Электричество. Что это такое?
Мода для детей и искусство общенияМастерская Эдисонов
Электричество было известно людям с самых давних времен. Правда практически измерять электричество человек научился только в начале 19 века. Потом понадобилось еще 70 лет до того момента, когда в 1872 году русский ученый А.Н.Лодыгин изобрел первую в мире электрическую лампочку накаливания. Но знания о таком явлении как электричество были у людей уже много тысяч лет назад. Ведь ещё древний человек заметил удивительное свойство натертой янтарём шерсти притягивать нитки, пыль и другие мелкие предметы. Гораздо позже данное свойство было замечено и за другими веществами, такими как сера, сургуч и стекло. И по причине того, что «янтарь» по-гречески звучал как «электрон», эти свойства начали называться электрическими.
А причина возникновения электричества заключается в том, что при трении заряд делится на положительные и отрицательные заряды.
Без электричества в наше время просто невозможно представить нормальную цивилизованную жизнь. Оно светит, греет, даёт нам возможность общаться на огромных расстояниях друг от друга и т. п. Электрический ток приводит в действие самые различные агрегаты и приборы – от маленького будильника до огромного прокатного стана. Поэтому если представить, что однажды электричество может исчезнуть одновременно на всей планете, жизнь человека резко изменит свое направление. Мы уже не можем обходиться без электрического тока, ведь он питает и заставляет работать практически все механизмы и приборы, придуманные человеком. И если посмотреть вокруг себя, то можно увидеть, что в любой квартире, хотя бы в одну из розеток будет воткнута штепсельная вилка, от которой идет провод в магнитофон, телевизор, микроволновую печь или в другие приборы, которые мы ежедневно используем дома или на работе.
Сегодня без электричества не сможет прожить ни одна цивилизованная страна. Каким же образом добывается такое огромное количество электроэнергии, которое может обеспечить потребности миллиардов людей, живущих на Земле?
В тепловых электростанциях (ТЭС) эта обязанность возложена на водяной пар, который образуется в результате нагрева воды от сгорания топлива. Водяной пар под очень большим давлением врывается в турбины генератора, где расположено множество вертящихся частей снабженных специальными лепестками, напоминающими пропеллеры самолета. Пар, проходя через лепестки, вращает рабочие агрегаты генератора, благодаря чему и вырабатывается электрический ток.
В основном электростанции не работают сами по себе. Они связаны между собой линиями электропередач.
С их помощью электроэнергия направляется туда, где она больше всего нужна. Линии электропередач протянулись по всей нашей необъятной стране, поэтому тот ток, который мы используем у себя дома может вырабатываться очень далеко, за сотни километров от нашей квартиры. Но где бы ни стояла электростанция, благодаря линиям электропередачи каждый человек сможет воткнуть вилку и розетку и включить любой необходимый ему прибор или устройство.
Электрический ток, откуда он берется и как добирается до наших домов? ⋆ Geoenergetics.ru
Уважаемые читатели и просто посетители нашего журнала! Мы достаточно много и довольно подробно пишем о том, какими способами, при помощи каких именно энергетических ресурсов, производится электроэнергия на электростанциях. Атом, газ, вода – были нашими с вами «героями», разве что до альтернативных , «зеленых» вариантов еще не успели добраться. Но, если присмотреться внимательно, рассказы были далеко не полными. Еще ни разу мы не пробовали отследить детально путь электроэнергии от турбины до наших с вами розеток, с тропинками на освещение наших населенных пунктов и дорог, на обеспечение работы многочисленных насосов, обеспечивающих комфорт наших с вами жилищ.
Дороги и тропинки эти отнюдь не просты, порой извилисты и многократно меняют направление, но знать, как они выглядят – обязанность каждого культурного человека XXI века. Века, облик которого во многом определяет покорившаяся нам электроэнергия, которую мы научились преобразовывать так, чтобы были удовлетворены все наши потребности – как в промышленности, так и в частном пользовании. Ток в проводах линий электропередач и ток в батарейках наших гаджетов – очень разные токи, но они остаются все тем же электричеством. Какие усилия приходится прилагать электроэнергетикам, инженерам, чтобы обеспечить мощнейшие токи сталеплавильных заводов и маленькие, крошечные токи, допустим, наручных часов? Сколько работы приходится проделывать всем тем, кто поддерживает систему преобразований, передачи и распределения электроэнергии, какими такими методами обеспечена стабильность этой системы? Чем «Системный Оператор» отличается от «Федеральной Сетевой Компании», почему обе этих компании были, есть и будут в России не частными а государственными?
Вопросов очень много, ответы на них надо знать, чтобы более менее представлять, зачем нам так много энергетиков и чем же они, грубо говоря, занимаются? Мы ведь настолько привыкли, что с электричеством в домах и в городах все в полном порядке, что про электроинженеров вспоминаем только тогда, когда что-то вдруг перестает работать, когда мы выпадаем из зоны привычного уровня комфорта.
Мы уверены, что нам откровенно повезло – взяться за эту не простую, нужную, да еще и огромную тему согласился настоящий профессионал. Просим любить и жаловать – Дмитрий Таланов, Инженер с большой буквы. Знаете, есть такая страна – Финляндия, в которой звание инженера настолько значимо, что в свое время ежегодно издавался каталог с перечнем специалистов, его имеющих. Хотелось бы, чтобы и в России когда-нибудь появилась такая славная традиция, благо в наш электронно-интернетный век завести такой ежегодно обновляемый каталог намного проще.
Статья, которую мы предлагаем вашему вниманию по инженерному коротка, точна и емка. Конечно, обо всем, что написал Дмитрий, можно рассказать намного подробнее, и в свое время наш журнал начал цикл статей о том, как в XIX веке происходило покорение электричества.
Георг Ом, Генрих Герц, Андре-Мари Ампер, Алессандро Вольт, Джеймс Ватт, Фарадей, Якоби, Ленц, Грамм, Фонтен, Лодыгин, Доливо-Добровольский, Тесла, Яблочков, Депрё, Эдисон, Максвелл, Кирхгоф, братья Сименсы и братья Вестингаузы – в истории электричества много славных имен, достойных того, чтобы мы о них помнили.
В общем, если кому-то хочется припомнить подробности того, как все начиналось, милости просим, а статья Дмитрия – начало совсем другой истории. Очень надеемся, что она вам понравится, а продолжение статей Дмитрия Таланова мы увидим в самое ближайшее время.
Уважаемого Дмитрия от себя лично – с дебютом, ко всем читателям просьба – не скупитесь на комментарии!
Что такое электрический ток, откуда он берется и как добирается до наших домов?
Для чего нам электроэнергия и насколько она помогает нам жить, может узнать каждый, обведя критическим взглядом свое жилище и место работы.
Первое, что бросается в глаза, это освещение. И верно, без него даже 8-часовой рабочий день превратился бы в муку. Добираться до работы во многих мегаполисах и так небольшое счастье, а если придется это делать в темноте? А зимой так и в оба конца! Газовые фонари помогут на главных магистралях, но чуть свернул в сторону, и не видно ни зги. Можно легко провалиться в подвал или яму.
А за городом на природе, освещаемой только светом звезд?
Ночное освещение улицы, Фото: pixabay.com
Удалять жару из офисов, куда с трудом добрался, без электричества тоже нечем. Можно, конечно, открыть окна и обвязать голову мокрым полотенцем, но надолго ли это поможет. Качающим воду насосам тоже нужно электричество, или придется регулярно ходить с ведром на ручную колонку.
Кофе в офисе? Забудьте! Только если всем сразу и не часто, чтобы дым от сгорающего угля не отравил рабочую атмосферу. Или за дополнительную денежку получать из соседнего трактира.
Отправить письмо в соседний офис? Надо взять бумагу, написать письмо от руки, затем ножками отнести его. На другой конец города? Вызываем курьера. В другую страну? А вы знаете, сколько это будет стоить? К тому же ответа не ждите ранее полугода из соседних стран и от года до пяти из-за океана.
Вернулись домой, надо зажечь свечи. Читать при них – мучение для глаз, поэтому придется заняться чем-то другим.
А чем? ТВ нет, компьютеров нет, смартфонов – и тех нет, ибо нечем их запитать. Лежи на лавке и гляди в потолок! Хотя рождаемость точно повысится.
К этому следует добавить, что все пластмассы и удобрения сейчас получают из природного газа на заводах, где крутятся тысячи моторов, приводимых в движение всё тем же электричеством. Отсюда список доступных удобрений сильно укорачивается до тех, которые можно приготовить из природного сырья в чанах, размешивая в них ядовитую жижу лопатками с ручным, водяным или паровым приводом. Как результат, сильно сжимается объем производимых продуктов.
О пластмассах – забудьте! Эбонит – наше высшее счастье из длинного списка. А из металлов самым доступным становится чугун. Из медицины на сцену в качестве главного орудия снова выступают стетоскоп и быстро ржавеющий скальпель. Остальное канет в Лету.
Продолжать можно долго, но идея должна быть уже понятна. Нам нужно электричество. Мы можем выжить без него, но что это будет за жизнь! Так откуда же появилось это волшебное электричество?
Открытие электричества
Все мы знаем физическую истину, что ничто никуда бесследно не исчезает, а только переходит из одного состояния в другое.
С этой истиной столкнулся греческий философ Фалес Милетский в VII веке до н. э. обнаружив электричество как вид энергии, натирая кусок янтаря шерстью. Часть механической энергии при этом перешла в электрическую и янтарь (на древнегреческом «электрон») электризовался, то есть приобрел свойства притягивать легкие предметы.
Этот вид электричества сейчас называют статическим, и он нашел себе широкое применение, в том числе в системах очистки газов на электростанциях. Но в Древней Греции ему не нашлось применения и, если бы Фалес Милетский не оставил после себя записей о своих экспериментах, мы бы никогда не узнали, кто был тот первый мыслитель, заостривший свое внимание на виде энергии, являющейся едва ли не самой чистой среди всех, с которыми мы знакомы по настоящий день. Ею также наиболее удобно управлять.
Сам термин «электричество» – то есть «янтарность» – ввел в употребление Уильям Гилберт в 1600 году. С этого времени с электричеством начинают широко экспериментировать, пытаясь разгадать его природу.
Как результат, с 1600 по 1747 годы последовала череда увлекательных открытий и появилась первая теория электричества, созданная американцем Бенджамином Франклином. Он ввел понятие положительного и отрицательного заряда, изобрел молниеотвод и с его помощью доказал электрическую природу молний.
Далее в 1785 происходит открытие закона Кулона, а в 1800 году итальянец Вольта изобретает гальванический элемент (первый источник постоянного тока, предшественник нынешних батарей и аккумуляторов), представлявший собой столб из цинковых и серебряных кружочков, разделённых смоченной в подсоленной воде бумагой. С появлением этого, стабильного по тем временам, источника электричества новые и важнейшие открытия быстро следуют одно за другим.
Майкл Фарадей, читающий рождественскую лекцию в Королевском институте. Фрагмент литографии, Фото: republic.ru
В 1820 году датский физик Эрстед обнаружил электромагнитное взаимодействие: замыкая и размыкая цепь с постоянным током, он заметил цикличные колебания стрелки компаса, расположенной вблизи проводника.
А в 1821 году французский физик Ампер открыл, что вокруг проводника с переменным электрическим током образуется переменное электромагнитное поле. Это позволило уже Майклу Фарадею в 1831 году открыть электромагнитную индукцию, описать уравнениями электрическое и магнитное поле и создать первый электрогенератор переменного тока. Фарадей вдвигал катушку с проводом в намагниченный сердечник и в результате в обмотке катушки появлялся электрический ток. Фарадей также придумал первый электродвигатель – проводник с электрическим током, вращающийся вокруг постоянного магнита.
Всех участников «гонки за электричеством» невозможно упомянуть в этой статье, но результатом их усилий явилась доказуемая экспериментом теория, детально описывающая электричество и магнетизм, в соответствии с которой мы производим сейчас всё, что требует электричества для своего функционирования.
Постоянный или переменный ток?
В конце 1880-х годов, еще до появления мировых стандартов на производство, распределение и потребление промышленной электроэнергии, разразилась битва между сторонниками использования постоянного и переменного тока.
Во главе противостоящих друг другу армий встали Тесла и Эдисон.
Оба были талантливыми изобретателями. Разве что Эдисон обладал куда более развитыми способностями к бизнесу и к моменту начала «войны» успел запатентовать множество технических решений, в которых использовался постоянный ток (в то время в США постоянный ток являлся стандартом по умолчанию; постоянным называется ток, направление которого не меняется по времени).
