Плюсы и минусы электростанций различных типов: их преимущества и недостатки, разновидности, классификация

их преимущества и недостатки, разновидности, классификация

Электростанцией называется комплекс зданий, сооружений и оборудования, предназначенный для выработки электрической энергии. То есть, электростанции преобразуют различные виды энергий в электрическую. Наиболее распространенными типами электростанций являются:

•  гидроэлектростанции;
• тепловые;
• атомные.

Гидроэлектростанция (ГЭС)

Гидроэлектростанция (ГЭС) — это электростанция, преобразующая энергию движущейся воды в электрическую энергию. Устанавливаются ГЭС на реках. При помощи плотины создается перепад высот воды (до и после плотины). Возникающий напор воды приводит в движение лопасти турбины. Турбина приводит в действие генераторы, которые вырабатывают электроэнергию.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

В зависимости от мощности вырабатываемой электроэнергии, гидроэлектростанции подразделяются на: малые (до 5 МВт), средние (5-25 МВт) и мощные (свыше 25 МВт). По максимально используемому напору они делятся на: низконапорные (максимальный напор – от 3 до 25 м), средненапорные (25-60 м) и высоконапорные (свыше 60 м). Также ГЭС классифицируют по принципу использования природных ресурсов: плотинные, приплотинные, деривационные и гидроаккумулирующие.

выработка дешевой электроэнергии

использование возобновляемой энергии

простота управления

быстрый выход на рабочий режим

ГЭС не загрязняют атмосферу

привязанность к водоемам

возможное затопление пахотных земель

пагубное влияние на экосистему рек

ГЭС можно строить только на равнинных реках (из-за сейсмической опасности гор)

Тепловая электростанция (ТЭС) вырабатывает электроэнергию за счет преобразования тепловой энергии, полученной в результате горения топлива. Топливом на ТЭС является: природный газ, уголь, мазут, торф или горячие сланцы.

В результате горения топлива в топках паровых котлов, происходит преобразование питательной воды в перегретый пар. Этот пар с определенной температурой и давлением по паропроводу подается в турбогенератор, где и происходит получение электрической энергии.

Тепловые электростанции подразделяются на:

• газотурбинные;
• котлотурбинные;
• комбинированного цикла;
• на базе парогазовых установок;
• на основе поршневых двигателей.

Котлотурбинные ТЭС, в свою очередь делятся на конденсационные (КЭС или ГРЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ).

Преимущества теплоэлектростанций

малые финансовые затраты;

высокая скорость строительства;

возможность стабильной работы вне зависимости от сезона.

работа на невозобновляемых ресурсах;

медленный выход на рабочий режим

получение отходов

Недостатки ТЭС

Атомная электростанция (АЭС) — станция, в которой получение электроэнергии (или тепловой энергии) происходит за счет работы ядерного реактора. За 2015 год все АЭС мира выработали почти 11% электроэнергии.

Ядерный реактор при работе передает энергию теплоносителю первого контура. Этот теплоноситель поступает в парогенератор, где нагревает воду второго контура. В парогенераторе происходит преобразование воды в пар, который поступает в турбину и приводит в движение электрогенераторы. Пар после турбины поступает в конденсатор, где охлаждается водой из водохранилища. В качестве теплоносителя первого контура используется, в основном, вода. Однако, для этой цели можно использовать еще свинец, натрий и другие жидкометаллические теплоносители. Количество контуров АЭС может быть разным.

АЭС классифицируются по типу используемого реактора. В атомных электростанциях используются два вида реакторов: на тепловых и на быстрых нейтронах. Реакторы первого типа подразделяются на:

• кипящие,
• водоводяные,
• тяжеловодные,
• газоохлаждаемые,
• графито-водные.

В зависимости от вида получаемой энергии, атомные электростанции бывают двух типов:

• Станции, предназначенные для выработки электроэнергии.
• Станции, предназначенные для получения электрической и тепловой энергии (АТЭЦ).

Преимущества атомных электростанций:

• независимость от источников топлива;
• экологическая чистота;

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Главный недостаток станций этого типа – тяжелые последствия в случае аварийных ситуаций.

Кроме перечисленных электростанций еще бывают:

• дизельные,
• солнечные,
• приливные,
• ветровые,
• геотермальные.

Сравните преимущества и недостатки электростанций разных типов.

На днях мой почемучка озадачил очередным вопросом: “Папа, а что такое электростанция?” Я пообещал, что вечером расскажу, а сам приступил к подготовке, решив рассказать о 3 основных типах этих сооружений. Судя по реакции — буквально открытый рот :), мой рассказ оказался интересным, поэтому решил дать полный ответ и здесь.

Атомная электростанция

Принцип работы заключается в преобразовании тепла, что выделяет реактор, в электрическую энергию. Это достаточно сложный процесс, и характеризуется следующими преимуществами:

• незначительные затраты топлива — нескольких тонн хватает на годы;
• высокий показатель КПД — 79%;
• невысокая стоимость электроэнергии;
• невысокие затраты на строительство;
• низкий уровень загрязнения окружающей среды;
• не оказывает влияния на усиление парникового эффекта.

Этот тип имеет определенные недостатки:

• остро стоит проблема утилизации отходов топлива;
• огромный разрушительный потенциал в случае аварий.

Тепловая электростанция

Принцип работы основан на преобразовании энергии тепловой в электрическую посредством сжигания топлива. При этом, нагретая вода преобразовывается в чрезвычайно перегретый пар, что с высоким давлением устремляется к турбинам. Этот тип характеризуется следующим:

• самый дешевый тип станций;

• КПД 32%
• можно применять разнообразное сырье.

Из недостатков можно выделить следующее:

• дорогая себестоимость электроэнергии;
• загрязняют окружающую среду;
• в генерации применяются невозобновимые ресурсы;
• медленная смена режима работы.

Гидроэлектростанция

Принцип работы таких станций основан на преобразовании энергии воды. Устанавливаются по течению рек, где создаются специальные плотины с перепадом высот, что создает определенный напор воды. Турбины передают крутящий момент на генераторы, которые и вырабатывают электричество. Этот тип обладает рядом преимуществ:

• дает возможность регулировать стоки рек;
• немногочисленный персонал;
• плотины, по сути, являются мостами;
• экономичность;
• КПД до 95%;
• просты в управлении;
• отсутствует загрязнение среды.

Из недостатков можно выделить следующее:

• продолжительное строительство;
• затопление огромных площадей;
• изменение гидрологического режима;
• можно построить лишь в определенном месте.

их преимущества и недостатки, разновидности, классификация. Преимущества гидравлических электростанций

Электростанцией называется комплекс зданий, сооружений и оборудования, предназначенный для выработки электрической энергии. То есть, электростанции преобразуют различные виды энергий в электрическую. Наиболее распространенными типами электростанций являются:

— гидроэлектростанции;
— тепловые;
— атомные.

Гидроэлектростанция (ГЭС) — это электростанция, преобразующая энергию движущейся воды в электрическую энергию. Устанавливаются ГЭС на реках. При помощи плотины создается перепад высот воды (до и после плотины). Возникающий напор воды приводит в движение лопасти турбины. Турбина приводит в действие генераторы, которые вырабатывают электроэнергию.

В зависимости от мощности , гидроэлектростанции подразделяются на: малые (до 5 МВт), средние (5-25 МВт) и мощные (свыше 25 МВт). По максимально используемому напору они делятся на: низконапорные (максимальный напор — от 3 до 25 м), средненапорные (25-60 м) и высоконапорные (свыше 60 м). Также ГЭС классифицируют по принципу использования природных ресурсов: плотинные, приплотинные, деривационные и гидроаккумулирующие.

Преимуществами гидроэлектростанций являются: выработка дешевой электроэнергии, использование возобновляемой энергии, простота управления, быстрый выход на рабочий режим. Кроме того, ГЭС не загрязняют атмосферу. Недостатки: привязанность к водоемам, возможное затопление пахотных земель, пагубное влияние на экосистему рек. ГЭС можно строить только на равнинных реках (из-за сейсмической опасности гор).

Тепловая электростанция (ТЭС) вырабатывает электроэнергию за счет преобразования тепловой энергии, полученной в результате горения топлива.

Топливом на ТЭС является: природный газ, уголь, мазут, торф или горячие сланцы.

В результате горения топлива в топках паровых котлов, происходит преобразование питательной воды в перегретый пар. Этот пар с определенной температурой и давлением по паропроводу подается в турбогенератор, где и происходит получение электрической энергии.

Тепловые электростанции подразделяются на:

— газотурбинные;

— котлотурбинные;

— комбинированного цикла;

— на базе парогазовых установок;
— на основе поршневых двигателей.

Котлотурбинные ТЭС , в свою очередь делятся на конденсационные (КЭС или ГРЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ).

Преимущества теплоэлектростанций

— малые финансовые затраты;

— высокая скорость строительства;

— возможность стабильной работы вне зависимости от сезона.

Недостатки ТЭС

— работа на невозобновляемых ресурсах;

— медленный выход на рабочий режим;

— получение отходов.

Атомная электростанция (АЭС) — станция, в которой получение электроэнергии (или тепловой энергии) происходит за счет работы ядерного реактора. За 2015 год все почти 11% электроэнергии.

Ядерный реактор при работе передает энергию теплоносителю первого контура. Этот теплоноситель поступает в парогенератор, где нагревает воду второго контура. В парогенераторе происходит преобразование воды в пар, который поступает в турбину и приводит в движение электрогенераторы. Пар после турбины поступает в конденсатор, где охлаждается водой из водохранилища. В качестве теплоносителя первого контура используется, в основном, вода. Однако, для этой цели можно использовать еще свинец, натрий и другие жидкометаллические теплоносители. Количество контуров может быть разным.

АЭС классифицируются по типу используемого реактора. В атомных электростанциях используются два вида реакторов: на тепловых и на быстрых нейтронах. Реакторы первого типа подразделяются на: кипящие, водоводяные, тяжеловодные, газоохлаждаемые, графито-водные.

В зависимости от вида получаемой энергии, атомные электростанции бывают двух типов:

Станции, предназначенные для выработки электроэнергии.

Станции, предназначенные для получения электрической и тепловой энергии (АТЭЦ).

Преимущества атомных электростанций:

— независимость от источников топлива;

— экологическая чистота;

Главный недостаток станций этого типа — тяжелые последствия в случае аварийных ситуаций.

Кроме перечисленных электростанций еще бывают: дизельные, солнечные, приливные, ветровые, геотермальные.

Электрические станции являются важнейшей частью жизни каждого человека, поскольку они преобразуют энергию в электроэнергию. Одна станция представляет собой целый комплекс мероприятий, искусственных и естественных подсистем, которые служат для превращения и распределения всех видов источников энергии. Весь процесс можно разделить на несколько этапов:

1. Процесс добычи и переработки первичного источника энергии.
2. Доставка на электростанцию.
3. Процесс превращения первичной энергии во вторичную.
4. Распределение вторичной (электрической или между потребителями.

Электроэнергетика включает в себя производство энергии на станции и последующую ее доставку по линиям электропередач. Такие важнейшие элементы данной цепочки, как электрические станции различаются по типу первичных источников, которые доступны в данном регионе.

Рассмотрим некоторые виды преобразовательных процессов подробнее, а также достоинства и недостатки каждого из них.

Относятся к группе традиционной энергетики и занимают значительную долю выработки электроэнергии мирового масштаба (приблизительно 40%). Достоинства и недостатки ТЭС приведены в следующей таблице:

Используют в качестве первичного источника энергии например, водохранилища и реки. Достоинства и недостатки ГЭС также сведены в таблицу.

Атомные электростанции (АЭС) – комплекс установок и мероприятий, предназначенных для которая выделяется в результате деления атомных ядер, в тепловую, а далее и в Важнейшим элементом данной системы является а также комплекс сопутствующих устройств. В таблице ниже приведены достоинства и недостатки АЭС.

Не менее важным этапом становится транспортировка топливных ресурсов к электростанции. Этот процесс может быть осуществлен несколькими способами, у каждого из которых есть свои достоинства и недостатки. Рассмотри основные способы транспортировки:

• Водный транспорт. Доставка осуществляется при помощи танкеров и бункеровщиков.
• Автомобильный транспорт. Транспортировка осуществляется в цистернах. Возможность перевозить только жидкое или газообразное топливо определяет существующие достоинства и недостатки автомобильного транспорта.
• Железнодорожный транспорт. Доставка в цистернах и открытых вагонах на большие расстояния.
• Подвесные и редко используются и только на очень короткие расстояния.

