टीपीपी में बिजली उत्पादन की तकनीकी विशेषताएं। विद्युत ऊर्जा का उत्पादन, पारेषण और वितरण। सीएचपी की तकनीकी प्रक्रिया

विद्युत उत्पादन

विद्युत उत्पादन

दुनिया में उत्पादित अधिकांश बिजली थर्मल पावर प्लांट (टीपीपी) द्वारा उत्पन्न होती है, और हम अभी उनमें से एक पर पहुंचे हैं। विशाल बेलनाकार टैंकों पर ध्यान दें। इन प्रभावशाली "जहाजों" में, जिसकी मात्रा 14,000 वर्ग मीटर तक पहुंच सकती है, संग्रहीत है - तेल का भारी अंश, जो ऊर्जा उद्योग में ईंधन में से एक के रूप में कार्य करता है।

आज दुनिया की लगभग 7% बिजली का उत्पादन तेल से होता है। ईंधन तेल की उच्च लागत को देखते हुए यह एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। इसका उपयोग उन क्षेत्रों में करने की सलाह दी जाती है जहां प्राकृतिक गैस और कोयला पहुंचाना अधिक कठिन होता है। हमारे देश में, मुख्य रूप से उत्तर और सुदूर पूर्व में स्थित बिजली संयंत्रों द्वारा ईंधन तेल का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, वे अक्सर थर्मल पावर प्लांटों में बैकअप ईंधन के रूप में उपयोग किए जाते हैं जो गैस को मुख्य के रूप में उपयोग करते हैं। रूस में ऐसे बिजली संयंत्रों की हिस्सेदारी 35% है।

ताप विद्युत संयंत्रों के संचालन का सिद्धांत तापीय ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में और फिर विद्युत ऊर्जा में बदलने पर आधारित है। बॉयलर यूनिट की भट्टी में, उन्हें प्राइम मूवर को गति देने के लिए जलाया जाता है, जो बदले में, विद्युत जनरेटर को चालू कर देगा। तो, दुनिया के सबसे आम भाप टरबाइन थर्मल पावर प्लांट में जलने से उन्हें जल वाष्प मिलता है अधिक दबाव. यह विद्युत जनरेटर के रोटर से जुड़े भाप टरबाइन को चलाता है।

मुझे कहना होगा कि ईंधन तेल एकमात्र तेल उत्पाद नहीं है जिसका उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। इलेक्ट्रिक जेनरेटर चलाने के लिए गैसोलीन या डीजल आंतरिक दहन इंजन का उपयोग किया जा सकता है। उनकी कम शक्ति और कम दक्षता को स्टेशन के कॉम्पैक्ट आकार और कम स्थापना और रखरखाव लागत से मुआवजा दिया जाता है। इसके अलावा, ऐसे बिजली संयंत्र मोबाइल हैं - और यदि आपको भूवैज्ञानिक अभियान के लिए ऊर्जा प्रदान करने या किसी आपदा स्थल पर सहायता प्रदान करने की आवश्यकता है, तो वे एक वास्तविक मोक्ष बन जाते हैं।

ईंधन तेल के रूप में, बिजली संयंत्रों के लिए ईंधन के रूप में इसका उपयोग धीरे-धीरे कम हो रहा है। यह काफी हद तक तेल रिफाइनरियों के आधुनिकीकरण के कारण है, जहां वे क्रमशः हल्के तेल उत्पादों के उत्पादन में वृद्धि करने की योजना बना रहे हैं, जिससे भारी उत्पादन कम हो रहा है। भविष्य में, यह रासायनिक उद्योग के लिए सबसे मूल्यवान कच्चे माल के रूप में अधिक सक्रिय रूप से उपयोग किया जाएगा। और विद्युत ऊर्जा उद्योग वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों पर निर्भर करेगा।

शायद सबसे सक्रिय विकास पवन टर्बाइनों का उपयोग है। अब तक, वे दुनिया में खपत ऊर्जा का 1% से भी कम प्रदान करते हैं, लेकिन स्थिति तेजी से बदल रही है। उदाहरण के लिए, स्पेन में "पवन ऊर्जा" का हिस्सा पहले ही 40% तक पहुंच गया है, और ब्रिटिश सरकार 2020 तक देश के सभी घरों को इसमें स्थानांतरित करने की योजना बना रही है। सापेक्ष सस्तापन, उपलब्धता और पर्यावरण मित्रता इस दिशा के निस्संदेह लाभ हैं। लेकिन इसके नुकसान भी हैं: उच्च शोर, असमान ऊर्जा उत्पादन, बड़े क्षेत्रों की आवश्यकता ताकि आधुनिक मिलों के विशाल ब्लेड एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप न करें। और, ज़ाहिर है, निरंतर हवाओं की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि प्रौद्योगिकी सभी क्षेत्रों के लिए उपयुक्त नहीं है।

