Pri načrtovanju obločne peči za taljenje jekla se izbira moči pečnega transformatorja izvede na podlagi energijske bilance peči v času taljenja in na podlagi rezultata te bilance poleg zahtevane moči transformatorja peči, se določi trajanje taljenja in specifična poraba energije v času taljenja, t.j. najpomembnejši parametri peči, ki določajo njegovo produktivnost ter tehnično in ekonomsko učinkovitost.
Določanje koristne energije za segrevanje in taljenje kovin in žlindre.
Do konca talilne dobe se zaradi odpadkov in fizičnih izgub iz žlindre, odvzete iz peči, del kovine, naložene v peč, izgubi. Po posodobljenih podatkih znašajo te izgube Kp do 3 % teže odpadnega materiala.
1. Za pridobitev določene količine tekoče kovine je treba v peč naložiti povečano količino odpadkov glede na razmerje:
kjer je Gload masa odpadnega materiala, naloženega v peč;
Gzh je masa tekoče kovine na koncu obdobja taljenja;
Kp - izguba kovine glede na maso odpadkov, naloženih v peč,%;
2. Energija, potrebna za segrevanje in taljenje odpadkov:
W1 = Gobremenitev · С1 · (ttal. - t0) + 0,278 · lz = 87,63 · 179 · (1600-50) + 750 · 0,278 = 24313152 Wh
kjer je C1 povprečna specifična toplotna kapaciteta materiala v območju od začetne
temperatura do tališča, W h/(kg 0С)
tmelt - temperatura taljenja, °C;
tper - nastavljena temperatura pregrevanja, 0C;
lzh - latentna toplota taljenja tekoče kovine, kJ/kg;
3. Energija, potrebna za pregrevanje staljene kovine (Wh):
W2 = Gl · С2 · tper =87,63 · 181 · 50 = 793051,5 W · h
kjer je C2 povprečna specifična toplotna kapaciteta tekočega materiala v območju od tališča do dane temperature pregrevanja, W h / (kg 0C).
4. Energija, potrebna za segrevanje in taljenje materialov, ki tvorijo žlindro, ter za pregrevanje staljene žlindre je enaka (Wh):
W3 = Gsh · (Ssh · (tper - tmelt) + lsh · 0,278) = 5,26 · (34 · (1600-50) + 752 · 0,278) = 278301,66 W h.
kjer je Gsh masa žlindre (kg), vzeta glede na maso odpadkov, naloženih v peč, in je odvisna od pogojev uporabljene tehnologije.
Gsh =87,63 · 0,06=5,26t.
5. Skupna energija talilne dobe:
Wtl = W1 + W2 + W3 = 24313152+793051,5+278301,66 =25384505,2 W h
Določitev toplotnih izgub skozi oblogo:
Pri delu z ivernimi ploščami se ognjevarni zidaki sten in obokov obrabijo in z vsakim segrevanjem tanjšajo. Ob predpostavki, da se lahko zid do konca akcije obrabi za 50 % prvotne debeline, v izračun vnesemo 0,75 debeline ognjevarnega zidu. To priporočilo ne velja za oblogo kurišča.
1. Določimo specifični toplotni tok spodnjega dela stene z debelino, ki je enaka:
0,75·0,46=0,345m.
2. Koeficient toplotne prevodnosti magnezitno-kromitne opeke:
Temperatura notranje površine ognjevarnega zidu je enaka ºC, temperatura okoliškega zraka ºC. Temperatura zunanje površine zidu je nastavljena v prvem približku (za določitev tср) єС.
3. Pod temi pogoji določimo koeficient toplotne prevodnosti:
kjer je = 31,35 W/(m2K) koeficient prehoda toplote s površine ohišja.
- 4. Debelina zgornjega dela stene:
- 5. Nastavimo temperaturo ohišja êС in določimo koeficient toplotne prevodnosti:
- 6. Izračunana zunanja površina vsakega odseka sten je enaka:
7. Skupne toplotne izgube skozi stene peči:
Za določitev specifičnih izgub vzamemo temperaturo notranje površine obloge kurišča t1 = 1600 °C in v prvem približku nastavimo temperaturo zunanje obloge ter temperaturo na meji ognjevarne in toplotne. -izolacijske plasti podloge
- 8. Toplotne izgube skozi oblogo votline:
- 9. Skupne toplotne izgube:
- 10. Toplotne izgube skozi oblogo oboka:
t1=tpl=1600"C; t2=20"C
11. Skupne toplotne izgube skozi oblogo:
Qf=Qst+Qsv+ Qpad=189082+227957.23+961652.7=1378691.93W=1378.69kW
12. Toplotne izgube zaradi sevanja Qizl (kW) skozi delovno okno peči so določene z enačbo:
Qizl = qizl · q · Fizl
kjer je qradiation specifična toplotna izguba zaradi sevanja s površine s temperaturno tradicijo v okolje s temperaturo 200
qiz = 572 W/m2
d - faktor difragme okenske odprtine
Fisl - toplotno sprejemna površina vrat delovnega okna, m2.
Fizl= b h=1,374 1,031=1,417m2
Qizl = 572 · 1,417 · 1 = 810,524 W = 0,811 kW.
13. Toplotne izgube izklopa medsegrevanja Qpr se lahko določijo na naslednji način:
Qpr = (Qf + Qizl + 0,5 Qg) Kn.p.=(1378,69+0,811+0,5 3298) 1,1=3331,35 kW
kjer Qf - izgube skozi oblogo v času taljenja, kW;
Izgube sevanja skozi delovno okno v času taljenja, kW;
Qg - izgube peči s plini v času taljenja, kW = 3298 kW
Knjiga - koeficient neobračunanih izgub, običajno v območju od 1,1 do 1,2
Uvod
GOST 19431-84 (v nadaljnjem besedilu standard) določa izraze in definicije osnovnih pojmov na področju energetike in elektrifikacije, ki se uporabljajo v znanosti, tehnologiji in proizvodnji v zvezi s proizvodnjo, prenosom, distribucijo in porabo električne energije in toplote.
Izrazi, ki jih določa standard, so obvezni za uporabo v vseh vrstah dokumentacije, znanstveni, tehnični, izobraževalni in referenčni literaturi.
Za vsak koncept obstaja en standardiziran izraz. Prepovedana je uporaba sinonimnih izrazov standardiziranega izraza. Sinonimi, ki so nesprejemljivi za uporabo, so v standardu navedeni kot referenca in označeni kot "NDP".
Za posamezne standardizirane pojme standard določa kratke obrazce za sklicevanje, ki jih je dovoljeno uporabljati v primerih, ki izključujejo možnost njihove različne razlage. Uveljavljene definicije je mogoče po potrebi spremeniti v obliki predstavitve, ne da bi pri tem kršili meje konceptov.
Standard ponuja tuje ustreznike za številne standardizirane izraze v angleščini (E), nemščini (D) in francoščini (F) za referenco.
