Виды электростанций — характеристика, плюсы и минусы устройств
Под электростанцией подразумевается комплекс устройств, оборудования и аппаратуры, предназначенных для выработки электрической энергии. Сюда также относятся необходимые для этого строения и здания, которые расположены на соответствующей территории. Независимо от видов электростанций большинство из них функционирует за счет энергии вращения вала генератора.
Характеристики электростанций
Все электрические станции объединены и образуют Единую энергетическую группу, которую создали с целью более эффективного использования их мощностей, чтобы непрерывно снабжать потребителей электроэнергией. Основным элементом в устройстве считается электрогенератор, который выполняет определенные функции:
Каждый генератор отличается формами, размерами и источником энергии, который вращает вал. Кроме него, в станцию входят: турбины, котлы, трансформаторы, распределительное оборудование, технические средства коммутации, автоматика, релейная защита. Сейчас большое внимание уделяется выпуску более компактных установок.
Они вырабатывают электроэнергию, которая питает не только различные объекты, но и целые поселения, находящиеся на удаленном расстоянии от электрических линий. В основном они используются на полярных станциях и предприятиях, добывающих полезные ископаемые.
Основные виды
Существуют еще солнечные, ветровые, приливные и геотермальные источники электропитания, которые слабо применяются в нашей стране. У них есть ряд недостатков природного характера, и они представляют собой альтернативные виды выработки электроэнергии.
Тепловые и гидравлические
Тепловые электростанции России создают около 70% от всей электроэнергии. Для их функционирования используется мазут, уголь, газ, а в некоторых регионах — торф и сланцы. На теплоэлектроцентралях кроме электрической производится тепловая энергия.
Одним из основных элементов станции является турбина, которая вращается за счет вырабатываемого пара. Преимуществом ТЭС считается то, что ее оборудование можно разместить практически везде, где есть природные энергоносители. Кроме того, на их работу практически не влияют природные факторы.
Но при этом применяемое топливо не возобновляется, то есть его ресурсы могут закончиться, а само оборудование засоряет окружающую среду. В России тепловые станции не оборудованы эффективными системами для очистки от вредных и токсичных веществ.
Газовое оборудование считается более экологичным, но идущие к нему трубы также наносят вред природе. Станции, которые находятся в центральном регионе страны работают на природном газе и мазуте, а в восточных районах — на угле. Поэтому их размещение осуществляется ближе к месторождениям природного топлива.
По своей значимости гидравлические станции расположились на втором месте после ТЭС. Их основное отличие — это использование энергии воды, которая относится к возобновляемым ресурсам. Если смотреть по карте России, то можно заметить, что самые мощные ГЭС находятся в Сибири на Енисее и Ангаре. Список крупных электростанций:
Схема принципа действия установок довольно проста. Падающая вода приводит в движение турбины, которые вращают генераторы, и начинает вырабатываться электроэнергия. Стоимость электричества, производимого ГЭС, считается самой дешевой, и она в 5—6 раз меньше, чем на ТЭС. Кроме того, чтобы управлять гидравлической станцией, требуется меньшее количество сотрудников.
Большую разницу составляет время запуска установки. Если для ГЭС этот параметр составляет 3—5 минут, то у ТЭС он будет длиться несколько часов. С другой стороны, гидравлическая установка функционирует на полную мощность только при большом подъеме уровня воды.
Сейчас большое внимание уделяется строительству гидроаккумулирующих станций, которые отличаются от традиционных установок возможностью перемещения одинакового количества воды между нижним и верхним бассейнами. В ночное время, когда есть излишки электроэнергии, вода подается снизу вверх, а в дневное — наоборот.
Атомные и дизельные
По количеству выпускаемой энергии атомные электростанции располагаются на третьем месте. Их доля в энергетике России составляет всего 10%. В Соединенных Штатах это значение равно 20%, а самый высокий показатель во Франции — более 75%.
После катастрофы на АЭС в Чернобыле была сокращена программа по строительству и развитию ядерных электростанций. Наиболее известные объекты в России:
Сейчас наиболее популярны атомные теплоэлектроцентрали, назначение которых — производство электрической энергии и тепла. Станция такого типа функционирует в поселке Билибино на Чукотке. Кроме того, одним из последних направлений считается создание АСТ — атомных станций теплоснабжения, в которых происходит превращение ядерного энергоносителя в тепловую энергию.
Такое оборудование успешно работает в Нижнем Новгороде и Воронеже. При правильной эксплуатации АЭС является самой экологичной установкой, а именно:
Если рассматривать принцип работы атомной электростанции, то следует учитывать катастрофические последствия после аварий. Отработанный энергоноситель также требует специального захоронения в ядерных могильниках.
