Блоки питания
Многие типы энергогенерирующих установок используются и могут быть в будущем, включая паровые установки, работающие на угле, нефти или газе, атомные станции, гидростанции и заводы, использующие возобновляемые источники энергии.
9 энергоблоков, сгруппированных первичным двигателем, о котором вы должны знать (на фото: газовая турбина SIEMENS SGT5-8000H / SGT5-8000H)
Большинство типов энергоблоков могут быть сгруппированы первичным двигателем - типом устройства, которое управляет электрическим генератором.
Например, типы первичных двигателей, используемых в Соединенных Штатах сегодня, - это паровые турбины, турбины для горения и поршневые двигатели. Для различных типов грунтовщиков могут использоваться различные виды топлива. Источником тепла может быть от сжигания угля, нефти, газа или тепла, выделяемого в ядерном реакторе.
Рассмотрим следующие энергоблоки:
- Паровые турбины
- Турбины сгорания (газ)
- Гидротурбины
- Насосное хранение
- Ядерные единицы
- Поршневые двигатели
- Микротурбины
- Ветряные турбины
- Солнечные батареи
1. Паровые турбины
В парогенераторной установке в печи сжигаются ископаемые виды топлива (уголь, нефть, газ). (На атомной станции тепло создается в результате ядерной цепной реакции.) Тепло, выделяемое этим сгоранием, используется для нагрева воды в котле до такой температуры, при которой образуется пар.
Этот пар (который может быть таким же горячим, как 1000 градусов F и при давлении до 3, 600 фунт / кв.дюйм), затем пропускается через одну или несколько турбин. Энергия, содержащаяся в паре, экстрагируется, позволяя пара расширяться и охлаждаться при прохождении через турбину (турбины).
472-мегаваттная паровая турбина и генератор (STG) для Allen Combined Cycle Power Plant (фото кредит: businesswire.com)
Эта энергия превращает лопасти турбины, которые соединены с валом. Этот вал соединен с электрическим генератором и вращает катушки магнитного поля генератора, тем самым производя электричество. После прохождения через турбину пар проходит через конденсатор, где он охлаждается и становится водой для повторного введения в бойлер.
Для функционирования паровой установки требуется много насосов, вентиляторов и вспомогательных устройств, особенно важными являются насосы питательной воды, которые заставляют воду через котлы, принудительные и индуцированные вентиляторы для вытяжки, которые обеспечивают достаточный воздух для сгорания в котле и система, которая вводит топливо в котел.
После выхода из турбины дополнительная энергия выделяется из пара в питающих водонагревателях, нагревая воду, поступающую в котел. Затем пар конденсируется и подается обратно в котел.
Различия в топливе, используемом для производства тепла, приведут к различиям в конструкции и оборудовании для каждой генерирующей станции.
Вернуться к содержанию ↑
2. Турбины горения (газ)
Турбины сжигания чаще всего подпитываются газом, но могут подпитываться некоторыми жидкостями. В турбине сгорания горячие газы (воспламеняющаяся топливно-воздушная смесь) горят, расширяются через турбину, приводя генератор. Дополнительным компонентом турбины сгорания является компрессор. Это устройство увеличивает давление воздуха, используемого в секции сгорания, примерно в 10 раз.
Когда воздух сжат таким образом, его температура увеличивается. В результате сгорания этого нагретого воздуха и топливной смеси повышается температура газа до 2000 ° F.
Затем этот газ проходит через турбину, где она охлаждается и расширяется. Рассеянная энергия превращает турбину, которая, в свою очередь, управляет электрическим генератором. Газовые турбины не так эффективны, как паровые установки, но значительно ниже в капитальных затратах. По этой причине они часто используются в качестве «пиковых» установок для удовлетворения потребностей в электроэнергии.
Существует несколько вариантов этой базовой конструкции, каждая из которых пытается максимально использовать вход энергии в систему. В некоторых случаях выхлопные газы турбины используются для предварительного нагрева воздуха до сжигания.
В других случаях выхлоп используется для нагрева пара в котле для работы в сочетании с небольшим генератором паровых турбин. Это известно как установка с комбинированным циклом. Заводы комбинированного цикла обладают отличной эффективностью, поскольку восстанавливается значительное количество энергии в выхлопных газах.
В настоящее время электростанции с комбинированным циклом сжигания газа являются предпочтительными в Соединенных Штатах.
Тем не менее, я нашел интересный отрицательный комментарий к этому видео от пользователя CW. Если у кого-то есть похожий или неопытный опыт, не стесняйтесь делиться со мной.
Этот аппарат создает безумное количество шумового загрязнения для людей, которым не повезло жить на острове Рузвельт. Нет абсолютно никакой защиты от шума, который излучает устройство, что является возмутительным. Он начинается с 6 вечера и идет в течение следующих 12 часов, как на самом деле это законный? Почему этот завод не должен соблюдать политику по шумовому загрязнению, какая-либо другая отрасль (включая авиакомпании) должна?
Вернуться к содержанию ↑
3. Гидротурбины
Электроэнергия производится из воды, направляя колонну падающей воды мимо «ребер» гидравлической турбины. В типичной гидроэлектростанции вода содержится за плотиной. Эта плотина вызывает повышение уровня воды. В результате потенциальная энергия хранится в воде. Для производства электроэнергии вода поступает через турбину на более низкий уровень.
Разница в высотах между двумя уровнями воды называется «голова».
