Сучасне використання вітродвигунів в енергетиці

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти та науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут »

Кафедра автоматизації електромеханічних систем та електропривода

РЕФЕРАТ

з кредитного модуля

“Вступ до електромеханіки”

”Розвиток енергетики. Сучасне використання вітродвигунів в енергетиці”

Виконав

Філіппенко М.В

Перевірив

Бовкунович В.С.

Київ 2015

План

Вступ

1. Розвиток енергетики як галузі в світі

2. Історія розвитку енергетики в Україні

3. Історія енергетики та сучасні потреби

4. Загальна інформація про енергію вітру

5. Перспективи вітрової енергетики в Україні

Висновки

Використана література

Вступ

Без енергетики сьогодні практично не може розвиватися жодне виробництво. Тому енергетика як галузь займає одне з провідних місць щодо руху прогресу та соціально-економічного розвитку сучасного суспільства. Вкрай цікавим є вивчення історичного розвитку енергетики як галузі як у світі, так і в Україні зокрема. В даній роботі спробую це зробити.

1. Розвиток енергетики як галузі в світі

Перші ТЕС з'явилися наприкінці XIX століття (у 1882 -- у Нью-Йорку, 1883 -- у Петербурзі, 1884 -- у Берліні) і одержали переважне поширення. У середині 70-х років ХХ століття ТЕС -- основний вид електричних станцій. Частка вироблюваної ними електроенергії складала: у Росії і США 80% (1975), у світі близько 76% (1973). Зараз близько 50% всієї електроенергії світу виробляється на теплових електростанціях.

По кількості вироблюваної енергії на другому місці знаходяться гідравлічні електростанції (ГЕС). Вони роблять найбільш дешеву електроенергію, але мають досить велику собівартість будівлі. Саме ГЕС дозволили радянському уряду в перші десятиліття радянської влади зробити великий прорив у промисловості.

Сучасні ГЕС дозволяють робити до 7 млн. квт енергії, що вдвічі перевищує показники діючих у даний час ТЕС і, поки, АЕС, однак розміщення ГЕС у Європі ускладнено через велику вартість землі і неможливості забезбечення теплом та електроенергією великих територій у даних регіонах. Важливим недоліком ГЕС є сезонність їхньої роботи, що є дуже незручним для роботи промисловості.

Перша у світі АЕС - Обнінська була введена у експлуатацію в 1954 році в Росії. Персонал на 9 російських АЕС складав 40,6 тис. чоловік або 4% від загального числа населення зайнятого в енергетиці. 11,8%, 119,6 млрд. квт всієї електроенергії, виробленої в Росії і Україні вироблена на АЕС. Тільки на АЕС зростання виробництва електроенергії зберігається високим.

Планувалося, що питома вага АЕС у виробництві електроенергії досягне в СРСР у 1990 р. 20%, фактично було досягнуто тільки 12,3%. Чорнобильська катастрофа викликала скорочення програми атомного будівництва, з 1986 р. в експлуатацію були введені тільки 4 енергоблоки. АЕС, що є найбільш сучасним видом електростанцій, мають ряд істотних переваг перед іншими видами електростанцій: при нормальних умовах функціонування вони абсолютно не забруднюють навколишнє середовище, не вимагають прив'язки до джерела сировини і відповідно можуть бути розміщені практично скрізь, нові енергоблоки мають потужність практично рівну потужності середньої ГЕС, однак коефіцієнт використання встановленої потужності на АЕС (80%) значно перевищує цей показник у ГЕС чи ТЕС.

2. Історія розвитку енергетики в Україні

1872 рік. Поки що Київ та інші населені пункти України користуються гасовими ліхтарями. Київська міська управа 5 липня призначила торги на освітлення м. Києва (480 ліхтарів). Вартість однієї години горіння становила 1.75 коп. для приватних споживачів і 1.5 коп. для казенних і міських будівель.

У 1878 році відомий російський інженер О.П. Бородін обладнав токарний цех Київських залізничних майстерень Київ-Брестської залізниці, що знаходилась поблизу Залізничного вокзалу, на території теперішнього Київського вагоноремонтного заводу, чотирма електричними дуговими ліхтарями, основними компонентами кожного з яких були два вугільних стержня (електроди, свічка Яблочкова) і прошарок ізоляційного матеріалу (пластинка каоліна), розміщеного поміж стержнями. Кожний ліхтар живився від окремої динамомашини Грамма. Ліхтарі були розташовані двома рядами в шаховому порядку і розраховані на 3 години роботи. Це освітлення, як показав досвід, надавало не лише задовільні результати, але і було значно дешевшим, ніж газове чи масляне. А вдосконаленням способу виробництва світла ми зобов'язані Яблочкову. Саме його вдосконалені лампи були використані для освітлення майстерень Дніпровського пароплавства в 1880 р.

