Передача электроэнергии в россии: Производство, передача и использование электроэнергии

Производство, передача и использование электроэнергии

Производство, передача и использование электроэнергии

Подробности

Просмотров: 763

«Физика — 11 класс»

Производство электроэнергии

Производится электроэнергия на электрических станциях в основном с помощью электромеханических индукционных генераторов.
Существует два основных типа электростанций: тепловые и гидроэлектрические.
Различаются эти электростанции двигателями, вращающими роторы генераторов.

На тепловых электростанциях источником энергии является топливо: уголь, газ, нефть, мазут, горючие сланцы.
Роторы электрических генераторов приводятся во вращение паровыми и газовыми турбинами или двигателями внутреннего сгорания.

Тепловые паротурбинные электростанции — ТЭС наиболее экономичны.

В паровом котле свыше 90% выделяемой топливом энергии передается пару.
В турбине кинетическая энергия струй пара передается ротору.

Вал турбины жестко соединен с валом генератора.
Паровые турбогенераторы весьма быстроходны: число оборотов ротора составляет несколько тысяч в минуту.

КПД тепловых двигателей увеличивается с повышением начальной температуры рабочего тела (пара, газа).
Поэтому поступающий в турбину пар доводят до высоких параметров: температуру — почти до 550 °С и давление — до 25 МПа.
Коэффициент полезного действия ТЭС достигает 40%. Большая часть энергии теряется вместе с горячим отработанным паром.

Тепловые электростанции — ТЭЦ позволяют значительную часть энергии отработанного пара использовать на промышленных предприятиях и для бытовых нужд.
В результате КПД ТЭЦ достигает 60—70%.
В России ТЭЦ дают около 40% всей электроэнергии и снабжают электроэнергией сотни городов.

На гидроэлектростанциях — ГЭС для вращения роторов генераторов используется потенциальная энергия воды.

Роторы электрических генераторов приводятся во вращение гидравлическими турбинами.
Мощность такой станции зависит от создаваемого плотиной напора и массы воды, проходящей через турбину в каждую секунду.

Гидроэлектростанции дают около 20% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии.

Атомные электростанции — АЭС в России дают около 10% электроэнергии.

Использование электроэнергии

Главным потребителем электроэнергии является промышленность — 70% производимой электроэнергии.
Крупным потребителем является также транспорт.

Большая часть используемой электроэнергии сейчас превращается в механическую энергию, т.к. почти все механизмы в промышленности приводятся в движение электрическими двигателями.

Передача электроэнергии

Электроэнергию не удается консервировать в болыпих масштабах.
Она должна быть потреблена сразу же после получения.
Поэтому возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния.

Передача электроэнергии связана с заметными потерями, так как электрический ток нагревает провода линий электропередачи. В соответствии с законом Джоуля — Ленца энергия, расходуемая на нагрев проводов линии, определяется формулой

где
R — сопротивление линии,
U — передаваемое напряжение,
Р — мощность источника тока.

При очень большой длине линии передача энергии может стать экономически невыгодной.
Значительно снизить сопротивление линии R практически весьма трудно, поэтому приходится уменьшать силу тока I.

Так как мощность источника тока Р равна произведению силы тока I на напряжение U, то для уменьшения передаваемой мощности нужно повысить передаваемое напряжение в линии передачи.

Для этого на крупных электростанциях устанавливают повышающие трансформаторы.
Трансформатор увеличивает напряжение в линии во столько же раз, во сколько раз уменьшает силу тока.

Чем длиннее линия передачи, тем выгоднее использовать более высокое напряжение. Генераторы переменного тока настраивают на напряжения, не превышающие 16—20 кВ. Более высокое напряжение потребовало бы принятия сложных специальных мер для изоляции обмоток и других частей генераторов.

Далее для непосредственного использования электроэнергии потребителем необходимо понижать напряжение.

Это достигается с помощью понижающих трансформаторов.

Понижение напряжения (и соответственно увеличение силы тока) осуществляются поэтапно.

При очень высоком напряжении между проводами может начаться разряд, приводящий к потерям энергии.
Допустимая амплитуда переменного напряжения должна быть такой, чтобы при заданной площади поперечного сечения провода потери энергии вследствие разряда были незначительными.

Электрические станции объединены высоковольтными линиями электропередачи, образуя общую электрическую сеть, к которой подключены потребители.

Такое объединение, называемое энергосистемой, дает возможность распределять нагрузки потребления энергии.
Энергосистема обеспечивает бесперебойность подачи энергии потребителям.
Сейчас в нашей стране действует Единая энергетическая система европейской части страны.

Использование электроэнергии

Потребность в электроэнергии постоянно увеличивается как в промышленности, на транспорте, в научных учреждениях, так и в быту. Удовлетворить эту потребность можно двумя основными способами.

Первый — строительство новых мощных электростанций: тепловых, гидравлических и атомных.
Однако строительство крупной электростанции требует нескольких лет и больших затрат.
Кроме того, тепловые электростанции потребляют невозобновляемые природные ресурсы: уголь, нефть и газ.
Одновременно они наносят большой ущерб равновесию на нашей планете.
Передовые технологии позволяют удовлетворить потребности в электроэнергии другим способом.

Второй — эффективное использование электроэнергии: современные люминесцентные лампы, экономия освещения.

Большие надежды возлагаются на получение энергии с помощью управляемых термоядерных реакций.

Приоритет должен быть отдан увеличению эффективности использования электроэнергии, а не повышению мощности электростанций.

Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Производство, передача и использование электрической энергии. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

Генерирование электрической энергии — Трансформаторы — Производство, передача и использование электрической энергии

Энергетика России – обзор отрасли

Энергетика России

Российский топливно-энергетический комплекс, начало которому было заложено ещё в XIXвеке, по объёмам выработки и экспорта электроэнергии занимает четвёртое место в мире. Сегодня российская энергетика – это одна из базовых отраслей, обеспечивающая страну энергетическими ресурсами. Количество занятого в ней персонала превышает 2 млн. человек. Вклад в экономику страны превышает 3% ВВП.

Электроэнергетика

Современная энергосистема России располагает 846 крупными электростанциями, общей мощностью более 250 ГВт. Выработка электрической энергии в 2019 году достигла 1096 млрд. кВт·ч, что на 0,4% больше аналогичного показателя в 2018 года.

Тепловая энергетика

Основу энергетической мощи страны составляют тепловые электростанции (ТЭЦ), суммарной установленной мощностью 164,6 ГВт. На их долю приходится две трети выработки электрической энергии в стране. Что в 2019 году равнялось 616,8 млрд. кВт·ч. Это на пол процента ниже уровня 2018 года.

Количественное расположение станций обусловлено экономическим потенциалом регионов, питающихся от объединённых энергосистем различных районов страны.

Распределение тепловых электростанций по объединённым системам

Объединённая энергосистема (ОЭС)	ТЭЦ (шт.)
Центра	74
Средней Волги	36
Урала	98
Северо-Запада	41
Юга	20
Республики Крым	10
Сибири	53
Востока	19
Изолированных систем (остров Сахалин, полуостров Камчатка, Чукотский автономный округ, территории децентрализованного электроснабжения)	25

Тепловые электростанции включают в себя: государственные районные электростанции, теплоэлектроцентрали, газотурбинные, конденсаторные, парогазовые, утилизационные электростанции.

Исторически в нашей стране сложилась централизованная система теплоснабжения. Источниками тепловой энергии для неё выступают те же самые ТЭЦ и крупные котельные, совместно производящие 92,4% потребляемой тепловой энергии.

В качестве топлива для тепловых электрических станций служат:

• Природный газ – 73%.
• Уголь – 23,9%.
• Мазут – 3%.
• Торф – 0,1%.
• Дизельное топливо не используется централизованно.

В настоящее время теплоэнергетика переживает своё второе рождение. Изношенное, в результате длительной эксплуатации оборудование заменяется современным. Увеличивается генерация электростанций за счёт монтажа новых высокопроизводительных энергоблоков, производительностью до 800 МВт (Берёзовская, Каширская, Пермская, Троицкая ГРЭС).

Уровень технологической оснащённости тепловых станций на начало 2019 года

Тип установок	% от суммарной мощности ТЭЦ России
Паротурбинные	79
Парогазовые	15,5
Газотурбинные	4,8
Прочие (дизельные, газопоршневые)	0,7

Гидроэнергетика

Второе место среди отраслей электроэнергетики занимает гидроэнергетика. На её долю приходится одна пятая часть энергетической мощи страны, что составляет 51,7 ГВт. Общее количество произведённой гидростанциями электроэнергии в 2019 году составило 190,3 млрд. кВт·ч, что превышает соответствующий показатель 2018 года на 3,6 %.