Мобильные дизельные электростанции стали неотъемлемой частью для снабжения электроэнергией отдаленных районов и объектов строительства. Помимо этого, их зачастую используют как аварийные или резервные источники.
Основным элементом оборудования считается генератор, который вращается от двигателя внутреннего сгорания. Стационарные установки могут обладать мощностью до 5 тыс. кВт, а передвижные — не более 1 тыс. кВт.
Одним из их достоинств считаются компактные размеры, поэтому их можно размещать в небольших помещениях. К минусам можно отнести зависимость от наличия топлива, способов его доставки и хранения.
Преимущества и недостатки
Любая электрическая станция обладает как определенными достоинствами, так и некоторыми недостатками. Причины такой ситуации могут зависеть от технологических процессов, человеческого фактора и природных явлений.
Таблица. Плюсы и минусы ТЭС, ГЭС, АЭС.
| Вид электростанции | Достоинства | Недостатки |
| Тепловая | 1. Небольшая цена на энергоноситель. 2. Малые капитальные вложения. 3. Не имеют конкретной привязки к какому-нибудь району. 4. Низкая себестоимость электроэнергии. 5. Все оборудование занимает небольшую площадь. | 1. Сильное загрязнение окружающей среды. 2. Большие эксплуатационные расходы. |
| Гидравлическая | 1. Отсутствует необходимость добычи и доставки энергоносителя. 2. Не загрязняет близлежащие районы. 3. Управление водяными потоками. 4. Высокая надежность функционирования. 5. Легкое техническое обслуживание и небольшая себестоимость электроэнергии. 6. Возможность дополнительно использовать природные ресурсы. | 1. Подтопление плодородных земель. 2. Большая занимаемая площадь. |
| Атомная | 1. Малое количество вредных выбросов. 2. Небольшой объем энергоносителя. 3. Высокая мощность на выходе. 4. Низкие издержки для получения электроэнергии. | 1. Вероятность опасного облучения. 2. Выходная мощность не регулируется. 3. Катастрофические последствия при аварии. 4. Высокие капитальные вложения. |
Нетрадиционные электростанции (солнечные, геотермальные, приливные, ветровые и др.) в России используются в небольшом количестве.
Несмотря на недостатки, которые в основном связаны с непостоянством природных явлений, высокой стоимостью и малой выходной мощностью, за альтернативными установками — интересное и перспективное будущее.
Плюсы и минусы тепловых электростанций (ТЭС)
Тепловые электростанции представляют собой устройство, специализация которого основывается на вырабатывании электроэнергии. Электроэнергия производится путём преобразования и в ходе переработки тепловой энергии. теплота образуется при сгорании топливного ресурса, которым могут быть разновидности горючих ископаемых. Способность преобразовывать энергию природных ресурсов в электроэнергию делает ТЭС неотъемлемой частью жизни любого современного человека.
Маломощные тепловые электростанции широко используются в различных областях. Например, они могут обогревать и подавать электроэнергию в школы и бассейны, клиники и спортивные комплексы. Их можно использовать для создания нормальных рабочих условий во времянках и вагончиках при строительстве, в других областях народного хозяйства.
У данных электростанций масса плюсов и очень мало минусов. Мини теплоэлектростанции состоят из нескольких приборов и работа их полностью автоматизирована. Также ТЭС может работать на любом виде топлива, что позволяет использовать ее в любых условиях.
Возможности оборудования практически безграничны, ведь может обеспечивать, по сути, любое помещение по разряду не хуже централизованных сетей, а обойдется намного дешевле. Первоначальные затрат быстро окупятся и расходы будут минимальными лишь на топливо для ТЭЦ. Причем его тоже можно варьировать в зависимости от условий эксплуатации, выбирая более дешевый вариант.
Мини ТЭС
Преимущества ТЭС
Недостатки ТЭС
В каких случаях выбирают данное оборудование
Когда затраты на передачу или производство электроэнергии высоки и бюджет организации или частного лица не может их осилить. Если централизованные системы по подаче тепла и электричества не могут осилить дополнительно возведенные или введенные в эксплуатацию площади.
Когда количества электричества просто недостаточно для бесперебойной работы современного оборудования и приборов. Либо оно имеет низкое качество. Также нельзя забывать про экологическую составляющую оборудования, которое позволяет выделять в атмосферу вредных веществ.
Универсальность и экономичность
Электростанции могут работать на дровах или угле, газе, дизельном топливе. Обычно дизельное топливо применяется редко в виду его дороговизны и вредных выделений. Есть несколько модификаций данных установок и различают:
Выбор ТЭС зависит от необходимой мощности для потребителя. Самыми популярными считаются газопоршневые, однако, их мощность всего 80 мВт.