Вже у 80 рр. XIX століття заможні кияни почали освітлювати свої особняки за допомогою окремих «домових» установок. В 1886 р. електричне освітлення було установлено в саду Шато-де-Флер (нині стадіон «Динамо»). Досвід використання електричного освітлення за цей період був дуже малий, але встиг визначити великі переваги перед іншими видами освітлення. Таким чином, електрична енергія почала входити в життя та побут киян, а пізніше і в побут населення інших міст України. Перша Центральна електростанція постійного струму загального користування у Києві почала діяти у грудні місяці 1890 року. Проект та будівництво її консультували: начальник Київського залізничного училища І. Мацон та відомий учений професор фізики Київського університету Н. Шиллер, який мав учений ступінь з електротехніки. Електрична станція давала струм для освітлення міського театру. Хрещатика і будинків приватних абонентів. Вона була розміщена в кам'яному приміщенні на Театральній площі, де нині знаходиться Національна опера України ім. Тараса Шевченка (там був розташований театр, який згорів в 1895 р.). Електростанція мала ізольовану котельню, машинне відділення та розподільчий пристрій. В котельні були змонтовані три парові котли, які опалювалися дровами. Вода поступала із міського водопроводу. Котли виробляли пару для трьох горизонтальних двоциліндрових парових машин по 60 к.с. (44.1 кВт) кожна. Ці машини приводили в рух динамомашини Сименса. Крім того, для живлення 14 дугових ліхтарів, установлених на Хрещатику, були виділені дві динамомашини із приводом від парових машин, потужністю по 20 к.с. (14.7 кВт). Потужність електростанції становила біля 150 к.с. (110.3 кВт).

Товариство «Савицький і Страус» у 1891 році побудувало нову електричну станцію постійного струму на Хрещатику (в районі Думської площі). її потужність становила близько 150 кінських сил, або 110.З кВт. Проте проблема електричного освітлення міста на початку 1890-х років залишалась не вирішеною. Наприкінці 1892 року була розширена електрична станція на Театральній площі, де додатково було встановлено два парових котла системи «Нейера», дві динамомашини, потужністю 80 кінських сил (58.8 кВт кожна) і дві по 25 кінських сил (18.38 кВт кожна). У 1893 р. потужність Центральної електричної станції загального користування зросла до 300 кінських сих, або до 220.6 кВт. Товариство «Савицький і Страус» не мало конкурентів, тому ціни на освітлення було установлено більші, ніж в Санк-Петербурзі та Москві. Тарифи на електроенергію були встановлені високі і брались за 1 годину горіння ламп чи ліхтаря. Варто відзначити, що уже у 1891 році використовувались електролічильники, які коштували 125 крб. Київ у 1892 р. став батьківщиною першого електричного трамваю,а Росія стала 15-ю країною в світі, де використовувався електричний трамвай. У 1889 р. (ще до появи першої електричної станції постійного струму у м. Києві у 1890 р.) Струве Аманд Єгорович (1835 - 1898) запропонував збудувати трамвай з електричним двигуном, який би найкраще був пристосований для крутих київських узвозів. Свою ідею 2-го травня 1892 р. він втілив у життя -- вперше на теренах колишньої Росії. По маршруту Поділ - Олександрівський майдан - Хрещатик з червня 1892 р. їздило по одноколійному шляху 2 вагони трамваю, які живилися від тимчасової електростанції постійного струму. В її машинальному відділенні були встановлені два газових двигуни потужністю по 60 к.с. (44.1 кВт) і дві динамомашини (60А, 500В, 900 обер./хв.). Досвід експлуатації першого в-Росії електричного трамвая показав великі переваги електричної тяги в технічному та економічному відношенні перед іншими її видами. Це зумовило застосування в Києві електричного струму для освітлення і для приведення в рух невеликих двигунів. Таким чином, споживання струму в Києві у 1895 році у порівнянні з 1894 роком зросло на 25%, а в порівнянні з 1892 роком збільшилось майже утричі.

