Найди в детской энциклопедии статью об электростанциях. Электрификация нашей страны
Электроэнергия сегодня является неотъемлемой частью жизни общества. В то время, как большинство людей в развитых странах обеспокоены тем, как сэкономить деньги на счетах за электричество, многие развивающиеся страны работают над тем, как производить достаточное для граждан страны количество энергии. Мы собрали для наших читателей интересные факты об электрической энергии.
1. 20% на комфорт домохозяек
Количество энергии, которое используется обычными домохозяйствами в США для кондиционирования воздуха, составляет примерно 20% от потребления электроэнергии в стране.
2. Принес пользу - унес ноги
В Бразилии есть тюрьмы, в которых заключенным позволяют крутить педали велотренажеров, вырабатывая энергию для окрестных деревень. За это им предлагают сокращение срока тюремного заключения.
3. Деньги на мусор, мусор на утилизацию, тепловую энергию в электрическую
В Швеции так хорошо развита утилизация, что страна часто импортирует у Норвегии мусор для своих энерговырабатывающих мусороперерабатывающих заводов.
4. Гидроэлектростанция «Итайпу»
Почти четверть электроэнергии в Бразилии вырабатывается одной электростанцией.
5. В Швейцарии все чисто
Более половины всей энергии в Швейцарии вырабатывается гидроэлектростанциями, а остальная часть - атомными электростанциями. В итоге, энергетическая отрасль страны почти не производит выбросов СО2.
6. Гидроаккумулирующие электростанции
Гидроаккумулирующие электростанции позволяют сохранять "зеленую" энергию в течение длительных периодов времени. Изначально вода подается наверх сооружения, а при стекании ее вниз, она крутит лопатки турбин, вырабатывая электричество, часть которого идет на то, чтобы снова закачать воду наверх.
7. Инженеры "Титаника"
Ни один из инженеров "Титаника" не спасся. Они все пошли на дно с кораблем, потому что до последнего были заняты поддержанием выработки электричества на корабле.
8. Чайная пауза в Великобритании
Электростанция Dinorwig в Великобритании служит одной единственной цели - обеспечивать дополнительную мощность во время перерывов на рекламу в фильмах, когда все в стране включают свои электрочайники, чтобы приготовить чай.
9. Чище атомной энергии только энергия ветра и воды
В процессе производстве ядерной энергии уровень CO2 меньше, чем в процессе выработки солнечной и геотермальной энергии. Чище только энергия ветра и воды.
10. Геотермальные станции Исландии
Исландия производит всю свою энергию из возобновляемых источников. Гидроэлектростанции обеспечивают около двух третей потребности в энергии, а остальная часть вырабатывается геотермальными станциями.
Около половины ядерной энергии в Соединенных Штатах производится из старых советских ядерных боеголовок.
12. Энергия воды в Норвегии
99% энергии Норвегия получает на гидроэлектростанциях. Это больше, чем в любой другой стране на Земле.
13. Ветер,ветер ты могуч...
14. Марсоход Curiosity
Марсоход Curiosity был запитан от ядерного генератора, мощности которого едва хватало, чтобы (к примеру) крутить потолочный вентилятор.
15. Реакторы на жидком фториде тория
Реакторы на жидком фториде тория могли бы удовлетворить всю мировую годовую потребность в энергии, используя всего около 7000 тонн тория.
16. Атомная Франция
Франция производит столько электроэнергии на АЭС, что экспортирует ее.
17. Национализированная электроэнергия
В 1963 году Квебек национализировал электроэнергию. Это привело к тому, что 96% энергии Квебека сейчас вырабатывается из гидроэлектрических источников. Также в канадской провинции одни из самых дешевых тарифов на континенте.
18. Книга - знание, знание -сила, сила знания - ток в деревне
Уильям Камквамба - подросток из Малави, который прочитал в библиотечной книге, как построить ветряную мельницу. Затем он сделал ветряк и обеспечил свою деревню электроэнергией.
19. Смело и глупо
В 70-е годы Россия построила ряд атомных маяков вдоль своего побережья. В настоящее время два генератора пропали.
20. "Батарейки мира" хватило бы лишь на 10 минут работы
Шведские "рудные поезда" вырабатывают в 5 больше электроэнергии, чем они фактически используют для движения. Не использованная энергия используется для питания близлежащих городов.
25. Солнце, пустыни и человечество
Всего за 6 часов пустыни Земли поглощают больше энергии Солнца, чем все человечество использует на протяжении года.