Splošni pojmi
Energetika Področje nacionalnega gospodarstva, znanosti in tehnologije, ki zajema energetske vire, proizvodnjo, prenos, transformacijo, akumulacijo, distribucijo in porabo različnih vrst energije. Elektroenergetika Del energetike, ki zagotavlja elektrifikacijo države na podlagi racionalnega širjenja proizvodnje in rabe električne energije. Termoenergetika Veja energetike, povezana s proizvodnjo, uporabo in pretvorbo toplote v različne vrste energije. Hidroenergija Veja energetike, povezana z uporabo mehanske energije iz vodnih virov za proizvodnjo električne energije. Jedrska energija Veja energetike, povezana z uporabo jedrske energije za proizvodnjo toplote in električne energije. Oskrba z energijo (električna energija) Oskrba potrošnikov z energijo (električna energija). Oskrba s toploto D. Fernwärmersorgung Oskrba potrošnikov s toploto. Centralizirano napajanje Napajanje porabnikov iz energetskega sistema. Decentralizirano napajanje Napajanje odjemalca iz vira, ki ni povezan z energetskim sistemom. Daljinsko ogrevanje D. Zentrale Wärmeversorgung Oskrba porabnikov s toploto iz toplotnih virov preko skupnega toplovodnega omrežja. Decentralizirana oskrba s toploto D. Dezentrale Wärmeversorgung Oskrba s toploto porabnikov iz toplotnih virov, ki niso priključeni na splošno toplovodno omrežje. Elektrifikacija Uvajanje električne energije v narodno gospodarstvo in vsakdanje življenje. Daljinsko ogrevanje Centralizirana oskrba s toploto pri proizvodnji električne energije in toplote v enotnem tehnološkem ciklu. Energetski sistem Skupek elektrarn, električnih in toplotnih omrežij, ki so med seboj povezani in povezani s skupnim načinom v neprekinjenem procesu proizvodnje, transformacije in distribucije električne energije in toplote s celovitim nadzorom tega načina. Elektroenergetski sistem Električna oprema elektroenergetskega sistema in sprejemniki električne energije, ki trenutno delujejo, združeni v skupnem načinu in obravnavani kot celota glede na fizične procese, ki se v njem pojavljajo. Struktura porabe električne energije Deležna porazdelitev skupne porabe električne energije po vrsti porabnika. Struktura inštalirane moči elektrarn Deležna porazdelitev skupne inštalirane moči elektrarn po vrstah oziroma po vrstah blokov.Opomba – Distribucija je lahko po državah, regijah itd.
Energetska bilanca Količinske značilnosti proizvodnje, porabe in izgub energije ali moči v določenem časovnem intervalu za določen sektor gospodarstva, območje oskrbe z energijo, podjetje, napravo. Kakovost električne energije D. Versorgungsqualität; E. kakovost dobave; F. Quality du service Stopnja skladnosti značilnosti električne energije na dani točki v električnem sistemu z nizom standardiziranih vrednosti kazalnikov kakovosti električne energije. Pretvorba električne energije E. Pretvorba električne energije; F. Conversion d'énergie électrique Spremenite vrsto toka, napetost, frekvenco ali število faz. Porabnik električne energije (toplote) D. Verbraucher von Electroenergie; E. Potrošnik; F. Uporabnik Podjetje, organizacija, geografsko izolirana delavnica, gradbišče, stanovanje, v katerem so sprejemniki električne energije (toplote) priključeni na električno (toplotno) omrežje in uporabljajo električno energijo (toploto). Porabnik regulatorja obremenitve E. Nadzorovana obremenitev; F. Charge modulable Porabnik električne energije ali toplote, katerega način delovanja predvideva možnost omejitve porabe moči ali toplote v konicah za izravnavo krivulje obremenitve energetskega sistema ali elektrarne in povečanje obremenitve v nizkih urah. Naročnik organizacije za oskrbo z energijo D. Abnehmer; E. Potrošnik; F. Abonné Porabnik električne energije (toplote), katerega napajalne naprave so priključene na omrežja organizacije za oskrbo z energijo.
Glavne vrste elektrarn
Energetska napeljava Niz medsebojno povezane opreme in struktur, zasnovanih za proizvodnjo ali transformacijo, prenos, akumulacijo, distribucijo ali porabo energije. Električna instalacija Energetska instalacija, namenjena za proizvodnjo ali transformacijo, prenos, distribucijo ali porabo električne energije. Sistem oskrbe z energijo Niz medsebojno povezanih energetskih naprav, ki oskrbujejo z energijo regijo, mesto ali podjetje. Sistem oskrbe z električno energijo Niz medsebojno povezanih napajalnih naprav, ki napajajo regijo, mesto ali podjetje. Sistem za oskrbo s toploto Niz med seboj povezanih elektrarn, ki oskrbujejo s toploto regijo, mesto ali podjetje. Elektrarna D. Kraftwerk; E. Elektrarna; F. Centrale électrique Energetska naprava ali skupina energetskih naprav za proizvodnjo električne energije ali električne energije in toplote. Termoelektrarna (TE) D. Wärmekraftwerk; E. Konvencionalna termoelektrarna; F. Cenlrale thermique classique Elektrarna, ki pretvarja kemično energijo goriva v električno energijo ali električno energijo in toploto. Jedrska elektrarna (NPP) D. Kernkraflwerk; E. Jedrska termoelektrarna; F. Centrale thermique nucléaire Elektrarna, ki pretvarja cepitveno energijo atomskih jeder v električno energijo ali v električno energijo in toploto. Fuzijska elektrarna Elektrarna, ki pretvarja energijo zlitja atomskih jeder v električno energijo ali v električno energijo in toploto. Hidroelektrarna (HE) D. Wasserkraftwerk; E. Hidroelektrarna; F. Centrale hydro-électrique Elektrarna, ki pretvarja mehansko energijo vode v električno energijo. Blokovna postaja Elektrarna, ki deluje v energetskem sistemu in je obratovalno vodena s svojo dispečersko službo, vendar ni vključena v število podjetij sistema po oddelčni pripadnosti. daljnovod (PTL) D. Elektroenergieübertragungsleitung Električni vod, ki poteka zunaj elektrarne ali transformatorske postaje in je zasnovan za prenos električne energije na daljavo. Nadzemni daljnovod (VL) E. Nadzemni vod; F. Ligne aérienne Daljnovod, katerega žice so nad tlemi podprte z nosilci, izolatorji. Kabelski daljnovod (CL) Električni vod, sestavljen iz enega ali več kablov, položenih neposredno v tla, kabelske kanale, cevi, na kabelske strukture. Električna razdelilna postaja (PS) E. Podpostaja (energetskega sistema); F. Poste (d'unréseau electricique) Električna napeljava, zasnovana za pretvorbo in distribucijo električne energije. Električno omrežje D. Elektrisches Netz; E. Električno omrežje; F. Réseaud'energle électrique Niz transformatorskih postaj, stikalnih naprav in električnih vodov, ki jih povezujejo, ki se nahajajo na ozemlju okrožja, naselja, porabnika električne energije. Toplotno omrežje D. Fernwärmenetz Niz naprav za prenos in distribucijo toplote do porabnikov. Sprejemnik električne energije D. Elektrocnergieanwendungsanlage Naprava, v kateri se električna energija pretvori v drugo obliko energije za uporabo. Energetska instalacija Energetska instalacija za integrirano rabo goriva.Opomba - S integrirano rabo goriva se proizvajajo: električna energija, kemični izdelki ter metalurška, gospodinjska in umetna tekoča goriva.
