يتم تنظيم حياة الشخص الحديث بطريقة تجعل دعم البنية التحتية الخاصة به يتضمن العديد من المكونات ذات الخصائص التقنية والوظيفية المختلفة. وتشمل هذه الكهرباء. لا يرى المستهلك العادي ولا يشعر بالضبط كيف يؤدي مهامه ، ولكن النتيجة النهائية ملحوظة تمامًا في عمل الأجهزة المنزلية ، وليس فقط. في الوقت نفسه ، تظل الأسئلة المتعلقة بمصدر الكهرباء دون حل في أذهان العديد من مستخدمي نفس الأجهزة المنزلية. لتوسيع المعرفة في هذا المجال ، يجدر البدء بمفهوم الكهرباء على هذا النحو.
ما هي الكهرباء؟
تعقيد هذا المفهوم مفهوم تمامًا ، حيث لا يمكن وصف الطاقة بأنها كائن عادي أو ظاهرة يمكن الوصول إليها من قبل الإدراك البصري. في الوقت نفسه ، هناك طريقتان للإجابة على سؤال ماهية الكهرباء. يقول تعريف العلماء أن الكهرباء عبارة عن تيار من الجسيمات المشحونة ، والتي تتميز بحركة اتجاهية. كقاعدة عامة ، تُفهم الجسيمات على أنها إلكترونات.
في صناعة الطاقة نفسها ، غالبًا ما تُعتبر الكهرباء منتجًا متولدًاالمحطات الفرعية. من وجهة النظر هذه ، تعتبر العناصر التي تشارك بشكل مباشر في عملية تكوين ونقل التيار مهمة أيضًا. وهذا يعني ، في هذه الحالة ، أننا نعتبر مجال طاقة تم إنشاؤه حول موصل أو جسم مشحون آخر. لجعل هذا الفهم للطاقة أقرب إلى الملاحظة الحقيقية ، يجب على المرء أن يتعامل مع السؤال التالي: من أين تأتي الكهرباء؟ هناك وسائل تقنية مختلفة لإنتاج التيار ، وكلها تخضع لمهمة واحدة - تزويد المستهلكين النهائيين. ومع ذلك ، قبل اللحظة التي يمكن فيها للمستخدمين تزويد أجهزتهم بالطاقة ، يجب أن تمر بعدة مراحل.
توليد الكهرباء
اليوم ، يتم استخدام حوالي 10 أنواع من المحطات في قطاع الطاقة ، والتي توفر توليد الكهرباء. هذه عملية ، ونتيجة لذلك يتم تحويل نوع معين من الطاقة إلى شحنة حالية. بمعنى آخر ، يتم توليد الكهرباء أثناء معالجة الطاقة الأخرى. على وجه الخصوص ، في المحطات الفرعية المتخصصة ، يتم استخدام أنواع الطاقة الحرارية وطاقة الرياح والمد والجزر والطاقة الحرارية الأرضية وغيرها من أنواع الطاقة كمورد العمل الرئيسي. عند الإجابة على سؤال من أين تأتي الكهرباء ، تجدر الإشارة إلى البنية التحتية التي يتم تزويد كل محطة فرعية بها. يتم تزويد أي مولد طاقة بنظام معقد من العقد الوظيفية والشبكات التي تسمح لك بتجميع الطاقة المتولدة وإعدادها لمزيد من النقل إلى عقد التوزيع.
محطات الطاقة التقليدية
على الرغم من أن الاتجاهات في قطاع الطاقة قد تغيرت بسرعة في السنوات الأخيرة ، فمن الممكن تحديد الأنواع الرئيسية لمحطات الطاقة التي تعمل وفقًا للمبادئ الكلاسيكية. بادئ ذي بدء ، هذه مرافق توليد حراري. يتم تطوير المورد نتيجة لاحتراق الوقود العضوي والتحويل اللاحق للطاقة الحرارية المنبعثة. في الوقت نفسه ، هناك أنواع مختلفة من هذه المحطات ، بما في ذلك التدفئة والتكثيف. يتمثل الاختلاف الرئيسي بينهما في قدرة كائنات من النوع الثاني على توليد تدفقات حرارية أيضًا. أي عند الإجابة على سؤال حول مصدر الكهرباء ، يمكن للمرء أيضًا ملاحظة المحطات التي تنتج في نفس الوقت أنواعًا أخرى من الطاقة. بالإضافة إلى مرافق الإنتاج الحراري ، فإن محطات الطاقة المائية والنووية شائعة جدًا. في الحالة الأولى ، يتم افتراض تحول الطاقة من حركة الماء ، وفي الحالة الثانية - نتيجة لانشطار الذرات في مفاعلات خاصة.
