O que é energia, energia térmica, energia elétrica e sistemas elétricos

Energia (complexo de energia de combustível) — uma área da economia que abrange recursos, produção, transformação e uso de vários tipos de energia.

Energia na compreensão científica moderna, é entendida como uma medida geral para todas as formas de movimento da matéria. Diferenciação de formas térmicas, mecânicas, elétricas e outras formas de movimento da matéria.

A energia pode ser representada pelos seguintes blocos interligados:

1. Recursos naturais de energia e empresas de mineração;

2. Refinarias e transporte de combustível acabado;

3. Produção e transmissão de energia elétrica e térmica;

4. Consumidores de energia, matérias-primas e produtos.

Resumo dos blocos:

1) Os recursos naturais são divididos em:

• renováveis ​​(solar, biomassa, recursos hídricos);

• não renovável (carvão, petróleo);

2) Empresas de mineração (minas, minas, poços de gás);

3) empresas de processamento de combustível (enriquecimento, destilação, purificação de combustível);

4) Transporte de combustível (transporte ferroviário, caminhões-tanque);

5) Produção de energia elétrica e térmica (CHP, NPP, HPP);

6) Transporte de energia elétrica e térmica (redes elétricas, dutos);

7) Consumidores de energia, calor (eletricidade e processos industriais, aquecimento).

As principais formas em que a energia é usada hoje são o calor e a eletricidade. As indústrias de energia que estudam a produção, transformação, transporte e uso de energia térmica e elétrica são chamadas de engenharia de energia térmica, respectivamente.

A energia dos fluxos de água, antes utilizada diretamente na forma de energia mecânica, agora é convertidos em hidrelétricas em energia elétrica. A indústria de energia que estuda os processos de conversão de energia da água em eletricidade é chamada hidrelétrica.

A abertura do caminho para o uso da energia nuclear criou um novo ramo de energia— energia nuclear ou nuclear… A energia dos processos nucleares é convertida em energia térmica e elétrica e utilizada nessas formas.

Questões sobre o uso da energia das massas de ar em movimento são consideradas energia eólica. Energia eólica usado principalmente na forma mecânica. Trata do aproveitamento da energia solar energia solar.

Cada um dos ramos da energia como ciência tem sua base teórica baseada nas leis dos fenômenos físicos desse campo.

A energia, como a área mais importante da atividade humana, leva muito tempo para ser desenvolvida em larga escala.

A energia é uma indústria de capital intensivo. O poder das usinas da Terra excede um bilhão de quilowatts.

Uma compreensão clara da unidade e equivalência de diferentes formas de energia tomou forma apenas em meados do século XIX, quando muita experiência já havia sido adquirida na conversão de algumas formas de energia em outras:

• foi criada uma máquina a vapor que converteu calor em energia mecânica;

• foram descobertas as primeiras fontes de energia elétrica — células galvânicas, nas quais ocorre a conversão direta de energia química em energia elétrica;

• por meio da eletrólise, a conversão reversa executa-se repetidamente — energia elétrica em energia química;

• foi criado um motor elétrico no qual a energia elétrica é convertida em energia mecânica;

• o fenômeno da conversão direta de energia elétrica em calor foi descoberto.

Em 1831, foi descoberto um método para converter energia mecânica em energia elétrica. A conclusão natural da enorme quantidade de dados acumulados sobre a transformação de algumas formas de energia em outras foi a descoberta a lei da conservação e transformação da energia — uma das leis básicas da física.

A necessidade de conversão de energia se deve ao fato de que diferentes processos requerem diferentes formas de energia.

As transformações energéticas não se limitam a transformar algumas de suas formas em outras. A energia térmica é usada em diferentes valores de temperatura do líquido de resfriamento (vapor, gás, água), energia elétrica - na forma de corrente alternada ou contínua e em diferentes níveis de tensão.

A transformação da energia é realizada em diversas máquinas, aparelhos e dispositivos, em geral, constituindo a base técnica da energia.

