Электростанция
| Часть серии о |
| Энергетика |
|---|
| Преобразование электроэнергии |
| Электроэнергетическая инфраструктура |
| Компоненты электроэнергетических систем |
Электростанция электростанцией , также называемая электростанцией , а иногда и или электростанцией , собой промышленный объект для производства электроэнергии представляет . Электростанции обычно подключены к электрической сети .
Многие электростанции содержат один или несколько генераторов , вращающихся машин, преобразующих механическую энергию в трехфазную электрическую энергию . Относительное движение между магнитным полем и проводником создает электрический ток .
Источник энергии, используемый для вращения генератора, широко варьируется. Большинство электростанций в мире сжигают ископаемое топливо, такое как уголь , нефть и природный газ , для производства электроэнергии. Низкоуглеродные источники энергии включают ядерную энергетику и использование возобновляемых источников энергии , таких как солнечная , ветровая , геотермальная и гидроэлектрическая энергия .
История [ править ]
В начале 1871 года бельгийский изобретатель Зеноб Грамм изобрел генератор, достаточно мощный, чтобы производить электроэнергию в промышленных масштабах. [1]
спроектировал и построил гидроэлектростанцию В 1878 году Уильям, лорд Армстронг, в Крэгсайде , Англия . Он использовал воду из озер в его поместье для питания Siemens динамо-машин . Электричество обеспечивало освещение, отопление, производство горячей воды, работу лифта, а также трудосберегающих устройств и хозяйственных построек. [2]
была построена первая в мире общественная угольная электростанция — Электростанция Эдисона В январе 1882 года в Лондоне по проекту Томаса Эдисона , организованному Эдвардом Джонсоном , . Котел Babcock & Wilcox приводил в действие паровой двигатель мощностью 93 кВт (125 лошадиных сил), который приводил в движение генератор массой 27 тонн (27 длинных тонн). Это обеспечивало электричеством помещения в этом районе, до которых можно было добраться через водопропускные трубы виадука, не перекапывая дорогу, что было монополией газовых компаний. Среди клиентов были Городской Храм и Олд-Бейли . Еще одним важным клиентом был телеграф Главпочтамта , но до него нельзя было добраться через водопропускные трубы. Джонсон организовал прокладку питающего кабеля через Холборн Таверну и Ньюгейт . [3]
в Нью-Йорке станцию Перл-стрит В сентябре 1882 года Эдисон основал для обеспечения электрического освещения в нижней части острова Манхэттен. Станция работала до тех пор, пока не была уничтожена пожаром в 1890 году. На станции использовались паровые двигатели возвратно-поступательного движения для включения генераторов постоянного тока. Из-за распределения постоянного тока зона обслуживания была небольшой и ограничивалась падением напряжения в фидерах. В 1886 году Джордж Вестингауз начал строить систему переменного тока, в которой трансформатор повышал напряжение для передачи на большие расстояния, а затем понижал его для внутреннего освещения. Это более эффективная и менее дорогая система, похожая на современные системы. Война токов в конечном итоге разрешилась в пользу распределения и использования переменного тока, хотя некоторые системы постоянного тока сохранялись до конца 20 века. Системы постоянного тока с радиусом обслуживания в милю (километр) или около того были обязательно меньше, менее эффективны в расходе топлива и более трудоемки в эксплуатации, чем гораздо более крупные центральные электростанции переменного тока.
В системах переменного тока использовался широкий диапазон частот в зависимости от типа нагрузки; осветительная нагрузка с использованием более высоких частот, а тяговые системы и системы с тяжелыми двигателями предпочитают более низкие частоты. Экономика генерации центральных станций значительно улучшилась, когда были разработаны унифицированные системы освещения и электроснабжения, работающие на общей частоте. Та же самая электростанция, которая питала большие промышленные нагрузки в течение дня, могла бы снабжать системы пригородных железных дорог в час пик, а затем обслуживать осветительную нагрузку вечером, тем самым улучшая коэффициент загрузки системы и снижая стоимость электроэнергии в целом. Существовало множество исключений: электростанции были предназначены для выработки электроэнергии или освещения в зависимости от выбора частоты, а вращающиеся преобразователи частоты и вращающиеся преобразователи были особенно распространены для питания систем электрических железных дорог от общей сети освещения и электроснабжения.
