Подключаться к электросетям или строить собственную электростанцию — что выбирают российские предприниматели? Типы электростанций Построенную электростанцию.

Что же делать предприятию, которое столкнулось с дефицитом энергии или необходимостью расширения производства? Проблема получения электрической мощности возникает и перед компанией, которая решилась на открытие нового бизнеса, себестоимость готовой продукции в котором существенным образом зависит от цен-тарифов на электричество и тепловую энергию.

Бизнес выбирает варианты энергоснабжения: электросети или автономная электростанция?

Существуют два основных варианта получения электроэнергии. Первый способ, который сразу приходит на ум предпринимателю и кажется ему самым простым и эффективным, - подключиться к общим электросетям в обличье гарантирующего поставщика, который осуществляет продажу электрической энергии конечному потребителю. Эта же схема подходит в случае уже имеющегося подключения к сети, но нехватки электрической мощности.

Естественно, главное, что беспокоит бизнесмена на этом этапе: - сколько будет стоить электроэнергия и какие ее количества и мощности он сможет получить.

Стоимость электроэнергии будет зависеть, конечно, от тарифов, а электрическая мощность - от наличия свободного резерва вблизи имеющейся площадки. В конечном итоге, так или иначе, электроэнергия будет отпускаться по счетчику, по тарифам для промышленных предприятий, которые в России остаются высокими и увеличиваются каждый год на 10-15%.

Чем характерна процедура подключения к сети и получение лимитов на мощность и количество электроэнергии? Каковы российские реалии при подключении к электросетям общего пользования?

Прежде всего, предприниматель столкнется с необходимостью выполнения технических условий сетевой компании, которая будет поставлять ему электроэнергию. Все начнется с заявки в соответствующую территориальную компанию. Заявка рассматривается в законодательно оговоренный срок, и в случае положительного решения между потребителем и энергосбытовой компанией заключается договор.

В зависимости от предполагаемого количества электроэнергии, а также от наличия или отсутствия инфраструктуры передачи электроэнергии - трансформаторных подстанций (ТП), линий электропередач (ЛЭП) или электрокабелей - заказчику придется за свой счет построить ТП либо, в случае нехватки пропускной способности, модернизировать питающие его трансформаторы, высоковольтные ячейки, ЛЭП и т.д.

А после этого безвозмездно передать все оборудование на баланс сетевой компании! Ориентировочная стоимость трансформаторной подстанции высокой степени готовности 6,3/0,4 кВ в зависимости от мощности (до 5 МВт) начинается от 2 млн. рублей. Причем трансформаторные подстанции отличаются друг от друга по составу оборудования и исполнению, невозможно определить её стоимость при отсутствии проектной документации.

Проектная документация на трансформаторной подстанции оплачивается отдельно, как и дополнительные услуги-работы, среди которых:

проекта прокладки сетей,
монтаж, наладка и сдача ТП эксплуатирующей организации,
шеф-монтаж поставляемого оборудования,
техническая поддержка заказчика.

Каждая высоковольтная ячейка обходится в среднем в 600 тысяч рублей. Строительство ЛЭП с напряжением 6,3 кВ обойдется в среднем от 250.000 до 700.000 рублей за 1 км трассы. Прокладка силового кабеля - в зависимости от сложности прокладки, плюс немалая стоимость собственно кабеля.

Кроме прямых затрат на строительство заказчику требуется разработать и согласовать во всех необходимых инстанциях проект, который должен разрабатываться как на новое строительство, так и на модернизацию существующего оборудования.

Отсюда и соответствующие сроки присоединения, которые зависят как напрямую от объема требуемых работ, так и косвенно - от наличия резерва мощности и планов по вводу генерирующих мощностей территориальной компанией.

Официальная стоимость подключения к сетям среднего напряжения от 6 до 20 кВ каждого нового или дополнительного киловатта составляет (в зависимости от региона России) от 10 до 45 тыс. рублей. Стоимость подключения в Москве соответствует верхней границе указанного диапазона, а в центре столицы она достигает 102.000 рублей за 1 кВт!

Пройдя все инстанции, построив всю необходимую сетевую инфраструктуру, разработав и согласовав проекты по строительству и модернизации, заплатив за подключение к энергосети и потратив огромное количество времени и денег на проектировщиков и подрядчиков, предприниматель остается один на один с сетевой компанией. Он абсолютно не застрахован от роста тарифов на электроэнергию, перебоев с ее поставками, а также от ее неудовлетворительного качества энергоснабжения.

Исключаем муки подключения к электросети и платежи по высоким тарифам – строим собственную электростанцию!

Исключить проблемы электросетевого энергоснабжения можно пойдя более современным путем решения вопроса электроснабжения предприятия - а именно,построив собственный энергоцентр требуемой мощности. Что может стать определяющими факторами, влияющими на принятие решения о строительстве автономной электростанции?

Как правило, отношение к строительству собственной газовой электростанции со стороны бизнеса весьма настороженное. Сказывается и новизна проектов автономного электроснабжения, и нежелание организаций заниматься непрофильным делом, и отсутствие возможности реализации избытков произведенной электроэнергии.

За рубежом автономные энергоцентры работают по следующей схеме: мини-ТЭЦ покрывает базовую нагрузку объекта, а пики потребления берутся из внешней электросети. Если же произведенная энергоцентром мощность больше нагрузки собственного потребителя, то излишки электрической энергии по установленному тарифу продаются (!) другим потребителям через внешние сети. К сожалению, в России эта схема не работает, так как излишки производимой таким образом электроэнергии малы, и «не интересны» для покупки внешней электросетью.

Кстати, надо отметить, что для подключения автономной электростанции к внешней электросети необходимо, прежде всего, получить согласие самой сетевой компании. С технической же стороны эта задача разрешима и не затратна с финансовой точки зрения.

Предприниматель, как правило, не всегда хорошо себе представляет, из чего должна состоять электростанция, какое основное и дополнительное оборудование должно быть установлено, кто и как должен создавать, согласовывать и утверждать этот проект, а затем и строить энергоцентр. А после сдачи в эксплуатацию – как все это эксплуатировать и снабжать запасными частями.

Между тем количество автономных электростанций малой и средней мощности в мире исчисляется тысячами. Подавляющее большинство таких электростанций работает на природном газе – на сегодняшний день, самом экономически оправданном виде топлива. Основным генерирующим оборудованием автономной электростанции, как правило, являются микротурбины, газопоршневые или газотурбинные установки.

Цена строительства автономной электростанции

Следующий вопрос, который влияет на принятие решения заказчиком по строительству собственного энергоцентра, - сколько будет стоить реализация всего проекта, «под ключ». Какова цена энергетической независимости?

Заказчик пытается на этом этапе учесть все возможные расходы, просчитывая варианты, а также используя опыт своих коллег-производственников по аналогичным объектам. При этом он широко привлекает своего предполагаемого подрядчика по строительству оценить объем затрат - начиная от проектирования до ввода в эксплуатацию - и задача подрядчика - максимально полно рассчитать стоимость внедрения.

Сегодня стоимость строительства энергоцентра от 1 до 10 МВт установленной мощности составляет в среднем от 20 до 90 тыс. рублей за 1 кВт, в зависимости от типа и состава оборудования автономной мини-ТЭЦ, в применяемом решении «под ключ».

Кто может построить автономную электростанцию?

Об инжиниринговой компании, выполняющей работы по строительству автономной электростанции.

Помимо выполнения своих основных функций - разработки проекта, поставки основного оборудования, осуществления монтажных и пусконаладочных работ - инжиниринговая компания должна обеспечить предпроектные исследования, помочь предпринимателю в получении лимитов на газ, в согласовании проекта, получении разрешительных документов, и возможно, оказать содействие в решении финансирования проекта.

