• Jaka jest produkcja energii elektrycznej?
• Jak wytwarzana jest energia elektryczna?
• Etapy sektora elektroenergetycznego
• Rodzaje wytwarzania energii elektrycznej
• Energia odnawialna

Wyjaśniamy, czym jest wytwarzanie energii elektrycznej, jej rodzaje i jak jest wytwarzana. Ponadto etapy sektora elektroenergetycznego.

Duża część naszego codziennego życia zależy od energii elektrycznej.

Jaka jest produkcja energii elektrycznej?

Pokolenie energia elektryczna obejmuje zestaw procesy inny, dzięki któremu można go wyprodukować Elektryczność, czyli to samo, przekształć inne formy Energia dostępny w Natura (energia chemiczna, kinetyka, termiczny, światło, jądrowyitp.) w użyteczną energię elektryczną.

Zdolność do wytwarzania energii elektrycznej jest jednym z głównych problemów ludzkość współczesny, ponieważ jego konsumpcja Od czasu odkrycia w XIX wieku stała się powszechna i znormalizowana do tego stopnia, że ​​stała się niezbędna w naszym codziennym życiu. Nasze domy, branżeOświetlenie publiczne, nawet nasze urządzenia osobiste, są uzależnione od stałego i stabilnego zasilania w energię elektryczną.

Tym samym wzrasta światowe zużycie energii. Podczas gdy w 1900 r. globalne zużycie energii wynosiło zaledwie 0,7 terawata (0,7 x 1012 W), już w 2005 r. szacowano je na około 500 eksadżuli (5 x 1020 J), co odpowiada 138 900 terawatów.

Sektor przemysłowy jest największym konsumentem ze wszystkich i dlatego świat rozwinięty (tzw. Pierwszy Świat) odpowiada za najwyższy odsetek konsumpcji. Na przykład Stany Zjednoczone zużywają 25% energii wytwarzanej na całym świecie.

Dlatego też poszukiwanie nowych i bardziej efektywnych sposobów jej pozyskania jest obszarem, w który inwestuje się ogromne zasoby naukowe i technologiczne, zwłaszcza w czasach, gdy skutki klimatyczne uprzemysłowienie i od spalenia paliwa kopalne stało się to nie tylko oczywiste, ale i niepokojące.

Jak wytwarzana jest energia elektryczna?

Do obracania turbiny generatora można używać różnych rodzajów energii.

Generalnie energia elektryczna jest wytwarzana w dużych obiektach zwanych elektrowniami lub elektrowniami, które wykorzystując różne rodzaje surowiec lub naturalne procesy „wytwarzają” energię elektryczną.

W tym celu większość elektrowni ma alternatory, które są dużymi urządzeniami generującymi prąd przemienny. Składają się z kręgu, który jest dużą, obracającą się rolką materiału przewód elektryczny ułożone w wątki i a magnes który pozostaje stały.

Obracając cewkę wewnątrz magnesu z dużą prędkością, zachodzi zjawisko zwane indukcją elektromagnetyczną: pole magnetyczne Rezultat mobilizuje elektrony materiału przewodzącego, tworząc przepływ energii, który musi być następnie „przygotowany” do rozprowadzenia przez szereg transformatorów.

Problem polega więc na tym, jak sprawić, aby cewka obracała się z dużą prędkością i stabilnie. W eksperymentach przeprowadzonych w XIX wieku z energią elektryczną wytwarzano ją poprzez pedałowanie rowerem, który oczywiście produkował tylko znikomą ilość.

W przypadku elektrowni wymagane jest coś znacznie bardziej wyrafinowanego: turbina, która jest urządzeniem wirującym zdolnym do przenoszenia energia mechaniczna do cewki, powodując jej obrót, z użyciem innej siły.

Na przykład możesz wykorzystać spadającą wodę w wodospadzie lub ciągły wiatr, lub w większości przypadków parowy rosnąca ilość dobrej ilości wrzącej wody, dla której z kolei konieczne jest wytworzenie stałej ilości ciepło, za pomocą spalanie z różnych rodzajów materiałów.