В течение первых нескольких десятилетий 20-го века центральные станции стали больше, используя более высокое давление пара для обеспечения большей эффективности и полагаясь на соединение нескольких электростанций для повышения надежности и стоимости. Передача переменного тока высокого напряжения позволила гидроэлектроэнергию удобно переносить с отдаленных водопадов на городские рынки. Появление паровой турбины на центральных станциях примерно в 1906 году позволило значительно расширить генерирующие мощности. Генераторы больше не были ограничены ременной передачей мощности или относительно низкой скоростью поршневых двигателей и могли достигать огромных размеров. Например, Себастьян Зиани де Ферранти планировал построить паровой двигатель поршневого типа для предлагаемой новой центральной станции, но отказался от этих планов, когда стали доступны турбины необходимого размера. Строительство энергетических систем на базе центральных станций требовало в равной мере сочетания инженерных навыков и финансовой хватки. К пионерам создания центральных станций относятся Джордж Вестингауз и Сэмюэл Инсалл в США, Ферранти и Чарльз Хестерман Мерц в Великобритании и многие другие. [4] . [ нужна ссылка ]
в 2021 году Производство электроэнергии в мире по источникам. Общая выработка составила 28 петаватт-часов . [5]
Тепловые электростанции [ править ]
На тепловых электростанциях механическая энергия производится тепловым двигателем , который преобразует тепловую энергию , часто образующуюся в результате , в сгорания топлива энергию вращения. Большинство тепловых электростанций производят пар, поэтому их иногда называют паровыми электростанциями. Согласно второму закону термодинамики , не вся тепловая энергия может быть преобразована в механическую ; следовательно, всегда происходит потеря тепла в окружающую среду. Если эти потери используются в качестве полезного тепла для промышленных процессов или централизованного теплоснабжения , электростанция называется когенерационной электростанцией или ТЭЦ (комбинированной теплоэлектростанцией). В странах, где централизованное теплоснабжение является обычным явлением, существуют специализированные тепловые станции, называемые котельными, работающими только на выработке тепла . Важный класс электростанций на Ближнем Востоке использует побочное тепло для опреснения воды.
Эффективность теплоэнергетического цикла ограничена максимальной производимой температурой рабочей жидкости. КПД не зависит напрямую от используемого топлива. При одних и тех же условиях пара угольные, атомные и газовые электростанции имеют одинаковую теоретическую эффективность. В целом, если система работает постоянно (базовая нагрузка), она будет более эффективна, чем та, которая используется периодически (пиковая нагрузка). Паровые турбины обычно работают с более высоким КПД при работе на полную мощность.
Помимо использования отработанного тепла для технологического или централизованного теплоснабжения, одним из способов повышения общей эффективности электростанции является объединение двух разных термодинамических циклов в установке с комбинированным циклом . Чаще всего выхлопные газы газовой турбины используются для выработки пара для котла и паровой турбины. Комбинация «верхнего» и «нижнего» циклов обеспечивает более высокую общую эффективность, чем любой из циклов может быть достигнут в отдельности.
В 2018 году Интер РАО ЕЭС и Госсети Архивировано 21 декабря 2021 года на Wayback Machine планировали построить ТЭЦ мощностью 8 ГВт. [6] Это крупнейший проект строительства угольной электростанции в России . [7]
Классификация [ править ]
По источнику тепла [ править ]
- Электростанции, работающие на ископаемом топливе, также могут использовать паротурбинный генератор или, в случае электростанций, работающих на природном газе, могут использовать турбину внутреннего сгорания . Угольная электростанция производит тепло путем сжигания угля в паровом котле. Пар приводит в движение паровую турбину и генератор , которые затем производят электроэнергию . Отходы сгорания включают золу, диоксид серы , оксиды азота и диоксид углерода . Некоторые газы можно удалить из потока отходов, чтобы уменьшить загрязнение.
- Атомные электростанции [8] использовать тепло, выделяемое в активной зоне ядерного реактора (в процессе деления ), для создания пара, который затем приводит в действие паровую турбину и генератор. Около 20 процентов электроэнергии в США производится на атомных электростанциях.
- Геотермальные электростанции используют пар, добываемый из горячих подземных пород. Эти породы нагреваются за счет распада радиоактивного материала в ядре Земли. [9]
- Электростанции, работающие на биомассе, могут работать на отходах сахарного тростника , твердых бытовых отходах , свалочном метане или других формах биомассы .
- На сталелитейных отходящие заводах газы доменных печей являются дешевым, хотя и с низкой плотностью энергии, топливом.
- Отходящее тепло промышленных процессов иногда бывает достаточно сконцентрировано, чтобы его можно было использовать для производства электроэнергии, обычно в паровом котле и турбине.
- Солнечные тепловые электростанции используют солнечный свет для кипячения воды и производства пара, который вращает генератор.
- Водородные электростанции могут использовать экологически чистый водород, полученный в результате электролиза, чтобы сбалансировать спрос и предложение переменных возобновляемых источников энергии . [10]
По первичному двигателю [ править ]
Первичный двигатель – это машина, преобразующая энергию различных форм в энергию движения.