Эксплуатационные расходы - траты на содержание автономной электростанции

Сравнив стоимость подключения к сети и строительства энергоцентра, можно сделать вывод о том, что более выгодно строить собственный энергоцентр.
Однако надо не забывать, что эксплуатация энергоцентра потребует определенных затрат.

Обычно все эти расходы закладывают в себестоимость производимой электроэнергии и, как правило, они не превышает 30 копеек за 1 кВт/час. Отдельной статьей расходов станут затраты на природный (магистральный) газ – они составят 80 копеек на 1 кВт/час. С учетом незначительных колебаний стоимость 1 кВт/часа можно считать равной 1 рублю. А получаемое при этом бесплатное тепло? О нем ниже…

Бонусы или прямые выгоды владения собственной электростанцией

Важным аспектом, который существенно влияет на принятие решения о строительстве собственной электростанции, - является возможность вырабатывать вместе с электричеством тепловую энергию без расхода лишнего топлива. Такая технология получения тепловой энергии называется когенерацией.

При производстве электричества, тепловую энергию отдает любая газовая электростанция. Чтобы собрать тепловую энергию, можно утилизировать тепло выхлопных газов и охлаждающей жидкости посредством установки теплообменников. При этом коэффициент использования топлива газового топлива возрастет с 30–45% до 75–90%.

Когенерационные установки имеют в своей конфигурации циркуляционные насосы и системы химической водоподготовки. Для снятия пиковых тепловых нагрузок имеется экономичный котел с рассчитанными мощностными параметрами. Когенерационные установки оснащают автоматическим управлением, которое связывает все узлы и обеспечивает поддержание заданных температурных режимов в электрической и отопительной системах. Автоматика когенерационных установок включает в себя электроприводы, микропроцессорные регуляторы, датчики температуры, манометры, компьютеры и оборудованное место оператора.

Какие виды электростанций работают на природном газе?

В качестве основного генерирующего оборудования могут применяться газопоршневые (ГПУ) или газотурбинные установки (ГТУ). Но будущего владельца беспокоит не тип применяемого оборудования в качестве основного на его электростанции, а наиболее эффективное решение, которое позволит, решив главную задачу обеспечения предприятия электроэнергией - теплом, минимизировать как начальные вложения в строительство, так и последующие эксплуатационные расходы.

Типы генерирующего оборудования автономных электростанций

Тип основного генерационного оборудования влияет на технологические особенности его работы. Общий коэффициент использования топлива, как у газотурбинных установок, так и у газопоршневых, оснащенных системой утилизации тепла, равен примерно 80%.

При этом электрический КПД электростанции на базе газопоршневого двигателя составляет 40-44%, а у газотурбинных установок этот показатель, как правило, равен 30–35%.
Если перед заказчиком приоритетной задачей стоит выработка электроэнергии, а тепловая энергия является побочным продуктом или не требуется вообще, то более уместным является использование газопоршневой установки. В этом случае будет потребляться гораздо меньше топлива, чтобы произвести аналогичное количество электроэнергии и, как следствие, у бизнесменов будет явная экономия на платежах за газ, до 30%, в сравнении с газовыми турбинами.

Не существует универсальной формулы, по которой можно выбрать тот или иной тип генерирующего силового оборудования - газопоршневую установку (ГПУ) или газотурбинную (ГТУ). Каждый проект автономного энергоснабжения сугубо индивидуален. Например, при мощности электростанции в 70 МВт, с использованием тепловой энергии, более целесообразны газовые турбины.

При строительстве автономной электростанции действуют следующие ключевые факторы, определяющие выбор основного генерирующего оборудования:

характер нагрузок (электрических и тепловых);
электрический КПД;
удаленность от потенциальных потребителей тепловой энергии;
расход топлива;
требуемые сроки реализации.

Экономическая эффективность строительства собственной электростанции

Теперь давайте рассмотрим главный вопрос - экономическую целесообразность, эффективность строительства собственной электростанции. Бизнес, предпринимателей, прежде всего, волнует через какой срок, учитывая первоначальные инвестиции на строительство и последующие эксплуатационные расходы на электростанцию, окупится весь проект. За основу такого расчета берутся следующие показатели:

электрическая мощность, требуемая предприятию;
стоимость выполнения технических условий к присоединению к сетевой компании;
стоимость присоединения;
тариф на электроэнергию;
тариф на тепловую энергию;
стоимость строительства электростанции;
стоимость природного газа;
стоимость эксплуатационных расходов.

Сроки окупаемости собственной электростанции

Расчеты показывают, что заказчик, покупая электроэнергию у сетевой компании в объеме, к примеру, 2 МВт, вынужден тратить порядка 28 млн. рублей каждый год. Покупая тепло - тратить еще до 10 млн. рублей в год. В случае использования собственной электростанции все эксплуатационные расходы, включая затраты на природный газ, плановое техническое обслуживание, расходные материалы и запасные части, не превысят 8–14 млн. рублей в год.

В этой статье я хочу рассказать как можно самостоятельно собрать небольшую автономную электростанцию на солнечных панелях, что для этого понадобится, и почему выбор пал на те или иные составляющие электростанции. Допустим нам нужно сделать электричество в (дачном домике, вагончике охраны, в гараже, и т.п.), но бюджет ограничен, и хочется за минимум средств получить хоть что-то. И как минимум нам нужен свет, питание и зарядка мелкой электроники, а так-же иногда мы хотим к примеру пользоваться электро-инструментом.

Солнечная электростанция

Фото солнечных панелей на крыше домика, две панели по 100 Ватт

Для этого по минимуму нам понадобится солнечные панели на 200-300 Ватт, можно конечно и на 100ватт всего, и даже меньше, если вам требуется совсем немного энергии. Но лучше брать с запасом, и сразу определится на какое напряжение строить систему. К примеру если вы хотите все питать от напряжения 12вольт, то лучше покупать панели на 12вольт, а если все будет питаться через инвертор, то систему можно стоить на 24/48 вольт. Например две панели по 100 Ватт, которые смогут дать 700-800 Ватт энергии за световой день. Когда есть солнце тут и от одной панели энергии много, но лучше брать сразу 2-3 штуки чтобы и в пасмурную погоду, и зимой энергия тоже была, так-как в пасмурную погоду выработка падает в 5-20 раз и чем больше панелей будет тем лучше.

На 12вольт есть масса электроники и различных зарядных устройств, у нас большинство автомобилей имеют бортовую сеть 12v и для этого напряжения есть практически все, и это доступно. К примеру от 12v работают светодиодные ленты, которые хорошо подходят для освещения, есть светодиодные лампочки 12v в любом магазине. Так-же для зарядки телефонов и планшетов есть автомобильные адаптеры, которые из 12/24v делают 5v. Такие адаптеры имеют или USB выход один или два и более, или с проводом под конкретную модель телефона или планшета, в общем заряжать электронику от 12-ти вольт проблем нет.

