det finns alltid där varje gång du vrider en strömbrytare eller kopplar in en sladd. Vi är alla beroende av el för att hålla oss igång dagligen, oavsett om det är kokande vatten för vårt morgonkaffe, använder vår dator för arbete eller laddar vår telefon. Har du någonsin frågat dig själv hur el kommer till ditt hem? Elektricitet reser långt för att komma direkt till ditt hus. Stationen där din el genereras kan vara hundratals mil bort! Alla stolpar och ledningar du ser framför ditt hem och längs motorvägen kallas det elektriska distributionssystemet eller överföringen.
idag är genereringsstationer över hela landet anslutna via det elektriska systemet (ibland kallat ”elnätet”).
hur elnätet fungerar
elnätet är ett mångfacetterat och viktigt system. En av de mest anmärkningsvärda tekniska prestationerna i modern tid. Den överför kraft som genereras vid en mångfald av anläggningar och distribuerar den till slutanvändare, ofta över stora avstånd. Dessutom ger det el till industrianläggningar, byggnader, skolor och hem. Och det gör det varje minut varje dag och året runt.
det nationella nätet är viktigt för energiproduktion eftersom de garanterar att både el och gas transporteras säkert. Också att efterfrågan och utbudet är välbalanserade. Syftet med National Grid är att få värme, ljus och kraft som kundens behov i sina olika hem. Men lika viktigt som nätet är, kommer det också att behöva hålla jämna steg med den ökande efterfrågan det står inför i framtiden med övergången till låga koldioxidkällor.
cirka 40 procent av energin från alla energiresurser används för att generera el, mer än för något annat enskilt ändamål. Teknisk och vetenskaplig förståelse av energi har gjort det möjligt för oss att generera, överföra och använda el för att värma hem, ladda telefoner, lätta gator och så mycket mer. Elektricitet kommer till våra hem i tre steg; produktion, överföring och distribution. Detta är ett invecklat tekniskt förfarande.
processen kräver stora investeringar och erfaren arbetskraft. Grunderna för att generera el förblir desamma i alla former av el, såsom el som genereras med kol, vattendammar, kärnkraftverk, förnybara energikällor, som vind och sol. Låt oss förstå i detalj.
elproduktion
elektricitet börjar sin resa vid kraftverket, där det skapas via fossila bränslen eller förnybara resurser som sträcker sig från kol och naturgas till vattenkraft och vindkraft. I de flesta fall används dessa resurser för att driva turbiner via kraft(er) av gas, ånga, vind, vatten, sol, biomassa, geotermisk och till och med kärnklyvning.
det finns olika kraftkällor och också olika sätt att generera kraft. Det centrala att fundera över är att el är en konstgjord produkt, skapad i en elektrisk generator. Kraftproduktionen börjar med en energikälla som kan styras och omvandlas för att skapa elkraft och sedan levereras via elektrisk ström via kraftledningar. Kraftproduktion är det första steget i leveransen av producerad kraftproduktion och distribution.
förnybar energi
aggregatet av förnybar energi som används för att kompensera vår el har ökat under åren, med fossila bränslen som långsamt fasas ut. Förnybar energi består av flera källor, såsom sol, vattenkraft, vind, vågenergi, biomassa och marin. När energi genereras genom förnybara energikällor riktas den till nätet som ska distribueras.
fossila bränslen
fossila bränslen dominerar fortfarande elkällor idag. De består av naturgas, kol och olja. De genererar denna energi genom att bränna fossila bränslen, såsom olja, kol och gas, som sedan bryter ner kolbindningarna och börjar skapa energi. Ånga produceras sedan, som driver enorma turbiner för att producera el via en högdriven, snurrande magnet. Kolförbränning kraftverk erkänns vara den värsta industriella förorenaren på grund av den stora volymen koldioxidutsläpp, vilket är ett hot mot vår miljö och hälsa.
kärnkraft
i kärnkraftverk producerar energi som genereras från en kärnreaktor värme från radioaktiva metaller, såsom uran. Kärnkraft är fortfarande ett mycket renare val för energiproduktion jämfört med fossila bränslen, eftersom de producerar lägre mängder koldioxid.