- Паровые турбины используют динамическое давление, создаваемое расширением пара, для вращения лопаток турбины. Эту систему используют почти все крупные негидроэлектростанции. Около 90 процентов всей электроэнергии, производимой в мире, производится с помощью паровых турбин. [11]
- Газотурбинные установки используют динамическое давление текущих газов (воздуха и продуктов сгорания) для непосредственного управления турбиной. Турбинные установки внутреннего сгорания, работающие на природном газе (и на жидком топливе), могут быстро запускаться и поэтому используются для обеспечения «пиковой» энергии в периоды высокого спроса, хотя и с более высокими затратами, чем установки с базовой нагрузкой. Это могут быть сравнительно небольшие установки, а иногда и вовсе беспилотные, управляемые дистанционно. Этот тип был впервые разработан в Великобритании, Принстаун. [12] первый в мире, введенный в эксплуатацию в 1959 году.
- Установки с комбинированным циклом имеют как газовую турбину, работающую на природном газе, так и паровой котел и паровую турбину, которые используют горячие выхлопные газы газовой турбины для производства электроэнергии. Это значительно повышает общую эффективность электростанции, и многие новые электростанции с базовой нагрузкой представляют собой электростанции с комбинированным циклом, работающие на природном газе.
- внутреннего сгорания Поршневые двигатели используются для обеспечения электроэнергией изолированных населенных пунктов и часто используются на небольших когенерационных станциях. Больницы, офисные здания, промышленные предприятия и другие критически важные объекты также используют их для обеспечения резервного питания в случае отключения электроэнергии. Обычно они работают на дизельном топливе, тяжелой нефти, природном газе и свалочном газе .
- Микротурбины , двигатель Стирлинга и поршневые двигатели внутреннего сгорания представляют собой недорогие решения для использования альтернативного топлива, такого как свалочный газ , газ из автоклавов с водоочистных сооружений и отработанный газ от добычи нефти. [ нужна ссылка ]
По долгу [ править ]
Электростанции, которые могут быть отправлены (по расписанию) для обеспечения энергией системы, включают:
- Электростанции с базовой нагрузкой работают практически непрерывно, обеспечивая тот компонент нагрузки системы, который не меняется в течение дня или недели. Установки с базовой нагрузкой могут быть оптимизированы для снижения затрат на топливо, но могут не запускаться или быстро останавливаться при изменениях нагрузки на систему. Примерами электростанций с базовой нагрузкой могут быть крупные современные угольные и атомные электростанции или гидроэлектростанции с предсказуемой подачей воды.
- Пиковые электростанции выдерживают ежедневную пиковую нагрузку, которая может составлять всего один-два часа в день. Хотя их дополнительные эксплуатационные расходы всегда выше, чем у станций с базовой нагрузкой, они необходимы для обеспечения безопасности системы во время пиков нагрузки. Пиковые установки включают в себя газовые турбины простого цикла и поршневые двигатели внутреннего сгорания, которые можно быстро запустить, когда прогнозируются пиковые нагрузки в системе. Гидроэлектростанции также могут быть рассчитаны на пиковое использование.
- Электростанции с отслеживанием нагрузки могут экономично отслеживать изменения ежедневной и еженедельной нагрузки, с меньшими затратами, чем электростанции с пиковой нагрузкой, и с большей гибкостью, чем электростанции с базовой нагрузкой.
К недиспетчерским установкам относятся такие источники, как ветровая и солнечная энергия; хотя их долгосрочный вклад в энергоснабжение системы предсказуем, на краткосрочной (дневной или ежечасной) основе их энергия должна использоваться по мере ее доступности, поскольку выработка не может быть отложена. Контрактные соглашения («бери или плати») с независимыми производителями электроэнергии или межсистемные соединения с другими сетями могут фактически не поддаваться диспетчеризации. [ нужна ссылка ]
Градирни [ править ]
Все тепловые электростанции производят отходную тепловую энергию как побочный продукт производства полезной электрической энергии. Количество отработанной тепловой энергии равно или превышает количество энергии, преобразованной в полезную электроэнергию. [ нужны разъяснения ] . Газовые электростанции могут достичь эффективности преобразования до 65%, тогда как угольные и нефтяные электростанции достигают около 30–49%. Отходящее тепло приводит к повышению температуры в атмосфере, которое незначительно по сравнению с выбросами парниковых газов той же электростанции. с естественной тягой Мокрые градирни на многих атомных электростанциях и крупных электростанциях, работающих на ископаемом топливе, используют большие гиперболоидные конструкции, похожие на дымоходы (как видно на изображении справа), которые выделяют отработанное тепло в окружающую атмосферу за счет испарения воды . .
