Типы электростанций: их преимущества и недостатки, разновидности, классификация

Мощность – ключевой параметр бытовой электростанции

Главным техническим параметром любой энергетической установки является мощность . Производители бытовых электростанций обозначают предельный уровень мощности, который достигается только в непродолжительные временные промежутки. Для подсчета реального уровня мощности необходимо дополнительно учитывать коэффициент мощности. Реальная производительность, как правило, меньше максимальной и определяется в киловаттах.

Бытовые электростанции разных типов обладают следующей мощностью:

• Бензиновые: 15-20 кВт
• Дизельные: до 3000 кВт

Генераторы с различной отдачей отличаются друг от друга по габаритам, весу, стоимости и прочим параметрам. При выборе бытовой электростанции следует рассматривать все характеристики в совокупности, включая коэффициент полезного действия, указываемый в предоставляемой документации на агрегат.

Газовые электростанции

Основные достоинства газовых электростанций:

• моторесурс газовых электростанций на 25% выше чем у бензиновых и дизельных аналогов;
• газовый генератор прост в обслуживании и установке, обладает высокой надежностью;
• более дешевый по расходным материалам;
• чистый, бездымный и менее вредный для здоровья выхлоп;
• приемлемый уровень шума.

Главным же достоинством газового генератора является то, что можно одновременно вырабатывать электроэнергию и использовать тепло, которое получается в результате работы газовой электростанции. Такое тепло можно использовать, например, для обогрева зданий и прочих нужд.

Генераторы на газу подразделяются, в зависимости от устройства силовых агрегатов, приводящих в движение генератор. Это могут быть газопоршневые двигатели, или газовые турбины.

Перед приобретением электростанции рекомендуется четко оценить запланированную нагрузку на устройство — таковой будут являться все приборы, работающие с использованием электрического тока (расчет мощности). Важны их номинальную мощность и фазность подключения. Это два основных фактора, которые будут влиять на первичный подбор нужного Вам генератора.

Выбор электростанции зависит от нескольких факторов. В первую очередь, это конечно определение типа ее двигателя, непосредственно генератора и фазности, а затем последующий подбор модели по определенным характеристикам и показателям.

Расчеты

Основными параметрами, которые учитываются при любых расчетах, являются:

• температура (глубина от 15-20 м и больше прогревается от 8 до 100 градусов в зависимости от создающихся условий);
• значение извлекаемой мощности (средний показатель – 0,05 кВт на 1 м);
• влияние климата, влажности и контакта с грунтовыми водами на теплоотдачу.

Интересное Как следует выходить из зоны химического заражения? правила поведения людей в зоне химического заражения Что весьма интересно, полностью сухие породы отдают не более 25 Вт с 1 м, а если есть грунтовые воды, этот показатель вырастает до 100-110 Вт. Нельзя забывать, что стандартным временем работы теплового насоса является 1800 часов за год. Если превысить этот показатель, система не станет более эффективной, зато износ ее стремительно вырастет. Что гораздо хуже, чрезмерная эксплуатация теплового ресурса недр приводит к их остыванию и даже к промерзанию пород на рабочей глубине. Вслед за этим может проседать грунт, иногда повреждаются рабочие трубы и надземные сооружения.

Недостатки ТЭС

• Нарушение экологического равновесия и загрязнение атмосферы в процессе выброса в неё дыма и копоти, сернистых и азотистых соединений в большом количестве. Деятельность ТЭС способна спровоцировать явление «парникового эффекта» и прохождение кислотных дождей. Кроме того, создание и передача электроэнергии приводят к электромагнитному загрязнению окружающей среды.
• В связи с добычей для эксплуатирования и функционирования ТЭС большого количества угля возникает нужда в шахтах, при создании которых происходит нарушение естественного природного рельефа.
• Нарушение теплового баланса водоёмов, который происходит в процессе сброса ТЭС охлаждающей воды, что приводит к повышению температурных показателей.
• Вместе с загрязняющими атмосферу газами ТЭС производит выброс некоторых веществ, принадлежащих к группе радиоактивных, содержание которых в большей или меньшей степени прослеживается в топливе.
• В ходе эксплуатации ТЭС используются те природные ресурсы, естественное возобновление которых невозможно, поэтому количество этих ресурсов постепенно уменьшается.
• Наличие сравнительно низкой экономичности.
• ТЭС сложно справляются с необходимостью принимать участие в покрытии переменной части суточного графика электрической нагрузки.
• Способность ТЭС работать на привозном топливе содержит в себе проблему, связанную с точной организацией процесса поставки топливных ресурсов.
• Работа ТЭС влечёт за собой более высокие расходы по их обслуживанию по сравнению с ГЭС.

