Jak przesyłana i dystrybuowana jest energia elektryczna? Produkcja i wykorzystanie energii elektrycznej

Energia elektryczna produkowana jest w elektrowniach różnej skali, głównie przy wykorzystaniu indukcyjnych generatorów elektromechanicznych.

Wytwarzanie energii

Istnieją dwa główne typy elektrowni:

1. Termiczne.

2. Hydrauliczny.

Podział ten wynika z rodzaju silnika obracającego wirnik generatora. W termiczny Elektrownie jako źródło energii wykorzystują paliwa: węgiel, gaz, ropę naftową, łupki bitumiczne, olej opałowy. Wirnik napędzany jest przez turbiny parowo-gazowe.

Najbardziej ekonomiczne są elektrownie z turbiną parową (TES). Ich maksymalna wydajność sięga 70%. Uwzględnia to fakt, że para odpadowa jest wykorzystywana w przedsiębiorstwach przemysłowych.

NA elektrownie wodne Energia potencjalna wody jest wykorzystywana do obracania wirnika. Wirnik napędzany jest przez turbiny hydrauliczne. Moc stacji będzie zależała od ciśnienia i masy wody przepływającej przez turbinę.

Zużycie energii elektrycznej

Energia elektryczna jest wykorzystywana niemal wszędzie. Oczywiście większość produkowanej energii elektrycznej pochodzi z przemysłu. Ponadto głównym konsumentem będzie transport.

Wiele linii kolejowych już dawno przeszło na trakcję elektryczną. Oświetlenie domów, ulic miast, potrzeby przemysłowe i domowe wsi i wsi - wszystko to jest także dużym konsumentem energii elektrycznej.

Ogromna część wytwarzanej energii elektrycznej zamieniana jest na energię mechaniczną. Wszystkie mechanizmy stosowane w przemyśle napędzane są silnikami elektrycznymi. Odbiorców energii elektrycznej jest mnóstwo i można ich spotkać wszędzie.

A prąd produkowany jest tylko w kilku miejscach. Powstaje pytanie o przesyłanie energii elektrycznej i to na duże odległości. Podczas transmisji na duże odległości występują duże straty mocy. Są to głównie straty spowodowane nagrzewaniem przewodów elektrycznych.

Zgodnie z prawem Joule'a-Lenza energię zużytą na ogrzewanie oblicza się według wzoru:

Ponieważ zmniejszenie oporu do akceptowalnego poziomu jest prawie niemożliwe, należy zmniejszyć prąd. Aby to zrobić, zwiększ napięcie. Zazwyczaj stacje mają generatory podwyższające, a na końcu linii przesyłowych znajdują się transformatory obniżające. I z nich energia jest dystrybuowana do odbiorców.

Zapotrzebowanie na energię elektryczną stale rośnie. Aby sprostać zapotrzebowaniu na zwiększoną konsumpcję, istnieją dwa sposoby:

1. Budowa nowych elektrowni

2. Wykorzystanie zaawansowanych technologii.

Efektywne wykorzystanie energii elektrycznej

Pierwsza metoda wymaga nakładu dużej liczby środków konstrukcyjnych i finansowych. Budowa jednej elektrowni trwa kilka lat. Ponadto na przykład elektrownie cieplne zużywają dużo nieodnawialnych zasobów naturalnych i szkodzą środowisku.

Produkcja (wytwarzanie), dystrybucja i zużycie energii elektrycznej i cieplnej: elektrownia wytwarza (lub wytwarza) energię elektryczną, a elektrociepłownia wytwarza energię elektryczną i cieplną. Ze względu na rodzaj pierwotnego źródła energii przetwarzanego na energię elektryczną lub cieplną elektrownie dzieli się na cieplne (CHP), jądrowe (NPP) i hydrauliczne (HPP). W elektrowniach cieplnych podstawowym źródłem energii jest paliwo organiczne (węgiel, gaz, ropa naftowa), w elektrowniach jądrowych – koncentrat uranu, w elektrowniach wodnych – woda (zasoby hydrauliczne). Elektrownie cieplne dzielą się na elektrownie cieplne kondensacyjne (elektrownie kondensacyjne – CES lub państwowe elektrownie okręgowe – GRES), które wytwarzają wyłącznie energię elektryczną, oraz ciepłownie (CHP), które wytwarzają zarówno energię elektryczną, jak i ciepło.

Oprócz elektrowni cieplnych, elektrowni jądrowych i elektrowni wodnych istnieją inne typy elektrowni (elektrownie szczytowo-pompowe, elektrownie wysokoprężne, słoneczne, geotermalne, pływowe i wiatrowe). Jednak ich moc jest niewielka.

Część elektryczna elektrowni obejmuje różnorodne urządzenia główne i pomocnicze. Do głównych urządzeń przeznaczonych do wytwarzania i dystrybucji energii elektrycznej zaliczają się: generatory synchroniczne wytwarzające energię elektryczną (w elektrowniach cieplnych – turbogeneratory); szyny zbiorcze przeznaczone do odbioru energii elektrycznej z generatorów i dystrybucji jej do odbiorców; urządzenia przełączające - przełączniki przeznaczone do włączania i wyłączania obwodów w warunkach normalnych i awaryjnych oraz odłączniki przeznaczone do odłączania napięcia od pozbawionych napięcia części instalacji elektrycznej i powodowania widocznej przerwy w obwodzie (odłączniki z reguły nie są przeznaczone do do przerwania prądu roboczego instalacji); odbiorniki elektryczne na potrzeby własne (pompy, wentylatory, oświetlenie awaryjne itp.). Urządzenia pomocnicze przeznaczone są do realizacji funkcji pomiarowych, alarmowych, zabezpieczeniowych, automatyki itp.

System energetyczny (system zasilania) składa się z elektrowni, sieci elektrycznych i odbiorców energii elektrycznej, połączonych ze sobą i połączonych wspólnym trybem w ciągłym procesie produkcji, dystrybucji i zużycia energii elektrycznej i cieplnej, wraz z ogólnym zarządzaniem tym trybem.

System elektroenergetyczny (elektryczny).- jest to zespół części elektrycznych elektrowni, sieci elektrycznych i odbiorców energii elektrycznej, połączonych wspólnością reżimu i ciągłością procesu produkcji, dystrybucji i zużycia energii elektrycznej. Instalacja elektryczna jest częścią systemu energetycznego, z wyjątkiem sieci ciepłowniczych i odbiorców ciepła. Sieć elektryczna to zespół instalacji elektrycznych służących do dystrybucji energii elektrycznej, składający się z podstacji, rozdzielnic, napowietrznych i kablowych linii elektroenergetycznych. Sieć elektryczna rozprowadza energię elektryczną z elektrowni do odbiorców. Linia elektroenergetyczna (napowietrzna lub kablowa) to instalacja elektryczna przeznaczona do przesyłania energii elektrycznej.

W naszym kraju stosujemy standardowe napięcia znamionowe (międzyfazowe) prądu trójfazowego o częstotliwości 50 Hz w zakresie 6-1150 kV, a także napięcia 0,66; 0,38 (0,22) kV.