Тем не менее, механические мокрые градирни с принудительной или принудительной тягой на многих крупных тепловых электростанциях, атомных электростанциях, электростанциях, работающих на ископаемом топливе, нефтеперерабатывающих заводах , заводах нефтехимических заводах , геотермальных , заводах по переработке биомассы и отходов в энергию используют вентиляторы для обеспечивают движение воздуха вверх через стекающую вниз воду и не являются гиперболоидными дымообразными конструкциями. Градирни с принудительной или принудительной тягой обычно представляют собой прямоугольные коробчатые конструкции, заполненные материалом, который улучшает смешивание восходящего воздуха и нисходящей воды. [13] [14]
В районах с ограниченным использованием воды может потребоваться сухая градирня или радиаторы с прямым воздушным охлаждением, поскольку стоимость или экологические последствия получения подпиточной воды для испарительного охлаждения будут непомерно высокими. Эти охладители имеют более низкую эффективность и более высокое энергопотребление для привода вентиляторов по сравнению с типичной мокрой испарительной градирней. [ нужна ссылка ]
Конденсатор с воздушным охлаждением (ACC) [ править ]
Электростанции могут использовать конденсатор с воздушным охлаждением, традиционно в районах с ограниченным или дорогим водоснабжением. Конденсаторы с воздушным охлаждением служат той же цели, что и градирни (отвод тепла), без использования воды. Они потребляют дополнительную вспомогательную энергию и, следовательно, могут иметь более высокий углеродный след по сравнению с традиционными градирнями. [ нужна ссылка ]
Прямоточные системы охлаждения [ править ]
Электрические компании часто предпочитают использовать охлаждающую воду из океана, озера, реки или пруда-охладителя вместо градирни. Эта однопроходная или прямоточная система охлаждения установки может сэкономить затраты на градирню и снизить затраты на электроэнергию для прокачки охлаждающей воды через теплообменники . Однако отходящее тепло может вызвать тепловое загрязнение при сбросе воды. Электростанции, использующие для охлаждения естественные водоемы, оснащены такими механизмами, как рыбные сетки , чтобы ограничить попадание организмов в охлаждающее оборудование. Эти экраны эффективны лишь частично, и в результате электростанции ежегодно убивают миллиарды рыб и других водных организмов. [15] [16] Например, система охлаждения Энергетического центра Индиан-Пойнт в Нью-Йорке ежегодно убивает более миллиарда икринок и личинок рыб. [17] Еще одним воздействием на окружающую среду является то, что водные организмы, которые адаптируются к более теплой сбрасываемой воде, могут пострадать, если установка остановится в холодную погоду. [ нужна ссылка ] .
Потребление воды электростанциями является развивающейся проблемой. [18]
В последние годы переработанные сточные воды, или бытовые воды в градирнях стали использовать электростанции Calpine Riverside и Calpine Fox в Висконсине, а также электростанция Calpine Mankato в Миннесоте . . В число этих объектов входят [ нужна ссылка ]
Энергия из возобновляемых источников [ править ]
Электростанции могут генерировать электроэнергию из возобновляемых источников энергии.
Гидроэлектростанция [ править ]
На гидроэлектростанциях вода течет через турбины, используя гидроэнергию для выработки гидроэлектроэнергии . Энергия улавливается за счет гравитационной силы воды, падающей через водоводы на водяные турбины, соединенные с генераторами . Доступная мощность зависит от высоты и расхода воды. может быть построено множество плотин Для поднятия уровня воды и создания озера для хранения воды .Гидроэнергетика производится в 150 странах, при этом в Азиатско-Тихоокеанском регионе в 2010 году вырабатывалось 32 процента мировой гидроэлектроэнергии. Китай является крупнейшим производителем гидроэлектроэнергии: в 2010 году было произведено 721 тераватт-час, что составляет около 17 процентов внутреннего потребления электроэнергии. [ нужна ссылка ]
Солнечная [ править ]
Солнечную энергию можно превратить в электричество либо непосредственно в солнечных элементах , либо в концентрирующей солнечной электростанции , фокусируя свет для запуска теплового двигателя. [19]
Солнечная фотоэлектрическая электростанция преобразует солнечный свет в электричество постоянного тока с помощью фотоэлектрического эффекта . Инверторы преобразуют постоянный ток в переменный для подключения к электрической сети. На установках этого типа не используются вращающиеся машины для преобразования энергии. [20]
Солнечные тепловые электростанции используют либо параболические желоба, либо гелиостаты для направления солнечного света на трубу, содержащую теплоноситель, например масло. Нагретое масло затем используется для превращения воды в пар, который вращает турбину, приводящую в движение электрический генератор. Солнечная тепловая электростанция с центральной башней использует сотни или тысячи зеркал, в зависимости от размера, для направления солнечного света на приемник на вершине башни. Тепло используется для производства пара, который вращает турбины, приводящие в движение электрические генераторы. [ нужна ссылка ]
Ветер [ править ]
Ветровые турбины можно использовать для выработки электроэнергии в районах с сильными и постоянными ветрами, иногда на море . В прошлом использовалось множество различных конструкций, но почти все современные турбины, производимые сегодня, имеют трехлопастную конструкцию, направленную против ветра. [21] Строящиеся сейчас ветряные турбины, подключенные к сети, намного крупнее тех, которые были установлены в 1970-х годах. Таким образом, они производят электроэнергию дешевле и надежнее, чем предыдущие модели. [22] У турбин большего размера (порядка одного мегаватта) лопасти движутся медленнее, чем у более старых и меньших турбин, что делает их менее отвлекающими визуально и более безопасными для птиц. [23]
морской пехотинец [ править ]
Морская энергия или морская сила (также иногда называемая энергией океана или силой океана ) относится к энергии, переносимой океанскими волнами , приливами , соленостью и разницей температур океана . Движение воды в Мировом океане создает огромный запас кинетической энергии , или энергии движения. Эту энергию можно использовать для выработки электроэнергии в домах, на транспорте и в промышленности.
