Was ist Strom, Wärmekraft, elektrische Energie und elektrische Systeme?

Energie (Brennstoff-Energiekomplex) – ein Wirtschaftsbereich, der Ressourcen, Produktion, Umwandlung und Nutzung verschiedener Energiearten umfasst.

Energie im modernen wissenschaftlichen Verständnis wird darunter ein allgemeines Maß für alle Bewegungsformen der Materie verstanden. Unterscheidung thermischer, mechanischer, elektrischer und anderer Bewegungsformen der Materie.

Energie kann durch die folgenden miteinander verbundenen Blöcke dargestellt werden:

1. Natürliche Energieressourcen und Bergbauunternehmen;

2. Raffinerien und Transport von fertigem Kraftstoff;

3. Erzeugung und Übertragung elektrischer und thermischer Energie;

4. Verbraucher von Energie, Rohstoffen und Produkten.

Zusammenfassung der Blöcke:

1) Natürliche Ressourcen werden unterteilt in:

• erneuerbar (Solarenergie, Biomasse, Wasserressourcen);

• nicht erneuerbar (Kohle, Öl);

2) Bergbauunternehmen (Bergwerke, Bergwerke, Gasbrunnen);

3) Kraftstoffverarbeitungsunternehmen (Anreicherung, Destillation, Kraftstoffreinigung);

4) Transport von Kraftstoffen (Schienentransport, Tankwagen);

5) Erzeugung elektrischer und thermischer Energie (KWK, NPP, HPP);

6) Übertragung elektrischer und thermischer Energie (elektrische Netze, Rohrleitungen);

7) Verbraucher von Energie, Wärme (Elektrizität und Industrieprozesse, Heizung).

Die Hauptformen der Energienutzung sind heute Wärme und Strom. Energiewirtschaften, die sich mit der Erzeugung, Umwandlung, dem Transport und der Nutzung von thermischer und elektrischer Energie befassen, werden als thermische Energietechnik bezeichnet.

Die Energie von Wasserströmen, die früher direkt in Form mechanischer Energie genutzt wurde, wird jetzt genutzt in Wasserkraftwerke umgewandelt in elektrischer Energie. Es wird die Energiewirtschaft genannt, die die Prozesse der Umwandlung von Wasserenergie in Strom untersucht Wasserkraft.

Die Öffnung des Weges zur Nutzung der Kernenergie schuf einen neuen Energiezweig – Kernenergie oder Kernenergie… Die Energie nuklearer Prozesse wird in thermische und elektrische Energie umgewandelt und in diesen Formen genutzt.

Berücksichtigt werden Fragen zur Nutzung der Energie bewegter Luftmassen Windenergie. Windenergie hauptsächlich in mechanischer Form verwendet. Es befasst sich mit der Nutzung von Solarenergie Solarenergie.

Jeder Zweig der Energiewissenschaft hat seine theoretische Grundlage, die auf den Gesetzen physikalischer Phänomene in diesem Bereich basiert.

Energie als wichtigster Bereich menschlichen Handelns braucht lange, um sich in großem Maßstab zu entwickeln.

Energie ist eine kapitalintensive Branche. Die Leistung der Kraftwerke der Erde übersteigt eine Milliarde Kilowatt.

Ein klares Verständnis der Einheit und Äquivalenz verschiedener Energieformen bildete sich erst Mitte des 19. Jahrhunderts heraus, als bereits viele Erfahrungen bei der Umwandlung einiger Energieformen in andere gesammelt wurden:

• Es entstand eine Dampfmaschine, die Wärme in mechanische Energie umwandelte.

• die ersten Quellen elektrischer Energie wurden entdeckt – galvanische Zellen, in denen die direkte Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie stattfindet;

• mittels Elektrolyse wird immer wieder die umgekehrte Umwandlung durchgeführt – elektrische Energie in chemische Energie;

• Es entstand ein Elektromotor, bei dem elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird.

• Das Phänomen der direkten Umwandlung elektrischer Energie in Wärme wurde entdeckt.

Im Jahr 1831 wurde eine Methode entdeckt, mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Die natürliche Schlussfolgerung aus der riesigen Menge an gesammelten Daten über die Umwandlung einiger Energieformen in andere war die Entdeckung das Gesetz der Erhaltung und Umwandlung von Energie – eines der Grundgesetze der Physik.

Die Notwendigkeit der Energieumwandlung ergibt sich aus der Tatsache, dass unterschiedliche Prozesse unterschiedliche Energieformen erfordern.

Energietransformationen beschränken sich nicht nur auf die Umwandlung einiger ihrer Formen in andere. Wärmeenergie wird bei unterschiedlichen Temperaturwerten der Kühlflüssigkeit (Dampf, Gas, Wasser) genutzt, elektrische Energie – in Form von Wechsel- oder Gleichstrom und bei unterschiedlichen Spannungsniveaus.

Die Energieumwandlung erfolgt in verschiedenen Maschinen, Apparaten und Geräten, die im Allgemeinen die technische Grundlage der Energie bilden.