Jak zobaczymy, kompletny proces wytwarzania energii elektrycznej to nic innego jak przekształcenie energii chemicznej w energię kaloryczną (spalanie), by następnie przekształcić ją w kinetyczną i mechaniczną (poprzez uruchomienie turbiny), a później w elektromagnetyczną, czyli , , w elektryczności.

Etapy sektora elektroenergetycznego

Energia elektryczna jest rozprowadzana liniami energetycznymi.

Sektor energii elektrycznej to taki, który odpowiada za cały obieg produkcji energii elektrycznej, na przykład od jej powstania do zużycia w każdym z naszych domów. Cały cykl produkcji energii w tym sektorze obejmuje następujące etapy:

• Pokolenie. Pierwszy etap, logicznie rzecz biorąc, polega na pozyskiwaniu energii elektrycznej za pomocą dostępnych środków, w dowolnym z istniejących typów elektrowni.
• Transformacja. Po uzyskaniu energii elektrycznej jest ona zwykle poddawana procesowi przetwarzania, który przygotowuje ją do transportu wzdłuż sieci energetycznej, ponieważ energii elektrycznej, w przeciwieństwie do innych produktów i towarów, nie można przechowywać do późniejszego zużycia, ale należy ją natychmiast przesłać.

Odpowiadają za to tzw. podstacje lub zakłady transformatorowe, zlokalizowane w sąsiedztwie elektrowni, a także ośrodki transformacji w pobliżu elektrowni. populacje konsumentów, ponieważ jego misją jest modulowanie napięcia elektrycznego, aby energia elektryczna była transportowa (wysokie napięcie) i zużywalna (niskie napięcie).

• Dystrybucja. Energia elektryczna musi być wreszcie dostarczana do naszych domów lub do branż, które ją zużywają, za pośrednictwem sieci okablowania znanej jako linie energetyczne, która jest zwykle obsługiwana przez różne firmy zajmujące się dystrybucją energii i marketingiem.
• Konsumpcja. Wreszcie, każde gospodarstwo domowe lub zakład przemysłowy posiada instalację łącza, która łączy sieci dystrybucyjne z obiektami wewnętrznymi, dzięki czemu energia jest obecna wszędzie tam, gdzie jej potrzebujemy.

Rodzaje wytwarzania energii elektrycznej

Energia wiatrowa jest stosunkowo niedroga i bezpieczna do produkcji energii elektrycznej.

Wytwarzanie energii elektrycznej jest zwykle klasyfikowane według typu elektrowni, w której jest wytwarzana, lub tego samego, zgodnie z konkretną procedurą, jak wyjaśniliśmy wcześniej, aby zmobilizować turbinę do obracania cewki, która z kolei. czas generuje energię elektryczną. Mamy więc:

