Новые технологии в электроэнергетике

Новые технологии в электроэнергетике

В современном мире энергетика является основой развития ключевых отраслей промышленности. Во многих странах мира темпы развития энергетики играют очень важную роль. Энергетическая область постоянно развивается, и новости энергетики становятся наиболее актуальными.

Беспроводная передача электроэнергии

Новое в энергетике зачастую связано с изобретением ранее неиспользуемых способов выработки и передачи электроэнергии. Одному из технических предприятий в Японии удалось осуществить передачу электричества на дальнее расстояние без использования проводов. Это может стать первоначальным шагом на пути к получению электрической энергии из космического пространства посредством преобразования солнечной энергии. В настоящее время специалисты проводят тестирование установки для получения энергии в городе Кобе.

Ученым уже удалось успешно передать электроэнергию на дальность более 500 метров при помощи луча в микроволновом диапазоне. Получающая сигнал установка представляет собой комплект LED-ламп, общая мощность которых достигает 10 кВт. В ходе испытаний были изучены последствия и функционирования установки. В дальнейшем будущем планируется использовать большое количество солнечной энергии и применять ее для различных земных целей. При помощи проведенного эксперимента ученым удалось наглядно продемонстрировать возможность коммерциализации беспроводной передачи электроэнергии.

Возобновляемые источники энергии

С каждым днем возрастает привлекательность возобновляемых источников энергии, в том числе электростанций, работающих на основе биомассы. Рост востребованности таких электростанций объясняется такими параметрами, как:

  • Удобная возможность производства больших объемов энергии
  • Минимальные вложения средств
  • Высокая производительность функционирования
  • Надежность эксплуатации энергетического объекта

Распространение выработки электроэнергии из биомасс особенно важно для ряда европейских стран, имеющих довольно амбициозные цели в области энергетики. В то же время, ухудшение экономических условий существенно сдерживает возможность расширения данного рынка.

За последние несколько лет власти некоторых стран в Европе минимизировали или полностью приостановили выделение субсидий на выработку электроэнергии из биотоплива. Таким образом, дальнейшее развитие таких электростанций поставлено под угрозу. Несмотря на это, электричество в которых играет ключевую роль, показывают, что выручка предприятий на рассматриваемом рынке возрастает.

Эксперты в области энергетики говорят о том, что объемы установленных мощностей выработки энергии из биомасс будут увеличиваться по мере модернизации устаревших электростанций и их перевод на работу с биомассой.

Стоит отметить, что биомасса является далеко не единственным источником возобновляемой энергии. Согласно заявлениям специалистов, уже через несколько десятилетий в число наиболее популярных источников энергии будет входить ветер. К 2040 году солнечные и ветряные электрические станции смогут обеспечить около 2/3 все производственных мощностей сегмента альтернативной энергетики. При этом темпы развития солнечной энергетики будут более ускоренными, но большая доля в выработке придется на новейшие ветряные электростанции. Прогнозы аналитиков говорят о том, что ветряные станции смогу вырабатывать большее количество энергии, чем нынешние гидроэлектростанции.

В общей сложности, валовое потребление энергии во всем мире с каждым годом возрастает на 0,8%. Доля эксплуатации возобновляемых ресурсов по всему миру постоянно возрастает. К примеру, в Соединенных Штатах доля энергии, выработанной при помощи возобновляемых источников, составляет 13-15% в год. Аналитики предполагают, что данный показатель вырастет до 18% в будущем. На данное время в число лидеров по выработке электроэнергии из возобновляемых ресурсов входят такие страны, как:

Участие технологических компаний в развитии энергетики

Свой определенный вклад в развитие энергетики вносят и крупные технологические компании. Так, корпорация Google намерена запустить новый проект по выработке электрической энергии. В исследовательской лаборатории компании были разработаны змеи-аэропланы, способные производить энергию. Мощность одного такого устройства составляет 600 кВт, размах крыла – 25,6 метров, предельная дальность полета – 250 метров, длина встроенного троса – 450 метров. Одно подобное устройство сможет обеспечить производство электроэнергии, которой хватит для одного стандартного многоквартирного дома в городе или для небольшой деревни на 50-60 домов.

Вырабатывающий энергию воздушный змей на высокой скорости и большой высоте летает по кругу для генерирования поток энергии при помощи восьми турбин. Теоретически, такой способ выработки ресурса является более эффективным, по сравнению с применением ветряных станций, так как ветер более сильный на высоте. К числу прочих преимуществ использования новой технологии относятся:

  1. Мобильность устройства
  2. Отсутствие необходимости возводить крупное сооружения для выработки энергии
  3. Легкость ремонта
  4. Возможность запуска практически в любом месте

Насколько успешным окажется данный проект, станет известно после его тестирования на практике. Как правило, все новое в энергетике сначала проходит серию проверок, после чего вводится в эксплуатацию на постоянной основе.

Читайте также:  Как зачеканить водопроводную чугунную трубу

Перспективы солнечной энергетики

К концу 2015 года мощность автономных солнечных установок, предназначенных для выработки электроэнергии, вырастет вдове в сравнении с показателем конца 2013 года. За прошлый год выработка энергии на солнечных станциях выросла на 770 мВт. Кроме того, за последние два года только на территории Америки было введено в эксплуатацию больше солнечных станций, чем за предыдущие 38 лет. Причиной такого стремительного роста популярности солнечных станций является изменение структуры стоимости солнечной энергии.

Современные инновации приводят к постоянному понижению стоимости солнечной энергии, что приводит к возникновению новых установок по всему миру.

Половину мирового рынка солнечной энергетики в современных условиях занимают Китай и Япония. Ежегодно Китай намерен получать около 35 ГВт энергии от солнечных станций. Данное намерение стимулируется необходимостью снижать уровень загрязнения окружающей среды в результате сжигания топливных ресурсов в условия постоянного увеличения потребностей в энергии.

Японские эксперты прогнозируют, что к 2030 году суммарная мощность всех солнечных установок в стране превысит 100 ГВт. Солнечные станции развиваются и на территории Африки, где только треть территории имеет доступ к источникам электроэнергии.

Таким образом, можно отметить, что сфера энергетики находится в постоянном развитии. Новые технологии направлены на выработку большего количества энергии посредством использования самых разных ресурсов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Электроэнергия играет важную роль в жизни и экономике каждой страны. Многие страны мира стараются эффективно получать, передавать и использовать такую энергию, и помощь в этом им окажут инновации в электроэнергетике.

Инновации и их эффективность в электроэнергетике

Индустрия и промышленность, связанные с электроэнергетикой, имеют следующие особенности:

  • выработка ресурса основных частей и узлов электрооборудования происходит за 20, 30 и более лет;
  • для обновления или замены оборудования необходимо вложить большие средства;
  • вложенные средства окупаются долго.

Затраты предприятий, к которым относятся компании энергетического сектора, на научно-исследовательские работы невысоки. Тем важнее понять, что развитие отрасли и новые технологии в энергетике возможны за счет применения инновационных методов работы.

Наиболее интересные и современные инновации в энергетике

В атмосфере накапливается электричество, один из вариантов его использования — захват электрической энергии молний. Это обещающая технология, но пока еще мало разработанная.

Более продвинутая техника — плазменные генераторы, вариант магнитогидродинамического устройства. Опытно-промышленные установки появились в XX веке, с тех пор ведутся работы по их усовершенствованию и доработке.

A post shared by Андрей (@andrey_lupin) on Apr 13, 2019 at 4:44am PDT

Коэффициент полезного действия таких устройств составляет 45% и выше. Российская электроэнергетика знает практические примеры: на Рязанской ГРЭС работает комплекс мощностью 300 МВт, включающий плазменный генератор.

Примером энергоэффективности энергосберегающих технологий являются светодиодные лампы — они не содержат ртути, имеют наработку на отказ 30000 часов против 1000 для лампы накаливания, экономят электроэнергию до 90%. Например, светодиодная лампа мощностью 12 Вт эквивалентна лампе накаливания мощностью 100 Вт.

Сберечь ресурс можно на существующих системах за счет четкой организации взаимодействия с помощью информационных технологий по типу сети, о чем говорит термин «энергетический интернет».

