Никакой вид деятельности невозможен без расходования энергии. Так всегда было есть и будет, как на любом уровне существования материи, так и в процессе деятельности цивилизаций. Поэтому одной из важных экономических составляющих индустриального общества является энергетика. Область хозяйственно-экономической деятельности, в условиях перехода от ручного труда к труду машинному, потребовавшая создания принципиально новых силовых двигательных устройств в виде механизмов.
Причём механизмов двойного назначения. Первые из них – в роли, которых стали выступать электромеханические двигатели – предназначены для приведения в действие станков и машин. Вторые – генераторы, имеют целью выработку электрической энергии, необходимой в работе электродвигателей. Но генераторы сами не вращаются. Нужна электростанция, чтобы заставить их это делать.
Электростанция – что это такое?
Что такое электростанция достаточно хорошо известно из технической и научно-популярной литературы и со страниц сайтов. Она представляет собой комплекс зданий и сооружений, заполненных оборудованием, имеющим целью производство электрической и тепловой энергии.
Принцип работы станции заключается в последовательности проведения циклов преобразования: энергии первичных источников (в роли которых выступают топливо; энергия ветра, геотермальная, гидравлическая, ядерная и иные виды энергии) в энергию механическую, которая претерпевая ряд изменений, превращается в электроэнергию. Хотя принцип и положен в основу абсолютного большинства электрических станций, но такое бывает отнюдь не всегда. В солнечных электростанциях, сделанных на основе солнечных батарей, выработка электроэнергии происходит напрямую под воздействием солнечного света.
В остальных же электростанциях генерация электроэнергии осуществляется за счёт вращения вала электромашинного генератора, приводимого в действие механической энергией.
Основное оборудование электростанций
В список основного оборудования электростанций входят:
Ø комплексы сооружений для приёма и первичной переработки топлива: газовое хозяйство, мазутное хозяйство, угольное хозяйство, а также сооружения для приёма воды или для её глубокой химической очистки;
Ø котлы;
Ø трубопроводы;
Ø турбины;
Ø системы охлаждения, оборудованные градирнями, воздушными конденсаторами и водоёмами;
Ø дымовые трубы;
Ø генераторы;
Ø двигатели, совместно с насосами и вентиляторами;
Ø трансформаторы;
Ø распределительные устройства;
Ø коммутирующая аппаратура в виде выключателей и разъединителей;
Ø устройства релейной защиты и автоматики;
Ø линии электропередач.
Несмотря на значительное количество устройств, электростанция это – прежде всего генераторы.
Они обеспечивают стабильную и надёжную работу энергосистем, что снабжают электроэнергией промышленные и сельскохозяйственные предприятия, транспорт и сферу жилищно-коммунального хозяйства; а также вырабатывают ту часть электроэнергии, которую потребляет на собственные нужды электрическая станция. Изменяя режим работы генератора, можно оперативно реагировать на рост или падение нагрузки. А при необходимости он может совместно с рядом устройств выполнять функцию защиты технологического оборудования.
Классификация
Виды электростанций (ЭС) классифицируются: в зависимости от вида топлива или источника потребляемой энергии, от типа силовой установки, от мобильности и от степени использования (применения).
В зависимости от источника энергии (в частности, вида топлива)
Здесь виды ЭС делятся на атомные – АЭС, на те, что используют органическое топливо – ТЭС, на гидроэлектрические – ГЭС, ветряные электростанции – ВЭС, геотермальные – ГеоЭС и солнечные – СЭС.
Атомные станции делятся на станции реакции деления (расщепления) атомного ядра и станции термоядерной реакции (пока имеются лишь экспериментальные установки).
Типы ЭС на газе – это или работающие на природном газе, или сжигающие болотный, рудничный газ, биогаз, газ из органических отходов (лэндфил газ), или использующие иные виды горючих газов.
Бензиновые и дизельные типы ЭС относятся к жидкотопливным электростанциям.
Твёрдотопливные включают угольные и торфяные электрогенерирующие установки.
Гидроэлектростанции – ГЭС представлены:
Ø русловыми гидроэлектростанциями,
Ø приплотинными гидроэлектростанциями,
Ø деривационными гидроэлектростанциями,
Ø гидроаккумулирующими электростанциями,
Ø приливными гидроэлектростанциями,
Ø электростанциями, использующими силу морских течений,
Ø волновыми электростанциями,
Ø осмотическими электростанциями.
Солнечные электростанции – СЭС, это:
Ø гелиостанции,
Ø станции на солнечных элементах,
Ø химические электростанции.
В зависимости от типа силовой установки
В качестве силовых установок на электростанциях служат тепловые установки, простые машинные генераторы, магнитногидродинамические генераторы, солнечные элементы, топливные элементы.
В состав электростанций, работающих за счёт эксплуатации тепловой установки, входят:
Ø котлотурбинные ЭС (представлены станциями конденсационного типа – КЭС, ГРЭС и теплоэлектроцентралями – ТЭЦ, последние обеспечивают не только электрической, но и тепловой энергией через системы централизованного теплоснабжения),
Ø газотурбинные электростанции,
Ø мини-ТЭЦ,
Ø газопоршневые электростанции,
Ø дизельные электростанции,
Ø бензиновые электростанции,
Ø электростанции с парогазовыми установками,
Ø станции комбинированного типа.
Электростанции с простым машинным генератором, как правило, используют ветродвигатель или гидротурбину.
В зависимости от мобильности
Не всегда можно организовать централизованное снабжение электрической и тепловой энергией. Приходится прибегать к иным способам и методам. Для чего нужны передвижные электростанции, перемещаемые с помощью: автомобилей (самоходные или прицепные), средств железнодорожного транспорта (вагон-электростанция или поезд-электростанция), плавучих средств (баржа-электростанция, судно-электростанция). Большей универсальностью обладают разработанные для таких целей контейнерные и модульные электростанции.
В зависимости от степени применения
По причинам природного, технического и экономического характера, распространение получили тепловые, гидроэнергетические и атомные электростанции, а также станции, имеющие характер автономного снабжения энергией.
В меньшей степени (пока!) находят применение:
Ø ветроэлектростанции,
Ø геотермальные установки,
Ø гелиостанции и станции на солнечных элементах,
Ø электростанции, использующие биомассу,
Ø электрохимические электростанции – ЭЭС на топливных элементах,
Ø электростанции на горючих газах (за исключением природного),
Ø станции, использующие силу морских течений,
Ø волновые электростанции,
Ø осмотические станции, где генерация электроэнергии происходит в процессе смешивания пресной и солёной воды.
Вопрос создания первых промышленных станций термоядерного синтеза пока не находит практического решения.
Подробнее можно почитать тут: