Elektrostacija: Kas tāda ir? (& elektrostāciju veidi)

Kas ir elektrostacija?

Elektrostacija (arī pazīstama kā elektrostacija vai elektroenerģijas ražošanas stacija) ir rūpnieciska vieta, kas tiek izmantota masveida elektroenerģijas ražošanai un sadalīšanai. Daudzas elektrostacijas satur vienu vai vairākas ģeneratorus, rotējošu mašīnu, kas pārveido mehānisko enerģiju trīs fāžu elektriskajā enerģijā (tos arī sauc par alternatoriem). Relatīvais kustības mērs starp magnētisku lauku un elektrisko vadītāju radīs elektrisku strāvu.

Šīs parasti atrodas apmeklējamo reģionu malā vai daudzus kilometrus attālumā no pilsētām vai pieprasījuma centriem, tāpēc ka to darbībai ir nepieciešami lieli zemes platības un ūdens apjomu, kā arī daudzi operatīvie ierobežojumi, piemēram, atkritumu likvidēšana u.c.

Tādēļ, elektroenerģijas ražošanas stacija ne tikai jāražo efektīvi, bet arī jātransmite šī enerģija. Tāpēc elektrostacijas bieži tiek pievienotas transformatoru pārslēdzēji. Šie pārslēdzēji palielina transmīcijas spriegumu, kas ļauj to efektīvāk transmetēt garākos attālumos.

Izmantotais enerģijas avots, lai pagrieztu ģeneratora varstu, ļoti atšķiras un galvenokārt ir atkarīgs no izmantotā degvielas veida. Degvielas izvēle nosaka, kā mēs saucam elektrostaciju, un tā ir tā, kāda veida elektrostacijas tiek klasificētas.

Elektrostaciju veidi

Dažādie elektrostaciju veidi tiek klasificēti atkarībā no izmantotā degvielas veida. Lielapjoma enerģijas ražošanai termālās, kodolenerģijas un hidroelektriskās stacijas ir visefektīvākās. Elektroenerģijas ražošanas stacija var tikt plaši klasificēta trim minētajiem tipiem. Iespējamāk, aplūkosim šos elektrostaciju veidus sīkāk.

Termālā elektrostacija

Termālā elektrostacija vai ogļa uzklājuma termālā elektrostacija līdz šim ir viskonventionālākais veids, kā radīt elektrisku enerģiju ar saprātīgi augstu efektivitāti. Tā izmanto ogļus kā primāro degvielu, lai nomestu pieejamo ūdeni superizkarinātam gāzei, kas virzīs gāzes turbinu.

Gāzes turbīna tiek tad mehāniski savienota ar alternatora rotoru, kura rotācija rezultē elektriskās enerģijas ražošanā. Parasti Indijā kā katla degviela tiek izmantots bituminozs ogulis vai brūns ogulis, kuram ir volātilitātes saturs no 8 līdz 33% un ases saturs 5 līdz 16%. Lai palielinātu stacijas termālo efektivitāti, katls tiek izmantots katlu pulverizētā formā.

Ogļu uzklājuma termālā elektrostacijā katlu sildīšanā iegūst ļoti augstu spiediena gāzi katlu. Šī gāze tiek pēc tam superizkarināta līdz ārkārtīgi augstai temperatūrai. Šī superizkarinātā gāze tiek pēc tam ļauta ieiet turbinā, kā turbinas skaldnes tiek pagrieztas gāzes spiediena dēļ.

Turbīna ir mehāniski savienota ar alternatoru tā, ka tās rotors pagriezīsies ar turbinas skaldņu rotāciju. Pēc ieceļošanas turbinā, gāzes spiediens nagleko samazinās, ko atbilstoši palielinās gāzes tilpums.

Pēc tā, kad energija ir nodota turbinas rotoram, gāze tiek izvesta no turbinas skaldņiem turbinas gāzes kondensatorā. Kondensorā, ar pompes palīdzību cirkulēt tiek cirkulēts saldenis ūdens pie apkārtējās temperatūras, kas noved pie zema spiediena mitrumainā gāzes kondensācijas.