Термин «морская энергия» включает в себя как волновую энергию — мощность поверхностных волн, так и энергию приливов, — получаемую из кинетической энергии больших масс движущейся воды. Морская ветроэнергетика не является формой морской энергии, поскольку энергия ветра получается из ветра , даже если ветряные турбины расположены над водой.
Океаны . обладают огромным количеством энергии и находятся рядом со многими, если не с наиболее концентрированными, популяциями Энергия океана потенциально может обеспечить значительное количество новой возобновляемой энергии по всему миру. [24]
Осмос [ править ]
Энергия градиента солености называется осмосом с задержкой давления. В этом методе морская вода закачивается в камеру высокого давления, давление которой ниже разницы давлений соленой и пресной воды. Пресная вода также закачивается в камеру высокого давления через мембрану, которая увеличивает как объем, так и давление камеры. Поскольку разница давлений компенсируется, турбина вращается, создавая энергию. Этот метод специально изучается норвежской коммунальной компанией Statkraft, которая подсчитала, что в результате этого процесса в Норвегии можно будет получить до 25 ТВтч/год. Компания Statkraft построила первый в мире прототип осмотической электростанции во фьорде Осло, который был открыт 24 ноября 2009 года. Однако в январе 2014 года компания Statkraft объявила об отказе от продолжения этого пилотного проекта. [25]
Биомасса [ править ]
Энергию биомассы можно производить путем сжигания зеленых отходов для нагрева воды до пара и привода паровой турбины. Биоэнергию также можно перерабатывать при различных температурах и давлениях в газификации , пиролиза или торрефикации реакциях . В зависимости от желаемого конечного продукта, эти реакции создают более энергоемкие продукты ( синтез-газ , древесные гранулы , биоуголь ), которые затем можно подавать в сопутствующий двигатель для производства электроэнергии с гораздо более низким уровнем выбросов по сравнению с открытым сжиганием. [ нужна ссылка ]
Аккумулирующие электростанции [ править ]
Можно хранить энергию и производить электроэнергию в более позднее время, например, в гидроаккумулирующих электростанциях , накопителях тепловой энергии , накопителях энергии с маховиком , аккумуляторных электростанциях и так далее.
Насосное хранилище [ править ]
Самая крупная в мире форма хранения избыточной электроэнергии, гидроаккумулирующая система, представляет собой реверсивную гидроэлектростанцию. Они являются чистыми потребителями энергии, но обеспечивают хранение любого источника электроэнергии, эффективно сглаживая пики и спады предложения и спроса на электроэнергию. Гидроаккумулирующие станции обычно используют «запасную» электроэнергию в непиковые периоды для перекачки воды из нижнего резервуара в верхний резервуар. Поскольку перекачка происходит «вне пика», электроэнергия менее ценна, чем в часы пик. Эта менее ценная «запасная» электроэнергия поступает от неконтролируемой энергии ветра и электростанций с базовой нагрузкой , таких как угольные, атомные и геотермальные, которые по-прежнему производят электроэнергию в ночное время, хотя спрос на нее очень низок. Во время пикового спроса в дневное время, когда цены на электроэнергию высоки, хранилище используется для пиковой мощности , когда вода из верхнего резервуара может течь обратно в нижний резервуар через турбину и генератор. В отличие от угольных электростанций, запуск которых из холодного состояния может занять более 12 часов, гидроэлектрогенератор можно ввести в эксплуатацию за несколько минут, что идеально подходит для удовлетворения пиковой нагрузки. Две крупные гидроаккумулирующие системы находятся в Южной Африке. Схема гидроаккумулирования Palmiet в Дракенсберге, и еще одна схема гидроаккумулирования Ингула .
