Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Сучасна енергетика являє собою складну багаторівневу ієрархічну структуру, призначену забезпечити комфортні умови проживання насе­лення, а також нормальне функціонування промислових підприємств, ви­робництв і закладів. Лише на основі надійної та ефективної системи забез­печення споживачів різного рівня потрібною енергією та енергетичними ресурсами можливі їх нормальне функціонування і розвиток. Політична та економічна незалежність і безпека держави багато в чому визначаються виробництвом енергетичних ресурсів у достатній кількості.

Різноманіття форм існування енергії, властивість їх взаємоперетво­рення дозволяє використовувати для виробництва і споживання енергії різні енергоресурси та енергоносії, визначає їх взаємозамінність. Енерге­тична цінність ресурсів, ефективність способів їх перетворення, ступінь досконалості процесів і установок, технологічних стадій енергетичного виробництва визначається, в остаточному підсумку, коефіцієнтом вико­ристання енергоресурсу (коефіцієнтом корисної дії енергоустановки).

Енергетика — галузь народного господарства, що охоплює виробницт­во, перетворення і використання різних форм енергії. В енергетиці вико­ристовують такі основні п’ять видів установок або систем:

— генерувальні — перетворюють потенційну або хімічну енергію при­родних енергетичних ресурсів на електричну, теплову, механічну або інший вид енергетичного ресурсу (наприклад, турбоустанов­ки, газогенерувальні установки, котли, компресори);

— перетворювальні — змінюють параметри та інші особливості пев­ного виду енергії (трансформаторні підстанції, інвентарні елект­роустановки, трансформатори теплоти й ін.);

— мережі — призначені для передачі і розподілу енергії (електричні, теплові, газові, нафтопроводи, мережі стиснутого повітря та ін.);

— акумулювальні — призначені для часткового регулювання режиму виробництва енергії (електричні і теплові акумулятори, насосно — акумулювальні гідростанції тощо);

— споживаючі — призначені для перетворення енергії до вигляду, у якому її безпосередньо використовують (електричний привід ма­шин, опалювальні установки, промислові печі, світильники та ін.).

Основними формами застосування енергії є теплота й електроенергія. Галузь енергетики, у якій одержання, перетворення, транспортування і використання цих форм енергії відбуваються за рахунок спалювання ор — ганічного палива, називають теплоенергетикою.

Галузь енергетики, яка займається перетворенням гідроенергії на елект­ричну, називають гідроенергетикою.

Відкриття способів використання енергії атомного ядра створило но­ву галузь енергетики — атомну або ядерну енергетику.

Питаннями використання енергії вітру займається вітроенергетика.

Енергетичні технології, що базуються на використанні енергії Сонця, нале жать до гел іоенер гетики.

Кожна з галузей енергетики як наука має свою теоретичну основу, яка ґрунтується на законах фізичних явищу цій сфері.

Перетворення енергії пов’язане з потребою використання різних її форм для сучасних технологічних процесів. Перетворення енергії не ви­черпується тільки перетворенням одних її форм на інші. Так, теплову енер — гію застосовують за різних рівнів температури і тиску теплоносія (пара, газ, вода), електричну — у вигляді змінного або постійного струму і за рі­зних рівнів напруги.

Перетворення енергії відбувається в різних машинах, апаратах і при­строях, які складають загалом технічну основу енергетики. Так, у котель­них установках хімічна енергія палива перетворюється на теплову; у па­ровій турбіні — теплова енергія, носієм якого є водяна пара, перетворю­ється на механічну енергію, яка в електричному генераторі, у свою чергу, перетворюється на електричну енергію. На гідроелектростанціях у гідро­турбінах і електрогенераторах енергія водяних потоків перетворюється на електричну; в електричних двигунах електрична енергія перетворюється на механічну тощо.

Способи створення і експлуатацій різних установок, машин, апаратів і пристроїв, призначених для одержання, перетворення, транспортування і застосування різних форм енергії, базуються на використанні відповід­них розділів теоретичних основ енергетики: теплотехніки, електротехні­ки, гідротехніки, вітротехніки та ін.

У цій складній структурі енергетичних галузей на сьогодні склалися ключові поняття:

— Енергетичний ланцюжок (energy chain) характеризує потік енергії від видобутку (виробництва) первинного енергоресурсу до одер­жання і використання підведеної кінцевої енергії.

— Первинний енергоресурс (primary energy resource) — енергоресурс (сира нафта, природний газ, вугілля, горючі сланці, ядерна енергія, гідроенергія, геотермальна, сонячна, вітрова енергія тощо), який не переробляли і не перетворювали.

— Енергоносій (energy carrier) — ресурс, що безпосередньо викорис­товують на стадії кінцевого споживання, попередньо переробле­ний, перетворений, а також природний енергетичний ресурс, що споживається на цій стадії.

— Підведений енергетичний ресурс (energy resource supplied) — енер — горесурс, підведений до енергетичної установки для переробки, перетворення, транспортування або використання.

— Кінцева підведена енергія (find energy або energy supplied) — енер — гія, підведена до споживача перед її кінцевим перетворенням на корисну роботу (кінцевим використанням) або кількість енергії в підведеному енергетичному ресурсі або енергоносії.

— Енергопостачання — сукупність послідовних процесів виробницт­ва, передачі і використання енергії.

— Система енергопостачання — сукупність установок і пристроїв, призначених для цілей енергопостачання.

