Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Энергетика оказывает существенное влияние на промышленность, в особенности в наше время. Для любого производственного предприятия, как, впрочем, и всей городской инфраструктуры, важен стабильный и бесперебойный режим работы. А это уже зависит от эффективной деятельности энергопроизводящих компаний. За этим тщательным образом следят энергетики. Причем данная профессия стала даже престижной, однако на специалиста еще возложена большая ответственность. Но что такое энергетик? Хороший вопрос, который требует продуманного ответа.

Небольшая историческая справка

Вне всякого сомнения, первым энергетиком по праву можно считать человека, который смог открыть и познать природу электрической энергии. Речь идет о Томасе Эдисоне. В конце XIX столетия им была создана целая электрическая станция, где было множество сложных устройств и конструкций, за которыми необходимо неусыпно следить. Немного позднее Эдисон открывает компанию, в которой было налажено производство электрических генераторов, кабелей и лампочек.

И с этого момента времени человечество осознало всю пользу электричества. Появилась потребность в технически грамотных специалистах, которые будут контролировать происходящие процессы на производстве. В наше время электроэнергия - это необходимый атрибут для полноценной деятельности и комфортного существования людей во всем мире.

Страшно даже представить себе, что будет, если все компании, производящую жизненно необходимую электроэнергию, вдруг остановят свою работу из-за аварии. Именно поэтому и стала одной из самых востребованных такая профессия, как энергетик дома (жилого) или какого-либо предприятия.

Важная специальность

Главная особенность данной профессии - это высокая степень риска, ведь человеку приходится по долгу службы иметь дело с высоковольтными приборами и сетями. А здесь есть вероятность получить серьезный удар электрическим током. При этом существует две категории этой профессии:

• обычный специалист;
• инженер-энергетик.

С простым специалистом все понятно - это человек со средним образованием в данной области, который работает по своему профилю не более чем 5 лет и еще пока не получил повышение по должности.

Что касается инженера-энергетика, то здесь все не так просто. Для такого звания нужно высшее образование, а стаж работы должен быть не менее 3 лет. К тому же у него гораздо больше обязанностей, что и делает эту должность более престижной. Именно ее мы и будем рассматривать.

Обязанности энергетика

Выработка тепла или электричества посредством ТЭЦ, АЭС, ГЭС - самая главная сфера на сегодня, за что следует благодарить министерство энергетики многих стран мира. Усилиями многих крупных исследовательских центров ведутся разработки в области получения нового вида энергии. Некоторые способы пока еще только в теории, а до промышленных масштабов и вовсе далеко.

К тому же в настоящее время тепловой и электрический виды энергии легче всего создавать, а также передавать на большие расстояния посредством сетей и распределять их между потребителями.

А так как от тепла и электричества зависит функционирование тех или иных систем и инфраструктуры в частности, необходима бесперебойная работа соответствующего оборудования. Именно в этом и заключается главная обязанность людей данной профессии.

На предприятиях по выработке электрической и тепловой энергии специалист ответственен за организацию и контроль технологического процесса и за его распределение. Помимо этого, он принимает непосредственнее участие в монтаже оборудования и производстве пусконаладочных работ. Немного схожие обязанности и у энергетика ЖКХ.

Энергоустановки промышленного назначения могут представлять серьезную опасность, а поэтому на плечи энергетиков возлагается и обеспечение безопасности при работе с таким оборудованием.

Решение важных задач

Большинство электростанций на территории России были построены более полувека назад, в связи с чем такие объекты нуждаются в срочном техническом перевооружении. И тут перед энергетиками встает сложнейшая задача: как при минимальных затратах можно получить новые генерирующие мощности, которые будут выдавать максимальный КПД?!

На самом производстве таким специалистам тоже имеется подходящая работенка. Обслуживание всех тепловых и электрических распределительных сетей предприятий, включая и такие параметры, как напряжение, давление и температура - это все их прерогатива.

Вот еще небольшой список задач, какие энергетик тоже должен выполнять:

• Ведение контроля над состоянием вверенного оборудования.
• Составление графика потребления электричества и нагрузок.
• Проверка состояния энергозащитных систем и автоматики.
• Обеспечение безопасности на предприятиях.
• Подготовка документации на заключение соглашений в отношении сторонних организаций в сфере оказания услуг и прочих необходимых работ.
• Контроль проведения ремонтных работ оборудования.
• Внедрение опыта зарубежных и более развитых компаний в деятельность предприятия.
• Выполнение поручений вышестоящего руководства, коим является главный инженер-энергетик.

В стране ведется активное техническое перевооружение энергетических объектов, что требует применения самого современного и эффективного оборудования. Энергетикам необходимо учитывать все имеющиеся в наличии технологии, чтобы каждый грамм топлива не сгорал впустую.

Что должен знать специалист

К слову сказать, в городе Братске Энергетик - это жилой район, который строился для рабочих гидроэлектростанции. Впрочем, такое звучное название можно встретить и в других местах России. Но вернемся к нашей теме.

Чтобы человеку стать ведущим специалистом по данному направлению, он обязан получить высшее образование по одному из профилей в сфере энергетики, которых немало. Также ему необходимо ознакомиться со всей нормативно-технической документацией, которая относится к эксплуатируемой энергоустановке. Цена ошибки здесь очень высока!

Помимо этого, специалист должен в подробностях изучить технические характеристики вверенного оборудования и понимать всю суть протекающего в нем технологического процесса. В противном случае невозможно грамотно эксплуатировать оборудование на станциях, котельных и прочих подобных предприятиях.

В наше время активно развиваются информационные технологии. Поэтому специалист должен обладать навыками владения компьютерного оборудования. И речь идет не только о специализированном программном обеспечении, чтобы просматривать или создавать рабочие чертежи. Также это сложные автоматизированные системы управления.

Но что такое энергетик, в чем залог его успеха? Впрочем, это касается любой другой профессии. Это - совершенствование собственных знаний и повышение уровня навыков.

Востребованность на рынке труда

Некоторые профессии перестают быть актуальными, что связано с быстрыми темпами развития технического прогресса и науки. Только это никоим образом не коснется данной специальности. Разве что через несколько десятков лет человечество сможет приручить другие способы получения энергии. Но даже и в этом случае такие люди будут всегда нужны.

Абсолютно все промышленные предприятия нуждаются в электроэнергии и теплоносителе. Поэтому не обойтись без соответствующих служб. Если у кого-то есть еще сомнения, то вот явные подтверждения высокой востребованности:

• Любой вид энергии нужно для начала получить, где это и происходит в тепловых, атомных и гидравлических электростанциях - нужны новые специалисты.
• Всю страну в буквальном смысле опутывают обширные энергетические сети, за которыми нужен своевременный уход, - работа для энергетиков.
• Также нужно установить оборудование, дающее драгоценную энергию, - тоже нужны специалисты.

Перечислять можно очень долго, и на то, чтобы полностью раскрыть, что такое энергетик, уйдет много времени. Тем не менее факт налицо: без таких людей прогресс бы не достиг того совершенства, как сегодня.

Возможные недостатки

В нашем мире у всего есть свои преимущества и недостатки. Пока до сих пор еще не удалось создать что-либо по-настоящему уникальное, что можно назвать одним словом - идеал. То же самое касается и профессий - у каждой свои плюсы и минусы. Что касается энергетиков, то самый очевидный недостаток - это большая ответственность.

К тому же процесс получения и потребления энергии непрерывен. В связи с чем любая ошибка неизбежно приводит к серьезному ущербу. Ничто не совершенен в этом мире, есть люди, которые не отличаются особой внимательностью и бывают рассеяны. В сфере энергетики они долго не задерживаются.

Это та область человеческой жизнедеятельности, которая не потерпит к себе халатного обращения и безразличия. Возможно, для кого-то перечисленные минусы покажутся несущественными. Но тот, кто приобщился к этой профессии, и она ему нравится - это уже навсегда. Он по праву может гордиться своей работой!

Положение дел в отечественной сфере энергетики

По данным министерства энергетики, на территории Российской Федерации энергетика является важной отраслью для развития отечественной промышленности. С электроэнергией непосредственным образом связана экономика страны. Ни одно производство не обходится без такого ценного источника. Однако российская энергетика сталкивается с определенными проблемами. Но разрешаемы ли он? И какие перспективы имеются в этой сфере человеческой деятельности?

Проблемная ситуация

В настоящий момент времени энергетика Россия находится в первой десятке стран мира по объему производимого электричества и наличию крупных запасов энергоресурсов. В последние годы отечественные специалисты пока еще не могут предоставить стоящие разработки. Дело в том, что текущее лидерство обусловлено стараниями проектов, которые были успешно реализованы еще во времена СССР. Первое, что появилось - это ГОЭЛРО, затем АЭС. Одновременно с этим разрабатывались сибирские природные ресурсы.

Главная проблема энергетики России заключается в оборудовании. Средний его возраст на ТЭС насчитывает более 30 лет, при этом 60 % турбин и даже больше свой ресурс уже выработали. ГЭС уже работают более 35 лет, причем лишь 70 % всего оборудования рассчитано на больший срок службы, тогда как остальная часть свое уже отработало.

В результате существенно снижается КПД таких объектов. Как отмечают исследователи, если ничего не предпринимать, то российскую энергетику ожидает полный коллапс.

Альтернативный вариант

Будущие перспективы пока не радуют отечественных энергетиков: согласно произведенной оценке каждый год внутренний спрос на электроэнергию будет увеличиваться на 4 %. Однако с действующими мощностями решить задачу такого прироста очень сложно.

Однако выход есть, и он заключается в активной разработке альтернативной энергетики. Что под этим понимается? Это установки по выработке энергии (в основном электрической) посредством таких источников:

• солнечный свет;
• ветер.

В последнее время вопросом изучения и освоения альтернативных способов в области энергетики занимаются многие страны по всему миру. Обычные источники недешевы, а ресурсы рано или поздно закончатся. Более того, работа таких объектов, как ТЭС, ГЭС, АЭС влияет на экологическую обстановку всей планеты. В марте 2011 года случалась крупная авария на АЭС Фукусима, причиной которой послужило сильное землетрясение с образованием цунами.

Подобный инцидент был и на Чернобыльской АЭС, но лишь после происшествия в Японии многие государства стали отказываться от атомной энергетики.

Энергия солнца

Что характерно для данного направления, так это безграничные запасы, ведь солнечный свет - это неисчерпаемый и возобновляемый источник, который всегда будет, пока живет солнце. А его ресурса хватит еще на протяжении нескольких миллиардов лет.

Вся его энергия возникает в самом центре - ядре. Именно здесь атомы водорода преобразуются в молекулы гелия. Данный процесс протекает при колоссальных значениях давления и температуры:

• 250 миллиардов атмосфер (25,33 триллиона кПа).
• 15,7 миллиона °C.

Именно благодаря солнцу на земле присутствует жизнь в самых разнообразных формах. Поэтому развитие энергетики в данном направлении позволит человечеству выйти на новый уровень. Ведь это позволит отказаться от использования топлива, некоторые его виды весьма токсичны. К тому же изменится уже ставший привычным ландшафт: больше не будет высоких труб тепловых электростанций и саркофагов АЭС.

Но что куда приятнее - исчезнет зависимость от закупок сырья. Ведь солнце светит круглый год, и оно везде.

Сила ветра

Здесь идет речь о преобразовании кинетической энергии воздушной массы, коей полно в атмосфере, в другой ее вид: электрическую, тепловую и прочую, которая будет уместна для применения в человеческой деятельности. Освоить силу ветра можно при помощи таких средств, как:

• Ветрогенератор для производства электроэнергии.
• Мельницы - получение механической энергии.
• Парус - для применения в транспортных средствах.

Подобного вида альтернативная энергетика, вне всякого сомнения, может стать успешной отраслью по всему миру. Как и солнце, ветер - это тоже неисчерпаемый, но, что самое главное, тоже возобновляемый источник. В конце 2010 года суммарная мощность всех ветрогенераторов составила 196,6 гигаватта. А количество произведенного электричества - 430 тераватт-часов. Это 2,5 % от всего объема электроэнергии, произведенной человечеством.

Некоторые страны уже стали применять такую технологию на практике по производству электричества:

• Дания - 28 %.
• Португалия - 19 %.
• Ирландия - 14 %.
• Испания - 16 %.
• Германия - 8 %.

Наряду с этим ведется освоение геотермальной энергетики. Ее суть заключается в производстве электричества посредством энергии, что содержится в недрах земли.

Заключение

Несмотря на радужные перспективы, сможет ли альтернативная энергетика полностью вытеснить традиционные методики? Многие оптимисты склоняются к общему мнению: да, так и должно произойти. И пусть не сразу, но это вполне возможно. Пессимисты же придерживаются иного взгляда.

Кто будет прав, покажет время, и нам остается надеяться на лучшее будущее, которое мы сможем оставить нашим детям. Но пока нас будет продолжать интересовать вопрос о том, что такое энергетик, значит, еще не все потеряно!

Первое определение : «Энергетика – топливно-энергетический комплекс страны; охватывает получение, передачу, преобразование и использование различных видов энергии и энергетических ресурсов».

Второе определение : «Энергетика – область хозяйства, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу, сохранение (в том числе экономию) и использование различных видов энергии. Энергетика — одна из форм природопользования. В перспективе технически возможный объем получаемой энергии практически не ограничен. Однако энергетика имеет существенные ограничения по термодинамическим (тепловым) лимитам биосферы. Размеры этих ограничений, видимо, близки к количеству энергии, усваиваемому живыми организмами биосферы в совокупности с другими энергетическими процессами, идущими на поверхности Земли (удвоение этих количеств энергии, вероятно, катастрофично или, во всяком случае, кризисно отразится на биосфере). Указанный …
лимит близок 140 ¸ 150·10 12 Вт (фотосинтетические процессы — 104·10 12 Вт , геотермальная энергия — 32·10 12 Вт ), но следует учитывать охлаждающее антропогенное воздействие, оцениваемое в 150·10 12 Вт , из которого необходимо вычитать отепляющее воздействие этой же деятельности, приближающееся к 100 ¸ 150·10 12 Вт ».

Еще одно понятие : «Электроэнергетика – отрасль электротехники, занимающаяся проблемами получения больших количеств электрической энергии, передачи этой энергии на расстояние и распределения ее между потребителями. Развитие электроэнергетики идет по пути строительства крупных электрических станций (тепловых, гидравлических, атомных), объединяемых между собой линиями электропередачи высокого напряжения в энергетические системы, улучшения технико-экономических показателей оборудования для производства, преобразования и передачи энергии».

Энергетика по сути зародившись в XX столетии стала жизнеобеспечивающей отраслью деятельности человека. Развитие энергопроизводства тесно связано с потреблением, образуя единую систему «производитель-потребитель». Энергопроизводство не может работать на склад. Оно наращивается вместе с потребностью в ней, а недостаток энергии может тормозить дальнейшее развитие цивилизации. По состоянию на начало XXI века энергетика удовлетворяет только около 80 % общего мирового потребления электроэнергии. Дефицит ее в отдельных регионах сдерживает дальнейшее развитие общества, прогресс отдельных национальностей и стран. Нехватка энергоресурсов в регионах мира влияет не только на материальное благосостояние общества, но и на политический климат, создавая различные варианты так называемого системного кризиса, провоцирующего вооруженные конфликты за обладание и контроль над природными запасами энергоисточников (природный газ, нефть и др.).

Научно-технический прогресс невозможен без существования и развития энергетики и электрификации. Для повышения производительности труда огромное значение имеет механизация и автоматизация производственных процессов, т.е. замена человеческого труда машинным. Однако подавляющее большинство технических средств механизации и автоматизации имеет электрическую основу. Особенно широкое применение электрическая энергия получила для привода в действие электрических моторов различных механизмов.

Понятие «энергетика» тесно связано с ключевым словом «энергия» : «Энергия – общая мера различных форм движения материи, рассматриваемых в физике. Для количественной характеристики качественно различных форм движения и соответствующих им взаимодействий вводят различные виды энергии: механическую, внутреннюю, гравитационную, электромагнитную, ядерную и т.д. В замкнутой системе выполняется закон сохранения энергии. В теории относительности установлена универсальная связь между полной энергией тела и его массой: , где с – скорость света в вакууме».

Наиболее часто человек пользуется двумя видами энергии — электрической и тепловой. Эти виды энергии человечеству необходимы, причем потребности в них возрастают с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газов и ядерного) конечны. Поэтому на сегодняшний день важно найти выгодные источники энергии, не только с точки зрения дешевизны топлива, но и с точки зрения простоты конструкции, эксплуатации, надежности материалов, необходимых для существования и долговечности электростанций.

Учитывая все вышесказанное схематически производство и потребление тепло- и электроэнергии можно представить следующим образом (рис.1.1). Существует некоторый источник генерации потенциальной энергии 1 (например, котел на ТЭС, реактор на АЭС, плотина на ГЭС). Генерация потенциальной энергии происходит за счет химических реакций при сжигании топлива; ядерных реакций расщепления атомов урана или естественного кругооборота воды в природе. Потенциальная энергия преобразовывается в механическую энергию вращения ротора паровой или гидравлической турбины 2. В свою очередь, механическая энергия преобразуется в электрическую в электрогенераторе 3. Затем электрическая энергия трансформируется в удобную для передачи на дальние расстояния форму на подстанции 4. Все эти преобразования происходят в едином комплексе, называемом электрической станцией 5. По линиям электрических передач 6 (помните знаменитые «ЛЭП-500 не простая линия») энергия может передаваться на расстояния, измеряемые сотнями километров к месту потребления. Здесь также установлены подстанции 7 для преобразования электрической энергии в форму удобную для потребления и передачи ее потребителю 8. Например, для бытового потребителя необходимо иметь электрический ток на входе с параметрами 220 В и 50 Гц . Тепловая энергия, как правило, производится на тепловых электростанциях 5 и через бойлерные установки 9 по тепловым сетям 10 насосами 11 направляется к потребителю 8.

Именно такое производство тепло- и электроэнергии для человека оказалось наиболее удобным и универсальным при потреблении. Конечно, хотелось бы иметь более индивидуальный и более удобный источник энергии, но его, к сожалению, нет. А как было бы приятно иметь маленький источник энергии в кармане, чтобы он всегда был «при мне», и чтобы его можно было бы по необходимости включать и выключать для обогрева, освещения, приготовления пищи или для просмотра и прослушивания телевизора, приемника и т.д. При этом можно забыть о существовании громадных малоэффективных электростанций, о добыче топлива для них, о строительстве дамб, перекрывающих реки и затапливающих плодородные земли. Однако в настоящее время это всего лишь мечты.

Рис. 1.1. Схема производства и потребления тепло- и электроэнергий

1 – генератор потенциальной энергии; 2 – турбина; 3 – электрогенератор; 4 – трансформаторы электроэнергии; 5 – электростанция; 6 – линии дальних передач; 7 – сетевые подстанции; 8 – потребитель; 9 – котельная – бойлерная тепловых сетей; 10 – тепловые сети; 11 – сетевой насос.

Проблема энергоснабжения прямо или косвенно затрагивает интересы всех жителей планеты, даже тех, кто о ней представления не имеет. Человек стал венцом творения природы лишь с того момента, когда он напрямую стал осваивать энергию; сначала механическую в виде палочного рычага. Однако на собственной мускулатуре далеко не уедешь, хотя Архимед и верил, что можно перевернуть весь мир, лишь бы был рычаг. Тепловая энергия, которая досталась человеку как подарок от Прометея (по легенде), оказалась более благодатной по своим возможностям. Но и она не смогла обеспечить постоянно возрастающие потребности человека. Только электроэнергия оказалась способной передаваться на большие расстояния в больших количествах и трансформироваться легко и быстро в любой другой вид энергии.

Здравомыслящие руководители государств и обществ с момента зарождения электроэнергетики (конца Х1Х — начала ХХ веков) поняли, что для обеспечения экономического роста электроэнергетика должна иметь опережающее развитие. Это позволило странам, вставшим на путь электрификации, совершить прорыв в экономической, научно-технической, социальной и культурной сферах. Однако со временем рост промышленно-энергетического производства вошел в противоречие с экологическими проблемами. Развитие социального и культурного самосознания способствовали возникновению ситуации, когда в обществе стало возникать некоторое противодействие промышленно-энергетическому развитию. Таким образом, возникла обратная связь, влияющая на экономику. Рост уровня потребления, ставший возможным благодаря развитию энергетики, шел на Западе практически параллельно с развитием понимания ценности человеческой жизни. В обществе формировалась идея: богатая жизнь в загрязненной природной среде абсурдна. Борьба за чистоту окружающей среды стала реальным фактором жизни многих стран. Появилось практическое следствие этого в сферах экономики, политики и международных отношений. Например, перенос энергоемких и грязных производств в другие экономически слабо развитые страны путем экспорта капитала.

В энергетике обсуждается вопрос – возможна ли в электроэнергетике рыночная конкуренция. Рыночная конкуренция возможна только между независимыми, работающими на одном направлении, системами. Система по определению это объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе. В науке и технике это множество элементов (узлов, агрегатов, приборов и т.д.), понятий, образующих некоторую целостность и подчиненных определенному руководящему принципу. Что можно рассматривать как систему в энергетике? Электроэнергия не может производиться на склад или аккумулироваться. Если где-то включили электродвигатель (аппарат, лампочку…), то на электростанции должно быть увеличено производство электроэнергии ровно на столько же. Поэтому в энергетике производитель закономерно связан с потребителем и, таким образом, системой здесь необходимо рассматривать единство «производитель – потребитель электроэнергии». Как можно организовать конкуренцию в такой системной связи? Это будет либо сговор, либо обман. Конкуренцию можно организовывать только между отдельными системами, обеспечивающими жизнедеятельность какой-то третьей системы. Например, энергомашиностроительные заводы могут конкурировать между собой при создании котлов, турбин и другого оборудования; станкостроительные заводы и др. В единой системе энергетика является основной образующей любого производства. Индивидуальный потребитель (человек) также становится зависимым от производителя энергии. Поэтому отдать энергетику в частные руки это, значит, потерять контроль над страной. Энергетика должна быть под государственным контролем, как это и делается во многих странах. В России со стороны государства в настоящее время контроль над энергетикой несколько ослаблен. Большинство электростанций уже давно выработали свой моторесурс. В связи с этим наша энергетика нуждается в новых идеях (новых планах ГОЭЛРО), в новых разработках, способствующих дальнейшему ее взлету, что даст надежду людям в освоении новых высоких творческих и промышленных успехов.

Каждый человек наделен своей энергетикой. Она бывает врожденная и полученная в течение жизни. Есть слабая энергетика, есть энергетика сильная. От нее, по мнению специалистов в области эзотерики, зависят личностное развитие и успех человека в жизни. Как же определить свое энергетическое поле?

Определенных способов проверки человека на его энергетическую мощь нет. Энергетику нельзя измерить приборами. Но ее можно почувствовать. Как правило, человек активный, целеустремленный и деятельный обладает большим запасом жизненных сил. А тот, кто постоянно жалуется на нехватку энергии, и есть человек с низким уровнем энергетики.

Энергетически сильный человек, как правило, всегда бывает в хорошем настроении. Он умеет управлять своими эмоциями, знает, на что способен и смело идет к цели. Его не пугают трудности, так как он чувствует в себе силу, которая поможет в сложный период.

Люди с сильной энергетикой более удачливы по жизни. Они бодры и позитивны. Их настрой и крепкое здоровье позволяет легко добиваться своих целей. Энергичные люди могут манипулировать окружающими, отстоять свою точку зрения и завоевать внимание к своей персоне.

