Электр станциясы туралы түсінік, қызметі түрлері

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Электр станциясы туралы түсінік, қызметі түрлері

Жоспар

Кіріспе

Жылу электр энергиясы

Су электр станциясы

Жел электр станциясы

Күн энергетикасы

Атом электр станциясы

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Электр станциясы - электр энергиясын өндіруге арналған құрал-жабдықтар мен қондырғылардың, сондай-ақ осы мақсат үшін салынған құрылыстар мен ғимараттардың жиынтығы.

Ең бірінші Электростанциясы 1882ж. Нью-Йоркте салынған. Бұл электростанцияға тұрақты токтың 6 динамомашинасы орнатылып, олардың әрқайсысы қуаты 125а. к-не тең бу машинасымен қолданысқа келтіреді. Қуаты Электростанциянын салуы өндірілген энергияны алыс жерге жеткізу мәселесі тек 3 фазалы ток жүйесінің ашылуына байланысты шешілді.

Түрлері:
Пайдаланатын табиғи энергия көздеріне қарай энергетика қондырғыларының мынадай түрлері бар:
1. Жылу электр энергиясы. Жылу-қуат қондырғылары немесе жылу электрстанциялары, бұлар органикалық отынның химялық байланысқан энергиясын пайдаланады. Отынды жаққанда түтіннің қызуын және жылуын пайдаланады.
2. Атом электр станциялары кейбір ауыр элементтер ядросын нейтрондық сәуле түсіру арқылы жарып ыдыратқанда туатын энергияны немесе термоядролық реакциалар энергиясын пайдаланады. Қазіргі АЭС-да табиғи энергия көзі ретінде уранды пайдаланады.
3. Су электр станциялары көбінесе төменге қарай құлап аққан су күшін пайдалану арқылы жумыс жасайды. Яғни сарқыраманы пайдалану аркылы.
4. Жел электр станциялары - атмосферадағы ауа массасының қозғалыс энергиясын пайдаланады.
5. Күн электр станциясы - гелио қондырғылар тура түсіп тұрған күн сәулелерінен энергия шығарады.