Электричество было известно людям с самых давних времен. Правда практически измерять электричество человек научился только в начале 19 века. Потом понадобилось еще 70 лет до того момента, когда в 1872 году русский ученый А.Н.Лодыгин изобрел первую в мире электрическую лампочку накаливания. Но знания о таком явлении как электричество были у людей уже много тысяч лет назад. Ведь ещё древний человек заметил удивительное свойство натертой янтарём шерсти притягивать нитки, пыль и другие мелкие предметы. Гораздо позже данное свойство было замечено и за другими веществами, такими как сера, сургуч и стекло. И по причине того, что «янтарь» по-гречески звучал как «электрон», эти свойства начали называться электрическими.
А причина возникновения электричества заключается в том, что при трении заряд делится на положительные и отрицательные заряды. Соответственно, заряды с одним знаком отталкиваются друг от друга, а с разными - притягиваются. Двигаясь по металлической проволоке, которая является проводником, эти заряды и создают электричество.
Без электричества в наше время просто невозможно представить нормальную цивилизованную жизнь. Оно светит, греет, даёт нам возможность общаться на огромных расстояниях друг от друга и т. п. Электрический ток приводит в действие самые различные агрегаты и приборы - от маленького будильника до огромного прокатного стана. Поэтому если представить, что однажды электричество может исчезнуть одновременно на всей планете, жизнь человека резко изменит свое направление. Мы уже не можем обходиться без электрического тока, ведь он питает и заставляет работать практически все механизмы и приборы, придуманные человеком. И если посмотреть вокруг себя, то можно увидеть, что в любой квартире, хотя бы в одну из розеток будет воткнута штепсельная вилка, от которой идет провод в магнитофон, телевизор, микроволновую печь или в другие приборы, которые мы ежедневно используем дома или на работе.
Сегодня без электричества не сможет прожить ни одна цивилизованная страна. Каким же образом добывается такое огромное количество электроэнергии, которое может обеспечить потребности миллиардов людей, живущих на Земле?
Для этих целей созданы электростанции . На них при помощи генераторов и создаётся электроэнергия, которая затем передаётся на огромные расстояния по линиям электропередач. Электростанции бывают разных видов. Одни для получения электричества используют энергию воды, они называются гидроэлектростанции. Другие получают энергию от сгорания топлива (газа, дизельного топлива или угля). Это тепловые электростанции, которые вырабатывают не только электрический ток, но и могут одновременно нагревать воду, которая затем поступает в отопительные трубы, греющие помещения домов или цехов заводов. А есть ещё атомные электростанции, ветровые, приливные, солнечные и многие другие.
В гидроэлектростанции (ГЭС) поток воды вращает турбины генератора, который вырабатывает электроэнергию. В тепловых электростанциях (ТЭС) эта обязанность возложена на водяной пар, который образуется в результате нагрева воды от сгорания топлива. Водяной пар под очень большим давлением врывается в турбины генератора, где расположено множество вертящихся частей снабженных специальными лепестками, напоминающими пропеллеры самолета. Пар, проходя через лепестки, вращает рабочие агрегаты генератора, благодаря чему и вырабатывается электрический ток.
Похожий принцип используется и в атомной электростанции (АЭС), только там топливом служат радиоактивные материалы - уран и плутоний. Благодаря особым свойствам урана и плутония они выделяют очень большое количество тепла, которое используется для нагрева воды и добывания водяного пара. Потом нагретый пар поступает в турбину и происходит выработка электрического тока. Интересно, что всего десять граммов подобного топлива заменяет целый вагон угля.
В основном электростанции не работают сами по себе. Они связаны между собой линиями электропередач. С их помощью электроэнергия направляется туда, где она больше всего нужна. Линии электропередач протянулись по всей нашей необъятной стране, поэтому тот ток, который мы используем у себя дома может вырабатываться очень далеко, за сотни километров от нашей квартиры. Но где бы ни стояла электростанция, благодаря линиям электропередачи каждый человек сможет воткнуть вилку и розетку и включить любой необходимый ему прибор или устройство.
Электроста́нция - электрическая станция, совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории. Рассмотрим как работает ТЭЦ.
ТЭЦ - сокращенное от теплоэлектроцентраль - это разновидность тепловой станции, которая производит не только электроэнергию, но и является источником тепла, в виде пара или горячей воды.
Итак, все начинается с воды. Поскольку вода (и пар, как её производное) на ТЭЦ является основным теплоносителем, перед тем как она попадет в котел, её необходимо предварительно подготовить.
Для того, что бы в котлах не образовывалась накипь, на первом этапе, воду необходимо умягчить, а на втором, очистить её от всевозможных примесей и включений.
Происходит все это на территории химического цеха, в котором расположены специальные емкости и сосуды. Вода перекачивается огромными насосами. Полученную здесь воду, в дальнейшем мы будем называть "Чистой Водой".