Беспроводная передача электроэнергии

Проблемой передачи энергии на расстояние без проводов ученые начали заниматься в XIX веке. В XX и XXI веке опробованы разные способы, но промышленной реализации пока не получили, исключая ситуации, когда электрическая энергия малой мощности передается на небольшие расстояния. Примером данной инновации в электронике служат устройства беспроводной зарядки смартфонов.

Возобновляемые источники энергии

Такие источники пополняются в природе естественным путем и являются, по меркам человеческих потребностей, неисчерпаемыми. К ним относятся:

  • солнечный свет;
  • приливы и отливы (кинетика вращения Земли);
  • геотермальная теплота (энергия недр земли);
  • энергия ветра;
  • биоматериалы;
  • водные потоки, в том числе волны.

Свет Солнца преобразуется в электрическую энергию посредством специальных батарей, энергию приливов реализуют приливные электростанции, геотермальную энергию — ГеоТЭС. Потенциал ветра используют ветряные электростанции, место установки которых определяют интенсивные ветровые зоны. Анализ говорит о том, что к 2040 году ветряные станции по объему вырабатываемого электричества будут конкурировать с гидроэлектростанциями.

Использование возобновляемых ресурсов находится на подъеме: США вырабатывают с их помощью 15% энергии в стране, а в ближайшие годы возможен рост еще на 3%. Помимо США, лидерами в этой области называют Германию, Италию, Великобританию, Китай и Индию.

Читайте также:  Тепловой насос для отопления дачи

Солнечная энергетика

Новые технологии в электроэнергетике предложены и применяются при разработке устройств конверсии фотоэлементами солнечного излучения в электричество. Первые образцы солнечных батарей созданы в 1954 году сотрудниками компании Bell Laboratories.

В 1985 году с помощью солнечного излучения вырабатывалось 0,021 ГВт, а в начале 2014 года — 139 ГВт. К середине XXI века ожидается выработка не меньше 20% от общей потребности в электричестве.

Участие технологических компаний в развитии энергетики

Крупные корпорации разрабатывают новые энергетические технологии, например, компания Google предложила аэроплан, по типу воздушного змея летающий по кругу на высоте, где ветер сильнее. Такой аэроплан дает выработку 600 кВт. В России «Росатом» строит ветропарки.

Частные инвесторы и крупные технологические компании, такие как Microsoft, General Electric и другие, объединились в коалицию, чтобы реализовать энергетику будущего без выбросов углекислого газа в атмосферу. Коалиция работает по всем направлениям альтернативной и традиционной энергетики.

Электроэнергетика, созданная усилиями многих поколений, – основа народного хозяйства России, база для устойчивого развития практически всех экономических и социальных сфер жизни страны.

При этом очевидно, что для прогрессивного развития российской электроэнергетики необходимо внедрять инновационные типы электрооборудования и новые методы управления режимами крупных энергообъединений, основанные на возможностях последнего поколения силовых регулирующих устройств, систем измерения и обработки информации. Такой путь особенно актуален для электроэнергетических систем (ЭЭС) современных мегаполисов.

К этим энергосистемам предъявляется ряд требований, которые в дальнейшем будут только ужесточаться. В первую очередь они касаются надежности функционирования энергообъектов и, как следствие, надежности электроснабжения потребителей. Кроме того, электросетевая инфраструктура любого мегаполиса должна быть готова к работе в условиях оптового и розничных рынков электроэнергии, гибко и оперативно адаптироваться к присоединению новых генерирующих мощностей и потребителей. В то же время непременными условиями работы энергосистемы остаются оптимальный уровень затрат на ее функционирование и развитие, а также безопасность для человека и окружающей среды.

По мнению экспертов, неотъемлемыми свойствами ЭЭС мегаполиса должны, в свою очередь, стать: доступность (способность обеспечить электроэнергией в нужном объеме в то время и в том месте, где это необходимо), живучесть (возможность противостоять негативным воздействиям без масштабных отключений или высоких затрат на восстановление работы), экономичность (функционирование по законам спроса и предложения на базе обоснованных цен) и эффективность (контроль над затратами, рациональность эксплуатации оборудования и генерации электроэнергии, снижение потерь).