Недостатки гидроэлектростанций

• Большие водохранилища затопляют значительные участки земли, которые могли бы использоваться с другими целями. Целые города становились жертвами водохранилищ, что вызывало массовые переселения, недовольство и экономические трудности.
• Разрушение или авария плотины большой ГЭС практически неминуемо вызывает катастрофическое наводнение ниже по течению реки.
• Сооружение ГЭС неэффективно в равнинных районах.
• Протяженная засуха снижает и может даже прервать производство электроэнергии. ГЭС.
• Уровень воды в искусственных водохранилищах постоянно и резко меняется. На их берегах строить загородные дома не стоит!
• Плотина снижает уровень растворенного в воде кислорода, поскольку нормальное течение реки практически останавливается. Это может привести к гибели рыбы в искусственном водохранилище и поставить под угрозу растительную жизнь в самом водохранилище и вокруг него.
• Плотина может нарушить нерестовый цикл рыбы. С этой проблемой можно бороться, сооружая рыбоходы и рыбоподъемники в плотине или перемещая рыбу в места нереста с помощью ловушек и сетей. Однако это приводит к удорожанию строительства и эксплуатации ГЭС.

Вопрос

С учетом всех проблем использования природного топлива и ядерной энергии для производства электричества почему бы не сооружать больше гидроэлектростанций? В мире огромное количество рек.

Разве не стоит строить как можно больше гидростанций?

Ответ

Большинство мест для строительства гидроэлектростанций уже используются. Количество плотин и водохранилищ, которые можно построить на реке, ограниченно. Энергия, отбираемая электростанцией у реки, уже не может использоваться ниже по течению. Если на реке построить слишком много электростанций, неминуемы экономические конфликты, связанные с распределением энергии.

Традиционно источником дешевой электрической энергии являются гидроэлектростанции (ГЭС). В них энергетический потенциал огромных масс воды преобразуется в электроэнергию.

Что такое ГЭС и как они работают

Чаще всего для них на реках сооружаются плотины , благодаря которым образуются огромные хранилища водного ресурса. При этом река, на которой предполагается строить электростанцию, должна быть полноводной, чтобы наверняка круглогодично обеспечивать водой турбины электрогенераторов. Кроме того, она должна иметь максимально большой уклон. Идеальным вариантом для строительства ГЭС являются образуемые руслами рек каньоны.

Создаваемая для размещения станции плотина и другие гидротехнические сооружения обеспечивают нужный напор водяного потока, вращающего лопасти гидротурбин и роторы электрогенераторов. Помимо использования напора воды для производства электроэнергии может использоваться естественный ток водяного потока, называемый деривацией. Иногда одновременно используется оба варианта энергии воды.

Необходимое электростанции оборудование для выработки электроэнергии монтируется непосредственно в помещении гидроэлектростанции. Там в отдельных залах устанавливаются агрегаты, которые напрямую преобразуют силу водяного потока в механическую энергию турбин, а затем в электроэнергию.

Кроме того ГЭС должна быть оснащена другим различным оборудованием, с помощью которого организуется контроль работы станции, управление нею. Нормальная работа станции невозможна без устройств, которые распределяют и трансформируют электроэнергию, множества других систем.

Какими они бывают

В соответствии с генерируемой мощностью ГЭС принято делить на категории. Это связано с расходом воды и силой ее напора, а также эффективностью установленных на станции генераторов и водяных турбин. Станции, дающие 25 и более МВт, считаются мощными. К среднемощностным относят те, которые производят менее 25 МВт. Производительность станций, относящихся к маломощным, не превышает 5 МВт.

ГЭС бывают высоконапорными, когда вода поступает с высоты свыше 60 м, среднего напора высотой от 25 м и низконапорными, где высота воды может быть от трех до 25 метров. Их турбины располагаются в железобетонных или стальных камерах. У них могут быть разные конструкции и технические параметры, связанные с показателями рабочего напора воды.

На станциях высокого напора эксплуатируются радиально-осевые и ковшовые турбины. Их устанавливают в специальных спиралевидных камерах из металла. Радиально-осевые и поворотнолопастные турбины применяют преимущественно на станциях, где средние показатели напора. Низконапорные ГЭС в основном оборудуются турбинами с поворачивающимися лопастями.

В зависимости от схемы использования водных ресурсов ГЭС подразделяются на:

1. Русловые.
2. Приплотинные.
3. Деривационные.
4. Гидроаккумулирующие.

В первом варианте плотиной река перегораживается полностью. Уровень воды в ней поднимается на проектную высоту. С нее вода сбрасывается прямо к гидротурбинам. Такая станция удобна там, где русло реки сужается, и на реках, протекающих через горы.

В приплотинной схеме также присутствует плотина, однако производственный корпус ГЭС располагается в нижней ее части. Здесь давление воды сильнее, чем в русловом варианте. Это требует сооружения специальных напорных тоннелей для ее подвода к турбинам.

В станциях деривационного типа вода протекает непосредственно через здание ГЭС, где установлены турбины.

Позволяют аккумулировать гидроэнергию для использования ее в периоды пиковых нагрузок гидроаккумулирующие ГЭС. В ненапряженном режиме, например, ночью ее гидротурбины функционируют как насосы, перекачивая воду в верхнее водохранилище. Когда появляются пиковые нагрузки, вода из него направляется в трубопровод, подающий ее на лопасти турбин.

Достоинства гидроэлектростанций

Строительство и эксплуатация гидроэлектростанций сопровождается дискуссиями относительно их плюсов и минусов.

Положительным фактором подобного производства электроэнергии является возобновление используемых природных ресурсов . В результате стоимость полученной таким образом электрической энергии существенно ниже, чем на прочих видах электростанций, Например, на ГЭС России она вдвое меньше, чем на тепловых.

Гидростанции гибки в управлении. С помощью их турбин можно регулировать мощность станции от минимальной до предельной. При этом отличие от тепловых и некоторых других станций они способны быстро набирать рабочую мощность с минимальных показателей.

Функционирование ГЭС не сопровождается вредными загрязнениями воздуха. К положительным факторам можно и отнести влияние их водохранилищ на формирование более умеренных климатических показателей в соответствующем регионе.

Строительство плотин и образование улучшают судоходство, влияют на увеличение рыбных запасов в них, способствуют рыбоводству.

Их минусы

Критики ГЭС обоснованно указывают на проблемы, в первую очередь экологические , которые вызываются их появлением. Прежде всего, это затопление больших массивов сельскохозяйственных угодий, в том числе плодородных земель. Оставшаяся пойменная почва теряет влагу. Исчезают многие виды растительности. В результате в моря и океаны меньше попадает ценных биогенных веществ.

Ограниченные или останавливаемые пропуски воды на плотинах вынуждают видоизменяться уникальным экологических системам в руслах и поймах рек. В результате реки мелеют и загрязняются, сокращается численность рыб, исчезают их некоторые виды. Плотины порой препятствуют нересту проходных рыб, заставляя местные рыбхозяйства приспосабливаться к новым условиям. Некоторые беспозвоночные и другие водные животные исчезают с одновременным появлением обилия мошек. Многие перелетные птицы лишаются привычных мест гнездования.

При проектировании станций и их строительстве приоритет отдается только местностям, располагающим большими водными запасами. Они зачастую находятся намного дальше от потребителей, чем ТЭС. При этом другие факторы не всегда учитываются. Представляют потенциальную опасность ГЭС на горных реках, которые порой сооружаются в районах с высокой сейсмической опасностью.

Указывается на значительно большие капитальные затраты по сравнению с сооружением тепловых станций. При сооружении плотин нужны огромные затраты на строительство шлюзов для перевода судов на нужный уровень воды.

Одним из основных достоинств объектов малой гидроэнергетики является экологическая безопасность. В процессе их сооружения и последующей эксплуатации вредных воздействий на свойства и качество воды нет. Водоемы можно использовать и для рыбохозяйственной деятельности, и как источники водоснабжения населения. Однако и помимо этого у микро и малых ГЭС немало достоинств. Современные станции просты в конструкции и полностью автоматизированы, т.е. не требуют присутствия человека при эксплуатации. Вырабатываемый ими электрический ток соответствует требованиям ГОСТа по частоте и напряжению, причем станции могут работать как в автономном режиме, т.е. вне электросети энергосистемы края или области, так и в составе этой электросети. А полный ресурс работы станции – не менее 40 лет (не менее 5 лет до капитального ремонта). Ну а главное – объекты малой энергетики не требуют организации больших водохранилищ с соответствующим затоплением территории и колоссальным материальным ущербом.

При строительстве и эксплуатации МГЭС сохраняется природный ландшафт, практически отсутствует нагрузка на экосистему. К преимуществам малой гидроэнергетики – по сравнению с электростанциями на ископаемом топливе – можно также отнести: низкую себестоимость электроэнергии и эксплуатационные затраты, относительно недорогую замену оборудования, более длительный срок службы ГЭС (40-50 лет), комплексное использование водных ресурсов (электроэнергетика, водоснабжение, мелиорация, охрана вод, рыбное хозяйство).

Многие из малых ГЭС не всегда обеспечивают гарантированную выработку энергии, являясь сезонными электростанциями. Зимой их энергоотдача резко падает, снежный покров и ледовые явления (лед и шуга) так же, как и летнее маловодье и пересыхание рек могут вообще приостановить их работу. Сезонность малых ГЭС требует дублирующих источников энергии, большое их количество может привести к потере надежности энергоснабжения. Поэтому во многих районах мощность малых ГЭС рассматривается не в качестве основной, а в качестве дублирующей.

У водохранилищ малых ГЭС, особенно горных и предгорных районов, очень остро стоит проблема их заиления и связанная с этим проблема подъема уровня воды, затоплений и подтоплений, снижения гидроэнергетического потенциала рек и выработки электроэнергии. Известно, например, что водохранилище Земонечальской ГЭС на реке Куре было заилено на 60% в течение 5 лет.

Для рыбного хозяйства плотины малых ГЭС менее опасны, чем средних и крупных, перекрывающих миграционные пути проходных и полупроходных рыб и перекрывающих нерестилища. Хотя в целом создание гидроузлов не устраняет полностью урон рыбному стаду на основных реках, т.к. речной бассейн – это единая экологическая система и нарушения ее отдельных звеньев неизбежно отражаются на системе в целом.

Преимущества и недостатки гидроэлектростанций | Энергия

Преимущества гидроэлектростанций

• Работа ГЭС не сопровождается выделением угарного газа и углекислоты, окислов азота и серы, пылевых загрязнителей и других вредных отходов, не загрязняет почву. Некоторое количество тепла, образующегося из-за трения движущихся частей турбины, передается протекающей воде, но это количество редко бывает большим.
• Вода — возобновляемый источник энергии. По крайней мере до тех пор, пока ручьи и реки не пересохнут. Гидрологический цикл (круговорот воды в природе) пополняет источники потенциальной энергии за счет дождей, снегопадов и водостока.
• Производительность ГЭС легко контролировать, изменяя скорость водяного потока (объем воды, подводимый к турбинам).
• Водохранилища, сооружаемые для гидростанций, можно использовать в качестве зон отдыха, порой вокруг них складывается поистине захватывающий пейзаж.
• Вода в искусственных водохранилищах, как правило, чистая, так как примеси осаждаются на дне. Эту воду можно использовать для питья, мытья, купания и ирригации.

Недостатки гидроэлектростанций

• Большие водохранилища затопляют значительные участки земли, которые могли бы использоваться с другими целями. Целые города становились жертвами водохранилищ, что вызывало массовые переселения, недовольство и экономические трудности.
• Разрушение или авария плотины большой ГЭС практически неминуемо вызывает катастрофическое наводнение ниже по течению реки.
• Сооружение ГЭС неэффективно в равнинных районах.
• Протяженная засуха снижает и может даже прервать производство электроэнергии. ГЭС.
• Уровень воды в искусственных водохранилищах постоянно и резко меняется. На их берегах строить загородные дома не стоит!
• Плотина снижает уровень растворенного в воде кислорода, поскольку нормальное течение реки практически останавливается. Это может привести к гибели рыбы в искусственном водохранилище и поставить под угрозу растительную жизнь в самом водохранилище и вокруг него.
• Плотина может нарушить нерестовый цикл рыбы. С этой проблемой можно бороться, сооружая рыбоходы и рыбоподъемники в плотине или перемещая рыбу в места нереста с помощью ловушек и сетей. Однако это приводит к удорожанию строительства и эксплуатации ГЭС.