हालाँकि, सौर स्टेशनों के बारे में भी यही कहा जा सकता है। सौर पैनल दक्षिणी देशों में रोजमर्रा की जिंदगी का हिस्सा बनते जा रहे हैं, जहां साल में कई साफ दिन होते हैं। अब यह न केवल अंतरिक्ष यान के लिए बिजली का स्रोत है, बल्कि घरों के निवासियों के लिए प्रकाश और गर्मी भी है, जिनकी छतों पर फोटोकेल पैनल स्थापित हैं। मॉस्को में, विज्ञान अकादमी की ऊंची इमारत की छत पर सौर पैनल देखे जा सकते हैं। निस्संदेह, इस तकनीक का एक महान भविष्य है, क्योंकि सूर्य नाम का एक तारा हमारी सभ्यता की आज की जरूरत से लगभग 100 हजार अधिक ऊर्जा के साथ पृथ्वी की आपूर्ति करता है।

भू-तापीय विद्युत संयंत्र ज्वालामुखीय क्षेत्रों में पृथ्वी की पपड़ी द्वारा जारी तापीय ऊर्जा का उपयोग करते हैं - उदाहरण के लिए, आइसलैंड, कामचटका, न्यूजीलैंड में। ऐसी सुविधाएं काफी महंगी हैं, लेकिन उनका संचालन बहुत ही किफायती है। आइसलैंड में, लगभग 90% घर पहले से ही इस ऊर्जा संसाधन का उपयोग हीटिंग के लिए करते हैं।

तटीय क्षेत्रों में, ज्वारीय बिजली संयंत्रों का निर्माण संभव है जो जल स्तर में उतार-चढ़ाव का उपयोग करते हैं। खाड़ी या नदी के मुहाने को एक विशेष बांध द्वारा अवरुद्ध किया जाता है जो कम ज्वार पर पानी को बनाए रखता है। जब पानी छोड़ा जाता है तो यह टरबाइन को घुमाता है। ऊर्जा निकालने का एक और भी आश्चर्यजनक तरीका समुद्र के पानी में तापमान के अंतर का उपयोग कर रहा है। गर्म पानी आसानी से वाष्पित होने वाले तरल (अमोनिया) को गर्म करता है, वाष्प टरबाइन को चलाता है और फिर ठंडे पानी से संघनित होता है। ऐसा बिजली संयंत्र विशेष रूप से हवाई में संचालित होता है।

आशावादी पूर्वानुमानों के अनुसार, इस सदी के उत्तरार्ध में, विश्व ऊर्जा में अक्षय और वैकल्पिक स्रोतों की हिस्सेदारी 50% तक पहुँच सकती है।

पेट्रोलियम ईंधन और ऊर्जा पैदा करने के नए तरीकों के बारे में अधिक जानने के लिए आप गैस स्टेशन जा सकते हैं।

रोचक तथ्य

आज, जब कीमती तेल सहित गैर-नवीकरणीय संसाधनों से बड़ी मात्रा में बिजली उत्पन्न होती है, तो यह हमारा कर्तव्य है कि हम अर्थव्यवस्था के प्राथमिक नियमों का पालन करें। वे पारंपरिक "बाहर निकलते समय, प्रकाश बंद कर दें" से अधिक जटिल नहीं हैं। उन लोगों के लिए कुछ तथ्य जो अभी पृथ्वी के अधिक जागरूक और मितव्ययी निवासी बनना चाहते हैं:

  • एक ऊर्जा-बचत प्रकाश बल्ब पारंपरिक प्रकाश बल्ब के लिए आवश्यक ऊर्जा की दो-तिहाई मात्रा का उपभोग करता है, और 70% अधिक समय तक चलता है।
  • खिड़की के फ्रेम में साधारण अंतराल के कारण हीटिंग उपकरणों और एयर कंडीशनर की दक्षता 20% तक गिर जाती है।
  • अगर एक मोबाइल फोन चार्जर लगातार नेटवर्क से जुड़ा रहता है, तो 95% ऊर्जा बर्बाद हो जाती है।
  • गलत तरीके से चयनित धुलाई कार्यक्रम से 30% अतिरिक्त ऊर्जा खपत होती है।
  • आधुनिक विद्युत उपकरणों को उनकी ऊर्जा दक्षता वर्ग के अनुसार लेबल किया जाता है। सबसे किफायती - वर्ग "ए" डिवाइस।

क्रॉस-रेफरेंस की प्रणाली के साथ मुख्य तेल और गैस शर्तों पर संक्षिप्त इलेक्ट्रॉनिक संदर्भ पुस्तक। - एम।: रूसी स्टेट यूनिवर्सिटीतेल और उन्हें गैस। आई एम गुबकिना. एम.ए. मोखोव, एल.वी. इग्रेव्स्की, ई.एस. नोविक. 2004 .

