Электростанция
| Часть серии о |
| Энергетика |
|---|
| Преобразование электроэнергии |
| Электроэнергетическая инфраструктура |
| Компоненты электроэнергетических систем |
Электростанция электростанцией , также называемая , а иногда электростанцией или электростанцией , представляет собой промышленный объект для производства электроэнергии и . 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, куда 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 разрушена 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 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, что для предлагаемой новой центральной станции будет когда-либо построен паровой двигатель с возвратно-поступательным движением, 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 цитата ]
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.
- Атомная электростанция [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 доменный заводах газ является 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.
- Паротурбинные установки 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 агрегаты, 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 комбинированного цикла 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 комбинированного цикла, 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 цитата ]
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 и не останавливаться быстро 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 электростанций с базовой нагрузкой, они необходимы для обеспечения безопасности системы во время пиков нагрузки. Пиковые установки включают 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 (ежедневной или ежечасной) основе их энергия должна использоваться по мере ее наличия, 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 цитата ]
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 , нефтехимических заводах , геотермальных заводах , 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 водопользованием 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 цитата ]
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 цитата ]
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 может сэкономить затраты на градирню и снизить затраты на электроэнергию для прокачки охлаждающей воды через теплообменники установки . 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 цитата ] .
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 цитата ]
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 . Гидроэлектроэнергия производится в 150 странах, при этом Азиатско-Тихоокеанский регион производил 32 процента мировой гидроэлектроэнергии в 2010 году. Китай является крупнейшим производителем гидроэлектроэнергии: в 2010 году было произведено 721 тераватт-час, что составляет около 17 процентов внутреннего потребления электроэнергии. [ нужна цитата ]
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 цитата ]
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, выпускаемые 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 глаз и более безопасными для птиц. [23]
Морской [ 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 энергию волн — мощность поверхностных волн, так и энергию приливов , — получаемую из кинетической энергии больших масс движущейся воды. Морская ветровая энергия 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 реакциях газификации , пиролиза или торрефикации . 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 цитата ]
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 большая в мире форма хранения избыточной электроэнергии, гидроаккумулирующая система, представляет собой реверсивную гидроэлектростанцию. Они являются чистым потребителем 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 базовой нагрузкой электростанций с , таких как угольные, атомные и геотермальные, которые по-прежнему производят электроэнергию в ночное время, хотя спрос на нее очень низок. Во время дневного пика спроса, 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 выходная Типичная
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.
- гигаватта . Мощность Асуанской ГЭС в Египте составляет 2,1
- 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 Индийском Квинсе 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 цитата ] («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
- Градирни
- Стоимость электроэнергии по источникам
- Районное 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 BBC . 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 . Документ №. 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 г. Архивировано из оригинала 18 января 2017 г. 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.