В перспективе энергосистемы, развивающиеся по традиционному пути, не смогут в полной мере соответствовать предъявляемым требованиям, поэтому пришло время переходить к инновационному вектору их совершенствования. На новом этапе ЭЭС будут меняться с учетом мировых технических тенденций и современных технологий, среди которых нужно упомянуть гибкие линии электропередачи (FACTS), линии и вставки постоянного тока на основе преобразовательных устройств с микропроцессорным управлением, высокоскоростные средства связи, системы мониторинга переходных режимов (СМПР/WAMS) для анализа динамических свойств ЭЭС, микропроцессорную технику для обработки информации и управления оборудованием.

Перспективные технологии для сетевой инфраструктуры

Проектируя объекты электросетевого хозяйства, в том числе и для энергосистем мегаполисов, ЗАО «Роспроект» всегда ориентируется на передовые инновационные решения. С точки зрения проектировщиков, для создания сетевых объектов ряд технологий и оборудования представляет наибольший интерес.

Например, надежность подстанций (ПС) повышается благодаря применению комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией (КРУЭ), продольных активно-индуктивных устройств защиты изоляции электрооборудования ПС и специальных технологий защиты КРУЭ от высокочастотных перенапряжений, не ограничиваемых ОПН. Кроме того, новейшие ОПН с улучшенной вольтамперной характеристикой создают условия для более глубокого ограничения грозовых и внутренних перенапряжений на изоляции электрооборудования, а также улучшения координации изоляции электрооборудования ПС.

Современные сети, особенно в мегаполисах, уже невозможно представить без кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, которые используются в т. ч. для замены воздушных линий (ВЛ) на кабельные (КЛ) в городской черте.

Продольные реакторы высокого (ВН) и сверхвысокого (СВН) напряжения служат для решения таких задач, как ограничение токов короткого замыкания (КЗ), снижение перетока мощности по линиям электропередачи для предотвращения их перегрузки, выравнивание сопротивления между параллельными ВЛ и КЛ.

Повысить пропускную способность и устойчивость электропередачи, стабилизировать напряжение в узлах нагрузки, уменьшить потери электроэнергии и повысить ее качество позволяют устройства поперечной компенсации реактивной мощности на основе управляемых шунтирующих реакторов отдельно или совместно с батареями статических конденсаторов, а также статических тиристорных компенсаторов (СТК) и СТАТКОМ. На протяженных линиях электропередачи (межсистемных связях) для увеличения пропускной способности и пределов устойчивости, а также эффективного демпфирования переходных процессов при возмущениях используется продольная емкостная компенсация, в том числе управляемая.

Читайте также:  Бесперебойник для компа цены

Актуальной тенденцией в развитии ВЛ остается создание компактных линий на базе опор улучшенной конструкции, проектируемых специально для конкретных климатических условий, и применение проводов новых типов, в том числе с повышенными тепловыми и противогололедными характеристиками.

Концепция интеллектуальных (активно-адаптивных) сетей диктует необходимость расширения систем информационного обеспечения электроэнергетики (внедрения СМПР и цифровых подстанций), а также технологий мониторинга в режиме реального времени технического состояния линий для более надежного диспетчерского управления и предотвращения аварийных ситуаций.

Устройства регулирования фазовых углов напряжений дают возможность управлять потоками активной и реактивной мощности в кольцевых и сложнозамкнутых сетях различных классов напряжения. Внутри ЭЭС мегаполиса для управления режимами энергосистемы по активной и реактивной мощности, а также для эффективного снижения уровней токов КЗ могут предусматриваться вставки постоянного тока и комбинированные системы постоянно-переменного тока.

Многообещающее направление – криогенные технологии. Например, кабели на базе высокотемпературных сверхпроводников (в основном иттриевой керамики) могут служить для передачи значительных потоков мощности при одновременном ограничении токов КЗ. Принудительное охлаждение КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена с помощью криогенных систем на базе жидкого азота увеличивает их пропускную способность по тепловой стабильности на 70‑80 процентов.

Автотрансформатор и шунтирующий реактор в общем баке – такое решение в отсутствие площади для размещения шунтирующих реакторов особенно перспективно для внутрисистемных КЛ, обладающих значительной зарядной мощностью, требующей компенсации.