Но была одна проблема: в те времена постоянный ток было очень трудно трансформировать в более высокое или низкое напряжение. Ведь если сегодня мы получаем электроэнергию напряжением 240 вольт, а наш телефон требует 5 вольт, мы втыкаем в розетку универсальную коробочку, которая преобразует что угодно во что угодно в нужном нам диапазоне, используя современные транзисторы, управляемые крошечными логическими схемами с изощренным программным обеспечением. А что можно было сделать тогда, когда до изобретения самых примитивных транзисторов оставалось еще 70 лет? И если по условиям электрических потерь требовалось повысить напряжение до 100’000 вольт, чтобы доставить электроэнергию на расстояние 100 или 200 километров, любые столбы Вольта и примитивные генераторы постоянного тока оказывались бессильны.
Понимая это, Тесла выступал за переменный ток, трансформация которого в любые уровни напряжения не представляла труда и в те времена (переменным считается ток, величина и направление которого периодически меняются со временем даже при неизменном сопротивлении этому току; при частоте сети 50Гц это происходит 50 раз в секунду). Эдисон же, не желая терять патентные отчисления себе, развернул кампанию по дискредитации переменного тока. Он уверял, что этот вид тока особо опасен для всего живого, и в доказательство публично убивал бродячих кошек и собак, прикладывая к ним электроды, соединенные с источником переменного тока.
Эдисон проиграл битву, когда Тесла предложил за 399’000 долларов осветить весь город Буффало против предложения Эдисона сделать то же за 554’000 долларов. В день, когда город осветился электричеством, полученным от станции, расположенной у Ниагарского водопада и вырабатывающей именно переменный ток, компания General Electric выкинула постоянный ток из рассмотрения в своих будущих бизнес-проектах, полностью поддержав своим влиянием и деньгами переменный ток.
Томас Эдисон (США), Рис.: cdn.redshift.autodesk.com
Может показаться, что переменный ток навсегда завоевал мир. Однако у него имеются наследственные болячки, растущие из самого факта переменности. Прежде всего это электрические потери, связанные с потерями в индуктивной составляющей проводов ЛЭП, которые используются для передачи электроэнергии на большие расстояния. Эти потери в 10-20 раз превышают возможные потери в тех же самых ЛЭП в случае протекания по ним постоянного тока. Плюс сказывается повышенная сложность синхронизации узлов энергосистемы (для пущего понимания, скажем, отдельных городов), ведь для этого требуется не только выровнять напряжения узлов, но и их фазу, ибо переменный ток представляет собой волну синусоиды.
Отсюда видна и значительно большая приверженность к «качаниям» узлов по отношению к друг другу, когда напряжение-частота начинают меняться вверх-вниз, на что обычный потребитель обращает внимание, когда у него в квартире мигает свет.
Обычно это предвестник конца совместной работы узлов: связи между ними рвутся и какие-то узлы оказываются с дефицитом энергии, что ведет к снижению в них частоты (т.е. к снижению скорости вращения тех же электродвигателей и вентиляторов), а какие-то с избытком энергии, приводящем к опасному повышению напряжения по всему узлу, включая наши розетки с подключенными к ним устройствам. А при достаточно большой длине ЛЭП, что, к примеру, критично для РФ, начинают проявляться и другие портящие настроение электрикам эффекты. Не вдаваясь в детали, можно указать, что передавать электроэнергию переменного тока по проводам на сверхдальние расстояния становится трудно, а иногда и невозможно. Для сведения, длина волны частотой 50 Гц составляет 6000 км, и при приближении к половине этой длины – 3000 км – начинают сказываться эффекты бегущих и стоячих волн плюс эффекты, связанные с резонансом.
Эти эффекты отсутствуют при использовании постоянного тока. А значит, повышается стабильность работы энергосистемы в целом.
Принимая это во внимание, а также то, что компьютеры, светодиоды, солнечные панели, аккумуляторы и многое другое используют для своей работы именно постоянный ток, можно заключить: война с постоянным током еще не проиграна. Современным преобразователям постоянного тока на любые используемые сегодня мощности и напряжения осталось совсем немного, чтобы сравняться в цене с привычными человечеству трансформаторами переменного тока. После чего, видимо, начнется триумфальное шествие по планете уже постоянного тока.
Фото: itc.ua
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Откуда в доме тепло и свет? Почему нужно экономить электроэнергию
Нас с детства учили выключать свет, когда выходишь из комнаты, и отключать приборы из розетки, когда их не используешь, только не объясняют, почему. Электричество, горячая вода, отопление — незаменимые атрибуты современной жизни. Мы ежедневно пользуемся электроприборами, освещение делает наши дома и квартиры удобными и уютными, а улицы — безопасными, батареи согревают жилые пространства зимой, а без горячей воды сложно обойтись даже летом — вспомните, сколько дискомфорта приносит отключение горячей воды.
Мы привыкли к этому, но мало кто задумывается, что свет и тепло — результат сложного процесса, который сильно нагружает природу и требует ресурсов в больших объемах.
Ничто в мире не исчезает в никуда и не появляется из ниоткуда. Так и у электричества, горячей воды и тепла есть источники. Это полезные ископаемые: уголь, газ, нефть и нефтепродукты, урановая руда, а также возобновляемые источники — ветер, вода, солнечный свет, приливы и отливы, биомасса и термальные источники. Прежде, чем свет и тепло достигнут наших домов, ресурсы проходят долгий путь. Сначала они добываются и доставляются на электростанцию. На электростанции из них вырабатывается энергия, которая передается и распределяется по территории и в конце концов доходит до нас.
Мы видим провода, по которым передается электричество, а откуда они тянутся, знают далеко не все. Все, что происходит на электростанции, остается за границами нашего восприятия.
Аналогично можно видеть часть труб, по которым течет горячая вода, но где же они берут начало? В централизованных котельных или на тех же электростанциях. Большинство электростанций, кроме электроэнергии, производят тепло — оно является побочным продуктом выработки энергии.
В России 57,7% электроэнергии производится на тепловых электростанциях (ТЭС). В процессе сгорания ископаемого топлива образуется тепловая энергия пара — она используется для отопления. Далее пар с высоким давлением приводит во вращение турбину. Турбина вращает магнит внутри генератора, который вырабатывает электроэнергию.
Фундамент этого процесса — источники первичной энергии. Это ископаемые виды органического топлива: нефть, уголь и природный газ. Чаще всего на ТЭС используются последние два.
Доля угля в топливно-энергетическом балансе России составляет 15%. Уголь — недорогой вид топлива и широко представлен в разных регионах. Кроме того, разведанные запасы угля больше, чем разведанные запасы природного газа.
Но угольные ТЭС обладают более низким КПД по отпуску электроэнергии и быстрее изнашиваются.
В России природный газ составляет 40% первичной энергии. Газ доступен практически во всех промышленных зонах России и более эффективен экономически: электрический КПД современной газовой электростанции может достичь 60%, в то время как угольной — максимум 34%. Кроме того, газ — более чистое топливо: при его сгорании выделяется почти в два раза меньше углекислого газа, чем при сгорании угля.
В малой энергетике (например, в отдаленных регионах, которые не могут быть подключены к общей сети, или на отдельных объектах) чаще всего в виде топлива используются нефтепродукты — мазут и дизель. Дизельное топливо (солярка) — нефтепродукт, который образуется в результате перегонки нефти, но это дорогой и вредный для окружающей среды вид топлива. В середине двадцатого века на некоторых ТЭС активно использовали мазут — смесь тяжелых углеводородов, остаточный продукт перегонки нефти.
Но сейчас в качестве основного топлива он не используется из-за высокой цены. Что к лучшему — при сжигании мазута выделяется много оксида серы.
Какой бы из видов топлива не использовался, при его сжигании на ТЭС выделяется углекислый газ и водяной пар. Серый дым, который поднимается из тонких труб ТЭС, — это продукты сгорания, включающие СО2 и массу других вредных элементов. Водяной пар можно увидеть над большими трубами — он так же, как и СО2, является парниковым газом, а значит, его выбросы способствуют изменению климата.
Каждый раз, включая свет или электроприборы, представьте себе картинку: у вас в доме горит свет, работает стиральная машина, заряжается телефон — а на другом конце электросети производится энергия, и парниковые газы поступают в атмосферу. Нас с детства учат выключать свет, когда выходишь из комнаты, и отключать приборы из розетки, когда их не используешь, только не объясняют, почему. Парниковые газы — одна из весомых причин приобрести такую привычку.
А еще нефть, уголь, газ — исчерпаемые ресурсы, их запасы не смогут обеспечить энергией будущие поколения. Кроме того, с каждым расходуемым киловаттом энергии ресурсы исчезают из недр земли, а значит, разрушаются экосистемы.
В России 18,7% электроэнергии вырабатывается на атомных электростанциях (АЭС). В качестве топлива на них использует Уран-235, и на этих станциях установлен ядерный реактор. В остальной сам процесс выработки энергии похож на ТЭС, с единственным отличием на первом этапе — тепловая энергия образуется в результате распада Урана-235.
В отличие от ТЭС, при работе атомных электростанций (АЭС) не создаются выбросы вредных веществ в атмосферу. Атомные станции в Европе ежегодно помогают сократить выбросы на 700 млн тонн СО2, в России на 210 млн тонн СО2. Но в результате работы ядерного реактора образуются радиоактивные отходы. Часть из них перерабатывается для дальнейшего использования, остальное держат в специальных хранилищах, чтобы они не нанесли вред человеку и окружающей среде.
То есть эти отходы будут накапливаться и храниться — по человеческим меркам — вечно.
Обеспечение безопасности на АЭС — очень сложный и важный момент. Малейшие нарушения чреваты тяжелыми последствиями, которые распространяются на большие территории и делают их не просто непригодными для жизни, но и опасными для здоровья. Есть печальные случаи — Чернобыль и Фукусима-1. Свести риски к минимуму, обеспечив безопасность работы АЭС на 100%, увы, невозможно. А радиацию человек нейтрализовать не способен.
Возобновляемые источники энергии17,7% электроэнергии в России производится на гидроэлектростанциях (ГЭС).
Гидроэнергетика в России хорошо развита, так как на территории страны много крупных рек. Это способ отказаться от «грязных» видов топлива там, где есть подходящие реки. В ходе выработки энергии на ГЭС не создается выбросов — это главное преимущество. Но и у этой системы есть свои минусы — строительство и эксплуатация ГЭС сильно изменяет речные экосистемы.
Многие страны обеспокоены климатическими изменениями и поэтому стремятся отказаться от углеводородов в пользу возобновляемых источников энергии (ВИЭ), чтобы снизить выбросы парниковых газов. В России доля ВИЭ пока меньше 1%.
Главное преимущество ВИЭ в том, что в результате их использования не создаются выбросы парниковых газов и вредных веществ, и они неиссякаемы. Но развитие ВИЭ тормозит ряд недостатков: многие зависят от метеорологических и климатических условий, большинство неконкурентоспособны, невозможна транспортировка такой энергии на дальние расстояния.
По данным системного оператора единой электроэнергетической системы России, суммарная установленная электрическая мощность ветряных электростанций в стране составляет всего 0,08% от установленной мощности всех электростанций. Биоэнергетика — одно их самых перспективных направлений для России. Наибольшим потенциалом обладают сферы утилизации отходов — аграрного и деревообрабатывающего секторов и пищевой промышленности.
На морских (приливных) электростанциях для производства электроэнергии используется движения волн, приливов и отливов. Единственная в России морская электростанция расположена в Мурманской области на берегу залива Кислая губа. Она была построена в рамках эксперимента и до сих пор функционирует в этом режиме. Солнечная энергетика в России развивается очень медленно, несмотря на то, что солнца здесь гораздо больше, чем во многих странах Европы, где солнечные батареи используются повсеместно.
Но не все так солнечно и в области возобновляемой энергетики. У ветровых турбин много противников из-за их негативного воздействия на окружающую среду, в частности, из-за угрозы для птиц, а также высокого уровня шума. Производство солнечных батарей энергоемко, а процессы биоэнергетики могут нарушить минеральный баланс почвы. Это ставит под вопрос экологичность данных типов производства энергии.
Производство энергии, даже из возобновляемых источников, создает серьезные экологические проблемы.
Поэтому необходимо разрабатывать новые способы ее получения — более безопасные и менее ресурсоемкие. Но пока экосистемы разрушаются, климат продолжает стремительно изменяться, запасы ресурсов сокращаются. Поэтому разумное использование энергии и бережное отношение к ней — это необходимость и привычка, которая поможет снизить вредное воздействие на окружающую среду. И она доступна каждому из нас.
Поэтому необходимо разрабатывать новые способы ее получения — более безопасные и менее ресурсоемкие. Но пока экосистемы разрушаются, климат продолжает стремительно изменяться, запасы ресурсов сокращаются. Поэтому разумное использование энергии и бережное отношение к ней — это необходимость и привычка, которая поможет снизить вредное воздействие на окружающую среду. И она доступна каждому из нас.