В качестве топлива используют газ, мазут или уголь. Топливо и вода поступают в Котлотурбинный цех. Состоит он из двух отделений. В первом находятся котлы, каждый высотой с двенадцатиэтажный дом. Всего на ТЭЦ их пять штук. Это сердце ТЭЦ, и здесь происходит основное действие. Газ, поступающий в котел, сгорает, выделяя огромное количество энергии. Сюда же подается "Чистая вода". После нагрева она превращается в пар, точнее в перегретый пар, имеющий температуру на выходе 560 градусов, а давление 140 атмосфер. Мы тоже назовем его "Чистый пар", потому что он образован из подготовленной воды.
Кроме пара, на выходе мы еще имеем выхлоп. На максимальной мощности, все пять котлов потребляют почти 60 кубометров природного газа в секунду! Что бы вывести продукты сгорания нужна большая "дымовая" труба. И такая тоже имеется. В втором отделении котлотурбинного цеха находятся установки, вырабатывающие электроэнергию. В машинном зале ТЭЦ их установлено четыре штуки, общей мощностью 460 МВт (мегаватт). Именно сюда подается перегретый пар из котельного отделения. Он, под огромным давлением направляется на лопатки турбины, заставляя вращаться тридцатитонный ротор, со скоростью 3000 оборотов в минуту.
Установка состоит из двух частей: собственно сама турбина, и генератор, вырабатывающий электроэнергию. После котлотурбинного цеха, электроэнергию подается для преобразования в трансформатор и далее на линии электропередачи, а частично остывший и потерявший часть давления пар отпускать на сторону невыгодно. Так как он образован из "Чистой воды", производство которой довольно сложный и затратный процесс, его целесообразней охладить и вернуть обратно в котел. И так по замкнутому кругу. Зато с его помощью, и с помощью теплообменников можно нагреть воду или произвести вторичный пар, которые спокойно продавать сторонним потребителям.
Вот таким образом, мы с вами получаем тепло и электричество в свои дома, имея привычный комфорт и уют.
С точки зрения науки электричество – это направленное движение заряженных частиц. Даже многие взрослые этого определения не понимают. Поэтому скажу тебе лишь о проявлениях электричества в обычной жизни. Это не только лампочка над головой, но и холодильник, пылесос, телефон, телевизор, компьютер и масса другой техники. Все они питаются электричеством, которое превращается внутри них в другие виды энергии: световую, тепловую, механическую (это движение) и другие. Молния – это тоже электрический разряд.Электричество возникает в проводнике (не все тела проводят электричество), когда с одной стороны больше частичек одного вида, а с другой больше частичек другого вида (отрицательно заряженных и положительно заряженных). Чтобы создать условия для появления электричества люди придумали много способов. Например, когда текущая вода реки вращает магнит вокруг проводника - в нем появляется электричество.
С электричеством надо обходиться очень осторожно – оно обладает большой силой и может нанести вред человеку. Например, никогда нельзя в электрическую розетку что-то засовывать, кроме электрической вилки!
Кто из вас когда-нибудь видел ветер?
Но мы знаем - ветер существует. Ведь мы видим, как он качает деревья, как несет сорванные листья и ветки, как гонит волны. И мы научились запрягать этого невидимку. Ветер надувает паруса наших кораблей. Ветер крутит крылья мельниц и ветряных двигателей.
Ну, а кто видел электричество?
Его тоже никто не видел.
Но мы хорошо знаем, что оно существует. Ведь мы видим, как ярко светят электрические лампы, как быстро мчатся троллейбусы и трамваи, как жарко греют электрические печи, как хорошо работают станки и машины с электрическими двигателями.
Только не всегда было так. Двести лет назад об электричестве знали немногие ученые люди. И знали совсем не то, что знаем мы. Если бы спросили у тогдашнего ученого, что такое электричество, он ничего бы не сказал ни о ярких лампах, ни о жарких электрических печах, ни о могучих двигателях.
Электричество,- сказал бы старый ученый,- это таинственная жидкость, незримая и невесомая. Электричество появляется в янтаре, натертом кошачьей шкуркой, и в грозовых облаках. Под его действием могут плясать маленькие клочки бумаги и шарики из бузинной мякоти. Электричество заставляет вздрагивать лягушачью ножку и рождает грозную молнию. В 1753 году в России ученые Михаил Ломоносов и Георг Рихман построили «громовую машину» и улавливали электричество из воздуха на шест с железным острием. Но однажды в шест ударила молния, и Георг Рихман был убит… Бойтесь электричества: оно загадочно, капризно и очень опасно!