Даже краткий обзор показывает, что уже сегодня у проектировщиков есть необходимые инструменты для создания электросетевой инфраструктуры нового поколения.

Инновационные решения в практике «Роспроекта»

«Роспроект» разрабатывает схемы развития электроснабжения регионов, населенных пунктов, промышленных зон и предприятий, проектирует сети любого класса напряжения, а также объекты электро- и теплогенерации на базе парогазовых и газотурбинных технологий с расширенной автоматизацией энергоблоков и т. д.

Проектировщики предлагают заказчикам весь арсенал современных технических решений, повышающих режимную управляемость и надежность электроэнергетических систем, снижающих издержки на сооружение, эксплуатацию и ремонт электросетевых объектов.

Каждый объект в современных условиях уникален, как с точки зрения системных, так и чисто технологических аспектов. Большой опыт позволяет компании дифференцированно подходить к реализации любого проекта даже в случае, казалось бы, полного совпадения исходных данных. При этом значительное внимание уделяется качеству проектной документации и унификации проектных решений.

«Роспроект» применяет новые, прогрессивные технологии проектирования. В организации внедрена информационная система управления проектами, осваиваются современные программные продукты, в том числе трехмерное проектирование и САПР.

Чтобы обеспечить надежность и качество эксплуатации проектируемого объекта, сотрудники компании опираются на обязательные расчеты различных режимов работы энергосистемы, для которой намечается его строительство, учитывают возможности перспективного развития и т. д. Об их профессионализме говорит участие ЗАО «Роспроект» в реализации инвестиционной программы ОАО «ФСК ЕЭС». Одним из многочисленных примеров этой работы являются проекты по переводу в кабельное исполнение ВЛ в Санкт-Петербурге и Ленинградской области. Среди таких проектов – перевод в кабельное исполнение участков ВЛ 330 кВ № Л-424, 425 ПС Восточная – ПС Волхов-Северная, ВЛ 220 кВ Завод Ильич – Приморская, ВЛ 220 кВ Парголово – Проспект Испытателей, ВЛ 220 кВ Проспект Испытателей – Завод Ильич, ВЛ 220 кВ Северная ТЭЦ – Приморская, ВЛ 330 кВ Ленинградская АЭС – Западная, ВЛ 330 кВ Южная – Западная, ВЛ 220 кВ Южная – Чесменская и ВЛ 220 кВ Восточная – Чесменская.

Системный подход к переводу ВЛ в кабельное исполнение учитывает особенности энергосистемы мегаполиса. На ряде ПС предусмотрена установка токоограничивающих и шунтирующих (в том числе и управляемых) реакторов.

Реализация программы позволит освободить для нужд города территории, занимаемые ВЛ, повысит надежность электроснабжения Петербурга, станет одним из первых шагов на пути улучшения показателей режимной управляемости и эффективности электроэнергетической системы мегаполиса благодаря применению КЛ и оптимизации распределения потоков реактивной мощности.

ЗАО «РОСПРОЕКТ»
191167, Санкт-Петербург,
пл. Александра Невского, 2, лит. Б
Тел.: (812) 494‑00‑99
Факс: (812) 494‑00‑88
office@rosproject.com
www.rosproject.com

Кабельная арматура, АЭС, Генерация, ЕЭС , Изоляция , Кабель, КРУЭ , Мощность, Напряжение , Подстанции, Сети , Трансформаторы, Турбины, ТЭЦ, ФСК, Энергоснабжение, Электроэнергия , Энергия , Провод, Электроэнергетика

Ссылка на основную публикацию
Нетбук не работает мышь
Иногда пользователь Windows 10, 8 или Windows 7 может столкнуться с тем, что его компьютер (или ноутбук) не видит мышь...
Небольшая баня из блоков
В бане по умолчанию должно быть тепло, комфортно и безопасно. И если ранее для строительства традиционных русских парилок использовался деревянный...
Небольшая детская для разнополых детей
Обустройство пространства для детей – задача не из легких, особенно если они разного пола. Обеспечить комфортную и мирную жизнь на...
Нетрадиционные источники энергии это
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте. Солнечные панели...
Adblock detector