Если вам нужно питать от 12вольт ноутбук, то для этого тоже есть автомобильные зарядные адаптеры, которые из 12v делают 19v. В общем практически все есть чтобы питаться от двенадцати вольт, даже кипятильники, холодильники и электро чайники. Так-же есть и телевизоры на 12вольт, которые диагональю 15-19 дюймов и обычно ставятся на кухню. Но конечно если мощность солнечных панелей небольшая и емкость аккумуляторов тоже, то рассчитывать на то можно постоянно пользоваться мощными потребителями не приходится, разве что летом. фото потребители на 12в

Приборы и адаптеры на 12v

Для примера некоторые виды преобразователей работающих от 12 вольт, и некоторые приборы работающие от 12 вольт, такие как чайник, кипятильник, холодильник. Освещение на 12вольт

Если все делать на 12v, то тут преимущество в экономии электроэнергии, так-как инвертор 12/220 вольт тоже имеет свой КПД около 85-90%, и дешевые инверторы на холостом ходу потребляют 0,2-0,5 А, а это 3-6 ватт/ч., или 70-150 ватт в сутки. Согласитесь что просто так 70-150 ватт энергии в сутки тратить не хочется, этого же к примеру хватит чтобы дополнительно еще несколько часов светила светодиодная лампочка, проработал телевизор часов 5-7, зарядить телефон раз двадцать этой энергией можно. Плюс к тому еще при работе на инверторе теряется 10-15% энергии, и в итоге общее количество энергии теряющейся на инверторе получается существенной. И особенно это не рационально когда мы из 12вольт делаем 220вольт, а потом в розетку включаем блок питания на 12вольт, или 5вольт. В этом случае КПД всей системы очень низок так-как много энергии тратится на преобразователях.

Единственное неудобство в том что на 12 вольт мало электроинструмента, и он не распространен, так-же в продаже трудно найти холодильники, насосы и пр. По-этому если нужно питать от своей автономки что-то еще кроме всякой мелкой электроники, то без инвертора 12/220 вольт не обойтись. И тут нужно учитывать что и сам инвертор имеет КПД, и некоторые приборы не особо экономичны. Все это влечет за собой необходимость увеличивать пропорционально потреблению емкость аккумуляторов, и мощность солнечных панелей.

Тут как-бы два варианта, или оптимизировать все на низкое напряжение 12вольт, или тогда сразу переводить все на 220вольт. Ну еще можно просто установить инвертор и пользоваться им когда это нужно, а все что работает постоянно (свет, телевизор, зарядные) питать от 12 вольт. В этом случае может подойти даже дешевый инвертор с модифицированной синусоидой.

Через инверторы с модифицированным синусом часто отказываются работать насосы и холодильники, так-как частота и форма напряжения не подходит для требовательного оборудования. Но через такие инверторы нормально работают лампочки любые на 220вольт, электроинструмент (дрели, болгарки и пр.), и электроника с импульсными блоками питания (современные телевизоры и прочая электроника). Вообще чтобы точно не было проблем лучше сразу брать инвертор с чистой синусоидой на выходе, а то если что-то выйдет из строя из-за инвертора - то убытка больше будет чем экономии.

Контроллер заряда аккумуляторов, инверторы

Не смотря на то что к примеру у нас небольшая мощность солнечных панелей, но контроллер лучше брать с двукратным запасом по мощности, особенно если покупать дешевый контроллер. Выход из строя контроллера может повлечь за собой еще много проблем, он может испортить аккумуляторы, или неправильно их заряжать от чего они быстро потеряют емкость. Так-же если контроллер подаст все напряжение от СП в сеть, то может испортится электроника питающаяся от 12в, так как СП в холостую дают до 20вольт. Подробнее про контроллеры - Контроллеры для солнечных батарей

Кстати если вы будете питать все через инвертор, то систему можно строить не только на 12вольт, но и к примеру на 24 или 48 вольт. Основное отличие при этом в том что толщина проводов требуется значительно меньше так-как ток по проводам будет меньше. К примеру если у нас система на 12вольт, то ток зарядки по проводам будет доходить до 12 Ампер, а если через MPPT контроллер, то до 18А. И чтобы провода не грелись и не-было потерь, сечение провода должно быть толстым, и чем дальше солнечные панели от аккумуляторов тем провод должен быть толще.

Так к примеру для тока в 6 Ампер сечение провода должно быть 4-6кв. а если у нас ток 12А, то уже нужен провод 10-12кв. А если у нас будет 50 Ампер, то и провода должны быть толще чем сварочные (50кв.), чтобы не грелись и не-было потерь. Вот чтобы экономить на толщине и не терять энергию, систему строят на 24v 48v. В случае с 48 вольт толщину провода можно уменьшить в четыре раза и на этом прилично сэкономить. А инверторы есть и на 24v и на 48v. Так-же есть и контроллеры, думаю вам понятно, основной смысл это экономия в проводах и меньше потери на передаче электроэнергии от солнечных панелей до аккумуляторов.

Контроллеров существует два типа, это MPPT и PWM контроллеры. Первый тип может с солнечных панелей выжимать до 98% мощности, но стоит дороже. А PWM контроллеры простые и заряжают тем током что есть, то-есть с ними мощность от солнечных батарей всего 60-70%. MPPT контроллер работает лучше при ярком солнце и из высокого напряжения СП делает более низкое 14в и больше тока. А обычные PWM не могут преобразовывать, но зато в пасмурную погоду, когда ток с панелей совсем маленький, такие контроллеры дают немного больше энергии в аккумуляторы.

Какой контроллер покупать тут я думаю четко не определить, кому-то нужно с солнца брать всю энергию, а у кого-то при солнце и так энергии с запасом приходит, а вот в пасмурную погоду хочется хоть немного, но по-больше. В принципе если вместо дорогова MPPT купить еще одну солнечную панель, то как-раз и компенсируются преимущество MPPT, и плюс в пасмурную погоду толку больше будет. Я лично склоняюсь больше к обычным контроллерам, так-как когда есть солнце энергию и так девать некуда, а когда его нет, то тут лишняя солнечная панель очень поможет. К примеру три панели по 100ватт дадут с обычным контроллером 18А, а с MPPT дадут 27А. Но когда будет пасмурная погода, то три панели через MPPT дадут к примеру 3А, а с обычным контроллером уже около 3,6А, а если купить вместо MPPT четвертую панель, то 4,8А.

Это все я привожу для примера, разница конечно для солнечного дня 18 и 27 А большая, но если и при 18А все равно аккумуляторы за день заряжаются, то зачем тогда больше мощности, все равно ведь когда зарядятся контроллер отключит панели и они просто так будут освещаться солнцем. А вот когда нет солнца, то и лишнему амперу радуешься, по-этому лучше больше панелей чем дорогой контроллер.

Про аккумуляторы для автономных систем

Аккумуляторы это наверно самая дорогая и важная часть системы, они очень капризны и быстро портятся, их много типов и с ними нужно относится нежно, иначе они быстро теряют емкость и портятся. По этому и контроллер нужно покупать умный, чтобы его можно было настраивать на разные типы, или там уже должны быть пред-установлены настойки для работы с разными типами АКБ.

К приму автомобильные стартерные аккумуляторы очень быстро теряют емкость в автономных системах, всего 1-2 года и они уже теряют 90% емкости. Это связано с глубокими разрядами, так-как дешевые контроллеры отключают потребителей при 10вольт, а автомобильные АКБ не рассчитаны на это, по-этому если уж их использовать, то не разряжать их более 110,8-12,0 вольт.

Щелочные аккумуляторы очень выносливы, но и очень дорогие. И если свинцовые АКБ имеют КПД 85-90% то щелочные аккумуляторы здесь немного проигрывают, а если их эксплуатировать заряжая и разряжая большими токами, то их КПД заметно ухудшается. Не выгодны такие аккумуляторы особенно зимой, тут и так энергии мало приходит, да еще и аккумуляторы отдают на 30% меньше энергии чем получают от солнечных батарей. Хотя сейчас вроде появились щелочные АКБ с улучшенным КПД, но картина в общем такая.

Литий-железо-фосфатный АКБ самые перспективные для автономных систем, они имеют высокий КПД 95-98%, и при этом совсем не боятся недо зарядов, глубоких разрядов, и больших токов разряда-заряда. Но они тоже дорогие и требуют дополнительно BMS систему контроля состояния ячеек. Если такой аккумулятор зарядить или разрядить ниже положенного, то он безвозвратно теряет емкость или ячейка вообще перестает работать. Но за состоянием акб следит БМС и она так-же занимается балансировкой заряда аккумулятора, по-этому если что-то пойдет не так, то она защитит аккумулятор и все отключит, и он не испортится.