Атомные электростанции

На третьем месте по количеству производимой электроэнергии находятся атомные электростанции. В России их доля в энергетике составляет чуть выше 10%. В США этот показатель равен 20%, в Германии – более 30%, во Франции – свыше 75%. Сокращение программ в области атомной энергетики произошло вследствие аварии на Чернобыльской АЭС.

Рассматривая виды электростанций в России, следует отметить, что наиболее известными АЭС считаются Ленинградская, Курская, Смоленская, Нововоронежская, Белоярская и другие. Новым направлением является создание АТЭЦ – атомных теплоэлектроцентралей, вырабатывающих электрическую и тепловую энергию. Подобный объект построен на Чукотке в поселке Билибино. Еще одно направление – строительство АСТ – атомных станций теплоснабжения, предназначенных для производства тепла. Такие установки успешно функционируют в Нижнем Новгороде и Воронеже.

Основные плюсы АЭС заключаются в следующем:

• Возможность строительства в любых районах, без привязки к энергетическим ресурсам. Транспортировка атомного топлива не отнимает много средств, поскольку 1 кг урана эквивалентен 2500 т угля.
• При отсутствии нарушений эксплуатации, АЭС являются самыми экологичными установками. Выбросы в атмосферу минимальны, кислород не поглощается, отсутствует парниковый эффект.

Рассматривая вопрос как работает АЭС, нужно в первую очередь остановиться на тяжелых последствиях в случае аварий. Кроме того, серьезные проблемы возникают с радиоактивными отходами в процессе их захоронения. Водоемы, используемые для технических целей АЭС, подвержены тепловому загрязнению.

Братская ГЭС

Крупнейшие электростанции России располагаются на реке Ангаре. Братская ГЭС входит в состав Ангарского каскада ГЭС, являясь лидером по производству электроэнергии во всей Евразии. Решение о возведении станции было принято в 1954 году, а запуск в эксплуатацию состоялся в 1967 году. Уникальные объемы и стабильные водные ресурсы Байкала и Братского водохранилища сказались в том, что данная ГЭС стала играть важную роль для экономического развития страны.

На сегодняшний день Братская ГЭС состоит из 18 агрегатов, а производимая здесь энергия широко используется в различных производствах. Станция состоит из нескольких цехов, за которыми постоянно наблюдает персонал в 300 человек. Так как по Ангаре нет сквозного судоходства, то и гидроузел не имеет судопропускных сооружений. Установленная мощность Братской гидроэлектростанции – 4500 МВт.

Виды деятельности в электроэнергетике

Электрические компании занимаются бесперебойной доставкой электричества каждому потребителю. В энергетической сфере уровень занятости превышает этот показатель некоторых ведущих отраслей народного хозяйства государства.

Оперативно-диспетчерское управление

ОДУ играет важнейшую роль в перераспределении энергопотоков в обстановке изменяющегося уровня потребления. Диспетчерские службы направлены на то, чтобы передавать электрический ток от производителя потребителю в безаварийном режиме. В случае каких-либо аварий или сбоев в линиях электропередач ОДУ выполняют обязанности оперативного штаба по быстрому устранению этих недостатков.

Энергосбыт

В тарифах на оплату за потребление электричества включены расходы на прибыль энергокомпаний. За правильностью и своевременностью оплаты за потреблённые услуги следит служба – Энергосбыт. От неё зависит финансовое обеспечение всей энергосистемы страны. К неплательщикам применяются штрафные санкции, вплоть до отключения электроснабжения потребителя.

Энергосистема – кровеносная система единого организма государства. Производство электроэнергии является стратегической сферой безопасности существования и развития экономики страны.

Краткая характеристика ТЭС

Принципиальная схема предполагает передачу тепла от теплоносителя на турбину, в результате чего тепловая энергия превращается в электрическую форму. Такие виды электростанций предусматривают наличие системы охлаждения отработанного теплоносителя, чтобы можно было установить температурный показатель, необходимый для осуществления повторного цикла. Для этого тепло отработанного теплоносителя применяется для нагрева воды в домах населенного пункта, располагающегося вблизи ТЭС.