мощность Типичная выходная
Мощность, вырабатываемая электростанцией, измеряется кратно ваттам , обычно мегаваттам (10 6 ватт) или гигаватт (10 9 ватт). Электростанции сильно различаются по мощности в зависимости от типа электростанции, а также от исторических, географических и экономических факторов. Следующие примеры дают представление о масштабе.
Многие из крупнейших действующих наземных ветряных электростанций расположены в Китае. По состоянию на 2022 год ветряная электростанция Роско является крупнейшей береговой ветряной электростанцией в мире, производящей 8000 МВт электроэнергии, за ней следует Чжан Цзякоу (3000 МВт). По состоянию на январь 2022 года ветряная электростанция Хорнси в Великобритании является крупнейшей морской ветряной электростанцией в мире с мощностью 1218 МВт, за ней следует ветряная электростанция Уолни в Великобритании с мощностью 1026 МВт.
В 2021 году установленная мощность электростанций мира увеличилась на 347 ГВт. Мощность солнечных и ветряных электростанций за год выросла на 80%. [26] По состоянию на 2022 год [update]Крупнейшими фотоэлектрическими (PV) электростанциями в мире является солнечный парк Бхадла в Индии мощностью 2245 МВт.
Солнечные тепловые электростанции в США имеют следующую мощность:
- Солнечная электростанция Иванпа - крупнейшая в стране, ее мощность составляет 392 МВт.
Крупные угольные, атомные и гидроэлектростанции могут генерировать от сотен мегаватт до нескольких гигаватт. Некоторые примеры:
- в Атомная электростанция Кеберг Южной Африке имеет номинальную мощность 1860 мегаватт.
- Угольная электростанция Рэтклифф-он-Сор в Великобритании имеет номинальную мощность 2 гигаватта.
- ГЭС Мощность Асуанской в Египте составляет 2,1 гигаватта.
- Гидроэлектростанция «Три ущелья» в Китае имеет мощность 22,5 гигаватт.
Газотурбинные электростанции могут генерировать десятки и сотни мегаватт. Некоторые примеры:
- мегаватт . Пиковая электростанция простого цикла или открытого цикла (OCGT) в Индиан-Куинсе в Корнуолле, Великобритания, с одной газовой турбиной имеет мощность 140
- Электростанция Медуэй , газотурбинная электростанция с комбинированным циклом (ПГУ) в Кенте, Великобритания, с двумя газовыми турбинами и одной паровой турбиной, имеет мощность 700 мегаватт. [27]
Установленная мощность электростанции — это почти максимальная электрическая мощность, которую может производить электростанция.Некоторые электростанции постоянно работают почти точно на своей номинальной мощности, как электростанции с базовой нагрузкой без отслеживания нагрузки , за исключением периодов планового или внепланового технического обслуживания.
Однако многие электростанции обычно производят гораздо меньше электроэнергии, чем их номинальная мощность.
В некоторых случаях электростанция производит гораздо меньше энергии, чем ее номинальная мощность, поскольку она использует прерывистый источник энергии .Операторы стараются получить максимально доступную мощность от таких электростанций , поскольку их предельные затраты практически равны нулю, но доступная мощность широко варьируется — в частности, она может равняться нулю во время сильных штормов в ночное время.
В некоторых случаях операторы намеренно производят меньше электроэнергии по экономическим причинам.Стоимость топлива для работы нагрузки, следующей за электростанцией, может быть относительно высокой, а стоимость топлива для работы пиковой электростанции еще выше — у них относительно высокие предельные затраты.Операторы держат электростанции выключенными («оперативный резерв») или работающими с минимальным расходом топлива. [ нужна ссылка ] («вращающийся резерв») большую часть времени.Операторы подают больше топлива на электростанции, следующие за нагрузкой, только тогда, когда спрос превышает то, что могут производить более дешевые электростанции (т. е. электростанции с периодической и базовой нагрузкой), а затем подают больше топлива на пиковые электростанции только тогда, когда спрос растет быстрее, чем нагрузка. могут последовать следующие электростанции.
Измерение мощности [ править ]
Не вся вырабатываемая электростанцией электроэнергия обязательно передается в распределительную систему. Электростанции обычно также используют часть электроэнергии сами, и в этом случае выработка электроэнергии классифицируется на валовую выработку и чистую выработку .