Однако те, у кого высокий энергетический потенциал, должны уметь контролировать свою силу. Энергию лучше направлять во благо себе и окружающим. Если у вас сильная энергетика, то есть вероятность того, что вы можете сглазить человека и нанести вред его биополю.

Энергетически слабый человек часто болеет. Если у него и возникают хорошие идеи, то он не спешит их реализовывать. Люди со слабой энергетикой быстро устают. Их легко обидеть или оказать на них влияние.

Уровень энергетики более точно можно определить по сновидениям. Что чаще всего вам снится?

Если во сне вы часто в идите реки, леса, заросли - то это признак переизбытка энергии. Также об этом может свидетельствовать музыка во сне или ремень, который сильно стягивает вашу талию. В этом случае с энергетикой у все в порядке. Правда, случается, что чрезмерная энергичность не доводит до добра. Если ваши силы направлены во благо, от них будет реальная польза. Но если вы растрачиваете ее по пустякам, то ничего хорошего от своей внутренней силы вы не получите.

Если вам постоянно снятся руины, старые дома, пропасть, пустота, голод, жажда, ссоры, драки, узкие дороги и коридоры, то вы испытываете недостаток жизненной силы. Это знак того, что срочно нужно изменить свою жизнь и восстановить энергию .

Не спешите отчаиваться, если вдруг поняли, что энергетически вы не сильны. Есть мнение, что человеческая энергетика постоянно меняется . Она может быть врожденной, наследственной (ее уровень это зависит от многих факторов, таких как место рождение, энергетика рождения, обстоятельства рождения и прочее) и приобретенной.

Приобретенная энергетика может меняться в зависимости от того, какой образ жизни ведет человек, чем он занимается, где живет и с кем общается. Исходя из этого, можно легко повысить свой энергетический уровень. Для этого существует много способов.

• Во-первых, необходимо полноценно питаться и наладить режим дня.
• Во-вторых, необходимо почаще оставаться наедине с собой и своими мыслями, чтобы лучше понять себя и свои желания.
• В-третьих, нужно отдавать предпочтение тому делу, которое приносить моральное удовлетворение.
• В-четвертых, следует больше общаться с людьми, которые настраивают вас на позитивные эмоции.

Зная свой энергетический потенциал, вы можете самостоятельно его усилить (если он слабый), либо направить в нужное русло для достижения целей. Обладая внутренней силой, вы можете добиться всего, чего захотите. Главное, постоянно работать над энергетикой, не давать ей сбоя и уметь контролировать ее, когда это необходимо.

23.10.2013 16:31

День большинства людей начинает довольно рано – кто встает на учебу, кто на работу. Некоторым...

Часть энергетического комплекса, снабжающая народное хозяйство преобразованными энергоносителями, включает электро- и теплоэнергетику. Их общественная миссия как базовых инфраструктурных отраслей (наряду с топливными) состоит в обеспечении энергетическое безопасности страны - важнейшего элемента национальной безопасности. Ведь энергия - один из главных факторов производства и формирования современного общества в целом.

Энергетика – область хозяйства, охватывающая энергетические ресурсы; выработку, преобразование и использование различных видов энергии.

Теплоэнергетика – отрасль теплотехники, занимающаяся преобразованием тепловой энергии в другие виды энергии (механическую, электрическую).

Электроэнергетика является ведущим звеном энергетики страны. Рассматриваемая как производственно-технологический комплекс, она включает установки для генерирования электроэнергии, совместного (комбинированного) производства электрической и тепловой энергии, а также передачи электроэнергии к абонентским установкам потребителей

Электроэнергия - самый прогрессивный и уникальный энергоноситель. Ее свойства таковы, что она способна трансформироваться практически в любой вид конечной энергии, в то время как топливо, непосредственно используемое в потребительских установках, пар и горячая вода - только в механическую энергию и тепло разного потенциала.

Электрическая станция – промышленное предприятие, вырабатывающее электроэнергию и обеспечивающее ее передачу потребителям по электрической сети.

Теплоснабжение – обеспечение потребителей тепловой энергией.

Теплопотребляющая установка – комплекс устройств, использующих тепловую энергию для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, кондиционирования воздуха и технологических нужд.

Источник теплоты (тепловой энергии) – энергоустановка, производящая тепло (тепловую энергию)

Общественные функции и структура энергетики.

Электроэнергетика призвана выполнять следующие важные общественные функции:

Надежное и бесперебойное электроснабжение потребителей в соответствии с действующими государственными стандартами параметров качества электроэнергии.

Обеспечение дальнейшей электрификации народного хозяйства как процесса расширения использования электроэнергии для получения разных форм конечной энергии (механической, тепловой, химической и др.) и замены электричеством других энергоносителей.

Развитие теплофикации городов: процесса высокоэффективного централизованного теплоснабжения на основе комбинированной выработки электрической и тепловой энергии.

Вовлечение в топливно-энергетический баланс страны (через производство электрической энергии) возобновляемых источников энергии, низкокачественного твердого топлива, ядерной энергии. В этом случае в электроэнергетике сокращается использование дефицитных и высококачественных видов топлива, прежде всего природного газа, который находит более эффективное применение в других отраслях народного хозяйства.

Электроэнергия производится на электростанциях разных типов: тепловых (ТЭС), гидравлических (ГЭС), атомных (АЭС), а также на установках, использующих так называемые нетрадиционные возобновляемые источники энергии (НВИЭ). Основным типом электростанций являются тепловые, на которых используется органическое топливо уголь, газ, мазут. Среди НВИЭ наибольшее распространение в мире получили солнечные, ветровые, геотермальные электростанции, установки, работающие на биомассе и твердых бытовых отходах.

Тепловые электростанции оборудуются паротурбинными энергоблоками различных мощностей и параметров пара, а также газотурбинными (ГТУ) и парогазовыми (ПГУ) установками. Последние могут работать и на твердом топливе (например, с внутри цикловой газификацией).

Основу производственного потенциала электроэнергетики России составляют электростанции общего пользования; на них приходится более 90% генерирующих мощностей. Остальная часть - ведомственные электростанции и децентрализованные энергетические источники.

В структуре мощностей электростанций общего пользования лидируют паротурбинные ТЭС (рис. 1).

Рис 1. Структура генерирующих мощностей электроэнергетики

Тепловые электростанции включают конденсационные (КЭС), генерирующие только электроэнергию, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), на которых осуществляется комбинированная выработка электроэнергии и тепла. В топливном балансе ТЭС определяющую роль играет природный газ. Его доля составляет около 65% и превышает долю угля более чем в 2 раза. Участие нефтетоплива незначительное (менее 5%).

Общее понятие энергетики. Энергетика - это область де_

ятельности, связанная с производством и потреблением энер_

гии. В системном плане энергетика представляет собой сово_

купность подсистем, служащих для преобразования, распреде_

ления и использования энергетических ресурсов всех видов.

Назначение энергетики состоит в том, чтобы обеспечить про_

изводство энергии путем преобразования первичной энергии

(например, химической, содержащейся в нефти) во вторичную

(допустим, электрическую энергию) и эффективное использо_

вание ее конечным потребителем (к примеру, троллейбусом).

Производство и потребление энергии проходят следующие

Получение и концентрация энергетических ресурсов - не_

фти, угля;

Передача сырья к преобразующим установкам (нефти - на

нефтеперерабатывающий завод (НПЗ), угля - на теплоэлектро_

станцию (ТЭС));

Преобразование первичной энергии сырья во вторичную с

новым носителем (в топливо - на НПЗ, электрическую энер_

гию - на ТЭС);

Передача вторичной энергии потребителям (топлива - ав_

томобилям, электроэнергии - троллейбусам, в отопительные и

осветительные системы);

Потребление доставленной энергии (автомобилем - для со_

вершения транспортной работы, отопительными системами -

для обогрева помещений).

Теоретическую основу энергетики составляет ряд научных

дисциплин: термо_ и газодинамика, тепло_ и электротехника,

гидромеханика и др.