Osnovni režimi in obratovalni parametri elektrarn
Način delovanja elektrarne Značilnosti energetskega procesa, ki se pojavlja v elektrarni in določajo vrednosti glavnih parametrov tega procesa, ki se sčasoma spreminjajo. Obremenitev porabnika elektrarne Vrednost moči ali količine toplote, ki jo porabi elektrarna v danem trenutku. Moč električne napeljave Skupna aktivna moč, ki jo v danem trenutku dovaja proizvodna električna napeljava sprejemnikom električne energije, vključno z izgubami v električnih omrežjih. Moč skupine električnih inštalacij Skupna aktivna moč, ki jo v danem trenutku dobavi proizvodna skupina električnih inštalacij sprejemnikom električne energije, vključno z izgubami v električnih omrežjih. Diagram obremenitve porabniške elektrarne D. Belastungsfahrplan; F. Courbe de charge Krivulja časovnega spreminjanja obremenitve porabniške elektrarne. Graf trajanja obremenitve (moči) porabniške napeljave E. krivulja trajanja obremenitve; F. Diagramme des charges classées Krivulja, ki prikazuje skupno trajanje dane in višje obremenitve (moči) elektrarne v določenem časovnem intervalu.Opomba – Navedeni časovni interval je eno leto.
Največja obremenitev električne napeljave (skupina električnih napeljav) NDP. Load peak Največja vrednost obremenitve elektroenergetskega sistema odjemalca (skupine elektroenergetskih inštalacij) v določenem časovnem intervalu.
Opomba - Nastavljeni časovni interval je dan, teden, mesec, leto.
Osnovni način elektrarne Način delovanja elektrarne z dano, skoraj konstantno močjo v določenem časovnem intervalu. Manevrski način elektrarne Način delovanja elektrarne s spremenljivo močjo v določenem časovnem intervalu. Instalirana moč električne napeljave Največja aktivna električna moč, s katero lahko električna napeljava deluje dolgo časa brez preobremenitve v skladu s tehničnimi specifikacijami ali potnim listom opreme. Omejitev moči enote (elektrarne) NDP. Vrzeli v zmogljivosti Pomen prisilne podizkoriščenosti inštalirane moči proizvodne enote (elektrarne).
Opomba – Zmanjšanje moči zaradi popravil ni vključeno v omejitev moči.
Razpoložljiva moč agregata (elektrarne) E. Razpoložljiva zmogljivost elektrarne; F. Puissance disponible d'une centrale Inštalirana zmogljivost proizvodne enote (elektrarne), zmanjšana za njene omejitve zmogljivosti. Obratovalna moč elektrarne Razpoložljiva moč elektrarne, zmanjšana za moč opreme, odpeljane na popravilo. Rezervna moč električne inštalacije E. Rezervna moč; F. Puissance de réserve Razlika med obratovalno močjo proizvodne električne naprave in močjo, proizvedeno v določenem trenutku. Priključna moč električne napeljave Vsota nazivnih moči transformatorjev in porabnikov električne energije, neposredno priključenih na električno omrežje. Koeficient neenakomernosti krivulje obremenitve odjemalčeve elektrarne Razmerje med najmanjšo vrednostjo ordinate razporeda obremenitev odjemalca in največjo za določen časovni interval. Faktor polnjenja grafa obremenitve porabnika elektrarne D. Belastungsfaktor Razmerje med aritmetično srednjo vrednostjo obremenitve električne napeljave porabnika in največjo vrednostjo za določen časovni interval. Faktor povpraševanja Razmerje med skupno največjo obremenitvijo sprejemnikov energije in njihovo skupno nameščeno zmogljivostjo. Faktor simultanosti D. Gleichzeitigkeitsfaktor Razmerje med skupno največjo obremenitvijo naprav odjemalske električne energije in vsoto največjih obremenitev istih naprav v istem časovnem intervalu. Kazalnik izkoriščenosti instalirane moči elektrarne D. Benutzungsdauer der installierten Leistung; F. Durée d'utilisation de la puissance maximale possible d'un groupe Razmerje med električno energijo, ki jo proizvede elektrarna v določenem časovnem intervalu, in instalirano močjo elektrarne.
OPOMBA Poraba je običajno izražena v urah na leto.
Faktor izkoristka instalirane moči električne napeljave Razmerje med aritmetično povprečno močjo in instalirano močjo električne napeljave za določen časovni interval. Koeficient premika za porabo energije Razmerje med letno količino električne energije, ki jo porabi podjetje, in pogojno letno porabo.
Opomba - Pri pogojni letni porabi se poraba zmanjša pri delu v vseh izmenah in v najbolj obremenjenem načinu izmene.
Nivo napetosti na točkah električnega omrežja D. Spannungsniveau Vrednost napetosti na točkah električnega omrežja, povprečna v času ali v določenem številu omrežnih vozlišč. Zaključni stroški za gorivo (električno energijo) Specifični nacionalni gospodarski stroški za povečanje povpraševanja po različnih vrstah goriva (električne energije) na določenem območju v določenem časovnem intervalu. Tarifa električne (toplotne) energije E. Tarifa; F. Tarifa Sistem stopenj, ki pa se zaračunavajo za porabljeno električno energijo (toploto).
Literatura
- GOST 19431-84 Energija in elektrifikacija. Izrazi in definicije
- GOST 21027-75 Energetski sistemi. Izrazi in definicije
- GOST 24291-90 Električni del elektrarne in električnega omrežja. Izrazi in definicije
- GOST R 54130-2010 Kakovost električne energije. Izrazi in definicije
Energetika ima pomemben vpliv na industrijo, zlasti v sodobnem času. Za vsako proizvodno podjetje, pa tudi za celotno mestno infrastrukturo, je pomembno stabilno in nemoteno delovanje. In to je že odvisno od učinkovitega delovanja energetskih podjetij. To skrbno spremljajo energetiki. Poleg tega je ta poklic postal celo prestižen, vendar je specialistu še vedno zaupana velika odgovornost. Kaj pa je energijska pijača? Dobro vprašanje, ki zahteva premišljen odgovor.
Malo zgodovinskega ozadja
Brez dvoma lahko prvega energetika upravičeno štejemo za osebo, ki je uspela odkriti in razumeti naravo električne energije. Govorimo o Thomasu Edisonu. Konec 19. stoletja je ustvaril celotno elektrarno, kjer je bilo veliko zapletenih naprav in struktur, ki jih je bilo treba budno spremljati. Malo kasneje je Edison odprl podjetje, v katerem je bila ustanovljena proizvodnja električnih generatorjev, kablov in žarnic.