Валовая выработка или валовая выработка электроэнергии — это общий объем электроэнергии, произведенной электростанцией за определенный период времени. [28] Он измеряется на генерирующей терминале и измеряется в киловатт-часах (кВт·ч), мегаватт-часах (МВт·ч), [29] гигаватт-часы (ГВт·ч) или для крупнейших электростанций тераватт-часы (ТВт·ч). Сюда входит электроэнергия, используемая в собственных целях электростанции и в трансформаторах. [30]
- Валовое производство = чистое производство + использование внутри предприятия (также известное как внутренние нагрузки)
Чистая генерация — это количество электроэнергии , вырабатываемой электростанцией, которая передается и распределяется для потребительского использования. Чистая выработка меньше, чем общая валовая выработка электроэнергии, поскольку некоторая произведенная мощность потребляется внутри самой станции для питания вспомогательного оборудования, такого как насосы , двигатели и устройства контроля загрязнения. [31] Таким образом
- Чистая генерация = валовая генерация − использование внутри предприятия ( т.н. внутренние нагрузки)
Операции [ править ]
 |
У обслуживающего персонала электростанции есть несколько обязанностей. Операторы несут ответственность за безопасность рабочих бригад, которые часто выполняют ремонт механического и электрического оборудования. Они обслуживают оборудование путем периодических проверок и регулярно регистрируют температуру, давление и другую важную информацию. Операторы несут ответственность за запуск и остановку генераторов в зависимости от необходимости. Они способны синхронизировать и регулировать выходное напряжение добавленной генерации с работающей электрической системой, не нарушая ее работу. Они должны знать электрические и механические системы, чтобы устранять неисправности на объекте и повышать надежность объекта. Операторы должны быть в состоянии отреагировать на чрезвычайную ситуацию и знать процедуры ее реагирования.
См. также [ править ]
- Когенерация
- Градирня
- Стоимость электроэнергии по источникам
- Централизованное отопление
- Производство электроэнергии
- Воздействие производства электроэнергии на окружающую среду
- Дымовая труба
- Электростанция, работающая на ископаемом топливе
- Геотермальное электричество
- Гравитационно-водяная вихревая электростанция
- подключенные к сети Мини-электростанции,
- Список крупнейших электростанций мира
- Список электростанций
- Список аварий ТЭЦ
- Атомная электростанция
- Эффективность установки
- Коммунальное здание
- Проблема с обязательствами подразделения
- Виртуальная электростанция
Ссылки [ править ]
- ^ Томпсон, Сильванус Филлипс (1888). Динамоэлектрические машины: Учебное пособие для студентов-электротехников . Лондон: E. & FN Spon. п. 140 .
- ^ «Гидроэлектричество восстановлено в историческом доме в Нортумберленде» . Новости Би-би-си . 27 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 29 декабря 2019 г. . Проверено 21 июля 2018 г.
- ^ Харрис, Джек (14 января 1982 г.). «Электричество Холборна» . Новый учёный . Архивировано из оригинала 4 февраля 2023 года . Проверено 21 ноября 2015 г.
- ^ «История энергетики: эволюция электроэнергетической отрасли» . Власть . 1 октября 2022 года. Архивировано из оригинала 28 января 2023 года . Проверено 27 февраля 2023 г.
- ^ «Ежегодные данные по электроэнергии» . ember-climate.org . 6 декабря 2023 г. Проверено 23 декабря 2023 г.
- ^ «Китай и Россия ускоряют темпы энергетического сотрудничества» . Министерство торговли . 24 июля 2018 г. Архивировано из оригинала 4 февраля 2023 г. . Проверено 29 июля 2020 г.
- ^ «Интер РАО ЕЭС» сотрудничает с Государственной сетевой корпорацией Китая . Справочные новости . 4 июня 2018 года. Архивировано из оригинала 4 февраля 2023 года . Проверено 29 июля 2020 г.
- ↑ Информация об атомных электростанциях. Архивировано 13 февраля 2005 года в Wayback Machine . Международным агентством по атомной энергии
- ^ Робертс, Дэвид (21 октября 2020 г.). «Геотермальная энергетика находится на пороге большого прорыва» . Вокс . Архивировано из оригинала 4 февраля 2023 года . Проверено 13 апреля 2022 г.
- ^ Малдер, Себастьян (29 октября 2021 г.). «Готовность к энергетическому переходу: соображения по использованию водорода для электростанций комбинированного цикла» . Власть .
- ^ Уайзер, Венделл Х. (2000). Энергетические ресурсы: возникновение, добыча, преобразование, использование . Биркхойзер. п. 190. ИСБН 978-0-387-98744-6 . Архивировано из оригинала 23 января 2023 года . Проверено 21 ноября 2015 г.
- ↑ Карманные электростанции SWEB. Архивировано 4 мая 2006 г. в Wayback Machine.
