Электростанция: Что это такое? (& типы электростанций)
Что такое электростанция?
Электростанция (также известная как энергетическая станция или станция генерации электроэнергии) - это промышленное сооружение, используемое для массового производства и распределения электроэнергии. Многие энергетические станции содержат один или несколько генераторов, вращающихся машин, которые преобразуют механическую энергию в трехфазную электроэнергию (их также называют альтернаторами). Относительное движение между магнитным полем и электрическим проводником создает электрический ток.
Обычно они расположены в пригородных районах или на нескольких километрах от городов или центров нагрузки, из-за требований, таких как огромные земельные участки и потребность в воде, а также нескольких эксплуатационных ограничений, таких как утилизация отходов, и т.д.
Поэтому энергетическая станция должна не только заботиться о эффективном производстве энергии, но и о ее передаче. Вот почему электростанции часто сопровождаются трансформаторными подстанциями. Эти подстанции увеличивают напряжение передачи энергии, что позволяет более эффективно передавать ее на большие расстояния.
Источник энергии, используемый для вращения вала генератора, сильно варьируется и в основном зависит от типа используемого топлива. Выбор топлива определяет, как мы называем электростанцию, и именно так классифицируются различные типы электростанций.
Типы электростанций
Различные типы электростанций классифицируются в зависимости от типа используемого топлива. Для массового производства электроэнергии наиболее эффективны тепловые, ядерные и гидроэлектростанции. Электростанции могут быть широко классифицированы на три вышеупомянутых типа. Давайте подробнее рассмотрим эти типы электростанций.
Тепловая электростанция
Тепловая электростанция или угольная тепловая электростанция является самым традиционным методом генерации электроэнергии с достаточно высокой эффективностью. Она использует уголь в качестве основного топлива для кипячения воды до перегретого пара, который приводит в действие паровой турбины.
Паровая турбина механически связана с ротором альтернатора, вращение которого приводит к генерации электроэнергии. Обычно в Индии используются битуминозный уголь или бурый уголь, имеющие летучее вещество от 8 до 33% и золу от 5 до 16%. Чтобы повысить термическую эффективность станции, уголь используется в пульверизованной форме.
На угольной тепловой электростанции пар получается под очень высоким давлением внутри парового котла путем сжигания пульверизованного угля. Этот пар затем сверхнагревается в супер нагревателе до экстремально высокой температуры. Этот сверхнагретый пар затем поступает в турбину, где лопасти турбины вращаются под давлением пара.
Турбина механически связана с альтернатором таким образом, что его ротор будет вращаться вместе с лопастями турбины. После входа в турбину, давление пара внезапно падает, что приводит к соответствующему увеличению объема пара.
После передачи энергии роторам турбины, пар выпускается из лопастей турбины в конденсатор пара. В конденсаторе циркулирует холодная вода при окружающей температуре с помощью насоса, что приводит к конденсации низкого давления влажного пара.
Затем эта конденсированная вода подается в нагреватель низкого давления, где низкое давление пара повышает температуру этой питательной воды, которая затем снова нагревается под высоким давлением. Это обозначает основную рабочую методологию тепловой электростанции.
Преимущества тепловых электростанций
Используемое топливо, то есть уголь, довольно дешево.
Начальные затраты меньше по сравнению с другими электростанциями.
Требуется меньше пространства по сравнению с гидроэлектростанциями.
Недостатки тепловых электростанций
Загрязняет атмосферу из-за выработки дыма и газов.
Эксплуатационные расходы электростанции больше, чем у гидроэлектростанции.
Ядерная электростанция
Ядерные электростанции во многом схожи с тепловыми. Однако исключение заключается в том, что в качестве основного топлива вместо угля используются радиоактивные элементы, такие как уран и торий. Также на ядерной станции печь и котел заменяются ядерным реактором и теплообменными трубами.
Для процесса ядерной генерации электроэнергии радиоактивные топлива подвергаются делению в ядерных реакторах. Реакция деления распространяется как контролируемая цепная реакция и сопровождается беспрецедентным количеством вырабатываемой энергии, которая проявляется в виде тепла.
Это тепло затем передается воде, находящейся в теплообменных трубах. В результате образуется сверхнагретый пар при очень высокой температуре. Как только процесс образования пара завершен, остальной процесс полностью аналогичен процессу на тепловой электростанции, так как этот пар будет далее приводить в движение лопасти турбины для генерации электроэнергии.
Гидроэлектростанция
На гидроэлектростанциях энергия падающей воды используется для приведения в движение турбины, которая, в свою очередь, вращает генератор для производства электроэнергии. Дождь, падающий на поверхность Земли, имеет потенциальную энергию относительно океанов, к которым он течет. Эта энергия преобразуется в работу на валу, когда вода падает через значительное вертикальное расстояние. Гидравлическая мощность, следовательно, является естественно доступной возобновляемой энергией, заданной уравнением:
P = gρ QH
где, g = ускорение свободного падения = 9,81 м/с²
ρ = плотность воды = 1000 кг/м³
H = высота падения воды.
Эта мощность используется для вращения вала альтернатора, чтобы преобразовать ее в эквивалентную электрическую энергию.
Важно отметить, что гидроэлектростанции имеют гораздо меньшую мощность по сравнению с их тепловыми или ядерными аналогами.
По этой причине гидроэлектростанции обычно используются в планировании вместе с тепловыми станциями, чтобы обслуживать нагрузку в часы пик. Они помогают тепловым или ядерным станциям эффективно поставлять электроэнергию в периоды пиковых нагрузок.
Преимущества гидроэлектростанций
Не требуется топливо, вода используется для генерации электроэнергии.
Это чистая и аккуратная генерация энергии.
Строительство простое, требуется мало технического обслуживания.
Помогает в орошении и контроле наводнений.
Недостатки гидроэлектростанций
Высокие капитальные затраты из-за строительства плотины.
Доступность воды зависит от погодных условий.
Высокие затраты на передачу, так как станция расположена в горных районах.
Типы генерации электроэнергии
Как упоминалось выше, в зависимости от типа используемого топлива, электростанции, а также типы генерации электроэнергии классифицируются. Поэтому три основные классификации для производства электроэнергии в крупных масштабах следующие:
Тепловая генерация электроэнергии
Ядерная г