Вопрос

С учетом всех проблем использования природного топлива и ядерной энергии для производства электричества почему бы не сооружать больше гидроэлектростанций? В мире огромное количество рек. Разве не стоит строить как можно больше гидростанций?

Ответ

Большинство мест для строительства гидроэлектростанций уже используются. Количество плотин и водохранилищ, которые можно построить на реке, ограниченно. Энергия, отбираемая электростанцией у реки, уже не может использоваться ниже по течению. Если на реке построить слишком много электростанций, неминуемы экономические конфликты, связанные с распределением энергии.

Преимущества и недостатки электростанций на биомассе

Преимущества электростанций на биомассе

• Биомасса — возобновляемый источник энергии.
• При ответственной переработке биомассы в энергию двуокись углерода (СO₂) не загрязняет атмосферу, поскольку новые растения в процессе роста поглощают всю двуокись углерода, выделяющуюся во время сжигания топлива.
• При использовании топлива, полученного из биомассы, выделяется незначительное количество загрязняющих атмосферу окислов серы (SO) даже в случае прямого сжигания этого топлива. В целом выделение окислов серы при использовании биотоплива любого вида ниже, чем при использовании традиционного природного топлива (угля, нефти, газа).
• Крупные электростанции на биотопливе способны работать непрерывно, в отличие от солнечных и ветряных электростанций, которые зависят от солнца и ветра соответственно.
• Метан можно производить на небольших компостных установках. Для его получения не обязательно использовать исключительно централизованные источники. Это способствует обеспечению энергобезопасности, так как позволяет рассредоточить энергетические ресурсы, что снижает риски от природных катастроф и воздействия «человеческого фактора».
• Некоторые растения —источники древесной биомассы (прутьевидное просо — сорго, в частности) способствуют снижению эрозии и формируют пригодную для обитания диких животных среду.

Недостатки электростанций на биомассе

• Сжигание биомассы все же приводит к выбросу некоторого количества различных (в зависимости от типа используемой биомассы) загрязняющих атмосферу веществ. Наиболее распространены окислы азота (NO). При прямом сжигании древесины может выделяться значительное количество окислов углерода и пыли (дисперсных частиц).
• Бесконтрольная заготовка топлива из биомассы для электростанций наносит вред природе.
• Транспортировка биомассы к компостным заводам или топкам сопровождается потреблением энергии — обычно в форме природного топлива для грузовиков и поездов.
• Производство биогаза путем компостирования может сопровождаться неприятными запахами. Существуют также опасения, что без должного контроля этот процесс может привести к размножению и распространению болезнетворных микроорганизмов
• Контейнеры, в которых хранится биогаз, требуют регулярных проверок и сертификации, проводимой квалифицированным и лицензированным персоналом. Это может быть неудобно и затратно, но является строжайшим условием эксплуатации таких контейнеров, обеспечивающим безопасность людей, живущих и работающих рядом с хранилищами биогаза.

Вопрос

Можно ли получать биогаз из небольших компостных куч и использовать для электрификации отдельного здания или группы зданий?

Ответ

Биогаз можно получать из компостных куч буквально на заднем дворе и использовать для его хранения самодельные контейнеры. Этот биогаз можно применять в электрогенераторах, работающих на метане. Однако этот процесс может сопровождаться неприятным запахом. Есть и более существенные проблемы, касающиеся хранения метана — огнеопасного и взрывоопасного газа. Прежде чем закладывать такую систему, необходимо свериться с действующими правилами использовании территорий и противопожарной безопасности. После строительства ее безопасность должен регулярно проверять 1 квалифицированный сотрудник коммунальных служб.

Плюсы и минусы тепловых электростанций (тэс)

Характеристики электростанций

Все электрические станции объединены и образуют Единую энергетическую группу, которую создали с целью более эффективного использования их мощностей, чтобы непрерывно снабжать потребителей электроэнергией. Основным элементом в устройстве считается электрогенератор, который выполняет определенные функции:

1. Гарантирует непрерывную работу одновременно с другими энергосистемами и обеспечивает энергией собственные автономные нагрузки.
2. Обеспечивает быстрое реагирование на наличие или отсутствие нагрузки, которая соответствует его номинальному значению. Производит запуск электродвигателя, обеспечивающего функционирование всей станции.
3. Совместно со специальным оборудованием выполняет защитные функции.

Каждый генератор отличается формами, размерами и источником энергии, который вращает вал. Кроме него, в станцию входят: турбины, котлы, трансформаторы, распределительное оборудование, технические средства коммутации, автоматика, релейная защита. Сейчас большое внимание уделяется выпуску более компактных установок.

Они вырабатывают электроэнергию, которая питает не только различные объекты, но и целые поселения, находящиеся на удаленном расстоянии от электрических линий. В основном они используются на полярных станциях и предприятиях, добывающих полезные ископаемые.

Основные виды

Классификация электростанций в первую очередь проводится по типу энергоносителей. К ним относятся уголь, природный газ, вода рек, ядерное топливо, дизельное горючее, бензин и т. д. Список основных станций:

1. ТЭС — расшифровка аббревиатуры: тепловая электрическая станция. Для ее работы используется природное топливо, а она может быть конденсационной (КЭС) или теплофикационной (ТЭЦ).
2. ГЭС — гидравлическая электростанция, которая работает за счет воды рек, падающей с высоты. Существует ее разновидность — ГАЭС (гидроаккумулирующая).
3. АЭС — атомные станции, энергоносителем которых является ядерное топливо.
4. ДЭС — стационарные или передвижные электростанции, работающие на дизельном топливе. Обычно это станции малой мощности, которые используются в строительстве и частном секторе, где нет линий электропередач.

Существуют еще солнечные, ветровые, приливные и геотермальные источники электропитания, которые слабо применяются в нашей стране. У них есть ряд недостатков природного характера, и они представляют собой альтернативные виды выработки электроэнергии.

Тепловые и гидравлические

Тепловые электростанции России создают около 70% от всей электроэнергии. Для их функционирования используется мазут, уголь, газ, а в некоторых регионах — торф и сланцы. На теплоэлектроцентралях кроме электрической производится тепловая энергия.

Одним из основных элементов станции является турбина, которая вращается за счет вырабатываемого пара. Преимуществом ТЭС считается то, что ее оборудование можно разместить практически везде, где есть природные энергоносители. Кроме того, на их работу практически не влияют природные факторы.

Но при этом применяемое топливо не возобновляется, то есть его ресурсы могут закончиться, а само оборудование засоряет окружающую среду. В России тепловые станции не оборудованы эффективными системами для очистки от вредных и токсичных веществ.

Газовое оборудование считается более экологичным, но идущие к нему трубы также наносят вред природе. Станции, которые находятся в центральном регионе страны работают на природном газе и мазуте, а в восточных районах — на угле. Поэтому их размещение осуществляется ближе к месторождениям природного топлива.

По своей значимости гидравлические станции расположились на втором месте после ТЭС. Их основное отличие — это использование энергии воды, которая относится к возобновляемым ресурсам. Если смотреть по карте России, то можно заметить, что самые мощные ГЭС находятся в Сибири на Енисее и Ангаре. Список крупных электростанций:

1. Саяно-Шушенская — обладает мощностью 6,4 тыс. мВт.
2. Красноярская — 6 тыс. мВт.
3. Братская — 4,5 тыс. мВт.
4. Усть-Илимская — 3,84 тыс. мВт.

Схема принципа действия установок довольно проста. Падающая вода приводит в движение турбины, которые вращают генераторы, и начинает вырабатываться электроэнергия. Стоимость электричества, производимого ГЭС, считается самой дешевой, и она в 5—6 раз меньше, чем на ТЭС. Кроме того, чтобы управлять гидравлической станцией, требуется меньшее количество сотрудников.

Большую разницу составляет время запуска установки. Если для ГЭС этот параметр составляет 3—5 минут, то у ТЭС он будет длиться несколько часов. С другой стороны, гидравлическая установка функционирует на полную мощность только при большом подъеме уровня воды.

Сейчас большое внимание уделяется строительству гидроаккумулирующих станций, которые отличаются от традиционных установок возможностью перемещения одинакового количества воды между нижним и верхним бассейнами. В ночное время, когда есть излишки электроэнергии, вода подается снизу вверх, а в дневное — наоборот.

Атомные и дизельные

По количеству выпускаемой энергии атомные электростанции располагаются на третьем месте. Их доля в энергетике России составляет всего 10%. В Соединенных Штатах это значение равно 20%, а самый высокий показатель во Франции — более 75%.

После катастрофы на АЭС в Чернобыле была сокращена программа по строительству и развитию ядерных электростанций. Наиболее известные объекты в России:

• Ленинградский;
• Курский;
• Смоленский;
• Белоярский и др.

Сейчас наиболее популярны атомные теплоэлектроцентрали, назначение которых — производство электрической энергии и тепла. Станция такого типа функционирует в поселке Билибино на Чукотке. Кроме того, одним из последних направлений считается создание АСТ — атомных станций теплоснабжения, в которых происходит превращение ядерного энергоносителя в тепловую энергию.

Такое оборудование успешно работает в Нижнем Новгороде и Воронеже. При правильной эксплуатации АЭС является самой экологичной установкой, а именно:

• несущественные выбросы в атмосферу;
• кислород практически не поглощается;
• не создается парниковый эффект.

Если рассматривать принцип работы атомной электростанции, то следует учитывать катастрофические последствия после аварий. Отработанный энергоноситель также требует специального захоронения в ядерных могильниках.

Мобильные дизельные электростанции стали неотъемлемой частью для снабжения электроэнергией отдаленных районов и объектов строительства. Помимо этого, их зачастую используют как аварийные или резервные источники.

Основным элементом оборудования считается генератор, который вращается от двигателя внутреннего сгорания. Стационарные установки могут обладать мощностью до 5 тыс. кВт, а передвижные — не более 1 тыс. кВт.

Одним из их достоинств считаются компактные размеры, поэтому их можно размещать в небольших помещениях. К минусам можно отнести зависимость от наличия топлива, способов его доставки и хранения.

Преимущества и недостатки

Любая электрическая станция обладает как определенными достоинствами, так и некоторыми недостатками. Причины такой ситуации могут зависеть от технологических процессов, человеческого фактора и природных явлений.

Таблица. Плюсы и минусы ТЭС, ГЭС, АЭС.

Вид электростанции	Достоинства	Недостатки
Тепловая	1. Небольшая цена на энергоноситель. 2. Малые капитальные вложения. 3. Не имеют конкретной привязки к какому-нибудь району. 4. Низкая себестоимость электроэнергии. 5. Все оборудование занимает небольшую площадь.	1. Сильное загрязнение окружающей среды. 2. Большие эксплуатационные расходы.
Гидравлическая	1. Отсутствует необходимость добычи и доставки энергоносителя. 2. Не загрязняет близлежащие районы. 3. Управление водяными потоками. 4. Высокая надежность функционирования. 5. Легкое техническое обслуживание и небольшая себестоимость электроэнергии. 6. Возможность дополнительно использовать природные ресурсы.	1. Подтопление плодородных земель. 2. Большая занимаемая площадь.
Атомная	1. Малое количество вредных выбросов. 2. Небольшой объем энергоносителя. 3. Высокая мощность на выходе. 4. Низкие издержки для получения электроэнергии.	1. Вероятность опасного облучения. 2. Выходная мощность не регулируется. 3. Катастрофические последствия при аварии. 4. Высокие капитальные вложения.

Нетрадиционные электростанции (солнечные, геотермальные, приливные, ветровые и др. ) в России используются в небольшом количестве.

• Несмотря на недостатки, которые в основном связаны с непостоянством природных явлений, высокой стоимостью и малой выходной мощностью, за альтернативными установками — интересное и перспективное будущее.

Источник: https://nauka.club/geografiya/vidy-elektrostantsyi.html

Тэс — это что такое? тэс и тэц

Электрической станцией называется комплекс оборудования, предназначенного для преобразования энергии какого-либо природного источника в электричество или тепло. Разновидностей подобных объектов существует несколько. К примеру, часто для получения электричества и тепла используются ТЭС.

Определение

ТЭС — это электростанция, применяющая в качестве источника энергии какое-либо органическое топливо. В качестве последнего может использоваться, к примеру, нефть, газ, уголь.

На настоящий момент тепловые комплексы являются самым распространенным видом электростанций в мире. Объясняется популярность ТЭС прежде всего доступностью органического топлива.

Нефть, газ и уголь имеются во многих уголках планеты.