До 1895 року електроенергія в Києві використовувалась для руху вагонів міського електротранспорту, для освітлення, для приведення в рух невеликих механічних верстатів. Пожежна безпека та зручність дозволяли використовувати електричний струм також і в побуті. Звичайно, перші побутові прилади у Києві були дуже дорогими і доступними лише небагатьом. Варто зазначити, що із 1895 року починається освітлення деяких пам'ятників. Одним з перших було освітлено хрест пам'ятника Святого Володимира. Будівництво електричних станцій постійного струму не вирішило проблему освітлення міста через обмеженість дії постійного струму низької напруги. Бажаючи закріпити свої позиції в місті, товариство «Савицький і Страус» у 1893 році підготувало проект будівництва електричної станції трифазного змінного струму високої напруги. Проблему передавання електричної енергії на значні відстані на той час розв'язала техніка трифазного змінного струму, розроблена в основних деталях М.О. Доліво-Добровольським (1891 р.) у Німеччині. Сприйняття цієї геніальної технічної ідеї було дуже обмеженим. На шляху практичного використання трифазного змінного струму було багато перешкод як в країнах Європи, так і в царської Росії, про які варто згадати, щоб зрозуміти ту історичну ситуацію. 1891 рік був роком повної перемоги трифазного змінного струму. На Франкфурській електротехнічній виставці була демонстрація передавання електроенергії трифазного змінного струму із Лауфена до Франкфурта-на-Майні. Протягом 4-х місяців були збудовані унікальні машини, трансформатори і 175-кілометрова електромережа. На скільки це був великий ризик, можна судити по тому, що генератор, трансформатори, електродвигун виготовлялися одночасно і попередньо не могли бути випробувані. Приводимо слова самого Доліво-Добровольського про ці події: «Якщо я не хотів накликати на мій трифазний струм незмивної ганьби і піддати його недовірі, яку навряд чи швидко було б спростовано, я зобов'язаний був взяти на себе це завдання і вирішити його. В противному разі досліди Лауфен-Франкфурта і багато з того, що повинно було потім розвиватися на їх основі, пішли б по шляху використання однофазного струму».

Коли всі елементи електропередавання були підготовлені, на шляху його ентузіастів виникла несподівана перешкода: людський страх перед високою напругою, перед закріпленими на дерев'яних опорах лінії табличками із зображенням відомого символу смертельної небезпеки. До цього висока напруга використовувалась 6 кВ. Доліво-Добровольському дозволили використати напругу 15 кВ. Ця напруга здавалася дуже високою, і влада Гессена і Бадена, по території яких проходила лінія, заборонила її вмикання. Тоді Доліво-Добровольський пішов на великий ризик. Коли була подана напруга, один із провідників ЛЕП, що перетинав у цьому місці залізну дорогу, був штучно обірваний. Тільки-но провідник, що впав, торкнувся рейки, винахідник на очах багатьох офіційних представників підійшов до провідника і підняв його голими руками. Він був абсолютно впевнений, що засоби релейного захисту повітряної лінії її вимкнуть. 25 серпня на виставці у Франкфурті загорілись 1000 ламп, живлених по 175-кілометровій лінії, а 12 вересня електродвигун привів у дію 10-метровий декоративний водоспад. Необізнані глядачі були здивовані, дехто з них думали, що в цьому водоспаді журчить, пробігаючи по провідникам, «справжня вода із Неккара» - річки, що обертала турбіну лауфенської електростанції... А людський розум отримав ще одну перемогу над природою - перемогу над відстанню. Доліво-Добровольський весь час думав і хотів повернутись на Батьківщину. На запрошення він негайно відповів згодою. Однак цим мріям нашого співвітчизника про повернення на Батьківщину не судилося збутися: важка сердечна хвороба прикувала його до ліжка. Шість років М.О. Доліво-Добровольський боровся з хворобою, знаходячись у Швейцарії. У 1918 р. у Берліні він виступив із знаменитою доповіддю про межі використання змінного струму для електропередавання на великі відстані і про перспективи використання в цій галузі постійного струму високої напруги. Ці нові ідеї потрясли технічний світ, і настільки оволоділи Доліво-Добровольським, що він вирішив присвятити себе науковій і викладацькій роботі. І од його мрія не збулася: 15 листопада 1918 р. він помер. Трифазний змінний струм приніс йому світове визнання. Застосування трифазного змінного струму у Києві затримувалось внаслідок монополії іноземних компаній, які експлуатували електричні станції постійного струму. Електростанцій трифазного змінного струму в містах Росії тоді ще не було, і місцева київська влада не наважувалась дати згоду на будівництво такої електростанції.

