Какво е производство на електрическа енергия?

Какво е производство на електрическа енергия?

Определение на производството на електрическа енергия

Електроенергийната система има три основни части: производство, пренос и разпределение. Тази статия се фокусира върху производството на електричество, където един вид енергия се преобразува в електрическа енергия. Електрическата енергия се произвежда от различни природни източници.

 Източниците на енергия се класифицират като возобновяеми и невозобновяеми. В момента повечето електрическа енергия се генерира от невозобновяеми източници като въглища, петрол и природен газ.

 Обачно, невозобновяемите източници са ограничени. Трябва да ги използваме внимателно и да търсим алтернативни или возобновяеми източници.

 Возобновяемите източници включват слънце, вятър, вода, приливи и биомаса. Тези ресурси са екологични, безплатни и неограничени. Нека научим повече за тези возобновяеми източници.

 Возобновяеми източници

Возобновяеми източници като слънце, вятър, вода, приливи и биомаса са екологични и неограничени.

 Производство на електричество от слънчева енергия

Слънчевата енергия е отлична алтернатива за производство на електричество. Има два основни начина за генериране на електричество от слънчевата светлина.

 Можем да създадем електричество директно чрез използване на фотоволтажни (PV) клетки. Фотоволтажната клетка е направена от силиций. Много клетки са свързани последователно или паралелно, за да се състави слънчев панел.

Можем да произведем топлина (слънчев термален) с помощта на огледала в слънчевата светлина, и използваме тази топлина, за да превърнем водата в пара. Този високотемпературен пар завърта турбините.

 Преимущества на системата за слънчева енергия

• Разходите за пренос са нулеви за самостоятелна слънчева система.

• Системата за генериране на слънчева електричество е екологична.

• Разходите за поддръжка са ниски.

• Тя е идеален източник за отдалечени места, които не могат да се свържат с мрежата.

Недостатъци на системата за слънчева енергия

• Початъчните разходи са високи.

• Изисква голяма площ за масово производство.

• Системата за генериране на слънчева електричество е зависима от времето.

• Съхраняването на слънчева енергия (батерия) е скъпо.

 Система за вятърна енергия

Вятърните турбини се използват, за да преобразуват вятърната енергия в електрическа енергия. Вятърът се движи поради температурни промени в атмосферата. Вятърните турбини превръщат вятърната енергия в кинетична енергия. Ротационната кинетична енергия завърта индукционния генератор, който преобразува кинетичната енергия в електрическа енергия.

Преимущества на системата за вятърна енергия

• Вятърната енергия е неограничен, безплатен и чист източник на енергия.

• Разходите за експлоатация са почти нулеви.

• Системата за генериране на вятърна електричество може да произвежда електричество в отдалечени места.

Недостатъци на системата за вятърна енергия

• Не може да произвежда едно и също количество електричество винаги.

• Изисква голяма открита площ.

• Прави шум.

• Строителството на вятърна турбина е скъпо.

• Дава по-ниско електрическо изходно напрежение.

• Представлява заплаха за летящите птици.

Система за хидроенергия

Енергията, получена от река или океанска вода, се нарича хидроенергия. Хидроелектричните централи работят на базата на гравитационни ефекти. Тук съхраняваме водата в плотина или резервоар. Когато позволим на водата да падне, движението й, докато тече надолу към пенистока, причинява кинетична енергия, която завърта турбините.

 Преимущества на системата за хидроенергия

• Може да се използва веднага в услугата.

• След този процес, водата може да се използва за оросителни и други цели.

• Плотините са проектирани за дълъг период, така че могат да допринасят за генерирането на електрическа енергия за много години.

• Разходите за експлоатация и поддръжка са ниски.

• Не се изисква превоз на гориво.

Недостатъци на системата за хидроенергия

• Початъчните разходи за хидроелектрична централа са високи.

• Хидроелектричните централи са разположени в планински райони, които са далеч от потребителите. Така че, те изискват дълги линии за пренос.

• Строителството на плотини може да потопи градове и села.

• Тя също е зависима от времето.

Въглище и ядрена енергия

Система за въглищената енергия

Термалната електроцентрала произвежда електричество, като изгаря въглища в котла. Топлината се използва, за да се превърне водата в пара. Този високонапорен и високотемпературен пар, който влиза в турбината, завърта генератор, за да произведе електрическа енергия.

След като премине през турбината, парът се охлажда в кондензатор и се използва повторно в котла, за да се генерира пара отново. Термалната електроцентрала работи според цикъла на Ранкин.

 Преимущества на системата за въглищената енергия

• Въглищата са евтини.

• Имат по-ниски початъчни разходи в сравнение с возобновяемите електроцентрали.

• Изисква по-малко пространство от хидроелектричната централа.

• Може да се построи термална електроцентрала на всяко място, тъй като въглищата могат да бъдат превозвани до централата независимо от нейната локация.

• Строителството и влизането в употреба на термални електроцентрали отнема по-малко време от хидроелектричната централа.

Недостатъци на системата за въглищената енергия

• Въглищата са невозобновяем източник на енергия.

• Разходите за експлоатация са високи и вариабилни в зависимост от цената на горивото.

• Загрязнява атмосферата с дим и газове.

• Изисква огромно количество вода.

Ядрена енергийна система

Работата на ядрената електроцентрала е почти същата като на термалната електроцентрала. В термалната електроцентрала, въглищата се използват в котла, за да се произведе топлина.

В ядрената електроцентрала, уранинът се използва в ядрения реактор, за да се генерира топлина. В двете електроцентрали, енергията от топлината се преобразува в електрическа енергия.

1 кг уранин може да произведе енергия, равна на енергията, произведена от изгарянето на 4500 тона въглища или 2000 тона петрол.

 Преимущества на ядрената енергийна система

• Изисква по-малко пространство от термалната електроцентрала и хидроелектричната централа.

• Може да произведе необикновено високо количество електрическа енергия от една централа.

• Не излъчва CO2.

• Ядрената електроцентрала изисква малко количество гориво.

 Недостатъци на ядрената енергийна система

• Има високи початъчни разходи за строителство.

• Има високи разходи за експлоатация и поддръжка.

• Има радиоактивни отпадъци.

• Има висок риск от радиоактивност и експлозия.