Fizikai előadás az „Elektromos energia előállítása, átvitele és felhasználása” témában, ingyenes letöltés. Bemutatás, beszámoló villamos energia előállítása, felhasználása Villamos energia előállítása, továbbítása prezentáció

2. dia

Villamos energia A villamos energia a technológiában és a mindennapi életben széles körben használt fizikai kifejezés, amely a generátor által az elektromos hálózatba szállított vagy a fogyasztó által a hálózatból kapott elektromos energia mennyiségének meghatározására szolgál. A villamosenergia-termelés és -fogyasztás alapmértékegysége a kilowattóra (és ennek többszöröse). A pontosabb leírás érdekében olyan paramétereket használunk, mint a feszültség, a frekvencia és a fázisok száma (váltakozó áram esetén), a névleges és a maximális elektromos áram. A villamos energia olyan termék is, amelyet a nagykereskedelmi piaci szereplők (energiaértékesítő társaságok és nagykereskedelmi nagyfogyasztók) a termelő cégektől, a villamosenergia-fogyasztók pedig a kiskereskedelmi piacon az energiaértékesítő cégektől vásárolnak. Az elektromos energia ára rubelben és kopejkában egy elfogyasztott kilowattóránként (kopecks/kWh, rubel/kWh) vagy rubelben ezer kilowattóránként (rubel/ezer kWh) van kifejezve. Ez utóbbi árkifejezést általában a nagykereskedelmi piacon használják. A globális villamosenergia-termelés dinamikája évenként

3. dia

A globális villamosenergia-termelés dinamikája Év milliárd KWh 1890 - 9 1900 - 15 1914 - 37,5 1950 - 950 1960 - 2300 1970 - 5000 1980 - 8250 1990 - 11800 2050 2050 205 2300 1970 03 - 16700,9 2004 - 17468,5 2005 - 18138,3

4. dia

Ipari villamosenergia-termelés Az iparosodás korában a villamos energia túlnyomó részét iparilag, erőművekben állítják elő. Az Oroszországban termelt villamos energia részesedése (2000) A világban termelt villamos energia részesedése Hőerőművek (TPP) 67%, 582,4 milliárd kWh Vízerőművek (HPP) 19%; 164,4 milliárd kWh Atomerőművek (Atomerőmű) 15%; 128,9 milliárd kWh Az utóbbi időben a környezeti problémák, a fosszilis tüzelőanyagok hiánya és egyenetlen földrajzi eloszlása miatt célszerűvé vált szélerőművekkel, napelemekkel, kis gázgenerátorokkal villamos energiát termelni. Egyes országok, például Németország, speciális programokat fogadtak el a háztartások villamosenergia-termelésbe történő beruházásának ösztönzésére.

5. dia

Villamosenergia-átviteli séma

6. dia

Az elektromos hálózat az elektromos energia átvitelére és elosztására tervezett alállomások, kapcsolóberendezések és az ezeket összekötő távvezetékek összessége. Az elektromos hálózatok osztályozása Az elektromos hálózatokat általában a cél (alkalmazási terület), a skála jellemzői és az áram típusa szerint osztályozzák. Az általános célú hálózatok célja, köre: háztartási, ipari, mezőgazdasági és közlekedési fogyasztók áramellátása. Autonóm áramellátó hálózatok: mobil és autonóm objektumok (járművek, hajók, repülőgépek, űrhajók, autonóm állomások, robotok stb.) áramellátása Technológiai objektumok hálózatai: termelő létesítmények és egyéb közműhálózatok áramellátása. Érintkezési hálózat: speciális hálózat, amely a rajta haladó járművek (mozdony, villamos, trolibusz, metró) elektromos áram továbbítására szolgál.

7. dia

Az orosz, és talán a világ villamosenergia-iparának története 1891-ig nyúlik vissza, amikor a kiváló tudós, Mihail Oszipovics Dolivo-Dobrovolszkij 175 km-es távon mintegy 220 kW villamos teljesítmény gyakorlati átadását végezte. Az így kapott 77,4%-os távvezeték-hatékonyság szenzációsan magas volt egy ilyen összetett többelemes szerkezethez képest. Ilyen magas hatásfokot a tudós maga által feltalált háromfázisú feszültség használatának köszönhetően értek el. A forradalom előtti Oroszországban az összes erőmű teljesítménye mindössze 1,1 millió kW, az éves villamosenergia-termelés pedig 1,9 milliárd kWh volt. A forradalom után V. I. Lenin javaslatára elindult Oroszország villamosításának híres terve, a GOELRO. 30 db 1,5 millió kW összteljesítményű erőmű építését irányozta elő, amely 1931-re valósult meg, 1935-re pedig 3-szorosára lépték át.