مصادر الطاقة البديلة
تشمل هذه الفئة من مصادر الطاقة عادةً الأشعة الشمسية ، والرياح ، والتربة التحتية ، وما إلى ذلك. ومن الشائع بشكل خاص وجود العديد من المولدات التي تركز على تراكم وتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء. هذه التركيبات جذابة من حيث أنه يمكن استخدامها من قبل أي مستهلك بالكميات المطلوبة لتزويد منزله. ومع ذلك ، فإن التكلفة العالية للمعدات ، فضلاً عن الفروق الدقيقة في التشغيل ، بسبب اعتماد الخلايا الكهروضوئية العاملة علىشدة الضوء
على مستوى شركات الطاقة الكبرى ، تتطور بنشاط مصادر طاقة الرياح البديلة. بالفعل اليوم ، يستخدم عدد من البلدان برامج للانتقال التدريجي إلى هذا النوع من إمدادات الطاقة. إلا أن هناك بعض العوائق في هذا الاتجاه ، بسبب قلة طاقة المولدات وبتكلفة عالية. مصدر طاقة بديل جديد نسبيًا هو الحرارة الطبيعية للأرض. في هذه الحالة تقوم المحطات بتحويل الطاقة الحرارية الواردة من اعماق القنوات تحت الارض.
توزيع الطاقة
بعد توليد الكهرباء تبدأ مرحلة نقلها وتوزيعها والتي توفرها شركات مبيعات الطاقة. ينظم مقدمو الموارد البنية التحتية المناسبة ، والتي تعتمد على الشبكات الكهربائية. هناك نوعان من القنوات التي تنتقل من خلالها الكهرباء - خطوط الكابلات العلوية وتحت الأرض. هذه الشبكات هي المصدر النهائي والإجابة الرئيسية على سؤال من أين تأتي الكهرباء لتلبية الاحتياجات المختلفة للمستخدمين. تضع منظمات الموردين طرقًا خاصة لتنظيم توزيع شبكة الكهرباء ، باستخدام أنواع مختلفة من الكابلات.
مستهلكو الكهرباء
الكهرباء مطلوبة لمجموعة متنوعة من المهام في كل من القطاعين المنزلي والصناعي. مثال كلاسيكي على استخدام ناقل الطاقة هذا هو الإضاءة. اليوم ، ومع ذلك ، تعمل الكهرباء في المنزل على زيادة الطاقةمجموعة واسعة من الأدوات والمعدات. وهذا ليس سوى جزء صغير من احتياجات الطاقة للمجتمع.
هذا المورد مطلوب أيضًا للحفاظ على البنية التحتية للنقل: لصيانة خطوط الترولي باص والترام والمترو ، إلخ. بشكل منفصل ، تجدر الإشارة إلى المؤسسات الصناعية. غالبًا ما تتطلب المصانع والجمعيات ومجمعات المعالجة توصيلًا بقدرات ضخمة. يمكننا القول أن هؤلاء هم أكبر مستهلكين للكهرباء ، باستخدام هذا المورد لضمان تشغيل المعدات التكنولوجية والبنية التحتية المحلية.
ادارة منشآت الطاقة الكهربائية
بالإضافة إلى تنظيم شبكة الطاقة ، والذي يوفر تقنيًا إمكانية نقل الطاقة وتوزيعها للمستهلكين النهائيين ، فإن تشغيل هذا المجمع مستحيل بدون أنظمة تحكم. لتنفيذ هذه المهام ، يستخدم الموردون مراكز الإرسال التشغيلية ، التي يقوم موظفوها بتنفيذ تحكم وإدارة مركزي لتشغيل مرافق صناعة الطاقة الموكلة إليهم. على وجه الخصوص ، تتحكم هذه الخدمات في معلمات الشبكات التي يتصل بها مستهلكو الكهرباء على مستويات مختلفة. بشكل منفصل ، تجدر الإشارة إلى أقسام مراكز الإرسال التي تقوم بصيانة الشبكات ومنع التآكل والاستعمال وإعادة الضرر لأقسام معينة من الخطوط.
الخلاصة
مرت صناعة الطاقة خلال وجودها بعدة مراحل من تطورها. مؤخراهناك تغييرات جديدة بسبب التطوير النشط لمصادر الطاقة البديلة. إن التطوير الناجح لهذه المناطق اليوم يجعل من الممكن بالفعل استخدام الكهرباء في المنزل ، والتي يتم الحصول عليها من مولدات منزلية فردية ، بغض النظر عن الشبكات المركزية. ومع ذلك ، هناك بعض الصعوبات في هذه القطاعات. بادئ ذي بدء ، فهي مرتبطة بالتكاليف المالية لشراء وتركيب المعدات المناسبة - نفس الألواح الشمسية مع البطاريات. ولكن نظرًا لأن الطاقة المتولدة من مصادر بديلة مجانية تمامًا ، فإن احتمالات مزيد من التقدم في هذه المجالات تظل مناسبة لفئات مختلفة من المستهلكين.