Основным оборудованием таких станций является котел-парогенератор, конденсатор цикла, генератор, циркуляционный насос, турбина. Основные виды электростанций превращают механическую энергию в электрическую, подавая часть пара в централизованные тепловые магистрали.

Влияние отрасли на окружающую среду

Каждый тип электростанций оказывает на окружающую среду разное воздействие. Больше всего вреда наносят ТЭС. В результате использования топлива в качестве ресурса в атмосферу выбрасываются небольшие элементы золы. Чтобы уменьшить выбросы вредных частичек, начали производить фильтры с высоким  уровнем очистки (95-99%). Но полноценно этим решить проблему не удалось. На многих станциях, работающих на угле, фильтры находятся в плохом состоянии и выполняют свои функции всего на 80%.

Для строительства ГЭС требуется затопление больших территорий – создание водохранилищ. Большая часть такого водного объекта – мелководье. Вода в них сильно прогревается, создаются условия для размножения и роста водорослей. Требуется регулярная чистка воды, что приводит к затоплению еще больших площадей. Берега часто обваливаются, поэтому вблизи водохранилищ местность заболачивается.

Самый большой вред от АЭС приносит его горючее, поэтому для безопасности важно его надежно изолировать. Чтобы решить задачу, топливо распределяется по брикетам

Их изготавливают из материалов, которые задерживают долю продуктов деления радиоактивных веществ. Такие брикеты помещают в тепловыделяющие отделения из сплава циркония. Если происходит утечка радиоактивных элементов, они попадут в охлаждающий реактор, способный выдержать высокое давление.

Чтобы уменьшить негативное влияние электроэнергетики на окружающую среду, разрабатывается комплекс мер:

• Усовершенствование очистного оборудования.
• С целью уменьшения количества поступления в атмосферу соединений серы, ее будут извлекать из топлива до начала горения различными методиками.
• Введение новых технологий, базирующихся на использовании автоматизированного компьютерного оборудования.
• Активное использование альтернативных источников энергии, которые практически безопасны для окружающей среды.

Традиционные типы электростанций

Классификация комплексов по добыче энергии производится по самым разным признакам. Определяющим фактором выступают источники электроэнергии и принцип работы.

Различают следующие виды электростанций.

• Атомные – система базируется на реакции деления и синтеза. Последние существуют только в проекте.
• Газовые – используют природное топливо. Разделяются на электростанции, работающие на газе из месторождений и на рудничном, болотном газе.
• Жидкотопливные – дизельные или бензиновые. Такие станции носят локальный характер.
• Твердотопливные – угольные и торфяные.
• Гидроэлектростанции – используют работу водяного потока в самых разных вариантах. Сегодня существуют комплексы, использующие силу прилива и отлива, эксплуатирующие морские течения, русловые и прочие варианты.

Выделяют станции нетрадиционные: ветровые, гелиостанции.

Тепловые

Водяной пар является теплоносителем. В нагретом состоянии он сам становится источником энергии. По сути, это усовершенствованная паровая машина.

Различают ТЭЦ и ТЭС. ТЭС рассчитана на получение только электроэнергии. ТЭЦ, помимо генерирования тока, подает горячую воду. Принцип работы обоих комплексов почти одинаков.

В топку подают одновременно топливо и разогретый воздух в качестве окислителя. Чаще всего для теплоэлектростанций берут уголь. Однако торфяные могут работать и на брикетах. Топливо измельчено до состояния пыли, чтобы обеспечить максимально полное сгорание. Тепло от сгорания нагревает воду, превращая ее в пар. Последняя подается на паровую турбину. Водяной пар заставляет вращаться ротор генератора и преобразует энергию тепла в электричество.

Пар попадает к конденсатору, где вновь превращается в воду. Насосом воду перекачивают в реактивные нагреватели, затем в деаэратор. Здесь вода освобождается от газов, поскольку они провоцируют коррозию оборудования и вновь подается в котел.

Плюсы и минусы ТЭС

Простота конструкции
Дешевое топливо
Небольшая площадь
Низкая стоимость электроэнергии

Загрязнение атмосферы продуктами сгорания угля
Дорогое обслуживание
Невысокая производительность

Атомные

Опыты по использованию атомной энергии при работе генераторов проводились с 1948 года. Первая в мире АЭС была построена в СССР под руководством академика Курчатова.

Так же как тепловые, атомные делят на АЭС – вырабатывающие только электроэнергию, и АТЭЦ – подающие горячую воду. Схема работы не слишком отличается от тепловой станции, так как в конечном итоге двигающей силой здесь выступает пар. Но источником нагрева является ядерный реактор.

В результате протекания ядерной реакции в реакторе выделяется тепло. Оно передается теплоносителю первого контура. Жидкость уходит на теплообменник – парогенератор, где нагревает до кипения теплоноситель во втором контуре. Отсюда пар подается на турбину, при вращении которой и вырабатывается электрический ток. Затем пар охлаждается, в конденсаторе дегазируется и подается вновь во второй контур. Оба контуры замкнуты.

Плюсы и минусы АЭС

Независимость от источников топлива из-за небольшого объема материала, необходимого для работы
Отсутствуют вредные выбросы
Высокая производительность
Обеспечение электроэнергией крупных регионов

Нужен большой объем воды для охлаждения конденсаторов
Тяжелые и опасные последствия аварии

Сложность представляет и утилизация отработанного ядерного топлива.

Гидроэлектростанции

Такой комплекс использует в качестве движущей силы естественные природные явления: приливы и отливы, течение рек, силу падающего потока и прочее. Топливо для работы станций не нужно, что делает стоимость полученного таким образом электричества минимальной.

Создают или находят водяной поток нужной мощности – водопад, морское течение. Чаще перепад давлений создают искусственно, сооружая плотину. Сдерживаемая перед плотиной вода при выпуске вырывается с большим напором и приводит в действие лопасти гидротурбин. Они и превращают энергию движения воды в электричество.

Плюсы и минусы ГЭС

Стоимость тока в 2 раза ниже, чем на ТЭС
Турбины могут работать на любой мощности
Набирает мощность от 30 секунд до 2 минут
Течение реки — возобновляемый ресурс
Крупные станции сильно удалены от пользователей
Постройка плотины и эксплуатация ГЭС нормализуют климат

Высокая стоимость строительства
Вредное влияние на водохозяйственные объекты
Необходимость затопления больших территорий при стройке

Самые крупные ПЭС в мире

Одной из наиболее известных приливных электростанций считается установка, которая построена во Франции, возле города Сен-Мало в устье реки Ранс (рис. 1). В течение длительного времени она удерживала первенство по всем основным показателям, и лишь сравнительно недавно ее обогнала южнокорейская установка.

Место под строительство было выбрано не случайно. В устье реки приливы очень часто достигали 8 метров, а максимальная отметка составила более 13 метров. Объект строился в 1963-1966 годах, а стоимость работ достигла показателя в 150 млн долларов.

Величина установленной мощности находится в пределах 240 мВт. На станции задействовано 24 турбины, работающие примерно 2200 часов в течение года. Себестоимость электроэнергии, произведенной на этой ПЭС, примерно в 1,5 раза меньше, чем на французских АЭС. Основным конструктивным элементом является плотина протяженностью 800 метров. Кроме того, она выполняет функции моста с проложенной высокоскоростной трассой.

Единственная приливная электростанция в России – Кислогубская (рис. 2). Она расположена на побережье Баренцева моря в наиболее узком месте Кислой Губы, неподалеку от населенного пункта Ура-Губа Мурманской области. Данная установка считается экспериментальной, ее первоначальная мощность составляла 0,4 МВт, в настоящее время – 1,7 МВт. Взята на государственный учет в качестве памятника науки и техники. Конструкция включает две части: старую, построенную в 1968 году и новую, возведенную в 2006 году.

Газотурбинная электростанция (ГТЭС)

Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС)

Ветряные электростанции

Волновая электростанция (ВЭС)

Геотермальные электростанции (ГТЭС)

Самые мощные электростанции в мире

Существующие приливные электростанции

В строительстве приливных электростанций выделяется несколько периодов:

1. Появление первых двух ПЭС в 1960-х.
2. Дополнение еще двумя ПЭС в 1980-х.
3. Массовое (относительно предыдущих периодов) строительство, начиная с конца 2000-х.

Первая станция такого типа «Ля Ранс» была построена во Франции в 1966 году, спустя 2 года была открыта ПЭС в СССР.

В России

В 1968 году в СССР была введена в эксплуатацию Кислогубская приливная электростанция. С тех пор она единственная среди действующих ПЭС в России. Расположена она на Кислой губе в Мурманской области на берегу Баренцева моря. Вырабатываемая мощность Кислогубской ПЭС составляет всего 1,7 МВт, что в десятки раз ниже обычной тепловой электростанции. Это связано с низкой высотой приливов, которая составляет примерно 5 метров. С момента открытия станция используется в качестве экспериментальной базы по исследованиям в сфере извлечения энергии из приливной силы.

На основании опыта эксплуатации и действующих разработок в России запланированы новые приливные электростанции. Некоторые проекты разработали еще в советское время, другие – недавно в российское.

Список запланированных ПЭС в России:

• Северная (Мурманская область, недалеко от Кислогубской), мощность 12 МВт;
• Мезенская (Архангельская область), 8-24 ГВт;
• Пенжинская (Магаданская область, Камчатский край), 87-120 ГВт;
• Тугурская (Хабаровский край), 3,6 ГВт.

По планам новые российские ПЭС должны были бы вырабатывать в тысячи раз больше электроэнергии, но в итоге проекты не реализовались.

В мире

Современными лидерами в открытии и строительстве новых приливных электростанций являются две страны: Великобритания и Республика Корея. До 2011 года первая в мире построенная ПЭС была одновременно и самой мощной – это французская «Ля Ранс». Ее мощность составляет 240 МВт, но в 2011 году в Корее открыли станцию мощностью 254 МВт – Сихвинскую ПЭС. Это динамическая приливная электростанция, растянувшаяся более чем на 12 километров вдоль берега. На стадии строительства в Корее еще 2 более мощные станции: на 800-1300 МВт, 520 МВт. В Великобритании планируется открытие 2 станций: на 400 МВт и 8,6 ГВт.

В остальных странах мира ПЭС имеют экспериментальный характер и вырабатывают минимум энергии. Среди таких стран: Канада (20 МВт), Китай (3,2 МВт), Нидерланды (1,2 МВт), Индия (план на 50 МВт), Норвегия (на несколько лет открывалась станция на 0,3 МВт

Газовые электростанции

Основные достоинства газовых электростанций:

• моторесурс газовых электростанций на 25% выше чем у бензиновых и дизельных аналогов;
• газовый генератор прост в обслуживании и установке, обладает высокой надежностью;
• более дешевый по расходным материалам;
• чистый, бездымный и менее вредный для здоровья выхлоп;
• приемлемый уровень шума.

Основное назначение: использование газовой электростанции, как источник резервного или основного электропитания на неопределенный временной интервал (в случае подключения к газопроводу). Главным же достоинством газового генератора является то, что можно одновременно вырабатывать электроэнергию и использовать тепло, которое получается в результате работы газовой электростанции. Такое тепло можно использовать, например, для обогрева зданий и прочих нужд.

Генераторы на газу подразделяются, в зависимости от устройства силовых агрегатов, приводящих в движение генератор. Это могут быть газопоршневые двигатели, или газовые турбины.

Перед приобретением электростанции рекомендуется четко оценить запланированную нагрузку на устройство — таковой будут являться все приборы, работающие с использованием электрического тока (расчет мощности). Важны их номинальную мощность и фазность подключения. Это два основных фактора, которые будут влиять на первичный подбор нужного Вам генератора.

Выбор электростанции зависит от нескольких факторов. В первую очередь, это конечно определение типа ее двигателя, непосредственно генератора и фазности, а затем последующий подбор модели по определенным характеристикам и показателям.

Характеристика промышленных электростанций

Промышленными называются энергоустановки, включенные в состав производственных предприятий. Их основное предназначение заключается в энергоснабжении соответствующих предприятий и прилегающих территорий. К принципиальным особенностям промышленных станций относятся:

По виду производимой энергии промышленные станции подразделяются на следующие группы:

• Вырабатывающие только электрическую энергию
• Снабжающие потребителей электро- и тепловой энергией
• Дополнительно снабжающие потребителей сжатым воздухом

В зависимости от типа установленного двигателя, выделяют электростанции с паровыми или газовыми турбинами, двигателями внутреннего сгорания, локомобилями.

Помимо мощности и типа станции, существует ряд других параметров и характеристик. От фазности станции зависит возможность подключения отдельных приборов-потребителей. Существуют однофазные и трехфазные автономные энергоустановки. В трехфазной установке мощность распределяется равномерно между всеми фазами.

Не менее важной характеристикой является частота вырабатываемого установкой тока. В соответствии со стандартами этот показатель составляет 50 Гц в России

В других странах, включая Японию, Канаду и Соединенные Штаты, данный параметр может достигать 60 Гц. Максимальная сила вырабатываемого тока энергетических установок определяется в амперах. Не допускается подключать к энергоустановке нагрузку, ампераж потребления которой превышает предельную возможность передачи тока агрегатом.

Учитывая все характеристики электростанций, удастся обеспечить их максимальную производительность и стабильную работу на протяжении долгого времени. В зависимости от наличия или отсутствия конкретных технических характеристик необходимо регулировать нагрузку на станцию.

Топливно-знергетический комплекс ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА Учитель географии Головко О.Н 2011-2012 уч. год

Цели урока: Показать значение, роль и состав электроэнергетики России Сформировать представление об основных типах электростанций и их размещении Выявить проблемы электроэнергетики Развивать умение работать с различными источниками географической информации.

Практическое задание: Пользуясь текстом учебника и картами атласа, дайте характеристику ТЭС, ГЭС и АЭС по плану: Доля от общего объема электроэнергии, производимой в стране Недостатки ЭС Достоинства Факторы размещения Крупнейшие электростанции (показать на карте)

Информацию оформить в виде таблицы Тип ЭС Доля % Достоинства Недостатки Факторы размещения Крупнейшие ЭС

Теплоэлектростанции (ТЭС) Сургутская ТЭС

Таблица: Тип ЭС Доля % Достоинства Недостатки Факторы размещения Крупнейшие ЭС ТЭС 65 Стоимость и время строительства невелики, используются разные виды топлива, дешевый вид электроэнергии Использование исчерпаемых ресурсов, сильное загрязнение окружающей среды (воздух, почва) Топливный Потребления (вблизи газопроводов) Сургутская

Гидроэлектростанции (ГЭС) Красноярская ГЭС

Определите районы с наибольшими запасами гидроэнергии В каких районах затраты на производство минимальны? В каких районах наиболее перспективно строительство ГЭС?

Таблица: Тип ЭС Доля % Достоинства Недостатки Факторы размещения Крупнейшие ЭС ГЭС 19 Не загрязняет атмосферу, используются возобновимые ресурсы, самый дешевый вид электроэнергии Строительство долго и дорого, водохранилища затапливают с/хоз. угодья, изменяют микроклимат территорий, гидрологический режим, «мертвая вода» На реках с большим падением, в малообжитых, горных районах Саяно-Шушенская, Краснояр-ская

Атомные электростанции (АЭС) Билибинская АЭС

Таблица: Тип ЭС Доля % Достоинства Недостатки Факторы размещения Крупнейшие ЭС АЭС 16 Экономичность Опасность радиоактивного загрязнения при авариях, проблема захоронения ядерных отходов Отсутствие других источников энергии, потребительский Курская, Смоленская, Тверская, Кольская, Нововоронежская, Билибинская

Почему человечество ищет нетрадиционные источники энергии?

Приливные электростанции (ПЭС) Кислогубская ПЭС Кислогубская ПЭС

Геотермальные электростанции (ГеоЭС) Мутновская ГеоЭС

Мутновская ГеоЭС

Выводы: Электроэнергетика использует природные ресурсы, как исчерпаемые так и неисчерпаемые. Электроэнергетика является загрязнителем окружающей среды Для уменьшения нагрузки на природу необходимо бережное и экономное расходование электроэнергии, а также более широкое применение нетрадиционных источников: энергии солнца, ветра, приливов и отливов.

Источники информации: В.И. Дронов, В.Я. Ром. География. Россия. Население и хозяйство. Учебник для 9 класса

Энергетика в России

Основные виды электростанций в нашей стране: тепловые, атомные, гидроэлектростанции. Больше половины энергии вырабатывают ТЭС. Они строятся в тех районах, где осуществляется добыча топлива, либо на местности с потреблением энергии. ГЭС целесообразно строить на горных полноводных реках, поэтому такие станции появились на Ангаре, Енисее.