Проте обіцянки товариства «Савицький і Страус» знизити тарифи і підвищити дальність дії електростанції зробили свою справу. У грудні 1898 р. нова Центральна електрична станція трифазного змінного струму була введена в експлуатацію. Вона була розміщена на Андріївській вулиці, № 19 в кам'яному будинку, який зберігся до нашого часу. У приміщенні машинного залу (колишньої ДЕС-1) на вул. Андріївський, 19 і тепер знаходиться в хорошому стані парова турбіна BROWN BOVERI з генератором потужністю 4500 кВт, 1910 року виробництва (Швейцарія), мостовий кран вантажопідйомністю 20 тонн, виробництва 1890 р. під номером 1, обладнання контрольно-вимірювальних приладів (КВП) 1930-х років виробництва та інше. Таким чином, волею випадку, Україна перша скористалась винаходом вченого у практичних цілях на теренах колишньої Росії - і як би компенсувала М.О. Доліво-Добровольському ту велику тугу за Батьківщиною, яку він проніс через все своє життя. На цій електростанції були встановлені генератори трифазного змінного струму напругою 2.2 кВ.

Електричним кабелем напругою 2.2 кВ електроенергія передавалась до трансформаторів, які були вмонтовані у так звані трансформаторні кіоски, де за допомогою трансформаторів знижувалась напруга до 190/110 В. Спочатку електростанція була обладнана двома водотрубними паровими котлами системи "Бабкок і Вількокс", двома вертикальними паровими машинами заводу Шихау потужністю по 600 к.с.(461.5 кВт) кожна та двома генераторами трифазного змінного струму потужністю по 400 кВт кожний. Одна із парових машин крім генератора трифазного змінного струму обслуговувала динамомашину постійного струму потужністю 40 кВт і напругою 550 В (для живлення трамвая). За проектом і під наглядом цивільного інженера шляхів сполучення, члена Правління Акціонерного товариства "Київська міська залізниця" (таку назву мало при його заснуванні трамвайне господарство, що знаходилось поруч із Поштовою площею за нинішньою адресою Набережне шосе, 2) Артура Адольфовича Абрагамсона і відомого київського зодчого, цивільного інженера Володимира Андріановича Безсмертного, упродовж 1902--03 рр. було зведено будинок електростанції для трамваю за кошти А. Е. Струве. Будинок цієї електростанції зводився на місці тимчасових вагонного сараю та електростанції, які на початковому етапі забезпечували експлуатацію першого у Східній Європі електричного трамваю по Олександрівському (нині - Володимирському) узвозу. Електростанції України взагалі були обладнані паровими машинами і тільки невелика частина -- паровими турбінами малої потужності та паровими котлами низької паропродуктивності та параметрів пара 1.0_1.2 МПа. Питома витрата умовного палива сягала 1000_1200 г/(кВт*г). Високовольтних ліній електропередачі майже не було. Рівень електрифікації був низьким навіть в основних галузях промисловості. Електроенергія використовувалась в основному для освітлення цехів та територій промислових підприємств. Більшість трудомістких процесів виконувались вручну.

Тільки незначна кількість електроенергії використовувалась на освітлення міст. Київське електричне товариство почало свою діяльність у вересні 1902 року. Воно закупило у товариства "Савицкий и Страус" 3 електростанції. До нього перейшли на обслуговування 800 абонентів із загальним навантаженням 2286 кВт. З 3-х київських електричних станцій дві (на Театральному і Думському майдані) були ліквідовані, а центральна електростанція на вул. Андріївській, 19 була реконструйована і значно розширена. Київське електричне товариство забезпечило собі збут електричної енергії для промислових цілей, уклавши угоду на продаж електричної енергії товариству Київського трамвая. Наприкінці 90-х років були збудовані всі трамвайні лінії Києва за контрактом 1889 р. У 1905 році був збудований електричний підйомник на Михайлівську гору (нині фунікулер), відкрито рух електричного трамвая у дачне поселення Пуща-Водиця та інше. У 1904 р. власники Київського трамвая продали свої акції групі бельгійських банків і приватних осіб, які в січні 1905 р. в Брюсселі створили "Анонимное бельгийское общество трамвая в Києве". З 1902 р. всі Київські електричні підприємства, а із 1905 р. Київський електричний трамвай перейшли у власність іноземних акціонерних компаній.