Przesyłanie energii elektrycznej z elektrowni liniami elektroenergetycznymi odbywa się przy napięciach 110-1150 kV, czyli znacznie przekraczających napięcie generatorów. Podstacje elektryczne służą do zamiany energii elektrycznej o jednym napięciu na energię elektryczną o innym napięciu. Podstacja elektryczna to instalacja elektryczna przeznaczona do przetwarzania i dystrybucji energii elektrycznej. Podstacje składają się z transformatorów, szyn zbiorczych i aparatury łączeniowej oraz urządzeń pomocniczych: zabezpieczeń przekaźnikowych i urządzeń automatyki, przyrządów pomiarowych. Podstacje przeznaczone są do łączenia generatorów i odbiorców z liniami elektroenergetycznymi (podstacje podwyższające i obniżające P1 i P2), a także do łączenia poszczególnych części instalacji elektrycznej.

Wszystkie procesy technologiczne każdej produkcji wiążą się z zużyciem energii. Zdecydowana większość zasobów energetycznych jest przeznaczana na ich realizację.

W przedsiębiorstwie przemysłowym najważniejszą rolę odgrywa energia elektryczna – najbardziej uniwersalny rodzaj energii, będący głównym źródłem energii mechanicznej.

Przekształcenie różnych rodzajów energii w energię elektryczną następuje przy elektrownie .

Elektrownie to przedsiębiorstwa lub instalacje przeznaczone do wytwarzania energii elektrycznej. Paliwem dla elektrowni są zasoby naturalne - węgiel, torf, woda, wiatr, słońce, energia jądrowa itp.

W zależności od rodzaju przetwarzanej energii elektrownie można podzielić na następujące główne typy: elektrownie cieplne, jądrowe, wodne, szczytowo-pompowe, turbiny gazowe, a także lokalne elektrownie małej mocy – wiatrowe, słoneczne, geotermalne, pływowy, diesel itp.

Większość energii elektrycznej (do 80%) wytwarzana jest w elektrowniach cieplnych (TPP). Proces pozyskiwania energii elektrycznej w elektrowni cieplnej polega na sekwencyjnej konwersji energii spalonego paliwa na energię cieplną pary wodnej, która napędza obrót zespołu turbinowego (turbiny parowej połączonej z generatorem). Energia mechaniczna obrotu jest przetwarzana przez generator na energię elektryczną. Paliwem dla elektrowni jest węgiel, torf, łupki bitumiczne, gaz ziemny, ropa naftowa, olej opałowy i odpady drzewne.

Przy ekonomicznej pracy elektrowni cieplnych, tj. gdy odbiorca jednocześnie dostarcza optymalną ilość energii elektrycznej i ciepła, ich sprawność sięga ponad 70%. W okresie całkowitego zaprzestania poboru ciepła (np. w sezonie nieogrzewającym) wydajność stacji maleje.

Elektrownie jądrowe (EJ) różnią się od konwencjonalnych elektrowni parowych tym, że elektrownia jądrowa wykorzystuje proces rozszczepienia jąder uranu, plutonu, toru itp. jako źródło energii, w wyniku specjalnego rozszczepienia tych materiałów urządzenia - reaktory, uwalniana jest ogromna ilość energii cieplnej.

W porównaniu do elektrowni cieplnych, elektrownie jądrowe zużywają niewielką ilość paliwa. Takie stacje można zbudować w dowolnym miejscu, ponieważ nie są one związane z lokalizacją złóż paliw naturalnych. Ponadto środowisko nie jest zanieczyszczane dymem, popiołem, kurzem i dwutlenkiem siarki.

W elektrowniach wodnych (HPP) energia wody przetwarzana jest na energię elektryczną za pomocą podłączonych do nich turbin hydraulicznych i generatorów.

Istnieją elektrownie wodne typu tamowego i dywersyjnego. Elektrownie wodne zaporowe stosowane są na rzekach nizinnych o niskim ciśnieniu, elektrownie wodne dywersyjne (z kanałami obejściowymi) na rzekach górskich o dużych spadkach i niskim przepływie wody. Należy zaznaczyć, że funkcjonowanie elektrowni wodnych uzależnione jest od poziomu wody zdeterminowanego warunkami naturalnymi.

Zaletami elektrowni wodnych jest ich wysoka sprawność i niski koszt wytworzonej energii elektrycznej. Należy jednak wziąć pod uwagę wysoki koszt nakładów inwestycyjnych przy budowie elektrowni wodnych oraz znaczny czas potrzebny na ich budowę, który determinuje ich długi okres zwrotu.

Specyfiką funkcjonowania elektrowni jest to, że muszą one wytwarzać tyle energii, ile jest aktualnie potrzebne do pokrycia obciążenia odbiorców, potrzeb własnych stacji oraz strat w sieci. Dlatego urządzenia stacji muszą być zawsze gotowe na okresowe zmiany obciążenia odbiorców w ciągu dnia lub roku.

Większość elektrowni jest zintegrowana systemy energetyczne , z których każdy ma następujące wymagania:

• Zgodność mocy generatorów i transformatorów z mocą maksymalną odbiorców energii elektrycznej.
• Wystarczająca przepustowość linii elektroenergetycznych (PTL).
• Zapewnienie nieprzerwanych dostaw energii o wysokiej jakości.
• Ekonomiczne, bezpieczne i łatwe w użyciu.

Aby sprostać tym wymaganiom, systemy elektroenergetyczne wyposaża się w specjalne centra sterowania wyposażone w środki monitorowania, sterowania, komunikacji i specjalne układy elektrowni, linii przesyłowych i podstacji obniżających. Centrum sterowania otrzymuje niezbędne dane i informacje o stanie procesu technologicznego w elektrowniach (zużycie wody i paliwa, parametry pary, prędkość obrotowa turbiny itp.); o działaniu systemu – które elementy systemu (linie, transformatory, generatory, odbiory, kotły, rurociągi pary) są aktualnie odłączone, które pracują, znajdują się w rezerwie itp.; o parametrach elektrycznych trybu (napięcia, prądy, moc czynna i bierna, częstotliwość itp.).

Praca elektrowni w systemie pozwala, dzięki dużej liczbie pracujących równolegle generatorów, zwiększyć niezawodność zasilania odbiorców, w pełni obciążyć najbardziej ekonomiczne jednostki elektrowni i obniżyć koszty energii elektrycznej Pokolenie. Dodatkowo zmniejsza się moc zainstalowana urządzeń rezerwowych w systemie elektroenergetycznym; zapewnia wyższą jakość energii elektrycznej dostarczanej odbiorcom; wzrasta moc jednostkowa jednostek, które można zainstalować w systemie.

W Rosji, podobnie jak w wielu innych krajach, do produkcji i dystrybucji energii elektrycznej wykorzystuje się trójfazowy prąd przemienny o częstotliwości 50 Hz (w USA i wielu innych krajach 60 Hz). Sieci i instalacje prądu trójfazowego są bardziej ekonomiczne w porównaniu z instalacjami prądu przemiennego jednofazowego, a także umożliwiają szerokie zastosowanie najbardziej niezawodnych, prostych i tanich asynchronicznych silników elektrycznych jako napędu elektrycznego.

Oprócz prądu trójfazowego w niektórych gałęziach przemysłu wykorzystuje się prąd stały, który uzyskuje się poprzez prostowanie prądu przemiennego (elektroliza w przemyśle chemicznym i metalurgii metali nieżelaznych, transport zelektryfikowany itp.).