In od tega trenutka je človeštvo spoznalo vse prednosti električne energije. Potrebujemo tehnično usposobljene strokovnjake, ki bodo spremljali tekoče procese v proizvodnji. Danes je električna energija nujen atribut za polnopravne dejavnosti in udoben obstoj ljudi po vsem svetu.
Grozljivo si je sploh predstavljati, kaj bi se zgodilo, če bi vsa podjetja, ki proizvajajo vitalno električno energijo, zaradi nesreče nenadoma ustavila svoje delo. Zato je takšen poklic, kot je inženir energetike doma (stanovanjski) ali katero koli podjetje, postal eden najbolj iskanih.
Pomembna posebnost
Glavna značilnost tega poklica je visoka stopnja tveganja, saj se mora človek v okviru svojega dela soočati z visokonapetostnimi napravami in omrežji. In tukaj obstaja možnost resnega električnega udara. Obstajata dve kategoriji tega poklica:
- navaden specialist;
- inženir energetike.
Pri preprostem specialistu je vse jasno - to je oseba s srednjo izobrazbo na določenem področju, ki na svojem področju dela največ 5 let in še ni prejela napredovanja.
Kar zadeva energetika, stvari niso tako enostavne. Za ta naziv potrebujete višjo izobrazbo, delovne izkušnje pa najmanj 3 leta. Poleg tega ima veliko več obveznosti, zaradi česar je ta položaj bolj prestižen. Točno to bomo upoštevali.
Odgovornosti inženirja energetike
Proizvodnja toplote oziroma električne energije v termoelektrarnah, jedrskih elektrarnah in hidroelektrarnah je danes najpomembnejše področje, za kar gre zahvala Ministrstvom za energijo številnih držav po svetu. S prizadevanji številnih velikih raziskovalnih centrov poteka razvoj na področju pridobivanja nove vrste energije. Nekatere metode so še vedno le v teoriji in še zdaleč niso dosegle industrijskega obsega.
Poleg tega je trenutno toplotne in električne vrste energije najlažje ustvarjati, prenašati na velike razdalje po omrežjih in jih distribuirati med potrošniki.
In ker je delovanje nekaterih sistemov in infrastrukture odvisno predvsem od toplote in električne energije, je potrebno nemoteno delovanje ustrezne opreme. Ravno to je glavna odgovornost ljudi v tem poklicu.
V podjetjih, ki proizvajajo električno in toplotno energijo, je strokovnjak odgovoren za organizacijo in nadzor tehnološkega procesa ter za njegovo distribucijo. Poleg tega je neposredno vključen v namestitev opreme in zagon. Energetski delavec stanovanjskih in komunalnih storitev ima nekoliko podobne obveznosti.
Industrijske elektrarne lahko predstavljajo resno nevarnost, zato je odgovornost elektroenergetikov zagotoviti varnost pri delu s takšno opremo.
Reševanje pomembnih problemov
Večina elektrarn v Rusiji je bila zgrajena pred več kot pol stoletja, zato takšne objekte nujno potrebujejo tehnično prenovo. In tu se energetiki znajdejo pred zelo težko nalogo: kako pridobiti nove proizvodne zmogljivosti, ki bodo z minimalnimi stroški proizvajale maksimalen izkoristek?!
V sami proizvodnji imajo tovrstni strokovnjaki tudi primerno delo. Vzdrževanje vseh toplotnih in električnih distribucijskih omrežij podjetij, vključno s parametri, kot so napetost, tlak in temperatura - to je vse njihova pravica.
Tukaj je še majhen seznam nalog, ki jih mora izvajati tudi energetik:
- Ohranjanje nadzora nad stanjem zaupane opreme.
- Izdelava urnika porabe električne energije in obremenitev.
- Preverjanje stanja energetskih zaščitnih sistemov in avtomatike.
- Zagotavljanje varnosti v podjetjih.
- Priprava dokumentacije za sklepanje pogodb s tretjimi organizacijami pri opravljanju storitev in drugih potrebnih del.
- Popravilo opreme za spremljanje.
- Uvajanje izkušenj tujih in bolj razvitih podjetij v dejavnosti podjetja.
- Izvajanje navodil višjega vodstva, ki je glavni energetik.
Država aktivno posodablja energetske objekte, kar zahteva uporabo najsodobnejše in učinkovitejše opreme. Energetiki morajo upoštevati vse razpoložljive tehnologije, da vsak gram goriva ne zgori zaman.
Kaj mora specialist vedeti
Mimogrede, v mestu Bratsk Energetik je stanovanjsko območje, ki je bilo zgrajeno za delavce hidroelektrarn. Vendar pa je tako zvočno ime mogoče najti v drugih krajih Rusije. A vrnimo se k naši temi.
Da bi človek postal vodilni strokovnjak na tem področju, mora pridobiti višjo izobrazbo v enem od profilov v energetiki, ki jih je veliko. Prav tako se mora seznaniti z vso regulativno in tehnično dokumentacijo, ki se nanaša na elektrarno, ki jo upravlja. Cena napake je tukaj zelo visoka!
Poleg tega mora strokovnjak podrobno preučiti tehnične značilnosti zaupane opreme in razumeti celotno bistvo tehnološkega procesa, ki poteka v njej. V nasprotnem primeru je nemogoče pravilno upravljati opremo na postajah, kotlovnicah in drugih podobnih podjetjih.
Danes se informacijske tehnologije aktivno razvijajo. Zato mora imeti specialist veščine uporabe računalniške opreme. In ne govorimo samo o specializirani programski opremi za ogled ali ustvarjanje risb trgovine. To so tudi kompleksni avtomatizirani nadzorni sistemi.
Toda kaj je energijska pijača in kaj je ključ do njenega uspeha? Vendar to velja za vsak drug poklic. To izboljšuje lastno znanje in povečuje raven spretnosti.
Povpraševanje na trgu dela
Nekateri poklici niso več aktualni, kar je posledica hitrega tempa razvoja tehnološkega napredka in znanosti. Vendar to nikakor ne bo vplivalo na to posebnost. Morda bo človeštvu čez nekaj desetletij uspelo ukrotiti druge načine pridobivanja energije. Toda tudi v tem primeru bodo takšni ljudje vedno potrebni.
Absolutno vsa industrijska podjetja potrebujejo elektriko in hladilno tekočino. Zato brez ustreznih storitev ne morete. Če kdo še vedno dvomi, je tukaj jasen dokaz velikega povpraševanja:
- Vsako vrsto energije je treba najprej pridobiti, kjer se to dogaja v termo, jedrski in hidroelektrarnah - potrebni so novi strokovnjaki.
- Celotna država je dobesedno zapletena v obsežna energetska omrežja, ki zahtevajo pravočasno vzdrževanje – delo za energetske delavce.