Экономически целесообразный к использованию гидроэнергетический потенциал рек нашей страны составляет более 800 млрд. кВт·ч. Его размещение по территории государства крайне неравномерно:

• 80% приходится на территорию Сибири и Дальнего Востока.
• 20% расположено в европейской части страны.

Расположение 15 самых мощных ГЭС в России

Реки	Количество электростанций (шт.)
Волга + Кама	6
Кунья (Московская область)	1 гидроаккумулирующая станция
Сулак (Дагестан)	1
Енисей	5
Амур	2

Гидроэлектростанции подразделяются в зависимости:

• От вырабатываемой мощности: на малые – до 5 МВт, средние – до 25 МВт, мощные – свыше 25 МВт.
• От высоты водного напора: на низконапорные – от 3 до 25 м, средненапорные – свыше 25 м, высоконапорные – выше 60 м.
• От способа использования водяного потока: плотинные, приплотинные (электростанция строится ниже плотины), деривационные (предусматривают отвод воды по специальным стокам), гидроаккумулирующие.

Современная гидроэнергетика, кроме использования возобновляемого источника электрической энергии (99% генерации по стране), обеспечивает: водоснабжение, ирригацию, защиту близлежащих к водоёмам объектов от затопления, судоходство.

В перспективных планах энергетиков России стоит освоение рек:

• Северного Кавказа.
• Сибири: Енисей, Обь, Нижняя Ангара, Нижняя Тунгуска.
• Дальнего Востока: Алдан, притоки Амура, Витим, Тимптон, Учур.

4 февраля 2020 года начала работу Замарагская ГЭС-1 в Северной Осетии, мощностью 346 МВт.

Атомная энергетика

Третьей по установленной мощности, составляющей на начало 2020 года около 30 ГВт, отраслью, обеспечивающей государство электрической энергией, является атомная энергетика. За 2019 год АЭС сгенерировали 208,8 млрд. кВт·ч. Это на 2,2 % больше, чем в предыдущем году.

На сегодня АО «Концерн Росэнергоатом» является:

• Крупнейшим российским производителем электроэнергии.
• Вторым производителем атомной энергии в мире.
• Третьим мировым энергетическим гигантом по производству тераватт-часов электроэнергии.

На территории России к 2020 году располагается 11 атомных электростанций с 38 энергоблоками.

Атомные реакторы российской энергосистемы

Принцип действия	Тип	Мощность (Мвт)	Количество (шт.)
С водой под давлением	ВВЭР-1000	1000	12
	ВВЭР-1000	1100	1
	ВВЭР-1200	1200	3
	ВВЭР-440	440	4
	ВВЭР-440	417	1
	КЛТ-40С	35	2
Канально-кипящие	РБМК-1000	1000	10
	ЭГП-6	12	3
На быстрых нейтронах	БН-600	600	1
	БН-800	800	1

Российская федерация обладает полным комплексом технологических процессов в области ядерной энергетики:

• Добычей урановой руды, с последующей переработкой и обогащением.
• Разработкой и производством топлива для ядерных реакторов.
• Строительством и остановкой энергоблоков атомных электростанций.
• Переработкой и утилизацией использованного ядерного топлива.

Это позволяет вести экспортные операции по распространению атомной энергетики на всех континентах, кроме Австралии и Океании. Одним из последних достижений отрасли стал запуск в эксплуатацию плавучей атомной электростанции. Снабжающей энергией самый северный город страны – Певек, расположенный в Чукотском автономном округе.

Возобновляемая энергетика

Одно из наиболее перспективных направлений энергетики, являющееся альтернативой традиционным видам генерации. Суммарная выработка электроэнергии в 2019 году всеми электростанциями, использующими возобновляемые источники, составила всего лишь 2 млрд. кВт·ч. Это менее 0,2% от общей выработки по стране.

Это говорит о том, что возобновляемые источники энергии (ВИЭ) используются в нашей стране недостаточно. Хотя потенциал их эксплуатации достаточно высок.

Оценка возможностей экономически эффективного использования ВИЭ

Виды энергии	Потенциал (млн. тонн условного топлива в год)
Геотермальная	115
Малая гидроэнергетика	65,2
Низкопотенциальное тепло	36
Биомасса	35
Солнечная	12,5
Ветра	10

Принятая в 2019 году программа «Пять гигаватт» позволила нарастить выработку по отношению к 2018 году:

• По солнечной энергетике на 69,4 %.
• По ветроэнергетике на 47,3 %.

Солнечная энергетика

К началу 2019 года в России общая мощность электростанций, основанных на использовании солнечной энергии, составляла 834,2 МВт. Количество выработанной ими электроэнергии за 2019 год составило 1,3 млрд. кВт·ч, что на 69,4 % превышает показатель 2018 года.

Столь высокие темпы прироста объясняются значительным увеличением количества солнечных электростанций (СЭС) с каждым годом.

Динамика запуска в эксплуатацию солнечных электростанций в России по годам

Год	Количество (шт.)	Мощность (МВт)
2015	4	40,2
2016	5	30
2017	30	356,9
2018	14	285
2019 (на 14.09)	17	257,5

Общее количество действующих, как в составе энергосистем, так и изолированно, и строящихся СЭС в Российской Федерации составляет 73 электростанции.

По способу преобразования солнечной радиации в электрическую энергию СЭС подразделяются на семь типов:

• Аэростатные.
• Башенные.
• Комбинированные.
• Солнечно-вакуумные.
• Тарельчатые.
• С использованием параболических зеркал.
• Эксплуатирующие фотоэлектрические батареи.

Наиболее перспективными регионами, в плане использования солнечной энергии, являются южные области страны: Причерноморье, Северный Кавказ, побережье Каспийского моря, Южная Сибирь, Дальний Восток. Так как уровень солнечной радиации в этих районах достигает 1400 кВт·ч/м² в год.

Ветроэнергетика

По данным системного оператора энергетического комплекса России суммарная мощность ветряных электростанций единой энергосистемы составляла на 1 января 2019 года 183,9 МВт. Изолированные ветроэлектрические станции (ВЭС) обладают установленной мощностью в 9,125 МВт.

Общая выработка электрической энергии ВЭС ЕЭС России в 2019 году равнялась 0,3 млрд. кВт·ч. Что, несмотря на малую величину, демонстрирует увеличение по сравнению с 2018 годом на 47,3%.

Ветроэнергетика России сегодня располагает:

• 16 действующими ВЭС.
• 7 изолированными работающими станциями.
• 5 ветровыми электрическими станциями, выведенными из эксплуатации.
• 13 проектируемыми и строящимися ВЭС.

Ветреные станции строятся в основном на возвышенностях. Там, где скорость ветра составляет: более 4,5 м/сек. В зависимости от месторасположения, они бывают:

• Горные.
• Наземные.
• Парящие.
• Плавающие.
• Прибрежные.
• Шельфовые.

Экономически эффективный потенциал ветроэнергетики России оценивается в 6218 ТВтч/год. Для его реализации более всего подходят:

• Морские побережья.
• Южные степи.
• Возвышенности и плоскогорья.
• Отдельные ветровые зоны.

Геотермальная энергетика

Использование подземного тепла – одно будущих направлений отечественной энергетики. К 2019 году три геотермальные электростанции (ГеоЭС) Камчатки общей мощностью 74 МВт сумели выработать 427 млн. кВт·ч электрической энергии. Кроме того, на территории нашего государства располагаются также три выведенных из работы геотермальных станции: Паратунская, Менделеевская (находится в процессе реконструкции) и Океанская.

Геотермальный потенциал России многократно превосходит запасы углеводородов. Суточный поток в 14 млн. кубических метров горячей воды уже сегодня могут обеспечить её разведанные подземные запасы. Причём теплоноситель можно использовать для обогрева и технических нужд. Доступность данного вида энергоресурсов наблюдается:

• В Калининградской области.
• На Северном Кавказе.
• В Западной Сибири.
• На Камчатке и Курильских островах.

Топливная энергетика

Отрасль тяжёлой промышленности, занимающаяся добычей, обогащением, переработкой и потреблением нефти, газа, угля, торфа и сланцев с целью их дальнейшего потребления. В структуре энергетического баланса России:

• На первом месте находится газ – 55%.
• На втором – нефть 21%.
• На третьем – уголь 17%.
• На долю ядерной энергетики и возобновляемых ресурсов приходится 7%.

Нефтегазовая отрасль

Ведущая среди отраслей российской промышленности, обеспечивающая почти половину экспорта в финансовом выражении. За 2019 год в стране было добыто:

• Нефти – 560,2 млн. т.
• Газа – 737,59 млрд. м³.