Energia elektryczna wytwarzana w elektrowniach musi być przesyłana do miejsc konsumpcji, przede wszystkim do dużych ośrodków przemysłowych kraju, oddalonych od potężnych elektrowni o wiele setek, a czasem tysięcy kilometrów. Ale przesyłanie energii elektrycznej nie wystarczy. Musi być dystrybuowany wśród wielu różnych konsumentów - przedsiębiorstw przemysłowych, transportu, budynków mieszkalnych itp. Przesył energii elektrycznej na duże odległości odbywa się pod wysokim napięciem (do 500 kW i więcej), co zapewnia minimalne straty energii elektrycznej w liniach elektroenergetycznych i skutkuje dużymi oszczędnościami materiałowymi dzięki zmniejszeniu przekrojów przewodów. Dlatego w procesie przesyłania i dystrybucji energii elektrycznej konieczne jest zwiększanie i zmniejszanie napięcia. Proces ten odbywa się za pomocą urządzeń elektromagnetycznych zwanych transformatorami. Transformator nie jest maszyną elektryczną, ponieważ jego praca nie jest związana z zamianą energii elektrycznej na energię mechaniczną i odwrotnie; przetwarza jedynie napięcie na energię elektryczną. Napięcie jest zwiększane za pomocą transformatorów podwyższających w elektrowniach, a napięcie obniżane za pomocą transformatorów obniżających w podstacjach odbiorczych.

Łączem pośrednim służącym do przesyłania energii elektrycznej z podstacji transformatorowych do odbiorców energii elektrycznej są Energia elektryczna sieci .

Podstacja transformatorowa to instalacja elektryczna przeznaczona do przetwarzania i dystrybucji energii elektrycznej.

Podstacje mogą być zamknięte lub otwarte w zależności od lokalizacji ich głównego wyposażenia. Jeżeli sprzęt znajduje się w budynku, podstację uważa się za zamkniętą; jeśli na świeżym powietrzu, to otwórz.

Wyposażenie stacji może być zmontowane z pojedynczych elementów urządzenia lub z dostarczonych bloków zmontowanych do montażu. Podstacje o konstrukcji blokowej nazywane są kompletnymi.

Wyposażenie podstacji obejmuje urządzenia przełączające i zabezpieczające obwody elektryczne.

Głównym elementem podstacji jest transformator mocy. Konstrukcyjnie transformatory mocy są zaprojektowane w taki sposób, aby usunąć jak najwięcej ciepła z uzwojeń i rdzenia do otoczenia. Aby to zrobić, na przykład rdzeń z uzwojeniami zanurza się w zbiorniku z olejem, powierzchnia zbiornika jest żebrowana, z grzejnikami rurowymi.

Kompletne podstacje transformatorowe instalowane bezpośrednio w obiektach produkcyjnych o mocy do 1000 kVA mogą być wyposażone w transformatory suche.

Aby zwiększyć współczynnik mocy instalacji elektrycznych, w podstacjach instaluje się kondensatory statyczne w celu kompensacji mocy biernej obciążenia.

Automatyczny system monitorowania i sterowania urządzeniami stacyjnymi monitoruje procesy zachodzące w odbiorze i sieciach zasilających. Realizuje funkcje zabezpieczenia transformatora i sieci, odłącza obszary chronione za pomocą wyłącznika w stanach awaryjnych, wykonuje restart i automatyczne załączenie rezerwy.

Podstacje transformatorowe przedsiębiorstw przemysłowych są podłączone do sieci energetycznej na różne sposoby, w zależności od wymagań dotyczących niezawodności nieprzerwanego zasilania odbiorców.

Typowe schematy zapewniające nieprzerwane zasilanie to promieniowe, główne lub pierścieniowe.

W schematach promieniowych od rozdzielnicy stacji transformatorowej odchodzą linie zasilające duże odbiorniki elektryczne: silniki, grupowe punkty dystrybucyjne, do których podłączane są mniejsze odbiorniki. Obwody promieniowe stosowane są w sprężarkach i przepompowniach, warsztatach przemysłu zagrożonego wybuchem i pożarem, zapylonego. Zapewniają wysoką niezawodność zasilania, pozwalają na powszechne stosowanie automatyki sterującej i zabezpieczającej, ale wymagają wysokich kosztów budowy rozdzielnic, układania kabli i przewodów.

Obwody magistralne stosuje się, gdy obciążenie jest równomiernie rozłożone na terenie warsztatu, gdy nie ma konieczności budowy rozdzielnicy w podstacji, co zmniejsza koszt obiektu; można zastosować prefabrykowane szyny zbiorcze, co przyspiesza montaż. Jednocześnie przenoszenie urządzeń technologicznych nie wymaga przeróbki sieci.

Wadą obwodu głównego jest niska niezawodność zasilania, ponieważ w przypadku uszkodzenia linii głównej wszystkie podłączone do niej odbiorniki elektryczne zostaną wyłączone. Jednakże zainstalowanie zworek pomiędzy siecią i zastosowanie zabezpieczeń znacznie zwiększa niezawodność zasilania przy minimalnych kosztach redundancji.

Z podstacji prąd niskiego napięcia o częstotliwości przemysłowej rozprowadzany jest po warsztatach za pomocą kabli, przewodów, szyn zbiorczych od rozdzielnicy warsztatowej do elektrycznych urządzeń napędowych poszczególnych maszyn.

Przerwy w dostawie prądu do przedsiębiorstw, nawet krótkotrwałe, prowadzą do zakłóceń w procesie technologicznym, uszkodzeń produktów, uszkodzeń sprzętu i nieodwracalnych strat. W niektórych przypadkach przerwa w dostawie prądu może spowodować ryzyko wybuchu i pożaru w przedsiębiorstwach.

Zgodnie z zasadami instalacji elektrycznej wszystkie odbiorniki energii elektrycznej dzielą się na trzy kategorie ze względu na niezawodność zasilania:

• Odbiorniki energii, dla których przerwa w dostawie prądu jest niedopuszczalna, gdyż może skutkować uszkodzeniem sprzętu, masowymi wadami produktu, zakłóceniem złożonego procesu technologicznego, zakłóceniem pracy szczególnie ważnych elementów gospodarki komunalnej i w ostatecznym rozrachunku zagrozić życiu ludzi .
• Odbiorniki energii, których przerwa w zasilaniu skutkuje niezrealizowaniem planu produkcyjnego, przestojami pracowników, maszyn i transportu przemysłowego.
• Inne odbiorniki energii elektrycznej, np. zakłady produkcyjne nieseryjne i pomocnicze, magazyny.

Zasilanie odbiorników energii elektrycznej pierwszej kategorii musi być w każdym przypadku zapewnione, a w przypadku jego zakłócenia musi zostać automatycznie przywrócone. Dlatego takie odbiorniki muszą posiadać dwa niezależne źródła zasilania, z których każde jest w stanie w pełni zasilić je energią elektryczną.

Odbiorniki energii elektrycznej drugiej kategorii mogą posiadać rezerwowe źródło zasilania, które jest załączane przez personel dyżurny po upływie określonego czasu od awarii źródła głównego.