- Prav tako je treba vgraditi opremo, ki daje dragoceno energijo - potrebni so tudi strokovnjaki.
Seznam bi lahko nadaljevali zelo dolgo in trajalo bi veliko časa, da bi v celoti razkrili, kaj je energijska pijača. Kljub temu je dejstvo jasno: brez takih ljudi napredek ne bi dosegel popolnosti, ki jo ima danes.
Možne slabosti
V našem svetu ima vse svoje prednosti in slabosti. Doslej še ni bilo mogoče ustvariti nečesa resnično edinstvenega, kar bi lahko imenovali z eno besedo - idealno. Enako velja za poklice – vsak ima svoje prednosti in slabosti. Pri energetikih je najbolj očitna pomanjkljivost velika odgovornost.
Poleg tega je proces pridobivanja in porabe energije neprekinjen. Zato vsaka napaka neizogibno povzroči resno škodo. Nič ni popolno na tem svetu, obstajajo ljudje, ki niso posebej pozorni in so odsotni. V energetskem sektorju ne ostanejo dolgo.
To je področje človeškega življenja, ki ne bo dopuščalo zanemarjanja in brezbrižnosti. Morda se bodo nekaterim naštete slabosti zdele nepomembne. Toda tisti, ki se je pridružil temu poklicu in mu je všeč - to je za vedno. Na svoje delo je lahko upravičeno ponosen!
Stanje v domačem energetskem sektorju
Po podatkih ministrstva za energijo je na ozemlju Ruske federacije energetika pomemben sektor za razvoj domače industrije. Gospodarstvo države je neposredno povezano z elektriko. Nobena proizvodnja ne more brez tako dragocenega vira. Vendar se ruski energetski sektor sooča z določenimi težavami. Toda ali so rešljivi? In kakšne so možnosti na tem področju človeške dejavnosti?
Problemska situacija
Trenutno je energija Rusija med prvimi desetimi državami na svetu glede na količino proizvedene električne energije in prisotnost velikih zalog energetskih virov. V zadnjih letih domači strokovnjaki še niso mogli zagotoviti vrednega razvoja. Dejstvo je, da je sedanje vodstvo posledica prizadevanj projektov, ki so bili uspešno izvedeni že v času Sovjetske zveze. Prva stvar, ki se je pojavila, je bil GOELRO, nato NPP. Hkrati so se razvijala sibirska naravna bogastva.
Glavna težava ruskega energetskega sektorja je oprema. Njena povprečna starost v termoelektrarnah je več kot 30 let, medtem ko je 60 % turbin in celo več že izteklo svojo življenjsko dobo. Hidroelektrarne obratujejo že več kot 35 let, le 70 % vse opreme pa je predvidene za daljšo življenjsko dobo, ostali pa je že potekel rok uporabe.
Posledično se učinkovitost takšnih objektov bistveno zmanjša. Kot ugotavljajo raziskovalci, se bo ruska energetska industrija soočila s popolnim propadom, če se ne bo nič naredilo.
Alternativna možnost
Obeti za prihodnost za domače energetike še niso spodbudni: domače povpraševanje po električni energiji se bo po ocenah vsako leto povečalo za 4 %. Vendar pa je problem takšnega povečanja z obstoječimi zmogljivostmi zelo težko rešiti.
Vendar pa obstaja izhod in je v aktivnem razvoju alternativne energije. Kaj to pomeni? To so naprave za pridobivanje energije (predvsem električne) iz naslednjih virov:
- sončna svetloba;
- veter.
V zadnjem času številne države po svetu preučujejo in razvijajo metode alternativne energije. Konvencionalni viri niso poceni in virov bo prej ali slej zmanjkalo. Poleg tega delovanje objektov, kot so termoelektrarne, hidroelektrarne in jedrske elektrarne, vpliva na okoljsko stanje celotnega planeta. Marca 2011 je prišlo do velike nesreče v jedrski elektrarni Fukušima, ki jo je povzročil močan potres z nastankom cunamija.
Podoben incident se je zgodil v jedrski elektrarni Černobil, a šele po incidentu na Japonskem so številne države začele opuščati jedrsko energijo.
Energija sonca
Za to smer so značilne neomejene zaloge, saj je sončna svetloba neizčrpen in obnovljiv vir, ki bo vedno tam, dokler bo sonce živo. In njegov vir bo trajal več milijard let.
Vsa njegova energija se poraja v samem središču – jedru. Tu se vodikovi atomi pretvorijo v molekule helija. Ta proces poteka pri ogromnih vrednostih tlaka in temperature:
- 250 milijard atmosfer (25,33 bilijona kPa).
- 15,7 milijona °C.
Zahvaljujoč soncu je življenje na zemlji prisotno v najrazličnejših oblikah. Zato bo razvoj energije v tej smeri omogočil človeštvu, da doseže novo raven. Navsezadnje nam bo to omogočilo, da prenehamo uporabljati gorivo, nekatere njegove vrste so zelo strupene. Poleg tega se bo spremenila že poznana pokrajina: ne bo več visokih dimnikov termoelektrarn in sarkofagov jedrskih elektrarn.
A veliko bolj prijetno je, da bo odvisnost od nabave surovin izginila. Navsezadnje sonce sije vse leto in je povsod.
Vetrna energija
Tu govorimo o pretvarjanju kinetične energije zračne mase, ki je v atmosferi veliko, v drugo njeno obliko: električno, toplotno ipd., ki bo primerna za uporabo v človekovi dejavnosti. Moč vetra lahko obvladate z uporabo takih sredstev, kot so:
- Vetrni generator za proizvodnjo električne energije.
- Mlini - pridobivanje mehanske energije.
- Jadro - za uporabo v vozilih.
Ta vrsta alternativne energije lahko nedvomno postane uspešna industrija po vsem svetu. Tako kot sonce je tudi veter neizčrpen, predvsem pa tudi obnovljiv vir. Konec leta 2010 je skupna moč vseh vetrnih turbin znašala 196,6 gigavatov. In količina proizvedene električne energije je 430 teravatnih ur. To je 2,5 % celotne električne energije, ki jo proizvede človeštvo.
Nekatere države so to tehnologijo že začele uporabljati v praksi za proizvodnjo električne energije:
- Danska - 28%.
- Portugalska - 19 %.
- Irska - 14%.
- Španija - 16%.
- Nemčija - 8%.
Ob tem se razvija geotermalna energija. Njegovo bistvo je v proizvodnji električne energije z energijo, ki jo vsebuje zemeljsko drobovje.
Zaključek
Bo alternativna energija kljub svetlim obetom uspela povsem izpodriniti tradicionalne metode? Mnogi optimisti se strinjajo: da, to se mora zgoditi. In tudi če ne takoj, je čisto možno. Pesimisti imajo drugačno mnenje.