Но многих передовых ученых того времени не устрашила трагическая смерть Рихмана. Вслед за Ломоносовым и Рихманом принялись они исследовать электричество. Итальянец Алессандро Вольта изобрел первую электрическую батарею. Француз Андре-Мари Ампер исследовал законы электрического тока. Немец Георг Фридрих Ом разгадал тайну сопротивления проводников. Ослепительно вспыхнула электрическая дуга русского академика Василия Петрова. В неистовом пламени этой дуги англичанин Гэмфри Дэви получил новые, неизвестные металлы: натрий, калий, кальций. Датчанин Ганс Эрстед открыл магнитное действие электрического тока. Наконец, Борис Семенович Якоби, сын прусского купца, профессор архитектуры в Юрьеве, изобрел первый электродвигатель.
Так электричество перестало быть таинственной жидкостью и сделалось новым видом энергии. Из тихих лабораторий ученых эта новая энергия начала все смелее проникать в жизнь.
Сейчас электрическая энергия - наш неизменный друг и помощник в любом деле. Механическая энергия не зажжет лампу. Тепловая энергия не побежит по проводам телефона и телеграфа. А электрическая энергия может делать все. И чем больше ее у нас, тем мы богаче, сильнее, тем быстрее движемся вперед.
Но где же взять много электрической энергии? Откуда она вообще берется?
Оказывается, энергия может переходить из одного вида в другой. В тепловом двигателе тепловая энергия переходит в механическую. А если тепловой двигатель будет вращать генератор электроэнергии, механическая энергия перейдет в электрическую. Генератор можно вращать и водяным двигателем, водяной турбиной. Тогда электрическая энергия получится за счет механической энергии текущей воды.
В нашей стране работает много тепловых электростанций. Они используют тепловую энергию 4 каменного угля, торфа, сланца, природного газа. Много и гидроэлектростанций. Они используют энергию рек. С каждым годом электростанций становится все больше. Но запасы топлива в недрах земли не бесконечны. Да и не везде они есть. Запасы энергии рек тоже не бесконечны. И не везде есть подходящие реки для строительства электростанций. Что же будет с нами дальше? Может быть, человечеству угрожает нехватка энергии, энергетический голод?
Нет, этого опасаться не приходится. В природе есть еще много могучих источников энергии. Мы до сих пор не используем внутреннее тепло Земли, тепло морей. Очень мало используется огромная энергия солнечных лучей, энергия приливов и отливов. Все эти виды энергии мы еще плохо умеем преобразовывать.
А энергия атома? Она впервые вырвалась на свободу с огромной, разрушительной силой. Но гораздо труднее оказалось использовать ее в мирных целях. В нашей стране была построена первая в мире атомная электростанция. Это огромное достижение советской науки и техники. Как работает эта станция? В ее реакторе атомная энергия превращается в тепловую. Тепло кипятит воду в котле и превращается в энергию пара. Пар дает механическую энергию. Он вращает турбину. И, наконец, турбина вращает генератор электрического тока. Механическая энергия превращается в электрическую.
Путь превращений получается очень длинным. Хорошо ли это?
Есть сказка о незадачливом старике, который пошел продавать лошадь. По дороге он сменял лошадь на корову, корову - на барана, барана- на утку, утку - на курицу, курицу - на яйцо, яйцо - на иголку. При каждом обмене старик что-то терял.
Примерно то же самое получается и при переходе энергии из одного вида в другой. В атомной электростанции не все тепло реактора переходит в энергию пара. Часть теряется на нагрев реактора, труб, стенок котла, воздуха, здания электростанции.
Не вся энергия пара превращается в механическую энергию. Часть теряется на нагрев турбины, часть уходит с отработанным паром.
Не вся механическая энергия турбины превращается в электрическую. Часть теряется на нагрев генератора. При каждом обмене - потери. Так недолго и до иголки доменяться.
Около 200 лет назад в Лондоне была построена первая паровая мельница. Тогда еще не успели изобрести паровую машину. Был только паровой насос. Он накачивал воду из реки в бассейн, устроенный на холме. А из бассейна вода лилась… на колесо обыкновенной водяной мельницы.
Конечно, потери энергии получались огромные. Но преобразовать энергию пара прямо во вращение тогда еще не умели.
Пока что и атомные электростанции- только первые шаги в завоевании нового вида энергии.
Ведутся опыты по прямому превращению атомной энергии в электрическую. Созданы атомные батареи. Правда, пока что потери энергии в них получаются больше, чем на атомной электростанции. Но ведь и это - первые шаги.
Пройдут годы - мы до конца овладеем могучей энергией атома. И тогда могуществу человека не будет границ!