देखें कि "बिजली उत्पादन" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

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    सौर ऊर्जा से बिजली का उत्पादन- — [या.एन. लुगिन्स्की, एम.एस. फ़ेज़ी ज़िलिंस्काया, यू.एस. इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और पावर इंजीनियरिंग का अंग्रेजी रूसी शब्दकोश, मास्को, 1999] इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के विषय, बुनियादी अवधारणाएं EN सोलर इलेक्ट्रिक जेनरेशनसोलर पावर जेनरेशन ... तकनीकी अनुवादक की पुस्तिका

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    साइट पर बिजली उत्पादन- (खुद की जरूरतों के लिए) [ए.एस. गोल्डबर्ग। अंग्रेजी रूसी ऊर्जा शब्दकोश। 2006] गृह उत्पादन में सामान्य EN में ऊर्जा विषय ... तकनीकी अनुवादक की पुस्तिका

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    एक संयुक्त चक्र (गर्मी की खपत) में बड़े पैमाने पर बिजली उत्पादन- (10 मेगावाट से अधिक) [ए.एस. गोल्डबर्ग। अंग्रेजी रूसी ऊर्जा शब्दकोश। 2006] विषय ऊर्जा सामान्य एन सीएचपी क्षेत्र बिजली बड़े पैमाने पर उत्पादन ... तकनीकी अनुवादक की पुस्तिका

    एक संयुक्त चक्र (गर्मी की खपत) में छोटे पैमाने पर बिजली उत्पादन- (1 मेगावाट से कम) [ए.एस. गोल्डबर्ग। अंग्रेजी रूसी ऊर्जा शब्दकोश। 2006] सामान्य एन सीएचपी क्षेत्र में ऊर्जा लघु पैमाने पर बिजली उत्पादन के विषय ... तकनीकी अनुवादक की पुस्तिका

इंटरएक्टिव एप्लिकेशन "सीएचपी कैसे काम करता है"

बाईं ओर चित्रित मॉसेंर्गो बिजली संयंत्र है, जो मास्को और क्षेत्र के लिए बिजली और गर्मी उत्पन्न करता है। सबसे अधिक पर्यावरण के अनुकूल ईंधन - प्राकृतिक गैस - का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है। सीएचपी संयंत्र में, गैस पाइपलाइन के माध्यम से भाप बॉयलर को गैस की आपूर्ति की जाती है। गैस बॉयलर में जलती है और पानी को गर्म करती है।

गैस को बेहतर तरीके से जलाने के लिए बॉयलरों में ड्राफ्ट मैकेनिज्म लगाए जाते हैं। बॉयलर को हवा की आपूर्ति की जाती है, जो गैस दहन की प्रक्रिया में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करती है। शोर के स्तर को कम करने के लिए तंत्र साइलेंसर से लैस हैं। ईंधन के दहन के दौरान बनने वाली फ़्लू गैसों को चिमनी में छोड़ा जाता है और वातावरण में फैलाया जाता है।

गर्म गैस फ़्लू के माध्यम से भागती है और बॉयलर की विशेष नलियों से गुजरने वाले पानी को गर्म करती है। गर्म होने पर पानी सुपरहिट स्टीम में बदल जाता है, जो स्टीम टर्बाइन में प्रवेश करता है। भाप टर्बाइन में प्रवेश करती है और टर्बाइन ब्लेड को घुमाना शुरू कर देती है, जो जनरेटर रोटर से जुड़े होते हैं। भाप ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। जनरेटर में, यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, रोटर घूमता रहता है, स्टेटर वाइंडिंग में एक वैकल्पिक विद्युत प्रवाह बनाता है।

एक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर और एक स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर सबस्टेशन के माध्यम से, विद्युत लाइनों के माध्यम से उपभोक्ताओं को बिजली की आपूर्ति की जाती है। टर्बाइन में निकलने वाली भाप को कंडेनसर में भेजा जाता है, जहां यह पानी में बदल जाती है और बॉयलर में वापस आ जाती है। थर्मल पावर प्लांट में पानी एक चक्र में चलता है। कूलिंग टावरों को पानी को ठंडा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सीएचपी पंखे और टॉवर कूलिंग टावरों का उपयोग करता है। कूलिंग टावरों में पानी को वायुमंडलीय हवा द्वारा ठंडा किया जाता है। नतीजतन, भाप निकलती है, जिसे हम कूलिंग टॉवर के ऊपर बादलों के रूप में देखते हैं। कूलिंग टावरों में पानी दबाव में ऊपर उठता है और एक झरने की तरह नीचे के कक्ष में गिरता है, जहां से यह सीएचपी में वापस बहता है। बूंदों के प्रवेश को कम करने के लिए, कूलिंग टावरों को जल जाल से सुसज्जित किया गया है।

मॉस्को नदी से पानी की आपूर्ति की जाती है। रासायनिक जल उपचार भवन में, पानी यांत्रिक अशुद्धियों से शुद्ध होता है और फ़िल्टर समूहों में प्रवेश करता है। उनमें से कुछ पर, यह हीटिंग सिस्टम को खिलाने के लिए शुद्ध पानी के स्तर पर तैयार किया जाता है, दूसरों पर - डिमिनरलाइज्ड पानी के स्तर तक और बिजली इकाइयों को खिलाने के लिए जाता है।

गर्म पानी की आपूर्ति और जिला हीटिंग के लिए इस्तेमाल होने वाली साइकिल भी बंद है। भाप टर्बाइन से भाप का हिस्सा जल तापकों को भेजा जाता है। आगे गर्म पानीहीटिंग पॉइंट्स पर भेजा जाता है, जहां घरों से आने वाले पानी के साथ गर्मी का आदान-प्रदान होता है।