Почався новий період їх діяльності. Товариство ввело пільговий тариф на електричну енергію для технічних потреб, продавало електроенергію 222 підприємствам із них 40 механічним заводам і майстерням, 29 типографіям, 16 тютюновим і гільзовим фабрикам та ін. Розвиток промисловості міста дав поштовх на збільшення потужності центральної станції на вул. Андріївська, 19. У 1906 р. на центральній електричній станції Києва був змонтований новий турбогенератор фірми BROWN BOVERI потужністю 1500 кВт, у 1909 р. - другий потужністю 1500 кВт, у 1910 р. - третій потужністю 3600 кВт, у 1913 р. - четвертий, найбільш потужний, - 4500 кВт. Установка економайзера у 1912 р. і різні нововведення у системі парового господарства поліпшили економічні показники станції. Витрати умовного палива в 1914 р. сягали 1150 г/(кВт*г) (у 1904 р. сягали 1700 г/(кВт*г). Успіхи в розвитку електрифікації Києва привертали увагу наукової спільноти країни. У 1907 р. у м. Києві відбувся IV Всеросійський електротехнічний з'їзд, організований електротехнічним відділом Російського технічного товариства (РТТ). З'їзди РТТ були трибуною, з якої російські вчені та інженери виступали за розвиток вітчизняної електротехніки і передачу електропостачання в управління міст.

По вимогам всеросійських електротехнічних з'їздів царський уряд зобов'язав іноземні фірми і концесійні підприємства мати в складі технічного персоналу частину російських спеціалістів. Це дало можливість працювати в Київському електротехнічному товаристві інженерам Тирмосу О.О., Швецову П.Д., Городецькому Г.М., які багато зробили для розвитку енергетики м. Києва. Під тиском громади Київська рада у 1912 р. постановила викупити у 1915 р. електричні і трамвайні підприємства міста. Після цього рішення ради власники цих підприємств намагались довести прибутки до максимуму, витискуючи все із обладнання. У спадщину Київській владі дістались електричні підприємства з застарілим обладнанням, доведеним варварським господарюванням іноземними власниками до повного зносу. У ці часи розпочалось будівництво електричних станцій по іншим містам та населеним пунктам України. У 1913 р. загальна встановлена потужність 70-ти електростанцій України складала 304.3 тис. кВт, а річне виробництво електроенергії - 543.4 млн. кВт.

3. Історія енергетики та сучасні потреби

Одним із наслідків науково-технічного прогресу є періодична зміна і вдосконалення виробництва в енергетиці. При цьому "доля" засобів вдосконалення може складатись по-різному.

Будівлі, енергетичне обладнання, прилади, матеріали можуть бути реконструйовані, утилізовані чи можуть стати пам'ятками історії науки і енергетики.

Сучасні економічні перетворення в Україні мають, на жаль, іноді знищення застарілих засобів енергетичного виробництва. Це мало місце і в енергетичному господарстві Києва. Як наслідок, безслідно зникли зразки малопотужних турбогенераторних установок на колишніх Київських ТЕЦ-2 (нині станція теплопостачання СТ-2), ТЕЦ-3 (нині станція теплопостачання СТ-1), ТЕЦ-4 (нині "Енергогенеруюча компанія Укр-Кан-Пауер"), в які вкладено творчу думку винахідників та вчених і які працювали на користь суспільства у свій час. Так, у Києві нині не залишилося жодного працюючого малопотужнього турбогенератора вітчизняного виробництва, багатьох зразків унікального енергетичного обладнання (парові котли, вугільні кулькові млини, вимикачі, роз'єднувачі тощо).

А турбогенератор, що залишився в одному примірнику в Україні, Європі, а, можливо, й у світі фірми "BROWN BOVERI", Швейцарія потужністю 4500 кВт, 1910 року виробництва на колишній Київській державній електростанції № 1 (ДЕС-1), що розташована на вул. Андріївській, 19, на жаль, є власністю Науково-технічного центру вугільних енерготехнологій Національної академії наук України (НТЦВЕ НАН України), зберігається в неробочому, занедбаному стані. Там у машинному залі станції (ДЕС-1) є унікальний мостовий кран підйомністю 20 тонн під номером 1 виробництва 1890 року, апаратура контрольно-вимірювальних приладів, центральний щит станції, інше дрібне устаткування 30-х років минулого століття.

До речі, така ж ситуація склалася і в інших галузях промисловості. Не залишилося жодного працюючого застарілого річного пароплава, багатьох зразків літаків, потягів, і цей перелік можна продовжити.

Інше ставлення до проблеми збереження історичних пам'яток спостерігається у промислово-розвинутих країнах. У цих державах до зразків техніки ставляться, як до матеріального доказу внеску країни у науково-технічний прогрес, тому збереження таких пам'яток є справою національного престижу. Із цього випливає й прагнення як до вивчення історії природознавства, так і до збереження, експонування зразків матеріальних доказів багатовікових технічних досягнень - пам'яток науки, техніки, промисловості і, зокрема, до енергетичної галузі.

Крім того, збереження зразків давніх виробів, застарілого енергетичного обладнання, приладів, матеріалів нерідко має й комерційну мету - служити підтвердженням високої конкурентоспроможності, надійності та якості продукції фірм.

