พลังงาน พลังงานความร้อน พลังงานไฟฟ้า และระบบไฟฟ้าคืออะไร

พลังงาน (คอมเพล็กซ์พลังงานเชื้อเพลิง) — พื้นที่ของเศรษฐกิจที่ครอบคลุมทรัพยากร การผลิต การเปลี่ยนแปลงและการใช้พลังงานประเภทต่างๆ

พลังงาน ในความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ มันถูกเข้าใจว่าเป็นมาตรวัดทั่วไปสำหรับการเคลื่อนที่ของสสารทุกรูปแบบ ความแตกต่างของการเคลื่อนที่ของสสารทางความร้อน ทางกล ทางไฟฟ้าและรูปแบบอื่นๆ

พลังงานสามารถแสดงโดยบล็อกที่เชื่อมต่อกันต่อไปนี้:

1. แหล่งพลังงานธรรมชาติและกิจการเหมืองแร่

2. โรงกลั่นและการขนส่งน้ำมันเชื้อเพลิงสำเร็จรูป

3. การผลิตและการส่งพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อน

4. ผู้บริโภคพลังงาน วัตถุดิบ และผลิตภัณฑ์

สรุปบล็อก:

1) ทรัพยากรธรรมชาติแบ่งออกเป็น:

• หมุนเวียน (พลังงานแสงอาทิตย์ ชีวมวล แหล่งน้ำ);

• ไม่หมุนเวียน (ถ่านหิน, น้ำมัน);

2) กิจการเหมืองแร่ (เหมือง เหมือง บ่อก๊าซ);

3) สถานประกอบการแปรรูปเชื้อเพลิง (การตกแต่ง การกลั่น การทำให้บริสุทธิ์เชื้อเพลิง)

4) การขนส่งเชื้อเพลิง (การขนส่งทางรถไฟ เรือบรรทุก)

5) การผลิตไฟฟ้าและพลังงานความร้อน (CHP, NPP, HPP);

6) การส่งพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อน (เครือข่ายไฟฟ้า ท่อ);

7) ผู้บริโภคพลังงาน ความร้อน (ไฟฟ้าและกระบวนการทางอุตสาหกรรม การทำความร้อน)

รูปแบบหลักที่ใช้พลังงานในปัจจุบันคือความร้อนและไฟฟ้า อุตสาหกรรมพลังงานที่ศึกษาเกี่ยวกับการผลิต การเปลี่ยนแปลง การขนส่ง และการใช้พลังงานความร้อนและพลังงานไฟฟ้า เรียกว่า วิศวกรรมพลังงานความร้อน ตามลำดับ

พลังงานของการไหลของน้ำ ซึ่งก่อนหน้านี้ใช้โดยตรงในรูปของพลังงานกล ดัดแปลงเป็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ในพลังงานไฟฟ้า อุตสาหกรรมพลังงานที่ศึกษากระบวนการเปลี่ยนพลังงานน้ำเป็นไฟฟ้าเรียกว่า ไฟฟ้าพลังน้ำ.

การเปิดทางสู่การใช้พลังงานนิวเคลียร์ทำให้เกิดสาขาใหม่ของพลังงาน— นิวเคลียร์หรือพลังงานนิวเคลียร์… พลังงานของกระบวนการนิวเคลียร์ถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนและไฟฟ้าและใช้ในรูปแบบเหล่านี้

มีการพิจารณาคำถามเกี่ยวกับการใช้พลังงานของมวลอากาศที่เคลื่อนที่ พลังงานลม. พลังงานลม ส่วนใหญ่ใช้ในรูปแบบเครื่องกล มันเกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานแสงอาทิตย์

แต่ละสาขาของพลังงานในฐานะวิทยาศาสตร์มีพื้นฐานทางทฤษฎีตามกฎของปรากฏการณ์ทางกายภาพในสาขานี้

พลังงานซึ่งเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของกิจกรรมของมนุษย์ต้องใช้เวลานานในการพัฒนาขนาดใหญ่

พลังงานเป็นอุตสาหกรรมที่ใช้เงินทุนสูง พลังของโรงไฟฟ้าของโลกเกินหนึ่งพันล้านกิโลวัตต์

ความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับเอกภาพและความเท่าเทียมกันของรูปแบบต่างๆ ของพลังงานเริ่มก่อตัวขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 เท่านั้น เมื่อมีประสบการณ์มากมายในการแปลงพลังงานบางรูปแบบให้เป็นรูปแบบอื่น:

• มีการสร้างเครื่องจักรไอน้ำที่เปลี่ยนความร้อนเป็นพลังงานกล

• แหล่งพลังงานไฟฟ้าแหล่งแรกถูกค้นพบ - เซลล์กัลวานิกซึ่งมีการแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง

• โดยวิธีการอิเล็กโทรลิซิส การแปลงย้อนกลับจะดำเนินการซ้ำๆ — พลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมี

• มีการสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าซึ่งพลังงานไฟฟ้าถูกแปลงเป็นพลังงานกล

• มีการค้นพบปรากฏการณ์การแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อนโดยตรง

ในปี พ.ศ. 2374 มีการค้นพบวิธีเปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า ข้อสรุปตามธรรมชาติของข้อมูลที่สะสมจำนวนมากเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานบางรูปแบบเป็นพลังงานอื่นคือการค้นพบ กฎการอนุรักษ์และการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน — หนึ่งในกฎพื้นฐานของฟิสิกส์

ความจำเป็นในการแปลงพลังงานเกิดจากการที่กระบวนการต่างๆ ต้องการพลังงานในรูปแบบที่แตกต่างกัน

การแปลงพลังงานไม่จำกัดเพียงการเปลี่ยนรูปแบบบางอย่างให้เป็นรูปแบบอื่น พลังงานความร้อนถูกใช้ในค่าต่างๆ ของอุณหภูมิของของเหลวหล่อเย็น (ไอน้ำ ก๊าซ น้ำ) พลังงานไฟฟ้า — ในรูปของกระแสสลับหรือกระแสตรงและที่ระดับแรงดันต่างๆ

การเปลี่ยนแปลงของพลังงานจะดำเนินการในเครื่องจักร เครื่องมือ และอุปกรณ์ต่างๆ โดยทั่วไป ซึ่งประกอบกันเป็นพื้นฐานทางเทคนิคของพลังงาน

ดังนั้นในโรงงานหม้อไอน้ำ พลังงานเคมีของเชื้อเพลิงจะถูกแปลงเป็นความร้อน ในกังหันไอน้ำ ความร้อนซึ่งถูกพัดพาโดยไอน้ำจะถูกแปลงเป็นพลังงานกล ซึ่งจากนั้น ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า

ในโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ในกังหันน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า พลังงานของการไหลของน้ำจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า ในมอเตอร์ไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานกล เป็นต้น

วิธีการสร้างและการใช้เครื่องจักร เครื่องมือ อุปกรณ์ต่างๆ ที่ออกแบบมาเพื่อรับ แปรสภาพ ขนส่ง และใช้พลังงานในรูปแบบต่างๆ นั้นขึ้นอยู่กับส่วนที่เกี่ยวข้องของรากฐานทางทฤษฎีของพลังงาน และประกอบขึ้นเป็นส่วนต่างๆ ของวิทยาศาสตร์ทางเทคนิค เช่น วิศวกรรมความร้อน ไฟฟ้า วิศวกรรม วิศวกรรมชลศาสตร์ และวิศวกรรมลม

พลังงาน - ส่วนหนึ่งของภาคพลังงานที่เกี่ยวข้องกับปัญหาของการได้รับไฟฟ้าจำนวนมาก ส่งผ่านระยะไกล และแจกจ่ายให้กับผู้บริโภค การพัฒนาเกิดจากระบบพลังงานไฟฟ้า

ระบบไฟฟ้าคือชุดของโรงไฟฟ้า ระบบไฟฟ้า และความร้อนที่เชื่อมต่อถึงกัน รวมถึงผู้ใช้ไฟฟ้าและพลังงานความร้อน ซึ่งรวมกันเป็นหนึ่งเดียวของกระบวนการผลิต การส่ง และการใช้ไฟฟ้า