मॉसेंर्गो के उच्च श्रेणी के विशेषज्ञ बिजली और गर्मी के साथ विशाल महानगर प्रदान करते हुए चौबीसों घंटे उत्पादन प्रक्रिया का समर्थन करते हैं।

एक संयुक्त चक्र बिजली इकाई कैसे काम करती है


कश्मीर श्रेणी: विद्युत स्थापना कार्य

विद्युत ऊर्जा का उत्पादन

विद्युत ऊर्जा (बिजली) ऊर्जा का सबसे उन्नत रूप है और इसका उपयोग भौतिक उत्पादन के सभी क्षेत्रों और शाखाओं में किया जाता है। इसके फायदों में लंबी दूरी पर संचरण की संभावना और अन्य प्रकार की ऊर्जा (यांत्रिक, थर्मल, रासायनिक, प्रकाश, आदि) में रूपांतरण शामिल है।

विद्युत ऊर्जा विशेष उद्यमों में उत्पन्न होती है - बिजली स्टेशन जो अन्य प्रकार की ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं: रासायनिक, ईंधन, पानी, पवन, सौर, परमाणु।

लंबी दूरी पर बिजली संचारित करने की क्षमता से बिजली संयंत्रों को ईंधन स्थानों के पास या उच्च पानी वाली नदियों पर बनाना संभव हो जाता है, जो बिजली उपभोक्ताओं के पास स्थित बिजली संयंत्रों में बड़ी मात्रा में ईंधन के परिवहन की तुलना में अधिक किफायती है।

उपयोग की जाने वाली ऊर्जा के प्रकार के आधार पर, थर्मल, हाइड्रोलिक, परमाणु ऊर्जा संयंत्र हैं। बिजली संयंत्र जो पवन ऊर्जा और सूर्य के प्रकाश की गर्मी का उपयोग करते हैं, अभी भी बिजली के कम-ऊर्जा स्रोत हैं जिनका औद्योगिक महत्व नहीं है।

थर्मल पावर प्लांट बॉयलर भट्टियों में ठोस ईंधन (कोयला, पीट, तेल शेल), तरल (ईंधन तेल) और गैसीय (प्राकृतिक गैस, और ब्लास्ट-फर्नेस और कोक ओवन गैस) जलाने से प्राप्त थर्मल ऊर्जा का उपयोग करते हैं।

टर्बाइन के घूमने से ऊष्मीय ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जिसे टरबाइन से जुड़े जनरेटर में विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। जनरेटर बिजली का स्रोत बन जाता है। थर्मल पावर प्लांट प्राथमिक इंजन के प्रकार से प्रतिष्ठित होते हैं: स्टीम टर्बाइन, स्टीम इंजन, आंतरिक दहन इंजन, लोकोमोबाइल, गैस टरबाइन। इसके अलावा, भाप टरबाइन बिजली संयंत्रों को संघनक और कोजेनरेशन में विभाजित किया जाता है। संघनक स्टेशन उपभोक्ताओं को केवल विद्युत ऊर्जा प्रदान करते हैं। निकास भाप एक शीतलन चक्र से गुजरती है और घनीभूत होकर फिर से बॉयलर में भर जाती है।

थर्मल और विद्युत ऊर्जा वाले उपभोक्ताओं की आपूर्ति हीटिंग स्टेशनों द्वारा की जाती है, जिन्हें संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र (सीएचपी) कहा जाता है। इन स्टेशनों पर, थर्मल ऊर्जा केवल आंशिक रूप से विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित होती है, और मुख्य रूप से भाप और गर्म पानी के साथ बिजली संयंत्रों के आसपास के क्षेत्र में स्थित औद्योगिक उद्यमों और अन्य उपभोक्ताओं की आपूर्ति पर खर्च की जाती है।

हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट (एचपीपी) नदियों पर बनाए जाते हैं, जो बिजली संयंत्रों के लिए ऊर्जा का एक अटूट स्रोत हैं। वे हाइलैंड्स से निचले इलाकों में बहती हैं और इसलिए यांत्रिक कार्य करने में सक्षम हैं। पानी के प्राकृतिक दबाव का उपयोग करके पहाड़ी नदियों पर हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन बनाए जाते हैं। समतल नदियों पर, बांध के दोनों किनारों पर जल स्तर में अंतर के कारण बांधों के निर्माण से कृत्रिम रूप से दबाव बनाया जाता है। पनबिजली संयंत्रों में हाइड्रो टर्बाइन प्राथमिक इंजन होते हैं, जिनमें जल प्रवाह की ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।

पानी हाइड्रोटर्बाइन और जनरेटर के प्ररित करनेवाला को घुमाता है, जबकि हाइड्रोटर्बाइन की यांत्रिक ऊर्जा जनरेटर द्वारा उत्पन्न विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। एक पनबिजली स्टेशन का निर्माण, बिजली पैदा करने के कार्य के अलावा, राष्ट्रीय आर्थिक महत्व के अन्य कार्यों के एक जटिल को भी हल करता है - नदियों के नेविगेशन में सुधार, शुष्क भूमि की सिंचाई और सिंचाई, शहरों और औद्योगिक उद्यमों को जल आपूर्ति में सुधार।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों (एनपीपी) को थर्मल स्टीम टर्बाइन स्टेशनों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है जो जीवाश्म ईंधन पर काम नहीं करते हैं, लेकिन ऊर्जा स्रोत के रूप में परमाणु ईंधन (ईंधन) परमाणुओं - यूरेनियम या प्लूटोनियम के परमाणु विखंडन की प्रक्रिया में प्राप्त गर्मी का उपयोग करते हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में, बॉयलर इकाइयों की भूमिका परमाणु रिएक्टरों और भाप जनरेटर द्वारा निभाई जाती है।