ТЭС — это (расшифровка самой аббревиатуры выглядит как «тепловая электростанция»), помимо всего прочего, комплекс с довольно-таки высоким КПД. В зависимости от вида используемых турбин этот показатель на станциях подобного типа может быть равен 30 — 70%.

Какие существуют разновидности ТЭС

Классифицироваться станции этого типа могут по двум основным признакам:

• назначению;
• типу установок.

В первом случае различают ГРЭС и ТЭЦ. ГРЭС — это станция, работающая за счет вращения турбины под мощным напором струи пара. Расшифровка аббревиатуры ГРЭС — государственная районная электростанция — в настоящий момент утратила актуальность. Поэтому часто такие комплексы называют также КЭС. Данная аббревиатура расшифровывается как «конденсационная электростанция».

ТЭЦ — это также довольно-таки распространенный вид ТЭС. В отличие от ГРЭС, такие станции оснащаются не конденсационными, а теплофикационными турбинами. Расшифровывается ТЭЦ как «теплоэнергоцентраль».

Помимо конденсационных и теплофикационных установок (паротурбинных), на ТЭС могут использоваться следующие типы оборудования:

• газотурбинные установки;
• парогазовые.

Тэс и тэц: различия

Часто люди путают эти два понятия. ТЭЦ, по сути, как мы выяснили, является одной из разновидностей ТЭС. Отличается такая станция от других типов ТЭС прежде всего тем, что часть вырабатываемой ею тепловой энергии идет на бойлеры, установленные в помещениях для их обогрева или же для получения горячей воды.

Также люди часто путают названия ГЭС и ГРЭС. Связано это прежде всего со сходством аббревиатур. Однако ГЭС принципиально отличается от ГРЭС. Оба этих вида станций возводятся на реках. Однако на ГЭС, в отличие от ГРЭС, в качестве источника энергии используется не пар, а непосредственно сам водяной поток.

Какие предъявляются требования к ТЭС

ТЭС — это тепловая электрическая станция, на которой выработка электроэнергии и ее потребление производятся одномоментно. Поэтому такой комплекс должен полностью соответствовать ряду экономических и технологических требований. Это обеспечит бесперебойное и надежное обеспечение потребителей электроэнергией. Так:

• помещения ТЭС должны иметь хорошее освещение, вентиляцию и аэрацию;
• должна быть обеспечена защита воздуха внутри станции и вокруг нее от загрязнения твердыми частицами, азотом, оксидом серы и т. д.;
• источники водоснабжения следует тщательно защищать от попадания в них сточных вод;
• системы водоподготовки на станциях следует обустраивать безотходные.

Принцип работы ТЭС

ТЭС — это электростанция, на которой могут использоваться турбины разного типа. Далее рассмотрим принцип работы ТЭС на примере одного из самых распространенных ее типов — ТЭЦ. Осуществляется выработка энергии на таких станциях в несколько этапов:

1. Топливо и окислитель поступают в котел. В качестве первого в России обычно используется угольная пыль. Иногда топливом ТЭЦ могут служить также торф, мазут, уголь, горючие сланцы, газ. Окислителем в данном случае выступает подогретый воздух.

2. Образовавшийся в результате сжигания топлива в котле пар поступает в турбину. Назначением последней является преобразование энергии пара в механическую.

3. Вращающиеся валы турбины передают энергию на валы генератора, преобразующего ее в электрическую.

4. Охлажденный и потерявший часть энергии в турбине пар поступает в конденсатор. Здесь он превращается в воду, которая подается через подогреватели в деаэратор.

5. Деаэрированная вода подогревается и подается в котел.

Преимущества ТЭС

ТЭС — это, таким образом, станция, основным типом оборудования на которой являются турбины и генераторы. К плюсам таких комплексов относят в первую очередь:

• дешевизну возведения в сравнении с большинством других видов электростанций;
• дешевизну используемого топлива;
• невысокую стоимость выработки электроэнергии.

Также большим плюсом таких станций считается то, что построены они могут быть в любом нужном месте, вне зависимости от наличия топлива. Уголь, мазут и т. д. могут транспортироваться на станцию автомобильным или железнодорожным транспортом.

Еще одним преимуществом ТЭС является то, что они занимают очень малую площадь в сравнении с другими типами станций.

Недостатки ТЭС

Разумеется, есть у таких станций не только преимущества. Имеется у них и ряд недостатков. ТЭС — это комплексы, к сожалению, очень сильно загрязняющие окружающую среду.

Станции этого типа могут выбрасывать в воздух просто огромное количество копоти и дыма. Также к минусам ТЭС относят высокие в сравнении с ГЭС эксплуатационные расходы.

К тому же все виды используемого на таких станциях топлива относятся к невосполнимым природным ресурсам.

Какие еще виды ТЭС существуют

Помимо паротурбинных ТЭЦ и КЭС (ГРЭС), на территории России работают станции:

1. Газотурбинные (ГТЭС). В данном случае турбины вращаются не от пара, а на природном газу. Также в качестве топлива на таких станциях могут использоваться мазут или солярка. КПД таких станций, к сожалению, не слишком высок (27 — 29%). Поэтому используют их в основном только как резервные источники электроэнергии или же предназначенные для подачи напряжения в сеть небольших населенных пунктов.

2. Парогазотурбинные (ПГЭС). КПД таких комбинированных станций составляет примерно 41 — 44%. Передают энергию на генератор в системах этого типа одновременно турбины и газовые, и паровые. Как и ТЭЦ, ПГЭС могут использоваться не только для собственно выработки электроэнергии, но и для отопления зданий или же обеспечения потребителей горячей водой.

Примеры станций

Итак, достаточно производительным и в какой-то мере даже универсальным объектом может считаться любая ТЭС, электростанция. Примеры таких комплексов представляем в списке ниже.

1. Белгородская ТЭЦ. Мощность этой станции составляет 60 МВт. Турбины ее работают на природном газе.

2. Мичуринская ТЭЦ (60 МВт). Этот объект также расположен в Белгородской области и работает на природном газе.

3. Череповецкая ГРЭС. Комплекс находится в Волгоградской области и может работать как на газу, так и на угле. Мощность этой станции равна целых 1051 МВт.

4. Липецкая ТЭЦ -2 (515 МВТ). Работает на природном газе.

5. ТЭЦ-26 «Мосэнерго» (1800 МВт).

6. Черепетская ГРЭС (1735 Мвт). Источником топлива для турбин этого комплекса служит уголь.

Вместо заключения

Таким образом, мы выяснили, что представляют собой тепловые электростанции и какие существуют разновидности подобных объектов. Впервые комплекс этого типа был построен очень давно — в 1882 году в Нью-Йорке. Через год такая система заработала в России — в Санкт-Петербурге.

Сегодня ТЭС — это разновидность электростанций, на долю которых приходится порядка 75% всей вырабатываемой в мире электроэнергии. И по всей видимости, несмотря на ряд минусов, станции этого типа еще долго будут обеспечивать население электроэнергией и теплом.

Ведь достоинств у таких комплексов на порядок больше, чем недостатков.

Источник: https://www.syl.ru/article/315522/tes—eto-chto-takoe-tes-i-tets-razlichiya

Типы электростанций: их преимущества и недостатки, разновидности, классификация

Электростанцией называется комплекс зданий, сооружений и оборудования, предназначенный для выработки электрической энергии. То есть, электростанции преобразуют различные виды энергий в электрическую. Наиболее распространенными типами электростанций являются:

— гидроэлектростанции;— тепловые;

— атомные.

Гидроэлектростанция (ГЭС) — это электростанция, преобразующая энергию движущейся воды в электрическую энергию. Устанавливаются ГЭС на реках. При помощи плотины создается перепад высот воды (до и после плотины). Возникающий напор воды приводит в движение лопасти турбины. Турбина приводит в действие генераторы, которые вырабатывают электроэнергию.

В зависимости от мощности вырабатываемой электроэнергии, гидроэлектростанции подразделяются на: малые (до 5 МВт), средние (5-25 МВт) и мощные (свыше 25 МВт).

По максимально используемому напору они делятся на: низконапорные (максимальный напор — от 3 до 25 м), средненапорные (25-60 м) и высоконапорные (свыше 60 м).

Также ГЭС классифицируют по принципу использования природных ресурсов: плотинные, приплотинные, деривационные и гидроаккумулирующие.

Преимуществами гидроэлектростанций являются: выработка дешевой электроэнергии, использование возобновляемой энергии, простота управления, быстрый выход на рабочий режим.

Кроме того, ГЭС не загрязняют атмосферу. Недостатки: привязанность к водоемам, возможное затопление пахотных земель, пагубное влияние на экосистему рек.

ГЭС можно строить только на равнинных реках (из-за сейсмической опасности гор).

Тепловая электростанция (ТЭС) вырабатывает электроэнергию за счет преобразования тепловой энергии, полученной в результате горения топлива. Топливом на ТЭС является: природный газ, уголь, мазут, торф или горячие сланцы.

В результате горения топлива в топках паровых котлов, происходит преобразование питательной воды в перегретый пар. Этот пар с определенной температурой и давлением по паропроводу подается в турбогенератор, где и происходит получение электрической энергии.

Тепловые электростанции подразделяются на:

• — газотурбинные;
• — котлотурбинные;
• — комбинированного цикла;
• — на базе парогазовых установок;— на основе поршневых двигателей.
• Котлотурбинные ТЭС, в свою очередь делятся на конденсационные (КЭС или ГРЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ).

Преимущества теплоэлектростанций 

1. — малые финансовые затраты;
2. — высокая скорость строительства;
3. — возможность стабильной работы вне зависимости от сезона.

Недостатки ТЭС

• — работа на невозобновляемых ресурсах;
• — медленный выход на рабочий режим;
• — получение отходов.

Атомная электростанция (АЭС) — станция, в которой получение электроэнергии (или тепловой энергии) происходит за счет работы ядерного реактора. За 2015 год все АЭС мира выработали почти 11% электроэнергии.

Ядерный реактор при работе передает энергию теплоносителю первого контура. Этот теплоноситель поступает в парогенератор, где нагревает воду второго контура. В парогенераторе происходит преобразование воды в пар, который поступает в турбину и приводит в движение электрогенераторы.

Пар после турбины поступает в конденсатор, где охлаждается водой из водохранилища. В качестве теплоносителя первого контура используется, в основном, вода. Однако, для этой цели можно использовать еще свинец, натрий и другие жидкометаллические теплоносители.

Количество контуров АЭС может быть разным.

АЭС классифицируются по типу используемого реактора. В атомных электростанциях используются два вида реакторов: на тепловых и на быстрых нейтронах. Реакторы первого типа подразделяются на: кипящие, водоводяные, тяжеловодные, газоохлаждаемые, графито-водные.

1. В зависимости от вида получаемой энергии, атомные электростанции бывают двух типов:
2. Станции, предназначенные для выработки электроэнергии.
3. Станции, предназначенные для получения электрической и тепловой энергии (АТЭЦ).
4. Преимущества атомных электростанций:
5. — независимость от источников топлива;
6. — экологическая чистота;
7. Главный недостаток станций этого типа — тяжелые последствия в случае аварийных ситуаций.
8. Кроме перечисленных электростанций еще бывают: дизельные, солнечные, приливные, ветровые, геотермальные.

Источник: https://pue8.ru/sistemy-elektrosnabzheniya/922-tipy-elektrostantsij-ikh-preimushchestva-i-nedostatki-raznovidnosti-klassifikatsiya.html

Преимущества и недостатки тепловых электростанций

Для помещений, которые необходимо отапливать и в то же время подавать стабильное электричество часто используют специальное оборудование. Одним их оптимальных для таких случаев устройств являются маломощные тепловые электростанции.

Но почему именно они нашли столь широкое применение в таких сооружениях как бассейны и спортивные комплексы, школы и клиники? Чтобы ответить на этот вопрос стоит более детально изучить из конструктивные особенности и принцип действия.

Устройство маломощных тепловых энегростанций

Мини-ТЭС представляет собой несколько блоков и электронных приборов, объединенных в единое целое. Их совместная работа позволяет преобразовывать тепловую энергию в электрическую путем сжигания топлива.

В зависимости от модели это может быть:

В состав блоков входят:

• Двигатель;
• Генератор;
• Теплообменники;
• Радиатор;
• Распределительный щит;
• Выхлопная система;
• Автоматика.

