1. Понятие и особенности антропогенной энергетики.

Антропогенная энергетика — совокупности технологий и средств извлечения и преобразования энергии, созданной человеком сначала для защиты от окружающей среды, а затем и для ее приспособления к своим нуждам. Ныне антропогенная энергетика развилась в крупную сферу человеческой деятельности, где занято не менее 10 % работающего населения Земли. Современное энергетическое хозяйство включает всю совокупность предприятий, установок и сооружений, а также связывающих их хозяйственных отношений, которые обеспечивают функционирование и развитие добычи (производства) энергоресурсов и всех цепочек их преобразования до конечных установок потребителей включительно.

2. Основные виды энергии и составляющие энергетического хозяйства.

В зависимости от стадии преобразования различаются:

• первичная энергия — энергетические ресурсы, извлекаемые из окружающей среды: минеральное и растительное органическое топливо, механическая энергия воды и ветра, лучевая энергия Солнца, тепло недр Земли, руды делящихся материалов и др.;

• подведенная энергия — энергоносители, получаемые потребителями: разные виды жидкого, твердого и газообразного топлива, электро­энергия, пар и горячая вода, разные носители механической энергии, де­лящиеся материалы и др.;

• конечная энергия — форма энергии, непосредственно применяемая в производственных, транспортных или бытовых процессах потребителей: электронная, механическая, световая, тепло разных потенциалов, химическая, звуковая, радиационная и др.

Опираясь на введенные понятия, полезно выделить следующие составляющие энергетического хозяйства:

• топливно-энергетический комплекс (ТЭК) — часть энергетического хозяйства от добычи (производства) энергетических ресурсов до получения энергоносителей потребителями;

• электроэнергетика — часть ТЭК, обеспечивающая производство и распределение электроэнергии и тепла;

• централизованное теплоснабжение — часть ТЭК, обеспечивающая производство и распределение пара и горячей воды от источников общего пользования;

• теплофикация — часть электроэнергетики и централизованного теплоснабжения, обеспечивающая комбинированное производство элек-троэнергии, пара и горячей воды на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) и магистральный транспорт тепла.

3. Роль электроэнергетики в ТЭК

На современном этапе антропогенная энергетика лишь наполовину работает на производственные нужды общества, а другая его половина по-прежнему обеспечивает защиту человека от окружающей среды, его личные транспортные нужды и приготовление пищи. Важно, что эти пропорции отнюдь не вызваны холодным кли­матом России, поскольку наши повышенные расходы энергии на отопление в конце XX в. уже вполне сопоставимы с затратами энергии на кондиционирование воздуха в жарких странах.

---

Переходя к характеристике роли электроэнергетики в ТЭК, нужно прежде всего констатировать, что только 15 % конечной энергии используется потребителями в виде электроэнергии. Еще меньше роль электроэнергетики в транспорте и распределении энергоресурсов: как видно из табл. 2.1, электронный транспорт обеспечивает в пересчете на топливный эквивалент только 1,5 % общего грузообо­рота энергоресурсов и в перспективе даже при сооружении магистральных линий электропередачи (ЛЭП), в том числе постоянного тока из Сибири в европейскую часть страны, его доля не превысит 2 %. Основные транспортные потоки обслуживают газо-, нефте- и продуктопроводы, кроме того, около 15 % в настоящее время и до 20 % в перспективе приходится на железнодорожные перевозки угля.

В отличие от этого, во внутреннем потреблении первичных энергоресурсов доля электроэнергетики существенно выросла по сравнению с началом 80-х годов и составила в 2000 г. почти 41 %, в том числе 29 % собственно на выработку электроэнергии и 12 % на отпуск пара и горячей воды от ТЭЦ. К 2020 г. электроэнергетика будет расходовать почти 45 % общего потребления первичных энергоресурсов в России, причем на выработку электроэнергии будет приходиться до 32 %.

4)Особенности века электричества. Применение электроэнергии и ее использование в промышленности (электропривод, освещение и прочее)

И все же веком электричества стал не славный своими открытиями XIX, а именно XX век, особенно его первая половина. Но обусловлено это не экспоненциальным ростом генерирующих мощностей и выработки электроэнергии, не увеличением протяженности все более плотно покрывающих планету линий электропередачи и уже тем более не ростом вклада электроэнергетики в валовой выпуск промышленности или внутренний продукт. Все это имело место, но «электрический прорыв» произошел не столько в производственной сфере электроэнергетики (хотя ее создание с полным правом считается гордостью человечества), сколько у потребителей электроэнергии при ее использовании в производственных, транспортных и бытовых процессах.

