se on aina siellä joka kerta, kun käännät kytkintä tai pistoketta johtimessa. Me kaikki luotamme siihen, että sähkö pitää meidät liikkeellä päivittäin, oli se sitten kiehuvaa vettä aamukahvia varten, tietokoneen käyttäminen töissä tai puhelimen lataaminen. Oletko koskaan kysynyt itseltäsi, miten sähkö pääsee kotiisi? Sähkö kulkee pitkän matkan päästä suoraan kotiisi. Asema, jossa sähkösi tuotetaan, saattaa olla satojen kilometrien päässä! Kaikkia tolppia ja johtoja, joita näet kotisi edessä ja valtatien varrella, kutsutaan sähkönjakelujärjestelmäksi tai-vaihteistoksi.
nykyään Sähköasemat eri puolilla maata on yhdistetty sähköjärjestelmän (joskus myös ”sähköverkon”) kautta.
miten sähköverkko toimii
sähköverkko on monimuotoinen ja elintärkeä järjestelmä. Yksi modernin ajan merkittävimmistä insinööritaidon saavutuksista. Se välittää useissa eri laitoksissa tuotettua sähköä ja jakaa sen loppukäyttäjille, usein pitkien etäisyyksien päähän. Lisäksi se tuottaa sähköä teollisuuslaitoksiin, rakennuksiin, kouluihin ja koteihin. Ja se tekee niin joka ikinen minuutti joka päivä ja ympäri vuoden.
kansallinen verkko on energiantuotannolle välttämätön, koska se takaa sekä sähkön että kaasun turvallisen kuljetuksen. Myös se, että kysyntä ja tarjonta ovat hyvin tasapainossa. Valtakunnallisen verkon tarkoituksena on saada asiakkaan tarvitsema lämpö, valo ja sähkö eri koteihin. Mutta niin merkittävä kuin verkko onkin, sen on myös pysyttävä kasvavan kysynnän tasalla tulevaisuudessa siirryttäessä vähähiilisiin lähteisiin.
noin 40 prosenttia kaikista energiavaroista saatavasta energiasta käytetään sähkön tuottamiseen, enemmän kuin mihinkään muuhun yksittäiseen tarkoitukseen. Tekninen ja tieteellinen ymmärrys energiasta on antanut meille mahdollisuuden tuottaa, siirtää ja käyttää sähköä kotien lämmittämiseen, ladata puhelimia, valokatuja ja paljon muuta. Sähkö tulee koteihimme kolmessa vaiheessa; tuotanto, siirto ja jakelu. Tämä on monimutkainen tekninen toimenpide.
prosessi vaatii valtavia investointeja ja kokenutta työvoimaa. Sähkön tuottamisen perusteet pysyvät samoina kaikissa sähkömuodoissa, kuten kivihiilellä, vesivoimapadoilla, ydinvoimaloilla, uusiutuvilla energialähteillä, kuten tuuli-ja aurinkoenergialla. Olkaamme ymmärtää yksityiskohtaisesti.
sähköntuotanto
Sähkö aloittaa matkansa voimalaitoksesta, jossa se syntyy fossiilisten polttoaineiden tai uusiutuvien luonnonvarojen kautta kivihiilestä ja maakaasusta vesi-ja tuulivoimaan. Useimmissa tapauksissa näitä voimavaroja käytetään turbiinien voimanlähteenä kaasun, höyryn, tuulen, veden, auringon, biomassan, geotermisen energian ja jopa ydinfission avulla.
on olemassa erilaisia voimanlähteitä ja myös eri tapoja tuottaa voimaa. Keskeistä pohdittavana on, että sähkö on ihmisen tekemä tuote, joka syntyy sähkögeneraattorissa. Sähköntuotanto alkaa energialähteestä, jota voidaan ohjata ja muuntaa sähköenergian tuottamiseksi ja toimittaa sitten sähkövirran avulla voimalinjojen kautta. Sähköntuotanto on ensimmäinen vaihe tuotetun sähköntuotannon ja-jakelun toimittamisessa.