Подготовила Татьяна Иванникова
Источники фото: PxHere, Wikimedia Commons (ПАО «Мосэнерго»/Анна Самарина; Trougnouf; Andshel)
Присоединяйтесь к онлайн-марафону «Позитивная энергия»!
Давайте вместе беречь энергию, устраивать цифровой детокс и использовать электротехнику с умом!
Присоединиться
Откуда берется электричество? | ТГК-1
Наверное, каждому пользователю в душе интересно, откуда берутся эти самые электроны в электрической лампочке. Все знают — вырабатываются на ГЭС, ТЭЦ, с атомных станций. Меньше людей слышали о солнечных, ветряных, геотермальных, приливных станциях, ещё меньше — о ГРЭС (государственные районные электрические станции), и ГАЭС.
И уж совсем мало кто знает, как это оказывается сложно — управлять электричеством.
В чём сложность? И вот тут в двух словах не объяснить — приходится лезть в дебри энергетики. А знать стоит, потому что именно из этих знаний складывается самая волнующая нас интрига — цена за киловатт.
Первая хитрость — электричество нельзя запасти «на завтра», и приходится ориентироваться на текущую выработку, а потери при транспортировке высоки — поэтому энергетики вынуждены приспосабливаться буквально на каждом шагу: использовать низкий ток, менять сечения проводов, использовать повышающие и понижающие трансформаторы, дозировать электроэнергию дополнительными станциями.
Мало того, трудности возникают и в частном порядке — есть пики и провалы в энергопотреблении, а тяжесть проводов может не выдержать погодных условий — например, снегопада. Вот почему земля буквально опутана проводами разных сортов — электричество нужно всем и каждому, желательно — бесплатно, а подать его в нужной мощности и за деньги не легко.
Вот пример. Генератор может выдавать только столько мощности, сколько может потребить потребитель. Если даже генератор имеет установленную мощность на 100 МВт, то он не сможет ее набрать, если нет соотвестствующей нагрузки. Как частный случай – выдаст, но с отклонением от принятой частоты в 50Гц, что сделает невозможным использовать такую электроэнергию, а это — невосполнимые затраты.
Всё начинается именно с генератора — это чудесное устройство невообразимым, но легко объяснимым физикой способом вырабатывает с помощью силы воды поток электронов, которые начинают своё экстравагантное путешествие по проводам — к чайнику.
ГЭС преобразует механическую энергию воды в электрическую — в этом она, кстати, самая экологичная. Вода «давит» на лопасти рабочего колеса, которое на одном валу с генератором. Чем больше напор – тем больше давление. Генератор представляет из себя ротор и статор. Статор – неподвижная часть с обмоткой. Ротор вращается в электрическом поле статора, возникает Электродвижущая сила (ЭДС).
С выводных устройств идет съем электроэнергии — это описание принципа работы любого генератора.
Но вот в чём чудо — в этом «пахтании океана» появляются электроны, и они не одиноки. Есть ещё электрически заряженные частицы, квази частицы. Электроны в проводах можно сравнить с рыбами в воде: проводники для них — среда обитания. В диэлектриках жизни нет)
Трансформаторами мощность и понижают, и повышают, и что там происходит с частицами — можно представить. И через поля проходят — правда, магнитные; притягиваются и отталкиваются, исчезают — и возникают! В путешествиях по подстанциям могут менять и вид энергии, и форму. Двигаются с небольшой скоростью, но по отношению с неподвижными собратьями находятся на границе, которая уже имеет скорость света… У электронов море приключений прежде, чем они постучатся в ваш дом.
Поздороваться с электронами нельзя, как и поговорить. По сути они — просто другая форма жизни, которую нам по счастливой случайности или глубокой закономерности удалось приручить — как оленей, кошек, окучить картошку.
С этой точки зрения наше существование на планете явление столь же необычное и интересное, как и бег электронов.
Но вернёмся на Землю. Для нас важно – уровень напряжения, частота электрического тока в сети. Суточная неравномерность потребления регулируется автоматикой: у системного оператора стоит основной управляющий блок станциями, которые в этой системе состоят. Генераторы например работают в системе ГРАМ – «групповое регулирование активной мощности». Система распределяет нагрузку оптимально для каждого генератора. Естественно, стараются применять типовые генераторы. Тогда случае изменения нагрузки потребителем система ГРАМ загружает или разгружает генераторы за секунды.
Есть еще система АРЧМ – «автоматическое регулирование частоты и мощности». Это специальная программа, которая воздействует на управление регуляторами скоростей. Ее задача – держать заданные показатели в норме. Допустим, задано держать переток из Кольской энергосистемы в Карельскую мощность в 500 МВт.
И вдруг «отваливается» какой-то крупный потребитель на 50 МВт. Значит, система АРЧМ должна воздействовать на некоторые управляющие элементы и где-то в энергосистеме снизить их мощность.
Система действует в течении секунд. В пределах 10 секунд обычно устраняется возмущение. При очень крупных дисбалансах установка равновесия может занимать 1-2 минуты.
То есть ГРАМ управляет в масштабе одной станции, а АРЧМ управляет станциями. К сожалению, и это не всегда эффективно. Допустим, маленькая станция, 6 МВт. А потребитель в нашем примере «отвалился» на 50 МВт. Что там регулировать?
Потому АРЧМ стараются ставить на больших станциях, например, на Верхнетуломской ГЭС, на Серебрянских, на Териберке. На Княжегубской ГЭС. Каждая система управления это немалые расходы на монтаж и содержание, хоть процессы и автоматизированы. И всё это — только начальные дебри!
Как работает гидроэлектростанция? Просто как дважды два
При этом этот ресурс возобновляемый.
Развитием гидроэнергетики в стране в основном занимается компания «РусГидро» — ей принадлежат более 90 объектов возобновляемой энергетики. РусГидро управляет самой мощной в России Саяно-Шушенской ГЭС, девятью станциями Волжско-Камского каскада. Кроме того, у РусГидро несколько мощных ГЭС на Дальнем Востоке (Бурейская, Зейская, Колымская), а также несколько десятков гидростанций на Северном Кавказе и др.
Шаг 1. Создать напор.
Гидроэлектростанции (ГЭС) обычно строят там, где много воды и есть перепад высот. Мог бы подойти водопад, где вода стремительно летит вниз и создает большой напор. Но не везде, где нужны гидростанции, есть водопады. Поэтому люди придумали, как использовать более спокойную воду для выработки энергии. Они сами создают перепады уровней воды с помощью плотин.
Для этого реку перегораживают, то есть поперек реки возводят высокую стенку – плотину, которая подпирает воду. За счет нее вода с одной стороны (энергетики называют ее верхним бьефом) копится и поднимается, с другой (в нижнем бьефе) – сохраняется на низком уровне.
Разницу между уровнями называют напором.
Уровень верхнего бьефа для каждой плотины разный и колеблется в течение года. К началу половодья гидроэнергетики опустошают водохранилища своих ГЭС, чтобы встретить «большую воду». В период половодья и паводков уровень воды повышается, чтобы к осени достигнуть максимально возможных значений. А зимой, когда естественный приток реки снижается, вода, накопленная в водохранилище, используется для различных нужд, в том числе и выработки электроэнергии. Иногда к ГЭС притекает слишком много воды, излишки которой надо сливать. Для этого на каждом гидроузле есть специальное сооружение, называемое водосбросом. Когда он открыт еще говорят, что на ГЭС холостые сбросы.
Шаг 2. Найти энергию.
Вода, находящаяся в верхнем бьефе, обладает потенциальной энергией, которую человечество научилось превращать в электрическую. Для этого нужно воду из верхнего бьефа по специальным водоводам подать к гидроагрегатам, которые, пропустив через себя воду, сделают всю работу за вас.
Гидроагрегат – это такое устройство, состоящее из турбины, генератора и вала их соединяющего. Чем больше напор, тем больше гидроагрегат может выработать энергии.
Шаг 3. Превратить потенциальную энергию в электрическую.
Гидротурбины располагаются в здании ГЭС. Они бывают разные по конструкции, но принцип действия у них похож. Вода, под напором, созданным плотиной давит на лопасти и раскручивает турбину. Вращение с помощью вала передается на гидрогенератор – устройство, которое вырабатывает электроэнергию.
А как же вода? А с ней ничего не случается! Раскрутив турбину, она целая и невредимая поступает в нижний бьеф.
Шаг 4. Преобразовать энергию.
С генератора по специальным токопроводам энергия поступает на трансформаторы для повышения напряжения и уменьшения силы тока. Это необходимо для уменьшения потерь при передаче электроэнергии. Оттуда энергия поступает на распределительное устройство, после чего передается по проводам в энергосистему .
Все вместе это называется схемой выдачи мощности.
Шаг 5. Передать энергию.
В нашей стране существуют разные энергосистемы. Есть Единая энергосистема России (ЕЭС), которая объединяет 79 регионов. И энергия большинства ГЭС и других электростанций этих регионов поступает именно в ЕЭС. Но на Дальнем Востоке и Севере есть изолированные энергосистемы, где электростанция питает энрегосистему региона, не связанную с ЕЭС. Например, Колымская и Усть-Среднеканская ГЭС в Магаданской области обеспечивают до 95% потребностей региона в электроэнергии.
Внутри энергосистем энергия передается по линиям электропередач (ЛЭП), еще их называют высоковольтными линиями (ВЛ). Они позволяют передать электроэнергию на большие нрасстояния. Чем больше напряжение — тем дальше расстояние на которое может быть передана электроэнергия
Шаг 6. Подготовить энергию для конкретного потребителя.
По высоковольтным линиям течет ток очень высокого напряжения (до 500 киловольт), которое подходит не всем.
Поэтому, прежде чем попасть в каждую квартиру, энергия вновь проходит преобразование на специальных подстанциях и трансформаторных пунктах, где напряжение преобразуется в относительно безопасные 380В и затем раздается по квартирам в виде однофазного напряжения 220 В.
На добычу биткоина уходит огромное количество электроэнергии. И чем он дороже, тем больше
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,На электричестве, которое тратится в год на майнинг биткойнов, все чайники Британии могли бы работать 27 лет
Исследователи из Кембриджского университета пришли к выводу, что на годовое производство биткоинов требуется больше электроэнергии, чем его потребляет такая страна, как Аргентина.
Дело в том, что «майнинг» криптовалюты включает в себя активную работу компьютеров, которые проверяют все мировые транзакции с ней и затрачивают при этом много электроэнергии.
Много — это, по выкладкам ученых, 121,36 тераватт-часов в год, и эти показатели едва ли снизятся, если только не рухнет сама криптовалюта.
Однако пока что стоимость биткоина подскочила до 48 тыс. долларов на волне сообщений о том, что компания Tesla вложила полтора миллиарда долларов в криптовалюту и намерена в будущем принимать ее к оплате.
Более того, повышение стоимости биткоина подталкивает «добытчиков» к тому, чтобы включать в свои майнинговые сети все больше компьютеров, что, в свою очередь, ведет к увеличению потребления электроэнергии.
Для примера, энергии, затрачиваемой на годовой майнинг криптовалюты, хватило бы на то, чтобы все чайники Великобритании кипели 27 лет.
С другой стороны, признают эксперты, электричества, которое потребляют в год все не работающие, но не выключенные из электросети приборы Америки, хвватило бы на год работы всей биткоиновой сети.
Добыча биткоинов
Для майнинга криптовалюты компьютеры, часто специализированные, объединяются в специальные сети.
В их задачу входит подтверждение транзакций, когда люди посылают или получают биткоины.
Этот процесс включает решение определенных задач, что само по себе не является составной частью поверки движения криптовалюты, но обеспечивает определенную защиту от возможного мошеннического редактирования глобального списка таких транзакций.
В качестве награды майнеры периодически, часто по принципу лотереи, получают небольшое вознаграждение в биткоинах.
Для увеличения прибыли люди часто подключают к такой сети большое количество компьютеров, иногда целые «фабрики».
Поскольку компьютеры решают задачи практически безостановочно, они потребляют много электроэнергии.
Специалисты из Кембриджского центра альтернативного финансирования, разработавшие онлайн-программу, которая рассчитывает потребление электроэнергии на производство криптовалют, говорят, что компьютеры, по всему миру добывающие криптовалюту, работают с разной эффективностью.
Но взяв за основу среднюю цену за киловатт-час электроэнергии и потребление энергии сетью компьютеров, которые занимаются майнингом, можно вычислить, сколько электричества расходуется на производство биткоинов в заданную единицу времени.
Эко-загадка
«Биткоин по сути анти-экономичен, — утверждает автор книги «Нападение 50-футового блокчейна» (Attack of the 50 Foot Blockchain) Дэвид Джерард, — так что более экономичная аппаратура для майнинга не поможет, ей придется соревноваться с другой, столь же экономичной. А это, в свою очередь, означает, что затраты энергии на производство биткоинов, и, стало быть, выбросы в атмосферу углекислого газа, будут лишь бесконечно расти. И очень плохо, что вся эта энергия тратится по сути дела на игру в лотерею».