Разведанные запасы нефти на территории России составляют 109,5 баррелей, что равняется 6,4% общемировых запасов. Доказанные газовые (природный + сланцевый газ) запасы оцениваются в 47,8 трлн. м³. Что показывает 24,23% в общемировом балансе.

Нефтегазовая отрасль России сегодня представлена 11 крупнейших вертикально-интегрированных компаний. На их долю приходится более 95% добычи этого важнейшего энергоресурса. В семёрку крупнейших фирм по размеру прибыли, входят:

• Газпром.
• Роснефть.
• Сургутнефтегаз.
• Лукойл.
• Татнефть.
• Руснефть.
• НОВАТЭК.

Основные нефтяные ресурсы страны сосредоточены в Западной Сибири. Кроме того, имеются богатые месторождения в Татарстане, Башкирии, на Северном Кавказе, в Прикаспийской низменности, на острове Сахалин и в шельфах ряда морей.

Там же располагаются значительные запасы газа, к которым можно добавить: Оренбургское, Северное (Республика Коми), Астраханское месторождения. Очень перспективными запасами газа обладают морские шельфы в Баренцевом, Карском и Охотском морях.

Добыча угля и других горючих ископаемых

Старейшая отрасль, начало становления, которой относится к первым десятилетиям XIX века, не утратила своих позиций и к настоящему времени. Уровень добычи угля в 2019 году равнялся 440,65 млн. т, что на 0,2% выше показателя 2018 года.

На территории нашей страны расположены 12 крупнейших каменноугольных и 4 буроугольных бассейнов. По уровню добычи этого природного ископаемого Россия занимает шестое место в мире, экспортируя его в десятки стран Европы и Азии. Качественные характеристики угля подразделяются его на антрацит, каменный и бурый уголь, являющиеся ещё и сырьём для химической промышленности.

Экономическая мощь России в этой области представлена:

• 50 компаниями, среди которых лидирующие позиции занимают: «Сибирская угольная энергетическая компания», «Кузбасразрезуголь», «СДС-Уголь» и другие.
• 161 предприятием, включающим в себя 50 шахт и 108 разрезов.

К другим горючим ископаемым, традиционно используемым на территории России, относятся:

• Торф. Его запасы на территории 46 тыс. месторождений России оцениваются в 160 млрд. т. Используется в качестве топлива, удобрения и теплоизоляционного материала.
• Горючие сланцы. 37 млрд. т составляют его разведанные запасы, при ресурсах, оцениваемых в 850 млрд. т. В основном они находят применение в качестве топлива для ТЭС, химического сырья, а также исходного материала в строительной индустрии (зола) и медицине (получаемая из сланцев смола).

Полезные ссылки

Состояние:

в эксплуатации

Тип электростанции:

Тепловые электростанции

Электрическая мощность:

2 400 МВт

Состояние:

в эксплуатации

Тип электростанции:

Тепловые электростанции

Электрическая мощность:

1 910 МВт

Состояние:

в эксплуатации

Тип электростанции:

Тепловые электростанции

Электрическая мощность:

3 363 МВт

Состояние:

в эксплуатации

Тип электростанции:

Тепловые электростанции

Электрическая мощность:

2 234 МВт

История передачи электроэнергии — History of electric power transmission

Аспект истории

Передача электроэнергии , инструменты и средства перемещения электроэнергии далеко от места ее выработки относятся к концу 19 века. Они включают в себя перемещение электроэнергии оптом (формально называемое « передача ») и доставку электроэнергии отдельным потребителям (« распределение »). Вначале эти два термина использовались как синонимы.

Ранняя передача

Берлин, 1884 год. Благодаря вдвое большей яркости газового света дуговые лампы пользовались большим спросом в магазинах и общественных местах. В цепях дугового освещения используется напряжение до тысяч вольт с дуговыми лампами, соединенными последовательно .

До появления электричества для передачи энергии на большие расстояния использовались различные системы. Главными из них были телодинамическая (трос в движении), пневматическая (сжатый воздух) и гидравлическая (жидкость под давлением) передачи. Канатные дороги были наиболее частым примером телодинамической передачи, линии которой могли простираться на несколько миль за один участок. Пневматическая трансмиссия использовалась в городских системах передачи электроэнергии в Париже, Бирмингеме, Риксдорфе, Оффенбахе, Дрездене и Буэнос-Айресе в начале двадцатого века. В городах XIX века также использовалась гидравлическая трансмиссия с использованием водопровода высокого давления для подачи энергии на заводские двигатели. Система Лондона выдавала 7000 л.с. (5 мегаватт ) по сети труб длиной 180 миль (290 км), по которым вода проходит под давлением 800 фунтов на квадратный дюйм. Эти системы были заменены более дешевыми и более универсальными электрическими системами, но к концу XIX века градостроители и финансисты были хорошо осведомлены о преимуществах, экономике и процессе создания систем передачи электроэнергии.

В первые дни использования электроэнергии широкая передача электроэнергии имела два препятствия. Во-первых, устройства, требующие разного напряжения, требовали специализированных генераторов с собственными отдельными линиями. Уличные фонари, электродвигатели на заводах, мощность для трамваев и фонари в домах — вот примеры разнообразных устройств с напряжением, требующих отдельных систем. Во-вторых, генераторы должны быть относительно близко к своим нагрузкам (милю или меньше для низковольтных устройств). Было известно, что передача на большее расстояние возможна при повышении напряжения, поэтому обе проблемы могут быть решены, если преобразование напряжений от одной универсальной линии электропередачи может быть выполнено эффективно.

Специализированные системы

Трамваи создали огромный спрос на раннюю электроэнергию. Для этого трамвая Siemens 1884 года требовалось 500 В постоянного тока, что было типично.

Большая часть раннего электричества представляла собой постоянный ток , напряжение которого нельзя было легко увеличить или уменьшить ни для передачи на большие расстояния, ни для совместного использования общей линии для использования с несколькими типами электрических устройств. Компании просто запускали разные линии для разных классов нагрузок, необходимых для их изобретений. Например, системы дуговых ламп Charles Brush в Нью-Йорке требовали до 10 кВ для многих ламп в последовательной цепи, лампы накаливания Эдисона использовали 110 В, трамваям, построенным Siemens или Sprague, требовались большие двигатели в диапазоне 500 В, тогда как промышленные двигатели на заводах используются еще и другие напряжения. Из-за такой специализации линий и из-за того, что передача была настолько неэффективной, в то время казалось, что отрасль разовьется до того, что сейчас известно как система распределенной генерации с большим количеством небольших генераторов, расположенных рядом с их нагрузками.

Раннее высоковольтное внешнее освещение

Высокое напряжение интересовало первых исследователей, работавших над проблемой передачи на расстояние. Из элементарного принципа электричества они знали, что такое же количество энергии можно передать по кабелю, удвоив напряжение и уменьшив вдвое ток. Из-за закона Джоуля они также знали, что мощность, теряемая из-за тепла в проводе, пропорциональна квадрату тока, протекающего по нему, независимо от напряжения, и поэтому, удвоив напряжение, тот же кабель сможет передавать то же самое. количество энергии в четыре раза больше расстояния.

На Парижской выставке 1878 года электрическое дуговое освещение было установлено вдоль авеню де л’Опера и площади оперы с использованием электрических дуговых ламп Яблочкова , питаемых динамо-машиной переменного тока Зеноба Грамма . Свечи Яблочкова требовали высокого напряжения, и незадолго до этого экспериментаторы сообщили, что дуговые лампы могут питаться от 14-километровой (8,7 мили) цепи. Через десятилетие десятки городов будут иметь системы освещения с использованием центральной электростанции, обеспечивающей электроэнергией множество потребителей по линиям электропередачи. Эти системы составляли прямую конкуренцию доминирующим газовым компаниям того периода.

Дуговые лампы для уличного освещения в Нью-Йорке приводились в действие динамо-генераторами центральной электростанции Brush Electric Company. Начав работу в декабре 1880 года по адресу 133 West Twenty-Fifth Street, он питал цепь длиной 2 мили (3,2 км).

Идея инвестирования в центральную установку и сеть для доставки произведенной энергии потребителям, которые платят регулярную плату за услуги, была знакомой бизнес-моделью для инвесторов: она была идентична прибыльному бизнесу с газовым освещением или гидравлическим и пневматическим системам передачи энергии. Единственная разница заключалась в том, что поставляемым товаром была электроэнергия, а не газ, а используемые для доставки «трубы» были более гибкими.

California Electric Company (теперь PG & E) в Сан — Франциско в 1879 году , используются два прямых генераторы тока от компании Чарльза Браша поставить несколько клиентов с мощностью для их дуговых ламп. Эта система в Сан — Франциско был первый случай полезности продажи электроэнергии от центральной станции к нескольким клиентам через передачи линий. Вскоре CEC открыла второй завод с 4 дополнительными генераторами. Плата за обслуживание света от заката до полуночи составляла 10 долларов за лампу в неделю.