Базовые понятия энергетики включают в себя энергию, ее

виды и формы; энергоносители и топливо; измерители энергии

и системы единиц; основные законы и методы преобразования

энергии, типы преобразователей; способы передачи и аккуму_

лирования энергии. Только при знании всех этих элементов в их

взаимосвязи можно составить системное представление об

энергетике в целом и возможностях эффективного функциони_

рования ее подобласти - транспортной энергетики, связанной

с осуществлением перевозок.

Энергия, работа, единицы измерения. Термин «энергия »

происходит от греческого слова energeia - действие. Энергия

пронизывает и объединяет многие процессы, является универ_

сальной количественной мерой движения и взаимодействия

всех видов материи. Энергия - скалярная характеристика дви_

жения материи и работы, совершаемой материальными телами.

Работа производится под действием силы. Сила возникает при

наличии полей, окружающих тела. Каждой форме движения

материи соответствует свой вид энергии: механическая, тепло_

вая, химическая, электрическая, ядерная (атомная) и др.

Сумма всех видов энергии в объекте составляет полную энер_

гию E , которая связана с его массой m и скоростью света с зако_

ном Эйнштейна: E _ mc 2. Массе 1 г соответствует энергия 1014 Дж.

Превращение внутренней энергии тела в ее внешние формы

называют освобождением энергии . При химических реакциях

освобождается 5 · 10_9% общего запаса энергии тела, при ядер_

ных - 0,09 %, термоядерных - 0,65 %, а при аннигиляции эле_

ментарных частиц - 100% .

Энергия может превращаться из одного вида в другой. При

этом полная энергия изолированной системы в соответствии с

законом сохранения энергии остается неизменной. Из данного

закона вытекает другой общий закон: запас энергии тела (сис_

темы), совершающего работу, уменьшается, а запас энергии тела

при приложении к нему внешней силы, производящей работу,

увеличивается.

Полная энергия тела (системы) состоит из кинетической

энергии движения тела, потенциальной энергии, обусловлен_

ной наличием силовых полей, и внутренней энергии. Механи_

ческая кинетическая энергия присуща движущимся предме_

там, а механическая потенциальная энергия - объектам, рас_

положенным выше уровня базовой поверхности.

Тепловой энергией обладают нагретые предметы. Химиче_

ская энергия содержится в топливе и пище. Электрическая

энергия генерируется в основном на электростанциях. Лучи_

стая энергия (энергия электромагнитного излучения) в форме

солнечной энергии служит для Земли источником теплоты и

света. Ядерная энергия является разновидностью потенциальной

энергии, связанной с наличием внутриядерных силовых полей.

ли (табл. 1.1) .

С энергией связана способность совершать работу; она обес_

печивает функционирование промышленности, транспорта и

других отраслей хозяйства.

Наиболее широко используется электрическая энергия, вы_

рабатываемая в основном ТЭС, атомными (АЭС) и гидроэлек_

тростанциями (ГЭС), а также получаемая из других источников.

На транспорте значительна доля тепловой энергии.

Энергия, обеспечивающая конечные производственные про_

цессы - электрофизические, механические, тепловые, освеще_

ние, передачу информации, представляет собой конечную энер_

Энергия, которая содержится в энергоносителях и обеспечи_

вает работу конечных энергетических установок, называется

подведенной .

Коэффициент полезного действия _ характеризует степень

совершенства устройства, осуществляющего передачу или пре_

образование энергии. Он равен отношению полезной энергии

E пол или мощности N пол соответственно к подводимой энергии

E или мощности N :

_ _ E пол/E _ N пол/N.

Чем выше КПД устройства, тем больше подводимой энергии

используется им или преобразуется. Смена поколений машин и

преобразователей энергии всегда сопровождалась повышением

КПД. Паровые машины в первой половине XIX в. имели КПД

5…7 %. КПД энергоустановки паровоза был повышен до 10 %,

а тепловоза - до 28 %. У современных поршневых паровых ма_

шин и двигателей внутреннего сгорания (ДВС) КПД не превы_

шает 35 %, а у паровых и газовых турбин - 40 % .

Та б л и ц а 1.1

Виды энергии и ее физические носители

___ _______ _________ _____ _

___________ __________ _ _______ _____ _ __ __

___ ____ ____ _ __ __ __ ___________ _ _________

!________ $ _____ ___#___ __"_

$ ________ $ _____ _ _____ ___ ______ __ _________

_ ______ _______ _ _ ______

__ ______ $ ___________ __ _

Единицей измерения энергии в Международной системе еди_

ниц СИ является джоуль (1 Дж _ 1 Н · м).

В тепловых расчетах применяют калорию (1 кал _ 4,1868 Дж).

В производстве и быту пользуются единицей, называемой

киловатт_часом (1кВт · ч _ 3,6 · 106Дж _ 860 076 кал).

Для оценки запасов источников энергии в качестве ее едини_

цы часто применяется тонна условного топлива - угля (т у. т.).

При полном сгорании 1 т у. т. выделяется энергия 7 · 103 ккал.

Виды и формы энергии

Механическая энергия. Механическая энергия характери_

зует движение и взаимодействие тел в пространстве и времени.

Этот вид энергии, лежащий в основе действия механических

устройств, изучается теоретической и технической механикой.

Поскольку механическая энергия является конечным видом

энергии для транспорта, вспомним основные положения меха_

Р а б о т а с и л ы и м о м е н т а с и л ы. Механическая энер_

гия вводится с использованием понятий работы силы и работы

момента силы. Элементарной работой силы dL на элементар_

ной длине пути ds называется скалярное произведение вектора

силы _P и вектора элементарного перемещения _ dr

dL Pdr_ P cos ds,

где _ r - радиус_вектор, _ - угол между векторами _P и _ dr .

Работой на участке пути является интеграл по пути:

При вращательном движении работу производит момент

силы M. Заменяя в выражении (1.1) силу P моментом M , а путь

ds - углом поворота d _ и полагая, что cos_ _ 1, для работы мо_

мента сил получим

где М _ Ph ; h - плечо силы, равное кратчайшему расстоянию

между направлением ее действия и осью вращения.

Единицей измерения момента силы в СИ является Н · м.

По форме энергию подразделяют на кинетическую и потен_

циальную.

К и н е т и ч е с к а я э н е р г и я. При действии на тело силы

его кинетическая энергия E к возрастает на величину dE к _ dL .

Интегрируя dE к для тела , движущегося поступательно (cos_ _

1), получим

E dL Pds mads m vdt mvdv mv

где т - масса; v - линейная скорость; а - линейное ускоре_

ние тела.

При вращательном движении роль массы играет момент

инерции тела I , а роль скорости - угловая скорость _ d _/dt.

Поэтому для вращающегося тела получим

Е к _ I 2/2.

При вращательном движении аналогом линейного ускорения a

является угловое ускорение _ d /dt и момент инерции связан

с моментом силы зависимостью I _ M /.

В СИ момент инерции измеряется в кг · м2.

Если тело одновременно участвует в поступательном и вра_

щательном движениях, его энергия

Е к _ mv 2/2 _ I 2/2.

П о т е н ц и а л ь н а я э н е р г и я. При воздействии потенци_

альной силы , работа которой определяется только начальным и

конечным положениями тела, величина энергии, равная работе

силы на пути между этими положениями, называется потенци_

альной энергией E п.

З а к о н с о х р а н е н и я м е х а н и ч е с к о й э н е р г и и.

Данный закон записывается в виде

Е _ Е к _ Е п _ const.

Он является частным случаем закона сохранения и превра_

щения полной энергии.

Мощнос т ь. Согласно определению мощность - это рабо_

та, совершаемая в единицу времени: N _ dL /dt. При поступа_

тельном движении N _ Pv , а при вращательном - N _ М . Одну и

ту же мощность можно получить различными сочетаниями силы

P и скорости v или момента силы М и угловой скорости.