В понедельник, после того как компания Tesla объявила, что инвестирует средства в криптовалюту, стоимость биткоинов вновь подскочила.
При этом аналитики усмотрели в таких инвестициях противоречие с прежней экологической позицией компании.
«Илон Маск одним махом перечеркнул хорошую работу по промотированию чистой энергии, которую вела Tesla, и это очень плохо, — считает Джерард. — Не представляю, как он сможет теперь отыграть назад».
«Tesla получила в прошлом году экологические субсидии на полтора миллиарда долларов, и все за счет налогоплательщиков, — продолжает писатель. — А потом сделала разворот и потратила полтора миллиарда на биткоины, которые добываются с помощью электричества, вырабатываемого при сжигании угля. Так что эти субсидии стоило бы пересмотреть».
Джерард в связи с этим предлагает ввести углеродный налог на криптовалюту, который частично уравновесил бы ущерб от потребления электроэнергии.
Откуда берут электроэнергию немцы и британцы? | Экономика в Германии и мире: новости и аналитика | DW
Дело в том, что вода, которой они охлаждаются, чрезмерно разогревается, и ее нельзя больше сливать обратно в реки, поскольку температура речной воды оказывается тогда выше установленных законом норм. В который раз внимание экспертов обращается к альтернативной энергетике, которая, согласно результатам исследования специалистов нефтяного концерна Shell, к середине века будет поставлять половину всей вырабатываемой на земле электроэнергии.
С начала правления «красно-зеленой» коалиции в Германии начался настоящий бум ветро- и гелиоэнергетики, поддерживаемый государственными программами инвестиций.
Немецкие «ветряки»
В области использования возобновляемых источников энергии Германия – всем кризисам вопреки — по-прежнему держит первое место в мире. В стране работает 14 тысяч ветровых установок, которые генерируют треть мирового объема ветроэлектроэнергии. Весьма обширны и планы немцев в области использования солнечной энергии. Управляющий объединением предприятий Solarwirtschaft Карстен Кёрниг настроен оптимистично:
«У нас в Германии существует более тысячи предприятий, работающих с такими технологиями. В настоящее время мы занимаем второе место в мире сразу после Японии. Пару недель назад мы обогнали Соединенные Штаты по такому показателю, как суммарная мощность солнечных энергоустановок. Так что я думаю, мы на правильном пути. Германии удалось стать лидером в области использования энергии ветра, и я уверен, что то же удастся нам и в области солнечной энергии».
«Закон о возобновляемой энергии»
С апреля 2000 года в ФРГ действует «Закон о возобновляемой энергии», согласно которому за каждый киловатт-час солнечной энергии или энергии, полученной на ветроэлектростанциях, государство выплачивает производителю 48 центов – это во много раз больше рыночной цены, составляющей до пяти центов. Понятно, что экологические ЭС растут в Германии как грибы после дождя. В минувшем году их суммарная производственная мощность выросла по сравнению с предшествующим годом на 22 процента. Целый ряд предприятий, работающих в области альтернативной энергетики, вышли на биржу и получили там под свои честолюбивые проекты сотни миллионов евро. Однако теперь золотая лихорадка закончилась. В Германии осталось мало площадей, свободных от нелепо торчащих и портящих пейзаж ветровых мачт. Да и с солнечными электростанциями ситуация не лучше. В минувшем году было введено в эксплуатацию лишь 65 тысяч новых гелиоустановок – это наполовину меньше, чем в 2001-ом году.
И тем не менее, пока Германия остается в этом секторе энергетики на втором месте в мире после Японии. Для федерального министра по делам окружающей среды Юргена Триттина, представителя партии «зеленых», это – предмет особой гордости:
«В 1998-ом году, незадолго до нашей победы на выборах, последний еще работавший в Германии производитель гелиоустановок объявил, что он намерен уйти с немецкого рынка, потому что для его продукции в стране нет спроса. Сегодня предприятия, выпускающие такие установки, есть в Гельзенкирхене и во Фрайбурге».
Для полноты картины надо отметить, что доля энергии, получаемой от солнечных батарей, все еще крайне мала. Она составляет менее одного процента от суммарного объема всей производимой в Германии электроэнергии. Мощность крупнейшей в мире гелиоустановки, пущенной в начале нынешнего года в Гемау на юге ФРГ, не превышает 4 мегаватт. Этой мощности едва хватает на то, чтобы удовлетворить нужды жителей городка – а их всего-то 4,5 тысяч человек.
Возобновляемые источники энергии в Великобритании
Согласно планам британского правительства, к 2010-му году их доля в суммарном производстве электроэнергии в стране должна возрасти до 10 процентов. В настоящий момент основную часть электроэнергии на Британских островах генерируют атомные электростанции.
Мало где в Европе так часто дует ветер, как в Великобритании. Однако энергия ветра в этой стране пока используется крайне мало. 1200 работающих ветровых турбин вырабатывают около одного процента от ежедневно потребляемой островитянами энергии. Теперь британское правительство планирует к 2010-ому году увеличить долю электроэнергии, произведенной с помощью возобновляемых источников, на 10 процентов. Однако надежды активистов природоохранного движения, что это поможет приблизить конец эры атомной энергетики, похоже, безосновательны. По крайней мере, судя по словам министра торговли и промышленности Великобритании Патриши Хьюит:
«Мы приложим все усилия к тому, чтобы максимально эффективно использовать электроэнергию и чтобы увеличить объем инвестиций в альтернативные источники энергии.
В «Белой книге» речь идет как раз о том, что необходимо для достижения этой цели. Однако окончательно исключить строительство новых атомных электростанций мы не можем».
Район Уэльса знаменит тем, что там почти всегда дует сильный ветер. Поэтому датская фирма Westers совместно с британской компанией Mayflower решили построить там, в семи километрах от северного побережья, целый парк ветряных турбин North Oil. Они будут пущены в эксплуатацию предположительно уже нынешней осенью и смогут обеспечить энергией свыше 50 тысяч семей. И это не единственный проект такого масштаба в Уэльсе. Над осуществлением некоторых из них вместе работают казалось бы, непримиримые противники – энергетические компании и международная природоохранная организация Greenpeace, — рассказывает английский эколог Мэтью Спенсер:
«Мы не намерены быстро снимать боевые доспехи. Загрязнителям природы и дальше придется иметь дело с гринписовцами. Однако одновременно мы будем сотрудничать с теми организациями, которые пытаются найти решения экологических проблем».
Электроэнергия в США — Управление энергетической информации США (EIA)
Электроэнергия в США производится (генерируется) с использованием различных источников энергии и технологий
Соединенные Штаты используют множество различных источников энергии и технологий для производства электроэнергии. Источники и технологии менялись со временем, и некоторые из них используются чаще, чем другие.
Три основных категории энергии для производства электроэнергии — это ископаемое топливо (уголь, природный газ и нефть), ядерная энергия и возобновляемые источники энергии.Большая часть электроэнергии вырабатывается паровыми турбинами с использованием ископаемого топлива, ядерной энергии, биомассы, геотермальной и солнечной тепловой энергии. Другие основные технологии производства электроэнергии включают газовые турбины, гидротурбины, ветряные турбины и солнечные фотоэлектрические установки.
Нажмите для увеличения
Ископаемое топливо — крупнейший источник энергии для производства электроэнергии
Природный газ был крупнейшим источником U — около 38%.
S. Производство электроэнергии в 2019 году. Природный газ используется в паровых турбинах и газовых турбинах для выработки электроэнергии.
был вторым по величине источником энергии для производства электроэнергии в США в 2019 году — около 23%. Почти все угольные электростанции используют паровые турбины. Несколько угольных электростанций преобразуют уголь в газ для использования в газовой турбине для выработки электроэнергии.
Нефть была источником менее 1% выработки электроэнергии в США в 2019 году. Остаточное жидкое топливо и нефтяной кокс используются в паровых турбинах.Дистиллятное или дизельное топливо используется в дизельных генераторах. Остаточное жидкое топливо и дистилляты также можно сжигать в газовых турбинах.
Ядерная энергия обеспечивает пятую часть электроэнергии США
Ядерная энергия была источником около 20% выработки электроэнергии в США в 2019 году. Атомные электростанции используют паровые турбины для производства электроэнергии за счет ядерного деления.
Возобновляемые источники энергии обеспечивают растущую долю электроэнергии в США
Многие возобновляемые источники энергии используются для выработки электроэнергии и являются источником около 17% всего U.С. Производство электроэнергии в 2019 году.
Гидроэлектростанции произвели около 7% от общего объема производства электроэнергии в США и около 38% электроэнергии из возобновляемых источников энергии в 2019 году. Гидроэлектростанции используют проточную воду для вращения турбины, подключенной к генератору.
Энергия ветра была источником около 7% от общего объема производства электроэнергии в США и около 42% электроэнергии из возобновляемых источников энергии в 2019 году. Ветровые турбины преобразуют энергию ветра в электричество.
Биомасса была источником около 1% от общего объема производства электроэнергии в США в 2019 году. Биомасса сжигается непосредственно на пароэлектрических электростанциях или может быть преобразована в газ, который можно сжигать в парогенераторах, газовых турбинах или внутреннем сгорании.
двигатели-генераторы.
Солнечная энергия обеспечила около 2% всей электроэнергии США в 2019 году. Фотоэлектрическая (PV) и солнечно-тепловая энергия — два основных типа технологий производства солнечной электроэнергии. Преобразование PV производит электричество непосредственно из солнечного света в фотоэлектрических элементах.В большинстве гелиотермических систем для выработки электроэнергии используются паровые турбины.
Геотермальные электростанции произвели около 0,5% от общего объема производства электроэнергии в США в 2019 году. Геотермальные электростанции используют паровые турбины для выработки электроэнергии.
Последнее обновление: 20 марта 2020 г.
Как производится электричество | Endesa
Гидроэнергетика
Исследование НАСА утверждает, что происхождение жизни может быть найдено в электричестве, вырабатываемом естественным путем на морском дне около 4000 миллионов лет назад.Вода и движение — это источник жизни и, следовательно, источник энергии.
Наши предки знали это и использовали течения в реках для перемещения больших мельниц. Более совершенные версии этих водяных мельниц используются на гидроэлектростанциях. Плотина перекрывает реку бетонной стеной, затопляя территорию вокруг завода и создавая искусственное озеро. Удерживаемая вода таит в себе огромную потенциальную энергию.
Вода — одна из самых сильных и могущественных сил природы.Этот поток можно преобразовать в кинетическую энергию (энергию движущегося тела). Под действием силы тяжести вода движется вниз по серии больших труб, называемых затворами. Это заставляет лопасти турбин быстро вращаться.
Турбины поставляют механическую энергию электрогенераторам завода. Трансформатор увеличивает электрическую мощность и передает ее в электросеть, которая затем подает питание на ваш телевизор или стиральную машину.
Приливная энергия
Менее известный вариант гидроэлектрической энергии в приливной энергии.
В этой системе используется вертикальное движение морской воды, вызванное гравитационной силой луны и солнца на море.
Приливы и отливы создают приливную силу.
В настоящее время существует три различных типа приливных электростанций:
- Приливные плотины: построены в устьях рек, приливные барражи очень похожи на гидроэлектростанции. Они используют потенциальную энергию, генерируемую разницей в высоте между приливом и отливом .Несмотря на то, что они производят большое количество энергии, строительство и обслуживание этих объектов обходятся довольно дорого.
- Генераторы приливных потоков: Приливные потоки приводят в действие серию осевых турбин , подобных ветряным турбинам, которые вырабатывают механическую энергию. Это самый простой и экономичный метод с наименьшим воздействием на природу. Поскольку не нужно строить плотину, это не меняет экосистему в море.
- Динамическая приливная сила: Этот метод является чисто теоретическим, так как он никогда не применялся успешно. Он объединит два метода , описанных выше. Для этого будут построены плотины у побережья и дальше к морю. создаст Т-образную структуру, которая, с одной стороны, сохранит силу приливов, а с другой — энергию отливов. .
Он объединит два метода , описанных выше. Для этого будут построены плотины у побережья и дальше к морю. создаст Т-образную структуру, которая, с одной стороны, сохранит силу приливов, а с другой — энергию отливов. .Приливная энергия возникает из-за движения воды, вызванного циклом прилива / отлива.
Геотермальная энергия
Выйдя из воды на сушу, дайте нам знать, взгляните на геотермальную энергию, систему, которая использует тепло, накопленное внутри земли, в горячих камнях и / или горячих источниках.