При генерации гидроэлектроэнергии количество электрической энергии, которую способен производить данный столбец воды, изменяется непосредственно с головой.
В наиболее распространенной конфигурации гидравлические турбины и электрические генераторы расположены на месте плотины.
Однако, не редкость, чтобы турбины и генераторы находились в нескольких милях ниже по течению от плотины. При таком расположении вода течет через большую трубу или «затвор» от плотины к турбинам.
Гидроэлектростанции на заводах Fionnay (290 МВт) и Нендазе (390 МВт) (фото-кредит: alpiq.com)
Сегодня существует несколько типов гидроэлектростанций. В простейшей форме поток или река отводятся для прохождения через гидравлическую турбину. Тем не менее, суточные и сезонные колебания потока потока приведут к изменению производительности гидропроекта. Чтобы справиться с этой ситуацией, построены складские пруды. Часть потока потока отводится в хранилище при нормальных или высоких расходах.
Затем, при малом потоке потока, вода из накопительного пруда высвобождается, тем самым сохраняя электрическую мощность проекта.
Вернуться к содержанию ↑
4. Насосное хранилище
В других конфигурациях вода хранится в нижнем резервуаре и накачивается в более высокий водохранилище в ночное время, используя недорогую электрическую энергию, производимую тепловыми установками коммунальной службы в нерабочее время.
Во время пиковых нагрузок вода высвобождается из верхнего резервуара и проходит через турбину или турбины, которые приводят в действие электрические генераторы.
Часто эти турбинные генераторы обратимы и используются для накачки воды в нижнем резервуаре обратно в верхний резервуар на следующую ночь. Этот тип гидроэлектростанции известен как накопительное хранилище. На чистой основе насосные хранилища не производят электрическую энергию, а фактически потребляют энергию, поскольку около трети накопленной энергии теряется в процессе.
Они также выполняют функцию «реле». Они получают недорогую энергию, производимую за один раз и место, держат ее на некоторое время, а затем передают ее для использования в другое время в других местах, когда альтернативные источники энергии будут дороже.
Вернуться к содержанию ↑
5. Ядерные единицы
Ядерные единицы используют ядерную реакцию в качестве источника тепла для обычного цикла. Для ядерных реакторов используются две основные конструкции; реакторы с кипящей водой и реакторы с водой под давлением. На момент написания этой статьи в Соединенных Штатах насчитывается чуть более 100 действующих ядерных энергоблоков.
В Соединенных Штатах в течение многих лет новых ядерных установок не было установлено из-за беспокойства по поводу капитальных затрат и безопасности. По мере увеличения количества ядерных установок некоторые владельцы запрашивают продление лицензий на их эксплуатацию.
Остальные ядерные единицы выходят на пенсию.
Белоярская атомная электростанция 4, Свердловская область, Россия (фото: mundo.sputniknews.com)
Вернуться к содержанию ↑
6. Поршневые двигатели
Этот тип генерации обычно состоит из большого дизельного двигателя, который использует 2 дизельных топлива в качестве источника энергии. Электричество производится путем подключения выходного вала двигателя к электрическому генератору.
Улучшение дизельных двигателей привело к значительному снижению веса и повышению эффективности.
Поршневой двигатель
7. Микротурбины
Это небольшие турбины, которые могут быть расположены у клиентов или рядом с ними. Они могут устанавливаться со стороны клиента на счетчике или в системе распределения или подпередачи в зависимости от их размера.
Они, как правило, питаются от имеющегося природного газа.
Вернуться к содержанию ↑
8. Ветровые турбины
Интерес к возобновляемым источникам энергии также стимулировал разработку усовершенствованных методов производства электроэнергии, вырабатывающей энергию ветра. Ветер используется для управления турбиной, которая управляет генератором.
Из-за переменного характера источника энергии скорость ветряной турбины не является постоянной и применяются машины, отличные от синхронных генераторов. К ним относятся индукционные генераторы, генераторы постоянного тока и генераторы переменного сопротивления.
Дальнейшая разработка силовых электронных элементов управления, несомненно, приведет к новым конфигурациям для ветроэнергетических систем.
Эффективная генерирующая мощность от ветровой энергии значительно меньше мощности генераторов, поскольку существуют периоды отсутствия ветра.
Вернуться к содержанию ↑
9. Солнечные установки
Производство электроэнергии непосредственно из солнечной энергии в настоящее время не является значительным фактором в производстве электроэнергии. Однако эта технология привлекла внимание электротехнических предприятий и промышленности в качестве альтернативы будущему производству энергии.
Фотоэлектричество - это полупроводниковые приборы, которые преобразуют солнечное излучение (солнечный свет) непосредственно в электричество.
В то время как электричество по существу бесплатное, поскольку нет затрат на топливо, фотовольтаика широко не использовалась даже в привлекательном климате из-за высоких первоначальных инвестиций, необходимых для устройств, их неспособности производить энергию в периоды темноты и отсутствия знания о том, как долго они будут длиться.
Однако они экономичны для приложений, где необходимы дорогостоящие удлинители для обеспечения нормального электроснабжения, например, железнодорожные переходы.
Вернуться к содержанию ↑
Как мощность ветра, так и солнечная энергия, возможно, потребуется дополнять энергопотреблением какого-либо типа, чтобы повысить их эффективность при подаче электроэнергии в систему.
Ссылка // Понимание электроэнергетических систем Джеком Казаццей и Франком Делеа