Мощность в СИ измеряется в ваттах: 1 Вт _ 1 Дж/с. Внесис_

темной единицей мощности является лошадиная сила - работа,

производимая силой 75 кгс на пути 1 м за 1 с: 1 л.с. _ 735,5 Вт.

Тепловая энергия. Теплота представляет собой форму про_

явления внутреннего беспорядочного (хаотического) движения

частиц тела (системы). Мерой теплоты является ее количество,

получаемое или отдаваемое телом при теплообмене. Это коли_

чество теплоты называют тепловой энергией.

Проблемы, связанные с осуществлением тепловых процес_

сов, рассматриваются термодинамикой и теплотехникой. Термо_

динамика изучает процессы в системах путем анализа превра_

щения теплоты в различные виды энергии. Теплотехника охва_

тывает производство, распределение, транспортирование и ути_

лизацию теплоты. Способы извлечения, преобразования и ис_

пользования тепловой энергии в ДВС будут с необходимой глу_

биной рассмотрены в гл. 2 и 3. Здесь упомянем лишь основные

законы термодинамики.

Согласно первому началу (закону ) термодинамики количе_

ство теплоты q , сообщаемое единице массы системы, расходу_

ется на увеличение ее внутренней энергии _u и совершение

системой работы l над внешней средой:

q _ _u _ l .

Внутренняя энергия является функцией состояния системы:

ее значение полностью определяется параметрами состояния и не

зависит от пути, приведшего вещество в данное состояние. Внут_

ренняя энергия включает в себя кинетическую и потенциальную

энергию частиц вещества. Первый закон термодинамики можно

рассматривать как одну из формулировок закона сохранения и

превращения энергии, примененного к тепловым процессам.

Второе начало (закон ) термодинамики устанавливает не_

обратимость реальных процессов и определяет их направление.

Этот закон связан с понятием энтропии. Как и внутренняя энер_

гия, энтропия характеризует состояние системы и является ее

функцией. Энтропия изменяется при сообщении телу или отбо_

ре у него теплоты и является мерой молекулярного хаоса и неупо_

рядоченности физической системы. При необратимых адиабат_

ных процессах энтропия растет, и это является законом приро_

ды при наличии антропогенного воздействия на нее.

В соответствии с третьим началом (законом ) термодинами_

ки при приближении температуры к абсолютному нулю энтро_

пия системы также стремится к нулю, что дает возможность

рассчитывать абсолютное значение энтропии.

Теплообменом называется необратимый самопроизвольный

процесс передачи теплоты. Знание законов теплообмена позво_

ляет эффективно передавать теплоту потребителям и уменьшать

ее потери в линиях теплопередачи. Существуют следующие

виды передачи теплоты: теплопроводность, конвекция и лучи_

стый теплообмен.

В природе и технике источниками тепловой энергии явля_

ются химические реакции, электрический ток, электромагнит_

ное излучение и ядерные реакции.

Химическая энергия. Этот вид энергии представляет собой

часть внутренней энергии вещества, обусловленную взаимо_

действием атомов в молекуле. Выделяющаяся при сжигании

топлива энергия используется для получения теплоты.

Вещества подразделяются на органические и неорганиче_

ские. К органическим относятся углеродосодержащие веще_

ства - нефть, уголь, спирт и др. Примерами неорганических ве_

ществ могут служить вода, песок и минералы.

Вещества вступают во взаимодействие - реакции , и тогда

образуются новые вещества. Реакцию характеризует энергия

активации , необходимая для разрыва связей реагирующих ве_

ществ и способствующая образованию новых связей и веществ.

Скорость протекания реакции зависит от природы реагирующих

веществ, термодинамических параметров состояния и внешне_

го воздействия.

Реакции бывают экзотермическими и эндотермическими.

Первые протекают с выделением энергии, вторые - с ее погло_

щением. К экзотермическим реакциям, в частности, относятся

реакции сжигания топлива.

Процесс сжигания топлива называется горением. Для горе_

ния характерно интенсивное выделение энергии, значитель_

ный нагрев, образование пламени, свечение, превращение твер_

дого и жидкого топлива в газ. При горении образуется дым -

аэрозоль, состоящий из твердых частиц размером 0,1…10 мкм,

взвешенных в газовой среде. После горения остается зола -

минеральный остаток, содержащий SiO2, Fe2О3 и другие соеди_

Ор г а н и ч е с к о е т о п л и в о. В состав этого вида топлива

входят углерод, водород, кислород, азот, сера, вода и другие эле_

менты и вещества. В зависимости от агрегатного состояния оно

бывает твердым (уголь, древесина, торф), жидким (керосин,

бензин, солярка, мазут) и газообразным (природные и искусст_

венные газы).

Природным топливом являются древесина, природный газ,

полезные ископаемые растительного происхождения (каменный

и бурый уголь, антрацит, торф, горючие сланцы); искусствен_

ным - бензин, керосин, солярка, мазут, водород, кокс, коксо_

вые и генераторные газы и др.

Энергетическая эффективность топлива определяется удель_

ной теплотой сгорания , равной теплоте, выделяющейся при

сгорании 1 кг топлива. Различают высшую удельную теплоту

сгорания Н 0 - без учета потерь на испарение влаги, содержащей_

ся в топливе, и низшую удельную теплоту сгорания Нu - с уче_

том этих потерь. Из природного топлива наибольшей теплотой

сгорания обладает природный газ (Н 0 _ 50 МДж/кг). Значитель_

ную теплоту сгорания имеет водород (Н 0 _ 116 МДж/кг).

Для сопоставления разных ви_

дов топлива и его суммарного

учета используют понятие вооб_

ражаемого условного топлива с

низшей удельной теплотой сгора_

ния, равной 29,3 МДж/кг. Масса

условного топлива m у выражает_

ся через массу натурального топ_

лива т 1082 кн с помощью соотношения

m у _ Нu т н/29,3.

В табл. 1.2 приведены усред_

ненные значения удельной теп_

лоты сгорания некоторых видов

органического топлива .

П е р с п е к т и в н ы е в и д ы

т о п л и в а. Приведем краткое описание некоторых из них.

Водород имеет удельную теплоту сгорания втрое более высо_

кую, чем у нефти, а при его сгорании образуется экологически

безопасная вода. При его использовании в двигателях в воздух не

выбрасывались бы несгоревшие углеводороды, соединения свин_

ца и оксид углерода. Однако бензин, залитый в бак вместимос_

тью 80 л, имеет массу 56 кг; эквивалентное по энергосодержанию

количество водорода имеет массу 20 кг, но стальные резервуары

для этого количества газа должны иметь массу несколько тонн.

Получение водорода пока дорогостоящий процесс.

Недостатком этого вида топлива является также то, что во_

дород более взрывоопасен, чем компоненты природного газа.

В качестве топлива могут быть использованы спирты - ме_

танол СН3ОН и этанол С2Н5ОН. Применение спирта требует

доработки ДВС, но 20%_ная добавка этанола к бензину делает

эту смесь (газохол) приемлемой для обычных двигателей. Дви_

гатель, работающий на спирте, выделяет гораздо меньше про_

дуктов сгорания, чем бензиновый двигатель.

Городские отходы на 40…60 % состоят из веществ, не ус_

тупающих по теплоте сгорания низкосортным маркам угля

Решая проблему утилизации отходов, необходимо пред_

усмотреть возможность использования этой теплоты. Наибо_

лее разработанные технологии биоэнергетики - биохимичес_

кая или термохимическая конверсия отходов в биогаз и эта_

нол. Электрическая энергия. Это единственный вид энергии,

который удается производить в больших количествах, переда_

вать на значительные расстояния и сравнительно просто рас_

пределять. Электроэнергия легко преобразуется в другие виды

Та б л и ц а 1.2

Удельная теплота сгорания

Органического топлива,

МДж /кг

Топливо Hu H0

Бурый уголь 14 27

Антрацит 21 34

Каменный уголь 24 35

Мазут 40 42

Природный газ 48 50

Электрическая энергия обусловлена наличием заряженных

тел, электрического тока, электрических и магнитных полей.