Цих двох факторів, а також завжди існуючого ентузіазму аматорів, колекціонерів достатньо для того, щоб підтримкою музеїв опікувалися фірми, підприємства та держава в цілому.

Можна наводити приклади "перетворення" застарілих зразків промислового виробництва, транспортних засобів, військової техніки тощо у музейно-туристичні комплекси чи у діючі натурні експонати, макети музеїв.

Експозиція Празького національного музею - своєрідний історичний огляд використання енергії людиною. Гравюри, діючі макети, моделі-малюнки висвітлили розвиток техніки за останні чотири тисячоліття із часів перших пірамід, коли головним чином використовувалася м'язова сила людей і тварин, до початку ХХІ століття - періоду винаходу потужних енергетичних машин.

Окремі експозиції знайомлять зі світом вітроенергетики, історією розвитку гідроенергетики, починаючи з найдавнішого приводного приладу - водяного колеса, історії парових машин із кресленнями піонерів доісторичного турбобудівництва і першого парового колеса із сучасними зразками та діючими макетами цієї техніки.

Формуванню інтересу та любові до енергетичної науки і техніки сприяють сучасні експозиції у відділі енергетики Політехнічного музею Москви. Неможливо без здивування дивитися на діючий макет гідрогенератора Красноярської ГЕС потужністю 500 МВт!

З великою швидкістю обертаються лопатки моделі турбогенератора для теплових електростанцій, який має таку ж потужність.

Є макети Каширської ГРЕС, гідроагрегатів Волховської ГЕС, Дніпрогесу.

Діючі макети сонячної Паужитської геотермальної вітрової електростанцій постійно привертають увагу відвідувачів.

Відвідувачі зосереджують увагу на магнітно-електричній машині, яка належала Емілю Христиановичу Ленцу. Можливо, з її допомогою великий вчений в 1837 р. відкрив закон оборотності електричних машин.

У залі теплотехніки можна простежити шлях розвитку парових котлів - від моделей перших, створених французьким фізиком Д.Папеном (1680 р.) і російським інженером В.Г.Шуховим (кінець ХІХ ст.), до моделей сучасних потужних парових котлів, які експлуатуються на теплових електростанціях.

Багато породжує фантазій діюча модель першої теплосилової установки І.І. Повзунова та універсального двигуна Д.Уатта.

Не можна не привернути увагу до макета першої в світі АЕС, з якої почалося використання атомної енергетики. Приклади можна продовжувати.

Ставлення до збереження, вивчення і пропаганди пам'яток науки і техніки посадових осіб, спонсорів, пересічних громадян в розвинутих країнах має бути прикладом для всіх причетних до цієї справи в Україні, Києві, Київенерго.

Планом реалізації Проекту реабілітації та розширення централізованого теплопостачання м.Києва, який фінансується Всесвітнім банком реконструкції та розвитку у вигляді позики, передбачається в 2003 році здійснити техпереозброєння Київської ТЕЦ-5, ТЕЦ-6, Теплових та Кабельних мереж, СТ-1, СТ-2.

Це надає нам можливість підготувати натурні експозиції для Музею розвитку енергетики м. Києва.

Після звільнення приміщень будівлі на вул.Жилянській,85 (Центральний щит управління та розподільчий пристрій 10 кВ колишньої ТЕЦ-3) все обладнання, розміщене у них, буде використано як натурні експозиції та експонати. Чергова "зміна" станції на робочих місцях!!! Муляжна зміна у натуральну величину, одягнута у форму 30-х років минулого століття. Екскурсоводи-фахівці будуть виконувати ролі гідів: розповідь про колишню станцію ТЕЦ-3 не обмежуватиметься лише її історією.

У 2003 році для Музею розвитку енергетики філіалами Київенерго будуть підготовлені та виготовлені основні натурні експонати та макети енергетичного обладнання:

- реставрований Кіоск трансформаторної підстанції напругою 2,2 кВ/190-110 В, 1900 р. та трансформатор ТМ-100/10 в розрізі для внутрішнього огляду (КМ);

- Водомірна колонка парового котла типу НЗЛ (1934 рік) (ТМ);

- засувка трубопроводів ДУ 150 (поздовжній четвертинний перетин) (ТЕЦ-5);

- поршневий паровий насос та молотковий подрібнювач ДК-3А ("Завод "Енергія Київенерго") та багато інших експонатів;

- макет ТЕЦ-5 Київенерго (ТЕЦ-5);

- макет водогрійного котла НІІСТУ-5 (Житлотеплоенерго);

- макет підстанції "Оболонь" 110/10 кВ;

та макети ТП, РП 10 кВ (КМ).