Первостепенную роль сыграла замена водяных и паровых машин с их сложнейшими системами механического привода (ременные, зубчатые передачи и т.п.) всевозможных станков и рабочих орудий на компактный индивидуальный электропривод, не имеющий практических ограничений по мощности (как сверху, так и снизу) и почти идеально регулируемый по основным режимным параметрам — мощности, скорости и т.д. Массовое применение электропривода всего за одно-два десятилетия перевернуло технологии практически всей производственной сферы, открыло возможности поточного производства, полностью изменило компоновку и экологию промышленных предприятий. Электропривод создал новые возможности на транспорте, сделав экологически приемлемыми массовые внутригородские (трамвай, метро) и пригородные (электрички) перевозки. Электропривод вызвал также огромные преобразования быта людей: создание скоростных лифтов позволило строить высокие здания и со временем полностью изменило планировку городов, а распространение невозможных без него домашних холодильников, стиральных машин и другой бытовой техники сделало малую социальную революцию, высвобождая все больше свободного времени более широким слоям населения.

---

Не меньшую социальную роль сыграло электроосвещение. Его повсеместное применение почти удвоило суточную норму активной деятельности человека, увеличило время для образования, культуры и развлечений без ущерба для здоровья (особенно зрения) людей.

Но электропривод, освещение, электроотопление, электроплавка и сварка металлов — это всего лишь применение электроэнергии в традиционных энергетических процессах. Подлинные же прорывы дало использование особых физических свойств новой формы энергии. Без них было бы невозможно развитие радио и телефонной связи, появление телевидения, электролиза металлов и, наконец, создание электронных вычислительных машин и всего разнообразия систем управления и информационных технологий. А это алюминиевая промышленность, автомобили и авиация, ядерные и космические технологии, современное машино- и приборостроение и многое другое, без чего нельзя представить себе цивилизацию XX в.

Как это ни странно звучит, но применение электроэнергии благотворно сказалось на экологической обстановке. Отнесение загрязняющих окружающую среду электростанций на десятки и сотни километров от экологически чистых процессов использования электроэнергии вывело основную часть хозяйственной деятельности и быта людей из-под прямого воздействия тех выбросов, которые неизбежны при сжигании органического топлива. Кроме того, замена мелких тепловых двигателей и котельных крупными электростанциями уже в силу одной только концентрации производства резко повысило их КПД, уменьшая при прочих равных условиях количество сжигаемого топлива. Наконец, очистка дымовых газов и другие природоохранные меры на крупном объекте многократно эффективнее и дешевле, чем на тысячах заменяющих его мелких загрязнителях окружающей среды. Трудно даже вообразить, как выглядела бы атмосфера современных (или модифицированных) мегаполисов, если бы их сегодняшние энергетические нужды пришлось обеспечивать, не применяя электроэнергию. Во всяком случае, отошедший в прошлое печально известный лондонский смог показался бы обитателям этих газовых камер небесным эфиром.

5)Значимость развития электростанции хозяйства страны.

Несмотря на официозный лозунг «электрификации народного хозяйства» Россия (СССР) на протяжении всего XX в. заметно отставала по использованию электроэнергии от наиболее развитых стран. Но если, например, в 80-е годы промышленность СССР расходовала почти столько же электроэнергии, как и в США (что при гораздо меньшем выпуске продукции демонстрировало не столько успехи электрификации, сколько низкую эффективность использования энергии), то в бытовой сфере отставание было многократным. Правда, в значительной мере это объяснялось массовым применением электроэнергии для кондиционирования воздуха — недаром в США считается, что только появление кондиционеров сделало возможным процветание южных районов страны.

---

Поэтому реальная электрификация производственных процессов, сферы услуг и быта людей остается для России одной из самых социально значимых и экономически приоритетных задач. Но основной вклад электроэнергии в модернизацию производства должен смещаться с применения электродвигателей, «лампочки Ильича» в сферу использования ее уникальных физических свойств: развитие электроники, глобальных и локальных сис­тем связи, применение ЭВМ и всевозможных систем управления, т.е. главным образом в сферу информационных технологий. Иными словами, в новых условиях углубление электрификации неразрывно связано с развитием высоких технологий постиндустриального общества и становится необходимым условием их массового применения. Переключение с традиционных на новые области применения электроэнергии становится в наступившем веке повсеместно главным средством позитивного воздействия электро­энергетики на социально-экономическое развитие. Особое значение это имеет для России, где преодоление низкой эффективности использования электроэнергии в традиционных областях позволит интенсивно развивать их при умеренном увеличении расхода электроэнергии, а основной ее прирост должен обусловливаться развитием высоких технологий так называемой новой экономики. Только при такой перестройке сферы использования электроэнергии будет обеспечен наибольший положительный вклад электроэнергетики в возрождение России.