W przypadku odbiorników trzeciej kategorii z reguły nie zapewnia się zapasowego źródła zasilania.

Zasilanie przedsiębiorstw dzieli się na zewnętrzne i wewnętrzne. Zewnętrzne zasilanie to system sieci i podstacji od źródła zasilania (systemu energetycznego lub elektrowni) do podstacji transformatorowej przedsiębiorstwa. Przesył energii w tym przypadku odbywa się za pomocą linii kablowych lub napowietrznych o napięciach znamionowych 6, 10, 20, 35, 110 i 220 kV. Zasilanie wewnętrzne obejmuje system dystrybucji energii w warsztatach przedsiębiorstwa i na jego terenie.

Do obciążenia energetycznego (silniki elektryczne, piece elektryczne) doprowadzane jest napięcie 380 lub 660 V, a do obciążenia oświetleniowego 220 V. W celu ograniczenia strat zaleca się podłączanie silników o mocy 200 kW lub większej napięcie 6 lub 10 kV.

Najpopularniejszym napięciem w przedsiębiorstwach przemysłowych jest napięcie 380 V. Powszechnie wprowadza się napięcie 660 V, co pozwala zmniejszyć straty energii i zużycie metali nieżelaznych w sieciach niskiego napięcia, zwiększyć zasięg podstacji warsztatowych i moc każdy transformator do 2500 kVA. W niektórych przypadkach przy napięciu 660 V ekonomicznie uzasadnione jest stosowanie silników asynchronicznych o mocy do 630 kW.

Dystrybucja energii elektrycznej odbywa się za pomocą przewodów elektrycznych - zestawu przewodów i kabli wraz z przynależnymi mocowaniami, konstrukcjami wsporczymi i ochronnymi.

Okablowanie wewnętrzne to okablowanie elektryczne zainstalowane wewnątrz budynku; zewnętrzne - na zewnątrz, wzdłuż zewnętrznych ścian budynku, pod daszkami, na podporach. W zależności od sposobu montażu okablowanie wewnętrzne może być otwarte w przypadku ułożenia na powierzchni ścian, sufitów itp. oraz ukryte w przypadku ułożenia w elementach konstrukcyjnych budynków.

Okablowanie można ułożyć drutem izolowanym lub kablem nieuzbrojonym o przekroju do 16 mm2. W miejscach możliwych uderzeń mechanicznych przewody elektryczne są zamknięte w rurach stalowych i uszczelnione, jeśli środowisko pomieszczenia jest wybuchowe lub agresywne. W obrabiarkach i maszynach drukarskich okablowanie odbywa się w rurach, w metalowych tulejach, drutem z izolacją z polichlorku winylu, który nie ulega zniszczeniu pod wpływem olejów maszynowych. Duża liczba przewodów układu sterowania okablowaniem elektrycznym maszyny ułożona jest w korytkach. Szyny zbiorcze służą do przesyłu energii elektrycznej w warsztatach posiadających dużą liczbę maszyn produkcyjnych.

Do przesyłania i dystrybucji energii elektrycznej powszechnie stosuje się kable elektroenergetyczne w osłonach gumowych i ołowianych; nieopancerzony i opancerzony. Kable można układać w kanałach kablowych, montować na ścianach, w rowach ziemnych lub osadzać w ścianach.

Strona 1 z 42

M. B. Zevin, A. N. Trifonow

W książce omówiono urządzenia elektryczne i połączenia kablowe z nimi, podstawy prac elektroinstalacyjnych. Dużo uwagi poświęcono instalacjom zmechanizowanym oraz opisowi mechanizmów i urządzeń opracowanych i wdrożonych w ostatnich latach, a także działaniu i instalowaniu linii kablowych.

Rozdział I. Wytwarzanie i dystrybucja energii elektrycznej

§ 1. Stacje elektryczne

Stacja elektryczna (elektrownia) to zbiór urządzeń i urządzeń służących do wytwarzania energii elektrycznej. W elektrowniach energia elektryczna pozyskiwana jest poprzez wykorzystanie nośników energii lub transformację różnych rodzajów energii. Elektrownie, ze względu na rodzaj wykorzystywanej w nich energii, dzielą się na cieplne, jądrowe i wodne.

W elektrowniach cieplnych węgiel, ropa naftowa lub gaz ziemny spalane są w piecach kotłowych. Powstałe ciepło zamienia wodę w kotłach w parę, która napędza wirniki turbin parowych i wirniki podłączonych do nich generatorów, w których energia mechaniczna turbin zamieniana jest na energię elektryczną.

W elektrowniach jądrowych procesy zamiany energii pary na mechaniczną, a następnie na energię elektryczną są podobne do procesów zachodzących w elektrowniach cieplnych, a różnią się od tych ostatnich tym, że „paliwem” w nich są pierwiastki promieniotwórcze lub ich izotopy, które wydzielać ciepło podczas reakcji rozpadu

W elektrowniach wodnych energia przepływu wody zamieniana jest na energię elektryczną.
Istnieją również elektrownie wiatrowe, słoneczne, geotermalne, pływowe i inne, które przekształcają odpowiednio poruszające się strumienie powietrza, ciepło promieni słonecznych i wnętrzności Ziemi oraz energię pływów morskich i oceanicznych w energię elektryczną.

Elektrownie cieplne z turbiną parową dzielą się na elektrownie kondensacyjne i ciepłownicze. W stacjach kondensacyjnych energia cieplna jest całkowicie przekształcana w energię elektryczną, a w ciepłowniach, zwanych elektrociepłowniami (CHP), energia cieplna jest częściowo przekształcana w energię elektryczną i jest zużywana głównie na zaopatrywanie przedsiębiorstw przemysłowych i miast w parę i gorąca woda. Dlatego elektrownie cieplne buduje się w pobliżu odbiorców energii cieplnej. Elektrownie kondensacyjne z turbiną parową budowane są z reguły w pobliżu miejsc wydobycia paliwa stałego - węgla, torfu, łupków bitumicznych. Podczas budowy elektrowni wodnych (HPP) rozwiązuje się szereg problemów związanych nie tylko z wytwarzaniem energii elektrycznej i jej dostarczaniem do odbiorców, ale także z usprawnieniem żeglugi rzecznej, nawadnianiem jałowych terenów, zaopatrzeniem w wodę, itp.

Budowa elektrowni jądrowych (EJ) jest szczególnie wskazana na terenach, gdzie nie ma lokalnych zasobów paliwa oraz na rzekach z dużymi zasobami energii wodnej. Opierają się na paliwie nuklearnym, które zużywa się w niewielkich ilościach, więc jego dostarczenie do elektrowni nie wiąże się z dużymi kosztami transportu.

Przesyłanie energii wytwarzanej przez potężne elektrownie wodne, cieplne i jądrowe do sieci elektroenergetycznej w celu zasilania odbiorców odbywa się zwykle liniami wysokiego napięcia (110 kV i więcej) poprzez podstacje transformatorowe podwyższające.