Абсолютные выгоды на фоне кризиса
В целом плюсов значительно больше, чем минусов, и для некоторых предприятий и учреждений приобретение мини ТЭС отличный выход из положения, особенно, если город растет, а возможностей прокладывать тепло и электро сети, нет. Либо они загружены настолько, что в любом случае подачи тепла или света будет недостаточно. Также это может стать отличным решением в загородной зоне, где вообще нет централизованной подачи тепла и электроэнергии, но жилье, тем не менее, строится. Особенно оценят возможности таких установок и рабочие, которые ремонтируют трассы и дороги, буровики, нефтяники, которые передвигаются по стране, но у них нет возможности каждый раз подключаться к централизованной подаче света и тепла.
Возможно, ТЭС пригодится военным гарнизонам, которые несут службу далеко от городков, с полным обеспечением комфортных условий. Словом данное оборудование может стать незаменимым в областях, где особенно ценится возможность получить полноценное тепло, электричество и даже холодный воздух для кондиционеров при необходимости. Небольшое оборудование можно легко транспортировать специальным транспортом и использовать по мере необходимости.
Идеальные возможности мини версии ТЭС могут соперничать разве что с крупными образцами ТЭС или гидроэлектростанциями, однако мобильность и автоматизированность небольшого оборудования перевешивает в любом случае.
Выводы
В связи с тем, что проблема энергетики актуальны для современности, встаёт вопросы об организации обеспечения населения электроэнергией, не допуская при этом существенных финансовых и временных затрат при сохранении благоприятной экологической обстановки. Одним из вариантом решения поставленной задачи становится строительство и эксплуатация ТЭС.
На каком расстоянии не опасно жить рядом с ТЭЦ
При современном уровне развития производства нередко жильё оказывается вблизи различных промышленных объектов, что не всегда благоприятно сказывается на здоровье жильцов. Рассмотрим, вредно ли жить рядом с ТЭЦ, способы, с помощью которых можно себя обезопасить и минимально допустимое расстояние, гарантирующее безопасность.
Последствия проживания вблизи ТЭЦ
В современном обществе остро ощущается нехватка электрической энергии, для производства которой предназначены тепловые электростанции. Но необходимо учитывать, что подобные сооружения – не самое лучшее соседство для людей в плане состояния здоровья.
По действующим государственным санитарным нормам и правилам, указанные объекты причисляют ко второму классу опасности (высокой степени). Многие ошибочно полагают, что ТЭЦ выделяют исключительно пар, поэтому проживание вблизи подобных комплексов абсолютно безвредно. Такое мнение ошибочно.
Процесс выработки энергии сопровождается выделением в окружающую среду следующих газов и веществ, опасных для здоровья человека:
Кроме газообразных выбросов, вредные вещества сбрасываются в водоёмы в жидком виде, в процессе чего не всегда применяются достаточные меры для очистки сбросов.
Также в воздух попадают твёрдые частицы следующих компонентов:
Эти вещества негативно влияют на работу органов дыхания и загрязняют окружающую среду.
Дополнительную опасность представляет радиоактивное топливо, используемое в процессе выработки электроэнергии.
Способы себя обезопасить
Если квартира или частный дом расположены вблизи ТЭЦ, жильцы могут прибегнуть к следующим мерам, позволяющим уменьшить негативное влияние указанного промышленного объекта:
Определяя степень опасности действующей ТЭЦ, важно учитывать установку на объекте современного оборудования для обеспечения защиты экологии, вид топлива, на котором работает станция. Важное значение имеет высота труб.
На каком расстоянии можно жить
Минимальное расстояние, на котором разрешается располагать жилые дома от действующей ТЭЦ, согласно принятым санитарным нормам, составляет от 300 до 500 м, в зависимости от вида используемого станцией топлива.
Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 “Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов”, ТЭЦ и районные котельные тепловой мощностью 200 Гкал и выше, работающие на угольном и мазутном топливе, относятся ко второму классу опасности с СЗЗ не менее 500 м, работающие на газовом и газомазутном топливе (последний – как резервный), относятся к предприятиям третьего класса с СЗЗ не менее 300 м.
Но однозначную рекомендацию по данному вопросу дать сложно, поскольку фактор риска, кроме характеристик самого объекта, во многом определяется климатическими и природными особенностями местности, господствующим направлением и силой ветра, прочими факторами.
Даже если вблизи вашего дома не расположены крупные промышленные объекты, не стоит думать, что в данном месте жить абсолютно безопасно. Но помогут сохранить и укрепить здоровье регулярные выезды в экологически чистые регионы, здоровый образ жизни и контроль собственного физического состояния. А наличие рядом с домом крупного предприятия не всегда связано с опасностью для здоровья, если производственный процесс организован по современным технологиям с надлежащими мерами по защите экологии.