Работа двигателя приводит к вращению вала генератора, который отвечает за преобразование кинетической энергии в электричество. Но так как при этом выделяется тепло, то оно по теплообменникам может быть отведено в систему отопления или подогрева воды. Его излишки удаляются системой принудительного охлаждения. А отработанные газы выводятся через выхлопную трубу.

Если выразить работу тепловых электростанций двумя словами, но она основывается на технологии когенерации, а у некоторых моделей и тригенерации.

В первом случае оборудование обеспечивает объект электричеством и теплом, а во втором – еще и холодом. Управление такой системой осуществляется с распределительного щита при помощи системы автоматики.

Обычно этот блок располагается в отдельном помещении.

Виды и их особенности применения

Существуют различные модификации таких установок:

• Паровые турбины;
• Газотурбинные;
• Газопоршневые генераторы.

Мини-тепловые электростанции могут иметь конденсационные или противодавленческие паровые турбины. Первые применяются на объектах, где электростанции используются для выработки электричества. Хотя при необходимости они могут обеспечивать и отбор пара.

Смотрим видео, принцип работы оборудования:

Противодавленческие турбины позволяют использовать пар на отопительные нужды. Но они в отличие от конденсационных более сложные и дорогие.

Газотурбинные установки представлены линейкой от 1 до 300 МВт, но наиболее эффективными считаются имеющие мощность от 5 МВт. Выделяемое ими тепло поступает к потребителю с водой или паром.

Газопоршневые ТЭС считаются самыми распространенными. Их использование экономически выгодно, так как затраты на их строительство и эксплуатацию наиболее низкие. Однако мощность таких агрегатов ограничивается 80 МВт.

Достоинства и недостатки ТЭС

У мини-тепловых электростанций очень много положительных качеств, поэтому их использование растет с каждым годом. Сегодня они способны обеспечивать такие преимущества как:

• Стабильное и качественное энергоснабжение, причем с постоянным уровнем напряжения и тепла;
• Возможность использования одной установки для производства электричества и отопления, что позволяет решить две самые важнейшие задачи в эксплуатации объекта;
• Относительно невысокая стоимость вырабатываемой энергии, что позволяет сэкономить значительную сумму по сравнению с использованием обычной электросети;
• Высокие экологические качества, благодаря производству тепла и электричества, а при необходимости и холода для кондиционирования помещений;
• Быстрая окупаемость, поскольку в составе одной мини-ТЭС может использоваться до 12 генераторов, причем мощность одного достигает 9 кВт;
• Экономия на ремонте теплосетей, так как установка располагается в непосредственной близости к объекту;
• Небольшие размеры дают возможность размещения оборудования не только на прилегающей к объекту территории, но и непосредственно на его площадях;
• Оперативные сроки строительства и ввода в эксплуатацию не превышающие 3 месяцев при возможности использования оборудования до 25 лет;
• Простая и удобная эксплуатация;
• Высокая надежность.

Кроме того, использование такого оборудования позволяет значительно снизить финансовую зависимость потребителя от постоянного роста цен на электроэнергию и тепло. Согласно производимым подсчетам экономия составляет 100%.

Критерии выбора оборудования

Строительство таких установок сегодня является идеальным решением для самых различных объектов. Объясняется это высокой экономической эффективностью их эксплуатации, а также сравнительно дешевой энергией.

Тепловые энергостанции выбирают в следующих случаях:

1. Если затраты на производство и передачу энергии другим способом будут неоправданно высокими;
2. Когда централизованные системы электро- и теплоснабжения не способны обеспечить необходимые мощности;
3. Если получаемое электричество имеет низкое качество или его недостаточно.

Есть и еще один аспект – это более экологичная работа мини-ТЭС по сравнению с агрегатами, осуществляющими выработка отдельно тепловой или электроэнергии.

На что еще стоит обратить внимание, так это вид используемого топлива. Существуют электростанции, работающие на:

• Газе;
• Дизеле;
• Древесине или угле.

Выбор одного из них зависит от более доступного для конкретного объекта. Но следует учитывать, что дизельное топливо считается одним из самых дорогих и экологически грязных, поэтому его применяют только в случае, когда недоступно другое.

Чаще всего выбирают природный газ, так как он относится к самым доступным и недорогим видам топлива.

Обзор различных марок мини-ТЭС

Не всегда есть возможность строительства здания под оборудование. В этом случае можно использовать модульную мини-ТЭС. Они выпускаются в специальных контейнерах, которые могут легко и оперативно перемещаться на необходимый объект.

Среди них стоит отметить модель Omega 100. Она относится к контейнерным ГПУ и предназначена для широкого круга потребителей. Линейка этих мини-ТЭС включает в себя установки мощностью от 400 до 4300 кВА с напряжением в 0,4; 6,3; 10 кВ.

Из газопоршневых тепловых электростанций этой марки могут создаваться каскады, содержащие до 10 модулей, при этом номинальная мощность достигает 43 тысяч кВА. Отличительной чертой этих установок является использование газовых двигателей компании MWM.

Установка Омега совместима с системой ALFA. Поэтому в дополнение к ней допускается использование модулей Альфа как пиковых тепловых источников. Это позволяет создавать полноценные мини-ТЭС.

Находит широкое применение и газопоршневая установка серии ATGL. Она может использоваться в качестве основного или резервного источника энергии. В линейку ATGL входят агрегаты мощностью от 100 кВт. При этом их ресурс не превышает 200 тысяч часов, а капитальный ремонт рекомендуется проводить после 60 000 часов эксплуатации.

Среди газотурбинных установок стоит отметить продукцию под маркой Turbomach. Такие установки состоят из газовой турбины и узлов, обеспечивающих ее функционирование. Мощность таких мини-ТЭС может достигать 300 МВт.

Заключение

Все больше задумываясь над экологической обстановкой человек старается выбирать оборудование, которое если и влияет на окружающую среду, то хотя бы, не причиняя ей при этом вреда.

Среди установок, вырабатывающих электроэнергию и тепло, такими являются мини-ТЭС. Они являются одними из самых экологически чистых и к тому же позволяют значительно снизить стоимость электричества.

Поэтому их использование в последнее время становится наиболее популярным.

Источник: http://GeneratorVolt.ru/alternativnye-istochniki/priemushhestva-i-nedostatki-teplovykh-ehlektrostancijj.html

Недостатки ТЭС

Давайте поговорим о недостатках, присущих ТЭС. Не будем говорить о недостатках какого-либо конкретного оборудования, поговорим о ТЭС в общем.

Экономичность ТЭС

Так уж сложилось, что тепловые электростанции получают электроэнергию путем преобразования теплоты. Теплота получается при сгорании топлива.

Но, к сожалению, теплота у нас на электростанциях не может быть использована полностью из-за особенности рабочего цикла, по которому работает ТЭС.

Используется лишь та часть, которая имеет высокий потенциал, т.е. часть, которая имеет высокую температуру.

Последним местом, где теплота отдает свою энергию на электростанции — это последние ступени турбины, будь то паровая турбина или газовая. Затем, низкопотенциальная теплота просто удаляется в атмосферу через градирни, сбросной канал или дымовую трубу от газовой турбины.

Использование низкопотенциального тепла очень затруднительно, но все же возможно. Низкопотенциальное тепло можно использовать в цикле теплового насоса. Такое решение применила у себя одна из ТЭС в Китае.

Также, кроме того, что часть тепла вообще не используется, а выбрасывается, на электростанции существуют еще и потери высокопотенциального тепла. Эти потери происходят по всей цепочки преобразования энергии. Существуют потери в котле, турбине, генераторе.

Экология на ТЭС

ТЭС являются одним из главных промышленных источников загрязнения окружающей среды на планете.

На ТЭС есть два главных источника загрязнения: дымовые газы и тепловое загрязнение.

С дымовыми газами более-менее все понятно.

Топливо, сгорая в топках котла образует массу вредных веществ, которые попадают в атмосферу через дымовую трубу, через шлак, который транспортируется на золоотвалы.

В дымовых газах присутствуют следующие вредные вещества: оксид азота, двуокись азота, оксид серы, твердые частицы в виде золы и другие. Наиболее вредное вещество из перечисленных — оксид азота.

Стоит отметить, что на современных ТЭС дымовые газы проходят перед тем как попасть в атмосферу большую очистку. Газы очищаются в скрубберах, циклонах, электрофильтрах и других устройствах. До 99 % вредных веществ улавливается.

Но даже 1 %, который остался очень сильно влияет на окружающую среду.  Особенно сильно производит загрязнение окружающей среды угольная электростанция.

Какое ещё топливо используется на станциях, вы можете узнать почитав статья — топливо ТЭС.

Кроме дымовых газов ТЭС производит и тепловое загрязнение. Суть его в том, что тепло, которое не использовалось в цикле ТЭС, удаляется через градирню или пруд-охладитель в атмосферу. В результате в этом месте меняется климат. Допустим зимой, рядом с прудом-охлдителем, практически всегда стоит очень сильный туман, т.к. там очень сильно повышенная влажность воздуха.

Назад, в Тепловые электростанции.

Источник: http://tesiaes.ru/?p=4668

Преимущества и недостатки геотермальной энергии

4 января 2019

Сила геотермальных вод Земли — альтернативный источник энергии. Такой метод получения энергии задействуется в регионах, где геотермальные источники выходят на поверхность или располагаются в местах легкой досягаемости.

Перед возведением станции на месте источников периметр оценивают с точки зрения инженерной и экономической целесообразности, а главное — безопасности. Турбины геотермальных станций приводит в движение пар, который выпускают гейзеры и вулканы.

Отсюда следует, что геотермальные источники обычно располагаются в неустойчивых сейсмических зонах, а значит, безопасность — вопрос первостепенной важности.

Перспективы и преимущества геотермальной энергии

Схема строительства будущей ГеоТЭС, преобразующей энергию геотермальных вод Земли в электричество, зависит от источника, на котором станция будет возведена.

Иногда инженерная задумка сводится к простому бурению скважины, а иногда требуется дополнительное оборудование и технологии для очищения пара от вредных выхлопов или твердых частиц.

Принцип добычи электричества из источников прост: пар поднимается вверх по скважине, приводя турбины в движение, а после возвращается обратно в обсадную.

Геотермальные станции активно используются в промышленных масштабах, сельскохозяйственной деятельности, ЖКХ. С их помощью обогреваются и поливаются оранжереи, теплицы, различные аква-установки.

Подземные источники служат для полива полей или поддержания необходимого уровня влажности для выращивания сельскохозяйственных культур. ГеоТЭС успешно задействуются в ЖКХ, заменяя собой традиционные электростанции. Крупнейшая ГеоТЭС построена в Кении.

Она подает достаточно электричества, чтобы содержать город.

Геотермальные источники энергии: плюсы и минусы

Главный минус геотермальной энергетики кроется в самом происхождении энергии: станции строятся в сейсмически активных зонах. Проблема в том, что спрогнозировать пробуждение вулкана, землетрясение или движение почв — задача непростая. Возведение станции в таких местах — это всегда риски.

А с учетом того, что строительство ГеоТЭС — дело затратное, возникает вопрос о целесообразности использования силы геотермальных вод Земли. Чтобы обойти риски, для возведения ГеоТЭС выбираются «спокойные» регионы, где последняя сейсмическая активность была замечена лишь в далеком прошлом. Разведка потенциальных месторождений ведется в более чем семидесяти странах.

Например, в России это Ставропольский край, Камчатка, Сахалин. В Украине — Закарпатье, Одесская область, Херсон.

Преимущества:

• Внушительные запасы геотермальной энергии. Один из главных плюсов геотермальной энергии заключается в том, что при грамотной эксплуатации этот источник можно назвать возобновляемым.
• Экономия на топливе. ГеоТЭС не нуждается в дополнительных поставках топлива для своего функционирования.
• Экологичность. Геотермальные источники и станции, их эксплуатирующие, не выбрасывают вредные вещества. А те вредные вещества, которые могут возникать во время добычи энергии, собираются и перерабатываются (например, нефть или природный газ).
• Самообеспечение. Дополнительное топливо из сторонних источников требуется только для первого запуска станции. В дальнейшем ГеоТЭС может обеспечивать электричеством сама себя. Его вырабатывается достаточно и для поставок, и для самообеспечения.
• Экономичность эксплуатации. Станция не требует больших трат на свою эксплуатацию — только на плановое техническое обслуживание, ремонт и профилактику.
• Дополнительная польза. Если электростанция стоит на берегу моря, ее можно задействовать для опреснения воды. Вода дистиллируется за счет нагревания и охлаждения пара в ходе работы ГеоТЭС. В дальнейшем эту воду можно использовать для питься или искусственного орошения земель.
• Эстетический вид. ГеоТЭС не портят пейзаж, не нуждаются в большом землеотводе, а современные проекты даже добавляют виду эстетической завершенности.