So wird in Kesselanlagen die chemische Energie von Brennstoffen in Wärme umgewandelt, in einer Dampfturbine wird diese vom Wasserdampf mitgeführte Wärme in mechanische Energie umgewandelt, die dann erzeugt wird in einem elektrischen Generator wird in elektrische Energie umgewandelt.

In Wasserkraftwerken, in Wasserturbinen und elektrischen Generatoren wird die Energie von Wasserströmen in elektrische Energie umgewandelt, in Elektromotoren wird elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt usw.

Die Methoden zur Herstellung und Nutzung verschiedener Maschinen, Apparate und Geräte zur Aufnahme, Umwandlung, zum Transport und zur Nutzung verschiedener Energieformen basieren auf den relevanten Abschnitten der theoretischen Grundlagen der Energie und bilden Abschnitte technischer Wissenschaften wie Wärmetechnik und Elektrotechnik Ingenieurwesen, Wasserbau und Windtechnik.

Energie – ein Teil des Energiesektors, der sich mit den Problemen der Gewinnung großer Strommengen, deren Übertragung über eine Entfernung und der Verteilung an Verbraucher befasst; seine Entwicklung ist auf elektrische Energiesysteme zurückzuführen.

Ein elektrisches System ist eine Reihe miteinander verbundener Kraftwerke, elektrischer und thermischer Systeme sowie Verbraucher elektrischer und thermischer Energie, die durch die Einheit des Prozesses der Erzeugung, Übertragung und des Stromverbrauchs verbunden sind.

Elektrisches System: TPP – Blockheizkraftwerk, KKW – Kernkraftwerk, KES – Brennwertkraftwerk, Wasserkraftwerk - Wasserkraftwerk, 1-6 – Stromverbraucher aus Wärmekraftwerken

Schema eines thermischen Brennwertkraftwerks

Elektrisches System (elektrisches System, ES) – der elektrische Teil des Energiesystems.

Elektrisches Systemdiagramm
Das Diagramm wird in einem einzeiligen Bild dargestellt, das heißt, eine Linie bedeutet drei Phasen.

Technologischer Prozess im Energiesystem

Der technologische Prozess ist der Prozess der Umwandlung der primären Energieressource (fossiler Brennstoff, Wasserkraft, Kernbrennstoff) in ein Endprodukt (Elektrizität, Wärmeenergie). Die Parameter und Indikatoren des technologischen Prozesses bestimmen die Effizienz der Produktion.

Der technologische Prozess ist in der Abbildung schematisch dargestellt, aus der ersichtlich ist, dass es mehrere Stufen der Energieumwandlung gibt.

Schema des technologischen Prozesses im Energiesystem: K – Kessel, T – Turbine, G – Generator, T – Transformator, Stromleitung – Stromleitungen

Im Kessel K wird die Verbrennungsenergie des Brennstoffes in Wärme umgewandelt. Der Kessel ist ein Dampferzeuger. In einer Turbine wird thermische Energie in mechanische Energie umgewandelt. Im Generator wird mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Die Spannung der elektrischen Energie wird bei der Übertragung entlang der Stromleitung von der Station zum Verbraucher umgewandelt, was die Effizienz der Übertragung gewährleistet.

Von all diesen Verbindungen hängt die Effizienz des technologischen Prozesses ab. Daher gibt es eine Reihe von Regimeaufgaben im Zusammenhang mit dem Betrieb von Kesseln, Turbinen von Wärmekraftwerken, Turbinen von Wasserkraftwerken, Kernreaktoren, elektrischen Geräten (Generatoren, Transformatoren, Stromleitungen). , usw.). Es ist notwendig, die Zusammensetzung der Betriebsausrüstung, die Art ihrer Aufladung und Verwendung zu wählen und alle Einschränkungen zu beachten.

Elektroinstallation – eine Anlage, in der Strom erzeugt, erzeugt oder verbraucht und verteilt wird. Es kann sein: offen oder geschlossen (innen).

Kraftwerk – ein komplexer technologischer Komplex, in dem die Energie einer natürlichen Quelle in die Energie von elektrischem Strom oder Wärme umgewandelt wird.

Es ist zu beachten, dass Kraftwerke (insbesondere thermische Kraftwerke, Kohlekraftwerke) die Hauptquellen der Umweltverschmutzung aus dem Energiesektor sind.

Umspannwerk – elektrische Anlage zur Umwandlung von Elektrizität von einer Spannung in eine andere mit derselben Frequenz.

Stromübertragung (Stromleitungen) – die Struktur besteht aus erhöhten Umspannwerken von Stromleitungen und absteigenden Umspannwerken (System aus Drähten, Kabeln, Stützen), die für die Übertragung von Elektrizität von der Quelle zum Verbraucher bestimmt sind.

Netzstrom – eine Reihe von Stromleitungen und Umspannwerken, d. h. Geräte, an die Strom angeschlossen wird Energieverbraucher.