Природу электрических явлений изучает электродинамика , а

методы получения, передачи, распределения и использования

электрической энергии - электротехника . Вспомним основ_

ные понятия, связанные с электромагнитными явлениями, по_

лучением и применением электрического тока.

Электрический ток - это упорядоченное движение свобод_

ных электрических зарядов. Ток характеризуется направлением,

силой и напряжением. В СИ сила тока I измеряется в амперах

(А), а напряжение U - в вольтах (В).

Магнитное поле создается электрическим током. Характери_

стики поля таковы: напряженность - измеряется в СИ в ампе_

рах на метр (A/м); магнитная индукция - в теслах (Тл), 1 Тл _

1 Н/(А · м).

Электромагнитная индукция - явление возникновения

электродвижущей силы в проводнике, если он движется в по_

стоянном или покоится в меняющемся магнитном поле. Это яв_

ление используется для получения электрического тока генера_

торами и преобразования переменного тока трансформаторами.

Магнитный поток измеряется в веберах (Вб), 1 Вб _ 1 Тл · м2.

Одновременное существование в области пространства пере_

менных электрического и магнитного полей обусловливает

электромагнитное поле . Переменные во времени электромаг_

нитные поля называются электромагнитными колебаниями.

Постоянный электрический ток характеризуется тем, что

его сила и направление не меняются со временем. В СИ едини_

цей электрического сопротивления R является ом (Ом). Ток,

проходя через потребитель, совершает работу L _ IUt . Мощ_

ность тока определяется работой, совершаемой им в единицу

N _ dL /dt _ IU _ I 2R _ U 2/R.

Работа и мощность тока в СИ измеряются соответственно в

джоулях (Дж) и ваттах (Вт), 1 Вт _ 1 А · В. Внесистемной едини_

цей работы тока является киловатт_час (кВт · ч).

Переменный электрический ток - это ток, изменяющий_

ся во времени по величине и направлению. Мгновенное значе_

ние силы тока

I _ I max sin(t _),

где I max - амплитуда; (t _) - фаза тока; - циклическая

частота (_ 2__); _ - частота колебаний; - начальная фаза.

Закон Ома для переменного тока принимает вид

I max _ U max /Z ,

где U max - амплитуда напряжения; Z - полное сопротивление

цепи, включающее в себя активное и реактивное сопротивления.

Важными для практики являются понятия действующих

силы тока, напряжения и мощности:

I _ I max 2, U _Umax 2,

2 _ 2 _ 2 _ 2 _ _

N U R I R I maxR 2 Umax 2R .

Напряжения 220 В (в быту) и 110 кВ (в линии передачи) яв_

ляются действующими напряжениями переменного тока.

Для цепи с активными и реактивными элементами, в кото_

рой ток и напряжение изменяются с разностью фаз _, средняя

мощность тока за период

учитывающая потери электрической энергии, носит название

активной мощности , а величина cos _ - коэффициента мощ_

ности . Активная мощность в СИ измеряется в ваттах (Вт), пол_

ная - в вольт_амперах (В · А), реактивная - в реактивных вольт_

амперах (вар).

Трехфазная электрическая цепь по сравнению с однофаз_

ной позволяет экономить цветной металл в линиях электропе_

редачи (до 25 %), создавать вращающееся магнитное поле ста_

тора асинхронного электродвигателя, снижать пульсации тока

при получении постоянного тока из переменного, а также ис_

пользовать два рабочих напряжения - линейное (380 В) и фаз_

ное (220 В).

Механическое действие тока реализуется в работе электро_

двигателей. В электродвигателях постоянного тока возможно

плавное регулирование скорости вращения ротора. Они приме_

няются для привода колесных пар электротранспорта.

На транспорте используются также асинхронные электродви_

гатели трехфазного переменного тока. В статоре такого двига_

теля при помощи трехфазного тока создается вращающееся маг_

нитное поле. Частота вращения ротора меньше, чем у магнит_

ного поля, причем со снижением нагрузки она возрастает, с уве_

личением - уменьшается.

Асинхронные электродвигатели находят применение в при_

водах станков, кранов, лебедок, лифтов, эскалаторов, насосов и

других механизмов.

Тепловое действие тока проявляется в проводниках, через

которые проходит ток. Количество выделяющейся теплоты Q в

неподвижном проводнике равно работе электрического тока.

Солнечная энергия. Свет представляет собой электромаг_

нитные волны - поток фотонов. Ежесекундно Солнце излуча_

ет энергию 3,9 · 1026 Дж. Поверхности Земли достигает 4,5 · 10_8%

этой энергии. Мощность такого потока равна 1,78 · 1017 Вт. Энер_

гией, поступающей на поверхность площадью 20 тыс. км2, мож_

но обеспечить потребность в ней всего населения земного шара.

Энергетическая освещенность атмосферы составляет 1,4 кВт/м2,

а поверхности Земли - 0,8…1,0 кВт/м2. Затруднения в исполь_

зовании солнечной энергии вызваны ее низкой поверхностной

плотностью вблизи Земли (800 ккал/м2) .

Преобразование солнечной энергии в теплоту осуществля_

ется в сооружениях типа теплиц посредством нагревания теп_

лоносителей в теплоизолированных приемниках излучения, а

также на солнечных тепловых электростанциях.

Прямое преобразование солнечной энергии в электричес_

кую осуществляется двумя методами - термо_ и фотоэлектри_

ческим. Электроэнергия от солнечных батарей пока в 100 раз

дороже вырабатываемой тепловыми электростанциями.

Преобразование солнечной энергии в механическую прин_

ципиально возможно при использовании эффекта солнечного

паруса . Поток фотонов оказывает давление на поверхность Зем_

ли, равное 5 мкПа. Эффект солнечного паруса обусловлен раз_

ницей давлений света на идеально отражающую и полностью

поглощающую поверхности.

Ядерная энергия. По прогнозам, для обеспечения челове_

чества энергией природных запасов органического топлива хва_

тит на полстолетия. В будущем основным энергоресурсом мо_

жет стать солнечная энергия. На переходный же период требу_

ется источник энергии, практически неисчерпаемый, дешевый,

возобновляемый и не загрязняющий окружающую среду. И хотя

ядерная энергия не отвечает полностью этим требованиям, эта

область энергетики интенсивно развивается.

Ядерными реакторами называются устройства, в которых

осуществляются управляемые ядерные цепные реакции, сопро_

вождающиеся выделением теплоты. Основными элементами

ядерного реактора являются активная зона, где находится ядер_

ное топливо и протекает цепная реакция, замедлитель и отра_

жатель нейтронов, теплоноситель для отвода теплоты, образу_

ющейся в реакторе, регуляторы скорости развития цепной ре_

акции и радиационная защита.

Источники и ресурсы энергии

Существующие источники и ресурсы. Ресурсы - это сред_

ства, ценности, источники ценностей, запасы, возможности.

сурсы. Энергоресурсы - это средства, сутью которых является

преобразование и потребление содержащейся в них энергии для

реализации производственных процессов и удовлетворения раз_

личных потребностей.

Субстанция, содержащая энергию, называется энергоноси_

телем , важной характеристикой которого является плотность

рания). Энергоресурсы и энергоносители характеризуются об_

щей величиной запаса (энергоемкостью, массой) и темпом ис_

черпания (скоростью выемки из хранилища, интенсивностью

процесса потребления).

В понятие энергоресурсов входят также источники, их до_

ступность и степень освоения. От этих характеристик зависит

объем энергоресурсов, предназначенный для практического

применения.

Место энергоресурсов во множестве ресурсов, используемых

обществом, рассмотрим с помощью диаграммы классов UML1

Cтруктура системы характеризуется диаграммами классов с

множеством типов отношений. Обобщение, например, позволя_

ет реализовать принцип наследования: общие свойства и пове_

дение размещаются в верхних по иерархии (родительских) клас_

сах, а нижние классы (потомки) обращаются за информацией

к родительским классам. Наследование может быть множе_

ственным, когда потомок приобретает черты многих родителей

(например, класс ВоднРесурс («Водные ресурсы») на рис. 1.1 на_

следует свойства классов Энергоресурс и НеЭнергоресурс ).