उपभोक्ताओं को बिजली की आपूर्ति मुख्य रूप से विद्युत नेटवर्क से की जाती है जो कई बिजली संयंत्रों को जोड़ती है। एक सामान्य विद्युत नेटवर्क पर बिजली संयंत्रों का समानांतर संचालन बिजली संयंत्रों के बीच भार का तर्कसंगत वितरण प्रदान करता है, बिजली का सबसे किफायती उत्पादन, स्टेशनों की स्थापित क्षमता का बेहतर उपयोग, उपभोक्ताओं को बिजली की आपूर्ति की विश्वसनीयता में वृद्धि और उन्हें बिजली की आपूर्ति आवृत्ति और वोल्टेज के मामले में सामान्य गुणवत्ता संकेतकों के साथ।

एकीकरण की आवश्यकता बिजली संयंत्रों के असमान भार के कारण होती है। न केवल दिन के दौरान, बल्कि वर्ष के अलग-अलग समय में बिजली की उपभोक्ता मांग में नाटकीय रूप से परिवर्तन होता है। सर्दियों में रोशनी के लिए बिजली की खपत बढ़ जाती है। पर कृषिगर्मियों में खेत के काम और सिंचाई के लिए बड़ी मात्रा में बिजली की जरूरत होती है।

स्टेशनों की लोडिंग की डिग्री में अंतर विशेष रूप से पूर्व से पश्चिम दिशा में एक दूसरे से बिजली की खपत के क्षेत्रों के बीच महत्वपूर्ण दूरी के साथ ध्यान देने योग्य है, जिसे सुबह और शाम के समय के अंतर से समझाया गया है। लोड मैक्सिमा। उपभोक्ताओं को बिजली की आपूर्ति की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने और विभिन्न मोड में काम करने वाले बिजली संयंत्रों की शक्ति का बेहतर उपयोग करने के लिए, उन्हें उच्च-वोल्टेज विद्युत नेटवर्क का उपयोग करके ऊर्जा या विद्युत प्रणालियों में संयोजित किया जाता है।

बिजली संयंत्रों, बिजली लाइनों और गर्मी नेटवर्क के सेट, साथ ही बिजली और गर्मी ऊर्जा के रिसीवर, शासन की समानता और बिजली और गर्मी के उत्पादन और खपत की प्रक्रिया की निरंतरता से एक इकाई में जुड़े हुए हैं, कहा जाता है ऊर्जा प्रणाली (ऊर्जा प्रणाली)। विद्युत प्रणाली, जिसमें विभिन्न वोल्टेज के सबस्टेशन और ट्रांसमिशन लाइनें शामिल हैं, बिजली व्यवस्था का हिस्सा है।

अलग-अलग क्षेत्रों की ऊर्जा प्रणालियाँ, बदले में, समानांतर संचालन के लिए परस्पर जुड़ी हुई हैं और बड़ी प्रणालियाँ बनाती हैं, उदाहरण के लिए, USSR के यूरोपीय भाग की एकीकृत ऊर्जा प्रणाली (UES), साइबेरिया, कजाकिस्तान, मध्य एशिया, आदि की एकीकृत प्रणालियाँ। .

संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र और कारखाने के बिजली संयंत्र आमतौर पर ट्रांसफार्मर सबस्टेशन के माध्यम से 6 और 10 kV या उच्च वोल्टेज लाइनों (35 kV और उच्चतर) की जनरेटर वोल्टेज लाइनों के माध्यम से निकटतम बिजली व्यवस्था के पावर ग्रिड से जुड़े होते हैं। उपभोक्ताओं की आपूर्ति के लिए शक्तिशाली क्षेत्रीय बिजली संयंत्रों द्वारा उत्पन्न ऊर्जा का संचरण उच्च वोल्टेज लाइनों (110 केवी और उच्चतर) के माध्यम से किया जाता है।



- विद्युत ऊर्जा का उत्पादन

« भौतिकी - ग्रेड 11 "

विद्युत उत्पादन

मुख्य रूप से इलेक्ट्रोमैकेनिकल इंडक्शन जनरेटर की मदद से बिजली स्टेशनों पर बिजली का उत्पादन किया जाता है।
दो मुख्य प्रकार के बिजली संयंत्र हैं: थर्मल और हाइड्रोइलेक्ट्रिक।
ये बिजली संयंत्र जनरेटर के रोटर्स को घुमाने वाले इंजनों में भिन्न होते हैं।

ताप विद्युत संयंत्रों में, ऊर्जा का स्रोत ईंधन है: कोयला, गैस, तेल, ईंधन तेल, तेल शेल।
विद्युत जनरेटर के रोटार भाप और गैस टरबाइन या आंतरिक दहन इंजन द्वारा संचालित होते हैं।