В одной статье все не опишешь, но основное я постарался упомянуть и описать чтобы было понятно тем кто с этим совсем не знаком. Более подробно можно почитать в других статьях из раздела. Но в общем на данный момент судя по своему опыту строить небольшую электростанцию без инвертора и всю электронику питать от 12вольт выгоднее, а если уж все переводить на 220вольт, то строить систему на 48в. Особенно зимой даже немного лишней энергии очень нужно. Так-же и аккумуляторы у меня этой зимой литий-железо-фосфатные (lifepo4), и явно энергии в общем заметно больше чем при использовании автомобильных АКБ, плюс к тому lifepo4 совсем не испортились и потери емкости нет, хотя они целый месяц не заряжались до конца и постоянно разряжались до отключения.

Современные условия развития общества в целом и промышленной экономики в частности предполагают гигантские объемы потребления электроэнергии. Данный ресурс является частично возобновляемым и может вырабатываться при помощи целого ряда методов, технологий и принципов.

Основные типы электростанций по назначению

Промышленные

Тепловые электростанции

Тепловые электростанции – отличаются простотой технологического цикла, надежностью и аварийной безопасностью. Используют в качестве топлива, преимущественно, уголь, мазут, торф и природный газ. К преимуществам таких станций стоит отнести простоту переоборудования или модернизации, перехода на другой вид топлива. К минусам можно смело отнести высокую себестоимость тепловой электроэнергии и существенное загрязнение атмосферы, так как ТЭЦ вырабатывают энергию по принципу сжигания топлива.

Атомные электростанции

Атомные электростанции – наиболее противоречивый источник энергии, использующий для генерации электроэнергии атомную реакцию. В безаварийном режиме данный вид станций является наиболее предпочтительным, однако аварии несут за собой катастрофические последствия. Среди преимуществ невысокая стоимость энергии и огромная мощность электростанций. Большинство недостатков связаны с безопасностью и сложностью утилизацией ядерных отходов, а также консервацией отработавших свой ресурс блоков.

Гидроэлектростанции

Гидроэлектростанции – используют для генерации электроэнергии природную силу движения воды. До появления атомной энергетики именно ГЭС были основой процесса электрификации. Преимущества гидроэлектростанций неоспоримы и включают: самую малую стоимость энергии, относительно высокую безопасность и безвредность для окружающей среды, а также высокую мощность. Однако существуют и недостатки: число мест, подходящих для постройки станции, весьма ограничено и существенно меняется экосистема водоема в районе станции.

Полупромышленные и для бытовых нужд

Стационарные дизельгенераторы

Стационарные дизельгенераторы – автономные электростанции, предназначенные для длительной эксплуатации на одном объекте, поскольку процесс монтажа-демонтажа требует времени и участия специалистов. Могут запитывать объекты различного масштаба – от небольших стройплощадок до крупных промышленных предприятий. Абсолютно не зависят от центральных электросетей и способны работать с ними в параллельном или дублирующем режиме.

Передвижные дизельгенраторы – станция монтируется на мобильном шасси и может оперативно перемещаться на любые расстояния между различными объектами. Весь процесс монтажа-демонтажа на объекте сводится к физическому подключению установки к энергосети.

Дизельгенераторы в контейнере – наиболее надежный и защищенный вариант исполнения автономной электростанции. В данном случае ДГУ помещается в большой контейнер, создающий все необходимые условия для эффективной работы в самых суровых климатических условиях. Обеспечивается защита от механических повреждений, сверхнизких и высоких температур, осадков, достигаются высокие показатели звукоизоляции.

Электростанции в кожухе

Дизельная электростанция в кожухе – средний вариант между открытым и контейнерным исполнением. В данном случае все важные элементы станции закрываются в конструкции шумопоглощающего кожуха. Такая ДГУ может устанавливаться вне специально подготовленных помещений – на открытым воздухе. Желательно лишь установить над станцией навес, защищающий от осадков.

Открытые электростанции – поставляются без защитных конструкций и приспособлений, что выдвигает особые требования к размещению. Для эффективной и бесперебойной работы такой установки ее необходимо размещать в специально подготовленном помещении определенной площади, с наличием хорошей системы вентиляции и отвода выхлопных газов.

Каждый тип вышеперечисленных электростанций оптимален для применения в отдельно взятых, индивидуальных условиях и поэтому еще долго будет безальтернативным. Различные категории пользователей ценят в большей степени свои особенности: стоимость, надежность, безопасность, мобильность, автономность или экологичность.

Полный набор этих качеств не свойственен ни одному из типов и поэтому все они продолжают обслуживать свои группы потребителей.

Запросить консультацию

Нужна консультация отдела продаж или инженера для расчета проекта - звоните.

Приливная электростанция представляет собой специализированный вид гидроэлектростанции, которая использует энергию приливов. Долгое время люди думали о том, откуда появляются приливы и отливы. На сегодняшний день природа появления данного явления не представляет секрета, на это влияют силы гравитации небесных тел в виде луны и солнца. Благодаря ним вода в морях и океанах наступает и отходит от берега. Долгое время люди думали, как можно использовать силу приливов, но только в 1913 году рядом с Ливерпулем была построенная первая электростанция, которая использовала силу приливов.

Было доказано, что для лучшей работы электростанции важно, чтобы перепад между отливом и приливом был более 4-х метров. Поэтому лучшим местом для постройки электрической станции является морское побережье с большой амплитудой приливов и береговым рельефом, который создает крупный замкнутый «бассейн». Сегодня подобные электростанции часто имеют конструкцию, которая позволяет вырабатывать электрическую энергию во время отлива и прилива.

Виды

Приливная электростанция имеет несколько видов:

В первую очередь это генераторы приливного потока . Это отдельные установки, работающие по извлечению кинетической энергии водных масс при приливах. Часто подобные генераторные установки встраиваются в мостовые опоры, что позволяет решить сразу несколько проблем. Это касается эстетики, а также более полезного использования водного пространства. Ставятся подобные турбины и в проливах. Данные установки бывают горизонтального и вертикального исполнения. Также они выполняются в открытом виде либо в обтекателе.

Динамическая приливная электростанция . Данная технология предполагает одновременное использование кинетической и потенциальной энергии наступающей волны. Но для создания подобных электростанций требуется возводить плотины непосредственно в море. В среднем ее протяженность должна составлять порядка 35-55 километров. В этом случае водная масса будет двигаться в единственном направлении. Такая электростанция выполняется из многочисленных низконапорных гидротурбин, которые и вырабатывают .

Приливные плотины . Данные станции работают по принципу применения потенциальной энергии при разности высот воды в период прохождения отливов и приливов. Они захватывают водные массы при прохождении прилива с целью ее удержания. Когда наступает время отлива, то вода идет обратно в океан, что заставляет вращаться турбины генераторов, заставляя их вырабатывать электрическую энергию.

Приливные лагуны . Данные электростанции представляют собой круговые плотины, использующие для своей работы турбины. В результате получаются водоемы, похожие на те, которые создаются приливными плотинами. Отличие здесь только в том, что данный вид электростанций представляет искусственно созданные объекты.

Устройство

Приливная электростанция по своей конструкции может быть бесплотинной и плотинной. Плотинные электростанции по своему устройству во многом напоминают традиционные гидроэлектростанции. Плотинные электростанции предполагают отгораживание морского участка плотиной. В конструкции плотины предусматриваются протоки, в которых и ставятся турбины.