Uusiutuva energia
sähköntuotantoon käytetyn uusiutuvan energian yhteismäärä on ollut kasvussa vuosien varrella, ja fossiilisista polttoaineista on vähitellen luovuttu. Uusiutuva energia koostuu useista lähteistä, kuten aurinko -, vesi -, tuuli -, aaltoenergiasta, biomassasta ja merienergiasta. Kun energia on tuotettu uusiutuvilla energialähteillä, se ohjataan verkkoon jaettavaksi.
fossiiliset polttoaineet
fossiiliset polttoaineet hallitsevat yhä nykyäänkin sähkönlähteitä. Ne koostuvat maakaasusta, hiilestä ja öljystä. Ne tuottavat tätä energiaa polttamalla fossiilisia polttoaineita, kuten öljyä, hiiltä ja kaasua, joka sitten hajottaa hiilisidokset ja alkaa luoda energiaa. Silloin tuotetaan höyryä, joka ajaa valtavia turbiineja tuottamaan sähköä suuritehoisen, pyörivän magneetin avulla. Hiilivoimalat ovat tunnetusti pahimpia teollisuuden saastuttajia, koska hiilipäästöt ovat suuria, mikä on uhka ympäristöllemme ja terveydellemme.
ydinvoima
ydinvoimaloissa ydinreaktorista tuotettu energia tuottaa lämpöä radioaktiivisista metalleista, kuten uraanista. Ydinvoima on edelleen paljon puhtaampi vaihtoehto energiantuotannossa verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin, koska ne tuottavat vähemmän hiilidioksidia.
tiivistettynä sähkö tuotetaan turbiineja kääntämällä tai pyörittämällä. Näitä turbiineja voidaan vaihtaa millä tahansa keinolla-hiilellä, ydinenergialla, höyryllä, uusiutuvalla energialla kuten aurinkoenergialla jne. Eri voimalaitoksissa turbiineja pyörittää höyryn paine, joka syntyy kiehuttamalla vettä palavan hiilen avulla isoissa kattiloissa. Höyryn paine on sellainen, että se pyörittää turbiineja, mikä puolestaan tuottaa sähköä. Vesivoimalaitos käyttää juoksevan veden voimaa alajuoksulla ihmisen tekemässä vesivaraston padossa. Juoksevan veden suuri voima pyörittää turbiineja. Tavoitteena on kääntää turbiinit keinolla millä hyvänsä.
Sähkönsiirto
tämä on sähköenergian massansiirto tuotantolaitoksista, joista se alkaa eri sähköasemille. Sähköä kuljetetaan pitkiä matkoja suurilla jännitteillä, mikä minimoi sähkönhäviön. Voimajohdot ovat johtosarjoja, joita kutsutaan johtimiksi, jotka kuljettavat sähköä sähkövoimaloista sähköasemille, jotka toimittavat sähköä asiakkaille. Kaikki nämä yhdessä muodostavat verkon, joka tunnetaan nimellä ” sähköverkko.”Tämä verkko käsittää tuotantolaitokset, siirtolinjat, alisiirtolinjat, jakelulinjat ja Sähköasemat. Sähköä siirtävä prosessi on kuvattu alla:
sähkö tuotetaan voimalaitoksella tai asemalla. Tämän jälkeen generaattori muuntaa mekaanisen energian sähköenergiaksi työntämällä sähkövirran kulkemaan ulkoisen piirin läpi. Tyypillisesti sähköjohdin, kuten kupari, pyörii magneettikentän sisällä synnyttäen sähköä. Johtimen kääntämiseen käytetty energia voi olla peräisin kivihiilestä, maakaasusta, ydinenergian putoavasta vedestä sekä uusiutuvista luonnonvaroista, kuten tuuli-ja aurinkoenergiasta. Sähköntuotantoasemilla sähköä tuotetaan yleensä alle 30 000 voltin (30 kV) jännitteellä. Ennen Siirtokaapeleihin/ – johtoihin virtaamista sähkö ”tehostetaan” korkeille jännitteille muuntajilla (nämä ovat laitteita, jotka lisäävät ja myös vähentävät jännitettä piirissä).