Assim, em caldeiras, a energia química dos combustíveis é convertida em calor, em uma turbina a vapor, esse calor que é transportado pelo vapor d'água é convertido em energia mecânica que é então em um gerador elétrico é convertida em energia elétrica.

Nas usinas hidrelétricas, nas turbinas hidráulicas e nos geradores elétricos, a energia dos fluxos de água é convertida em energia elétrica, nos motores elétricos, a energia elétrica é convertida em energia mecânica, etc.

Os métodos de criar e usar várias máquinas, aparelhos, dispositivos projetados para receber, transformar, transportar e usar várias formas de energia são baseados nas seções relevantes dos fundamentos teóricos da energia e constituem seções de ciências técnicas como engenharia térmica, elétrica engenharia, engenharia hidráulica e engenharia eólica.

Energia - parte do setor de energia que lida com os problemas de obtenção de grandes quantidades de eletricidade, transmitindo-a à distância e distribuindo-a aos consumidores, seu desenvolvimento se deve aos sistemas elétricos de energia.

Um sistema elétrico é um conjunto de usinas, sistemas elétricos e térmicos interligados, bem como consumidores de energia elétrica e térmica, unidos pela unidade do processo de produção, transmissão e consumo de eletricidade.

Sistema elétrico: TPP — usina combinada de calor e energia, NPP — usina nuclear, KES — usina de condensação, Usina Hidrelétrica - Usina Hidrelétrica, 1-6 — consumidores de eletricidade de usinas termelétricas

Esquema de uma usina termelétrica de condensação

Sistema elétrico (sistema elétrico, ES) — a parte elétrica do sistema de energia.

Diagrama do sistema elétrico
O diagrama é mostrado em uma imagem de linha única, ou seja, uma linha significa três fases.

Processo tecnológico no sistema de energia

O processo tecnológico é o processo de conversão do recurso energético primário (combustível fóssil, energia hidrelétrica, combustível nuclear) em um produto final (eletricidade, energia térmica). Os parâmetros e indicadores do processo tecnológico determinam a eficiência da produção.

O processo tecnológico é mostrado esquematicamente na figura, da qual se pode ver que existem várias etapas de conversão de energia.

Esquema do processo tecnológico no sistema de energia: K — caldeira, T — turbina, G — gerador, T — transformador, linha de força — linhas de força

Na caldeira K, a energia de combustão do combustível é convertida em calor. A caldeira é um gerador de vapor. Em uma turbina, a energia térmica é convertida em energia mecânica. No gerador, a energia mecânica é convertida em energia elétrica. A tensão da energia elétrica no processo de sua transmissão ao longo da linha de energia da estação ao consumidor é transformada, o que garante a eficiência da transmissão.

A eficiência do processo tecnológico depende de todas essas conexões. Portanto, existe um complexo de tarefas de regime relacionadas à operação de caldeiras, turbinas de usinas termelétricas, turbinas de usinas hidrelétricas, reatores nucleares, equipamentos elétricos (geradores, transformadores, linhas de energia , etc). É necessário escolher a composição do equipamento operacional, o modo de carregamento e uso e observar todas as restrições.

Instalação elétrica - uma instalação na qual a eletricidade é produzida, produzida ou consumida, distribuída. Pode ser: aberto ou fechado (indoor).

Usina de energia — um complexo tecnológico complexo no qual a energia de uma fonte natural é convertida em energia de corrente elétrica ou calor.

Deve-se notar que as usinas (especialmente térmicas, a carvão) são as principais fontes de poluição ambiental do setor de energia.

Subestação elétrica — instalação elétrica projetada para converter eletricidade de uma tensão para outra com a mesma frequência.

Transmissão de energia (linhas de energia) — a estrutura consiste em subestações elevadas de linhas de energia e subestações descendentes (sistema de fios, cabos, suportes) projetadas para transferir eletricidade da fonte ao consumidor.

Eletricidade da rede — um conjunto de linhas de energia e subestações, ou seja, dispositivos que conectam energia a consumidores de energia.