Тепловая энергия, содержащаяся под нашими ногами, огромна. Если просто копать на глубину около 10 метров, мы обнаруживаем, что температура составляет около 17 ° C в год из-за тепловой инерции почвы.
Чтобы использовать эту энергию, геотермальные тепловые насосы используются для извлечения тепла из земли или передачи тепла в нее, в зависимости от того, является ли цель нагревом или охлаждением воздуха или нагреванием воды.
Один из самых точных методов — закачать жидкую воду глубоко в землю, чтобы поднять ее температуру; вода превращается в пар и возвращается на завод, неся много энергии, готовой к преобразованию в электричество.
Эту энергию можно использовать для разных целей в зависимости от характеристик источника:
- Ресурсы при высоких температурах (более 150 ° C) используются для генерации света.
- Ниже 100 ° C они используются для подачи электроэнергии в системы отопления / кондиционирования.
- При очень низких температурах (менее 30 ° C) используются непосредственно для нагрева воды.
Как производится электричество? | Как работает электричество?
Какие источники питания зеленые?
Энергия, вырабатываемая из возобновляемых источников, таких как гидро-, ветровая, солнечная и геотермальная, является зеленой.В отличие от ископаемого топлива эти источники энергии не истощают природные ресурсы.
Они также являются более чистыми источниками энергии, которые не загрязняют окружающую среду выбросами углерода.
Хотя возобновляемые источники энергии лучше для здоровья нашей планеты, они обычно стоят больше, чем другие источники энергии, поэтому большая часть нашей электроэнергии не вырабатывается из зеленых источников.
Продукт JustGreen Power компанииJust Energy позволяет гарантировать, что до 100% потребляемой вами электроэнергии вырабатывается из возобновляемых источников.
Узнать больше
Ежегодное раскрытие экологической информации
Ежеквартальное раскрытие экологической информации
Хотя варианты зеленой энергии Just Energy доступны на большинстве рынков, которые мы обслуживаем, они пока доступны не на всех наших рынках. Посмотрите, на каких рынках мы в настоящее время предлагаем варианты зеленой энергии.
Хотите узнать больше об электричестве? Ознакомьтесь с нашей серией обучающих статей с часто задаваемыми вопросами об электричестве.
Раскрытие экологической информации
Заявление об охране окружающей среды штата Иллинойс
Заявление об охране окружающей среды штата Делавэр
Источники: «Электроэнергия — вторичный источник энергии.”Университет Лихай,
1. «Электроэнергия — вторичный источник энергии». Университет Лихай, http://www.ei.lehigh.edu/learners/energy/readings/electricity.pdf
2. «Наука об электричестве». Факторы, влияющие на цены на бензин — объяснение энергии, ваше руководство по пониманию энергетики — Управление энергетической информации, www.eia.gov/energyexplained/electricity/the-science-of-electricity.php
3. «Уголь и электроэнергия». Всемирная угольная ассоциация, 17 апреля 2018 г., www.worldcoal.орг / уголь / использует-уголь / уголь-электричество
4. «Как электроэнергия доставляется потребителям». Факторы, влияющие на цены на бензин — объяснение энергии, ваше руководство по пониманию энергетики — Управление энергетической информации, www.
eia.gov/energyexplained/electricity/delivery-to-consumers.php
5. Перлман, Ховард и Геологическая служба США. «Гидроэнергетика: как это работает». Адгезионные и когезионные свойства воды, Школа водных наук Геологической службы США, water.usgs.gov/edu/hyhowworks.html.
6. «Электросчетчики.”Министерство энергетики, www.energy.gov/energysaver/appliances-and-electronics/electric-meters.
Как производится электричество — UGI EnergyLink
Электроэнергия не является сырым источником энергии. Он должен быть создан из другого источника топлива, прежде чем он достигнет вашего дома и запитает ваше освещение, электронику и бытовую технику. Вот пошаговое описание того, как производится электричество.
- Источник топлива вырабатывает энергию: Процесс начинается на электростанции, совместимой с конкретным источником топлива, таким как уголь, нефть, природный газ, ядерная энергия, солнечная энергия, ветер, вода или биотопливо.Выбор возобновляемых источников энергии для производства электричества снижает выбросы и делает электричество более экологически чистым для производства.
- Турбина и генератор преобразуют энергию в электричество: Выбранный источник топлива производит пар, газ или жидкость, часто за счет нагрева, который приводит в движение лопасти турбины. Турбина соединена со стержнем, который соединен с генератором. Генератор преобразует механическую энергию движущейся турбины в электрическую, вращая большой магнит, окруженный медной проволокой.Это заставляет электроны в меди двигаться, производя электричество.
- Трансформатор увеличивает напряжение питания: Электрический ток, генерируемый магнитом и медным проводом, передается на трансформатор. Здесь напряжение увеличивается минимум до 500 000 вольт.
- Линии электропередачи подают электроэнергию к подстанциям: Линии электропередачи высокого напряжения передают электрический ток от электростанции на одну из нескольких подстанций, связанных между собой в национальной электрической сети.Трансформаторы на каждой подстанции снижают электрическое напряжение до среднего уровня, пригодного для использования крупными коммерческими потребителями, такими как фабрики и торговые центры.
- Местные трансформаторы подготавливают электроэнергию для конечного использования: Распределительные линии, установленные на опорах или заглубленные под землю, несут электричество на последнем этапе пути к местным трансформаторам. Эти металлические устройства, установленные на столбах или бетонных основаниях, снижают напряжение до 220–110 вольт, делая электричество безопасным для использования в домах и на предприятиях.
- Электроэнергия поступает в дом или офис через счетчик: Последний шаг — измерить количество потребляемой вами электроэнергии. Для этого электричество проходит через счетчик на центральный пульт управления, который распределяет мощность по каждой цепи в вашем доме. Это то, что питает ваши светильники, компьютеры, бытовую технику и все остальное, что вы подключаете к стене.
Теперь, когда вы знаете, как производится электричество, вы можете по-новому оценить его. Чтобы узнать больше о снижении тарифов на электроэнергию, чтобы вы могли наслаждаться хорошо освещенным, охлаждаемым и отапливаемым домом с меньшими затратами, свяжитесь с UGI EnergyLink или позвоните нам по телефону 800-797-0712.
Центр обработки данных по альтернативным видам топлива: производство и распределение электроэнергии
Подключаемые гибридные электромобили (PHEV) и полностью электрические транспортные средства (EV) — собирательно именуемые подзаряжаемыми электромобилями (PEV) — накапливают электричество в батареях для питания одного или нескольких электродвигателей. Батареи заряжаются в основном путем подключения к внешним источникам электроэнергии, произведенной из природного газа, угля, ядерной энергии, энергии ветра, гидроэнергии и солнечной энергии.
Электромобили, а также PHEV, работающие в полностью электрическом режиме, не производят выхлопных газов. Однако существуют выбросы, связанные с производством большей части электроэнергии в Соединенных Штатах. См. Раздел о выбросах для получения дополнительной информации о местных источниках электроэнергии и выбросах.
Производство
По данным Управления энергетической информации США, большая часть электроэнергии в стране в 2019 году была произведена за счет природного газа, угля и ядерной энергии.
Электроэнергия также производится из возобновляемых источников, таких как гидроэнергия, биомасса, ветер, геотермальная энергия и солнечная энергия.В совокупности возобновляемые источники энергии произвели около 17% электроэнергии страны в 2019 году.
За исключением фотоэлектрической (PV) генерации, первичные источники энергии используются прямо или косвенно для перемещения лопаток турбины, подключенной к электрическому генератору. Турбогенератор преобразует механическую энергию в электрическую. В случае природного газа, угля, ядерного деления, биомассы, нефти, геотермальной энергии и солнечной энергии выделяемое тепло используется для создания пара, который перемещает лопасти турбины.В случае ветроэнергетики и гидроэнергетики лопасти турбины перемещаются непосредственно потоком ветра и воды соответственно. Солнечные фотоэлектрические панели преобразуют солнечный свет напрямую в электричество с помощью полупроводников.
Количество энергии, производимой каждым источником, зависит от сочетания видов топлива и источников энергии, используемых в вашем районе.
Чтобы узнать больше, см. Раздел о выбросах. Узнайте больше о производстве электроэнергии в Управлении энергетической информации Министерства энергетики США.
Передача и распределение электроэнергии
Электроэнергия в Соединенных Штатах часто перемещается на большие расстояния от генерирующих объектов до местных распределительных подстанций через сеть высоковольтных электропередач протяженностью почти 160 000 миль.Генерирующие объекты обеспечивают энергоснабжение сети при низком напряжении от 480 вольт (В) на малых генерирующих объектах до 22 киловольт (кВ) на более крупных электростанциях. Когда электричество покидает генерирующую установку, напряжение повышается или «повышается» с помощью трансформатора (типичные диапазоны от 115 кВ до 765 кВ), чтобы минимизировать потери мощности на больших расстояниях. Поскольку электричество передается по сети и поступает в зоны нагрузки, напряжение понижается трансформаторами подстанции (диапазоны от 69 кВ до 4.16 кВ). Чтобы подготовиться к подключению клиентов, напряжение снова снижается (бытовые клиенты используют 120/240 В; коммерческие и промышленные клиенты обычно используют 208/120 В или 480/277 В).
Автомобили с розеткой и электрическая инфраструктура
Полностью электрические автомобили и гибридные электромобили с подзарядкой от электросети представляют собой новый спрос на электроэнергию, но они вряд ли в ближайшем будущем перегрузят большую часть наших существующих генерирующих ресурсов. Значительное увеличение количества этих транспортных средств в Соединенных Штатах не обязательно потребует добавления новых мощностей по выработке электроэнергии в зависимости от того, когда, где и на каком уровне мощности заряжаются транспортные средства.
Спрос на электроэнергию растет и падает в зависимости от времени суток и времени года. Мощности по производству, передаче и распределению электроэнергии должны удовлетворять спрос в периоды пикового использования; но большую часть времени электроэнергетическая инфраструктура не работает на полную мощность. В результате электромобили и PHEV могут практически не создавать необходимости в дополнительных мощностях.
Согласно исследованию Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, существующая электроэнергетическая инфраструктура США обладает достаточной мощностью, чтобы удовлетворить около 73% потребностей в энергии легковых автомобилей страны.Согласно моделям развертывания, разработанным исследователями из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), разнообразие бытовых электрических нагрузок и электрических нагрузок должно позволить введение и рост рынка PEV при расширении сетей «умных сетей». Интеллектуальные сетевые сети обеспечивают двустороннюю связь между коммунальным предприятием и его потребителями, а также контроль линий электропередачи с помощью интеллектуальных счетчиков, интеллектуальных приборов, возобновляемых источников энергии и энергоэффективных ресурсов. Интеллектуальные сетевые сети могут обеспечить возможность мониторинга и защиты жилой распределительной инфраструктуры от любых негативных воздействий из-за увеличения спроса на электроэнергию со стороны транспортных средств, поскольку они способствуют зарядке в непиковые периоды и сокращают затраты для коммунальных предприятий, операторов сетей и потребителей.
Анализ NREL также продемонстрировал потенциал синергии между PEV и распределенными источниками возобновляемой энергии. Например, маломасштабные возобновляемые источники энергии, такие как солнечные батареи на крыше, могут как обеспечить чистую энергию для транспортных средств, так и снизить спрос на распределительную инфраструктуру за счет выработки электроэнергии вблизи точки использования.
Коммунальные предприятия, производители транспортных средств, производители зарядного оборудования и исследователи работают над тем, чтобы обеспечить плавную интеграцию PEV в U.S. электроэнергетическая инфраструктура. Некоторые коммунальные предприятия предлагают более низкие тарифы в непиковое время, чтобы стимулировать зарядку бытовых транспортных средств, когда спрос на электроэнергию самый низкий. Транспортные средства и многие типы зарядного оборудования (также известного как оборудование для подачи электромобилей или EVSE) можно запрограммировать так, чтобы зарядка была отложена до непиковых периодов.
«Умные» модели даже способны связываться с сетью, агрегаторами нагрузки или владельцами объектов / домов, что позволяет им автоматически взимать плату, когда спрос на электроэнергию и цены на нее наиболее благоприятны; например, когда цены самые низкие, соответствуют потребностям местного распределения (например, температурным ограничениям) или соответствуют требованиям возобновляемой генерации.
Как в вашем штате вырабатывается электроэнергия?
Этот интерактив был обновлен в 2020 году. Посетите эту страницу, чтобы увидеть последние.
В целом, ископаемое топливо по-прежнему доминирует в производстве электроэнергии в Соединенных Штатах. Но переход с угля на природный газ помог снизить выбросы углекислого газа и другие загрязнения. В прошлом году уголь был основным источником производства электроэнергии для 18 штатов по сравнению с 32 штатами в 2001 году.