• Energia termoelektryczna paliwa kopalne. Elektrownie termoelektryczne to takie, które wytwarzają energię elektryczną z energii cieplnej, gotując duże ilości wody lub podobnie podgrzewając inne gazy, dzięki spalaniu różnych materiałów organiczny (Węgiel, Ropa naftowa, gazu ziemnego lub inne paliwa kopalne) w wewnętrznym kotle. W takich przypadkach rozprężający się gaz odpowiada za ruch turbiny, a następnie jest schładzany, aby móc powtórzyć cykl.
• Energia termojądrowa. Zasada działania energii termojądrowej nie różni się od termoelektrycznej, z tym wyjątkiem, że ciepło potrzebne do obracania turbin uzyskuje się poprzez różne procesy chemiczne rozszczepienie atomy ciężkie, czyli bombardujące jądra atomowe pewnych elementy, aby zmusić je do stania się innymi lżejszymi elementami i uwolnić ogromną ilość energii. W tych zakładach, znanych jako reaktory, ta sama logika bomba atomowa, ale stosowane w celach pokojowych. Wadą jest to, że wytwarza odpady radioaktywne, które są trudne w obróbce i są bardzo toksyczne.
• Energia geotermalna. Ponownie, w tym przypadku praca elektrowni jest zgodna z modelem termoelektrycznym, ale bez potrzeby stosowania paliw lub kotłów, ponieważ wykorzystywane jest ciepło wewnętrzne elektrowni. Skorupa ziemska. W tym celu wymagana jest odpowiednia lokalizacja tektoniczna, czyli obszar o aktywności tektonicznej, który umożliwia wlewanie wody w głąb ziemi i wykorzystanie powstałej pary do mobilizacji turbin elektrycznych.
• Słoneczna energia cieplna. Podobnie jak w poprzednich przypadkach, tego typu elektrownie wykorzystują światło słoneczne, skupiając i koncentrując ją za pomocą złożonego systemu luster, w celu podgrzania płynów na temperatury między 300 a 1000 ° C, a tym samym rozpocząć proces wytwarzania termoelektrycznego.
• Energia fotowoltaiczna. Ten rodzaj energii uzyskuje się również poprzez wykorzystanie światła słonecznego, ale w innym sensie: za pomocą dużych pól ogniw fotowoltaicznych, składających się z diod wrażliwych na światło słoneczne, które na swoich końcach generują niewielkie różnice potencjałów. Wymagane są do tego duże witryny panele słoneczne do wytwarzania energii elektrycznej, ale jednocześnie odbywa się to bez użycia surowców i bez zanieczyszczać za dużo środowisko.
• Energia wodna. W tym przypadku turbiny elektryczne elektrociepłowni poruszane są nie pod wpływem ciepła, ale dzięki wykorzystaniu energii mechanicznej wodospadu. Z tego powodu a topografia specyficzne dla tego, takie jak zaćma, wodospady, potężne rzeki lub zbiorniki wodne, w których można wszczepić tamy lub tamy. Poza brutalną modyfikacją tych zbiorników wodnych i ich ekosystemy własne, jest to forma czysta energia, tani i bezpieczny.
• Energia wody morskiej lub moc fal. Tak nazywa się elektrownie, które pozyskują energię elektryczną z pływów lub fal morskich, przez obiekty przybrzeżne, które za pomocą urządzeń pływających wykorzystują napór wody do mobilizacji turbin. Nie są to jednak bardzo potężne i niezbyt opłacalne sposoby pozyskiwania energii, przynajmniej na razie.
• Moc wiatru. Jeżeli w poprzednich przypadkach wykorzystywano naturalny ruch wody, w elektrowniach wiatrowych wykorzystuje się siłę wiatru, zwłaszcza w regiony w tym, że wieje nieustannie, jak strefy przybrzeżne, wielkie równiny i tym podobne. Do tego mają całe pola gigantycznych śmigieł, wrażliwych na przechodzenie wiatru, które poruszając się przekazują energię mechaniczną do turbiny elektrycznej. Jest to stosunkowo niedroga i bezpieczna forma produkcji energii elektrycznej, ale niestety mało wydajna i kosztowna pod względem zagospodarowania terenu.

Energia odnawialna

Pozyskiwanie energii elektrycznej to złożony i bardzo wymagający proces wpływ środowiska, zwłaszcza w jego tradycyjnych wariantach, takich jak paliwo kopalne. Ponadto w tych ostatnich przypadkach dostępne paliwo ma ograniczone rezerwy, ponieważ węgiel i ropa mają bardzo powolne i długotrwałe pochodzenie geologiczne, co nie pozwala nam uzupełniać zapasów planetarnych w takim samym tempie, w jakim je konsumujemy.

Z tego powodu wiele wysiłków sektora energetycznego inwestuje się w poszukiwanie możliwych źródeł odnawialnych lub w ulepszanie już istniejących, takich jak energia słoneczna, wodna i geotermalna.

Jednak wielkie nadzieje ludzkości w kwestiach energetycznych wskazują na możliwość fuzji atomowej jako bezpiecznego, niezawodnego, niezanieczyszczającego i odnawialnego źródła energii: brane są atomy wodoru, pierwiastek najobficiej występujący na świecie. wszechświat, i łączą się, aby generować ogromne ilości energii, tak jak dzieje się to w sercu gwiazdy w kosmosie.

Niestety błogość technologia jest jeszcze daleko poza naszym zasięgiem, więc ludzkość będzie musiała dołożyć większych starań, aby dostosować zużycie energii do możliwości świata, lub narazić się na całkowite jej zrujnowanie w naszym pragnieniu nieskończonej energii elektrycznej.