Жылу электр энергиясы

Қазіргі кезде Қазақстан Республикасындағы жылуэнергетиканың қарқынды даму салаларында жылулық және электрлік энергияны өндіру мен оларды үздіксіз қолдану үшін қондырғылардың жылулық сүлбелері мен жаңа түрлерін бейнелеу, сонымен қатар жабдықтардың таңдалуы мен электр станцияларының принципиалды сүлбелерін есептеу әдістері қарастыру маңызды болып табылады. Электр энергиясының бар болуы тіршіліктегі адамзат міндеттерінің негізгі бөлігі болады. Заманның өркендеуі - электр энергиясын өңдірудің барлық жаңа әдістері мен тәсілдерін ойлап табумен және сонымен қатар жаңа жылу көздерінің (дәстүрлі емес энергия көздері) меңгерілуімен негізделеді. Заманауи қоғамның талаптарына сай әлемдегі энергетика - қоғамдық өндірістердің алға ұмтылуын анықтайтын, өнеркәсіптік базалық салалардың дамуы болып табылады. Өндірістік кәсіпорындары дамыған барлық мемлекеттерде энергиканың дамуы басқада салаларға қарағанда алдынғы қатарда. Тұрмыстық техникалардың қең қолданылуына байланысты бүгінгі таңда электр энергиясын қолдану күнен күнге артуда, сондықтанда электр энергиясының үздіксіз және аз шығынсыз өндірілуі кейінгі жылдары өзекті мәселердің бірі болып отыр. Қазақстан Республикасында электр энергиясының 85% жылу электр орталықтарында өндіріледі (ЖЭО) . Олардың негізгі бөлігі болып қазандықты қондырғылар болып табылады, бұлар турбогенератор үшін бу шығарады.
Қарағанды облысындағы жылулық электр орталықтарында қолданылатын құрал-жабдықтар мен қондырғылары (ЖЭО) осыдан 40-45 жыл бұрын жобаланған. Сондықтан, жылу электр орталығының негізгі талаптары-сенімділік, қажетті жүктеме жұмыстарға сәйкес жылулық және электр энергиясының үздіксіз өндірілуі болып табылады. Басқа өнеркәсіп салаларына қарағанда, жылу электр орталықтарының жоғары сенімділік шарттарының маңыздылығы - өндірілген электр энергия бүрмедегі қорға жиналмай, бірден қолдану объектілерінде тұтынылуына негізделген.
Тұтынушылар жылумен үздіксіз қамтамасыздандырылып отырылулары қажет. Жылу электр станцияларының негізгі ерекшеліктерінің бірі-үнемділік болып табылады. Егер бу турбиналарының шығыны көп болса, онда жылу электр станцияларындағы жұмыстық процестердің тәртіптерін ортнату күрделенеді. Сол сияқты өндірістегі шығының негізін құрайтын отынның құны болып табылады. Жалпы жылу энергетика кешенінің дамуы мемлекеттің шикізат қорларымен тікелей байланысты. Отын мен шығынның үнемділігі қондырғының техникалық толық жетілдірілуімен және олардың сұраныстарымен жоғары болуымен байланысты. Еліміздің отындық балансында облыстық жылу электр станциялары 15% құрайды, ал өндірістік желіні есептегенде шамамен 25% құрайды. Одан үлкен отын көлемін, яғни 35% өндірістік орындар өндіріс жұмысы үшін пайдаланады. Ал қалған 40% әр түрлі транспорт пен коммуналді шаруашылыққа жұмсалады. Егер су мен теміржол транспортында, коммуналді шаруашылықта бу қуатты қондырғылар барын есептесек, мемлекетімізде өндірілетін отынның кем дегенде 55-60% түрлі пештерде жанып бітетіні мәлім. Отын мен шығынның үнемділігі техникалық толық жетілдіруімен және олардың сұраныстарының жоғары болуымен байланысты. Бу турбиналарындағы пайдалы әсер коэффициентін өсіру үшін турбиналардыњ алдын-ала жылулық есептеулерін жүргізіп, қажетті тәртіп параметрлерін анықтау өте маңызды болып табылады.

Су электр станциясы

Су электр станциясы - электр генераторын айналдыратын гидравликалық турбинамен су ағынының механикалық энергиясын электр энергиясына түрлендіретін электр станциясы. Қазақстандағы ең алғашқы СЭС 1902 жылы Зырян кенішін энергиямен қамтамасыз ету мақсатында Тұрғысын өзенінде салынды. Оның қуаты 1 мың кВт болды. 1927 жылы Жоғары Хариузовск СЭС-і (куаты 3, 2 мың кВт), 1934 жылы Үлбі СЭС-і (қуаты 27, 6 мың кВт) салынды. Үлкен Алматы өзенінде 10 каскадтан тұратын СЭС (жалпы қуаты 47 мың кВт) 1959 жылы салынып бітті. Соңғы жылдары кешенді мақсатта пайдаланылатын бірнеше ірі су-энергетикалық тораптар іске қосылды: Ертіс өзенінде Өскемен СЭС-і (куаты 331, 2 мың кВт) және Бұқтырма СЭС-і (қуаты 675 мың кВт), Іле өзенінде Қапшағай СЭС-і (қуаты 434 мың кВт) және т. б. Елімізде су-энергетика құрылыс объектілерінен басқа 200-ден астам шағын және орташа СЭС салынған. Қазақстандағы ірі СЭС-тердің барлығы энергия жүйесі өқрамындағы жылу станцияларымен үйлестіріле пайдаланылады. Бұл жағдайда олардың жоғары дәрежедегі кешенді үнемділігі, пайдаланудағы сенімділігі артады. Сондықтан СЭС салу өзеннің ағын суын су көлігі, ирригация және сумен қамтамасыз ету және т. б. мақсаттарда кешенді пайдалануға мүмкіндік береді. Су энергетика қорлары
Су энергетика қорлары - өзендер мен сарқырамалардың құлама суынан алуға болатын энергия қоры. Энергияның бұл көзінің артықшылығы - оның қоры сарқылмайды, үнемі қалпына келіп отырады. Бұл энергияның арзан, әрі гигиеналық түрғыдан таза түрі болып табылады. Су энергиясының қоры жөнінен Қытай, АҚШ, Канада дүние жүзіндегі алғашқы орындарды иеленеді.