Главный источник производства электроэнергии в каждом штате
Но эксперты предупреждают, что одного перехода на природный газ недостаточно для сокращения выбросов и предотвращения опасного глобального потепления.
«Переход с угля на газ — это хорошо в краткосрочной перспективе, но это не решение в долгосрочной перспективе», — сказал Северин Боренштейн, директор Института энергетики Калифорнийского университета в школе бизнеса Haas в Беркли.«Газ по-прежнему производит много парниковых газов. Мы не можем оставаться на газе и решить эту проблему. В конечном итоге нам придется перейти к источникам с гораздо меньшим или нулевым содержанием углерода ».
Мы составили схему производства электроэнергии в каждом штате в период с 2001 по 2017 год, используя данные Управления энергетической информации США. Прокрутите вниз или перейдите к своему состоянию:
В 2001 году уголь служил топливом для более чем половины электроэнергии, производимой в Алабаме, но с тех пор несколько стареющих угольных электростанций штата были закрыты или перешли на сжигание более дешевого природного газа.
К 2017 году основным источником электроэнергии в штате был природный газ, за которым следовала атомная энергия. Уголь занял третье место, обеспечивая чуть менее четверти выработки электроэнергии в штате.
Алабама вырабатывает больше электроэнергии, чем потребляет, и обычно отправляет около одной трети своей продукции в соседние штаты.
Природный газ был основным источником электроэнергии на Аляске с 2001 года, но за это время доля гидроэлектроэнергии увеличилась.Государство стремится к 2025 году получать 50 процентов своей электроэнергии из возобновляемых источников, но эта цель является добровольной и не имеет юридического значения.
Аляска имеет свою собственную электрическую сеть, а это означает, что «независимо от того, какая электроэнергия вырабатывается, они потребляют то, что они потребляют», — сказал Гленн МакГрат, аналитик энергетических систем Управления энергетической информации.
«Это настолько изолированно, насколько это возможно».
Многие сельские районы Аляски вообще не подключены к основной сети и используют дизельные генераторы для выработки электроэнергии.
Угольбыл основным источником выработки электроэнергии в Аризоне до 2016 года, когда природный газ производил больше энергии. В прошлом году природный газ, атомная энергия и уголь обеспечивали чуть менее трети электроэнергии, производимой в штате.
Но ожидается, что угольная энергетика продолжит снижаться. Государственная генерирующая станция навахо, крупнейшая угольная электростанция на Западе, должна быть закрыта в 2019 году, в основном из-за конкуренции со стороны более дешевого природного газа.
Аризона поставляет электроэнергию на весь Юго-Запад. Штат обладает богатым солнечным потенциалом и потребует, чтобы коммунальные предприятия получали 15 процентов своей электроэнергии из возобновляемых источников к 2025 году.
В ноябре избиратели отклонили инициативу голосования, которая повысила бы эту цель до более амбициозных 50 процентов к 2035 году.
был основным источником электроэнергии, производимой в Арканзасе каждый год в период с 2001 по 2017 год, но его доля в генерации в течение этого времени медленно снижалась.В то же время объем природного газа вырос и обеспечил более четверти электроэнергии, произведенной в штате в прошлом году, по сравнению с 6 процентами в 2001 году.
Арканзас производит больше электроэнергии, чем потребляет, и экспортирует электроэнергию в соседние штаты.
Природный газ является основным источником электроэнергии в Калифорнии с 2001 года. Но половина электроэнергии, произведенной в штате в прошлом году, была получена из возобновляемых источников, включая солнечную, ветровую, геотермальную и гидроэлектроэнергетику.
Электроэнергетика, объем которой сократился в период с 2014 по 2015 год из-за засухи, в прошлом году снова вырос, обеспечивая наибольшую долю возобновляемой генерации в штате. Солнечная энергия быстро выросла за последние пять лет, в основном из-за государственной политики, такой как агрессивный стандарт возобновляемой энергии. В этом году Калифорния обязалась к 2045 году получать всю свою электроэнергию из источников с нулевым выбросом углерода.
В прошлом году около четверти электроэнергии, потребляемой в штате, в том числе вырабатываемой на угле, приходилось извне.(Импорт не показан на графике выше.) Но Калифорния планирует прекратить покупать электроэнергию у угольных электростанций в Юте и других штатах.
Подавляющее большинство электроэнергии, производимой в Колорадо, производится из ископаемых источников топлива: около половины из угля и четверть из природного газа.
Но за последнее десятилетие ветроэнергетика набирала обороты. В прошлом году ветер был третьим по величине источником электроэнергии, производимым в Колорадо, на его долю приходилась почти пятая часть выработки в штате.
Колорадо установило требование, чтобы к 2020 году 30 процентов электроэнергии, продаваемой коммунальными предприятиями, поступало из возобновляемых источников.
Ядерная энергия и природный газ обеспечивали подавляющее большинство электроэнергии, произведенной в Коннектикуте в период с 2001 по 2017 год. За это время наблюдался рост производства электроэнергии на природном газе, на долю которого в прошлом году приходилось почти половину выработки электроэнергии в штате по сравнению с почти 13%. двумя десятилетиями ранее.В штате почти полностью исчезла угольная генерация, и последняя оставшаяся угольная электростанция Коннектикута, Бриджпорт-Харбор, должна быть закрыта в 2021 году.
В 2017 году пять процентов электроэнергии, произведенной в Коннектикуте, было произведено из возобновляемых источников. В этом году штат расширил свой стандарт возобновляемой энергии, потребовав, чтобы коммунальные предприятия получали 40 процентов электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников к 2030 году.
Природный газ заменил уголь в качестве основного источника электроэнергии, производимой в Делавэре в 2010 году, и с тех пор доля угля в выработке электроэнергии резко снизилась.На уголь приходилось 70 процентов электроэнергии, производимой в Делавэре в 2008 году, на пиковом уровне, но чуть меньше 5 процентов к 2017 году. За тот же период доля природного газа в выработке электроэнергии увеличилась более чем в четыре раза.
Частично благодаря этому сдвигу выбросы углекислого газа в электроэнергетическом секторе штата снизились за последнее десятилетие.
Делавэр потребует, чтобы к 2025 году коммунальные предприятия получали 25 процентов электроэнергии из возобновляемых источников.
Электроэнергия, производимая в штате, обеспечивает «от двух третей до трех четвертей электроэнергии, проданной потребителям Делавэра», согласно данным E.Я. Остальное поступает из соседних государств через региональную сеть. (Импорт не показан в таблице выше.)
В 2001 году более трети электроэнергии, производимой во Флориде, приходилось на сжигание угля, но два года спустя природный газ превзошел уголь в качестве основного источника выработки электроэнергии в штате и продолжал увеличивать свою долю в структуре электроэнергетики штата. К 2017 году природный газ составлял две трети производства электроэнергии Флориды, что более чем вдвое превышало средний показатель по стране.
Флорида является вторым по величине производителем электроэнергии в стране после Техаса, но по-прежнему полагается на импорт из соседних штатов для удовлетворения потребительского спроса.
Несмотря на свое прозвище, Солнечный штат вырабатывает очень мало энергии за счет солнечной энергии и не имеет потребности в возобновляемых источниках энергии.
Уголь обеспечивал большую часть выработки электроэнергии в Грузии в 2000-е годы, но его объем снизился по мере увеличения выработки природного газа.В последние годы доля угольной генерации резко упала, поскольку несколько устаревающих угольных электростанций были выведены из эксплуатации.
Коммунальные предприятия штата находятся в процессе строительства двух новых ядерных реакторов, это единственные новые ядерные проекты, строящиеся в стране.
Около десятой части электроэнергии в Грузии в прошлом году приходилось на возобновляемые источники, в основном из биомассы и гидроэлектроэнергии. Но солнечная энергия в штате быстро растет.
Джорджия не предъявляет каких-либо требований к возобновляемым источникам энергии в масштабах штата, но город Атланта разрабатывает план по обеспечению всей электроэнергии из возобновляемых источников к 2035 году.
Гавайи в последние два десятилетия в значительной степени полагались на импортную нефть для производства электроэнергии. Но у штата есть смелый план — к 2045 году вырабатывать всю свою энергию из местных возобновляемых источников.
В прошлом году на долю возобновляемых источников энергии приходилось четверть электроэнергии, производимой на Гавайях, по сравнению с менее чем одной десятой в 2001 году.Производство солнечной энергии, в основном из небольших крышных панелей, быстро выросло в штате за последние пять лет.
Гидроэнергетика долгое время преобладала в структуре генерирующих мощностей Айдахо. Но в последние годы его доля снизилась, отчасти из-за засухи.
Штат по-прежнему производит большую часть электроэнергии из возобновляемых источников: в прошлом году ветряная энергия вырабатывала 15 процентов электроэнергии в штате по сравнению с менее чем 2 процентами десять лет назад.Солнечная энергия, хотя и небольшая, в период с 2016 по 2017 год резко выросла.
Айдахо в значительной степени зависит от импорта электроэнергии из других штатов. В то время как уголь составляет лишь часть производства в штате, в конечном итоге, по данным E.I.A., «около трети электроэнергии, потребляемой в Айдахо, вырабатывается угольными электростанциями, расположенными в других штатах». (Данные импорта не показаны на диаграмме выше.)
Атомная энергия — главный источник электроэнергии в штате Иллинойс.Он обеспечивает более половины электроэнергии, производимой в штате в течение почти двух десятилетий. Уголь также является важным источником энергии для государства — даже превосходя ядерный как источник энергии высшего качества дважды за последнее десятилетие, в 2004 и снова в 2008 году, — но его доля снизилась в последние годы, поскольку старые электростанции были выведены из эксплуатации или преобразованы для сжигания природного газа.
Как природный газ, так и энергия ветра увеличились за последнее десятилетие.
Иллинойс производит «значительно больше» электроэнергии, чем потребляет в штате, согласно данным E.Я. Он отправляет излишки в государства Средней Атлантики и Среднего Запада через региональные сети.
Уголь вырабатывает большую часть электроэнергии, производимой в Индиане в течение почти двух десятилетий, но в последние годы природный газ и энергия ветра получили широкое распространение. В 2001 году на природный газ приходилось 2 процента выработки электроэнергии в штате, но в 2017 году он вырос до почти 20 процентов.
Законодательное собрание штата Индиана установило добровольный стандарт чистой энергии в 2011 году, который поощряет электроэнергетические компании получать все больше энергии из возобновляемых и других альтернативных источников энергии.Однако, по данным E.
I.A., в прошлом году в программе не участвовали коммунальные предприятия Индианы.
За последнее десятилетие в Айове произошел взрывной рост энергии ветра. Ветер обеспечивал лишь 1 процент электроэнергии, производимой в штате в 2001 году, но вырос почти до 40 процентов к 2017 году. Айова по-прежнему производит почти половину своей электроэнергии из угля, но доля угля в генерации снизилась с 2010 года.
В абсолютном выражении штат, один из самых ветреных в стране, в прошлом году был третьим по величине производителем энергии ветра после Техаса и Оклахомы.Айова производит больше энергии, чем потребляет, отправляя излишки в соседние штаты.
Айова в 1983 году стала первым штатом, принявшим закон, требующий от коммунальных предприятий получать некоторое количество электроэнергии из возобновляемых источников, но штат не обновил свои стандарты.
Как и во многих штатах Великих равнин, в Канзасе за последнее десятилетие наблюдался значительный рост ветроэнергетики. Доля электроэнергии, вырабатываемой за счет ветра, с 2010 года увеличилась в пять раз.
В 2009 году законодательный орган Канзаса принял стандарт возобновляемой энергии, требующий от коммунальных предприятий получать все большее количество электроэнергии из ветряных, солнечных и других возобновляемых источников — до 20 процентов к 2020 году. Но губернатор Сэм Браунбэк и законодатели штата смягчили эту меру в 2015 году. , сделав цель добровольной после того, как консервативные группы, связанные с промышленным конгломератом Koch Industries, выступили против более строгих стандартов.
Уголь по-прежнему обеспечивает подавляющее большинство электроэнергии, производимой в Кентукки, штате, давно занимающемся добычей угля.
В прошлом году уголь был источником почти 80 процентов государственной генерации, но на протяжении большей части последних двух десятилетий это число колебалось ближе к 90 процентам.
С 2014 года ряд старых угольных электростанций Кентукки был остановлен или переоборудован для сжигания природного газа, который обеспечивал 13 процентов выработки электроэнергии в штате в 2017 году.
Природный газ обеспечивает большую часть производства электроэнергии в Луизиане, входящей в пятерку крупнейших производителей природного газа в стране.В прошлом году на газ приходилось 60 процентов электроэнергии, производимой в штате, по сравнению с 46 процентами в 2001 году. За это время угольная генерация снизилась, опустившись со второго по величине источника энергии в штате на третье место. .