थर्मल स्टीम टर्बाइन पावर प्लांट - टीपीपीसबसे किफायती।

स्टीम बॉयलर में, ईंधन द्वारा छोड़ी गई ऊर्जा का 90% से अधिक भाप में स्थानांतरित हो जाता है।
टर्बाइन में, स्टीम जेट्स की गतिज ऊर्जा को रोटर में स्थानांतरित किया जाता है।
टर्बाइन शाफ्ट जेनरेटर शाफ्ट से सख्ती से जुड़ा हुआ है।
भाप टर्बाइन जनरेटर बहुत तेज हैं: रोटर के क्रांतियों की संख्या कई हजार प्रति मिनट है।

काम कर रहे तरल पदार्थ (भाप, गैस) के प्रारंभिक तापमान में वृद्धि के साथ ताप इंजन की दक्षता बढ़ जाती है।
इसलिए, टरबाइन में प्रवेश करने वाली भाप को उच्च मापदंडों पर लाया जाता है: तापमान लगभग 550 ° C तक होता है और दबाव 25 MPa तक होता है।
टीपीपी की दक्षता 40% तक पहुंच जाती है। अधिकांश ऊर्जा गर्म निकास भाप के साथ खो जाती है।


थर्मल पावर प्लांट - सीएचपीऔद्योगिक उद्यमों और घरेलू जरूरतों के लिए निकास भाप की ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा उपयोग करने की अनुमति दें।
नतीजतन, सीएचपी दक्षता 60-70% तक पहुंच जाती है।
रूस में, थर्मल पावर प्लांट सभी बिजली का लगभग 40% प्रदान करते हैं और सैकड़ों शहरों को बिजली की आपूर्ति करते हैं।


पर पनबिजली संयंत्र - एचपीपीजनरेटर के रोटरों को घुमाने के लिए पानी की संभावित ऊर्जा का उपयोग किया जाता है।


विद्युत जनरेटर के रोटार हाइड्रोलिक टर्बाइनों द्वारा संचालित होते हैं।
ऐसे स्टेशन की शक्ति बांध द्वारा बनाए गए दबाव और हर सेकंड टरबाइन से गुजरने वाले पानी के द्रव्यमान पर निर्भर करती है।

पनबिजली संयंत्र हमारे देश में उत्पादित सभी बिजली का लगभग 20% प्रदान करते हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र - परमाणु ऊर्जा संयंत्ररूस में वे लगभग 10% बिजली प्रदान करते हैं।


बिजली का उपयोग


बिजली का मुख्य उपभोक्ता उद्योग है - उत्पादित बिजली का 70%।
परिवहन भी एक प्रमुख उपभोक्ता है।

उपयोग की जाने वाली अधिकांश बिजली अब यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, क्योंकि। उद्योग में लगभग सभी तंत्र इलेक्ट्रिक मोटर्स द्वारा संचालित होते हैं।

विद्युत संचरण

बिजली को बड़े पैमाने पर संरक्षित नहीं किया जा सकता है।
प्राप्ति के तुरंत बाद इसका सेवन करना चाहिए।
इसलिए, लंबी दूरी पर बिजली संचारित करने की आवश्यकता है।

बिजली का संचरण ध्यान देने योग्य नुकसान से जुड़ा हुआ है, क्योंकि विद्युत प्रवाह विद्युत लाइनों के तारों को गर्म करता है। जूल-लेनज़ कानून के अनुसार, लाइन के तारों को गर्म करने पर खर्च की गई ऊर्जा सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है

कहाँ पे
आर- रेखा प्रतिरोध,
यू- प्रेषित वोल्टेज,
आर- वर्तमान स्रोत की शक्ति।

बहुत लंबी लाइनों के साथ, विद्युत संचरण असंवैधानिक हो सकता है।
लाइन आर के प्रतिरोध को महत्वपूर्ण रूप से कम करना व्यावहारिक रूप से बहुत कठिन है, इसलिए वर्तमान ताकत I को कम करना आवश्यक है।

चूंकि वर्तमान स्रोत P की शक्ति वर्तमान I और वोल्टेज U के उत्पाद के बराबर है, इसलिए संचरित शक्ति को कम करने के लिए, ट्रांसमिशन लाइन में प्रेषित वोल्टेज को बढ़ाना आवश्यक है।

इसके लिए बड़े बिजली संयंत्रों में स्टेप-अप ट्रांसफार्मर लगाए जाते हैं।
ट्रांसफार्मर लाइन में वोल्टेज को जितनी बार कम करता है उतनी बार बढ़ा देता है।

ट्रांसमिशन लाइन जितनी लंबी होगी, उच्च वोल्टेज का उपयोग करना उतना ही अधिक फायदेमंद होगा। अल्टरनेटिंग करंट जनरेटर को 16-20 kV से अधिक नहीं होने वाले वोल्टेज के लिए ट्यून किया जाता है। उच्च वोल्टेज को घुमावदार और जेनरेटर के अन्य हिस्सों को अलग करने के लिए जटिल विशेष उपायों की आवश्यकता होगी।