siirtojohdot kuljettavat sähköä pitkiä matkoja, tuotantolaitokselta eri alueille, missä niitä tarvitaan. Siirtolinjojen sähkö johdetaan yli 200 kV: n jännitteellä tehokkuuden vahvistamiseksi. Jännitteet noin 220 kV-500 kV ovat vakiona. Lisäksi voimajohdot on yleensä kiinnitetty suuriin ristikkoterästorneihin tai putkiterästolppiin.
siirtoasema yhdistää kaksi tai useampia siirtojohtoja, ja se koostuu suurjännitekytkimistä, joiden avulla johtoja voidaan kytkeä tai eristää huoltoa varten. Tätä voidaan kutsua myös Kytkentäasemaksi. Sähköasemalla voi olla muuntajia, jotka muuntavat kahden siirtojännitteen välillä, tai laitteita, kuten säätimiä, joilla ohjataan kahden vierekkäisen sähköjärjestelmän välistä virrankulkua. Suuri siirto sähköasema voi kattaa monta hehtaaria useita jännitetasoja, ja suuri määrä suoja-ja ohjauslaitteet (kondensaattorit, releet, kytkimet, katkaisijat, jännite, ja virta muuntajat).
Osajohdot kuljettavat sähköä alle 200 kV: n jännitteellä; tyypillisesti 66 kV tai 115 kV. Ne ripustetaan yleensä korkeisiin puu-tai kevyisiin teräspaaluihin. Ne voidaan sijoittaa myös maan alle.
Sähkönjakelu
Sähkö jaetaan sähkönjakeluaseman kautta. Sähköasemalla suurjännitelinjojen suurjännitesähkö johdetaan porrastetuilla muuntajilla, jotka alentavat jännitettä. Tämän jälkeen sähkö siirretään paikallisten sähkönjakelulinjojen verkkoon. Ennen kuin sähkö tulee kotiin, jännitettä lasketaan uudelleen porrasmuuntajien avulla. Useimmissa maissa jännite on 220 V AC tai 110 V DC. Sähkö jaetaan useimmiten vaihtovirralla, joskin tasavirtaa käytetään joskus pitkän matkan suurjännitteiseen siirtoon.
vaihtovirta (AC) vaihtaa suuntaa satunnaisesti. Sykli on yksi kokonainen jakso, jossa virta virtaa ensin yhteen suuntaan ja sitten toiseen. Useimmat siirtolinjat kuljettavat vaihtovirtaa, koska sähköä tuotetaan ja käytetään vaihtovirtana, ja muuntajalla voidaan tarvittaessa muuttaa jännitettä.
tasavirta (tasavirta) virtaa yhteen suuntaan ja on hyödyllinen sähkön siirtämiseen huomattavien etäisyyksien päähän, koska TASAVIRTASÄHKÖ ei kierrä, sillä voidaan yhdistää kaksi verkkoa, jotka eivät ole samalla taajuudella tai synkronoituja. Muuntajat eivät kuitenkaan voi muuttaa tasavirran jännitettä, vaan se on muunnettava takaisin vaihtovirraksi, jotta se voidaan porrastaa jakelua varten.
kotisi
kodissa sähkö jaetaan sähköjohtoverkoston kautta eri pistorasioihin. Sähkösi kulkee huoltopudotuksen kautta ja tallentuu mittariin. Mittari seuraa, kuinka paljon sähköä käytät. Puhelinvaihteessa sähkösi jaetaan piireihin talosi jokaiselle alueelle. Lopuksi sähkö siirtyy seinien takana olevien johtojen kautta pistorasioihin ja kytkimiin, joissa käytetään valoja ja laitteita.