Недостатки:

• Сложности при утверждении проекта. Проблемы возникают на всех этапах проектирования: поиска подходящего места, тестирования, получения разрешения от властей и местного населения.
• Остановка работы в любой момент. Сложно предугадать извержение вулкана или землетрясение. Работа станции может остановиться даже из-за естественных изменений в земной коре. Неудачный выбор места для возведения ГеоТЭС тоже не способствует долгой стабильной работе. Еще одна причина остановки — превышение нормы закачки воды в породу.
• Если не использовать фильтры для выбросов из источника, в окружающую среду могут попасть вредные вещества.

Источник: https://altenergiya.ru/termal/preimushhestva-i-nedostatki-geotermalnoj-energii.html

ТЭС. Плюсы и минусы | Блог Антона Машнина

Проблема энергетики становится одной из самых актуальных на планете Земля. В самом деле, далеко ходить не будем.

Возьмем простой пример среднестатистической семьи с телевизором, компьютером и другими бытовыми радостями. Семья живет и функционирует, каждый чем-то занят. А тут в один момент нет электроэнергии.

Сразу становится неуютно в доме, заняться практически нечем. Особенно вечером. Испытано и не раз на опыте многих семей.

Поэтому правительства многих стран озадачены вопросом, как обеспечить своих жителей электроэнергией и потратить на это поменьше денег из бюджета. К тому же не нарваться на протесты экологов и не допустить второго Чернобыля.

Одним из вариантов является ТЭС — тепловая электростанция. Что это за радость такая и с чем ее едят? Даже если судить из самого названия, то становится понятным, что такая станция специализируется на выработке электроэнергии путем переработки тепловой энергии. Довольно сложная сентенция, но на практике все гораздо проще.

Итак, ТЭС, плюсы и минусы. Начнем с плюсов, чтобы быть объективными.

1. Топливо, которое идет в ход на ТЭС, относительно дешевое. Особенно если сравнить с атомными электростанциями и ядерным топливом. Это несомненный плюс в пользу таких электростанций.

2. Исходя из первого пункта, следует вывод, что ТЭС потребует от своих создателей гораздо меньше денег, чем другие виды электростанций. Это опять же играет в пользу этого дела.

3. Саму станцию не придется привязывать к определенным месторождениям или чему-то еще. Топливо можно доставить на станцию с любой точки мира. Конечно же, это гениально.

4. Предыдущий пункт можно смело отнести в пику к гидроэлектростанциям. А этот еще больше, потому что ТЭС более скромны в размерах. Это тоже очень важно в стране, где каждый кусочек земли ценный, как золото.

5. Последний пункт касается стоимости топлива. Если сравнивать ТЭС с дизельным своим аналогом, то именно в первом случае окончательный продукт, электроэнергия, окажется дешевле. Да, в таком случае лучше всегда обращать внимание на перспективу.

Скажем так, что эти плюсы довольно убедительны для любого человека, который озадачился вопросом электростанций. Их может оказаться достаточно, чтобы принять решение. Но для этого стоит знать и минусы этого предприятия, чтобы потом не кусать локти.

Как не странно, но недостатков можно найти только два:

1. Все же топливо при сгорании выделяет дым и гарь, что загрязняет атмосферу. Из-за этого можно иметь проблемы с экологами.

2. Хоть в чем-то Гидроэлектростанция уела ТЭС. На содержание первой тратится меньше денег.

Да, плюсы и минусы можно найти в каждом начинании и предприятии. Будет оно касаться обеспечения электроэнергией страны, или простым бизнес-планом какой-то фирмы, стоит всю информацию воспринимать в сравнении.

Помните теорию относительности? Если сравнить ТЭС и АЭС, то многие бы выбрали именно первый вариант. Второй хоть и приносит миллионы киловатт электроэнергии, все же слишком опасен. В памяти людей еще свежи воспоминания последствий аварии на ЧАЭС.

Что касается РФ, то тут на долю тепловых электростанций приходится примерно 2/3 всей электроэнергии, потребляемой страной. Внушительные цифры, не правда ли? Для еще большего понимания ситуации стоит сказать, что общее количество примерно 915 млрд кВт ч.

Конечно же, не стоит делать окончательный выбор в пользу какого-то отдельного вида электростанций. Самое оптимальное, это комбинированное использование. Нельзя, чтобы в погоне за лучшими источниками электроэнергии страдали люди, оставаясь без нее.

Да будет свет!

Источник: http://blog-mashnin.ru/?p=102229

Преимущества и недостатки тепловых электростанций

Тепловые электрические станции представляют собой специальные устройства для выработки соответствующей энергии. Она вырабатывается благодаря преобразованию тепловой энергию в электрическую.

Теплоту удается получать при сгорании определенного вида топлива, к примеру, разнообразных видов ископаемых, газа и т.д. Природные ресурсы перерабатываются на таких станциях, что дает возможность обеспечивать разнообразные объекты электричеством.

Преимущества и недостатки тепловых электростанций бывают самыми разными.

Особенности современных тепловых электростанций

Они используются фактически повсеместно, потому что без электричества сейчас невозможно обойтись. Любой современный человек пользуется разнообразными электрическими приборами. Их надо питать, для чего и необходимы такие станции.

Они могут обладать сравнительно невысокими показателями мощности. Они могут использоваться для школ, бассейнов, спортивных комплексов, больниц и множества подобных объектов.

Способны они оказаться полезными также для формирования подходящих условий в строительных вагончиках, времянках и в остальных областях хозяйства.

Мини станции такого формата обладают значительным количеством преимуществ, но также не лишены они и некоторых недостатков. В состав обычно входит несколько приборов, которые функционируют в полностью автоматическом режиме.

Работать современные станции данного типа способны на разнообразных видах топлива, что позволяет под конкретные возможности подобрать оптимальный вариант. Наличие такой станции на объекте дает возможность получить независимость, что сейчас достаточно важно.

Можно будет не зависеть от того, какие цены на тепло, электричество будут выставляться поставщиками данных услуг.

Современное оборудование обладает почти безграничными возможностями, потому как можно обеспечить почти любое помещение на должном качественном уровне. Можно неплохо сэкономить в отличие от использования централизованных сетей.

В большинстве случаев первоначально сделанные затраты окупаются достаточно быстрым. Можно подбирать оптимальное количество топлива под конкретные условия. Всегда можно постараться найти самый привлекательный по стоимости вариант.

Преимущества ТЭС

1. Сейчас можно возвести мини станцию такого формата практически на любом объекте. На строительство тратится сравнительно небольшое количество денежных средств и времени, что немаловажно.
2. Относительно невысокие ценовые показатели для теплового ресурса, который используется в функционировании станции, если проводить аналогии с другими подобными объектами.
3. Территориально можно расположить станцию практически везде.
4. Стоимость топлива, которое вырабатывается такими станциями, обычно ниже.
5. Энергия, которая вырабатывается в данном случае, будет стабильной. Она не зависит от колебаний мощности в различные сезоны.
6. Эксплуатационный процесс и обслуживание не являются сложными.
7. Когда завершится эксплуатационный срок станции, ее можно будет довольно просто утилизировать.

   Системы, которые используются в таких станциях, отличаются длительностью эксплуатации. Практически все компоненты смогут прослужить достаточно долго. В случае необходимости несложно произвести замену отдельных элементов.

8. Во время работы выделяется пар и вода.

   Можно задействовать их для решения других проблем технологического характера.

• Одновременно может вырабатываться электрическая энергия, а также подаваться тепло на разнообразные объекты.

Недостатки ТЭС

1. Использование для обеспечения работы ресурсов, которые не возобновляются. По этой причине постепенно количество природных ресурсов сокращается.
2. В атмосферу выбрасываются некоторые газы, а также другие вредные вещества.
3. Для эксплуатации станций обычно используется уголь.

   Из-за этого активизируется работа в шахтах, что приводит к нарушениям природного рельефа.

4. Работа может в некоторых ситуациях повлечь за собой довольно значительные расходы на обслуживание, если проводить аналогии с другими разновидностями подобных станций.
5. Относительно невысокая экономичность.
6. Загрязнение атмосферы, потому что из станций во время работы выбрасывается копоть и дым, разнообразные химические соединения в значительном количестве. Активная деятельность таких станций в перспективе может спровоцировать возникновение парникового эффекта и прочих подобных проблем.

   Параллельно также происходит и загрязнение окружающей среды электромагнитного характера.

Обладают такие станции и плюсами, и недостатками. Но количество преимуществ все же несколько выше. Поэтому они активно используются на разнообразных объектах.

При правильной и грамотной эксплуатации они способны приносить немалую пользу.

Источник: https://on-power.com.ua/poleznoe/elektrostansii_kateg/preimuschestva-i-nedostatki-teplovyh-elektrostantsij

«плюсы» и «минусы». Часть вторая газовая!

Виды электростанций: «плюсы» и «минусы». Часть вторая
  То, что автономные источники электрической энергии  необходимость в наше время, вряд ли кто оспорит. А вот какой из видов мини электростанций выбрать – вопрос, на который невозможно найти однозначный ответ. Все зависит от целей, возможностей и задач, которые будет решать ваш новый генератор.
В первой части, мы рассказали о бензиновых генераторах, а сейчас речь пойдет о газовых. В чем их отличие? Практически во всем! А объединяет их главное – они вырабатывают электрическую энергию.
 Газовые генераторы – дешево,  мощно и экономично
  Газовые генераторы – вершина современных мини электростанций. Они работают на сжатом пропане, который значительно дешевле и дизельного топлива и бензина. Кроме того, если имеется возможность подключиться к газовой магистрали, то экономия на топливо возрастает в десятки раз.
Принцип работы газовых генераторов по сути тот же, что и других видов электростанций – газ сжигается в камере сгорания и приводит в движение поршни, затем, полученная энергия передается генератору при помощи коленовала. Отличительная особенность именно газовых генераторов заключается в том, что они являются когенерационными установками, то есть оборудованием способным одновременно производить и электрическую и тепловую энергию.
Различают газовые генераторы для постоянной работы, для периодичной работы или для аварийного электроснабжения. Кроме того, существуют так называемые тригенераторы, которые наряду с выработкой электричества являются генераторами холода. По виду используемого в качестве топлива газа различают газовые генераторы работающие на природном газе, пропан бутане, пропане, газовой смеси с низкой детонацией, газовой смеси с повышенной выработкой тепла и т.д.
Все газовые генераторы отливаются высокой износоустойчивостью, поскольку при сгорании газа образуются более легкие частицы, чем при сгорании других веществ. Это позволяет надолго сохранить смазку на металлических поверхностях двигателя и значительно снизить износ поршней и цилиндров двигателя.
  «Плюсы» газовых генераторов. На первый взгляд может показаться, что газовые генераторы – это плюсы во всех отношениях. Газовые генераторы – это очень дешевое топливо, невероятная надежность и огромный ресурс работы, который может достигать 320 000 часов (!) Уровень КПД газовых электростанций  выше, чем у дизельных и значительно выше, чем у бензиновых. Кроме того, они практически не дают выхлопов, т.е. очень экологичны и отличаются низкошумностью.
«Минусы» газовых генераторов. Увы, минусы есть и у газовых генераторов. В первую очередь это сложность доставки топлива. Дело в том, что транспортировка газа относится к разряду особо опасных работ. Для его доставки требуется специальный транспорт.  оборудованный цистернами, выдерживающими давление до 200 атмосфер. Если же планируется подключение к газовой магистрали, то, во-первых, необходимо чтобы она была в непосредственной близости, что случается не всегда, а во вторых, получить разрешиние и произвести врезку в «трубу» невероятно сложно и дорого. Стоимость подключения в разы превышает стоимость самого генератора.
Так же следует отметить, что монтаж и эксплуатация газовых электростанций требует наличия высококвалифицированного персонала и особых мер безопасности – газ взрывоопасное вещество, а газовый генератор очень сложен по конструкции. А различные бюрократические препоны и особенности российского законодательства делают газовые генераторы доступными только для самых крупных организаций.
Применение газовых генераторов. Газовые электростанции применяются чаще всего в качестве основных источников питания для снабжения электричеством крупных предприятий, жилых домов в отдаленных городах и поселках, а также буровых и нефтяных месторождений, т.е. там, где есть возможность без проблем получить доступ к природному газу.
  Как уже говорилось, газовые генераторы – это, наверное, высшее достижение в области мини электростанций, собственно такие генераторы уже сложно назвать мини. Но, в жизни такое мощное и глобальное оборудование нужно далеко не всегда. Посмотрите, может быть вам больше подойдут небольшие бензиновые генераторы или удобные во всех отношениях дизельные генераторы. Все их плюсы и минусы вы найдете в первой и третьей частях этой статьи.