Су энергетикасы (Гидроэнергетика; грек, "һydor" - су, ылғал, energia - қызмет, әрекет)
1) бөгет салу арқылы немесе бөгетсіз ағын судан энергия алу. Дүние жүзіндегі ең үлкен СЭС Венесуэлада (Гури бөгеті, 10 млн кВт) және Бразилияда Парана өзенінде (Итайпу ГЭС-і, 12, 6 млн кВт) салынған. Қазақстанда Бұқтырма СЭС-і, Қапшағай СЭС-і, Шардара СЭС-і, т. б. бар. Су энергетикасының энергия көздері саркылмайтын (трубина арқылы өтетін су ағынының орны өзенге немесе көлге құятын өзен және бұлақ суымен толтырылады) болуы мүмкін. СЭС-тердің экологияға нұқсан келтіретін факторлары да бірталай. Мысалы, жазық жерлерде СЭС салу құнарлы жерлерді пайдалануға жарамсыз етіп қана қоймай, өзеннің экожүйесін толық бұзады. Су қойма түбінде мыңдаған тонна шөгінділер (өнеркәсіп және тұрмыстық ақаба суымен бірге өзенге түсетін улы заттектер) жиналады. Бұл су қойманы жойғанның өзінде аумақты пайдалануға жарамсыз етеді. Таулы жердегі өзендер СЭС-тер салуға қолайлы. Бірақ сейсмикалық қауіпті аудандарда алапат ықтималдығы жоғары болуы мүмкін. Жер сілкіністері орасан зор зиян келтіреді. Мысалы, Италиядағы Вайонда 1993 жылы бөгетті су жарып өткенде 2118 адам, ал Индияда Гуджерат бөгетін су жарып өткенде 16 мың адам қаза болды. Қазіргі уақытга үлкен СЭС-тер салудың келешегі жоқ, оларды бөгет салуды қажет етпейтін ағыны жылдам шағын немесе үлкен өзендерде салу ыңғайлы деп есептеледі. Кіші су энергетикасы дәстүрлі емес энергетикаға жатады; 2) бөгет салу арқылы не салмай, аққан судан энергия алу. Су энергиясының біршама арзандығына қарамастан, ресурстардың шектеулілігіне және энергия қондырғыларының көп аумақты алатынына байланысты болашақта ол дүние жүзіндегі энергетиканың 5%-ынан аспайтын болады.

