Куди дівається вироблена, але не використану електрику?
Куди дівається вироблена, але не використану електрику?
Припустимо таку ситуацію: виробленої електрики виявилося більше, ніж населення міста або всієї країни здатне витратити? Куди в такому випадку діваються зайві запаси енергії і спроможне взагалі їх зберігання?
Як виробляють електрику?
Електрична енергія не присутній в природі в необмеженій кількості – її необхідно виробляти. Процес отримання енергії з первинних джерел називається генерацією електрики.
Саяно-Шушенська гідроелектростанція – найбільша за потужністю ГЕС в Росії
Під первинною мається на увазі вся та енергія, яка є в природних умовах в первісному вигляді до штучного перетворення. Природні джерела енергії можуть бути регенеративними і нерегенеративного (не відновлюються). До першої групи можна віднести енергію Сонця, вітру, води і т.п. До другої – викопні види палива: нафта, вугілля, газ та ін.
Електрика виробляється на електростанціях – спеціальних промислових підприємствах. У цьому процесі задіяні генератори, які перетворюють енергію в електричну.
В області електроенергетики виділяють кілька етапів доставки енергії кінцевому користувачеві:
- Генерація або, власне, виробництво.
- Передача за допомогою електромереж до місця споживання.
- Розподіл енергії від первинних підстанцій до вторинних.
- Накопичення і відновлення енергії за допомогою акумуляції в пристрої (батареї).
Цікавий факт: вироблення електроенергії на станціях почалася в 1882 (Нью-Йорк). Паровий двигун запускав динамо-машину для виробництва постійного струму. З його допомогою забезпечили освітлення однієї з найстаріших вулиць міста – Перл-стріт. Пізніше ця технологія знайшла поширення по всьому світу.
турбогенератор
Застосування генератора – основний спосіб виробництва електрики. Принцип його роботи базується на наявності турбіни і джерела енергії. Генератор і турбіна розташовані на одній осі. Енергія води, тепла, вітру та інших джерел подається на турбіну – лопаткову машину. Під цим натиском вона починає обертатися.
Цікаво: Чому при подоланні звукового бар'єру чується бавовна?
Виробництво електрики відбувається за рахунок електромагнітної індукції. Основними елементами генератора є рухомий ротор, який утворює обертове магнітне поле, і нерухома обмотка статора. За рахунок руху в обмотці виникає електричне поле. Утворений електричний струм потім вилучається.
Чи можна виробляти електрику про запас?
На сьогоднішній день не існує оптимального способу тривалого зберігання електрики, хоча фахівці всього світу працюють над цим питанням. Особливо активно проблему почали обговорювати в останні роки з розвитком альтернативної енергетики.
Зараз система генерації електрики передбачає вироблення енергії у відповідності з попитом на неї. Говорячи простою мовою, спеціальні диспетчерські пункти аналізують навантаження в мережі. Якщо вона знижується, відповідно скорочується і вироблення електрики.
Геотермальна електростанція в Ісландії працює на основі енергії підземних джерел
Навіть якщо припустити, що в один момент попит на електрику різко пропав, а його вироблено занадто багато, то вся «зайва» енергія розподіляється серед інших споживачів, які її потребують.
На практиці ж на електростанціях регулюється кількість виробленої електрики шляхом зниження витрати палива або подачі води на турбіну. Це дозволяє економити ресурс самої турбіни, а також обсяг джерела енергії.
Проблема заповнюваних джерел полягає у відсутності регулярного доступу до них. Наприклад, енергію Сонця можна використовувати не круглий рік, як і запаси води, рівень яких є сезонним. Саме тому накопичення і зберігання енергії стало особливо актуальним.
Деякі варіанти зберігання енергії вже використовуються, але не в великих промислових масштабах. Наприклад, гідроакумулятори працюють таким чином. При надлишку електрики з його допомогою наповнюють водою два резервуари. Коли попит на нього зростає, використовують цей запас води.
Цікаво: Цікаві факти про гроші
Накопичувачі енергії стисненого повітря (принцип роботи, як і у гідроакумуляторів)
У сучасній електроенергетиці поки не передбачені способи накопичення і тривалого зберігання електрики. Обсяг його виробництва строго відповідає попиту та поточного використання. На електростанціях регулюється інтенсивність подачі джерела енергії (води, тепла і т.д.) для підвищення або зниження вироблення.