 

их преимущества и недостатки, разновидности, классификация

Электростанцией называется комплекс зданий и оборудования, предназначенный для выработки электрической энергии. То есть, электростанции преобразуют различные виды энергий в электрическую. Наиболее распространенными типами электростанций являются:

• гидроэлектростанции;
• тепловые;
• атомные.

Гидроэлектростанция (ГЭС)

Гидроэлектростанция (ГЭС) – это электростанция, преобразующая энергия движущейся воды в электрическую энергию.Устанавливаются ГЭС на реках. При помощи плотины создается перепад высот воды (до и после плотины). Возникающий напор воды приводит в движение лопасти турбины. Турбина приводит в действие генераторы, которые вырабатывают электроэнергию.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

В зависимости от мощности вырабатываемой электроэнергии, гидроэлектростанции подразделяются на: малые (до 5 МВт), средние (5-25 МВт) и мощные (свыше 25 МВт).По максимально используемому напору они делятся на: низконапорные (максимальный напор – от 3 до 25 м), средненапорные (25-60 м) и высоконапорные (свыше 60 м). Также ГЭС классифицируют по принципу использования природных ресурсов: плотинные, приплотинные, деривационные и гидроаккумулирующие.

выработка дешевой электроэнергии

использование возобновляемой энергии

простота управления

быстрый выход на рабочий режим

ГЭС не загрязняют атмосферу

привязанность к водоемам

возможное затопление пахотных земель

ГЭС

ГЭС

. только на равнинных реках (из-за сейсмической опасности гор)

Тепловая электростанция (ТЭС) вырабатывает электроэнергию за счет преобразования тепловой энергии, полученной в результате горения топлива. Топливом на ТЭС является: природный газ, уголь, мазут, торф или горячие сланцы.

В результате горения топлива в топках паровых котлов, происходит преобразование питательной воды в перегретый пар. Этот пар с определенным температурным режимом и давлением используется в турбогенераторе, где и происходит получение электрической энергии.

Тепловые электростанции подразделяются на:

• газотурбинные;
• котлотурбинные;
• комбинированного цикла;
• на базе парогазовых установок;
• на основе поршневых двигателей.

Котлотурбинные ТЭС , в свою очередь делятся на конденсационные (КЭС или ГРЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ).

Преимущества теплоэлектростанций

малые финансовые затраты;

высокая скорость строительства;

возможность стабильной работы вне зависимости от сезона.

работа на невозобновляемых ресурсах;

медленный выход на рабочий режим

получение отходов

Недостатки ТЭС

Атомная электростанция (АЭС) – станция, в которой получение энергии (или тепловой энергии) происходит за счет работы ядерного реактора. За 2015 год все АЭС мира выработали почти 11% электроэнергии.

Ядерный реактор при работе передает энергию теплоносителю первого контура. Этот теплоноситель поступает в парогенератор, где нагревает воду второго контура. В парогенераторе происходит преобразование воды в пар, который поступает в турбину и приводит в движение электрогенераторы. Пар после турбины поступает в конденсатор, где охлаждается водой из водохранилища. В качестве теплоносителя первого контура используется, в основном, вода.Однако для этой цели можно использовать еще свинец, натрий и другие жидкометаллические теплоносители. Количество контуров АЭС может быть разным.

АЭС классифицируются по типу используемого реактора. В атомных электростанциях используются два вида реакторов: на тепловых и быстрых нейтронах. Реакторы первого типа подразделяются на:

• кипящие,
• водоводяные,
• тяжеловодные,
• газоохлаждаемые,
• графито-водные.

В зависимости от вида получаемой энергии, атомные электростанции бывают двух типов:

• Станции, предназначенные для выработки электроэнергии.
• Станции, предназначенные для использования тепловой энергии (АТЭЦ).

Преимущества атомных электростанций:

• независимость от источников топлива;
• экологическая чистота;

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Главный недостаток станций этого типа – тяжелые последствия в случае аварийных ситуаций.

Кроме перечисленных электростанций еще бывают:

• дизельные,
• солнечные,
• приливные,
• ветровые,
• геотермальные.

1.3. Преимущества и недостатки электростанций, факторы размещения

Преимущества и недостатки ТЭС Преимущества: 1. Используемое топливо достаточно дешево.2. Требуют меньших капиталовложений. 3. Могут быть построены в любом месте независимо от наличия топлива. 4. Занимают меньшую площадь по сравнению с гидроэлектростанциями. 5. Стоимость выработки электроэнергии меньше, чем у дизельных электростанций.

Недостатки: 1. Загрязняют атмосферу. 2. Более высокие эксплуатационные расходы по сравнению с гидроэлектростанциями.

Преимущества и недостатки ГЭС Преимущества: – использование возобновляемой энергии; – очень дешевая электроэнергия; – работа не сопровождается вредными выбросами в атмосферу; – быстрый (относительно ТЭЦ / ТЭС) выход на режим выдачи рабочей мощности после включения станции.

Недостатки: – затопление пахотных земель; – строительство ведется там, где есть большие запасы энергии воды; – на горных реках опасны из-за высокой сейсмичности обратной.

Преимущества и недостатки АЭС Преимущества: – Отсутствие вредных выбросов; – Выбросы радиоактивных веществ в несколько раз меньше угольной электростанции аналогичной мощности; – Небольшой объём используемого топлива, возможность после его переработки использовать многократно; – Высокая мощность: 1000—1600 МВт на энергоблок; – Низкая себестоимость энергии, особенно тепловая.

Недостатки: – Облучённое топливо опасно, требует сложные и дорогих мер по переработке и хранению; – Нежелателен режим работы с мощностью для реакторов, работающих на тепловых нейтронах; – При низкой вероятности инцидентов, последствия их крайне тяжелы; – Большие капитальные вложения.

Преимуществами ПЭС является экологичность и низкая себестоимость производство энергии. Недостатками – высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность, из-за чего ПЭС может работать только в составе энергосистемы, располагающей достаточной мощностью электростанций других типов.

Достоинствами геотермальной энергии можно считать практическую неисчерпаемость независимость от внешних условий, времени суток и года, возможность комплексного использования термальных вод для нужд теплоэлектроэнергетики и медицины. Недостатками ее имеют высокую минерализацию термальных вод небольших месторождений и наличие токсичных соединений и металлов, что исключает в большинстве случаев сброс термальных вод в природные водоемы.

Ветряные электростанции (ВЭС)

Достоинства ВЭС: – не загрязнение окружающей среды вредными выбросами; – ветровая энергия, при определенных условиях может конкурировать с невозобновляемыми энергоисточниками; – источник энергии ветра – природа – неисчерпаема.

Недостатки: – ветер от природы нестабилен; – ветряные электростанции пальцы вредные шумы в различных звуковых спектрах; – ветряные электростанции помехи телевидению и различным системам связи; – ветряные электростанции причиняют вред птицам, если размещаются на путях перемещения и гнездования.

Принципы и факторы размещения электроэнергетики.

Принципы размещение производства отметить собой исходные научные положения, это руководствуется государством в своей экономической политике.

Основные принципы развития электроэнергетики. 1. Концентрация производства электроэнергии путем строительства крупных районных электростанций, использующих дешевое топливо и гидроресурсы.

2.Комбинирование производства электроэнергии и теплоты (теплофикация городов и индустриальных центров).

3. Широкое освоение гидроресурсов с учетом комплексного решения задач электроэнергетики, транспорта, водоснабжения.

4. Развитие атомной энергетики (особенно в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом).

5. Создание энергосистемы, формирование высоковольтных сетей.

Электроэнергетика характеризуется быстрыми темпами роста и высоким уровнем централизации (районные электростанции производят свыше 90% электроэнергии в стране).На размещение производительных силовых материалов энергоэкономические условия: обеспеченность района энергетическими ресурсами, запасы, качество и экономичность показатели. Факторами принято принято считать совокупность условий для наиболее рационального выбора места размещение хозяйственного объекта, группы объектов, отрасли или конкретной территориальной организации структуры хозяйства республики, экономического района, ТПК. Непосредственное воздействие на размещение промышленности оказывает сравнительно небольшое число факторов: сырьевой, топливно-энергетический, водный, рабочей силы, потребительский и транспортный.

Преимущества и недостатки гидроэлектростанций | Энергия

Преимущества гидроэлектростанций

• Работа ГЭС не сопровождается выделением угарного газа и углекислоты, окислов азота и серы, пылевых загрязнителей и других вредных отходов, не загрязняет почву. Некоторое количество тепла, образующегося из-за трения движущихся частей турбины, передается протекающей водой, но это количество редко бывает большим.
• Вода – возобновляемый источник энергии.По крайней мере до тех пор, пока ручьи и реки не пересохнут. Гидрологический цикл (круговорот воды в природе) пополняет потенциальную энергию за счет дождей, снегопадов и водостока.
• Производительность ГЭС легко контролировать, изменяя скорость водяного потока (объем воды, подводимый к турбинам).
• Водохранилища, сооружаемые для гидростанций, можно использовать в качестве зон отдыха, порой вокруг них складывается поистине захватывающий пейзаж.
• Вода в искусственных водохранилищах, как правило, чистая, так как примеси осаждаются на дне.Эту воду можно использовать для питья, мытья, купания и ирригации.

Недостатки гидроэлектростанций

• Большие водохранилища затопляют большие участки, которые говорили бы с другими целями. Целые города становились жертвами водохранилищ, что вызывало массовые переселения, недовольство и трудности.
• Разрушение или авария плотины большой ГЭС практически неминуемо катастрофическое наводнение ниже по течению реки.
• Сооружение ГЭС неэффективно в равнинных районах.
• Протяженная засуха снижает и может даже прервать производство электроэнергии. ГЭС.
• Уровень воды в искусственных водохранилищах и постоянно меняется. На их берегах строить загородные дома не стоит!
• Плотина снижает уровень растворенного в воде кислорода, поскольку нормальное течение реки практически останавливается. Это может привести к гибели рыбы в искусственном водохранилище и поставить под угрозу растительную жизнь в самом водохранилище и вокруг него.
• Плотина может нарушить нерестовый цикл рыбы. С этой проблемой можно бороться, сооружая рыбоходы и рыбоподъемники в плотине или перемещая рыбу в места нереста с помощью ловушек и сетей. Однако это приводит к удорожанию строительства и эксплуатации ГЭС.

Вопрос

С учетом всех проблем использования природного топлива и ядерной энергии для производства электричества почему бы не сооружать больше гидроэлектростанций? В мире огромное количество рек.Разве не стоит строить как можно больше гидростанций?

Ответ

Мест для строительства гидроэлектростанций уже используются. Количество плотин и водохранилищ, которые можно построить на реке, ограниченно. Энергия, отбираемая электростанцией у реки, уже не может сообщить ниже по течению. Если на реке построить слишком много электростанций, неминуемы экономические конфликты, связанные с распределением энергии.

Преимущества и недостатки электростанций на биомассе

Преимущества электростанций на биомассе

• Биомасса – возобновляемый источник энергии.
• При ответственной переработке биомассы энергии двуокись углерода (СO ₂ ) не загрязняет атмосферу, поскольку новые растения в процессе роста поглощают всю двуокись углерода, выделяющуюся во время сжигания топлива.
• При использовании топлива, полученного из биомассы, незначительное количество загрязняющих атмосферу окислов серы (SO) даже в случае прямого сжигания этого топлива. В целом выделение окислов серы при использовании биотоплива любого вида ниже, чем при использовании природного природного топлива (угля, нефть, газ).
• Крупные электростанции на биотопливе способны работать непрерывно, в отличие от солнечных и ветряных электростанций, которые зависят от солнца и ветра соответственно.
• Метан можно на небольших компостных установках. Для его получения не обязательно использовать исключительно централизованные источники. Это обеспечивает обеспечение энергобезопасности, как позволяет уменьшить риски от природных ресурсов и воздействия «человеческий фактор».
• Некоторые растения —источники биомассы (прутьевидное просо – сорго, в частности древесное) способствуют снижению эрозии и формируют пригодную для обитания диких животных среду.

