну і електричну, а потім перетворення електричної енергії в інші види енергії залежно від потреб споживачів.

Рис. 1. Схема перетворення енергії в силових установках

Встановлення кількісних співвідношень між механічною, тепловою та електричною енергією дає змогу на практиці порівнювати й оцінювати витрати енергії.

Коли енергію, яка утворюється в електрогенераторі, подати в теплових одиницях еквівалентної їй енергії і віднести її до кількості тепла, витраченого на створення цієї енергії, то дістанемо коефіцієнт корисної дії (ККД) цього процесу. Чим вищий ККД, тим ефективніша схема перетворення теплової енергії в механічну.

ККД дає уявлення про ступені досконалості процесів з точки зору використання та перетворення енергії.

Дата добавления: 2015-11-16