Компания Grand Rapids Electric Light & Power, основанная в марте 1880 года Уильямом Т. Пауэрсом и другими, в субботу, 24 июля 1880 года, начала эксплуатацию первой в мире коммерческой гидроэлектростанции с центральной станцией, получая электроэнергию от водяной турбины Wolverine Chair и Furniture Company. . Он использовал электрическое динамо-устройство Brush на 16 ламп, освещающее несколько витрин в Гранд-Рапидс, штат Мичиган. Это самый ранний предшественник Consumers Energy of Jackson, Michigan.

В декабре 1880 года Brush Electric Company создала центральную станцию ​​для снабжения дуговым освещением Бродвея протяженностью 2 мили (3,2 км). К концу 1881 года в Нью-Йорке, Бостоне, Филадельфии, Балтиморе, Монреале, Буффало, Сан-Франциско, Кливленде и других городах были системы дуговых ламп Brush, которые обеспечивали общественное освещение вплоть до 20 века. К 1893 году улицы Нью-Йорка освещали 1500 дуговых ламп.

Освещение постоянного тока

Ранние дуговые лампы были очень яркими, а высокое напряжение представляло опасность искрения / возгорания, что делало их слишком опасными для использования в помещении. В 1878 году изобретатель Томас Эдисон увидел рынок системы, которая могла бы принести электрическое освещение непосредственно в бизнес или дом клиента, нишу, не обслуживаемую системами дугового освещения. После разработки коммерчески жизнеспособной лампы накаливания в 1879 году Эдисон продолжил разработку первой крупномасштабной электрической осветительной « утилиты », принадлежащей инвестору, в нижнем Манхэттене, которая в конечном итоге обслуживала одну квадратную милю с помощью 6-ти гигантских динамо-машин, размещенных на станции Перл-Стрит . Когда в сентябре 1882 года началось обслуживание, у 85 клиентов было 400 лампочек. Каждая динамо-машина вырабатывала 100 кВт, что было достаточно для 1200 ламп накаливания, а передача осуществлялась при 110 В по подземным трубопроводам. Строительство системы обошлось в 300 000 долларов, включая установку 100 000 футов (30 000 м) подземных трубопроводов, что является одной из самых дорогих частей проекта. Операционные расходы превысили прибыль в первые два года, и пожар уничтожил завод в 1890 году. Кроме того, у Эдисона была трехпроводная система, так что для питания некоторых двигателей можно было подавать 110 или 220 В.

Наличие крупномасштабной генерации

Доступность большого количества энергии из разных мест стала возможной после того, как Чарльз Парсонс начал производство турбогенераторов в 1889 году. Мощность турбогенераторов быстро подскочила со 100 кВт до 25 мегаватт за два десятилетия. До появления эффективных турбогенераторов проекты гидроэлектростанций были значительным источником большого количества энергии, требующей инфраструктуры передачи.

Трансформаторы и переменный ток

Когда Джордж Вестингауз заинтересовался электричеством, он быстро и правильно пришел к выводу, что низкое напряжение Эдисона было слишком неэффективным, чтобы его можно было масштабировать для передачи, необходимой для больших систем. Кроме того, он понял, что для передачи на большие расстояния требуется высокое напряжение и что недорогая технология преобразования существует только для переменного тока. Трансформаторы сыграют решающую роль в победе переменного тока над постоянным в системах передачи и распределения. В 1876 году Павел Яблочков запатентовал свой механизм использования индукционных катушек в качестве повышающего трансформатора перед Парижской выставкой, демонстрирующей его дуговые лампы. В 1881 году Люсьен Голар и Джон Диксон Гиббс разработали более эффективное устройство, которое они назвали вторичным генератором, а именно ранний понижающий трансформатор, передаточное отношение которого можно было регулировать, настраивая соединения между серией проволочных катушек вокруг шпинделя, из которых сердечник может быть добавлен или удален по мере необходимости для изменения выходной мощности. Устройство подвергалось различной критике и иногда неправильно понималось как обеспечивающее только передаточное число 1: 1.

Первая демонстрационная линия переменного тока на большие расстояния (34 км) была построена для Международной выставки 1884 года в Турине, Италия . Он питался от генератора переменного тока Siemens & Halske на 2 кВ, 130 Гц и имел несколько вторичных генераторов Gaulard с последовательно соединенными первичными обмотками, которые питали лампы накаливания. Система доказала возможность передачи электроэнергии переменного тока на большие расстояния. После этого успеха между 1884 и 1885 годами венгерские инженеры Зиперновски , Блати и Дери из компании Ganz в Будапеште создали эффективные катушки с замкнутым сердечником «ZBD», а также современную систему распределения электроэнергии . Эти трое обнаружили, что все бывшие устройства без сердечника или устройства с открытым сердечником были неспособны регулировать напряжение и поэтому были непрактичными. В их совместном патенте описаны две версии конструкции без полюсов: « трансформатор с закрытым сердечником » и « трансформатор с оболочкой-сердечником». Отто Блати предложил использовать закрытые сердечники, Кароли Зиперновски — шунтирующие соединения , а Микса Дери провел эксперименты.

В трансформаторе с закрытым сердечником железный сердечник представляет собой замкнутое кольцо, вокруг которого намотаны две катушки. В трансформаторе оболочкового типа обмотки проходят через сердечник. В обеих конструкциях магнитный поток, соединяющий первичную и вторичную обмотки, почти полностью проходит внутри стального сердечника, без намеренного пути через воздух. Сердечник состоит из железных нитей или листов. Эти революционные элементы дизайна, наконец, сделают технически и экономически целесообразным подавать электроэнергию для освещения домов, предприятий и общественных мест. Зиперновски, Блати и Дери также открыли формулу преобразователя Vs / Vp = Ns / Np. Электрические и электронные системы во всем мире основаны на принципах оригинальных трансформаторов Ganz . Изобретателям также приписывают первое использование слова «трансформатор» для описания устройства для изменения ЭДС электрического тока.

Самая первая действующая линия переменного тока была введена в эксплуатацию в 1885 году на улице Виа деи Черки, Рим, Италия , для общественного освещения. Он питался от двух генераторов переменного тока Siemens & Halske мощностью 30 л.с. (22 кВт), 2 кВ при 120 Гц и использовал 200 последовательно соединенных понижающих трансформаторов Gaulard 2 кВ / 20 В, снабженных замкнутой магнитной цепью, по одному на каждый. фонарь. Несколько месяцев спустя за ней последовала первая британская система кондиционирования воздуха, которая была введена в эксплуатацию в галерее Grosvenor в Лондоне. Он также включает генераторы переменного тока Siemens и понижающие трансформаторы 2,4 кВ / 100 В, по одному на пользователя, с первичными обмотками, подключенными параллельно.

Концепция, лежащая в основе современной трансмиссии с использованием недорогих повышающих и понижающих трансформаторов, была впервые реализована Вестингаузом, Уильямом Стэнли-младшим и Франклином Леонардом Поупом в 1886 году в Грейт-Баррингтоне, штат Массачусетс , также с использованием европейских технологий. В 1888 году Вестингауз также лицензирована Никола Тесла «s асинхронный двигатель , который они в конечном итоге перерасти в работоспособное (2 фазы) двигатель переменного тока. Современная трехфазная система была разработана Михаилом Доливо-Добровольским и Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft и Чарльзом Эженом Ланселотом Брауном в Европе, начиная с 1889 года.

Международный электротехнический выставка 1891 в Франкфурте , Германия , показал передачу на большие расстояния высокой мощности, электрического тока трехфазной. Он проходил с 16 мая по 19 октября на заброшенном месте трех бывших Westbahnhöfe (Западных вокзалов) во Франкфурте-на-Майне . На выставке была представлена ​​первая передача на большие расстояния трехфазного электрического тока большой мощности, которая была произведена в 175 км от города Лауффен- на -Неккаре . Он успешно эксплуатировал на ярмарке моторы и фонари. Когда выставка закрылась, электростанция в Лауффене продолжила работу, обеспечивая электричеством административную столицу Хайльбронн, что сделало ее первым местом, оснащенным трехфазным переменным током. Присутствовали многие технические представители корпораций (в том числе EW Rice из Thomson-Houston Electric Company (которая впоследствии стала General Electric)). Технические советники и представители были впечатлены. В результате успешных полевых испытаний трехфазный ток для Германии стал наиболее экономичным средством передачи электроэнергии.