Также возможен вариант, когда плотина перекрывает уже существующей залив или устье реки. В большей части случаев, в отличие от привычных гидроэлектростанций, здесь ставятся обратимые гидрогенераторы. То есть такие установки предназначены для вырабатывания электрической энергии и при приливе и при отливе, то есть когда вода движется и в прямом и обратном направлении.

В бесплотинных электростанциях предусмотрена установка гидроагрегатов на дне морского пролива, где благодаря отливам и приливам удается получить достаточно сильные и скоростные течения. В качестве примера бесплотинной электростанции можно привести электростанцию, построенную около американского острова Рузвельта. К числу их достоинств можно отнести экономичность возведения, к минусам – небольшую мощность, а также ограниченность мест, где их можно было бы установить.

Лучшее место для возведения электростанций считается узкий морской пролив, данное обстоятельство дает возможность отсечь его плотиной от океана. В плотине предусмотрены отверстия, где устанавливаются гидравлические турбины с генераторами. Эти элементы располагаются в обтекаемой капсуле. Они могут функционировать не только в качестве генераторов электрической энергии, но также работать как насосные установки. Это свойство позволяет заполнять бассейн при приливе и сбрасывать воду при отливе, пропуская ее через турбины и вырабатывая электрическую энергию.

Капсульный тип агрегата

В капсульном агрегате герметичная капсула, где находится генератор, в большинстве случаев размещается рядом с верхним бьефом. Благодаря этому создаются лучшие гидравлические условия. Капсула крепится к железобетонному бычку через статорную колонну. Через нее проходят шинопроводы и подается масло. Из направляющей трубы вода направляется на рабочее колесо капсульного агрегата. Оно приводится в движение благодаря энергии воды.

Рабочее колесо выполнено из специальной втулки, насаженной на вал. На втулке установлены металлические лопасти, которые изогнуты специальным образом. Таких лопаток в зависимости от напора и мощности воды может быть порядка 4-8 штук. Втулка с лопатками приводит во вращение вал, который соединен с валом генератора. Одна из частей гидрогенератора является статор, выполненный из спрессованных листов стали. В канавках статора располагается медная обмотка.

Внутри статора находится ротор, который представляет барабан, насаженный на вал. На нем находятся мощные электромагниты. Вследствие действия электромагнитов и вращательного движения в обмотке образуется переменный электроток.

После прохождения рабочего колеса вода направляется во всасывающую трубу. Она выполнена таким образом, чтобы создавать пониженное давление. Благодаря этому существенно повышается мощность турбины, ведь вода начинается втягиваться в отверстие гораздо быстрее.

В последнее время распространение получили новые типы электростанций, которые работают на приливах. Основное их отличие заключается в отсутствии дорогостоящей плотины. Здесь генераторы приводятся в движение не компактными турбинами, а крупными лопастями, которые достигают диаметра порядка 10-20 метров. Эта приливная электростанциясмахивает на ветряную электрическую станцию, которая погружена в воду.

Принцип действия

Приливная электростанция, выполненная по принципу плотины, работает по следующему принципу:

Во время прилива водные массы вращают колеса капсульных устройств, вследствие чего в действие приводятся генераторы, которые и вырабатывают электрический ток.
При отливе вода уходит из бассейна обратно в море. Это также заставляет вращаться рабочие колеса, но уже в обратную сторону. Генераторы вновь начинают вырабатывать электрический ток, так как рабочий агрегат способен функционировать при вращении колеса в любые стороны. В то же время в ряде случаев капсульные устройства работают в виде насосов и откачивают воду из бассейна в море по завершении отлива, чтобы увеличить разницу уровней воды. После прилива вода здесь закачивается, чтобы обеспечить лучшую работу электростанции.
Когда нет приливов и отливов колеса не крутятся, в результате электрический ток не вырабатывается. Это плохо сказывается на потребителях. Поэтому для предотвращения перебоев с подачей электроэнергии приливная электростанцияработает совместно с иными электрическими станциями. К примеру, это могут быть тепловые либо атомные станции. Подобная взаимосвязь позволяет перераспределять нагрузку и экономить топливо в период отливов и приливов.

Применение

В соответствии со статистикой энергия приливов способна обеспечить порядка 3.5% генерации электрической энергии в мире. Но, чтобы достичь данной цели, потребуется соорудить огромное количество электростанций, работающих на приливах и отливах, в многочисленных точках мира. Их совокупная мощность должна составлять 150 ГВт. Однако данная цель является практически невыполнимой, ведь придется вложить огромные финансовые средства. Так для получения одного киловатта мощности потребуется вложить примерно 1-2 тысячи долларов, а суммарные вложения должны будут составить порядка 200-300 миллиардов долларов.

Кроме того, имеется технологическая сложность касающаяся необходимости использования турбин особой конструкции. Также необходимо учитывать, что они работают только в определенный период времени, что является существенным недостатком. Поэтому такие электростанции мало распространены. Всего насчитывается чуть более 10 коммерческих станций. В то же время всегда известно, когда приливная электростанция будет работать. Поэтому энергетики всегда готовы перевести потребителей на получение мощностей от других электростанций.

Экономическая целесообразность возведения электростанций, работающих на приливах, достигается в тех местах, где колебания приливов превышают четыре метра. При установке электростанций в таких местах можно получать сравнительно дешевую электроэнергию, которая не потребует загрязнения окружающей среды.

3.4. РАННИЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Электростанции, под которыми понимают фабрики по производству электрической энергии, подлежащей распределению между различными производителями, появились не сразу. В 70-х и начале 80-х годов XIX в. место производства электроэнергии не было отделено от места потребления.

Электрические станции, обеспечивавшие электроэнергией ограниченное количество потребителей, назывались блок-станциями (не путать с современным понятием блок-станций, под которым некоторые авторы понимают фабрично-заводские теплоэлектроцентрали). Такие станции иногда называли «домовыми».

Развитие первых электростанций было сопряжено с преодолением трудностей не только научно-технического характера. Так, городские власти запрещали сооружение воздушных линий, не желая портить внешний вид города. Конкурирующие газовые компании всячески подчеркивали действительные и мнимые недостатки нового вида освещения.

На блок-станциях в качестве первичных двигателей применялись в основном поршневые паровые машины и в отдельных случаях двигатели внутреннего сгорания (в то время являвшиеся новинкой), широко использовались локомобили. От первичного двигателя к электрическому генератору делалась ременная передача. Обычно один паровой двигатель приводил в действие один-три генератора; поэтому на крупных блок-станциях устанавливались несколько паровых машин или локомобилей. Для регулировки натяжения ремней электрические генераторы монтировались на салазках. На рис. 3.7 показан вид электростанции для освещения одного дома.

Впервые блок-станции были построены в Париже для освещения улицы Оперы. В России первой установкой такого рода явилась станция для освещения Литейного моста в Петербурге, созданная в 1879 г. при участии П.Н. Яблочкова.

Рис. 3.7. Блок-станция - электростанция с двумя генераторами (внизу справа) и локомобилем (слева) для освещения одного дома

Однако идея централизованного производства электроэнергии была настолько экономически оправданной и настолько соответствовала тенденции концентрации промышленного производства, что первые центральные электростанции возникли уже в середине 80-х годов XIX в. и быстро вытеснили блок-станции. В связи с тем что в начале 80-х годов массовыми потребителями электроэнергии могли стать только источники света, первые центральные электростанции проектировались, как правило, для питания осветительной нагрузки и вырабатывали постоянный ток.