8. dia

1940-ben a szovjet erőművek összteljesítménye 10,7 millió kW volt, az éves villamosenergia-termelés pedig meghaladta az 50 milliárd kWh-t, ami 25-szöröse az 1913-as megfelelőnek. A Nagy Honvédő Háború okozta szünet után a Szovjetunió villamosítása újraindult, és 1950-ben elérte a 90 milliárd kWh-s termelési szintet. A 20. század 50-es éveiben olyan erőműveket helyeztek üzembe, mint a Tsimlyanskaya, Gyumushskaya, Verkhne-Svirskaya, Mingachevirskaya és mások. A 60-as évek közepére a Szovjetunió a második helyen állt a villamosenergia-termelésben az Egyesült Államok után. Alapvető technológiai folyamatok a villamosenergia-iparban

9. dia

Elektromos energia előállítása A villamosenergia-termelés az a folyamat, amikor különböző típusú energiákat alakítanak át elektromos energiává az erőműveknek nevezett ipari létesítményekben. Jelenleg a következő típusú termelés létezik: Hőenergia-termelés. Ebben az esetben a szerves tüzelőanyagok elégetésének hőenergiája elektromos energiává alakul. A hőenergia-ipar magában foglalja a hőerőműveket (TPP), amelyeknek két fő típusa van: Kondenzációs erőművek (KES, a régi GRES rövidítést is használják); Távfűtés (hőerőművek, kapcsolt hő- és erőművek). A kapcsolt energiatermelés elektromos és hőenergia együttes előállítása ugyanazon az állomáson;

10. dia

A villamos energia átvitele az erőművektől a fogyasztókhoz elektromos hálózatokon keresztül történik Az elektromos hálózat a villamosenergia-ipar természetes monopolágazata: a fogyasztó választhat, hogy kitől vásárol áramot (az energiaértékesítő cég), a az energiaértékesítő társaság választhat a nagykereskedelmi szolgáltatók (villamosenergia-termelők) közül, azonban általában csak egy hálózaton keresztül történik az áramszolgáltatás, és a fogyasztó műszakilag nem választhatja meg az elektromos hálózatot. Az elektromos vezetékek fém vezetékek, amelyek elektromos áramot vezetnek. Jelenleg szinte mindenhol váltakozó áramot használnak. Az áramszolgáltatás az esetek túlnyomó többségében háromfázisú, így egy elektromos vezeték általában három fázisból áll, amelyek mindegyike több vezetéket is tartalmazhat. Szerkezetileg az elektromos vezetékeket felsővezetékekre és kábelekre osztják.

11. dia

Az elektromos légvezetékeket a talaj felett biztonságos magasságban, speciális szerkezetekre, úgynevezett támasztékokra függesztik fel. A felsővezetéken lévő vezeték általában nem rendelkezik felületi szigeteléssel; szigetelés van a támasztékokhoz való csatlakozási pontokon. A felsővezetékeken villámvédelmi rendszerek vannak. A légvezetékek fő előnye a kábeles vezetékekhez képest viszonylagos olcsóságuk. A karbantarthatóság is sokkal jobb (főleg a kefe nélküli kábelvezetékekhez képest): nincs szükség földmunkákra a vezeték cseréjéhez, és a vezeték állapotának szemrevételezése sem nehéz.

12. dia

A kábelvezetékek (CL) a föld alatt vannak lefektetve. Az elektromos kábelek kialakítása eltérő, de a közös elemek azonosíthatók. A kábel magja három vezetőmagból áll (a fázisok számától függően). A kábelek külső és belső szigeteléssel rendelkeznek. Általában a folyékony transzformátorolaj vagy az olajozott papír szigetelőként működik. A kábel vezetőképes magját általában acélpáncél védi. A kábel külseje bitumennel van bevonva.

13. dia

Hatékony villamosenergia-felhasználás Napról napra növekszik az áramhasználat iránti igény, mert... A széles körben elterjedt iparosodás évszázadát éljük. Villany nélkül nem működhet sem ipar, sem közlekedés, sem tudományos intézmények, sem modern életünk.