Čas bo pokazal, kdo ima prav, mi pa lahko samo upamo na boljšo prihodnost, ki jo lahko zapustimo svojim otrokom. A čeprav nas bo še naprej zanimalo, kaj je energijska pijača, to pomeni, da še ni vse izgubljeno!
dr. A.V. Martynov, izredni profesor oddelka za tehnično usposabljanje na Moskovskem inštitutu za elektrotehniko (TU).
Vsaka naprava je namenjena proizvodnji katerega koli izdelka v širšem pomenu besede (od porabnika do energije). Ta izdelek je nastali učinek (PE), zaradi katerega je ta instalacija ustvarjena. Izdelek je cilj, za katerega je potrebna energija. Učinkovitost doseganja tega cilja je določena s koeficientom tega cilja (K c). Torej za CES je ta proizvod električna energija, za SPTE je poleg električne energije tudi toplota.
Pri vseh ogrevalnih napravah: kotlovnice, peči, električni grelniki je koristni učinek (PE) toplota. Za hladilne enote je PE hladen, za kisikove je kisik, za dušikove je dušik itd.
Za določitev energetske učinkovitosti katere koli naprave je treba poleg posledične PE upoštevati tudi porabo energije (EE), ki je dovedena v napravo za zagotovitev njenega delovanja.
Za določitev učinkovitosti katere koli naprave se pogosto uporabljajo ciljni koeficienti (K c) ob upoštevanju PE in GE:
Za različne instalacije ima ta koeficient K c različna imena (tabela 1):
1. Torej za hladilne enote, ki proizvajajo mraz: to je hladilni koeficient:
a) Za parne kompresorske enote: ,
b) za absorpcijske naprave: ;
2. Za toplotne črpalke: pretvorbeni ali transformacijski koeficient: ;
3. Za elektrarne, ki proizvajajo električno energijo - faktor učinkovitosti: ;
4. Za vse naprave za proizvodnjo toplote - toplotni koeficient: (Za zgorevanje goriva 
).
Vendar pa se s ciljnimi koeficienti pojavijo težave zaradi dejstva, da imajo različne vrednosti in se lahko razlikujejo v naslednjih mejah:
0 ≤ K c ≤ ∞
To pomeni, da je ciljni koeficient lahko večji od 1.
Poglejmo, kaj se zgodi s ciljnim koeficientom za elektrarno (K p), ki deluje po Carnotovem ciklu (slika 1):
riž. 1 Idealni Carnotov cikel.
Iz tega je jasno, da.
Tako koeficient učinkovitosti kaže, koliko dela (L) je mogoče pridobiti iz dane količine toplote (Q) pri temperaturi T, ko se prenese na raven okolja T o. Koeficient učinkovitosti ima različne oznake: ω; τ.
Vzemimo katero koli vrednost za T. Na primer, T = 220 ºС. Nato:
Druga ciljna razmerja
Na primer, koeficient učinkovitosti (ε) lahko doseže vrednosti več kot 100% (lahko: 150; 200; 250; itd.%).
Pri toplotnih črpalkah lahko koeficient toplotne transformacije (μ) doseže 300; 400; 500 % ali več.
Od tu je razvidno, da vsi zgoraj navedeni ciljni koeficienti, čeprav do neke mere odražajo energetsko učinkovitost, niso učinkovitosti, ker lahko sprejme vrednosti, večje od 100%.
Posledično vsi ciljni koeficienti ne odražajo dejanske učinkovitosti energetskih naprav in sistemov in niso koeficienti učinkovitosti (COP). To je zato, ker vključujejo različne vrste energije, kot so delo (L), električna energija (N), toplota (Q) itd.
Vendar je očitno, da imajo vse vrste energije drugačno naravo in pripadajo različnim skupinam, kot so:
I. Urejena oblika energije (L in N)
II. Neurejena oblika energije (Q in J).
Zato je nemogoče izvajati različne operacije (aritmetične, algebraične itd.) z energijo različnih skupin. (Na primer: Nemogoče je, kot se pogosto dela, razdeliti toploto na delo ali obratno: ali ).
Zato dajejo vsi zgornji ciljni koeficienti, kot je bilo že navedeno, večjo vrednost od 100 %.
Samo učinkovitost (faktor učinkovitosti) objektivno in pravilno odraža učinkovitost posamezne naprave, aparata ali sistema. Vrednosti učinkovitosti so vedno v mejah (0 ≤ η ≤ 1), tj. ne presega 100 %.
Za idealno namestitev - η = 1 (t.j. njegova učinkovitost je 100%). Za realne instalacije η< 1 (т.е. меньше 100 %). И, естественно, чем ближе η реальных установок к 1, тем больше их эффективность. Малоэффективные установки имеют низкие значения КПД.
Učinkovitosti podaja pravilno oceno energetske učinkovitosti, saj temelji na uporabi vseh vrst energije, reduciranih na eno vrsto, ob upoštevanju energetske učinkovitosti (eksergije):
kjer je: E količina katere koli energije;
τ – koeficient učinkovitosti, kaže, koliko dela (L) lahko proizvede določena količina energije (E):
Za energije skupine I (urejena energija) je koeficient učinkovitosti τ = 1.
Podobno za elektriko (N): τ N = 1.
Za energije skupine II (neurejena energija) je τ ≠ 1. Torej je za toploto (Q) koeficient učinkovitosti odvisen od temperaturne ravni (T) dane količine toplote: 
(slika 2).
riž. 2. Meje merjenja τ q od T
I. Kotel
Toplotni koeficient
II. E-naslov postaje (Carnotov cikel)
Faktor dela
(izvedba)
III. Hladilna enota
Koeficient učinkovitosti
IV. Toplotna črpalka
Transformacijsko razmerje
V. Toplotni izmenjevalnik
Koeficient toplotnega izmenjevalca
Eksergija (obdelovalnost) toplote:
.
Ko je T = T os; τ q = 0. To pomeni, da nobena količina toplote (Q) pri T os nima delovne sposobnosti (E), tj. ne more proizvesti dela, (E q = 0).
Za vse termoelektrarne (naprave), kjer se toplota (Q) proizvaja ali porablja pri T > Toc, je koeficient toplotne učinkovitosti (τ q) v območju od 0 do 1, tj. za realne instalacije 0< τ q < 1. Поэтому, работоспособность (эксергия) любого количества тепла (Е = Q∙ τ q) всегда меньше данного количества тепла: E < Q.
Eksergija (delovna zmogljivost) različnih vrst energije:
1) Eksergično delo: E L = L∙τ L = L∙1 = L
(eksergija dela = količina dela)
2) Eksergija elektrike: E N = N∙τ N = N∙1 = N
(exergija moči = moč)
3) Toplotna eksergija: 
(toplotna eksergija je odvisna od njegove temperature in je neposredno sorazmerna s koeficientom učinkovitosti τ q (slika 2).
Zato mora faktor učinkovitosti, ki odraža delovanje (D), ki je analog dela (L), tako v števcu kot v imenovalcu vsebovati količine, povezane z energetsko učinkovitostjo, tj. eksergija:
Posledično le eksergijska učinkovitost objektivno odraža energijsko učinkovitost katerekoli naprave, instalacije ali sistema. Njegove vrednosti so vedno v območju 0 ≤ η ≤ 1.