В 1881 г. несколько предприимчивых американских финансистов под впечатлением успеха, которым сопровождалась демонстрация ламп накаливания, заключили соглашение с Т.А. Эдисоном и приступили к сооружению первой в мире центральной электростанции (на Пирльстрит в Нью-Йорке). В сентябре 1882 г. эта электростанция была сдана в эксплуатацию. В машинном зале станции было установлено шесть генераторов Т.А. Эдисона, мощность каждого составляла около 90 кВт, а общая мощность электростанции превышала 500 кВт. Здание станции и ее оборудование были спроектированы весьма целесообразно, так что в дальнейшем при строительстве новых электростанций развивались многие из тех принципов, которые были предложены Т.А. Эдисоном. Так, генераторы станций имели искусственное охлаждение и соединялись непосредственно с двигателем. Напряжение регулировалось автоматически. На станции осуществлялись механическая подача топлива в котельную и автоматическое удаление золы и шлака. Защита оборудования от токов короткого замыкания осуществлялась плавкими предохранителями, а магистральные линии были кабельными. Станция снабжала электроэнергией обширный по тому времени район площадью 2,5 км.

Вскоре в Нью-Йорке было построено еще несколько станций. В 1887 г. работали уже 57 центральных электростанций системы Т.А. Эдисона.

Исходное напряжение первых электростанций, от которого впоследствии были произведены другие, образующие известную шкалу напряжений, сложилось исторически. Дело в том, что в период исключительного распространения дугового электрического освещения эмпирически было установлено, что наиболее подходящим для горения дуги является напряжение 45 В. Чтобы уменьшить токи короткого замыкания, которые возникали в момент зажигания ламп (при соприкосновении углей), и для более устойчивого горения дуги включали последовательно с дуговой лампой балластный резистор.

Также эмпирически было найдено, что сопротивление балластного резистора должно быть таким, чтобы падение напряжения на нем при нормальной работе составляло примерно 20 В. Таким образом, общее напряжение в установках постоянного тока сначала составляло 65 В, и это напряжение применялось долгое время. Однако часто в одну цепь включали две другие лампы, для работы которых требовалось 2x45 = 90 В, а если к этому напряжению прибавить еще 20 В, приходящиеся на сопротивление балластного резистора, то получится напряжение 110 В. Это напряжение почти повсеместно было принято в качестве стандартного.

Уже при проектировании первых центральных электростанций столкнулись с трудностями, которые в достаточной степени не были преодолены в течение всего периода господства техники постоянного тока. Радиус электроснабжения определяется допустимыми потерями напряжения в электрической сети, которые для данной сети тем меньше, чем выше напряжение. Именно это обстоятельство заставило строить электростанции в центральных районах города, что существенно затрудняло не только обеспечение водой и топливом, но и удорожало стоимость земельных участков для строительства электростанций, так как земля в центре города была чрезвычайно дорога. Этим, в частности, и объясняется необычный вид нью-йоркских электростанций, на которых оборудование располагалось на многих этажах. Положение осложнялось еще тем, что на первых электростанциях приходилось размещать большое количество котлов, паропроизводительность которых не соответствовала новым требованиям, предъявленным электроэнергетикой.

Не менее удивился бы наш современник, увидев первые петербургские электростанции, которые обслуживали район Невского проспекта. В начале 80-х годов XIX в. они размещались на баржах, закрепленных у причалов на реках Мойке и Фонтанке (рис. 3.8). Строители исходили из соображений дешевого водоснабжения, кроме того, при таком решении не нужно было покупать земельные участки, близкие к потребителю.

В 1886 г. в Петербурге было учреждено акционерное «Общество электрического освещения 1886 г.»: (сокращенно называлось «Общество 1886 г.»), которое приобрело электростанции на реках Мойке и Фонтанке и построило еще две: у Казанского собора и на Инженерной площади. Мощность каждой из этих электростанций едва превышала 200 кВт.

Рис. 3.8. Электростанция на р. Фонтанке в Петербурге

В Москве первая центральная электростанция (Георгиевская) была построена в 1886 г. тоже в центре города, на углу Большой Дмитровки и Георгиевского переулка. Ее энергия использовалась для освещения прилегающего района. Мощность электростанции составляла 400 кВт.

Ограниченные возможности расширения радиуса электроснабжения привели к тому, что удовлетворить спрос на электроэнергию со временем становилось все труднее. Так, в Петербурге и Москве к середине 90-х годов возможности присоединения новой нагрузки к существующим электростанциям были исчерпаны и встал вопрос об изменении схем сети или даже об изменении рода тока.

Рост потребностей в электроэнергии эффективно стимулировал повышение производительности и экономичности тепловой части электрических станций. Прежде всего следует отметить решительный поворот от поршневых паровых машин к паровым турбинам. Первая турбина на электростанциях России была установлена в 1891 г. в Петербурге (станция на р. Фонтанке). За год до этого испытание турбины было проведено на станции, расположенной на р. Мойке. Выше уже отмечался наиболее существенный недостаток электроснабжения постоянным током - слишком малая площадь района, которая может обслуживаться центральной электростанцией. Удаленность нагрузки не превышала нескольких сотен метров. Электростанции стремились расширить круг потребителей своего товара - электроэнергии. Этим объясняются настойчивые поиски путей увеличения площади электроснабжения при условии сохранения уже построенных станций постоянного тока. Было предложено несколько идей, как увеличить радиус распределения энергии.

Первая идея, не получившая заметного распространения, касалась понижения напряжения электрических ламп, подключавшихся в конце линии. Однако расчеты показали, что при протяженности сети более 1,5 км экономически выгоднее было построить новую электростанцию.

Другое решение, которое могло во многих случаях удовлетворить потребность, состояло в изменении схемы сети: переходе от двухпроводных сетей к многопроводным, т.е. фактически к повышению напряжения

Трехпроводная система распределения электроэнергии была предложена в 1882 г. Дж. Гопкинсоном и независимо от него Т. Эдисоном. При этой системе генераторы на электростанции соединялись последовательно и от общей точки шел нейтральный, или компенсационный провод. При этом обычные лампы сохранялись. Они включались, как правило, между рабочими и нейтральным проводами, а двигатели для сохранения симметрии нагрузки можно было включать на повышенное напряжение (220 В).

Практическими результатами введения трехпроводной системы явилось, во-первых, увеличение радиуса электроснабжения примерно до 1200 м, во-вторых, относительная экономия меди (при всех прочих одинаковых условиях расход меди при трехпроводной системе был практически вдвое меньше, чем при двухпроводной).

Для регулирования напряжения в ветвях трехпроводной сети применялись различные устройства: регулировочные дополнительные генераторы, делители напряжения, в частности получившие значительное распространение делители напряжения Михаила Осиповича Доливо-Добровольского, аккумуляторные батареи. Трехпроводная система широко применялась как в России, так и за рубежом. Она сохранилась вплоть до 20-х годов XX в., а в отдельных случаях применялась и позднее.

Максимальный вариант многопроводных систем пятипроводная сеть постоянного тока, в которой применялись четыре последовательно включенных генератора и напряжение, увеличивалось вчетверо. Радиус электроснабжения возрастал всего до 1500 м. Однако эта система не получила широкого применения.

Третий путь увеличения радиуса электроснабжения предполагал сооружение аккумуляторных подстанций. Аккумуляторные батареи были в то время обязательным дополнением каждой электростанции. Они покрывали пики нагрузок. Заряжаясь в дневные и поздние ночные часы, они служили резервом.

Сети с аккумуляторными подстанциями получили некоторое распространение. В Москве, например, в 1892 г. была построена аккумуляторная подстанция в Верхних торговых рядах (ныне ГУМ), находившаяся на расстоянии 1385 м от Георгиевской центральной станции. На этой подстанции были установлены аккумуляторы, питавшие около 2000 ламп накаливания.

В последние два десятилетия XIX в. было построено много электростанций постоянного тока, и они долгое время давали значительную долю общей выработки электроэнергии. Мощность таких электростанций редко превышала 500 кВт, агрегаты обычно имели мощность до 100 кВт.

Все возможности увеличения радиуса электроснабжения при постоянном токе довольно быстро были исчерпаны, особенно в крупных городах.

