Что такое генерация электрической энергии?

Что такое генерация электроэнергии?

Определение генерации электроэнергии

Электроэнергетическая система состоит из трех основных частей: генерации, передачи и распределения. В данной статье акцент сделан на генерацию электроэнергии, при которой одна форма энергии преобразуется в электрическую энергию. Электрическая энергия производится из различных природных источников.

 Источники энергии делятся на возобновляемые и невозобновляемые. В настоящее время большая часть электроэнергии генерируется из невозобновляемых источников, таких как уголь, нефть и природный газ.

 Однако невозобновляемые источники ограничены. Мы должны использовать их осторожно и искать альтернативные или возобновляемые источники.

 Возобновляемые источники включают солнечную, ветровую, водную, приливную и биомассу. Эти ресурсы экологически чисты, бесплатны и неисчерпаемы. Давайте подробнее узнаем о этих возобновляемых источниках.

 Возобновляемые источники

Возобновляемые источники, такие как солнечная, ветровая, гидроэнергетика, приливная и биомасса, являются экологически чистыми и неисчерпаемыми.

 Генерация солнечной энергии

Солнечная энергия является отличной альтернативой для генерации электроэнергии. Существует два основных способа получения электроэнергии от солнечного света.

 Можно создавать электроэнергию напрямую, используя фотоэлектрические (PV) элементы. Фотоэлектрический элемент состоит из кремния. Множество элементов соединяются последовательно или параллельно, чтобы создать солнечную панель.

Можно производить тепло (солнечное тепловое) с помощью зеркал, расположенных на солнце, и использовать это тепло для преобразования воды в пар. Этот высокотемпературный пар вращает турбины.

 Преимущества системы солнечной энергии

• Затраты на передачу равны нулю для автономной солнечной системы.

• Система генерации солнечной электроэнергии экологически безопасна.

• Затраты на обслуживание низкие.

• Это идеальный источник для удаленных мест, которые не могут быть подключены к сети.

Недостатки системы солнечной энергии

• Начальные затраты высоки.

• Требуется большая площадь для массового производства.

• Система генерации солнечной электроэнергии зависит от погоды.

• Хранение солнечной энергии (аккумулятор) дорогостоящее.

 Система ветровой энергии

Ветрогенераторы используются для преобразования ветровой энергии в электрическую энергию. Ветер движется из-за изменения температуры в атмосфере. Ветрогенераторы преобразуют ветровую энергию в кинетическую энергию. Вращающаяся кинетическая энергия вращает индукционный генератор, который преобразует кинетическую энергию в электрическую энергию.

Преимущества системы ветровой энергии

• Ветровая энергия — это неисчерпаемый, бесплатный и чистый источник энергии.

• Затраты на эксплуатацию практически равны нулю.

• Система генерации ветровой электроэнергии может вырабатывать электроэнергию в удаленных местах.

Недостатки системы ветровой энергии

• Не может производить одинаковое количество электроэнергии в любое время.

• Требуется большая открытая площадь.

• Создает шум.

• Процесс строительства ветрогенератора дорогой.

• Дает меньший выход электроэнергии.

• Представляет угрозу для летающих птиц.

Система гидроэнергетики

Энергия, полученная от реки или океана, называется гидроэнергией. Гидроэлектростанции работают на основе гравитационных эффектов. Здесь мы храним воду в плотине или водохранилище. Когда мы позволяем воде падать, движение этой воды, когда она течет вниз по течению к напорному трубопроводу, создает кинетическую энергию, которая вращает турбины.

 Преимущества системы гидроэнергетики

• Может использоваться в работе мгновенно.

• После этого процесса, вода может использоваться для орошения и других целей.

• Плотины проектируются на длительный срок, поэтому они могут вносить вклад в генерацию электроэнергии на протяжении многих лет.

• Затраты на эксплуатацию и обслуживание низкие.

• Не требуется транспортировка топлива.

Недостатки системы гидроэнергетики

• Начальная стоимость гидроэлектростанции высока.

• Гидроэлектростанции находятся в гористой местности, далеко от нагрузки. Поэтому им требуются длинные линии передачи.

• Строительство плотин может затопить города и поселки.

• Также зависит от погоды.

Уголь и ядерная энергия

Система угольной энергии

Тепловая электростанция производит электроэнергию, сжигая уголь в котле. Тепло используется для преобразования воды в пар. Этот высоконапорный и высокотемпературный пар, поступающий в турбину, вращает генератор, производя электроэнергию.

После прохождения через турбину, пар охлаждается в конденсаторе и повторно используется в котле для генерации пара. Тепловая электростанция работает по циклу Ренкина.

 Преимущества системы угольной энергии

• Уголь дешев.

• Имеет меньшие начальные затраты по сравнению с возобновляемыми электростанциями.

• Требует меньше места, чем гидроэлектростанция.

• Можно построить тепловую электростанцию в любом месте, так как уголь можно перевозить к станции, независимо от ее местоположения.

• Строительство и ввод в эксплуатацию тепловых электростанций занимают меньше времени, чем гидроэлектростанции.

Недостатки системы угольной энергии

• Уголь — это невозобновляемый источник энергии.

• Затраты на эксплуатацию высоки и переменны в зависимости от цены топлива.

• Загрязняет атмосферу из-за дыма и газов.

• Требует огромного количества воды.

Система ядерной энергии

Работа ядерной электростанции почти такая же, как и тепловой электростанции. На тепловой электростанции уголь используется в котле для выработки тепла.

На ядерной электростанции уран используется в ядерном реакторе для выработки тепла. В обеих электростанциях тепловая энергия преобразуется в электрическую энергию.

1 кг урана может произвести столько же энергии, сколько энергия, вырабатываемая сжиганием 4500 тонн угля или 2000 тонн нефти.

 Преимущества системы ядерной энергии

• Требует меньше места, чем тепловая электростанция и гидроэлектростанция.

• Может производить необычайно большое количество электроэнергии из одной станции.

• Не выделяет CO2.

• Ядерная электростанция требует небольшого количества топлива.

 Недостатки системы ядерной энергии

• Имеет высокую начальную стоимость строительства.

• Имеет высокие затраты на эксплуатацию и обслуживание.

• Имеет радиоактивные отходы.

• Имеет высокий риск радиоактивности и взрыва.