14. dia

Ezt az igényt kétféleképpen lehet kielégíteni: I. Új nagy teljesítményű erőművek építése: hő-, hidraulikus és atomerőművek, de ez időbe telik és sokba kerül. Működésükhöz nem megújuló természeti erőforrásokra is szükség van. II. Új módszerek, eszközök fejlesztése.

15. dia

De az áramtermelés minden fent említett előnye ellenére meg kell menteni és védeni kell, és mindenünk meglesz

Az összes dia megtekintése

Villamosenergia-felhasználás A villamos energia fő fogyasztója az ipar, amely a megtermelt villamos energia mintegy 70%-át adja. A közlekedés is jelentős fogyasztó. Egyre több vasútvonalat alakítanak át elektromos vontatásra.

Az ipar által fogyasztott villamos energia mintegy harmadát technológiai célokra (elektromos hegesztés, fémek elektromos fűtése és olvasztása, elektrolízis stb.) használják fel. A modern civilizáció elképzelhetetlen az elektromosság széles körű használata nélkül. Egy baleset során egy nagyváros áramellátásának megszakadása megbénítja az életét.

Villamosenergia-átvitel Az áramfogyasztók mindenhol jelen vannak. Viszonylag kevés helyen állítják elő üzemanyag- és vízforrások közelében. A villamos energiát nem lehet nagy mennyiségben megtakarítani. Átvétel után azonnal el kell fogyasztani. Ezért szükség van az elektromos áram nagy távolságokra történő továbbítására.

Az energiaátadás észrevehető veszteségekkel jár. Az a tény, hogy az elektromos áram felmelegíti az elektromos vezetékek vezetékeit. A Joule-Lenz törvénynek megfelelően a vezetékek fűtésére fordított energiát a képlet határozza meg, ahol R a vezeték ellenállása.

Mivel az áramerősség arányos az áram és a feszültség szorzatával, az átvitt teljesítmény fenntartásához szükséges a távvezeték feszültségének növelése. Minél hosszabb a távvezeték, annál előnyösebb a nagyobb feszültség alkalmazása. Így a Volzhskaya HPP - Moszkva és néhány más nagyfeszültségű távvezetékben 500 kV feszültséget használnak. Eközben váltakozó áramú generátorokat építenek a kV-ot meg nem haladó feszültségre.

A magasabb feszültségek bonyolult speciális intézkedéseket igényelnek a tekercsek és a generátorok egyéb alkatrészeinek szigetelésére. Emiatt a nagy erőművekben lépcsős transzformátorokat telepítenek. A szerszámgépek elektromos hajtómotorjaiban, a világítási hálózatban és egyéb célokra történő villamos energia közvetlen felhasználásához csökkenteni kell a vezeték végén a feszültséget. Ez lecsökkentő transzformátorokkal érhető el.

Az utóbbi időben a környezeti problémák, a fosszilis tüzelőanyagok hiánya és egyenetlen földrajzi eloszlása miatt célszerűvé vált szélerőművekkel, napelemekkel, kis gázgenerátorokkal villamos energiát termelni.

1. dia

Dia leírása:

2. dia

Dia leírása:

3. dia

Dia leírása:

4. dia

Dia leírása:

5. dia

Dia leírása:

6. dia

Dia leírása:

7. dia

Dia leírása:

8. dia

Dia leírása:

9. dia

Dia leírása:

Az elektromosság felhasználása tudományos területeken A tudomány közvetlenül befolyásolja az energia fejlődését és az elektromosság alkalmazási körét. A fejlett országok GDP-növekedésének mintegy 80%-a technikai innováció révén valósul meg, melynek döntő része a villamosenergia-felhasználáshoz kapcsolódik. Minden újdonság az iparban, a mezőgazdaságban és a mindennapi életben a különböző tudományágak új fejlesztéseinek köszönhetően érkezik hozzánk. A legtöbb tudományos fejlesztés elméleti számításokkal kezdődik. De ha a 19. században ezeket a számításokat tollal és papírral végezték, akkor az STR (tudományos és technológiai forradalom) korában minden elméleti számítás, a tudományos adatok kiválasztása és elemzése, sőt az irodalmi művek nyelvi elemzése is számítógép segítségével történik. (elektronikus számítógépek), amelyek elektromos energiával működnek, ami a legkényelmesebb a távolsági átvitelhez és felhasználáshoz. De ha kezdetben a számítógépeket tudományos számításokhoz használták, mára a számítógépek a tudományból váltak az életbe. A termelés elektronizálása és automatizálása a „második ipari” vagy „mikroelektronikai” forradalom legfontosabb következményei a fejlett országok gazdaságában. A tudomány a kommunikáció és a kommunikáció területén nagyon gyorsan fejlődik.

