発電とは何か、その種類、発電方法について説明します。さらに、電力セクターの段階。
電気エネルギーの生成とは何ですか？
の世代 電力 のセットを含みます プロセス それを作り出すことができる異なる 電気、または同じものは、他の形式を変換します エネルギー で利用可能 自然 (化学エネルギー, 動力学, 熱の, ライト, 核、など）使用可能な電気エネルギーで。
電気を生産する能力は、 人類 現代的、 消費 19世紀に発見されて以来、私たちの日常生活に欠かせないものになり、広く普及し、正常化してきました。私たちの家、 産業公共の照明は、私たちの個人用電化製品でさえ、電力の一定で安定した供給に依存しています。
したがって、世界のエネルギー消費量は増加しています。 1900年の世界のエネルギー消費量はわずか0.7テラワット（0.7 x 1012 W）でしたが、2005年にはすでに約500エクサジュール（5 x 1020 J）と推定され、138,900テラワットに相当します。
産業部門はすべての中で最大の消費者であり、したがって、先進国（いわゆる第一世界）が消費の最も高い割合を占めています。たとえば、米国は世界中で生成されるエネルギーの25％を消費しています。
したがって、それを取得するための新しくより効率的な方法の探求は、特に気候の影響が 工業化 そして燃えることから 化石燃料 それは明白になっただけでなく、憂慮すべきものになりました。
電気エネルギーはどのように生成されますか？
一般に、電力は発電所または発電所と呼ばれる大規模な施設で生産され、さまざまな種類の電力を利用します。 原材料 または自然なプロセスは電気を「製造」します。
このため、ほとんどの発電所にはオルタネーターがあります。オルタネーターは、 交流電流。それらは、材料の大きな回転ロールであるコイルで構成されています 導電体 スレッドに配置され、 磁石 これは修正されたままです。
磁石内部のコイルを高速で回転させることにより、電磁誘導と呼ばれる現象が発生します。 磁場 その結果、導電性材料の電子が動員され、エネルギーの流れが生成されます。このエネルギーの流れは、一連の変圧器を介して分配するために「準備」する必要があります。
そこで問題となるのは、コイルを高速かつ着実に回転させる方法です。 19世紀に電気を使って行われた実験では、もちろん自転車を漕ぐことによって生成されましたが、それはごくわずかな量しか生成しませんでした。
発電所の場合、もっと洗練されたものが必要です。タービンは、送信可能な回転装置です。 力学的エネルギー 別の力を使用して、コイルに回転させます。
たとえば、滝に落ちる水、または絶え間なく吹く風、またはほとんどの場合、 蒸気 適量の沸騰水の上昇量。これには、一定量の沸騰水を生成する必要があります。 熱、によって 燃焼 さまざまな種類の材料の。
見てわかるように、電気エネルギーを生成する完全なプロセスは、化学エネルギーを熱量エネルギーに変換し（燃焼）、後でそれを速度論的および機械的（タービンを動かすことによって）に変換し、後で電磁に変換することに他なりません。 、、電気で。
電力セクターの段階
電力部門は、たとえば、発電の開始から各家庭での消費まで、電力生産の全回路を担当する部門です。このセクターのエネルギー生産サイクル全体には、次の段階が含まれます。
- 世代。論理的には、最初の段階は、存在するあらゆる種類の発電所で、利用可能な手段を通じて電力を取得することです。
- 変身。電力は、他の製品や商品とは異なり、後で消費するために貯蔵することはできず、すぐに送電する必要があるため、電力が得られると、通常、電力網に沿って輸送する準備をする変換プロセスにかけられます。
発電所の近くにあるいわゆる変電所または変圧器プラント、および発電所の近くの変換センターもこれに責任があります。 人口 その使命は、電気を輸送可能（高電圧）および消費可能（低電圧）にするために電圧を変調することであるため、消費者。
- 分布。電力は最終的に私たちの家や電力線と呼ばれる配線ネットワークを介してそれを消費する産業に供給されなければならず、それは通常、さまざまなエネルギー配給会社やマーケティング会社によって処理されます。
- 消費。最後に、各消費者世帯または産業プラントには、配電ネットワークを屋内施設にリンクするリンク設備があり、必要な場所にエネルギーを供給することができます。
発電の種類