В 80-х годах XIX в. начинают сооружаться электростанции переменного тока, выгодность которых для увеличения радиуса электроснабжения была бесспорной. Если не считать блок-станций переменного тока, построенных в Англии в 1882–1883 гг., то, по-видимому, первой постоянно действовавшей электростанцией переменного тока можно считать электростанцию Гровнерской галереи (Лондон). На этой станции, пущенной в эксплуатацию в 1884 г., были установлены два генератора переменного тока В. Сименса, которые через последовательно включенные трансформаторы Дж.Д. Голяра и Л. Гиббса работали на освещение галереи. Недостатки последовательного включения трансформаторов и, в частности, трудности поддержания постоянства тока были выявлены довольно быстро, и в 1886 г. эта станция была реконструирована по проекту С.Ц. Ферранти. Генераторы В. Сименса были заменены машинами конструкции С.Ц. Ферранти мощностью 1000 кВт каждая с напряжением на зажимах 2,5 кВ. Трансформаторы, изготовленные по проекту С.Ц. Ферранти, включались в цепь параллельно и служили для снижения напряжения в непосредственной близости от потребителей.

В 1889–1890 гг. С.Ц. Ферранти вновь вернулся к проблеме электроснабжения Лондона с целью обеспечения электроэнергией района лондонского Сити. В связи с высокой стоимостью земельного участка в центре города было решено построить электростанцию в одном из предместий Лондона, в Дептфорде, находящемся в 12 км от Сити. Очевидно, на таком большом расстоянии от места потребления электроэнергии электростанция должна была вырабатывать переменный ток. При сооружении этой установки были применены мощные по тому времени генераторы высокого напряжения (10 кВ) мощностью по 1000 л.с. Общая мощность Дептфордской электростанции составляла около 3000 кВт. На четырех городских подстанциях, питавшихся по четырем магистральным кабельным линиям, напряжение понижалось до 2400 В, а затем уже у потребителей (в домах) - до 100 В.

Примером крупной гидростанции, питавшей осветительную нагрузку в однофазной цепи, может служить станция, построенная в 1889 г. на водопаде вблизи г. Портленда (США). На этой станции гидравлические двигатели приводили в действие восемь однофазных генераторов общей мощностью 720 кВт. Кроме того, на электростанции были установлены 11 генераторов, предназначенных специально для питания дуговых ламп (по 100 ламп на каждый генератор). Энергия этой станции передавалась на расстояние 14 миль в г. Портленд.

Характерная особенность первых электростанций переменного тока - изолированная работа отдельных машин. Синхронизация генераторов еще не производилась, и от каждой машины шла отдельная цепь к потребителям. Легко понять, насколько неэкономичными при таких условиях оказались электрические сети, на сооружение которых расходовались колоссальные количества меди и изоляторов.

В России крупнейшие станции переменного тока были сооружены в конце 80-х и начале 90-х годов XIX в. Первая центральная электростанция построена венгерской фирмой «Ганц и К?» в г. Одессе в 1887 г. Основным потребителем энергии была однофазная система электрического освещения нового театра. Эта электростанция представляла собой для своего времени прогрессивное сооружение. Она имела четыре водотрубных котла общей производительностью 5 т пара в час, а также два синхронных генератора общей мощностью 160 кВт при напряжении на зажимах 2 кВ и частоте 50 Гц. От распределительного щита энергия поступала в линию длиной 2,5 км, ведущую к трансформаторной подстанции театра, где напряжение понижалось до 65 В (на которое были рассчитаны лампы накаливания). Оборудование электростанции было столь совершенным для своего времени, что, несмотря на то что топливом служил привозной английский уголь, стоимость электроэнергии была ниже, чем на более поздних петербургских и московских электростанциях. Расход топлива составлял 3,4 кг/(кВт?ч) [на петербургских электростанциях 3,9–5,4 кг/(кВт?ч)].

В том же году началась эксплуатация электростанции постоянного тока в Царском Селе (ныне г. Пушкин). Протяженность воздушной сети в Царском Селе уже в 1887 г. была около 64 км, тогда как два года спустя суммарная кабельная сеть «Общества 1886 г.» в Москве и Петербурге, составляла только 115 км. В 1890 г. Царскосельская электростанция и сеть были реконструированы и переведены на однофазную систему переменного тока напряжением 2 кВ. По свидетельству современников, Царское Село было первым городом в Европе, который был освещен исключительно электричеством.

Крупнейшей в России электростанцией для снабжения однофазной системы переменного тока была станция на Васильевском острове в Петербурге, построенная в 1894 г. инженером Н.В. Смирновым. Мощность ее составляла 800 кВт и превосходила мощность любой существовавшей в то время станции постоянного тока. В качестве первичных двигателей использовались четыре вертикальные паровые машины мощностью 250 л.с. каждая. Применение переменного напряжения 2000 В позволило упростить и удешевить электрическую сеть и увеличить радиус электроснабжения (более 2 км при потере до 3% напряжения в магистральных проводах вместо 17–20% в сетях постоянного тока). Таким образом, опыт эксплуатации центральных станций и однофазных сетей показал преимущества переменного тока, но вместе с тем, как уже отмечалось, выявил ограниченность его применения. Однофазная система тормозила развитие электропривода, усложняла его. Так, например, при подключении силовой нагрузки к сети Дептфордской станции приходилось дополнительно помещать на валу каждого синхронного однофазного двигателя еще разгонный коллекторный двигатель переменного тока. Легко понять, что такое усложнение электропривода делало весьма сомнительной возможность его широкого применения.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Из книги автора

12. АРИЗ Ранние алгоритмы (разбор примеров) Кудрявцев А. В. АРИЗ - один из основных инструментов теории решения изобретательских задач. С 1961 г. он прошел большой путь развития, превратился из простого и короткого списка инструкций в развернутый, детализированный метод

Из книги автора

5.7.2. ПЕРЕДВИЖНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Развитие электроэнергетики в полевых частях сухопутных войск в значительной мере определялось основополагающим требованием мобильности. Первая русская передвижная электростанция была создана в 1913 г. для

