Życie współczesnego człowieka jest zorganizowane w taki sposób, że na jego wsparcie infrastrukturalne składa się wiele elementów o różnych właściwościach technicznych i funkcjonalnych. Należą do nich energia elektryczna. Zwykły konsument nie widzi i nie czuje dokładnie, jak wykonuje swoje zadania, ale efekt końcowy jest dość zauważalny w pracy sprzętu AGD i nie tylko. Jednocześnie pytania o to, skąd pochodzi prąd, pozostają nierozwiązane w umysłach wielu użytkowników tych samych urządzeń gospodarstwa domowego. Aby poszerzyć wiedzę w tym zakresie, warto zacząć od pojęcia elektryczności jako takiej.
Co to jest elektryczność?
Złożoność tej koncepcji jest całkiem zrozumiała, ponieważ energii nie można opisać jako zwykłego obiektu lub zjawiska dostępnego dla percepcji wzrokowej. Jednocześnie istnieją dwa podejścia do odpowiedzi na pytanie, czym jest elektryczność. Definicja naukowców mówi, że elektryczność to strumień naładowanych cząstek, który charakteryzuje się ruchem kierunkowym. Z reguły cząstki są rozumiane jako elektrony.
W samej energetyce energia elektryczna jest częściej traktowana jako produkt wytwarzanypodstacje. Z tego punktu widzenia ważne są również elementy, które są bezpośrednio zaangażowane w proces powstawania i przesyłania prądu. Oznacza to, że w tym przypadku rozważamy pole energetyczne utworzone wokół przewodnika lub innego naładowanego ciała. Aby przybliżyć takie rozumienie energii do rzeczywistej obserwacji, należy zadać sobie pytanie: skąd bierze się elektryczność? Istnieją różne środki techniczne do produkcji prądu, a wszystkie podporządkowane są jednemu zadaniu - zaopatrzeniu odbiorców końcowych. Jednak zanim użytkownicy będą mogli zaopatrywać swoje urządzenia w energię, musi to przejść przez kilka etapów.
Wytwarzanie energii elektrycznej
Dziś w sektorze energetycznym wykorzystywanych jest około 10 rodzajów stacji, które zapewniają wytwarzanie energii elektrycznej. Jest to proces, w wyniku którego określony rodzaj energii zamieniany jest na ładunek prądowy. Innymi słowy, energia elektryczna powstaje podczas przetwarzania innej energii. W szczególności w specjalistycznych podstacjach jako główny zasób roboczy wykorzystywana jest energia cieplna, wiatrowa, pływowa, geotermalna i inne. Odpowiadając na pytanie, skąd pochodzi energia elektryczna, warto zwrócić uwagę na infrastrukturę, w jaką wyposażona jest każda stacja. Każdy agregat prądotwórczy wyposażony jest w rozbudowany system funkcjonalnych węzłów i sieci, które pozwalają na akumulację wytworzonej energii i przygotowanie jej do dalszego przesyłu do węzłów dystrybucyjnych.
Elektrownie konwencjonalne
Chociaż w ostatnich latach trendy w energetyce szybko się zmieniają, można wyróżnić główne typy elektrowni działających według klasycznych zasad. Przede wszystkim są to ciepłownie. Rozwój zasobu odbywa się w wyniku spalania paliwa organicznego i późniejszej konwersji uwolnionej energii cieplnej. Jednocześnie istnieją różne rodzaje takich stacji, w tym ciepłownicze i kondensacyjne. Główną różnicą między nimi jest zdolność obiektów drugiego typu do generowania również przepływów ciepła. Oznacza to, że odpowiadając na pytanie, skąd pochodzi energia elektryczna, można również zwrócić uwagę na stacje, które jednocześnie wytwarzają inne rodzaje energii. Oprócz elektrowni cieplnych dość powszechne są elektrownie wodne i jądrowe. W pierwszym przypadku zakłada się przemianę energii z ruchu wody, aw drugim - w wyniku rozszczepienia atomów w specjalnych reaktorach.