Od tod učinkovitost Carnotovega cikla, tj. idealni cikel bo enak 1 (η = 1):
.
Očitno je, da bo η za druge inštalacije v območju 0 ≤ η ≤ 1, kar je merilo za pravilno oceno energetske učinkovitosti katere koli inštalacije in sistema:
Za napeljavo ogrevanja (kotel) 
(tabela 1);
Kje 
; 
;
T – temperatura prejete toplote;
Т Т – temperatura zgorevanja goriva.
Za hladilno instalacijo:
; Kje 
Za toplotno črpalko:
; Kje 
Za solarni grelec:
; Kje 
Za termoelektrarno (TE):
,
kjer je N e moč elektrarne;
Q – toplotna moč;
Q T – toplota, dobavljena v termoelektrarno (gorivo, geo itd.);
Moč obtočnih črpalk.
Z metodo eksergije je možno spreminjati cenovno politiko za določanje stroškov toplote, dobavljene iz termoelektrarne. Zdaj termoelektrarna oddaja toploto brez upoštevanja njene kakovosti, ki je odvisna od temperature sproščene toplote. Na primer, če je cena na Gcal T = 600 rubljev / Gcal, potem ko se temperatura spremeni, v skladu s temperaturnim razporedom 150 - 70 in se zmanjša s povišanjem temperature zunanjega zraka, temperatura sproščene toplote iz termoelektrarne zmanjša, tj. toplota se ne dovaja več pri 150 ºС, ampak pri nižjih temperaturah, tj. 140; 130; 110; 100 itd.
Posledično se eksergija te toplote zmanjšuje skladno z zmanjšanjem koeficienta učinkovitosti τ q (tabela 2).
Zato cena za Gcal dobavljene toplote ne bi smela ostati konstantna, ampak bi morala padati z nižanjem temperature dobavljene toplote v skladu s spremembami τ q (slika 3).
riž. 3 Sprememba stroška toplote glede na temperaturni nivo dobavljene toplote.
zaključki
1) Za določitev energetske učinkovitosti se uporablja naslednje:
a) ciljne koeficiente, ki lahko pridobijo vrednost večjo od 1;
b) faktor učinkovitosti, ki ne sme biti večji od 1;
2) Učinkovitosti so določene na podlagi eksergijske metode, ki upošteva izgube;
3) Na podlagi eksergijske metode analize je potrebno določiti cenovno politiko dobavljene toplote, el. energije in drugih vrst energije.
Literatura
1. Sokolov E.Ya., Brodyansky V.M., “Energijski principi pretvorbe toplote in procesov hlajenja”, M., Energoizdat, 1981.
2. Brodyansky V.M., “Eksergetska metoda termodinamične analize”, M., Energija, 1973.
Energija je tista, ki omogoča življenje ne le na našem planetu, ampak tudi v vesolju. Lahko pa je zelo različno. Torej, toplota, zvok, svetloba, elektrika, mikrovalovi, kalorije so različne vrste energije. Ta snov je potrebna za vse procese, ki se dogajajo okoli nas. Vse na Zemlji prejme večino energije od Sonca, obstajajo pa tudi drugi viri. Sonce ga na naš planet prenaša toliko, kot bi ga hkrati proizvedlo 100 milijonov najmočnejših elektrarn.
Kaj je energija?
Teorija, ki jo je predstavil Albert Einstein, preučuje odnos med snovjo in energijo. Ta veliki znanstvenik je uspel dokazati sposobnost ene snovi, da se spremeni v drugo. Izkazalo se je, da je energija najpomembnejši dejavnik obstoja teles, snov pa drugotnega pomena.
Energija je na splošno zmožnost opravljanja določenega dela. Prav ona stoji za konceptom sile, ki je sposobna premakniti telo ali mu dati nove lastnosti. Kaj pomeni izraz "energija"? Fizika je temeljna veda, ki so ji svoja življenja posvetili številni znanstveniki iz različnih obdobij in držav. Tudi Aristotel je besedo »energija« uporabljal za označevanje človekove dejavnosti. Prevedeno iz grščine je "energija" "dejavnost", "moč", "dejanje", "moč". Ta beseda se je prvič pojavila v razpravi grškega znanstvenika z naslovom "Fizika".
V zdaj splošno sprejetem pomenu je ta izraz v uporabo uvedel angleški fizik.Ta pomemben dogodek se je zgodil leta 1807. V 50-ih letih XIX stoletja. Angleški mehanik William Thomson je prvi uporabil koncept "kinetične energije", leta 1853 pa je škotski fizik William Rankine uvedel izraz "potencialna energija".
Danes je ta skalarna količina prisotna v vseh vejah fizike. Je enotna mera različnih oblik gibanja in interakcije snovi. Z drugimi besedami, predstavlja merilo preobrazbe ene oblike v drugo.
Merske enote in simboli
Meri se količina energije.Ta posebna enota ima lahko glede na vrsto energije različne oznake, npr.
- W je skupna energija sistema.
- Q - termični.
- U - potencial.
Vrste energije
V naravi je veliko različnih vrst energije. Glavni so:
- mehanski;
- elektromagnetni;
- električni;
- kemična;
- termični;
- jedrska (atomska).
Obstajajo še druge vrste energije: svetlobna, zvočna, magnetna. V zadnjih letih se vse več fizikov nagiba k hipotezi o obstoju tako imenovane "temne" energije. Vsaka od prej naštetih vrst te snovi ima svoje značilnosti. Na primer, zvočna energija se lahko prenaša z valovi. Prispevajo k vibriranju bobničev v ušesih ljudi in živali, zaradi česar se slišijo zvoki. Med različnimi kemijskimi reakcijami se sprošča energija, ki je potrebna za življenje vseh organizmov. Vsako gorivo, hrana, baterije, baterije so skladišče te energije.
Naša zvezda daje Zemlji energijo v obliki elektromagnetnega valovanja. Le tako lahko premaga prostranstva vesolja. Zahvaljujoč sodobnim tehnologijam, kot so sončni kolektorji, ga lahko izkoristimo z največjim učinkom. Odvečna neporabljena energija se kopiči v posebnih hranilnikih energije. Poleg zgoraj navedenih vrst energije se pogosto uporabljajo termalni vrelci, reke, oceani in biogoriva.
Mehanska energija
To vrsto energije preučuje veja fizike, imenovana "mehanika". Označujemo ga s črko E. Merimo ga v joulih (J). Kaj je ta energija? Mehanska fizika proučuje gibanje teles in njihovo interakcijo med seboj ali z zunanjimi polji. V tem primeru se energija zaradi gibanja teles imenuje kinetična (označena z Ek), energija zaradi ali zunanjih polj pa potencialna (Ep). Vsota gibanja in interakcije predstavlja celotno mehansko energijo sistema.