W celu racjonalnego rozdziału obciążenia pomiędzy elektrowniami, jak najbardziej ekonomicznego wytwarzania energii elektrycznej, lepszego wykorzystania mocy zainstalowanej stacji, zwiększenia niezawodności dostaw energii do odbiorców i dostarczania im energii elektrycznej o normalnych wskaźnikach jakościowych w częstotliwości i napięcia, powszechnie stosowana jest równoległa praca elektrowni we wspólnej sieci elektrycznej regionalnego systemu energetycznego. Oprócz elektrowni obejmuje także linie elektroenergetyczne różnych napięć, sieciowe podstacje transformatorowe i sieci ciepłownicze połączone wspólnym sposobem wytwarzania i dystrybucji energii elektrycznej i cieplnej. Wiele regionalnych systemów energetycznych Związku Radzieckiego jest zjednoczonych w celu równoległego działania we wspólną sieć elektryczną i tworzy duże systemy energetyczne: Zunifikowany System Energetyczny (UES) europejskiej części ZSRR, Zunifikowany System Energetyczny Syberii, Zunifikowany System Energetyczny Kazachstanu itp.

Kolejnym etapem rozwoju sektora energetycznego ZSRR będzie unifikacja systemów energetycznych w Jednolity System Energetyczny Związku Radzieckiego: Systemy energetyczne wielu krajów socjalistycznych są zjednoczone w systemie energetycznym Mir.

Energia elektryczna sieci

Wykorzystuje się je do przesyłania i dystrybucji energii elektrycznej z ośrodków energetycznych elektrowni do odbiorców. Energia elektryczna sieci, które składają się z rozdzielnic (RU) oraz linii napowietrznych lub kablowych o różnych napięciach.

Centrum zasilania (CP) nazywana jest rozdzielnicą napięcia generatorowego elektrowni lub rozdzielnicą napięcia wtórnego podstacji obniżającej system elektroenergetyczny, do której przyłączane są sieci dystrybucyjne danego obszaru.

Sieci elektryczne mogą być zasilane prądem stałym i przemiennym. Sieci prądu stałego obejmują głównie sieci zelektryfikowanych kolei, metra, tramwajów, trolejbusów, a także niektóre sieci elektryczne przedsiębiorstw chemicznych, metalurgicznych i innych przedsiębiorstw przemysłowych. Zasilanie wszystkich pozostałych obiektów przemysłowych, rolniczych, komunalnych i bytowych odbywa się trójfazowym prądem przemiennym o częstotliwości 50 Hz.

Energia elektryczna wytwarzana przez turbogeneratory i hydrogeneratory ma napięcia od 6000 do 10000 V, a czasami do 20000 V. Przesyłanie energii elektrycznej o takim napięciu na duże odległości jest nieekonomiczne ze względu na znaczne straty elektryczne. Dlatego też w podstacjach transformatorowych podwyższających budowanych w elektrowniach podwyższa się je do 110, 220 i 500 kV, a następnie przed dostarczeniem do odbiorców obniża do 35, 10 i 6 kV w podstacjach transformatorowych obniżających.

Uproszczony schemat dystrybucji energii z elektrowni do odbiorców pokazano na ryc. 1. Z powyższego schematu jasno wynika, że ​​elektrownie A, B, C, D i D połączone liniami elektroenergetycznymi (PTL) o napięciu 220 kV. Przesyłanie i dystrybucja energii elektrycznej odbywa się przy napięciach 220, 110, 35 i 10 kV. Schemat zasilania zapewnia redundancję podstacji na wszystkich poziomach napięcia, co pozwala uniknąć przerw w dostawie energii elektrycznej.

Rys. 1. Schemat systemu elektroenergetycznego:
A - D -elektrownie, podstacje transformatorowe,I- III- podstacje podwyższające, 1-4 - podstacje obniżające

Linie napowietrzne lub kablowe odchodzą od rozdzielnic podstacji obniżających, aby przesyłać energię elektryczną do odbiorców. Większość zakładów przemysłowych pozyskuje energię z sieci elektroenergetycznych, a jedynie w nielicznych przypadkach z własnych elektrowni zakładowych. Zaopatrzenie w energię elektryczną i dystrybucję energii na terenie przedsiębiorstwa z własnych elektrowni odbywa się głównie przy napięciach generatorowych 6 i 10 kV.

Schemat zasilania i dystrybucji energii zależy od odległości przedsiębiorstwa od źródła energii, zużycia energii, terytorialnego rozmieszczenia odbiorników, wymagań dotyczących niezawodnego i nieprzerwanego zasilania odbiorników elektrycznych, a także liczby punktów odbioru i dystrybucji na przedsiębiorstwo.

Obecność dużych obciążeń skupionych w niektórych obszarach przedsiębiorstw przemysłowych oraz w niektórych obszarach dużych miast przyspiesza wprowadzenie do systemu zasilania głębokich przepustów wysokiego napięcia*. Dzięki temu znacznie ogranicza się sieci dystrybucji kabli i oszczędza produkty kablowe. Głębokie przepusty buduje się najczęściej liniami napowietrznymi o napięciu 35, 110, 220 i 330 kV.

* Głębokie wejście- Jest to kanalizacja wysokiego napięcia z układu elektroenergetycznego bezpośrednio do centrum załadunkowego.

Sieci elektryczne dzielą się na nienadmiarowe, gdy odbiorniki elektryczne otrzymują energię elektryczną z jednego źródła zasilania, oraz redundantne, gdy zasilanie jest dostarczane z dwóch lub więcej źródeł zasilania. Wytwarzaniu, przesyłaniu i dystrybucji energii elektrycznej towarzyszą straty we wszystkich elementach sieci; linie kablowe i napowietrzne, transformatory, urządzenia wysokiego napięcia itp.

Całkowite straty energii elektrycznej, łącznie z wydatkami na potrzeby własne, sięgają do 10%, z czego największe straty występują w sieciach zasilających od ośrodków elektroenergetycznych do punktów dystrybucyjnych.

W celu ograniczenia strat energii elektrycznej oraz identyfikacji odcinków i elementów sieci o największych stratach prowadzone są pomiary, obliczenia i oceny racjonalnej budowy i eksploatacji sieci. Na podstawie tych danych podejmowane są działania mające na celu ograniczenie strat energii elektrycznej, które sprowadzają się głównie do przełączenia sieci na wyższe napięcie (o ile jest to ekonomicznie możliwe), wyłączenia lekko obciążonych transformatorów w okresach minimalnego obciążenia.

§ 3. Odbiorcy energii elektrycznej

Głównymi cechami odbiorników energii elektrycznej są: obciążenie projektowe, tryb pracy instalacji, niezawodność zasilania. Na podstawie obliczonego obciążenia i trybu pracy odbiorcy określa się moc transformatorów zasilających oraz przekroje linii kablowych i napowietrznych.

Aby zapewnić niezawodność zasilania, odbiorniki prądu podzielono na trzy kategorie.
Do pierwszej kategorii zaliczają się odbiorniki elektryczne, których awaria zasilania pociąga za sobą zagrożenie życia ludzkiego, znaczne szkody w gospodarce narodowej, uszkodzenia sprzętu, wady masowe produktów, zakłócenie złożonego procesu technologicznego, zakłócenie trybu pracy szczególnie ważnych obiektów (wielkie i martenowskie piece, niektóre warsztaty zakładów chemicznych, koleje zelektryfikowane, metro).