Простота многофазных генераторов и двигателей означала, что, помимо их эффективности, их можно было изготавливать дешево, компактно и не требовало бы особого внимания для обслуживания. Простая экономика доведет до полного исчезновения дорогие, громоздкие и сложные с механической точки зрения динамо-машины постоянного тока. Как оказалось, решающим фактором в войне токов была доступность недорогих повышающих и понижающих трансформаторов, что означало, что все потребители, независимо от их специализированных требований к напряжению, могли обслуживаться с минимальными затратами на преобразование. Эта «универсальная система» сегодня считается одной из самых влиятельных инноваций в области использования электроэнергии.

Передача постоянного тока высокого напряжения

На рубеже веков не было ясности в пользу переменного тока, и системы передачи постоянного тока высокого напряжения были успешно установлены без использования трансформаторов. Рене Тьюри , который провел шесть месяцев на предприятии Эдисона в Менло-парке , понял свою проблему с передачей и был убежден, что передача электричества на большие расстояния возможна с использованием постоянного тока. Он был знаком с работой Марселя Депре , который вначале работал над передачей высокого напряжения после того, как был вдохновлен способностью генераторов дуговых ламп поддерживать свет на больших расстояниях. Депре избежать трансформаторов путем размещения генераторов и нагрузки последовательно , как дуговые лампы системы Charles F. Brush сделал. Тьюри развил эту идею в первую коммерческую систему передачи постоянного тока высокого напряжения. Как и в динамо-машинах Brush, ток остается постоянным, а когда увеличение нагрузки требует большего давления, увеличивается напряжение. Система Thury успешно использовалась в нескольких проектах передачи постоянного тока от гидрогенераторов. Первой в 1885 году была система низкого напряжения в Безингене , а первая система высокого напряжения была введена в эксплуатацию в 1889 году в Генуе , Италия , компанией Acquedotto de Ferrari-Galliera . Эта система передавала 630 кВт при 14 кВ постоянного тока по цепи длиной 120 км. Крупнейшей компанией Thury System был проект Lyon Moutiers длиной 230 км, который в конечном итоге вырабатывал 20 мегаватт при напряжении 125 кВ.

Победа AC

В конечном счете, универсальности системы Thury препятствовали хрупкость последовательного распределения и отсутствие надежной технологии преобразования постоянного тока, которая не появилась бы до 1940-х годов с усовершенствованием ртутных дуговых клапанов . «Универсальная система» переменного тока победила силой чисел, разрастаясь системами с трансформаторами как для подключения генераторов к высоковольтным линиям электропередачи, так и для подключения передачи к местным распределительным цепям. При соответствующем выборе частоты электросети можно было обслуживать как освещение, так и моторную нагрузку. Ротационные преобразователи, а затем и ртутно-дуговые клапаны и другое выпрямительное оборудование позволяли обслуживать нагрузку постоянного тока с помощью местного преобразования там, где это было необходимо. Даже генерирующие станции и нагрузки, использующие разные частоты, также могут быть соединены между собой с помощью вращающихся преобразователей. За счет использования общих генерирующих установок для каждого типа нагрузки была достигнута значительная экономия за счет масштаба , потребовались более низкие общие капитальные вложения, коэффициент нагрузки на каждой электростанции был увеличен, что позволило повысить эффективность, что позволило снизить стоимость энергии для потребителя и повысить общую использование электроэнергии.

Благодаря возможности соединения нескольких генерирующих станций на большой территории стоимость производства электроэнергии была снижена. Наиболее эффективные из имеющихся установок можно использовать для обеспечения различных нагрузок в течение дня. Повышена надежность и уменьшены капитальные вложения, поскольку резервные генерирующие мощности могут быть распределены между большим количеством клиентов и более широкой географической зоной. Удаленные и недорогие источники энергии, такие как гидроэлектроэнергия или шахтный уголь, могут использоваться для снижения затрат на производство энергии.

Первая передача трехфазного переменного тока с использованием высокого напряжения произошла в 1891 году во время международной выставки электроэнергии во Франкфурте . Линия электропередачи 15 кВ соединила Лауффен на Неккаре и Франкфурт-на-Майне на расстоянии 175 км (109 миль) друг от друга.

Уилламетт Фолс — Ниагарский водопад

В 1882 году немецкая ЛЭП Мисбах-Мюнхен использовала 2 кВ постоянного тока на расстоянии 57 км (35 миль). В 1889 году первая в США передача электроэнергии постоянного тока на большие расстояния была включена на станции Уилламетт-Фолс в Орегон-Сити, штат Орегон . В 1890 году наводнение разрушило электростанцию. Это прискорбное событие проложило путь для первой в мире передачи электроэнергии переменного тока на большие расстояния, когда компания Willamette Falls Electric установила экспериментальные генераторы переменного тока от Westinghouse в 1890 году.

В том же году Niagara Falls Power Company (NFPC) и ее дочерняя компания Cataract Company сформировали Международную Ниагарскую комиссию, состоящую из экспертов, для анализа предложений по использованию Ниагарского водопада для производства электроэнергии. Комиссию возглавил сэр Уильям Томсон (позже лорд Кельвин), и в нее вошли Элевтер Маскарт из Франции, Уильям Анвин из Англии, Коулман Селлерс из США и Теодор Турреттини из Швейцарии. Его поддержали такие предприниматели , как JP Morgan , лорд Ротшильд и Джон Джейкоб Астор IV . Среди 19 предложений они даже кратко рассматривали сжатый воздух в качестве среды передачи энергии , но предпочли электричество. Они не могли решить, какой метод в целом будет лучшим.

К 1893 году компания Niagara Falls Power Company отклонила оставшиеся предложения полдюжины компаний и заключила контракт на производство электроэнергии с Westinghouse с предоставлением General Electric контрактов на строительство дополнительных линий электропередачи и трансформаторов. Работа началась в 1893 году над проектом генерации Ниагарского водопада: 5000 лошадиных сил (3700 кВт) должны были генерироваться и передаваться как переменный ток с частотой 25 Гц, чтобы минимизировать потери импеданса при передаче (изменено на 60 Гц в 1950-х годах).

Некоторые сомневались, что система будет производить достаточно электроэнергии для энергетики в Буффало, штат Нью-Йорк. Изобретатель Никола Тесла был уверен, что это сработает, сказав, что Ниагарский водопад может дать энергию для всей восточной части Соединенных Штатов. Ни один из предыдущих демонстрационных проектов по передаче многофазного переменного тока не соответствовал мощности, доступной из Ниагары.

Первые крупномасштабные гидроэлектрические генераторы в США были установлены в 1895 году на Ниагарском водопаде и обеспечивали электричеством Буффало, штат Нью-Йорк , по линиям электропередачи. Статуя Николы Теслы стоит сегодня на Козьем острове, Ниагарский водопад, Нью-Йорк, в честь его вклада.

Westinghouse также пришлось разработать систему на основе вращающихся преобразователей, чтобы они могли обеспечивать все необходимые стандарты мощности, включая однофазный и многофазный переменный и постоянный ток для трамваев и заводских двигателей. Первым заказчиком Westinghouse гидроэлектрических генераторов на станции Эдварда Дина Адамса в Ниагаре в 1895 году были заводы Pittsburgh Reduction Company, которым требовалось большое количество дешевой электроэнергии для плавки алюминия. 16 ноября 1896 года электричество, переданное в Буффало, стало питать его трамваи. Электростанции были построены Westinghouse Electric Corporation . В масштабах проекта участвовала также компания General Electric, которая построила линии электропередачи и оборудование. В том же году Westinghouse и General Electric подписали соглашение о совместном использовании патентов, положив конец примерно 300 судебным процессам, в которые компании были вовлечены из-за их конкурирующих патентов на электротехнику, и предоставив им монопольный контроль над электроэнергетической отраслью США на долгие годы.

Первоначально линии электропередачи поддерживались фарфоровыми штыревыми изоляторами, подобными тем, которые используются для телеграфных и телефонных линий. Однако у них был практический предел 40 кВ. В 1907 году изобретение дискового изолятора Гарольдом У. Баком из Niagara Falls Power Corporation и Эдвардом М. Хьюлеттом из General Electric позволило конструировать изоляторы любой длины для более высоких напряжений.

Начало 20 века

Первая линия электропередачи 110 кВ в Европе была построена примерно в 1912 году между Лауххаммером и Ризой, Германская империя. Оригинальный полюс.