ระบบไฟฟ้า: TPP — โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม, NPP — โรงไฟฟ้านิวเคลียร์, KES — โรงไฟฟ้าควบแน่น โรงไฟฟ้าพลังน้ำ - โรงไฟฟ้าพลังน้ำ, 1-6 — ผู้ใช้ไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

แผนผังของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนควบแน่น

ระบบไฟฟ้า (ระบบไฟฟ้า, ES) — ส่วนไฟฟ้าของระบบไฟฟ้า

แผนภาพระบบไฟฟ้า
แผนภาพแสดงเป็นภาพบรรทัดเดียว นั่นคือ หนึ่งบรรทัดหมายถึงสามเฟส

กระบวนการทางเทคโนโลยีในระบบไฟฟ้า

กระบวนการทางเทคโนโลยีคือกระบวนการเปลี่ยนแหล่งพลังงานหลัก (เชื้อเพลิงฟอสซิล ไฟฟ้าพลังน้ำ เชื้อเพลิงนิวเคลียร์) ให้เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย (ไฟฟ้า พลังงานความร้อน) พารามิเตอร์และตัวบ่งชี้ของกระบวนการทางเทคโนโลยีกำหนดประสิทธิภาพของการผลิต

กระบวนการทางเทคโนโลยีแสดงเป็นแผนผังในรูปซึ่งจะเห็นได้ว่ามีการแปลงพลังงานหลายขั้นตอน

รูปแบบของกระบวนการทางเทคโนโลยีในระบบไฟฟ้า: K - หม้อไอน้ำ, T - กังหัน, G - เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, T - หม้อแปลงไฟฟ้า, สายไฟ - สายไฟ

ในหม้อไอน้ำ K พลังงานการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงจะถูกแปลงเป็นความร้อน หม้อต้มเป็นเครื่องกำเนิดไอน้ำ ในกังหัน พลังงานความร้อนจะถูกแปลงเป็นพลังงานกล ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า พลังงานกลจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าของพลังงานไฟฟ้าในกระบวนการส่งไปตามสายไฟจากสถานีไปยังผู้บริโภคจะถูกเปลี่ยนซึ่งทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพของการส่งสัญญาณ

ประสิทธิภาพของกระบวนการทางเทคโนโลยีขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อเหล่านี้ทั้งหมดดังนั้นจึงมีความซับซ้อนของงานระบอบการปกครองที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของหม้อไอน้ำ, กังหันของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน, กังหันของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ, เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, อุปกรณ์ไฟฟ้า (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, หม้อแปลง, สายไฟ ฯลฯ). จำเป็นต้องเลือกองค์ประกอบของอุปกรณ์การทำงาน โหมดการชาร์จ และการใช้งาน และปฏิบัติตามข้อจำกัดทั้งหมด

การติดตั้งระบบไฟฟ้า - การติดตั้งที่มีการผลิต ผลิต หรือบริโภค จำหน่ายไฟฟ้า สามารถเป็น: เปิดหรือปิด (ในอาคาร)

โรงไฟฟ้า — ความซับซ้อนทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อนซึ่งพลังงานจากแหล่งธรรมชาติถูกแปลงเป็นพลังงานของกระแสไฟฟ้าหรือความร้อน

ควรสังเกตว่าโรงไฟฟ้า (โดยเฉพาะโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ถ่านหิน) เป็นแหล่งกำเนิดมลพิษทางสิ่งแวดล้อมหลักจากภาคพลังงาน

สถานีย่อยไฟฟ้า — การติดตั้งระบบไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อแปลงไฟฟ้าจากแรงดันหนึ่งไปยังอีกแรงดันหนึ่งด้วยความถี่เดียวกัน

ระบบส่งกำลัง (สายไฟ) — โครงสร้างประกอบด้วยสถานีไฟฟ้าย่อยยกระดับและสถานีไฟฟ้าย่อยจากมากไปน้อย (ระบบสายไฟ สายเคเบิล อุปกรณ์รองรับ) ที่ออกแบบมาเพื่อถ่ายโอนไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไปยังผู้บริโภค

ไฟฟ้ากริด — ชุดสายไฟและสถานีไฟฟ้าย่อย เช่น อุปกรณ์ต่อไฟเข้า ผู้บริโภคพลังงาน.