10. dia

Dia leírása:

11. dia

Dia leírása:

1. dia

2. dia

3. dia

4. dia

5. dia

6. dia

7. dia

8. dia

9. dia

10. dia

A „Villamosenergia-termelés és -átvitel” témájú előadás teljesen ingyenesen letölthető honlapunkról. A projekt tárgya: fizika. A színes diák és illusztrációk segítenek elkötelezni osztálytársait vagy közönségét. A tartalom megtekintéséhez használja a lejátszót, vagy ha le szeretné tölteni a jelentést, kattintson a megfelelő szövegre a lejátszó alatt. Az előadás 10 diát tartalmaz.

Bemutató diák

1. dia

2. dia

3. dia

4. dia

5. dia

Villamosenergia felhasználás.

Az áramfogyasztás 10 év alatt megduplázódik

6. dia

7. dia

De a tudomány nemcsak elméleti és kísérleti területén használja az elektromosságot, hanem folyamatosan felmerülnek tudományos ötletek a hagyományos fizika területén, amely az elektromosság fogadásához és továbbításához kapcsolódik. A tudósok például megpróbálnak forgó alkatrészek nélkül elektromos generátorokat létrehozni. A hagyományos villanymotoroknál egyenáramot kell adni a forgórésznek ahhoz, hogy „mágneses erő” jöjjön létre. A modern társadalom nem képzelhető el a termelési tevékenységek villamosítása nélkül. Már a 80-as évek végén a világ összes energiafogyasztásának több mint 1/3-a elektromos energia formájában valósult meg. A következő évszázad elejére ez az arány 1/2-re nőhet. A villamosenergia-fogyasztás e növekedése elsősorban az ipari fogyasztás növekedésével függ össze. Az ipari vállalkozások nagy része villamos energiával működik. A magas villamosenergia-fogyasztás jellemző az olyan energiaigényes iparágakra, mint a kohászat, az alumíniumipar és a gépipar. A közlekedés is jelentős fogyasztó. Egyre több vasútvonalat alakítanak át elektromos vontatásra. Szinte minden község és község állami erőművektől kap villamos energiát ipari és háztartási szükségletekre.

8. dia

Villamosenergia átvitel és elosztás

A villamosenergia-veszteség 1%-a naponta - 0,5 millió rubel veszteség Az erőátviteli vezetékek (PTL-ek) hőveszteségének csökkentése érdekében növelheti az S vezetékek keresztmetszetét, ami gazdaságilag nem kifizetődő, vagy csökkentheti az I áramerősséget. p = IU átvitt teljesítmény az áram csökkentésénél változatlan marad, az U feszültséget növelni kell a tápvezetékben (U-500 Kv.; 750 Kv.; 1150 Kv.; - tápvezeték)

ELEKTROMOS ENERGIA ELŐÁLLÍTÁSA, HASZNÁLATA ÉS ÁTVITELI.

Villamosenergia-termelés Az erőművek típusai

Az erőművek hatékonysága

az összes megtermelt energia %-a

Az elektromos energiának vitathatatlan előnyei vannak az összes többi energiafajtával szemben. Vezetéken nagy távolságokra, viszonylag kis veszteséggel továbbítható, és kényelmesen elosztható a fogyasztók között. A lényeg az, hogy ez az energia meglehetősen egyszerű eszközök segítségével könnyen átalakítható bármilyen más típusú energiává: mechanikai, belső, fényenergiává stb. Az elektromos energiának vitathatatlan előnyei vannak az összes többi energiafajtával szemben. Vezetéken nagy távolságokra, viszonylag kis veszteséggel továbbítható, és kényelmesen elosztható a fogyasztók között. A lényeg az, hogy ez az energia meglehetősen egyszerű eszközök segítségével könnyen átalakítható bármilyen más típusú energiává: mechanikai, belső, fényenergiává stb.

