• Apakah penjanaan tenaga elektrik?
• Bagaimanakah tenaga elektrik dihasilkan?
• Peringkat sektor elektrik
• Jenis penjanaan elektrik
• Tenaga yang boleh diperbaharui

Kami menerangkan apa itu penjanaan kuasa elektrik, jenisnya dan bagaimana ia dihasilkan. Di samping itu, peringkat sektor elektrik.

Kebanyakan kehidupan seharian kita bergantung kepada tenaga elektrik.

Apakah penjanaan tenaga elektrik?

Generasi daripada kuasa elektrik merangkumi set proses berbeza melalui mana ia boleh dihasilkan elektrik, atau apa yang sama, mengubah bentuk lain Tenaga terdapat dalam alam semula jadi (tenaga kimia, kinetik, terma, ringan, nuklear, dsb.) dalam tenaga elektrik yang boleh digunakan.

Keupayaan untuk menghasilkan tenaga elektrik adalah salah satu kebimbangan utama kemanusiaan kontemporari, sejak ia penggunaan Ia telah meluas dan menjadi normal sejak penemuannya pada abad ke-19, sehingga menjadi sangat diperlukan dalam kehidupan seharian kita. rumah kita, industriPencahayaan awam, malah peralatan peribadi kita, bergantung pada bekalan kuasa elektrik yang berterusan dan stabil.

Oleh itu, penggunaan tenaga dunia semakin meningkat. Manakala pada tahun 1900 penggunaan tenaga global hanya 0.7 Terawatt (0.7 x 1012 W), sudah pada tahun 2005 ia dianggarkan kira-kira 500 Exajoules (5 x 1020 J), bersamaan dengan 138,900 Terawatt.

Sektor perindustrian adalah pengguna terbesar semua, dan oleh itu dunia maju (yang dipanggil Dunia Pertama) bertanggungjawab untuk peratusan penggunaan tertinggi. Amerika Syarikat, sebagai contoh, menggunakan 25% daripada tenaga yang dijana di seluruh dunia.

Oleh itu, pencarian cara baru dan lebih cekap untuk mendapatkannya adalah satu bidang di mana sumber saintifik dan teknologi yang besar dilaburkan, terutamanya pada masa kesan iklim perindustrian dan daripada pembakaran bahan api fosil ia telah menjadi bukan sahaja jelas, tetapi membimbangkan.

Bagaimanakah tenaga elektrik dihasilkan?

Pelbagai jenis tenaga boleh digunakan untuk menghidupkan turbin penjana.

Elektrik, secara amnya, dihasilkan dalam kemudahan besar yang dipanggil loji kuasa atau loji kuasa, yang, mengambil kesempatan daripada pelbagai jenis bahan mentah atau proses semula jadi "menghasilkan" elektrik.

Untuk ini, kebanyakan loji kuasa mempunyai alternator, yang merupakan peranti besar yang menjana arus ulang alik. Ia terdiri daripada gegelung, yang merupakan gulungan bahan yang besar dan berputar pengalir elektrik disusun dalam benang, dan a magnet yang tetap tetap.

Dengan memutarkan gegelung di dalam magnet pada kelajuan tinggi, fenomena yang dipanggil aruhan elektromagnet berlaku: medan magnet Hasilnya menggerakkan elektron bahan konduktif, mewujudkan aliran tenaga yang kemudiannya mesti "disediakan" untuk pengedaran melalui satu siri transformer.

Isunya, kemudian, adalah bagaimana untuk membuat gegelung berputar pada kelajuan tinggi dan stabil. Dalam eksperimen yang dijalankan pada abad ke-19 dengan elektrik, ia dijana dengan mengayuh basikal, yang menghasilkan hanya jumlah yang kecil, sudah tentu.

Dalam kes loji kuasa, sesuatu yang lebih canggih diperlukan: turbin, yang merupakan peranti berputar yang mampu menghantar tenaga mekanikal kepada gegelung, menjadikannya berputar, daripada penggunaan daya lain.

Sebagai contoh, anda boleh menggunakan air yang jatuh di dalam air terjun, atau tiupan angin yang berterusan, atau dalam kebanyakan kes, wap kuantiti menaik bagi kuantiti air mendidih yang baik, yang mana ia perlu seterusnya menjana kuantiti berterusan haba, melalui kaedah pembakaran daripada pelbagai jenis bahan.