यह स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

वोल्टेज में कमी (और, तदनुसार, वर्तमान शक्ति में वृद्धि) चरणों में की जाती है।

तारों के बीच बहुत अधिक वोल्टेज पर, डिस्चार्ज शुरू हो सकता है, जिससे ऊर्जा की हानि हो सकती है।
प्रत्यावर्ती वोल्टेज का अनुमेय आयाम ऐसा होना चाहिए कि, तार के दिए गए क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के लिए, निर्वहन के कारण ऊर्जा की हानि नगण्य हो।

पावर स्टेशन हाई-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों से जुड़े होते हैं, जिससे एक सामान्य विद्युत नेटवर्क बनता है जिससे उपभोक्ता जुड़े होते हैं।
ऐसा संघ, जिसे बिजली व्यवस्था कहा जाता है, ऊर्जा खपत के भार को वितरित करना संभव बनाता है।
बिजली व्यवस्था उपभोक्ताओं को निर्बाध बिजली आपूर्ति सुनिश्चित करती है।
अब हमारे देश में देश के यूरोपीय भाग की एकीकृत ऊर्जा प्रणाली काम कर रही है।

बिजली का उपयोग

उद्योग, परिवहन, वैज्ञानिक संस्थानों और रोजमर्रा की जिंदगी दोनों में बिजली की जरूरत लगातार बढ़ रही है। इस आवश्यकता को दो मुख्य तरीकों से पूरा किया जा सकता है।

पहला नए शक्तिशाली बिजली संयंत्रों का निर्माण है: थर्मल, हाइड्रोलिक और परमाणु।
हालांकि, एक बड़े बिजली संयंत्र के निर्माण में कई वर्षों और उच्च लागतों की आवश्यकता होती है।
इसके अलावा, थर्मल पावर प्लांट गैर-नवीकरणीय प्राकृतिक संसाधनों का उपभोग करते हैं: कोयला, तेल और गैस।
साथ ही, वे हमारे ग्रह पर संतुलन को बहुत नुकसान पहुँचाते हैं।
उन्नत तकनीक ऊर्जा की जरूरतों को एक अलग तरीके से पूरा करना संभव बनाती है।

दूसरा बिजली का कुशल उपयोग है: आधुनिक फ्लोरोसेंट लैंप, प्रकाश बचत।

नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं के माध्यम से ऊर्जा प्राप्त करने पर बड़ी आशाएँ रखी जाती हैं।

बिजली संयंत्रों की क्षमता बढ़ाने के बजाय बिजली के उपयोग की दक्षता बढ़ाने को प्राथमिकता दी जानी चाहिए।

बिजली का उत्पादन (उत्पादन)। बिजली संयंत्रों नामक औद्योगिक सुविधाओं में विभिन्न प्रकार की ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है। वर्तमान में, निम्न प्रकार की पीढ़ी हैं:

थर्मल पावर उद्योग. इस मामले में, कार्बनिक ईंधन के दहन की तापीय ऊर्जा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। थर्मल पावर उद्योग में थर्मल पावर प्लांट (टीपीपी) शामिल हैं, जो दो मुख्य प्रकार के हैं:

संघनक (आईईएस, पुराने संक्षिप्त नाम GRES का भी प्रयोग किया जाता है)। संघनन को विद्युत ऊर्जा का असंयुक्त उत्पादन कहा जाता है;

ताप संयंत्र (थर्मल पावर प्लांट,सीपीएच). कोजेनरेशन एक ही स्टेशन पर विद्युत और तापीय ऊर्जा का संयुक्त उत्पादन है;

IES और CHPP में समान तकनीकी प्रक्रियाएँ हैं। दोनों ही मामलों में हैबायलरजिसमें ईंधन जलाया जाता है और निकलने वाली ऊष्मा के कारण भाप को दबाव में गर्म किया जाता है। फिर गर्म भाप में डाला जाता हैभाप का टर्बाइन, जहां इसकी तापीय ऊर्जा घूर्णी ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। टर्बाइन शाफ्ट रोटर को घुमाता हैजनक- इस तरह, घूर्णी ऊर्जा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जिसे नेटवर्क में फीड किया जाता है। सीएचपी और आईईएस के बीच मूलभूत अंतर यह है कि बॉयलर में गर्म भाप का हिस्सा गर्मी की आपूर्ति की जरूरतों के लिए जाता है;

परमाणु ऊर्जा. इसमें परमाणु ऊर्जा संयंत्र (एनपीपी) शामिल हैं। व्यवहार में, परमाणु ऊर्जा को अक्सर थर्मल पावर की एक उप-प्रजाति माना जाता है, क्योंकि सामान्य तौर पर, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में बिजली पैदा करने का सिद्धांत थर्मल पावर प्लांटों के समान होता है। केवल इस मामले में, तापीय ऊर्जा ईंधन के दहन के दौरान नहीं, बल्कि परमाणु नाभिक के विखंडन के दौरान जारी की जाती हैपरमाणु रिऐक्टर. इसके अलावा, बिजली पैदा करने की योजना थर्मल पावर प्लांट से मौलिक रूप से अलग नहीं है: भाप को रिएक्टर में गर्म किया जाता है, भाप टरबाइन आदि में प्रवेश किया जाता है। कुछ डिज़ाइन सुविधाओं के कारण, परमाणु ऊर्जा संयंत्र संयुक्त पीढ़ी में उपयोग करने के लिए लाभहीन हैं, हालांकि अलग इस दिशा में प्रयोग किए गए;