Жел электр станциясы

Жел энергетикасы - жел энергиясын механикалық, жылу немесе электр энергиясына түрлендірудің теориялық негіздерін, әдістері мен техникалық құралдарын жасаумен айналысатын энергетиканың саласы. Ол жел энергиясын халық шаруашылығына ұтымды пайдалану мүмкіндіктерін қарастырады. Елімізде арзан электр энергия көздерін іздеу мақсатында, “Қазақстанда 2030 жылға дейін электр энергиясын өндіруді дамыту туралы” мемлекеттік бағдарламаға сәйкес, жел күшімен өндіретін электр энергиясы қуатын халық шаруашылығына қолданудың тиімді жолдары қарастырылуда. Қазақстанда жел күшімен алынатын электр энергиясы қуатын кеңінен және мол өндіруге болады. Республикамыздың барлық өңірлерінде жел қуаты жеткілікті. Жел энергиясының басқа энергия көздерінен экологилық және экономикалық артықшылықтары көп. Жел энергетикасы қондырғыларының технологиясын жетілдіру арқылы оның тиімділігін арттыруға болады. Жел энергиясын тұрақты пайдалану үшін жел энергетикасы қондырғыларын басқа энергия көздерімен кешенді түрде ұштастыру қажет. Республиканың шығыс, оңтүстік-шығыс, оңтүстік аймақтарында су электр станциялары мен жел электр станцияларын біріктіріп электр энергиясын өндіру өте тиімді. Қыс айларында жел күші көбейсе, жаз айларында азаяды, ал су керісінше, қыс айларында азайса, жаз айларында көбейеді. Сөйтіп, энергия өндіруді біршама тұрақтандыруға болады. Алматы облысының Қытаймен шекаралас аймағындағы 40-ендікте Еуразия мегабассейніндегі орасан зор ауа массасының көлемі ауысатын Орталық Азиядағы “жел полюсі” деп аталатын Жетісу қақпасындағы желдің қуаты мол. Ол екі таудың ең тар жеріндегі (ені 10 - 12 км, ұзындығы 80 км) табиғи “аэродинамикалық құбыр” болып табылады. Қақпа Қазақстанның Балқаш - Алакөл ойпатын Қытайдың Ебінұр ойпатымен жалғастырады. Осы жердегі жел ерекшеліктерін зерттеу нәтижесінде оның электр энергиясын өндіруге өте тиімді екені анықталды. Қыс кезінде желдің соғатын бағыты оңтүстік, оңтүстік-шығыстан болса, жаз айларында солтүстік, солтүстік-батыстан соғады. Желдің орташа жылдамдығы 6, 8 - 7, 8 м/с, ал жел электр станциялары 4 - 5 м/с-тан бастап энергия бере бастайды. Желдің қарама-қарсы бағытқа өзгеруі сирек болуына байланысты мұнда турбиналы ротор типті жел қондырғысын орнату тиімді. Желдің жалпы қуаты 5000 МВт-тан астам деп болжануда. Бұл өте зор энергия көзі, әрі көмір мен мұнайды, газды үнемдеуге және, әсіресе, қоршаған ортаны ластанудан сақтап қалуға мүмкіндік береді.

Күн энергетикасы

Жер шарында пайдалы қазбалардың түрі өте көп. Бірақ бұл - «олар мүлдем сарқылмайды» деген сөз емес. Әсіресе, бүгінде отынның таптырмайтын түрлері мұнай мен газдың қоры жыл санап кему үстінде. Ғалымдарымыздың жуықтаған есептеулері бойынша қазіргі қарқынды тұтыну екпіні жалғаса берсе, табиғаттағы газ қоры шамамен 50 жылға, мұнай қоры 40-50 жылға ғана жететін сияқты. Сондықтан энергияны үнемді қолдана отырып, онымен тікелей бәсекеге түсе алатын басқа да энергия түрлерін - атом, су, жел, күн, т. б. энергияларды пайдаланудың маңызы өте зор. Аталғандардың ішінде энергияның қосымша көзінің бірі - Күн энергетикасы.

Күн энергетикасы дегеніміз - дәстүрлі емес энергетика бағыттарының бірі. Ол күннің сәулеленуін пайдаланып қандай да бір түрдегі энергияны алуға негізделген. Күн энергетикасы энергия көзінің сарқылмайтын түрі болып табылады, әрі экологиялық жағынан да еш зияны жоқ. Күннің сәулеленуі - Жердегі энергия көзінің негізгі түрі. Оның қуаттылығы Күн тұрақтысымен анықталатындығы белгілі. Күн тұрақтысы - күн сәулесіне перпендикуляр болатын, бірлік ауданнан бірлік уақыт ішінде өтетін күннің сәуле шығару ағыны. Бір астрономиялық бірлік қашықтығында (Жер орбитасында) күн тұрақтысы шамамен 1370 Вт/м²-қа тең. Жер атмосферасынан өткен кезде Күн сәулеленуі шамамен 370 Вт/м² энергияны жоғалтады. Осыдан Жерге тек 1000 Вт/м²-қа тең энергия ғана келіп түседі. Бұл келіп түскен энергия әр түрлі табиғи және жасанды процесстерде қолданылады. Күн сәулесі арқылы тікелей жылытуға немесе фотоэлементтер көмегімен энергияны қайта өңдеу арқылы электр энергиясын алуға не басқа да пайдалы жұмыстарды атқаруға болады.