Напряжение, используемое для передачи электроэнергии, увеличивалось на протяжении 20 века. Первая «высоковольтная» электростанция переменного тока мощностью 4 МВт 10 кВ 85 Гц была введена в эксплуатацию в 1889 году Себастьяном Зиани де Ферранти в Дептфорде , Лондон. Первая линия электропередачи в Северной Америке работала при напряжении 4000 В. Она была запущена 3 июня 1889 года, при этом линии между генерирующей станцией в Уилламетт-Фолс в Орегон-Сити, штат Орегон , и Чепмен-сквер в центре Портленда, штат Орегон, протянулись примерно на 13 метров. миль. К 1914 году в эксплуатации находилось пятьдесят пять систем передачи, работающих при напряжении более 70 000 В, а наивысшее использовавшееся напряжение составляло 150 кВ. Первая трехфазная передача переменного тока напряжением 110 кВ произошла в 1907 году между Кротоном и Гранд-Рапидс , штат Мичиган . Напряжения 100 кВ и более не были внедрены в технологии примерно через 5 лет, например, с первой линией 110 кВ в Европе между Лауххаммером и Ризой , Германия, в 1912 году.

В начале 1920 — х годов реки Яма — Коттонвуд — Вака-Dixon линия была построена на 220 кВ транспортирующей мощности от ГЭС в Сьерра — Невада в районе залива Сан — Франциско , в то же время Big Creek — Лос — Анджелес линии были переведены на такое же напряжение. Обе эти системы были введены в коммерческую эксплуатацию в 1923 году. 17 апреля 1929 года была завершена первая линия 220 кВ в Германии, идущая от Браувейлера около Кельна , через Кельстербах около Франкфурта, Рейнау около Мангейма , Людвигсбург- Хохенек около Австрии . Эта линия включает межсетевое соединение Север-Юг , в то время одну из крупнейших энергосистем в мире. Мачты этой линии были спроектированы для возможной модернизации до 380 кВ. Однако первая передача на 380 кВ в Германии была 5 октября 1957 года между подстанциями в Роммерскирхене и Людвигсбурге-Хоэнеке.

Первая в мире линия электропередачи 380 кВ была построена в Швеции , 952 км Harsprånget — Hallsberg линия в 1952 г. В 1965 г. первая передача сверхвысокого напряжения на 735 кВ состоялась на Hydro-Québec линии передачи. В 1982 году первая передача на 1200 кВ была в Советском Союзе .

Быстрая индустриализация в 20-м веке сделала линии электропередач и сети важной частью экономической инфраструктуры в большинстве промышленно развитых стран. Объединение местных электростанций и небольших распределительных сетей было в значительной степени стимулировано требованиями Первой мировой войны , когда правительства построили крупные электростанции для обеспечения энергией заводов по производству боеприпасов; позже эти заводы были подключены для обеспечения гражданских нагрузок по дальней связи.

Небольшие муниципальные электрические компании не обязательно хотели снижать стоимость каждой проданной единицы электроэнергии; до некоторой степени, особенно в период 1880–1890 годов, электрическое освещение считалось предметом роскоши, и электроэнергия не заменяла энергию пара. Такие инженеры, как Сэмюэл Инсулл в США и Себастьян З. Де Ферранти в Соединенном Королевстве, сыграли важную роль в преодолении технических, экономических, нормативных и политических трудностей при развитии передачи электроэнергии на большие расстояния. Благодаря внедрению сетей передачи электроэнергии в Лондоне стоимость киловатт-часа была снижена до одной трети за десятилетний период.

В 1926 году электрические сети Соединенного Королевства начали объединяться в Национальную сеть , первоначально работающую на 132 кВ.

Силовая электроника

Силовая электроника — это применение твердотельной электроники для управления и преобразования электроэнергии. Силовая электроника началась с разработки ртутного дугового выпрямителя . Изобретенный Питером Купером Хьюиттом в 1902 году, он использовался для преобразования переменного тока (AC) в постоянный (DC). С 1920-х годов продолжались исследования по применению тиратронов и ртутных дуговых вентилей с сетевым управлением для передачи энергии. Компания Uno Lamm разработала ртутный клапан с калибровочными электродами, что сделало их пригодными для передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения . В 1933 году были изобретены селеновые выпрямители.

Юлиус Эдгар Лилиенфельд предложил концепцию полевого транзистора в 1926 году, но в то время было невозможно построить работающее устройство. В 1947 году Уолтер Х. Браттейн и Джон Бардин изобрели биполярный точечный транзистор под руководством Уильяма Шокли из Bell Labs . В 1948 году изобретение Шокли биполярного переходного транзистора (BJT) улучшило стабильность и производительность транзисторов и снизило затраты. К 1950-м годам стали доступны более мощные полупроводниковые диоды, которые начали заменять электронные лампы . В 1956 году компания General Electric представила кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) , что значительно расширило диапазон приложений силовой электроники.

Прорыв в силовой электронике произошел с изобретением MOSFET ( полевого транзистора металл-оксид-полупроводник) Мохамедом Аталлой и Давоном Кангом в Bell Labs в 1959 году. Поколения MOSFET-транзисторов позволили разработчикам мощности достичь уровней производительности и плотности, которые были невозможны. с биполярными транзисторами. В 1969 году Hitachi представила первую вертикальную мощность MOSFET , который позже будет известен как VMOS (V-образный паз МОП — транзистор). С тех пор силовой полевой МОП-транзистор стал самым распространенным силовым устройством в мире из-за его низкой мощности привода затвора, высокой скорости переключения, простой расширенной возможности параллельного подключения , широкой полосы пропускания , прочности, легкости управления, простого смещения, простоты применения и простоты использования. ремонт.

Ссылки

Каталог

: Беспроводная передача электроэнергии — PESwiki.com

PowerPedia: Беспроводная передача электричества, также известная как беспроводная передача энергии, — это процесс, который происходит в любой системе, где электромагнитная энергия передается от источника питания (например, катушки Тесла) к электрической нагрузке без соединительных проводов. Беспроводная передача используется в тех случаях, когда соединительные провода неудобны, опасны или невозможны. Хотя физика может быть похожей (зависит от типа используемой волны), существует отличие от электромагнитной передачи с целью передачи информации (радио), где количество передаваемой мощности важно только тогда, когда оно влияет на целостность сигнала. .

: «Две катушки с согласованным резонансом на точной согласованной частоте на обоих концах = беспроводная мощность».

История

Беспроводная технология восходит к экспериментам Теслы в Колорадо в начале 1900-х годов.

Когда Тесла умер, правительство взяло все его бумаги и засекретило их. Они вернули большую часть этих документов в страну, где родился Тесла, но похоже, что правительство США удержало некоторые из этих документов, чтобы скрыть определенные технологии от общественности.

Беспроводная передача электроэнергии в стиле Тесла обошла бы счетчик энергии, доступный в изобилии. Вот почему Дж. П. Морган забрал финансирование у Теслы, когда он строил башню Уорденклиф на Лонг-Айленде, чтобы обеспечить мир беспроводной энергией.

Каталог: Журналы> Каталог: Журнал Infinite Energy / Каталог: Никола Тесла> Бесконечная энергия: Выпуск 89: Электрический гений Николы Теслы — борьба за сохранение Wardenclyffe Теслы • Беспроводная энергия Теслы • Тесла vs.Эйнштейн: преодолевая скорость света • Достижения Теслы в районе Ниагарского водопада • Атмосферные исследования Теслы в связи с пирамидами • Электромагнитные исцеляющие устройства Теслы • Высокочастотные осцилляторы для электротерапевтических целей • Чистая термоядерная энергия от сталкивающихся сферомаков высокой плотности • Уникальная природа сверхпроводника при комнатной температуре (январь / февраль 2010 г.)

Видео

8dzLGASozwM

(2,05 минуты) Катушка Тесла — Беспроводная передача энергии

Улавливание всех этих микроволн, радиоволн, телевизионных волн, электромагнитного излучения и мозговых волн из атмосферы.(YouTube, 21 октября 2007 г.)

Компании

Блог

Free Energy: 2014: 03: 16 — «На самом деле мы не подаем электричество в воздух. Мы просто создаем магнитное поле в воздухе». Это работает так: WiTricity строит «Источник Резонатор». (Блог Free Energy, 16 марта 2014 г.)

Справочник: Никола Тесла> Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> Новый наземный лазер может неограниченно продлевать время полета дронов — Lockheed-Martin уже использует то, что, вероятно, связано с изобретением Tesla (они утверждают, что оно является собственностью), для беспроводной передачи 40 Вт энергии. энергия передается с земли дронам через лазеры, что позволяет им оставаться в воздухе, возможно, бесконечно.Полетом дрона управляет приставка Xbox360. (EndTheLie / Wired 13 июля 2012 г.) Справочник: Беспроводная передача электроэнергии / Справочник: Электромобили> Справочник: Станции подзарядки электромобилей> В Великобритании запущено первое в мире беспроводное зарядное устройство для электромобилей — IPT (Induction Power Transfer) — первая в мире коммерчески доступная система беспроводной зарядки электромобилей, флагманский продукт стартап-компании HaloIPT. Уникальная система зарядки компании была описана как самый безопасный, эффективный и эффективный способ передачи энергии без проводов.(Обитание 2 ноября 2010 г.) Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> GM инвестирует в технологию беспроводной зарядки — GM объявила, что инвестирует 5 миллионов долларов в PowerMat, который использует индуктивную зарядку, передающую электричество через магниты без какого-либо физического соединения. PowerMat будет размещен на центральной консоли спереди, а для задних пассажиров также будет установлен коврик. (Gas 2.0, 6 января 2011 г.)