Луизиана также получает электричество из соседних штатов.
(Импорт не указан в таблице выше.)
Мэн «лидирует в Новой Англии по производству ветровой энергии», согласно E.Я. В прошлом году ветер поставлял пятую часть электроэнергии, производимой в штате. Электроэнергия и энергия биомассы, получаемая при сжигании древесины и других органических материалов, были следующими по величине источниками генерации.
С 2000 года государство требует, чтобы поставщики электроэнергии получали 30 процентов электроэнергии, которую они продают потребителям, из существующих возобновляемых источников. Ожидалось, что в 2017 году коммунальные предприятия получат 10 процентов от новых возобновляемых источников. У государства есть отдельные цели по развитию ветроэнергетики.
Общее количество электроэнергии, производимой в штате Мэн, снизилось с 2010 года, особенно за счет природного газа, и штат все больше полагается на импорт энергии из Канады.
(Импорт не включен в приведенную выше таблицу.)
Угольная энергетика в Мэриленде снижалась в течение десяти лет и обеспечивала менее половины электроэнергии, производимой в штате с 2012 года. За это время увеличилась доля электроэнергии, вырабатываемой атомной энергетикой и природным газом.
Производство солнечной энергии, хотя и невелико, за последние несколько лет быстро выросло. С 2004 года государство требует, чтобы все большее количество электроэнергии, продаваемой коммунальными предприятиями, поступало из возобновляемых источников, с целью достичь 25 процентов к 2020 году.
Мэриленд потребляет больше электроэнергии, чем производит, и импортирует почти половину своей энергии из других среднеатлантических штатов через региональную сеть.(Импорт не включен в приведенную выше таблицу.)
За последние два десятилетия доля природного газа в производстве электроэнергии в Массачусетсе увеличилась более чем в два раза.
Производство угля и нефти резко упало в тот же период, а последняя крупная угольная электростанция в штате была закрыта в прошлом году. С 2013 года в штате резко увеличилось количество электроэнергии, производимой за счет солнечной энергии.
В этом году штат ужесточил свои полномочия для коммунальных предприятий по продаже электроэнергии из возобновляемых источников, повысив требование до 35 процентов от общего объема продаж к 2030 году.Новое законодательство также поощряет развитие морской ветроэнергетики.
Массачусетс потребляет больше электроэнергии, чем производит в штате, а остаток получает от близлежащих штатов через региональную сеть. (Импорт не показан на диаграмме выше).
Уголь оставался основным источником электроэнергии, производимой в Мичигане в прошлом году, но его доля в производстве снизилась с немногим более 60 процентов в 2001 году до чуть менее 40 процентов в 2017 году.
За тот же период доля природного газа в выработке электроэнергии почти удвоилась. Ветер, основной возобновляемый источник энергии в штате Мичиган, в прошлом году обеспечил почти 5 процентов электроэнергии, произведенной в штате.
В 2008 году штат Мичиган потребовал, чтобы коммунальные предприятия и другие поставщики электроэнергии получали к 2015 году не менее 10 процентов электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников. Эта цель была достигнута, а к 2021 году она была увеличена до 15 процентов.
Уголь был основным источником электроэнергии, производимой в Миннесоте в течение последних двух десятилетий.Но доля угольной генерации снизилась в период с 2001 по 2017 год по мере роста ветровой и газовой генерации.
Штат требует, чтобы коммунальные предприятия постепенно продавали увеличивающееся количество электроэнергии из возобновляемых источников, при этом к 2025 году требуется 25 процентов от общего объема продаж.
В прошлом году на природный газ приходилось более трех четвертей электроэнергии, произведенной в Миссисипи. Уголь, когда-то являвшийся основным источником электроэнергии в штате, за последнее десятилетие сократился, уступая место более дешевому природному газу.Уголь обеспечивал 36 процентов электроэнергии, произведенной в штате в 2001 году, но только 8 процентов в 2017 году.
Структура производства электроэнергии в штате Миссури практически не изменилась за почти два десятилетия. Уголь обеспечивал подавляющую часть электроэнергии, производимой в штате в период с 2001 по 2017 год, и лишь немного снизился за это время, поскольку старые угольные электростанции отключились или перешли на сжигание природного газа.
Миссури потребует, чтобы коммунальные предприятия к 2021 году получали не менее 15 процентов электроэнергии, которую они продают, из возобновляемых источников, в том числе небольшую часть из солнечной энергии.
Уголь был основным источником электроэнергии, производимой в Монтане в течение почти двух десятилетий, но его доля в производстве снизилась с 70 процентов в 2001 году до чуть менее 50 процентов в прошлом году. Гидроэнергетика, второй по величине источник электроэнергии в штате, увеличила свою долю за это время почти до 40 процентов, а энергия ветра выросла до 8 процентов от выработки внутри штата.
Монтанцы используют только около половины электроэнергии, производимой в штате, согласно данным E.Я. Остальное государство отправляет своим западным соседям.
Уголь был основным источником электроэнергии, производимой в Небраске в течение почти двух десятилетий, но его доля в производстве несколько снизилась в период с 2001 по 2017 год. Ядерная энергия обеспечивала в среднем 25 процентов производства электроэнергии в штате в течение этого времени, но ее доля варьировалась из года в год.
году.
Wind увеличивал свою долю в общем объеме производства за последнее десятилетие, на его долю приходилось 15 процентов электроэнергии, произведенной в штате в прошлом году.По данным E.I.A., Небраска имеет потенциал для значительно большего количества ветровой энергии.
Природный газ вытеснил уголь в качестве основного источника электроэнергии в Неваде в 2005 году. Крупнейшая угольная электростанция штата Мохаве была отключена в конце того же года, что еще больше снизило роль угля в структуре электроэнергетики штата. С тех пор многие угольные генераторы в Неваде закрылись из-за конкуренции со стороны дешевого природного газа и законов штата, требующих развития возобновляемых источников энергии.
В прошлом году природный газ обеспечивал почти 70 процентов электроэнергии, производимой в штате, за ним следовала солнечная энергия, которая обеспечивала 12 процентов выработки в штате.
До недавнего времени Невада требовала, чтобы 25 процентов электроэнергии, продаваемой коммунальными предприятиями штата, поступало из возобновляемых источников к 2025 году. В ноябре жители Невады проголосовали за повышение этого требования до 50 процентов к 2030 году.
Основная часть электроэнергии, вырабатываемой в Нью-Гэмпшире, поступает от атомной электростанции Сибрук, крупнейшего реактора в Новой Англии.Природный газ обеспечивает примерно пятую часть электроэнергии, производимой в штате с начала 2000-х годов, когда начали работать две новые генерирующие станции. Доля электроэнергии Нью-Гэмпшира, вырабатываемой из угля, за последние два десятилетия сократилась с 25 процентов в 2001 году до менее 2 процентов в 2017 году.
Штат требует, чтобы коммунальные предприятия получали 25 процентов электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников к 2025 году.
Два основных источника возобновляемой энергии в штате — это биомасса, или энергия, получаемая от сжигания древесины и других органических веществ, и гидроэлектроэнергия. мощность.
Нью-Гэмпшир производит больше электроэнергии, чем потребляется в штате, и отправляет около половины в соседние штаты через региональную электрическую сеть Новой Англии. (Экспорт не включен в приведенную выше таблицу.)
Атомная энергия была основным источником электроэнергии в Нью-Джерси до недавнего времени, когда ее вытеснил природный газ. В прошлом году на природный газ приходилась почти половина выработки электроэнергии в государстве, а на ядерную энергию приходилось 45 процентов.Солнечная энергия обеспечивала 4% электроэнергии штата.
В этом году штат Нью-Джерси повысил свой стандарт возобновляемой энергии и потребовал, чтобы 21 процент электроэнергии, продаваемой в штате, поступал из возобновляемых источников к 2021 году, с увеличением этого требования до 35 процентов к 2025 году и до 50 процентов к 2030 году.
Чтобы снизить выбросы углерода, штат также принял закон для поддержки своих атомных станций, которые в настоящее время обеспечивают большую часть энергии с нулевым уровнем выбросов.
Государство получает часть потребляемой энергии через региональную сеть Срединно-Атлантического океана. (Импорт не включен в приведенную выше таблицу.)
Угольбыл основным источником производства электроэнергии в Нью-Мексико на протяжении почти двух десятилетий. Но угольная энергия снизилась с 2004 года «в ответ на ужесточение требований к качеству воздуха, более дешевый природный газ и решение Калифорнии в 2014 году прекратить закупку электроэнергии, вырабатываемой из угля» в соседних штатах, согласно данным E.Я.
На природный газ, ветер и солнечную энергию приходилось немногим менее половины электроэнергии, произведенной в Нью-Мексико в прошлом году, по сравнению с 15 процентами двумя десятилетиями ранее.
Штат потребует, чтобы коммунальные предприятия получали 20 процентов электроэнергии, которую они продают, за счет возобновляемых источников энергии к 2020 году. Нью-Мексико также стремится увеличить производство из источников с нулевым выбросом углерода, поскольку он отправляет значительный объем электроэнергии в Калифорнию, штат с одними из самых строгих политика в области возобновляемых источников энергии в стране.
Природный газ и атомная энергия обеспечивали большую часть электроэнергии, производимой в Нью-Йорке в течение почти двух десятилетий, и их доля увеличилась по мере сокращения использования угля в штате. За последнее десятилетие Нью-Йорк также производил около пятой части своей электроэнергии за счет гидроэнергетики, крупнейшего в штате источника возобновляемой энергии.
Штат потребует, чтобы коммунальные предприятия получали 50 процентов электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников к 2030 году.
Это амбициозная цель, направленная на существенное сокращение выбросов парниковых газов.Ветровая и солнечная энергия составляют небольшую, но растущую часть производства электроэнергии в Нью-Йорке, вместе обеспечивая чуть более 4 процентов электроэнергии штата в прошлом году.
Нью-Йорк, как правило, потребляет больше энергии, чем создает, и импортирует часть электроэнергии из соседних штатов и Канады. (Импорт электроэнергии не включен в приведенную выше таблицу.)
Coal обеспечивал большую часть выработки электроэнергии в Северной Каролине в период с 2001 по 2011 год.Но почти 30 угольных энергоблоков штата были остановлены в течение следующих шести лет, и к 2017 году выработка угля упала ниже уровня ядерной энергии и мощности, производимой на природном газе. Производство природного газа увеличилось после национального бума гидроразрыва пласта в конце 2000-х годов и стало вторым по величине источником производства электроэнергии в штате в 2016 году.
Северная Каролина в настоящее время является единственным южным штатом со значительной выработкой солнечной энергии. Уникальное осуществление государством принятого на протяжении десятилетий федерального закона — Закона о политике регулирования коммунальных предприятий 1978 года — способствовало развитию солнечной энергетики в масштабах коммунальных предприятий.Северная Каролина также установила требование, чтобы к 2021 году коммунальные предприятия получали 12,5% электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников энергии.
Как и во многих штатах Великих равнин, за последнее десятилетие в Северной Дакоте начался рост ветровой энергии. В прошлом году ветер вырабатывал более четверти электроэнергии, производимой в штате, по сравнению с менее чем 2 процентами десятилетием ранее.
В 2007 году законодательный орган Северной Дакоты поставил перед коммунальными предприятиями добровольную цель: к 2015 году получать 10 процентов электроэнергии, продаваемой потребителям, из возобновляемых или вторичных источников энергии.
По мнению аналитиков, эта цель была достигнута и даже превзойдена.
Северная Дакота производит больше электроэнергии, чем потребляется в штате, и примерно половина ее отправляется соседям. (Экспорт не показан выше.)
Угольбыл основным источником электроэнергии, производимой в Огайо в течение почти двух десятилетий, но его доля в выработке электроэнергии снижалась с 2011 года, поскольку несколько угольных электростанций штата были закрыты.За тот же период доля природного газа в структуре производства электроэнергии в Огайо увеличилась.
Ветер в настоящее время является основным источником возобновляемой энергии в штате, хотя в прошлом году он обеспечил лишь около 1 процента электроэнергии, произведенной в Огайо. Однако государство хочет расширить это. К концу 2026 года коммунальные предприятия должны будут получать не менее 12,5% электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников.
Основная часть выработки электроэнергии в Оклахоме на протяжении большей части последних двух десятилетий приходилась на природный газ и уголь, причем эти два источника часто конкурировали за право быть основным источником электроэнергии в штате.Но в 2016 году ветер обогнал уголь как второй по величине источник электроэнергии, производимый в штате.
В прошлом году штат был вторым после Техаса по общему объему выработки электроэнергии с помощью ветра.