Вместе с тем, производственная сфера электроэнергетики представляет собой значимую часть экономики России, функционирование и развитие которой оказывает существенное влияние на темпы и пропорции экономического роста. Поэтому интегральный вклад электроэнергетики в социально-экономическое развитие страны необходимо рассматривать в контексте общей энергетической политики, как она определена в Энергетической стратегии Российской Федерации.

6)Первые практические применения электроустановок (конец 19 века)

От первых опытов по электричеству до начала его широкого практического применения в 70—80-х годах XIX в. прошло более 300 лет.

Первые электрические установки были постоянного тока и применялись в телеграфии, освещении, гальванотехнике и минном деле. Они использовали электрохимические источники (например, медно-цинковые батареи) и имели значительные ограничения по мощности.

С разработкой электромашинных источников (генераторов) появились первые электростанции (блок-станции) для питания, в основном, электрического освещения, а также дополнительно — вентиляторов, насосов и подъемников.

Генераторы этих электростанций приводились во вращение поршневыми паровыми машинами, радиус электроснабжения — до 1—1,5 км на постоянном токе. Выдержав конкуренцию с газовыми компаниями, эти станции быстро развивались (в первую очередь, в крупных городах — Париже, Нью-Йорке, Петербурге и др.).

---

В 90-х годах XIX в. с разработкой трехфазного синхронного генератора, трансформаторов и асинхронного двигателя начался переход на трехфазный переменный ток.

Первый опыт (1891 г.): электропередача Лауфен—Франкфурт (протяженность 170 км, напряжение 15 кВ, передаваемая мощность 220 кВт).

В конце XIX в. напряжение электропередач достигло 150 кВ. Электроэнергия быстрыми темпами стала завоевывать ведущие позиции в промышленности, транспорте, быту.

В настоящее время практически повсеместно используются трехфазные системы переменного тока частотой 50 и 60 Гц.

7)Преимущества электроэнергии.

Преимущества электроэнергии:

• производство (в основном, преобразование механической энергии в электрическую) — разнообразие используемых ресурсов [гидроэлектростанций (ГЭС), теплоэлектростанций (ТЭС), атомных электростанций (АЭС)], возможности концентрации мощностей и управления их размещением;

• передача — возможность надежной и экономичной передачи электроэнергии на большие расстояния;

• распределение — простота канализации электроэнергии потребителям независимо от их мощности;

• потребление — простота и экономичность преобразования электроэнергии в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую), а также существование ряда высокоэффективных электротехнических технологий — электролиз, гальванотехника.

8)Развитие электроэнергетики России в начале 20 века.

В первые годы развития электроэнергетики России все электростанции работали раздельно. Даже электростанции, расположенные в крупных городах (Петербурге, Москве), работали на собственные, не связанные между собой, электрические сети, нередко выполненные на различные системы тока — постоянный, однофазный переменный, трехфазный переменный, при различных частотах (20; 40; 42,5; 50 Гц) и различных напряжениях.

В 1913 г. в России было всего 109 км воздушных электрических сетей напряжением выше 10 кВ.

В 1912 г. в 70 км от Москвы на торфяных болотах было начато строительство первой районной электростанции «электропередача»; была также построена линия электропередачи напряжением 70 кВ длиной около 70 км до Измайловской подстанции.

9)Преимущество объединения электростанций в энергосистему.

К основным преимуществам такого объединения следует отнести:

• наилучшее использование установленной мощности агрегатов электростанций, повышение их экономической эффективности в целом;

• снижение суммарного максимума нагрузки объединяемых систем;

• уменьшение суммарного необходимого резерва мощности;

• облегчение работы системы при авариях и ремонтах;

• увеличение единичной мощности агрегатов, устанавливаемых на электростанциях и подстанциях.

10) Развитие электроэнергетики России в 20е годы 20века.

Уже в конце 20-х годов научно-исследовательские и проектные организации, заводы начинают создавать отечественное электротехническое оборудование. В это же время была принята единая шкала номинальных напряжений: 3, 6, 10, 35, 110 кВ; предполагалось в дальнейшем применение напряжений 220 и 380 кВ.

---

Смотрите также файлы

• Технология возведения одноэтажных промышленных зданий с железобетонным каркасом (41-50).doc

• Теория вероятностей экзамен.docx

• Бюджетно-налоговая политика, деньги и х функции.doc

• Раздел 3 Мировое хозяйство.doc

• Практикум БухУчет 2012.docx