— Ланцюг перетворення енергії — сукупність процесів і відповідних елементів для їх реалізації, що характеризують перехід від одного виду енергії до іншого.

Енергію у вільній формі неможливо накопичувати на будь-який три­валий час. Тому процеси виробництва і споживання енергії мають збіга­тися в часі або відбуватися безпосередньо один за одним і бути пов’язаними між собою відповідною ланкою передачі. Це суттєво впли­ває на характер виробничих, технічних і економічних зв’язків енергетики з іншими галузями матеріального виробництва і стосується структури та форм розвитку власне енергетики і систем енергопостачання.

У ряді випадків уживають поняття види енергії, під яким розуміють різні джерела енергії. Зокрема, розглядають невідновлювані ПЕР: викоп­не органічне паливо (вугілля, нафту, природний газ, торф, горючі сланці), ядерну енергію. Існують й інші ПЕР або джерела енергії, наприклад біо­маса, енергія сонця, вітру, хвиль, гідроенергія, геотермальна енергія. Це відновні види енергії, які є прямим результатом впливу енергії сонця, то­ді як викопне паливо отримано в процесі біохімічних реакцій в надрах Землі сотні мільйонів років тому.

Усі названі вище види енергії — це первинні енергетичні ресурси, во­ни утворюють першу ланку ланцюга перетворення енергії (рис. 1.1).

Ця схема наочно демонструє шлях енергії від її вихідного стану до кін­цевого споживання, подає загальний взаємозв’язок між джерелами енергії і видами кінцевої енергії. Наприклад, сира нафта, яку видобувають з надр землі, є первинним джерелом енергії, але її застосовують обмежено. Її мож­на перетворити на корисніші вторинні джерела енергії, такі як бензин, га­зове паливо, мазут, дизельне паливо тощо. Такі перетворення пов’язані зі значними втратами енергії. Вторинну енергію треба довести до споживача. Її транспортування та розподіл потребують додаткової витрати енергії. На цьому етапі джерело енергії перетворюють на відповідний енергоносій, що на заключному етапі перетворюють для отримання кінцевої корисної енер — гії і подачі її до пункту споживання. Наприклад, у процесі спалювання ма­зуту в топці одержуємо теплоносій (водяна пара, гаряча вода), який можна подавати на технологічні потреби, опалення і гаряче водопостачання окре­мих об’єктів.

Основними природними (первинними) ПЕР, на яких базується су — часна енергетика, є викопне паливо (вугілля, торф, нафта, сланці, при­родний газ), гідроресурси (енергія рік, морів та океанів), ядерне паливо (уран, торій). Цією обставиною визначаються основні напрями розвитку сучасної енергетики: теплоенергетика (використовує органічне паливо); гідроенергетика (розвивається на базі гідроенергетичних ресурсів); атомна енергетика (основана на перетворенні внутрішньоядерної енергії на інші види).

Основними видами продукції енергетичної галузі є електрична і теп­лова енергія. Пристрої, у яких енергія природних енергетичних ресурсів перетворюється на інші види енергії, називають енергогенерувальні (або енергогенератори); пристрої, у яких енергія перетворюється на кінцевий вид — енергоспоживачі або абоненти.

Отже, виходячи із завдань енергопостачання і ланцюга перетворення енергії будь-яка система енергопостачання базується на визначених енер — гетичних ресурсах і містить три головні елементи: джерело енергії (енер- гогенератор), мережі (розподільні і транспортні) і енергоспоживач (або­нент). Структура передавальних ланок у системі визначається рівнем концентрації і централізації енергопостачання.

Концентрація — процес зосередження виробництва енергії на великих енергетичних об’єктах, тобто збільшення одиничної потужності і продук­тивності енергетичних установок і устаткування. Концентрація — один з найважливіших чинників удосконалювання технічної бази і підвищення ефективності енергетичного виробництва.

Централізація — об’єднання споживачів енергії єдиними для них енер — гетичними мережами і джерелами енергії, зумовлене передусім нерозрив­ністю в часі процесів виробництва і споживання енергії. Централізація в енергетиці — форма раціональної організації енергопостачання.

Концентрація і централізація енергопостачання збільшують дальність передачі енергії, це пов’язано з додатковими капітальними та експлуата­ційними витратами і втратами енергії в розподільній системі. Знизити ці втрати і збільшити дальність транспортування дозволяє підвищення по­тенціалу енергоносіїв, що використовують для передачі і розподілу енер — гії. Тому важливим елементом централізованих систем енергопостачання є трансформувальні (перетворювальні) енергоустановки. Вони призначе­ні для зміни і регулювання рівня потенціалу енергоносіїв, а також об’єднаних в одній системі споживачів з різним рівнем потенціалу енер — гії, що розподіляється між ними.

Основною формою енергопостачання в багатьох країнах були і за­лишаються на тривалу перспективу централізовані системи. Об’єднуючи енергогенерувальні установки, трансформувальні і розпо­дільні пристрої та енергоспоживачі, вони характеризуються спільністю принципів формування і режиму роботи всіх ланок, взаємозалежністю процесів виробництва, розподілу і використання енергії. Концентрація і централізація — неодмінна умова створення ефективних форм енерго­постачання, розширення сфер і подальшого впровадження найраціона — льніших видів енергії в різні технологічні процеси. З цим пов’язане об’єднання власне енергетики, паливодобувних галузей і переробної промисловості в єдиний ПЕК.

Комментарии запрещены.