Шындығында, қазіргі заманды электр энергиясынсыз мүлдем елестету мүмкін емес. Сол себепті де, электр энергияны алудың шығыны аз, экологиялық таза көздерін табу бүгінгі күннің негізгі мәселесіне айналып отыр. Әлем бойынша электр энергиясын ең көп өңдіретін елдерге АҚШ, Қытай жатады. Бұл елдерде электр энергиясының өндірісі әлемдік өндірістің 20%-ын құрайды. Соңғы кездері экологиялық проблемалар, пайдалы қазбалардың жетіспеушілігі және оның географиялық біркелкі емес таралуы салдарынан электр энергиясын өндіру желэнергетикалық құрылғыларды, Күн батареяларын, газ генераторларын пайдалану арқылы жүзеге аса бастады.

Жалпы алғанда, Күн сәулеленуінен электр энергиясы мен жылу алудың бірнеше әдістері бар. Олар:

1) Электр энергиясын фотоэлементтер көмегімен алу.

2) Күн энергиясын жылу машиналарының көмегі арқылы электр энергиясына айналдыру (Жылу машиналарының түрлері: поршеньдік немесе турбиналық бу машиналары. Стирлинг қозғалтқышы. ) .

3) Гелиотермальдық энергетика - Күн сәулелерін жұтатын беттің қызуы мен жылудың таралуы және қолданылуы.

4) Термоәуелік электр станциялары (Күн энергиясының турбогенератор арқылы бағытталып отыратын ауа ағыны энергиясына айналуы) .

5) Күн аэростаттық электр станциялары (аэростат баллоны ішіндегі су буының аэростат бетіндегі күн сәулесі қызуы салдарынан генерациялануы) .

Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғылардың бірі - Күн батареялары. Күн батареясы немесе фотоэлектрлік генератор - Күн сәулесінің энергиясын электр энергиясына айналдыратын шала өткізгішті фотоэлектрлік түрлендіргіштен (ФЭТ) тұратын ток көзі. Көптеген тізбектей-параллель қосылған ФЭТ-тер Күн батареясын қажетті кернеу және ток күшімен қамтамасыз етеді. Жеке ФЭТ-тің электр қозғаушы күші 0, 5-0, 55 В-қа тең және ол оның ауданына тәуелсіз (1 см² ауданға келетін қысқа тұйықталу тогының шамасы - 35-40 мА) . Күн батареясындағы ток шамасы оның жарықтану жағдайына байланысты. Яғни күн сәулелері Күн батареясы бетіне перпендикуляр түскенде, ол ең үлкен мәніне жетеді. Қазіргі Күн батареяларының пайдалы әсер коэффициенті - 8-10%, олай болса 1 м² ауданға тең келетін қуат шамамен 130 Вт-қа тең. Температура жоғарылаған сайын (25ºС-тан жоғары) ФЭТ-тегі кернеудің төмендеуіне байланысты Күн батареясының пайдалы әсер коэффициенті кеміп, Күн батареяларының жиынтық қуаты ондаған, тіпті жүздеген кВт-қа жетеді. Күн батареяларының өлшемдері әр түрлі болады. Мысалы: микрокалькуляторда орнатылғандарынан бастап, ғимараттар шатырлары мен автокөліктер төбелеріне орнатылатындарына дейінгі өлшемдерде. Сондай-ақ Күн батареялары ғарыш кемелері мен аппараттарында энергиямен жабдықтау жүйесіндегі негізгі электр энергиясының көзі ретінде қолданылады. Ал тұрмыс пен техникада қолданылатын көптеген бұйымдарды - калькулятор, қол сағаты, плеер, фонарь, т. б. токпен қоректендіру көзі де Күн батареялары болып табылатындығы бәрімізге белгілі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.