A huszadik század az az évszázad lett, amikor a tudomány a társadalmi élet minden területére behatol: a gazdaság, a politika, a kultúra, az oktatás stb. A tudomány természetesen közvetlenül befolyásolja az energia fejlődését és a villamos energia alkalmazási körét. A tudomány egyrészt hozzájárul a villamos energia alkalmazási körének bővítéséhez, és ezzel növeli fogyasztását, másrészt egy olyan korszakban, amikor a nem megújuló energiaforrások korlátlan felhasználása veszélyt jelent a jövő generációira a tudomány feladatai az energiatakarékos technológiák fejlesztése és az életben való megvalósítása A huszadik század az az évszázad lett, amikor a tudomány a társadalmi élet minden területére behatol: a gazdaság, a politika, a kultúra, az oktatás stb. A tudomány természetesen közvetlenül befolyásolja az energia fejlődését és a villamos energia alkalmazási körét. A tudomány egyrészt hozzájárul a villamos energia alkalmazási körének bővítéséhez, és ezzel növeli fogyasztását, másrészt egy olyan korszakban, amikor a nem megújuló energiaforrások korlátlan felhasználása veszélyt jelent a jövő generációira a tudomány feladatai az energiatakarékos technológiák fejlesztése és az életben való megvalósítása.

Villamosenergia-felhasználás: Az áramfogyasztás 10 év alatt megduplázódik

Gömbök
gazdaságok

Felhasznált villamos energia mennyisége, %

Ipar
Szállítás
Mezőgazdaság
Élet

70
15
10
4

Nézzük meg ezeket a kérdéseket konkrét példákon keresztül. A fejlett országok GDP-jének (bruttó hazai termékének) növekedésének mintegy 80%-a technikai innováció révén valósul meg, melynek döntő része a villamosenergia-felhasználáshoz kapcsolódik. A legtöbb tudományos fejlesztés elméleti számításokkal kezdődik. A számítógépes számítások után minden új elméleti fejlesztést kísérletileg tesztelnek. És általában ebben a szakaszban a kutatást fizikai mérésekkel, kémiai elemzésekkel stb. Itt a tudományos kutatási eszközök változatosak - számos mérőműszer, gyorsító, elektronmikroszkóp, mágneses rezonancia képalkotó szkenner stb. A kísérleti tudomány ezen műszereinek nagy része elektromos energián működik, ezeket a kérdéseket konkrét példákon keresztül vizsgáljuk meg. A fejlett országok GDP-jének (bruttó hazai termékének) növekedésének mintegy 80%-a technikai innováció révén valósul meg, melynek döntő része a villamosenergia-felhasználáshoz kapcsolódik. A legtöbb tudományos fejlesztés elméleti számításokkal kezdődik. A számítógépes számítások után minden új elméleti fejlesztést kísérletileg tesztelnek. És általában ebben a szakaszban a kutatást fizikai mérésekkel, kémiai elemzésekkel stb. Itt a tudományos kutatási eszközök változatosak - számos mérőműszer, gyorsító, elektronmikroszkóp, mágneses rezonancia képalkotó szkenner stb. A kísérleti tudomány ezen eszközeinek nagy része elektromos energiával működik.

De a tudomány nemcsak elméleti és kísérleti területén használja az elektromosságot, hanem folyamatosan felmerülnek tudományos ötletek a hagyományos fizika területén, amely az elektromosság fogadásához és továbbításához kapcsolódik. A tudósok például megpróbálnak forgó alkatrészek nélkül elektromos generátorokat létrehozni. A hagyományos villanymotoroknál egyenáramot kell adni a forgórésznek ahhoz, hogy „mágneses erő” jöjjön létre, de a tudomány nemcsak elméleti és kísérleti területein használja az elektromosságot, hanem a hagyományos fizika területén is folyamatosan felmerülnek tudományos ötletek. villamos energia átvétele és továbbítása. A tudósok például megpróbálnak forgó alkatrészek nélkül elektromos generátorokat létrehozni. A hagyományos villanymotoroknál egyenáramot kell adni a forgórésznek ahhoz, hogy „mágneses erő” jöjjön létre.
A modern társadalom nem képzelhető el a termelési tevékenységek villamosítása nélkül. Már a 80-as évek végén a világ összes energiafogyasztásának több mint 1/3-a elektromos energia formájában valósult meg. A következő évszázad elejére ez az arány 1/2-re nőhet. A villamosenergia-fogyasztás e növekedése elsősorban az ipari fogyasztás növekedésével függ össze. Az ipari vállalkozások nagy része villamos energiával működik. A magas villamosenergia-fogyasztás jellemző az olyan energiaigényes iparágakra, mint a kohászat, az alumíniumipar és a gépipar. A közlekedés is jelentős fogyasztó. Egyre több vasútvonalat alakítanak át elektromos vontatásra. Szinte minden község és község állami erőművektől kap villamos energiát ipari és háztartási szükségletekre.