Alternatywne źródła energii
Ta kategoria źródeł energii zwykle obejmuje promienie słoneczne, wiatr, podłoże, itp. Szczególnie powszechne są najróżniejsze generatory nastawione na akumulację i konwersję energii słonecznej na elektryczność. Takie instalacje są atrakcyjne, ponieważ mogą być używane przez każdego konsumenta w ilościach wymaganych do zasilania jego domu. Jednak wysoki koszt sprzętu, a także niuanse w działaniu, ze względu na zależność działających fotokomórek odnatężenie światła.
Na poziomie dużych firm energetycznych aktywnie rozwijają się wiatrowe alternatywne źródła energii elektrycznej. Już dziś wiele krajów korzysta z programów stopniowego przechodzenia na ten rodzaj dostaw energii. Jednak istnieją pewne przeszkody w tym kierunku, ze względu na małą moc generatorów przy wysokich kosztach. Stosunkowo nowym alternatywnym źródłem energii jest naturalne ciepło Ziemi. W tym przypadku stacje przetwarzają energię cieplną otrzymywaną z głębi kanałów podziemnych.
Dystrybucja energii
Po wytworzeniu energii elektrycznej rozpoczyna się etap jej przesyłania i dystrybucji, który zapewniają spółki zajmujące się sprzedażą energii. Dostawcy zasobów organizują odpowiednią infrastrukturę, opartą na sieciach elektrycznych. Istnieją dwa rodzaje kanałów, którymi przesyłana jest energia elektryczna - napowietrzne i podziemne linie kablowe. Sieci te są ostatecznym źródłem i główną odpowiedzią na pytanie, skąd pochodzi energia elektryczna dla różnych potrzeb użytkowników. Organizacje dostawców wyznaczają specjalne trasy do organizowania sieciowej dystrybucji energii elektrycznej przy użyciu różnych rodzajów kabli.
Konsumenci energii elektrycznej
Elektryczność jest wymagana do różnych zadań zarówno w sektorze domowym, jak i przemysłowym. Klasycznym przykładem zastosowania tego nośnika energii jest oświetlenie. Dziś jednak prąd w domu służy do zasilania więcejszeroka gama instrumentów i sprzętu. A to tylko niewielka część potrzeb energetycznych społeczeństwa.
Zasób ten jest również niezbędny do utrzymania infrastruktury transportowej: do utrzymania linii trolejbusowych, tramwajów, metra itp. Osobno warto zwrócić uwagę na przedsiębiorstwa przemysłowe. Fabryki, kombajny i kompleksy przetwórcze często wymagają połączenia ogromnych mocy. Można powiedzieć, że są to najwięksi konsumenci energii elektrycznej, wykorzystujący ten zasób do zapewnienia pracy urządzeń technologicznych i lokalnej infrastruktury.
Zarządzanie obiektami elektroenergetycznymi
Oprócz organizacji sieci elektroenergetycznej, która technicznie zapewnia możliwość przesyłu i dystrybucji energii dla odbiorców końcowych, eksploatacja tego kompleksu jest niemożliwa bez systemów sterowania. Do realizacji tych zadań dostawcy wykorzystują dyspozytornie operacyjne, których pracownicy wdrażają scentralizowaną kontrolę i zarządzanie pracą powierzonych im obiektów elektroenergetycznych. W szczególności usługi te kontrolują parametry sieci, do których odbiorcy energii elektrycznej są podłączeni na różnych poziomach. Osobno warto zwrócić uwagę na działy centrów dyspozytorskich, które zajmują się utrzymaniem sieci, zapobieganiem zużyciu i przywracaniem uszkodzeń niektórych odcinków linii.
Wniosek
W czasie swojego istnienia energetyka przeszła kilka etapów swojego rozwoju. Niedawnopojawiają się nowe zmiany związane z aktywnym rozwojem alternatywnych źródeł energii. Pomyślny rozwój tych obszarów już dziś umożliwia korzystanie z energii elektrycznej w domu, otrzymywanej z indywidualnych generatorów domowych, niezależnie od sieci centralnych. Jednak w tych sektorach występują pewne trudności. Przede wszystkim wiążą się one z kosztami finansowymi zakupu i montażu odpowiedniego sprzętu – tych samych paneli słonecznych wraz z bateriami. Ale ponieważ energia wytwarzana z alternatywnych źródeł jest całkowicie bezpłatna, perspektywy dalszego rozwoju tych obszarów pozostają istotne dla różnych kategorii konsumentów.