पनबिजली. इसमें पनबिजली संयंत्र (HPP) शामिल हैं। जलविद्युत में जल प्रवाह की गतिज ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। ऐसा करने के लिए, नदियों पर बांधों की मदद से, पानी की सतह के स्तर में अंतर कृत्रिम रूप से बनाया जाता है (तथाकथित ऊपरी और निचले पूल)। गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत पानी विशेष चैनलों के माध्यम से ऊपर की ओर से नीचे की ओर बहता है जिसमें पानी के टर्बाइन स्थित होते हैं, जिनमें से ब्लेड पानी के प्रवाह से घूमते हैं। टरबाइन जनरेटर के रोटर को घुमाती है। पंप-स्टोरेज स्टेशन (PSPPs) एक विशेष प्रकार के हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन हैं। उन्हें अपने शुद्ध रूप में उत्पादन क्षमता नहीं माना जा सकता है, क्योंकि वे लगभग उतनी ही बिजली की खपत करते हैं जितनी वे पैदा करते हैं, लेकिन ऐसे स्टेशन पीक आवर्स के दौरान नेटवर्क को उतारने में बहुत प्रभावी होते हैं;

वैकल्पिक ऊर्जा. इसमें बिजली पैदा करने के तरीके शामिल हैं जिनके "पारंपरिक" लोगों की तुलना में कई फायदे हैं, लेकिन विभिन्न कारणों से उन्हें पर्याप्त वितरण नहीं मिला है। वैकल्पिक ऊर्जा के मुख्य प्रकार हैं:

पवन ऊर्जा- बिजली उत्पन्न करने के लिए हवा की गतिज ऊर्जा का उपयोग;

सौर ऊर्जा- सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा से विद्युत ऊर्जा प्राप्त करना;

पवन और सौर ऊर्जा के सामान्य नुकसान जनरेटर की उच्च लागत के सापेक्ष कम शक्ति हैं। इसके अलावा, दोनों ही मामलों में, रात (सौर ऊर्जा के लिए) और शांत (पवन ऊर्जा के लिए) समय के लिए भंडारण क्षमता की आवश्यकता होती है;

भू - तापीय ऊर्जा- प्राकृतिक ताप का उपयोगधरतीविद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए। वास्तव में, भू-तापीय स्टेशन साधारण थर्मल पावर प्लांट हैं, जहाँ भाप को गर्म करने के लिए ऊष्मा का स्रोत बॉयलर या परमाणु रिएक्टर नहीं है, बल्कि प्राकृतिक ऊष्मा के भूमिगत स्रोत हैं। ऐसे स्टेशनों का नुकसान उनके आवेदन की भौगोलिक सीमाएँ हैं: यह केवल विवर्तनिक गतिविधि के क्षेत्रों में भू-तापीय स्टेशनों का निर्माण करने के लिए लागत प्रभावी है, अर्थात, जहाँ प्राकृतिक ऊष्मा स्रोत सबसे अधिक सुलभ हैं;

हाइड्रोजन ऊर्जा- उपयोगहाइड्रोजनजैसाऊर्जा ईंधनबड़ी संभावनाएं हैं: हाइड्रोजन की बहुत अधिक हैक्षमतादहन, इसका संसाधन व्यावहारिक रूप से असीमित है, हाइड्रोजन का दहन बिल्कुल पर्यावरण के अनुकूल है (ऑक्सीजन वातावरण में दहन का उत्पाद आसुत जल है)। हालाँकि, शुद्ध हाइड्रोजन के उत्पादन की उच्च लागत और बड़ी मात्रा में इसके परिवहन की तकनीकी समस्याओं के कारण हाइड्रोजन ऊर्जा वर्तमान में मानव जाति की जरूरतों को पूरी तरह से संतुष्ट करने में सक्षम नहीं है;

यह भी ध्यान देने योग्य है जलविद्युत के वैकल्पिक रूप: ज्वारतथाहिलानाऊर्जा। इन मामलों में, समुद्री की प्राकृतिक गतिज ऊर्जाज्वारऔर हवालहर कीक्रमश। बिजली संयंत्र को डिजाइन करते समय इस प्रकार के विद्युत ऊर्जा उद्योग के प्रसार में बहुत सारे कारकों की आवश्यकता होती है: न केवल एक समुद्री तट की आवश्यकता होती है, बल्कि एक तट जिस पर ज्वार (और समुद्र की लहरें, क्रमशः) होंगी पर्याप्त रूप से मजबूत और स्थिर। उदाहरण के लिए, तटकाला सागरज्वारीय बिजली संयंत्रों के निर्माण के लिए उपयुक्त नहीं है, क्योंकि उच्च और निम्न ज्वार पर काला सागर के जल स्तर में अंतर न्यूनतम है।