Seperti yang akan dilihat, proses lengkap penjanaan tenaga elektrik tidak lebih daripada perubahan tenaga kimia kepada tenaga kalori (pembakaran), untuk kemudian menukarnya kepada kinetik dan mekanikal (dengan menggerakkan turbin), dan kemudiannya kepada elektromagnet, iaitu , , dalam elektrik.

Peringkat sektor elektrik

Elektrik diagihkan melalui talian kuasa.

Sektor elektrik adalah salah satu yang bertanggungjawab untuk keseluruhan litar pengeluaran elektrik, dari permulaannya hingga penggunaannya di setiap rumah kita, contohnya. Keseluruhan kitaran pengeluaran tenaga dalam sektor ini melibatkan peringkat berikut:

• Generasi. Peringkat pertama, secara logiknya, terdiri daripada mendapatkan tenaga elektrik melalui cara yang ada, dalam mana-mana jenis loji kuasa yang wujud.
• Transformasi. Sebaik sahaja elektrik diperoleh, ia biasanya tertakluk kepada proses transformasi yang menyediakannya untuk pengangkutan di sepanjang grid kuasa, kerana elektrik, tidak seperti produk dan barangan lain, tidak boleh disimpan untuk kegunaan kemudian, tetapi mesti dihantar segera.

Apa yang dipanggil pencawang atau loji pengubah, yang terletak di sekitar loji janakuasa, dan juga pusat transformasi, berdekatan dengan loji kuasa, bertanggungjawab untuk ini. populasi pengguna, kerana misinya adalah untuk memodulasi voltan elektrik untuk menjadikan elektrik boleh diangkut (voltan tinggi) dan boleh guna (voltan rendah).

• Pengagihan. Elektrik akhirnya mesti dibekalkan ke rumah kita atau ke industri yang menggunakannya melalui rangkaian pendawaian yang dikenali sebagai talian kuasa, yang biasanya dikendalikan oleh syarikat pengedaran dan pemasaran tenaga yang berbeza.
• Penggunaan. Akhir sekali, setiap isi rumah pengguna atau loji industri mempunyai pemasangan pautan, yang menghubungkan rangkaian pengedaran dengan kemudahan dalaman, membolehkan tenaga hadir di mana-mana sahaja kita memerlukannya.

Jenis penjanaan elektrik

Tenaga angin agak murah dan selamat untuk pengeluaran tenaga elektrik.

Penjanaan elektrik dikelaskan, biasanya, mengikut jenis loji kuasa di mana ia dihasilkan, atau apa yang sama, mengikut prosedur khusus yang digunakan, seperti yang telah kami jelaskan sebelum ini, menggerakkan turbin untuk memutarkan gegelung itu pula. masa menjana elektrik. Oleh itu, kami mempunyai:

• Tenaga termoelektrik bahan api fosil. Loji termoelektrik ialah tumbuhan yang menghasilkan elektrik daripada tenaga haba, mendidihkan sejumlah besar air, atau memanaskan gas lain yang serupa, hasil daripada pembakaran pelbagai bahan. organik (Arang batu, Petroleum, gas asli atau bahan api fosil lain) dalam dandang dalaman. Dalam kes ini, gas yang mengembang bertanggungjawab untuk menggerakkan turbin, dan kemudian ia disejukkan untuk dapat mengulangi kitaran.
• Tenaga termonuklear. Prinsip operasi tenaga termonuklear tidak berbeza dengan termoelektrik, kecuali haba yang diperlukan untuk memutar turbin diperolehi melalui pelbagai proses kimia pembelahan daripada atom berat, iaitu, mengebom nukleus atom tertentu elemen, untuk memaksa mereka menjadi unsur lain yang lebih ringan dan melepaskan sejumlah besar tenaga. Dalam tumbuhan ini, yang dikenali sebagai reaktor, logik yang sama bom atom, tetapi digunakan untuk tujuan damai. Kelemahannya ialah ia menghasilkan sisa radioaktif yang sukar dikendalikan dan sangat toksik.
• Tenaga geoterma. Sekali lagi, dalam kes ini, operasi loji kuasa mematuhi model termoelektrik, tetapi tanpa memerlukan bahan api atau dandang, kerana haba dalaman loji kuasa digunakan. Kerak bumi. Untuk ini, lokasi tektonik yang sesuai diperlukan, iaitu kawasan yang mempunyai aktiviti tektonik yang membolehkan air dituangkan ke dalam kedalaman bumi dan memanfaatkan wap yang terhasil untuk menggerakkan turbin elektrik.
• Tenaga haba suria. Sama seperti kes sebelumnya, loji kuasa jenis ini mengambil kesempatan daripada cahaya matahari, memfokus dan menumpukan perhatiannya melalui sistem cermin yang kompleks, untuk memanaskan cecair di suhu antara 300 dan 1000 ° C, dan dengan itu memulakan proses penjanaan termoelektrik.
• Tenaga fotovoltaik. Tenaga jenis ini juga diperolehi dengan mengambil kesempatan daripada cahaya matahari, tetapi dalam erti kata yang berbeza: melalui medan besar sel fotovoltaik, terdiri daripada diod yang sensitif kepada cahaya matahari, yang menghasilkan perbezaan potensi kecil di hujungnya. Tapak besar diperlukan untuk ini panel solar untuk menjana elektrik, tetapi pada masa yang sama ia dilakukan tanpa memerlukan bahan mentah dan tanpa untuk mencemarkan terlalu banyak persekitaran.
• Kuasa hidroelektrik. Dalam kes ini, turbin elektrik loji penjanaan tidak digerakkan oleh tindakan haba, tetapi dengan mengambil kesempatan daripada tenaga mekanikal air terjun. Atas sebab itu, a topografi khusus untuk ini, seperti katarak, air terjun, sungai besar atau badan air di mana empangan boleh ditanam atau empangan. Di sebalik pengubahsuaian kejam badan air ini dan mereka ekosistem sendiri, ia adalah satu bentuk tenaga bersih, murah dan selamat.
• Tenaga air laut atau kuasa gelombang. Ini adalah nama yang diberikan kepada tumbuhan untuk mendapatkan tenaga elektrik daripada pasang surut atau ombak laut, melalui kemudahan pantai yang, melalui peranti terapung, mengambil kesempatan daripada tolakan air untuk menggerakkan turbin. Walau bagaimanapun, mereka tidak begitu berkuasa dan bukan cara yang sangat menguntungkan untuk mendapatkan tenaga, sekurang-kurangnya buat masa ini.
• Kuasa angin. Jika dalam kes-kes sebelum ini pergerakan semula jadi air telah diambil kesempatan, dalam loji kuasa angin kuasa angin diambil kesempatan, terutamanya dalam wilayah kerana ia bertiup secara berterusan, seperti zon pantai, dataran besar, atau sebagainya. Untuk ini, mereka mempunyai seluruh bidang kipas gergasi, sensitif kepada laluan angin, yang apabila bergerak menghantar tenaga mekanikal ke turbin elektrik. Ia adalah satu bentuk pengeluaran elektrik yang agak murah dan selamat, tetapi malangnya sangat sedikit berkuasa dan dengan kos yang ketara dari segi landskap.

Tenaga yang boleh diperbaharui

Mendapatkan elektrik adalah proses yang kompleks dan sangat menuntut kesan alam sekitar, terutamanya dalam varian tradisionalnya, seperti bahan api fosil. Di samping itu, dalam kes terakhir, bahan api yang ada mempunyai rizab yang terhad, kerana arang batu dan minyak mempunyai asal geologi yang sangat perlahan dan berpanjangan, yang tidak membenarkan kami menambah stok planet pada kadar yang sama di mana kami memakannya.

Atas sebab ini, banyak usaha sektor tenaga dilaburkan dalam mencari sumber boleh diperbaharui yang mungkin, atau dalam penambahbaikan yang sedia ada, seperti tenaga solar, hidroelektrik dan geoterma.

Walau bagaimanapun, harapan besar manusia dalam hal tenaga menunjukkan kemungkinan pelakuran atom sebagai sumber tenaga yang selamat, boleh dipercayai, tidak mencemarkan dan boleh diperbaharui: atom hidrogen diambil, unsur yang paling banyak di dunia. Alam semesta, dan bergabung untuk menjana sejumlah besar tenaga, seperti yang berlaku di dalam hati bintang dalam ruang.

Malangnya, kebahagiaan teknologi ia masih jauh dari jangkauan kita, jadi manusia perlu berusaha lebih keras untuk menyesuaikan penggunaan tenaganya dengan kemungkinan dunia, atau menghadapi risiko merosakkannya sepenuhnya dalam keinginan kita untuk tenaga elektrik yang tidak terhingga.