Obstaja splošno pravilo za izračun obeh vrst. Za določitev količine energije je treba izračunati delo, potrebno za prenos telesa iz ničelnega stanja v dano stanje. Še več, več kot je dela, več energije bo imelo telo v danem stanju.
Ločevanje vrst glede na različne značilnosti
Obstaja več vrst delitve energije. Po različnih kriterijih jo delimo na: zunanjo (kinetično in potencialno) in notranjo (mehansko, toplotno, elektromagnetno, jedrsko, gravitacijsko). Elektromagnetno energijo pa delimo na magnetno in električno, jedrsko energijo pa na energijo šibkih in močnih interakcij.
Kinetična
Za vsako gibljivo telo je značilna prisotnost kinetične energije. Pogosto se imenuje gonilna sila. Energija gibajočega telesa se izgubi, ko se upočasni. Torej, večja kot je hitrost, večja je kinetična energija.
Ko gibljivo telo pride v stik z mirujočim predmetom, se kinetični del prenese na slednjega, kar povzroči njegovo premikanje. Formula za kinetično energijo je naslednja:
- E k = mv 2: 2,
kjer je m masa telesa, v hitrost gibanja telesa.
Z besedami lahko to formulo izrazimo na naslednji način: kinetična energija predmeta je enaka polovici zmnožka njegove mase s kvadratom njegove hitrosti.
potencial
To vrsto energije imajo telesa, ki so v nekem polju sil. Tako se magnetna pojavi, ko je predmet izpostavljen magnetnemu polju. Vsa telesa na zemlji imajo potencialno gravitacijsko energijo.
Glede na lastnosti predmetov študija imajo lahko različne vrste potencialne energije. Tako imajo elastična in prožna telesa, ki so se sposobna raztezati, potencialno energijo prožnosti ali napetosti. Vsako padajoče telo, ki je bilo prej negibno, izgubi potencial in pridobi kinetiko. V tem primeru bo velikost teh dveh vrst enakovredna. V gravitacijskem polju našega planeta bo formula za potencialno energijo imela naslednjo obliko:
- E str =
mhg,
kjer je m telesna teža; h je višina središča telesne mase nad ničelno gladino; g je pospešek prostega pada.
Z besedami lahko to formulo izrazimo na naslednji način: potencialna energija predmeta, ki deluje z Zemljo, je enaka zmnožku njegove mase, gravitacijskega pospeška in višine, na kateri se nahaja.
Ta skalarna količina je značilnost zaloge energije materialne točke (telesa), ki se nahaja v potencialnem polju sil in se uporablja za pridobivanje kinetične energije zaradi dela sil polja. Včasih se imenuje koordinatna funkcija, ki je izraz v Langrangianu sistema (Lagrangeeva funkcija dinamičnega sistema). Ta sistem opisuje njihovo interakcijo.
Potencialna energija je za določeno konfiguracijo teles v prostoru enaka nič. Izbira konfiguracije je določena s priročnostjo nadaljnjih izračunov in se imenuje "normalizacija potencialne energije".
Zakon o ohranjanju energije
Eden najosnovnejših postavk fizike je zakon o ohranitvi energije. Po njegovem mnenju se energija ne pojavi od nikoder in nikamor ne izgine. Nenehno se spreminja iz ene oblike v drugo. Z drugimi besedami, pride le do spremembe energije. Na primer, kemična energija baterije svetilke se pretvori v električno energijo, iz nje pa v svetlobo in toploto. Različni gospodinjski aparati pretvarjajo električno energijo v svetlobo, toploto ali zvok. Najpogosteje sta končni rezultat spremembe toplota in svetloba. Po tem gre energija v okoliški prostor.
Energijski zakon lahko pojasni številne znanstvenike, ki trdijo, da celotna količina energije v vesolju nenehno ostaja nespremenjena. Nihče ne more znova ustvariti energije ali je uničiti. Pri proizvodnji ene od njegovih vrst ljudje uporabljajo energijo goriva, padajoče vode in atoma. V tem primeru se ena vrsta spremeni v drugo.
Leta 1918 je znanstvenikom uspelo dokazati, da je zakon o ohranitvi energije matematična posledica translacijske simetrije časa - vrednosti konjugirane energije. Z drugimi besedami, energija se ohranja, ker se fizikalni zakoni ob različnih časih ne razlikujejo.
Energetske lastnosti
Energija je sposobnost telesa za opravljanje dela. V zaprtih fizikalnih sistemih se ohranja ves čas (dokler je sistem zaprt) in predstavlja enega od treh aditivnih integralov gibanja, ki med gibanjem ohranjajo svojo vrednost. Sem sodijo: energija, moment Uvedba pojma »energija« je primerna, ko je fizični sistem časovno homogen.
Notranja energija teles
Je vsota energij molekularnih interakcij in toplotnih gibanj molekul, ki jo sestavljajo. Ni ga mogoče neposredno izmeriti, ker je edinstvena funkcija stanja sistema. Kadarkoli se sistem znajde v danem stanju, ima njegova notranja energija inherentno vrednost, ne glede na zgodovino obstoja sistema. Sprememba notranje energije pri prehodu iz enega fizičnega stanja v drugega je vedno enaka razliki med njenimi vrednostmi v končnem in začetnem stanju.
Notranja energija plina
Poleg trdnih snovi imajo energijo tudi plini. Predstavlja kinetično energijo toplotnega (kaotičnega) gibanja delcev sistema, ki vključuje atome, molekule, elektrone in jedra. Notranja energija idealnega plina (matematični model plina) je vsota kinetičnih energij njegovih delcev. Pri tem se upošteva število prostostnih stopinj, ki je število neodvisnih spremenljivk, ki določajo položaj molekule v prostoru.
Vsako leto človeštvo porabi vedno več virov energije. Najpogosteje se fosilni ogljikovodiki, kot so premog, nafta in plin, uporabljajo za pridobivanje energije, potrebne za razsvetljavo in ogrevanje naših domov, delovanje vozil in različnih mehanizmov. Spadajo med neobnovljive vire.
Na žalost le majhen del energije našega planeta prihaja iz obnovljivih virov, kot so voda, veter in sonce. Danes je njihov delež v energetiki le 5 %. Še 3 % ljudje prejmejo v obliki jedrske energije, proizvedene v jedrskih elektrarnah.
Imajo naslednje rezerve (v joulih):
- jedrska energija - 2 x 10 24;
- energija plina in nafte - 2 x 10 23;
- notranja toplota planeta je 5 x 10 20.
Letna vrednost zemeljskih obnovljivih virov:
- sončna energija - 2 x 10 24;
- veter - 6 x 10 21;
- reke - 6,5 x 10 19;
- plimovanje morja - 2,5 x 10 23.
Samo s pravočasnim prehodom iz uporabe neobnovljivih zalog energije Zemlje na obnovljive ima človeštvo možnost za dolgo in srečno obstoj na našem planetu. Za izvajanje naprednega razvoja znanstveniki po vsem svetu še naprej natančno preučujejo različne lastnosti energije.