Wireless Power дает энергию для многих устройств — «Проводное подключение» на выставке CES 2009, видеоинтервью — Используя принципы магнитной индукции, Powermat соединяет ультратонкий коврик с приемником, который подключается к вашему устройству.Две части системы Powermat — коврики и приемник — работают вместе. (Телеграмма 9 января 2009 г.)

Последнее: Справочник: Беспроводная передача электроэнергии / Справочник: Зарядные устройства> Справочник: Беспроводная передача энергии eCoupled — технология eCoupled от Fulton Innovation, влечет за собой индуктивно связанную силовую цепь, которая динамически ищет резонанс с заряжаемым устройством (ами). В 2009 году ожидается выход многих продуктов в связи с Motorola, Energizer, Texas Instruments. (PESWiki, 19 декабря 2008 г.)

PowerBeam приближается к запуску беспроводного электричества — PowerBeam ™ революционизирует режим передачи энергии, интегрируя оптическую технологию для получения безопасной, надежной и обширной беспроводной энергии с использованием лазерных лучей класса 1.(Видео)

Проектов

Последнее: Справочник: Электромагнитный> Справочник: Твердотельные генераторы / Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> Справочник: Катушка Тесла>

Рынок передачи, управления и распределения электроэнергии Глобальные возможности и стратегии до 2022 года

Характеристики рынка передачи, контроля и распределения электроэнергии

Передача, контроль и распределение электроэнергии включает предприятия, участвующие в эксплуатации систем передачи и распределения электроэнергии, которые контролируют передачу электроэнергии от источника к потребителям.

Размер рынка по передаче, контролю и распределению электроэнергии

Ожидается, что рынок передачи, управления и распределения электроэнергии будет расти в среднем на 3% до почти 4 264 миллиардов долларов к 2022 году.

Рост в исторический период был обусловлен ростом в потреблении энергии и нормативных изменениях для увеличения передачи и распределения электроэнергии.В будущем инвестиции в возобновляемые источники энергии, экономический рост, увеличение спроса на электроэнергию со стороны производства, растущее использование электроэнергии на транспорте будут стимулировать рост. Факторами, негативно повлиявшими на рост в историческом периоде, были потери при передаче и распределении электроэнергии, а также рост задолженности. Факторами, которые могут помешать росту этого рынка в будущем, являются старение инфраструктуры передачи и распределения электроэнергии, повышение процентных ставок и экологические нормы.

Некоторые из основных движущих сил рынка:

Инвестиции в возобновляемые источники энергии — правительства всего мира вкладывают значительные средства в возобновляемые источники энергии; Ожидается, что это будет стимулировать спрос на услуги по передаче и распределению электроэнергии.

Экономический рост — Ожидается, что в течение 2018-2022 годов мировая экономика переживет период устойчивого роста. По данным Международного валютного фонда (МВФ), в 2018 году ожидается, что рост мировой экономики составит около 3%.

Однако ожидается, что рынок столкнется с ограничениями из-за нескольких факторов, таких как —

Устаревшая инфраструктура передачи и распределения электроэнергии — Существующие системы распределения электроэнергии, особенно в развитых странах, полагаются на стареющую инфраструктуру и изо всех сил пытаются удовлетворить растущий объем электроэнергии. потребность.

Повышение процентной ставки — Поскольку в основных экономиках мира наблюдается высокий рост, ожидается, что процентные ставки будут постепенно повышаться в период 2018-2022 годов.Это уменьшит поток дешевых денег, доступных для инвестиций, что затруднит для компаний сбор средств.

Передача, контроль и распределение электроэнергии Конкуренция на рынке

Мировой рынок генерации, передачи и распределения сильно фрагментирован.Десять ведущих конкурентов на мировом рынке генерации, передачи и распределения составили 8,3% от общего рынка в 2018 году. Основными игроками на рынке являются Enel SpA, E.ON SE, Engie SA, Uniper и State Power Investment Corporation.

Охватываемые страны: Китай, Япония, Индия, Австралия, США, Бразилия, Великобритания, Германия, Франция, Испания, Италия, Россия.

Сегментация рынка передачи, управления и распределения электроэнергии

Рынок передачи, управления и распределения электроэнергии сегментирован по видам продукции.
По типу продукта — Рынок передачи, управления и распределения электроэнергии можно разделить по типу продукта на передачу, управление, распределение и производство электроэнергии.Рынок передачи, управления и распределения электроэнергии составил в 2018 году наибольшую долю рынка производства, передачи и распределения электроэнергии — около 65% и, как ожидается, будет самым быстрорастущим сегментом.
По географии- Рынок передачи, управления и распределения электроэнергии разделен на Азиатско-Тихоокеанский регион, Западную Европу, Восточную Европу, Северную Америку, Южную Америку, Ближний Восток и Африку, а также Китай и США. Среди этих регионов Азиатско-Тихоокеанский регион является крупнейшим рынком производства, передачи и распределения электроэнергии, на который приходится около 45% мирового рынка.За ней последовали Западная Европа, Северная Америка, а затем и другие регионы. В будущем Азиатско-Тихоокеанский регион и Ближний Восток будут наиболее быстрорастущими регионами на этом рынке. Далее следуют Африка и Южная Америка.

Тенденции рынка передачи, управления и распределения электроэнергии

Адаптация совместных роботов. Компании, работающие на рынке передачи, управления и распределения электроэнергии, все чаще применяют технологии совместных роботов для помощи в повседневных задачах и минимизации рисков.«Кобот» или коллаборативный робот — это робот, предназначенный для помощи людям в качестве проводника в любой конкретной задаче. Внедрение технологии IoT — компании по передаче, контролю и распределению электроэнергии стремятся внедрить автоматизацию для устранения ошибок и повышения эффективности с помощью оборудования для мониторинга и управления с поддержкой IoT.
Потенциальные возможности на рынке передачи, управления и распределения электроэнергии Ожидается, что с ростом энергопотребления и нормативными изменениями, направленными на ускорение передачи и распределения электроэнергии, потенциал и возможности глобального рынка передачи, контроля и распределения электроэнергии увеличатся.

Российская электроэнергетика: переходный период

июнь 2013

Фотобанк www.lori.ru

Сегодня российская электроэнергетика — это государственная монополия, которая по-прежнему сопряжена с высоким риском вложения средств. Аналитики соглашаются, что здесь слишком много неопределенности. Правительство одержимо занимается микроменеджментом всего, полностью отрицая все достижения реформы РАО «ЕЭС России», завершившейся в 2008 году.Сектор вряд ли станет более привлекательным для потенциальных инвесторов из-за продолжающегося отсутствия новой модели рынка, повышение тарифов на электроэнергию ограничено 6% в год, в то время как цены на природный газ растут на 15%, и, что не менее важно, борьба за активы между экс-вице-премьер, а ныне председатель правления «Роснефти» Игорь Сечин и нынешний зампред правительства Аркадий Дворкович. За 30 дней до середины апреля индекс Московской центральной фондовой биржи, один из ключевых фондовых индексов России, упал на 3%, в то время как индекс MCSE ‘Electric Power’ упал на 22% (последний индекс отслеживает цены российских электроэнергетических компаний).

Давайте посмотрим, что происходит в каждом из трех ключевых сегментов электроэнергетики: генерирующие компании, сетевые компании и электроэнергетические компании.

Правительство одержимо занимается микроуправлением всем, полностью отрицая все достижения реформы РАО «ЕЭС России», завершившейся в 2008 году

Поколение

: ждем выхода на рынок новой модели

В 2010 году российские власти ввели систему договоров о предоставлении мощности, по которой генерирующие компании могли использовать высокие ставки для возврата инвестиций в строительство.Объем вводимых в эксплуатацию мощностей по этой системе составляет около 15% от общей потребности в новых мощностях до 2030 года.