発電は、通常、それが生産される発電所のタイプ、または同じものによって分類されます。これは、前に説明したように、コイルを回転させるよりもタービンを動かすために使用される特定の手順によって異なります。 。時間は電気を生成します。したがって、次のようになります。
- 熱電エネルギー 化石燃料。熱電プラントは、さまざまな材料の燃焼のおかげで、熱エネルギー、大量の水を沸騰させる、または同様に他のガスを加熱することから電気を生成するプラントです オーガニック （石炭、 石油, 天然ガス または他の化石燃料）を内部ボイラーに入れます。これらの場合、膨張するガスがタービンの移動に関与し、次にタービンは冷却されてサイクルを繰り返すことができます。
- 熱核エネルギー。熱核エネルギーの動作原理は、タービンを回転させるために必要な熱がさまざまな方法で得られることを除いて、熱電の動作原理と同じです。 化学プロセス の核分裂 原子 重い、つまり、特定の原子核に衝突する 要素、それらを他のより軽い要素にし、莫大な量のエネルギーを放出するように強制します。原子炉として知られているこれらのプラントでは、 原爆、しかし平和目的のために適用されます。不利な点は、取り扱いが難しく、毒性の高い放射性廃棄物を生成することです。
- 地熱エネルギー。この場合も、発電所の運転は熱電モデルに従いますが、発電所の内部熱が使用されるため、燃料やボイラーは必要ありません。 地殻。このためには、適切な地殻変動の場所、つまり、水を地球の深部に注ぎ、結果として生じる蒸気を利用して電気タービンを動かすことを可能にする地殻変動活動のある領域が必要です。
- 太陽熱エネルギー。前のケースと同様に、このタイプの発電所は 日光、で液体を加熱するために、ミラーの複雑なシステムによってそれを集中させて集中させる 温度 300〜1000°Cで、熱電発電プロセスを開始します。
- 太陽光発電エネルギー。このタイプのエネルギーは、太陽光を利用することによっても得られますが、別の意味で、太陽光に敏感なダイオードで構成された太陽電池の大きなフィールドによって得られます。これらには大規模なサイトが必要です ソーラーパネル 発電するが、同時にそれは原材料を必要とせずに、そして 汚染する 多すぎる 環境.
- 水力発電。この場合、発電所の電気タービンは、熱の作用によってではなく、滝の機械的エネルギーを利用して動かされます。そのため、 地形 白内障、滝、強大な川、ダムを埋め込むことができる水域など、これに固有の ダム。これらの水域とその残忍な変更を超えて 生態系 自分自身、それはの形です クリーンエネルギー、安くて安全。
- 海水エネルギー または波力。これは、潮汐や海の波から、水力を利用してタービンを動かす沿岸施設を通じて電気エネルギーを取得するためにプラントに付けられた名前です。しかし、少なくとも当面は、エネルギーを得るのにそれほど強力ではなく、あまり有益な方法でもありません。
- 風力。前のケースで水の自然な動きが利用された場合、風力発電所では、特に風力発電所で風の力が利用されます 地域 沿岸地帯や大平原などのように、絶えず吹いています。このため、風の通過に敏感な巨大なプロペラのフィールド全体があり、移動すると機械的エネルギーが電気タービンに伝達されます。これは比較的安価で安全な発電形態ですが、残念ながらほとんど強力ではなく、造園の面でかなりのコストがかかります。
再生可能エネルギー
電気を得るのは複雑で非常に要求の厳しいプロセスです。 環境への影響特に、化石燃料などの従来の変種では。さらに、後者の場合、石炭と石油は地質学的起源が非常に遅く長期にわたるため、利用可能な燃料の埋蔵量は限られており、惑星の資源を私たちが消費しているのと同じ速度で補充することはできません。
このため、エネルギーセクターの努力の多くは、可能な再生可能エネルギー源の探索、または太陽エネルギー、水力発電、地熱エネルギーなどの既存のエネルギー源の改善に投資されています。
しかし、エネルギー問題における人類の大きな期待は、安全で信頼性が高く、汚染がなく、再生可能なエネルギー源としての核融合の可能性を示しています。水素原子は、世界で最も豊富な元素です。 宇宙、そしてマージして、まさにその中心で起こるように、膨大な量のエネルギーを生成します 出演者 スペースで。
残念ながら、至福 テクノロジー それはまだ私たちの手の届かないところにあるので、人類はそのエネルギー消費を世界の可能性に適応させるためにもっと努力しなければなりません。