- ^ Дж. К. Хенсли, изд. (2006). Основы градирен (2-е изд.). Технологии охлаждения SPX. Архивировано из оригинала 18 июня 2013 года . Проверено 13 сентября 2007 г.
- ^ Бейчок, Милтон Р. (1967). Водные отходы нефтяных и нефтехимических заводов (4-е изд.). Джон Уайли и сыновья. LCCN 67019834 . (Включает материальный баланс градирни для выбросов испарения и продувочных стоков. Доступен во многих университетских библиотеках)
- ^ Riverkeeper, Inc. против Агентства по охране окружающей среды США , 358 F.3d 174 , 181 (2-й округ 2004 г.) («Одна электростанция может поразить миллион взрослых рыб всего за три недели или увлечь от 3 до 4 миллиардов более мелкую рыбу и моллюсков в год, что дестабилизирует популяции диких животных в окружающей экосистеме»).
- ^ Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия (май 2014 г.). «Итоговые положения по установлению требований к водозаборным сооружениям охлаждающей воды на существующих объектах». Архивировано 19 июня 2020 года в информационном бюллетене Wayback Machine . Номер документа. ЭПА-821-Ф-14-001.
- ^ МакГихан, Патрик (12 мая 2015 г.). «Пожар вызвал новые призывы закрыть атомную электростанцию в Индиан-Пойнт» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 11 сентября 2019 года . Проверено 3 марта 2017 г.
- ^ Американская ассоциация содействия развитию науки. Ежегодное собрание AAAS, 17–21 февраля 2011 г., Вашингтон, округ Колумбия. «Устойчивое или нет? Влияние и неопределенность низкоуглеродных энергетических технологий на воду». Д-р Евангелос Цимас, Европейская комиссия, Институт энергетики JRC, Петтен, Нидерланды.
- ^ «Концентрация солнечной энергии» . Energy.gov.ru . Архивировано из оригинала 4 февраля 2023 года . Проверено 7 мая 2020 г.
- ^ «Преобразование солнечного света в электричество – Солнечная фотоэлектрическая энергия» . сайты.lafayette.edu . Архивировано из оригинала 4 февраля 2023 года . Проверено 7 мая 2020 г.
- ^ «Лучшие места для установки ветряных турбин для производства электроэнергии» . Наука . Архивировано из оригинала 4 февраля 2023 года . Проверено 7 мая 2020 г.
- ^ «WINDExchange: Путеводитель по малому ветроэнергетике» . Windexchange.energy.gov . Архивировано из оригинала 4 февраля 2023 года . Проверено 7 мая 2020 г.
- ^ «Новые, «дружественные к птицам» ветряные турбины приезжают в Калифорнию» . www.aiche.org . 14 августа 2014 года. Архивировано из оригинала 4 февраля 2023 года . Проверено 7 мая 2020 г.
- ^ Carbon Trust, Будущая морская энергетика. Результаты конкурса морской энергетики: конкурентоспособность затрат и рост энергии волн и приливов , январь 2006 г.
- ^ «Является ли ПРО экономически целесообразным? Не по данным Статкрафта» . ФорвардОсмосТех . 22 января 2014 года. Архивировано из оригинала 18 января 2017 года . Проверено 18 января 2017 г.
- ^ «РАБОТА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ» (PDF) . Росатом . Проверено 31 октября 2023 г.
- ^ Электростанции ПГУ в Южной Англии , электростанции по всему миру
- ^ «В чем разница между мощностью производства электроэнергии и выработкой электроэнергии? - Часто задаваемые вопросы - Управление энергетической информации США (EIA)» . Архивировано из оригинала 4 февраля 2023 года . Проверено 24 декабря 2020 г.
- ^ «Глоссарий – Управление энергетической информации США (EIA)» . Архивировано из оригинала 4 февраля 2023 года . Проверено 24 декабря 2020 г.
- ^ «Глоссарий: Валовое производство электроэнергии – объяснение статистики» . Архивировано из оригинала 4 февраля 2023 года . Проверено 24 декабря 2020 г.
- ^ «В чем разница между мощностью производства электроэнергии и производством электроэнергии?» . Управление энергетической информации США . 4 февраля 2020 года. Архивировано из оригинала 4 февраля 2023 года . Проверено 29 мая 2020 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Система идентификации электростанций (ККС)
- Крупнейшие электростанции в мире
- База данных выбросов углекислого газа электростанциями по всему миру (Carbon Monitoring For Action: CARMA)
- Измерение чистого и валового выпуска. Архивировано из оригинала (pdf) 21 октября 2012 г.
- Измерение выработки электроэнергии. Архивировано из оригинала (pdf) 2 октября 2012 г.