По мере создания новой модели оптового рынка электроэнергии и мощности ряд генерирующих компаний, таких как Интер РАО и Газпром энергохолдинг, лоббируют создание подобной системы, но на этот раз они хотят использовать ее для модернизации существующих мощностей, а не строительство объектов новой генерации (вариант 2 договора поставки мощности).Износ энергетического оборудования чрезвычайно высок, достигает 60-80%, и глава Газпром энергохолдинга Денис Федоров считает, что, если не будет найден выход для выработки электроэнергии, мы можем столкнуться с хроническим дефицитом электроэнергии уже в 2019-2020 годах. компании для модернизации своего оборудования.

Износ энергетического оборудования чрезвычайно высок, достигает 60-80%, и глава Газпром энергохолдинга Денис Федоров считает, что уже в 2019-2020 годах мы можем столкнуться с хроническим дефицитом электроэнергии

Между тем Минэнерго России, опасаясь значительного повышения цен на электроэнергию, склоняется к другой модели.В соответствии с этой другой моделью электроэнергия должна покупаться и продаваться на оптовом рынке по двусторонним договорам между потребителями и конкретными электростанциями. Минимальный срок для таких контрактов составит один месяц, однако ожидается, что большинство таких контрактов будет заключено на срок от 10 до 20 лет. Модель также предполагает, что генерирующие компании будут включать затраты на возмещение своих инвестиций в оборудование в ставки, согласованные в контрактах, которые они заключают с потребителями.

Согласно последним отраслевым новостям, новая модель рынка электроэнергии вступит в силу только в первом квартале 2015 года, а не в 2014 году, как планировалось изначально.Тем не менее, довольно легко увидеть, что иностранные генерирующие компании, такие как немецкая E.ON, итальянская Enel и финская Fortum, демонстрируют лучшую эффективность в тех же условиях. «При одних и тех же тарифных и нормативных условиях компании, управляемые иностранными инвесторами, демонстрировали гораздо лучшие результаты и прибыльность, чем их российские компании, контролируемые государством. Медленно, но верно мы начали замечать, какую тяжелую работу они проводят, чтобы сократить расходы и найти поставщиков более дешевого топлива. инвесторы начали активно вкладывать средства в новое строительство и вводить новые генерирующие мощности, так же как многие российские генерирующие компании пытались отложить запуск новых мощностей », — отмечает аналитик Deutsche Bank Дмитрий Булгаков.

Российские сети, они объединяются

Российская национальная электросеть состоит из высоковольтных линий электропередачи (220 кВ и выше), находящихся в ведении Федеральной сетевой компании (ФСК), и распределительных сетей с линиями электропередачи более низкого напряжения, находящихся в ведении Холдинга МРСК. В ноябре 2012 года президент России Владимир Путин подписал указ о слиянии двух компаний. Слияние планируется завершить к концу июня.

4 апреля Холдинг МРСК был официально переименован в Российские сети.Уставный капитал компании будет увеличен за счет выпуска 161 066 дополнительных акций. Государство, действующее через «Русскую собственность», должно оплатить ценные бумаги принадлежащими ему акциями ФСК, кроме одной. После завершения процесса ФСК станет дочерней компанией Россетей, в то время как государству будет принадлежать доля от 74% до 86%, по разным оценкам) в увеличенном уставном капитале Россетей.

Российские власти считают, что слияние приведет к более эффективному управлению двумя компаниями и всей энергосистемой России.Это тот же аргумент, только перевернутый на 180 градусов, который был выдвинут, когда сетевые компании были выделены из РАО ЕЭС.

Фотобанк www.lori.ru

Аналитики менее оптимистичны в своих оценках. Усиление роли государства в Россетях очевидно, однако судьба инвестиционных программ двух компаний менее ясна. Цели новой компании также довольно расплывчаты. Эксперты считают, что национальная электросеть потенциально может быть хорошей инвестицией, потому что возврат практически гарантирован, учитывая, что национальная электросеть является монополией в России.Однако вероятность того, что государство в ближайшее время решит приватизировать управляющую компанию «Россети», практически равна нулю. Эксперты склонны полагать, что даже в самых лучших условиях приватизация произойдет только через 5-6 лет.

По мнению большинства экспертов, одним из наиболее желательных и наиболее вероятных вариантов развития новой компании была бы объявленная правительством приватизация в 2013 году одной или нескольких дочерних компаний Холдинга МРСК. В начале февраля этого года глава совета директоров холдинга Георгий Боос заявил, что кандидатами на приватизацию могут быть такие компании, как Ленэнерго, Янтарьэнерго, МРСК Центральной и Приволжской, а также Тюменьэнерго.Аналисиц полагает, что к этому списку также могут быть добавлены МРСК Центра и МРСК Волги. Однако, несмотря на то, что на многих уровнях все это очень привлекательные активы, они не лишены проблем. Например, ни у одной из них нет единой четко определенной стратегии сокращения затрат и принятия решений по инвестиционным программам. И все же, даже несмотря на эти предостережения, инвесторы считают эти компании наиболее привлекательными кандидатами на приватизацию, поскольку они могут генерировать устойчивый денежный поток, устанавливая тарифы на передачу электроэнергии.

Мы можем только надеяться, что объявленная приватизация не за горами и что она привлечет в электросетевой сектор новых эффективных инвесторов, которые будут серьезно относиться к сокращению расходов и увеличению стоимости своего бизнеса.

Электроэнергетика: грубый ремонт

В ноябре 2011 года тогдашний премьер-министр России Владимир Путин поручил Министерству экономического развития, Министерству энергетики и Федеральной службе по тарифам как можно скорее разработать проект постановления правительства, устанавливающего ограничения на рентабельность электроэнергетических компаний.По мнению премьер-министра, это было необходимо, потому что аппетиты электроэнергетических компаний зашкаливали: их рентабельность в 3-4 раза превышала уровень маржи, установленный регулирующими органами, что приводило к значительному росту цен на электроэнергию, оплачиваемых предприятиями. конечные потребители.

Чрезвычайные поправки, внесенные в правила розничных рынков электроэнергии, ограничили возможность электроэнергетических компаний зарабатывать деньги на предоставлении услуг, отличных от поставки электроэнергии (компенсация за переход к другому поставщику, перепродажа электроэнергии и др.), Что оказало особенно негативное влияние о гарантированных поставщиках — региональные электроэнергетические компании, обязанные продавать электроэнергию любому покупателю, который хочет у них покупать.«Путин сказал, что следует ограничить прибыль электроэнергетических компаний, потому что они слишком толстеют, и из-за них электроэнергия в России становится слишком дорогой. Решение было принято без особых размышлений и размышлений… В результате большинство коммунальных предприятий сейчас находятся на грани безубыточности… другими словами, маржа, которую им разрешено взимать, едва покрывает их эксплуатационные расходы », — отмечает Рай, Мэн. & Gor Securities, аналитик Дмитрий Доронин.

В попытке исправить ситуацию Министерство энергетики объединило усилия с другими агентствами и организациями, регулирующими сектор, для разработки новой модели так называемых «эталонных продаж», которая должна несколько увеличить доходы электроэнергетических компаний.На данный момент неясно, когда эта новая модель будет готова и насколько хорошо она будет продумана на этот раз, тем временем, всего за полтора года инвесторы потеряли практически весь интерес к электроэнергетическим компаниям. «Из-за плохо продуманного постановления правительства целый сектор был обречен валяться на свалках более года, и в качестве инвестиционного варианта стал категорически запрещен», — резюмирует г-н Доронин.

Из-за плохо продуманного постановления правительства весь сектор был обречен валяться на свалках более года, и в качестве инвестиционного варианта стал полностью запрещенным.

У

У электроэнергетики есть и другие проблемы, помимо государственных ограничений на рентабельность.Рост неоплаченных счетов на розничном рынке электроэнергии и мощности привел к утрате статуса гарантированных поставщиков 9 энергокомпаниями: Новгородоблэнерго, Тулаэнергосбыт, Колэнергосбыт, Брянскэнергосбыт, Ивэнергосбыт, Курскрегионэнергосбыт, Омскэнергосэнергосбыт, Оркэнергосбыт. Будущее еще нескольких компаний остается неясным.

Вскоре после этого тогдашний Холдинг МРСК, несколько дочерних компаний которого временно выступали в качестве гарантированных поставщиков вместо электроэнергетических компаний, утративших этот статус, предложил сделать указанные дочерние компании гарантированными поставщиками без проведения каких-либо торгов, которые должны были быть предоставлены независимым электроэнергетическим компаниям. тоже участвовал.Минэнерго еще не определилось с окончательной позицией по этому вопросу, однако эксперты считают, что если Минэнерго решит продолжить этот вариант, это приведет к «квадрату монополии». «В ситуации, когда все согласны с тем, что нам нужно больше конкуренции, чтобы любой потребитель мог сменить поставщика, расширение монополии поставщиков путем предоставления этого статуса сетевым компаниям означало бы конец для розничного рынка электроэнергии.