Читать книгу целиком на Litres
4.11. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ВЕЩЕСТВЕННЫХ СРЕДАХ
4.12. ДИНАМИКА СВОБОДНЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ И ТЕЛ В ЭМП
4.13. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И ГЕНЕРАЦИЯ ЭМП В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЦЕЛЯХ
4.14. ВЛИЯНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ НА РАЗВИТИЕ ТЭ
4.15. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
4.16. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЭ
5.1. ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА В КОНЦЕ XIX И В XX ВЕКЕ
5.1.1. ПЕРВАЯ ТРЕХФАЗНАЯ ЛИНИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
5.1.2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ РАЙОННЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
5.1.3. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ В НАШЕЙ СТРАНЕ
5.1.4. ИНТЕГРАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В МИРОВОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ
5.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
5.3.1. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
5.3.2. СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ СВН И УВН - ВЫДАЮЩЕЕСЯ ДОСТИЖЕНИЕ РОССИЙСКИХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКОВ
5.3.3. ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
5.3.4. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ
5.3.5. ПОТЕРИ И КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
5.4.1. ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ И ИХ ОГРАНИЧЕНИЕ
5.4.2. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ И АППАРАТУРЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
5.4.3. КООРДИНАЦИЯ ИЗОЛЯЦИИ И МЕТОДЫ ЕЕ ИСПЫТАНИЙ
5.4.4. ИСТОЧНИКИ НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
5.5.1. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
5.5.2. ПРОТИВОАВАРИЙНАЯ АВТОМАТИКА
5.5.3. АВТОМАТИКА УПРАВЛЕНИЯ
5.5.4. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И КОМПЛЕКСЫ ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ
5.6.1. ФОРМИРОВАНИЕ РЫНОЧНЫХ ОТНОШЕНИЙ В РОССИЙСКОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ
5.6.2. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЕЭС РОССИИ
5.6.3. ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННЫМИ ЭЭС
5.7. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА В ВОЕННОМ ДЕЛЕ
5.7.7. ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ И ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
5.7.2. ПЕРЕДВИЖНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
5.7.3. СОВРЕМЕННЫЙ ЭТАП ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВОЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
5.7.4. ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ
5.7.5. ЭЛЕКТРООСВЕТИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВОЕННЫХ ЦЕЛЕЙ
6.1. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ
6.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ И ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
6.2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
6.2.2. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА ЕДИНЫХ СЕРИЙ
6.2.3. ТЯГОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
6.2.4. КРУПНЫЕ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
6.2.5. ТИРИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
6.2.6. ТУРБОГЕНЕРАТОРЫ
6.2.7. ГИДРОГЕНЕРАТОРЫ
6.2.8. СИНХРОННЫЕ КОМПЕНСАТОРЫ
6.2.9. КРУПНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (КЭМ)
6.2.10. ВЕНТИЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ
6.2.11. СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ И АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ
6.2.12. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
6.2.13. ИЗОЛЯЦИЯ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
6.2.14. МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ ВТ КРУПНОМ ЭЛЕКТРОМАШИНОСТРОЕНИИ
6.4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
6.4.2. АППАРАТЫ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
6.4.3. АППАРАТЫ УПРАВЛЕНИЯ, РЕГУЛИРОВАНИЯ И АВТОМАТИКИ
6.5. ТРАНСФОРМАТОРЫ
6.6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД
6.6.1. РАННИЙ ПЕРИОД РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
6.6.2. ПЕРЕХОД ОТ ГРУППОВОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА К ИНДИВИДУАЛЬНОМУ
6.6.3. РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД - ПОИСК РЕШЕНИЙ
6.6.4. ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
6.6.5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
6.6.6. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ СО СТАТИЧЕСКИМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ. ЗАВЕРШЕНИЕ РАЗВИТИЯ «ДОПОЛУПРОВОДНИКОВОГО» ЭЛЕКТРОПРИВОДА
6.6.7. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ. СИСТЕМЫ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ - ДВИГАТЕЛЬ (ТП - Д) И ИСТОЧНИК ТОКА - ДВИГАТЕЛЬ (ИТ - Д)
6.6.8. РАЗВИТИЕ АСИНХРОННОГО И ДИСКРЕТНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
6.6.9. СИСТЕМЫ ПОДЧИНЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
6.6.10. МИКРОПРОЦЕССОРЫ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
Глава 7. ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЯ
ВВЕДЕНИЕ
7.1.1. РЕЗИСТИВНЫЙ НАГРЕВ
7.1.2. ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАГРЕВ
7.1.3. ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВ
7.7.5. ПЛАЗМЕННЫЙ НАГРЕВ
7.1.6. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ НАГРЕВ
7.1.7. ЛАЗЕРНЫЙ НАГРЕВ
7.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВАРКА
7.2.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
7.2.2. СВАРКА ЗА СЧЕТ РЕЗИСТИВНОГО НАГРЕВА
7.2.3. ПРОЧИЕ ВИДЫ ЭЛЕКТРОСВАРКИ
7.3. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ
7.3.1. ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННАЯ ОБРАБОТКА
7.3.2. ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНАЯ ОБРАБОТКА ДАВЛЕНИЕМ
7.3.3. ПРОЧИЕ МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
7.4. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
7.4.1. ЗАРОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
7.4.2. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ (ЭЛЕКТРОЛИЗ) ВОДЫ
7.4.3. ПОЛУЧЕНИЕ ХЛОРА И ЩЕЛОЧИ
7.4.4. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОЛУЧЕНИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
7.4.5. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЕ ПОЛУЧЕНИЕ И РАФИНИРОВАНИЕ МЕТАЛЛОВ
7.4.6. ГАЛЬВАНОТЕХНИКА
7.4.7. АНОДНАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
8.1.1. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ
8.1.2. ГОРОДСКОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ
8.1.3. ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
8.2.1. ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
8.2.2. ГРЕБНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ (СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ)
8.2.3. ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ
8.3. АВТОТРАКТОРНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ И ЭЛЕКТРОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
8.3.1. СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ
8.3.2. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.3.3. СИСТЕМЫ ПУСКА
8.3.4. СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ И СВЕТОВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
8.3.5. КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
8.3.6. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И КОММУТАЦИОННАЯ АППАРАТУРА
8.3.7. ЭЛЕКТРОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
8.3.8. ТЯГОВЫЕ ЭЛЕКРОПРИВОДЫ БОЛЬШЕГРУЗНЫХ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ БЕЛАЗ
8.4.1. АВИАЦИОННОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
8.4.2. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ (КА)
Глава 9. СВЕТОТЕХНИКА
9.1. ВВЕДЕНИЕ
9.3. ПРИБОРЫ ДЛЯ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ИЗЛУЧЕНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ
9.4. СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
Глава 10. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
10.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
10.2. ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
10.3. КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
10.4. МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ЭЛЕКТРОПРОМЫШЛЕННОСТИ
10.4.1. МАГНИТОМЯГКИЕ МАТЕРИАЛЫ
10.4.2. АМОРФНЫЕ МАГНИТОМЯГКИЕ МАТЕРИАЛЫ (АММ)
10.4.3. ФЕРРИМАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
10.4.4. МАГНИТОТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ
10.5. КАБЕЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ
Глава 11. ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
11.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
11.2. СИЛОВАЯ (ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ) ЭЛЕКТРОНИКА
11.2.1. ПЕРВЫЕ РТУТНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ
11.2.2. УПРАВЛЯЕМЫЕ РТУТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
11.2.3. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРНЫЕ ЛАМПЫ
11.2.4. СИЛОВЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ
11.2.5. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
11.2.6. РАЗВИТИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
11.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
11.3.1. ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОННЫХ И ИОННЫХ ПОТОКОВ
11.3.2. ЛАЗЕРНЫЕ ИСТОЧНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
11.3.3. ИСТОЧНИКИ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЙ
11.3.4. МОЩНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА
11.4. ИНФОРМАЦИОННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
11.4.1. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ
11.4.2. УСИЛИТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
11.4.3. ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА
11.4.4. РАЗВИТИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ
11.4.5. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ И АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ
11.4.6. ЭЛЕКТРОННЫЕ АВТОМАТЫ С ПАМЯТЬЮ
11.4.7. МИКРОПРОЦЕССОРЫ И МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ
Глава 12. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
12.1. ВВЕДЕНИЕ
12.3. АНАЛОГОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ
12.4. ЦИФРОВЫЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
12.5. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
13.1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССИЙСКИХ И ЗАРУБЕЖНЫХ УЧЕНЫХ, ВНЕСШИХ ЗНАЧИТЕЛЬНЫЙ ВКЛАД В РАЗВИТИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
13.2.1. Академики РАН
13.2.2. ЧЛЕНЫ-КОРРЕСПОНДЕНТЫ РАН
13.3. ПОЧЕТНЫЕ АКАДЕМИКИ, ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ЧЛЕНЫ И ЧЛЕНЫ-КОРРЕСПОНДЕНТЫ АЭН РФ
13.3.1. ПОЧЕТНЫЕ АКАДЕМИКИ АЭН РФ
13.3.2. ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ЧЛЕНЫ АЭН РФ
13.3.3. ЧЛЕНЫ-КОРРЕСПОНДЕНТЫ АЭН РФ
13.4. КОЛЛЕКТИВНЫЕ ЧЛЕНЫ АЭН РФ