Sammanfattningsvis genereras el genom vridning eller rotation av turbiner. Dessa turbiner kan bytas på något sätt-kol, kärnenergi, ånga, förnybar energi som solenergi etc. I olika kraftverk roteras turbiner av ångtrycket, vilket skapas genom kokande vatten med brinnande kol i stora pannor. Ångtrycket är sådant att det vrider turbinerna, vilket i sin tur genererar el. Vattenkraft använder kraften i rinnande vatten nedströms en konstgjord vattenreservoardamm. Den stora kraften i rinnande vatten vänder turbinerna. Målet är att vända turbinerna på något sätt.
elöverföring
detta är massöverföringen av elektrisk energi från de genererande kraftverken där den börjar till olika elektriska transformatorstationer. Elektricitet transporteras över ett längre avstånd vid höga spänningar, vilket minimerar förlusten av el. Överföringsledningar är uppsättningar av ledningar, kallade ledare som bär elkraft från genereringsanläggningar till transformatorstationer som levererar ström till kunder. Alla dessa kombinerade bildar ett nätverk som kallas ” elnätet.”Detta nätverk innefattar genereringsanläggningar, överföringsledningar, underöverföringsledningar, distributionsledningar och transformatorstationer. Processen som överför El beskrivs nedan:
el genereras vid ett kraftverk eller en station. Generatorn omvandlar sedan mekanisk energi till elektrisk energi genom att trycka elektrisk ström för att strömma genom en extern krets. Vanligtvis roterar en elektrisk ledare, som koppar, inuti ett magnetfält för att skapa elektricitet. Den energi som används för att vrida ledaren kan komma från kol, naturgas, kärnenergi fallande vatten och förnybara resurser som vind-och solenergi. Vid produktionsstationer produceras vanligtvis el på mindre än 30 000 volt (30 kV). Innan strömmen strömmar in i överföringskablarna/ledningarna ”förstärks” elen till högspänningar av transformatorer (det här är enheter som ökar och minskar spänningen på en krets).
kraftledningarna transporterar elektricitet över längre sträckor, från produktionsanläggningen till olika områden där de behövs. Elen i överföringsledningar transporteras vid spänningar över 200 kV för att förstärka effektiviteten. Spänningar på cirka 220 kV till 500 kV är standard. Vidare är överföringsledningar vanligtvis fästa vid stora gitterståltorn eller rörformiga stålpoler.
en Transmissionsstation länkar två eller flera överföringsledningar, och den består av högspänningsomkopplare som tillåter ledningar att anslutas eller isoleras för underhåll. Detta kan också kallas en Omkopplingsstation. Transformatorstationen kan ha transformatorer för att konvertera mellan två överföringsspänningar eller utrustning såsom regulatorer för att styra kraftflödet mellan två intilliggande kraftsystem. En stor transmissionsstation kan täcka många tunnland med flera spänningsnivåer och en stor mängd skydds-och styrutrustning (kondensatorer, reläer, omkopplare, brytare, spännings-och strömtransformatorer).
underöverföringsledningar bär el vid spänningar mindre än 200 kV; vanligtvis 66 kV eller 115 kV. De är vanligtvis upphängda på höga trä-eller lätta stålstänger. De kan också placeras under jord.
Eldistribution
El distribueras via eldistributionsstation. Vid transformatorstationen kanaliseras högspänningsel från högspänningsöverföringsledningarna genom nedåtgående transformatorer som sänker spänningen. Elen överförs sedan till nätverk av lokala elektriska distributionsledningar. Innan el kommer in i ett hem sänks spänningen igen med hjälp av nedåtgående transformatorer. I de flesta länder är spänningen 220 V AC eller 110 V DC. Elektricitet distribueras oftast genom växelström, även om likström ibland används för långväga högspänningsöverföring.
växelström (AC) växlar riktningen ibland. En cykel är en hel period, där strömmen flyter först mot en riktning och sedan i den andra. De flesta överföringsledningar transporterar växelström eftersom el genereras och används som växelström, och en transformator kan användas för att ändra spänningen vid behov.
likström (DC) strömmar i en riktning och är användbar för att överföra El över stora avstånd eftersom likström inte cyklar, den kan användas för att ansluta två nät som inte har samma frekvens eller synkroniseras. Transformatorer kan dock inte ändra likströmsspänningen; den måste omvandlas tillbaka till växelström för att gå ner för distribution.
ditt hem
i ett hem tilldelas el till olika uttag av ett nätverk av ledningar genom elektriska ledningar. Din el passerar genom servicedroppen och registreras på din mätare. Mätaren spårar hur mycket el du använder. På din växel, din el delas upp i kretsar för varje område i ditt hus. Slutligen rör sig Elen genom ledningar bakom dina väggar till eluttag och strömbrytare, där du använder dina lampor och apparater.