Найближчими роками, після реконструкції СТ-1, до Музею будуть передані:

- поршневий вакуумний насос (30-і роки минулого століття);

- генератор 110 В (1896 рік);

- колонка синхроноскопа (3 прилади 30-х років минулого століття)

та інше енергетичне обладнання, прилади, матеріали.

4. Загальна інформація про енергію вітру

У пошуках альтернативних джерел енергії в багатьох країнах чимало уваги приділяють вітроенергетиці. Вітер служив людству протягом тисячоліть, забезпечуючи енергію для вітрильних суден, для розмелу зерна і перекачування води. В даний час головне місце займає виробництво електроенергії. Уже сьогодні в Данії вітроенергетика покриває близько 2% потреб країни в електроенергії. У США на декількох станціях працює близько 17 тисяч вітроагрегатів загальною потужністю до 1500 Мвт. Вітроенергетичні пристрої випускаються не тільки в США і Данії, але і Великій Британії, Канаді, Японії і деяких інших країнах.

Для того, щоб будівництво вітроелектростанції виявилося економічно виправданим, необхідно, щоб середньорічна швидкість вітру в даному районі складала не менш 6 метрів за секунду. У нашій країні вітряки можна будувати на узбережжях Чорного і Азовського морів, у степових районах, а також у горах Криму і Карпат. У нинішню епоху високих цін на паливо можна вважати, що вітродвигуни виявляться конкурентноздатними по вартості і зможуть брати участь у задоволенні енергетичних потреб країни.

Треба звернути увагу на те, що при швидкості вітру 33 км/год. подовження крила пропелера в 4 рази (з 15 до 60 м) збільшує виробництво енергії в 16 разів. Відмітимо також, що при довжині крила 30 м вітер зі швидкістю 50 кілометрів за годину забезпечує виробництво електроенергії у 26 разів більше, ніж вітер зі швидкістю 17 кілометрів за годину. Саме тому інженери схиляються на користь великих вітродвигунів і прагнуть перехопити вітер на великій висоті.

Більшість великих вітродвигунів, що споруджуються зараз чи уже діючих, розраховано на роботу при швидкостях вітру 17-58 кілометрів за годину. Вітер зі швидкістю менше 17 кілометрів за годину дає мало корисної енергії, а при швидкостях більш 58 кілометрів за годину можливе пошкодження двигуна. змінний струм енергетика вітродвигун

Вітродвигуни не слід розраховувати на перехоплення штормових вітрів. Навіть якщо такий вітер забезпечує одержання набагато більше енергії, ніж слабкі вітри, він робить настільки сильний тиск на крила, що вся машина може бути зруйнована. Крім того, тривалість часу, коли дмуть штормові вітри, настільки мала, що внесок штормових вітрів у сумарне виробництво енергії незначний, і це робить подібний ризик безглуздим. Щоб усунути проблему штормових вітрів, крила вітродвигунів згинають так, щоб вони були злегка повернені в одну сторону для зменшення напору вітру; завдяки цьому повні удари сильних поривів не ушкоджують пропелер. Ця стара практика відома як «оперення». Щоб запобігти поломці крил, застосовують також нові матеріали, здатні протистояти великим навантаженням.

Інші проблеми в конструкції вітродвигунів обумовлені просто природою системи, необхідної для перехоплення енергії вітру. Двигуни звичайно встановлюють на високих вежах, щоб пропелери були відкриті більш сильним вітрам, що дмуть на великій висоті. Ближче до поверхні землі будинки, дерева, невеликі пагорби і т.п. стримують і послабляють вітер. Тому потрібні високі щогли. Однак важке устаткування - пропелер, коробка передач і генератор - повинні розміщатися на верхівці щогли, і це вимагає міцної конструкції.

Ще одну проблему використання енергії від вітродвигуна створює природа самого вітру. Швидкість вітру варіює в широких межах - від легкого подиху до могутніх поривів; у зв'язку з цим міняється і число обертів генератора за секунду. Для усунення цього перемінний струм, що виробляється при обертанні осі генератора, випрямляють, тобто перетворюють у постійний, що йде в одному напрямку. При великих розмірах вітродвигуна цей постійний струм надходить в електронний перетворювач, що робить стабільний перемінний струм, придатний для подачі в енергетичну систему. Невеликі вітродвигуни на кшталт тих, що використовують на ізольованих фермах чи на морських островах, подають випрямлений струм у великі акумуляторні батареї замість перетворювача. Акумуляторні батареї необхідні для запасання електроенергії на періоди, коли вітер занадто слабшає для виробництва енергії.