Druga kategoria obejmuje odbiorniki elektryczne, których przerwa w zasilaniu wiąże się z ogromnym niedoborem produktów, przestojami mechanizmów roboczych i transportu przemysłowego, zakłóceniem normalnego funkcjonowania znacznej liczby przedsiębiorstw miejskich (fabryk odzieży i obuwia) i transport elektryczny.

Trzecia kategoria obejmuje odbiorniki elektryczne, które nie są ujęte w pierwszej i drugiej kategorii.
Przerwa w zasilaniu odbiorników energii kategorii pierwszej może być dozwolona jedynie na czas samoczynnego załączenia zasilania awaryjnego kategorii drugiej – na czas niezbędny do włączenia zasilania rezerwowego przez dyżurujący personel lub osobę na miejscu zespół operacyjny, a dla odbiorników kategorii trzeciej – na czas niezbędny do naprawy lub wymiany uszkodzonego elementu układu zasilania, nie dłużej jednak niż na jeden dzień.

Zgodnie z określonymi wymaganiami niezawodności zasilania, zasilanie odbiorników mocy pierwszej i drugiej kategorii odbywa się z dwóch niezależnych źródeł, a trzeciej z jednej linii zasilającej bez obowiązkowej redundancji.

Zasilanie przedsiębiorstw przemysłowych i miast odbywa się za pośrednictwem rozdzielnic i podstacji jak najbliżej konsumentów.

Urządzenie dystrybucyjne (RU) to instalacja elektryczna służąca do odbioru i dystrybucji energii elektrycznej, zawierająca urządzenia przełączające, szyny zbiorcze i szyny łączące, urządzenia pomocnicze (sprężarka, akumulator itp.), a także urządzenia zabezpieczające, automatykę i przyrządy pomiarowe. Rozdzielnice budowane są w wersji otwartej (OSU), gdy urządzenie główne znajduje się na otwartej przestrzeni, oraz zamkniętej (CLD), gdy urządzenie znajduje się w budynku.

Instalację elektryczną służącą do przetwarzania i dystrybucji energii elektrycznej, składającą się z transformatorów lub innych przetworników energii, rozdzielnic, urządzeń sterujących i konstrukcji pomocniczych, nazywa się podstacja. W zależności od przewagi jednej lub drugiej funkcji podstacji nazywane są one transformatorami (TP) lub konwerterami.

Rozdzielnica przeznaczona do odbioru i dystrybucji energii elektrycznej przy jednym napięciu bez konwersji i transformacji i niebędąca częścią podstacji nazywa się punkt dystrybucji(RP).

Ryż. 2. Dwustopniowy promieniowy obwód mocy: TsRP - centralna podstacja dystrybucyjna, TP1, RP2 - podstacje dystrybucyjne, TP1, TP 2 podstacje transformatorowe

Do dystrybucji energii elektrycznej o napięciach 6 i 10 kV w przedsiębiorstwach i miastach stosuje się dwa rodzaje obwodów: promieniowy (ryc. 2) i główny (ryc. 3). Schematy te mają wiele odmian, które są zdeterminowane głównie przez kategorię odbiorników elektrycznych, położenie terytorialne i moc podstacji oraz punktów poboru energii. Jakość energii elektrycznej charakteryzuje się stałą częstotliwością i stabilnością napięcia wśród odbiorców w ramach ustalonych norm. Częstotliwość ustalana jest przez elektrownie dla całego systemu elektroenergetycznego jako całości.

Ryż. 3. Obwody szkieletowe: A- pojedynczy z zasilaniem jednokierunkowym, b - pierścień; RP- podstacja dystrybucyjna, TP1 - TP5- podstacje transformatorowe.

Poziom napięcia zmienia się w zależności od konfiguracji sieci w miarę zbliżania się do konsumenta, warunków obciążenia sprzętu i zużycia energii elektrycznej przez odbiorców. Napięcie znamionowe odbiorców podano w tabelach.

Napięcia sieci elektrycznych i urządzeń elektrycznych są znormalizowane (tabela 1). Aby zrekompensować straty napięcia w sieciach, przyjmuje się, że napięcia znamionowe generatorów i uzwojeń wtórnych transformatorów są o 5% wyższe od napięć znamionowych odbiorników elektrycznych.

Tabela 1. Napięcia znamionowe (do 1000 V) sieci elektrycznych oraz podłączonych do nich źródeł i odbiorników energii

Napięcie przy prądzie stałym, V		Napięcie przy prądzie przemiennym, V
źródła i konwertery	sieci i odbiorniki	jednofazowy	trójfazowy	jednofazowy	trójfazowy
		źródła i konwertery		sieci i odbiorniki

Notatka. Napięcie znamionowe (ponad 1000 V) sieci elektrycznych i odbiorników, generatorów i kompensatorów synchronicznych, a także najwyższe napięcie robocze urządzeń elektrycznych podano w GOST 23366-78.

Zasady instalacji elektrycznej określają poziomy napięcia i procedurę ich regulacji. Odchylenie napięcia na zaciskach silników elektrycznych od napięcia znamionowego z reguły jest dopuszczalne nie więcej niż ± 15%. Spadek napięcia dla najbardziej odległych lamp wewnętrznego oświetlenia roboczego przedsiębiorstw przemysłowych i budynków użyteczności publicznej nie może przekraczać 2,5 %, a podwyżka nie przekracza 5% wartości nominalnej.

Pytania kontrolne
1. Wymień nazwy elektrowni według rodzaju stosowanych przez nie nośników energii.
2. Jakie są zalety techniczne i ekonomiczne budowy elektrowni cieplnych, hydroelektrowni i elektrowni jądrowych?
3. Z jakich elementów składa się system elektroenergetyczny?
4 Co wchodzi w skład sieci elektrycznej?
5. Co nazywa się RU, TP, RP?
6. Co to jest głębokie pisanie?
7. Które elementy sieci elektrycznej charakteryzują się największymi stratami energii elektrycznej?
8. Na jakie kategorie dzielą się odbiorcy energii elektrycznej?

Trudno przecenić znaczenie energii elektrycznej. Raczej podświadomie go nie doceniamy. W końcu prawie cały sprzęt wokół nas działa na energię elektryczną. O podstawowym oświetleniu nie ma co mówić. Ale praktycznie nie jesteśmy zainteresowani produkcją energii elektrycznej. Skąd bierze się prąd i jak jest magazynowany (i w ogóle, czy można oszczędzać)? Ile tak naprawdę kosztuje wytwarzanie energii elektrycznej? I jak bezpieczne jest to dla środowiska?

Znaczenie gospodarcze

Ze szkoły wiemy, że zasilanie jest jednym z głównych czynników osiągnięcia wysokiej wydajności pracy. Energia elektryczna jest podstawą wszelkiej działalności człowieka. Nie ma branży, która nie mogłaby się bez tego obejść.

Rozwój tego przemysłu wskazuje na wysoką konkurencyjność państwa, charakteryzuje się dynamiką wzrostu produkcji towarów i usług i niemal zawsze okazuje się problematycznym sektorem gospodarki. Koszt wytworzenia energii elektrycznej często wiąże się ze znaczną inwestycją początkową, która zwraca się przez wiele lat. Pomimo wszystkich swoich zasobów Rosja nie jest wyjątkiem. Przecież gałęzie przemysłu energochłonne stanowią znaczną część gospodarki.