На одной диаграмме также можно отображать наследование

свойств по нескольким признакам (как, например, класс При_

родныйРесурс подразделяется на подклассы по признакам

наследование позволяет отобразить сетевой характер классифи_

кации сложной системы (например, класс МинералРесурс мож_

но определить по признаку «Энергосодержание», а также как

Невозобновляемый и Исчерпаемый ).

Обобщение отображается стрелкой со светлым треугольни_

ком, направленной в сторону родительского класса. В качестве

имени класса используют акроним - написанное слитно соче_

тание морфем ключевых слов (или самих слов), начинающихся

1UML - язык визуального моделирования - возник и получил широ_

кое распространение в последнее десятилетие как инструмент объектно_ори_

ентированного моделирования сложных систем, существенно упрощающего

их анализ и проектирование. К основным понятиям UML относятся класс,

объект, атрибут, операция и наследование. Система представляет собой сово_

купность диаграмм классов, активностей и др.

Рис. 1.1. Иерархия ресурсов (диаграмма классов UML):

отношение наследования (треугольник примыкает к классу_родителю)

с заглавной буквы. Имена абстрактных классов пишутся курси_

вом, а конкретных (состоящих из одного определенного объек_

та) либо конечных в иерархии - прямым шрифтом.

Ресурсы в целом подразделяются на природные и экономи_

Природные (первичные ) ресурсы - компоненты окружаю_

щей среды (ОС), используемые в процессе общественного про_

изводства для удовлетворения материальных и культурных по_

требностей. Совокупность природных ресурсов можно разде_

лить на энергоресурсы и неэнергетические ресурсы.

Основные виды природных ресурсов - солнечная энергия

(СолнЭнергия ), энергия приливов (ПриливЭнергия ), геотер_

мальная энергия (ГеотермЭнергия ), водные (ВоднРесурс ), воз_

душные (ВоздРесурс ), минеральные (МинералРесурс ), земель_

ные (ЗемРесурс ) и растительные ресурсы (ФлорРесурс ), а так_

же ресурсы животного мира (ФаунРесурс ). Среди них солнеч_

ная энергия, энергия приливов и геотермальная энергия явля_

ются чисто э н е р г е т и ч е с к и м и р е с у р сами . Земельные,

растительные ресурсы и ресурсы животного мира отнесем к

н еэ н е р г е т и ч е с к и м р е с у р сам . И наконец, водные, воз_

ными: они используются как в процессах, осуществляемых в

энергетике, так и по другому назначению (воздух дает кислород

для топливной энергетики, но также является основой всей

аэробной жизнедеятельности).

Запасы первичных источников энергии, Дж, на Земле тако_

вы : ядерная энергия деления - 1,97 · 1024; химическая энер_

гия горючих веществ - 1,98 · 1023; внутренняя теплота Земли -

4,82 · 1020; энергия приливов - 2,52 · 1023; энергия ветра -

6,12 · 1021; энергия рек - 6,5 · 1019.

Минеральные ресурсы (МинералРесурс ) - это полезные

ископаемые, заключенные в недрах. В зависимости от области

их применения выделяют следующие группы ресурсов:

а) топливно_энергетические - нефть, природный газ, уголь,

урановые руды (ТоплЭнергоресурс );

б) рудные, являющиеся сырьевой основой для черной и цвет_

ной металлургии;

в) горно_химическое сырье - поваренная и другие соли, сера

и ее соединения и др.;

г) природные строительные материалы;

д) гидроминеральные (группы б -д на схеме условно объе_

динены в класс НеТоплЭнергоресурс ).

Природные ресурсы классифицируют и по другому признаку -

практической неисчерпаемости: н е и с ч е р п а е м ы е и и с _

ч е р п а емые . Класс последних, в свою очередь, подразделяет_

ся на возобновляемые и невозобновляемые. Восстановление

запаса возобновляемых ресурсов (гидроресурсы, ветер) обеспе_

чивает природа. Запас невозобновляемых ресурсов (минераль_

ное топливо, уран) ограничен (на схеме показано для минераль_

ных ресурсов в целом). Невозобновляемость обусловлена раз_

личием темпов потребления и создания ресурсов природой.

Например, за сутки сжигается столько топлива, сколько его за_

пасала природа в минералах в течение тысячи лет.

Экономические ресурсы являются составляющими обще_

ственного производства, в том числе энергетики.

Тр у д о в ы е р е су р с ы кроме экстенсивного показателя -

численности обладают такими важными характеристиками, как

интеллектуальный потенциал и технологическая подготовлен_

Матер и а л ь н ы е р е с у р с ы носят вторичный характер

и представляют собой промежуточные или конечные продук_

ты цепи процессов переработки природного сырья (топливо,

получаемое из нефти, товарный уголь и газ), а также тепловые

отходы производственных процессов (отработанный пар, горя_

чие газы).

Энергоресурсы подразделяют также на топливные и нетоп_

ливные. Разнообразные энергоресурсы обладают взаимозаменя_

емостью (вместо жидкого топлива может быть использован газ).

При принятии решений о наилучшем использовании энергоре_

сурсов их сопоставляют количественно. Удобно проводить срав_

нение их удельной теплоты сгорания, Дж/кг.

Теплота сгорания может также измеряться в англо_американ_

ских единицах British Thermal Units (Вtu):

1 Btu _ 252 кал _ 1055 Дж _ 2,93 · 10_4 кВт · ч.

Применение понятия условного топлива позволяет соизме_

рять различные виды топлива. В отечественной практике в ка_

честве основы используется так называемый угольный эквива_

лент - 7000 ккал (29,3 МДж) - теплота, которая выделяется при

сжигании 1 т высококачественного угля (обозначается 1 т у. т.).

Тонна нефти при сгорании выделяет примерно 10 000 ккал

(42 МДж). Это означает, что для перевода массы нефти в уголь_

ный эквивалент следует эту массу умножить на коэффициент

1,43; 1 кВт · ч (3,6 МДж) электроэнергии эквивалентен 0,123 кг

Из всех первичных видов топлива наибольшей удельной теп_

лотой сгорания обладает нефть. К высококачественным энерго_

ресурсам относится природный газ с коэффициентом перевода

объема 1000 м3 на уровне 1,15…1,2.

Источники энергии разделяют на коммерческие и некоммер_

ческие. Коммерческие источники энергии включают в себя

твердые (уголь, торф, сланцы), жидкие (нефть, газовый конден_

сат), газообразные (природный газ) виды топлива и электро_

энергию, произведенную на электростанциях всех типов. Не_

коммерческие источники энергии - древесное топливо, сель_

скохозяйственные и промышленные отходы, мускульная сила

человека и рабочего скота .

Перспективные источники энергии для транспорта. Ра_

бота современного транспорта зависит от невозобновляемых

источников. В будущем человечество перейдет к преобладающе_

му использованию возобновляемых источников энергии. К чис_

лу перспективных источников энергии для транспорта относят_

ся: в ближайшем будущем - уголь и горючие сланцы; в отдален_

ном - внутренняя теплота Земли, движение вод в реках и мо_

рях, ядерная энергия. Из этих источников можно получить

энергию в форме, пригодной для непосредственного использо_

вания, например жидкое топливо, электричество и водород.

1.4. Преобразование и аккумулирование энергии

1.4.1. Преобразование и преобразователи

Тепловые двигатели. На автомобильные ДВС приходится

около 25 % общего количества потребляемой энергии и около

60 % общего количества всех видов загрязнений воздуха. Отра_

ботавшие газы автомобилей содержат СО2, Н2О, СО и другие

вещества. Максимальный теоретический КПД бензиновых ДВС

составляет около 58 %, дизелей - 64 %. КПД реальных ДВС

вдвое меньше.

Двигатели внешнего сгорания. В этих двигателях топливо

сгорает вне цилиндра. Горение происходит непрерывно. Вибра_