Більш важка проблема регулювання всієї системи електростанцій. Тут бувають періоди, коли генератори виробляють мало енергії чи зовсім її не виробляють. У такий час необхідно десь збільшити вироблення струму звичайною електростанцією, щоб покрити потреби в ньому.

5. Перспективи вітрової енергетики в Україні

За оцінками вчених Інституту електродинаміки й Інституту відновлюваної енергетики НАНУ, наша країна має значний потенціал в області відновлюваних джерел енергії, однак при цьому немає чіткої, спрямованої на їхній розвиток, державної політики. Ще у 1996 році Президент підписав Указ “Про будівництво вітрових електростанцій”. До нього розроблено й затверджено Кабміном “Комплексну програму будівництва вітрових електростанцій”. Зокрема, було передбачене збільшення оптового тарифу на електроенергію на 0,75%, з наступним спрямуванням цих коштів на будівництво вітрових електростанцій і виробництво сучасного вітроенергетичного обладнання. Основна частина вітроагрегатів, що використовуються на електростанціях, починає виробляти електроенергію при швидкості вітру 5 м/с. Саме такою є середньорічна швидкість вітру в Карпатському, Причорноморському, Приазовському, Донбаському, Західно-Кримському, Східно-Кримському регіонах країни. Сьогодні в Україні працює шість вітрових електростанцій: Аджигольська, Асканієвська, Донузлавська, Новоазовська, Сакська й Трускавецька ВЕС. Їхня загальна потужність, що генерується, становить трохи більше 70 МВт. Для порівняння варто відзначити, що це менше одного енергоблоку теплової електростанції. За оцінками вчених, теоретичний вітропотенціал території України становить 330 млн. МВт, що більш ніж у 6 000 разів перевищує загальну потужність, що генерується, нашої енергосистеми. Реальною перспективою для України є створення вітрових потужностей, які генеруються, в розмірі 16 000 МВт (в еквіваленті це 16 атомних енергоблоків). Слід зазначити, що у світі вітрова енергетика розвивається досить інтенсивно й у деяких країнах випереджає за показниками інші енергетичні галузі. Лідируючими країнами в освоєнні енергії вітру є США, Німеччина й Данія.

Висновки

Отже, з вищесказаного можна зробити наступні висновки:

Перші ТЕС з'явилися наприкінці XIX століття (у 1882 -- у Нью-Йорку, 1883 -- у Петербурзі, 1884 -- у Берліні) і одержали переважне поширення. У середині 70-х років ХХ століття ТЕС -- основний вид електричних станцій. Частка вироблюваної ними електроенергії складала: у Росії і США 80% (1975), у світі близько 76% (1973). Зараз близько 50% всієї електроенергії світу виробляється на теплових електростанціях.

Перша у світі АЕС - Обнінська була пущена в 1954 році в Росії. Персонал 9 російських АЕС складає 40,6 тис. чоловік чи 4% від загального числа населення зайнятого в енергетиці. 11,8% чи 119,6 млрд. квт всієї електроенергії, виробленої в Росії і Україні вироблене на АЕС. Тільки на АЕС зростання виробництва електроенергії зберігається високим.

Формуванню інтересу та любові до енергетичної науки і техніки сприяють сучасні експозиції у відділі енергетики Політехнічного музею Москви.

Сучасний період енергетики зумовлений пошуком нових форм і шляхів видобутку енергії.

Використана література

1. Волков С.Г., Гидроэнергетика, СПб, 1997г.

2. Непорожний П.С., Попков В.И., Энергетические ресурсы мира, М., Энергоатомиздат, 1995г.

3. Источники энергии. Факты, проблемы, решения, М., Наука и техника, 1997г.

4. Циганенко В.О. Розвиток енергетики України (до 40 х років XX ст.) // Дослідження з історії техніки: Зб. наук. пр. / За ред. Л.О.Гріффена. - К.: ІВЦ "Видавництво "Політехніка"", 2005. - Вип. 6. - 184с.

5. Борисов М.А. Реабілітація ТЕС. Забеспечення сталої роботи об'єднаної енергосистеми України // Энергетика и электрификация. - 2004. - № 3. - С. 2-3.

6. Петров В.С., Гончаренко В.Г., Погарова Л. С. Проблемы и перспективы развития тепловой энергетики Украины // Энергетика и электрификация. - 2001. - С. 42-44.

7. Шефтер А.И. Использование энергии ветра. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 200 с.

8. Шишкин Н.Д. Малые энергоэкономичные комплексы с возобновляемыми источниками энергии. - М.: Готика, 2000. - 236 с.

Размещено на Allbest.ru