Statystyki mówią, że w 2014 roku produkcja energii elektrycznej w Rosji nie osiągnęła jeszcze radzieckiego poziomu z 1990 roku. W porównaniu do Chin i USA Federacja Rosyjska produkuje odpowiednio 5 i 4 razy mniej energii elektrycznej. Dlaczego to się dzieje? Eksperci twierdzą, że to oczywiste: najwyższe koszty pozaprodukcyjne.

Kto zużywa prąd

Oczywiście odpowiedź jest oczywista: każdy człowiek. Ale teraz interesują nas wagi przemysłowe, czyli te gałęzie przemysłu, które przede wszystkim potrzebują energii elektrycznej. Główny udział przypada na przemysł – ok. 36%; Kompleks paliwowo-energetyczny (18%) oraz sektor mieszkaniowy (nieco ponad 15%). Pozostałe 31% wytwarzanej energii elektrycznej pochodzi z sektorów pozaprodukcyjnych, transportu kolejowego i strat sieciowych.

Należy wziąć pod uwagę, że struktura zużycia jest bardzo zróżnicowana w zależności od regionu. Tak więc na Syberii ponad 60% energii elektrycznej jest faktycznie wykorzystywane przez przemysł i kompleks paliwowo-energetyczny. Jednak w europejskiej części kraju, gdzie zlokalizowana jest większa liczba osiedli, najpotężniejszym konsumentem jest sektor mieszkaniowy.

Elektrownie są podstawą przemysłu

Wytwarzanie energii elektrycznej w Rosji zapewnia prawie 600 elektrowni. Moc każdego z nich przekracza 5 MW. Łączna moc wszystkich elektrowni wynosi 218 GW. Jak pozyskujemy prąd? W Rosji stosowane są następujące typy elektrowni:

• cieplne (ich udział w ogólnej produkcji wynosi około 68,5%);
• hydrauliczny (20,3%);
• atomowy (prawie 11%);
• alternatywa (0,2%).

Jeśli chodzi o alternatywne źródła prądu, na myśl przychodzą romantyczne obrazy turbin wiatrowych i paneli słonecznych. Jednak w określonych warunkach i lokalizacjach są to najbardziej opłacalne rodzaje wytwarzania energii elektrycznej.

Elektrownie cieplne

Historycznie rzecz biorąc, elektrownie cieplne (TPP) zajmowały główne miejsce w procesie produkcyjnym. Na terytorium Rosji elektrownie cieplne zapewniające produkcję energii elektrycznej klasyfikowane są według następujących kryteriów:

• źródło energii – paliwo kopalne, energia geotermalna lub słoneczna;
• rodzaj wytwarzanej energii – ogrzewanie, kondensacja.

Kolejnym ważnym wskaźnikiem jest stopień udziału w pokryciu harmonogramu obciążenia elektrycznego. Tutaj wyróżniamy podstawowe elektrownie cieplne o minimalnym czasie użytkowania w roku wynoszącym 5000 godzin; półszczyt (nazywa się je również zwrotnymi) - 3000-4000 godzin rocznie; szczyt (używany tylko w godzinach szczytowego obciążenia) – 1500-2000 godzin rocznie.

Technologia wytwarzania energii z paliwa

Oczywiście produkcja, przesył i wykorzystanie energii elektrycznej przez odbiorców odbywa się głównie za pośrednictwem elektrowni cieplnych zasilanych paliwami kopalnymi. Wyróżniają się technologią produkcji:

• turbina parowa;
• diesel;
• turbina gazowa;
• gaz parowy.

Najczęściej spotykane są turbiny parowe. Działają na wszystkich rodzajach paliw, w tym nie tylko na węglu i gazie, ale także na oleju opałowym, torfie, łupku, drewnie opałowym i odpadach drzewnych, a także produktach przetworzonych.

Paliwo organiczne

Największy wolumen produkcji energii elektrycznej występuje w Państwowej Elektrowni Rejonowej nr 2 w Surgut, najpotężniejszej nie tylko w Federacji Rosyjskiej, ale także na całym kontynencie eurazjatyckim. Opalana gazem ziemnym, wytwarza do 5600 MW energii elektrycznej. A spośród węglowych największą moc ma Reftinskaya GRES – 3800 MW. Ponad 3000 MW mogą zapewnić także Kostroma i Surgutskaya GRES-1. Należy zaznaczyć, że skrót GRES nie zmienił się od czasów Związku Radzieckiego. Oznacza Państwową Elektrownię Okręgową.

Podczas reformy przemysłu produkcji i dystrybucji energii elektrycznej w elektrowniach cieplnych musi towarzyszyć techniczne wyposażenie istniejących stacji i ich przebudowa. Do zadań priorytetowych należy także budowa nowych mocy wytwórczych energii.

Energia elektryczna ze źródeł odnawialnych

Energia elektryczna pozyskiwana za pomocą elektrowni wodnych jest istotnym elementem stabilności jednolitego systemu energetycznego państwa. To elektrownie wodne są w stanie w ciągu kilku godzin zwiększyć wielkość produkcji energii elektrycznej.

Wielki potencjał rosyjskiej energetyki wodnej polega na tym, że na terytorium kraju zlokalizowanych jest prawie 9% światowych zasobów wody. To drugie miejsce na świecie pod względem dostępności zasobów wodnych. W tyle pozostały takie kraje jak Brazylia, Kanada i Stany Zjednoczone. Wytwarzanie energii elektrycznej na świecie za pomocą elektrowni wodnych jest nieco skomplikowane przez fakt, że najkorzystniejsze miejsca do ich budowy są znacznie oddalone od obszarów zaludnionych lub przedsiębiorstw przemysłowych.

Niemniej jednak, dzięki energii elektrycznej produkowanej w elektrowniach wodnych, krajowi udaje się zaoszczędzić około 50 milionów ton paliwa. Gdyby udało się wykorzystać pełny potencjał energetyki wodnej, Rosja mogłaby zaoszczędzić nawet 250 mln ton. A to już jest poważna inwestycja w ekologię kraju i elastyczną moc systemu energetycznego.

Elektrownie wodne

Budowa elektrowni wodnych rozwiązuje wiele problemów niezwiązanych z produkcją energii. Obejmuje to tworzenie systemów zaopatrzenia w wodę i kanalizacji dla całych regionów oraz budowę sieci nawadniających, które są tak niezbędne w rolnictwie, a także ochronę przeciwpowodziową itp. To ostatnie ma, nawiasem mówiąc, niemałe znaczenie dla bezpieczeństwa ludzie.

Wytwarzaniem, przesyłaniem i dystrybucją energii elektrycznej zajmują się obecnie 102 elektrownie wodne, których moc jednostkowa przekracza 100 MW. Łączna moc rosyjskich instalacji hydraulicznych zbliża się do 46 GW.