В 2010 году Оклахома потребовала, чтобы к 2015 году 15 процентов ее генерирующих мощностей приходилось на возобновляемые источники. Власти также указали природный газ в качестве предпочтительного выбора для новых проектов использования ископаемого топлива. К 2012 году штат превысил план по возобновляемым источникам энергии.
Большая часть электроэнергии, производимой в Орегоне в любой год, приходится на гидроэнергетику, но доля, производимая за счет воды, колеблется в зависимости от количества осадков.
Мощность природного газа обычно увеличивается в засушливые годы и уменьшается в годы с достаточным количеством гидроэлектроэнергии.
За последнее десятилетие ветроэнергетика стала третьим по величине источником электроэнергии в штате.Стремясь стимулировать увеличение количества возобновляемых источников энергии, не связанных с гидроэлектростанциями, штат Орегон потребует от своих крупнейших коммунальных предприятий к 2040 году получать 50 процентов электроэнергии, которую они продают, из новых возобновляемых источников энергии. Программа охватывает проекты, внедренные или модернизированные с 1995 года, ограничение, исключающее старая гидроэнергетика.
Уголь обеспечивал основную часть электроэнергии, производимой в Пенсильвании до 2014 года, когда она впервые упала ниже уровня ядерной энергии.Доля угольной генерации в штате снизилась после бума гидроразрыва пласта в конце 2000-х, когда стареющие угольные электростанции закрылись из-за конкуренции со стороны более дешевого природного газа.
В прошлом году ядерная энергия была основным источником электроэнергии, производимой в Пенсильвании. Но природный газ оказывает экономическое давление и на ядерные генераторы штата: один реактор должен быть остановлен в 2019 году. Сторонники ядерной энергетики, заявляя, что потеря этой безэмиссионной электроэнергии является плохой новостью для изменения климата, обратились за государственными субсидиями. для ядерной энергетики.
Пенсильвания потребует, чтобы к 2021 году 18 процентов электроэнергии, которую коммунальные предприятия продают потребителям, приходилось на возобновляемые и альтернативные источники энергии, при этом не менее 0,5 процента приходилось на солнечную энергию. В прошлом году возобновляемые источники энергии составили около 5 процентов производства в штате.
Пенсильвания — третий по величине производитель электроэнергии в стране после Техаса и Флориды.
Штат является крупным поставщиком энергии в Среднеатлантический регион.
Природный газ преобладает в производстве электроэнергии в Род-Айленде, но энергия ветра и солнца, хотя и остается небольшой, в последние годы быстро растет.
Род-Айленд потребует, чтобы поставщики электроэнергии получали почти две пятых электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников к 2035 году. Штат потребляет больше электроэнергии, чем производит, а остальную часть получает от соседних штатов.(Импорт не включен в приведенную выше таблицу.)
Большая часть электроэнергии, вырабатываемой в Южной Каролине, вырабатывается ядерной энергетикой, при этом уголь и природный газ занимают второе и третье места соответственно. Доля угля в выработке электроэнергии за последнее десятилетие снизилась по мере увеличения выработки электроэнергии из природного газа.
Южная Каролина производит больше энергии, чем потребляет, и отправляет излишки в соседние штаты.
Гидроэнергетика поставляла большую часть электроэнергии, производимой в Южной Дакоте на протяжении большей части последних двух десятилетий, но угольная генерация превзошла гидроэлектроэнергию в течение трех лет: 2001, 2004 и 2008 годов. увеличилась доля ветроэнергетики.
В прошлом году ветер был вторым по величине источником электроэнергии, производимой в Южной Дакоте, на него приходилась почти треть выработки в штате.
Южная Дакота экспортирует электроэнергию в штаты Центральной и Западной части США.
Coal поставляла большую часть электроэнергии, произведенной в Теннесси в период с 2001 по 2016 год, но ее доля в генерации начала снижаться около десяти лет назад, когда доля электроэнергии на природном газе увеличилась.
В прошлом году угольная генерация опустилась ниже атомной энергии впервые почти за два десятилетия.
Теннесси потребляет больше электроэнергии, чем производит, и компенсирует дефицит электричеством из близлежащих штатов.(Импорт не включен в приведенную выше таблицу.)
Техас производит больше электроэнергии, чем любой другой штат, и природный газ является ее основным источником энергии с 2001 года, а уголь находится на втором месте. Но доля угольной генерации снизилась по мере роста ветроэнергетики. В 2014 году ветер обогнал атомную энергетику как третий по величине источник электроэнергии, производимый в штате. Техас в целом производит больше энергии из ветра, чем любой другой штат, при этом Оклахома и Айова занимают второе и третье места.
Техас принял требование о возобновляемых источниках энергии в 1999 году, требуя от штата установить 10 000 мегаватт возобновляемых источников энергии к 2025 году.
Эта цель уже достигнута.
Большая часть электроэнергии, производимой в Юте, производится из угля, но доля угля снизилась за последние несколько лет по мере увеличения объемов природного газа.
Штат производит больше энергии, чем потребляет, и отправляет излишки в соседние штаты, такие как Калифорния.По крайней мере, одна электростанция в Юте переходит с угля на природный газ, чтобы соответствовать более строгим экологическим нормам Калифорнии.
В 2016 году солнечная энергия стала крупнейшим источником возобновляемой энергии в штате, а в прошлом году ее доля снова увеличилась. Юта поставила перед коммунальными предприятиями цель к 2025 году получать 20 процентов электроэнергии, которую они продают, из возобновляемых источников.
Большая часть электроэнергии, производимой в Вермонте, производилась на атомной электростанции до 2014 года, когда была закрыта единственная в штате атомная электростанция Vermont Yankee.
С тех пор почти вся электроэнергия, производимая в штате, поступает из возобновляемых источников, включая гидроэнергетику, биомассу, ветер и солнце. Но абсолютная генерирующая мощность Вермонта существенно снизилась.
Вермонт импортирует большую часть электроэнергии из близлежащих штатов и Канады. По данным E.I.A., в прошлом году собственная генерация штата «обеспечивала лишь около двух пятых электроэнергии, потребляемой в Вермонте».
Амбициозная цель Вермонта в области возобновляемых источников энергии требует, чтобы к 2032 году 75 процентов электроэнергии, продаваемой в штате, поступало из возобновляемых источников, в том числе 10 процентов из небольших внутренних источников.
Уголь был основным источником электроэнергии, производимой в Вирджинии в период с 2001 по 2008 год, когда его доля начала снижаться. Производство природного газа в штате увеличилось после бума гидроразрыва пласта в конце 2000-х годов, и в 2015 году оно стало основным источником выработки электроэнергии в штате.
За последние два десятилетия ядерная генерация в среднем обеспечивала чуть более трети электроэнергии Вирджинии. .
Вирджиния потребляет больше электроэнергии, чем производит, поэтому получает дополнительную электроэнергию из близлежащих штатов через региональную сеть Срединно-Атлантического океана.Штат поставил перед коммунальными предприятиями добровольную цель получать 15 процентов электроэнергии, которую они продают, из возобновляемых источников к 2025 году.
Гидроэнергетика поставляет большую часть электроэнергии, производимой в Вашингтоне каждый год с 2001 года, но ее доля в выработке штата колеблется в зависимости от количества осадков. Уголь, природный газ, атомная энергия и энергия ветра чередовались в качестве второго по величине источника электроэнергии, производимой в штате на протяжении большей части последних двух десятилетий.
Вашингтон производит больше электроэнергии, чем потребляет, и экспортирует электроэнергию в Канаду и другие западные штаты.
Штат потребует, чтобы его более крупные коммунальные предприятия к 2020 году получали 15 процентов продаж электроэнергии из новых возобновляемых источников.
Уголь доминирует в структуре производства электроэнергии Западной Вирджинии, обеспечивая более 90 процентов электроэнергии, производимой в штате каждый год в течение почти двух десятилетий.В период с 2001 по 2017 год гидроэнергетика обеспечивала небольшую часть выработки внутри штата. В последние годы доля ветра и природного газа увеличилась, но на каждый из этих источников приходилось лишь около 2 процентов электроэнергии, произведенной в штате в прошлом году.
После многих лет лоббирования консервативных групп Западная Вирджиния стала первым штатом, отменившим свой стандарт возобновляемой энергии в 2015 году. Закон требовал, чтобы коммунальные предприятия получали 25 процентов своей электроэнергии из альтернативных и возобновляемых источников энергии к 2025 году.
Противники стандарта заявили, что он наносит ущерб рабочим местам в угле и повышает тарифы на электроэнергию, в то время как сторонники этого стандарта заявляют, что он поможет диверсифицировать государственный электроэнергетический сектор в то время, когда национальный рынок угля находится в упадке.
Западная Вирджиния вырабатывает больше электроэнергии, чем потребляет, и поставляет около половины своей энергии в другие среднеатлантические штаты через общую региональную сеть. (Экспорт не показан в таблице выше.)
Большая часть электроэнергии, производимой в Висконсине, производится из угля, но производство природного газа увеличилось за последние три года.Ветроэнергетика прочно обосновалась в штате десять лет назад и постепенно увеличивала свою долю в производстве электроэнергии.
Висконсин потребовал от своих коммунальных предприятий к концу 2015 года получать 10 процентов электроэнергии, продаваемой в штате, из возобновляемых источников.
Эта цель была достигнута на два года раньше запланированного срока.
Подавляющее большинство электроэнергии, вырабатываемой в Вайоминге, производится из угля, но за последнее десятилетие ветроэнергетика получила широкое распространение.В прошлом году ветер обеспечивал почти десятую часть электроэнергии, производимой в штате.
Из-за своего небольшого населения Вайоминг производит гораздо больше энергии, чем потребляет, и отправляет около 60 процентов энергии в соседние штаты.
Различные способы производства электроэнергии
Производство электроэнергии обычно представляет собой двухэтапный процесс, при котором вода нагревается до кипения; энергия пара вращает турбину, которая, в свою очередь, вращает генератор, создавая электричество.Движение пара производит кинетическую энергию, энергию движущихся объектов. Вы также получаете эту энергию от падающей воды.
Она прямо пропорциональна скорости движущегося тела — чем быстрее оно движется, тем больше энергии. Электричество производится, когда кинетическая энергия вращает медные катушки (или провод) внутри турбины.
Динамо-машины и генераторы
Ключевой частью большинства электростанций является генератор, устройство, преобразующее вращательное движение в электричество. Внутри генератора катушки из медной проволоки вращаются в сильном магнитном поле.При движении катушек магнитное поле создает электрический ток переменного тока внутри провода. Источник вращательного движения, будь то ветряная мельница, турбина или дизельный двигатель, не имеет значения; он просто должен быть достаточно сильным, чтобы включить генератор. Динамо-машина, «двоюродный брат» генератора, работает примерно так же; однако он производит постоянный ток (DC).
Электроэнергия из пара
Паровая электростанция (или генератор) вырабатывает электроэнергию за счет сжигания топлива, включая биомассу, уголь или нефть.
Пар, образующийся в процессе, подается в турбину. Медный якорь (провод) в генераторе вращается при вращении турбины, создавая электрический ток. Примером паровой электростанции является электростанция Биг-Бенд, расположенная в Тампе, Флорида.
Гидроэлектроэнергия: падающая вода
Электроэнергия, вырабатываемая из воды, называется гидроэлектроэнергией. Падающая вода вращает лопасти гидроэлектрической турбины, которая, в свою очередь, перемещает медную арматуру внутри электрогенератора для производства электроэнергии.Примером гидроэлектростанции является плотина Грейт-Гувера (расположенная недалеко от Лас-Вегаса, США). Всего в нем 19 турбин, которые вырабатывают достаточно электроэнергии, чтобы обслуживать более 1,3 миллиона человек ежегодно.
Ветряные мельницы: энергия ветра
Ветряная электростанция вращает лопасти турбины, которые перемещают медную арматуру (которая находится внутри генератора) для выработки электроэнергии.
В прошлом ветряные мельницы использовались для вращения колес прикрепленных мельниц. Современные ветряные мельницы превращают механическую энергию (генерируемую при движении) в электрическую.Примером ветряной электростанции является ветряная электростанция мощностью 107 мегаватт (МВт), расположенная недалеко от озера Бентон, штат Миннесота.
Солнечная энергия: энергия солнечного света
Фотоэлектрические элементы используют энергию солнечного света для производства электроэнергии. Постоянный ток (DC) генерируется стационарными солнечными панелями (которые состоят из фотоэлектрических элементов) и обычно используется для локальных приложений, включая запуск небольших ирригационных насосов или для зарядки устройств с батарейным питанием. Солнечные электростанции промышленного масштаба неуклонно набирают популярность с ростом цен на ископаемое топливо.Они работают, улавливая солнечную энергию через большие отражатели. Захваченная энергия затем направляется в приемники, которые используют различные технологии для выработки электроэнергии за счет питания газовых или паровых турбин.