Эти виды электростанций в России есть и на Волге. На долю ГЭС приходится около 67% вырабатываемой в стране электрической энергии.

Разные виды атомных электростанций в России располагаются в западной части страны, где наблюдается повышенное потребление энергии.

Последствия проживания вблизи ТЭЦ

В современном обществе остро ощущается нехватка электрической энергии, для производства которой предназначены тепловые электростанции. Но необходимо учитывать, что подобные сооружения – не самое лучшее соседство для людей в плане состояния здоровья.

Процесс выработки энергии сопровождается выделением в окружающую среду следующих газов и веществ, опасных для здоровья человека:

• углекислого газа – создающего парниковый эффект и снижающего содержание кислорода в воздухе;
• угарного газа – частой причины летальных исходов при пожарах;
• оксида серы – раздражающего слизистую дыхательных путей и вызывающего опасность заболевания органов дыхания;
• бензапирена – сильного канцерогена, вызывающего развитие онкологических заболеваний;
• оксида азота – токсина, угнетающего дыхание.

Кроме газообразных выбросов, вредные вещества сбрасываются в водоёмы в жидком виде, в процессе чего не всегда применяются достаточные меры для очистки сбросов.

Также в воздух попадают твёрдые частицы следующих компонентов:

• угольной пыли,
• сажи,
• зольных соединений.

Эти вещества негативно влияют на работу органов дыхания и загрязняют окружающую среду.

Дополнительную опасность представляет радиоактивное топливо, используемое в процессе выработки электроэнергии.

Новые технологии сжигания угля

КПД современных ТЭЦ ограничен 34 %. Абсолютное большинство тепловых электростанций до сих пор работают на угле, что объясняется весьма просто — запасы угля на Земле по-прежнему громадны, поэтому доля ТЭС в общем объеме выработанной электроэнергии составляет около 25 %.

Процесс сжигания угля многие десятилетия остается практически неизменным. Однако и сюда пришли новые технологии.

Чистое сжигание угля (Clean Coal)

Особенность данного метода состоит в том, что вместо воздуха в качестве окислителя при сжигании угольной пыли используется выделенный из воздуха чистый кислород. В результате, из дымовых газов удаляется вредная примесь – NОx. Остальные вредные примеси отфильтровываются в процессе нескольких ступеней очистки. Оставшийся на выходе СО2 закачивается в емкости под большим давлением и подлежит захоронению на глубине до 1 км.

Метод «oxyfuel capture»

Здесь также при сжигании угля в качестве окислителя используется чистый кислород. Только в отличие от предыдущего метода в момент сгорания образуется пар, приводящий турбину во вращение. Затем из дымовых газов удаляются зола и оксиды серы, производится охлаждение и конденсация. Оставшийся углекислый газ под давлением 70 атмосфер переводится в жидкое состояние и помещается под землю.

Метод «pre-combustion»

Уголь сжигается в «обычном» режиме – в котле в смеси с воздухом. После этого удаляется зола и SO2 – оксид серы. Далее происходит удаление СО2 с помощью специального жидкого абсорбента, после чего он утилизируется путем захоронения.

Виды электростанций

По способу получения энергии электростанции делятся на:

• атомные. Энергия производится ядерными реакторами и рядом специализированных установок и систем;
• тепловые. Основным является внешнее топливо, которое при горении создает энергию для оборачивания вала генератора;
• гидроэлектростанции. В качестве главной «силы» выступает естественная энергия рек, на которых устанавливаются плотины;
• ветроэлектростанции. Зависят от воздушных масс;
• геотермальные. Их питают подводные тепловые источники;
• солнечные. Поглощают и преобразуют солнечную энергию.

По назначению электростанции делятся на следующие виды:

• силовые. Необходимы для электроснабжения крупных потребителей, таких как города и заводы;
• зарядные. Используются для заряда различных аккумуляторов и батарей, оснащаются зарядными устройствами, а также в составе электростанции обязательно имеется электропривод постоянного тока;
• осветительные. Оснащаются комплектном прожекторов и светильников, предназначены для освещения хозяйственных объектов и строительных площадок;
• специальные. Используются при проведении сварочных и иных типов работ.

Также электростанции подразделяются:

• на переменные и постоянные (по роду тока);
• на дизельные и бензиновые (по типу двигателя);
• на больше-, средне- и маломощные (по мощности);
• на низкого и высокого напряжения (по напряжению).