Kraje produkujące energię elektryczną regularnie sporządzają swoje rankingi. Tak więc Rosja zajmuje obecnie 5. miejsce na świecie pod względem wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. Do najważniejszych obiektów należy zaliczyć elektrownię wodną Zeya (nie tylko pierwszą z budowanych na Dalekim Wschodzie, ale także całkiem potężną - 1330 MW), kaskadę elektrowni Wołga-Kama (całkowita produkcja i przesył energii elektrycznej to ponad 10,5 GW), elektrownia wodna Bureyskaya ( 2010 MW) itp. Chciałbym także wspomnieć o kaukaskich elektrowniach wodnych. Spośród kilkudziesięciu działających w tym regionie najbardziej wyróżnia się nowa (już oddana do użytku) elektrownia wodna Kaszchatau o mocy ponad 65 MW.

Na szczególną uwagę zasługują także geotermalne elektrownie wodne na Kamczatce. To bardzo mocne i mobilne stacje.

Najpotężniejsze elektrownie wodne

Jak już zauważono, wytwarzanie i wykorzystanie energii elektrycznej jest utrudnione ze względu na oddalenie głównych odbiorców. Państwo jest jednak zajęte rozwojem tej branży. Nie tylko rekonstruuje się istniejące elektrownie wodne, ale buduje się także nowe. Muszą opanować górskie rzeki Kaukazu, wezbrane rzeki Uralu, a także zasoby Półwyspu Kolskiego i Kamczatki. Wśród najpotężniejszych zauważamy kilka elektrowni wodnych.

Sayano-Shushenskaya nazwany na cześć. PS Neporozhniy został zbudowany w 1985 roku na rzece Jenisej. Jej aktualna moc nie osiągnęła jeszcze szacunkowych 6000 MW ze względu na odbudowę i naprawy po awarii w 2009 roku.

Produkcja i zużycie energii elektrycznej w elektrowni wodnej w Krasnojarsku przeznaczone są dla huty aluminium w Krasnojarsku. To jedyny „klient” elektrowni wodnej oddanej do użytku w 1972 roku. Jego moc projektowa wynosi 6000 MW. Elektrownia wodna w Krasnojarsku jest jedyną, w której zainstalowano windę dla statków. Zapewnia regularną żeglugę po rzece Jenisej.

Elektrownia wodna Brack została uruchomiona w 1967 roku. Jej tama blokuje rzekę Angarę w pobliżu miasta Brack. Podobnie jak elektrownia wodna w Krasnojarsku, elektrownia wodna w Bracku służy potrzebom huty aluminium Brack. Całe 4500 MW prądu trafia do niego. A poeta Jewtuszenko poświęcił wiersz tej elektrowni wodnej.

Na rzece Angara zlokalizowana jest kolejna elektrownia wodna – Ust-Ilimskaja (o mocy nieco ponad 3800 MW). Jego budowę rozpoczęto w 1963 r., a zakończono w 1979 r. Jednocześnie rozpoczęto produkcję taniej energii elektrycznej dla głównych odbiorców: hut aluminium w Irkucku i Bracku, fabryki samolotów w Irkucku.

Elektrownia wodna Wołżska znajduje się na północ od Wołgogradu. Jego moc wynosi prawie 2600 MW. Ta największa elektrownia wodna w Europie działa od 1961 roku. Niedaleko Togliatti działa najstarsza z dużych elektrowni wodnych Żigulewska. Oddano go do użytku już w 1957 roku. Moc elektrowni wodnej wynosi 2330 MW i pokrywa zapotrzebowanie na energię elektryczną środkowej części Rosji, Uralu i środkowej Wołgi.

Ale produkcję energii elektrycznej niezbędnej na potrzeby Dalekiego Wschodu zapewnia Bureyskaya HPP. Można powiedzieć, że jest jeszcze bardzo „młody” – uruchomienie nastąpiło dopiero w 2002 roku. Moc zainstalowana tej elektrowni wodnej wynosi 2010 MW energii elektrycznej.

Eksperymentalne morskie elektrownie wodne

Liczne zatoki oceaniczne i morskie mają także potencjał hydroelektryczny. Przecież różnica wysokości podczas przypływu w większości z nich przekracza 10 metrów. Oznacza to, że można wygenerować ogromne ilości energii. W 1968 r. Otwarto eksperymentalną stację pływową Kislogubskaya. Jego moc wynosi 1,7 MW.

Spokojny atom

Rosyjska energia jądrowa to technologia pełnego cyklu: od wydobycia rud uranu po produkcję energii elektrycznej. Dziś kraj ma 33 bloki energetyczne w 10 elektrowniach jądrowych. Całkowita moc zainstalowana wynosi nieco ponad 23 MW.

Maksymalna ilość energii elektrycznej wytworzonej przez elektrownię jądrową miała miejsce w 2011 roku. Liczba ta wyniosła 173 miliardy kWh. Produkcja energii elektrycznej na mieszkańca w elektrowniach jądrowych wzrosła o 1,5% w porównaniu z rokiem poprzednim.

Oczywiście priorytetowym kierunkiem rozwoju energetyki jądrowej jest bezpieczeństwo eksploatacji. Ale elektrownie jądrowe odgrywają również znaczącą rolę w walce z globalnym ociepleniem. Ekolodzy stale o tym mówią, podkreślając, że tylko w Rosji możliwe jest ograniczenie emisji dwutlenku węgla do atmosfery o 210 milionów ton rocznie.

Energetyka jądrowa rozwijała się głównie w północno-zachodniej i europejskiej części Rosji. W 2012 roku wszystkie elektrownie jądrowe wygenerowały około 17% całej wyprodukowanej energii elektrycznej.

Elektrownie jądrowe w Rosji

Największa elektrownia jądrowa w Rosji znajduje się w obwodzie saratowskim. Roczna wydajność elektrowni jądrowej Bałakowo wynosi 30 miliardów kW/h energii elektrycznej. W elektrowni jądrowej w Biełojarsku (obwód swierdłowski) pracuje obecnie tylko 3. blok. Ale to pozwala nam nazwać go jednym z najpotężniejszych. Dzięki reaktorowi na prędkie neutrony uzyskuje się 600 MW energii elektrycznej. Warto dodać, że był to pierwszy na świecie blok energetyczny na neutronach szybkich zainstalowany do produkcji energii elektrycznej na skalę przemysłową.

Na Czukotce zainstalowana jest Elektrownia Jądrowa Bilibino, która wytwarza 12 MW energii elektrycznej. A elektrownię jądrową Kalinin można uznać za niedawno wybudowaną. Pierwszą jednostkę oddano do użytku w 1984 r., a ostatnią (czwartą) dopiero w 2010 r. Łączna moc wszystkich bloków energetycznych wynosi 1000 MW. W 2001 r. zbudowano i uruchomiono elektrownię jądrową w Rostowie. Od momentu przyłączenia drugiego bloku energetycznego – w 2010 roku – jego moc zainstalowana przekroczyła 1000 MW, a współczynnik wykorzystania mocy wyniósł 92,4%.

Energia wiatrowa

Potencjał gospodarczy rosyjskiej energetyki wiatrowej szacowany jest na 260 miliardów kWh rocznie. Stanowi to prawie 30% całej produkowanej obecnie energii elektrycznej. Moc wszystkich turbin wiatrowych pracujących w kraju wynosi 16,5 MW energii.

Szczególnie sprzyjające rozwojowi tej branży są rejony takie jak wybrzeża oceaniczne, pogórza i rejony górskie Uralu i Kaukazu.