Pēc tam šis kondensētais ūdens tiek turpmāk sniegts zema spiediena ūdens sildītājam, kur zems spiediens gāze palielina šīs barošanas ūdens temperatūru, tā tiek vēlreiz sildīta augstā spiediena. Tas apraksta termālās elektrostacijas pamata darbības metodi.

Termālās elektrostacijas priekšrocības

• Izmantotā degviela, t.i., ogļi, ir diezgan lēta.

• Sākotnējie izdevumi ir mazāki salīdzinājumā ar citām ražošanas stacijām.

• Tā prasa mazāk telpas salīdzinājumā ar hidroelektriskajām stacijām.

Termālās elektrostacijas trūkumi

• Tā piesārina atmosfēru, izraisot dūmu un smēku rašanos.

• Stacijas darbības izmaksas ir lielākas nekā hidroelektriskās stacijas.

Kodolenerģijas stacija

Kodolenerģijas stacijas ir līdzīgas termālajām stacijām vairākās ziņās. Tomēr, šeit izņēmums ir tāds, ka kā primārā degviela tiek izmantoti radioaktīvie elementi, piemēram, urāns un torijs, aizvietojot ogļus. Arī kodolenerģijas stacijā katlu un katlu aizstāj kodolreaktors un siltuma apmaiņas cauruļi.

Kodolenerģijas ražošanas procesā radioaktīvās degvielas tiek pārveidotās fission reakcijā kodolreaktoros. Fission reakcija, kā kontrolēta ceļš, paplašinās, un ar to saistīts bezprecedenta enerģijas apjoms, kas manifestējas kā siltums.

Šis siltums tiek pārnodots ūdenim, kas atrodas siltuma apmaiņas cauruļos. Rezultātā tiek radīta superizkarināta gāze ļoti augstā temperatūrā. Kad gāzes veidošanas process ir pabeigts, atlikušais process ir pilnīgi līdzīgs termālās elektrostacijas, jo šī gāze turpinās virzīt turbinas skaldnes, lai radītu elektrību.

Hidroelektriskā stacija

Hidroelektriskajās stacijās tiek izmantota lejošā ūdens enerģija, lai virzītu turbinu, kas savukārt palaista dzinēju, lai radītu elektrību. Udens, kas nokrita uz Zemes virsmas, attiecībā pret okeāniem, uz kuriem tas plūst, ir potenciālā enerģija. Šī enerģija tiek pārveidota uz vārtu darbu, kad ūdens krīt apzināmi vertikāli. Hidrauliskā enerģija tātad ir dabiski pieejama atjaunojama enerģija, kas dota ar vienādojumu:
P = gρ QH
Kur, g = gravitācijas paātrinājums = 9.81 m/sec 2
ρ = ūdens blīvums = 1000 kg/m3
H = ūdens lejošanās augstums.
Šī enerģija tiek izmantota, lai pagrieztu alternatora vārtus, lai to pārvērstu ekvivalentā elektriskajā enerģijā.
Nozīmīga ir tā fakta, ka hidroelektriskās stacijas salīdzinājumā ar termālajām vai kodolenerģijas stacijām ir daudz mazākas.

Tādēļ, hidroelektriskās stacijas parasti tiek izmantotas kopā ar termālajām stacijām, lai nodrošinātu enerģiju laikā augstā pieprasījuma. Tās veicinās termālās vai kodolenerģijas stacijas efektīvo enerģijas ražošanu laikā augstā pieprasījuma.

Hidroelektriskās stacijas priekšrocības

• Tai nav nepieciešama degviela, ūdens tiek izmantots elektriskās enerģijas ražošanai.

• Tas ir tīrs un skaidrs enerģijas ražošanas veids.

• Konstrukcija ir vienkārša, nepieciešama mazāka uzturēšana.

• Tā palīdz audzēšanā un plūdu kontrolei.

Hidroelektriskās stacijas trūkumi

• Tā prasa lielu kapitāla izmaksu, tāpēc ka jāuzbūve dambis.

• Ūdens pieejamība atkarīga no laika apstākļiem.

• Tai ir augsti transmīcijas izdevumi, jo stacija atrodas kalnos.

Enerģijas ražošanas veidi