Недостатки электростанций на биомассе

• Сжигание биомассы все же приводит к выбросу некоторого количества различных (в зависимости от типа используемой биомассы), загрязняющих атмосферу веществ. Наиболее распространены окислы азота (NO). При прямом сжигании древесины может выделяться значительное количество окислов углерода и пыли (дисперсных частиц).
• Бесконтрольная заготовка топлива из биомассы для электростанций наносит вред природе.
• Транспортировка биомассы к компостным заводам или топкам сопровождается потреблением энергии – обычно в виде природного топлива для грузовиков и поездов.
• Производство биогаза путем компостирования может сопровождаться неприятными запахами. Существуют также опасения, что без должного контроля этот процесс может привести к размножению и распространению болезнетворных микроорганизмов
• Контейнеры, в которых хранится биогаз, требуют регулярных проверок и сертификатов, проводимой квалифицированным и лицензированным персоналом.Это может быть неудобно и затратно, но является строжайшим условием эксплуатации контейнеров, обеспечивающими безопасность людей, живущими и работающими рядом с хранилищами биогаза.

Вопрос

Можно ли получать биогаз из небольших компостных куч и использовать для настройки отдельного здания или группы зданий?

Ответ

Биогаз можно получить из компостных кучей непосредственно на заднем дворе и использовать для его хранения самодельные контейнеры.Этот биогаз можно применять в электрогенераторах, работающих на метане. Однако этот процесс может сопровождаться неприятным запахом. Есть и более существенные проблемы, касающиеся хранения метана – огнеопасного и взрывоопасного газа. Прежде чем закладывать такую ​​систему, необходимо свериться с действующими использованием территорий и противопожарной безопасности. После строительства ее безопасности должен регулярно проверять 1 квалифицированный сотрудник коммунальных служб.

Преимущества и недостатки тепловых электростанций

Тепловые электрические станции обеспечивают собой специальные устройства для выработки энергии.Она вырабатывается благодаря преобразованию тепловой энергии в электрическую. Теплоту позволяет получить при сгорании определенного вида топлива, к примеру, различных видов ископаемых, газа и т.д. Природные ресурсы перерабатываются на таких станциях, что дает возможность использовать различные объекты электричеством. Преимущества и недостатки тепловых электростанций бывают самыми разными.

Особенности современных тепловых электростанций

Они используются фактически повсеместно, что без электричества сейчас обойтись.Любой современный человек пользуется разнообразными электрическими приборами. Их надо питать, для чего и необходимы такие станции. Они могут обладать сравнительно невысокими показателями мощности. Они могут для школ, бассейнов, спортивных комплексов, больниц и подобных объектов. Способны они оказаться полезными также для создания подходящих условий в строительных вагончиках, времянках и в остальных областях хозяйства.

Мини станции такого формата обладают значительным преимуществом, но также не лишены они и некоторых недостатков.В состав обычно входит несколько приборов, которые работают в полностью автоматическом режиме. Работать станции данного типа способны на различные современные виды топлива. Наличие такой станции на объекте дает возможность получить независимость, что сейчас достаточно важно. Можно будет не зависеть от того, какие цены на тепло, электричество будут выставляться поставщиками данных услуг.

Современное оборудование обладает почти безграничными возможностями, потому как можно обеспечить почти любое на должном качественном уровне. Можно неплохо сэкономить в отличие от использования централизованных сетей. В большинстве случаев используемые затраты окупаются быстрым. Можно подбирать оптимальное количество топлива под твердые условия. Всегда можно постараться найти самый привлекательный по стоимости вариант.

Преимущества ТЭС

1. Сейчас можно возвести мини станцию ​​такого формата практически на любом объекте. На строительство тратится сравнительно небольшое количество денежных средств и времени, что немаловажно.
2. Относительно невысокие ценовые показатели для теплового ресурса, который используется в функционировании станции, если проводить аналогии с другими подобными объектами.
3. Территориально можно расположить станцию ​​практически везде.
4. Стоимость топлива, которое вырабатывается такими станциями, обычно ниже.
5. Энергия, которая вырабатывается в данном случае, будет стабильной. Она не зависит от колебаний в различные сезоны.
6. Эксплуатационный процесс и обслуживание не являются сложными.
7. Когда завершится эксплуатационный срок станции, ее можно будет довольно просто утилизировать. Системы, которые используются в таких станциях, отличаются длительностью эксплуатации. Практически все компоненты прослужить достаточно долго. В случае необходимости несложно произвести замену отдельных элементов.
8. Во время работы выделяется пар и вода. Можно задействовать их для решения других проблем технологического характера.

• Одновременно может вырабатывать электрическую энергию, а также подаваться тепло на разнообразные объекты.

Недостатки ТЭС

1. Использование для обеспечения работы ресурсов, которые не возобновляются. По этой причине постепенно количество природных ресурсов сокращается.
2. В атмосферу выбрасываются некоторые газы, а также другие вредные вещества.
3. Для эксплуатации обычно используется уголь.Из-за этого активизируется работа в шахтах, что приводит к нарушению природного рельефа.
4. Работа может в некоторых ситуациях повлечь за собой значительные расходы на обслуживание, если проводить аналогии с другими разновидностями подобных станций.
5. Относительно невысокая экономичность.
6. Загрязнение атмосферы, потому что из станций во время работы выбрасывается копоть и дым, разнообразные соединения в значительном количестве.Активная деятельность таких станций в перспективе может спровоцировать возникновение парникового эффекта и прочих подобных проблем. Параллельно также происходит и загрязнение окружающей среды электромагнитного характера.

Обладают такие станции и плюсами, и недостатками. Но количество преимущества все же несколько выше. Поэтому они активно используются на разнообразных объектах. При правильной и грамотной эксплуатации они могут принести немалую пользу.

«плюсы» и «минусы».Часть вторая газовая!

Виды электростанций: «плюсы» и «минусы». Часть вторая
То, что автономные источники электрической энергии в наше время, вряд ли кто оспорит. А вот какой из видов мини электростанций выбрать – вопрос, на который невозможно найти однозначный ответ. Все зависит от целей, возможностей и задач, которые будут решать ваш новый генератор.
В первой части, мы рассказали о бензиновых генераторах , а сейчас речь пойдет о газовых.В чем их отличие? Практически во всем! А их главное – они вырабатывают электрическую энергию.
Газовые генераторы – дешево, мощно и экономично
Газовые генераторы – вершина современных мини электростанций . Они работают на сжатом пропане, который значительно дешевле и дизельное топливо и бензина. Кроме того, имеется возможность подключиться к газовой магистрали, то есть экономия на топливо возрастает в десятки раз.
Принцип работы газовых генераторов по сути тот же, что и других видов электростанций – газ сжигается в камере сгорания и приводит в движение поршни, полученная энергия передается генератору при помощи коленовала. Отличительная особенность именно газовых генераторов заключается в том, что они являются когенерационными установками, производящими одновременно электрическую и тепловую энергию.
Различают газовые генераторы для постоянной работы, для периодичной работы или для аварийного электроснабжения.Кроме того, существуют так называемые тригенераторы, которые наряду с выработкой электричества являются генераторами холода. По используемому в топливу газу различают газовые генераторы работающие на природном газе, пропан бутане, пропане, газовые смеси с низкой детонацией, газовой смесью с повышенной выработкой тепла и т.д.
Все газовые генераторы отливаются высокой износоустойчивостью, поскольку при сгорании газа образуются более легкие частицы, чем при сгорании других веществ.Это позволяет надолго сохранить смазку на металлических поверхностях двигателя и снизить износ поршней и цилиндров двигателя.
«Плюсы» газовых генераторов . На первый взгляд может показаться, что газовые генераторы – это плюсы во всех отношениях. Газовые генераторы – это очень дешевое топливо, невероятная надежность и огромный ресурс работы, который может достичь 320 000 часов (!) Уровень КПД газовых электростанций выше, чем у дизельных и значительно выше, чем у бензиновых.Кроме того, они практически не дают выхлопов, т.е. очень экологичны и отличаются низкошумностью.
«Минусы» газовых генераторов . Увы, минусы есть и у газовых генераторов. В первую очередь это сложность доставки топлива. Дело в том, что транспортировка газа относится к разряду особо опасных работ. Для его доставки требуется специальный транспорт. оборудованный цистернами, выдерживающими давление до 200 атмосфер. Когда происходит подключение газовой магистрали, во-первых, чтобы она была в непосредственной близости, что случается не всегда, а во второй, чтобы она была в непосредственной близости.Стоимость подключения в разы большую стоимость самого генератора .
Так же следует отметить, что монтаж и эксплуатация газовых электростанций требует наличия высококвалифицированного персонала и особых мер безопасности – газового взрывоопасного вещества, а газовый генератор очень сложен по конструкции. Различные бюрократические препоны и особенности российского законодательства.
Применение газовых генераторов . Газовые электростанции чаще всего в качестве основных источников питания для снабжения крупных предприятий, жилых домов в отдаленных городах и поселках, а также буровых и нефтяных месторождений, т.е. там, где есть возможность без проблем получить доступ к природному газу.
Как уже говорилось, газовые генераторы – это, наверное, высшее достижение в области мини электростанций, собственно такие генераторы уже сложно назвать мини.Но, в жизни такое мощное и глобальное оборудование нужно далеко не всегда. Посмотрите, может быть вам больше подойдут небольшие бензиновые генераторы или удобные во всех отношениях дизельные генераторы . Все их плюсы и минусы вы найдете в первой и третьей частях этой статьи.

Достоинства и недостатки солнечных электростанций (СЭС)

Взаимодействие с другими людьми

Достоинства солнечных электростанций. (Достоинства СЭС)

• Общедоступность и неисчерпаемость источника.
• Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует такая возможность, что повсеместное внедрение солнечной энергии может изменить альбедо (характеристику отражательной (рассеивающей) способности) земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне энергии это крайне маловероятно).

Недостатки солнечных электростанций. (Недостатки СЭС)

• Зависимость от погоды и времени суток.
• Как следствие аккумуляции энергии.
• При промышленном производстве – необходимость дублирования солнечных ЭС маневренными ЭС сопоставимой мощности.
• Высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к примеру, индий и теллур).
• Необходимость периодической очистки отражающей поверхности от пыли.
• Нагрев атмосферы над электростанцией.

Преимущества солнечной энергии

Не требует подключения к центральной энергосети.

Установив солнечную электростанцию ​​вы становитесь абсолютно независимы от внешних источников электричества. Вам даже не нужно подключаться к электросетям.

Теперь вам не нужно, копить на взятку чиновнику и оббивать пороги электросбытовой компании в поисках лишнего киловатта электроэнергии.

Не нужно платить за электричество.

• Вы много платите за электричество?
• Нет не очень?
• А сколько это в год?
• А за десять лет?
• А за двадцать лет?

Преимущество солнечной электростанции в том, что вы платите только за ее приобретение, а дальше солнце будет работать на вас АБСОЛЮТНО БЕСПЛАТНО.

Полная автономность системы.

У поставщика электричества могут быть плановые отключения, неполадки и обрывы линии или повышения тарифов – вас это не касается! Вы сами устанавливаете правила на своем участке.

Возможность коллективного подключения.

Безусловно – стоимость станции это серьезное вложение. Солнечную станцию ​​можно приобрести на несколько участков или домов. Скажем вы решили подключить не один а четыре дома.Цена при этом увеличится на 30-60%, но вы заплатите лишь 25% от этой суммы. Подключите систему совместно со своими соседями.

Долгий срок службы.

Солнечная электростанция (СЭС) будет служить вам около 25 лет. Причем она не выйдет из строя ежесекундно. Просто со временем могут ухудшиться некоторые показатели. При этом не нужно менять всю станцию. Можно, например, докупить новый модуль уже существующим за значительно меньшие деньги или дополнить станцию ​​новым аккумулятором.

Нет всплесков и отключений энергии.

Вам когда-нибудь случалось переписывать все заново, после того, как от перепада напряжения завис ваш компьютер. Не стоит уже и говорить о том, что электрические всплесков могут перегореть или воспламениться бытовые приборы, находящиеся в ждущем режиме.

С солнечной электростанцией такого не бывает. Это источник высококачественного напряжения в доме.

Самая экологически чистая энергия.

Существуют и другие альтернативы центральной сети энергопотребления: дизельный генератор, ветряная станция. Ноитесь, что жить под грохот дизеля и запах солярки на террасе или ощущения постоянную вибрацию и гул ветряка это не то о чем вы мечтаете.

Взаимодействие с другими людьми .