TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG VÀ VẤN ĐỀ SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG (12/08/2017)
 

Năng lượng và hệ thống năng lượng

Các dạng năng lượng tồn tại trong tự nhiên đều dưới dạng năng lượng sơ cấp. Để có năng lượng dùng được ở những hộ tiêu thụ, năng lượng sơ cấp phải trải qua nhiều công đoạn như khai thác, chế biến, vận chuyển và phân phối. Các công đoạn này đòi hỏi nhiều chi phí về tài chính, kỹ thuật và các yếu tố xã hội. Hiệu suất qua các công đoạn kể từ nguồn năng lượng sơ cấp đến năng lượng dùng được nói chung còn rất thấp.

Quá trình chuyển đổi từ năng lượng sơ cấp đến phân phối năng lượng được mô tả như trên hình 1-1.
image001.gif

- Năng lượng sơ cấp tồn tại dưới các dạng như

+ Hoá năng: nhiên liệu trong lòng đất, than đá, dầu, khí đốt tự nhiên v.v..., nhiên liệu sinh khối, gỗ, chất thải nông nghiệp v.v...

+ Thế năng (thuỷ năng): nước của các dòng thác, các dòng sông ở một độ dốc nhất định, nước thuỷ triều.

+ Động năng: năng lượng gió, năng lượng sóng biển, địa nhiệt, nhiệt đại dương.

+ Cơ năng: sức kéo động vật và sức cơ bắp của con người.

+ Năng lượng hạt nhân: năng lượng của lò phản ứng hạt nhân.

Năng lượng sơ cấp sau khi được khai thác sẽ qua các công đoạn biến đổi (các nhà máy thủy điện, nhiệt điện; nhà máy lọc dầu; nhà máy chế biến than v.v...) năng lượng sơ cấp chuyển thành năng lượng thứ cấp như: điện năng, nhiệt năng, ét xăng, dầu đốt, khí đốt v.v... và được phân phối đến các hộ tiêu thụ.

Các thiết bị tiêu thụ năng lượng (lò nhiệt, động cơ điện v.v...) biến đổi năng lượng cuối thành năng lượng hữu ích (hay năng lượng hữu công). Năng lượng hữu ích được biểu diễn dưới dạng kcal, kWh v.v... mà các hộ tiêu thụ năng lượng tiêu tốn chưa kể đến hiệu suất của các thiết bị dùng năng lượng.

Nhu cầu tiêu thụ năng lượng trong các lĩnh vực giao thông, nông nghiệp, công nghiệp, kinh tế, sinh hoạt ... phụ thuộc vào cơ cấu của mỗi ngành nghề, mỗi khu vực địa lý hay mỗi quốc gia.

Như vậy hệ thống năng lượng bao gồm: các nguồn năng lượng, biến đổi, truyền tải, phân phối và tiêu thụ năng lượng. Hệ thống năng lượng thường được xây dựng theo địa dư, vùng, một quốc gia hay một khu vực các quốc gia. Sơ đồ hệ thống năng lượng quốc gia (Hình 1-2) (1)

image002.gif

Hệ thống điện

Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lượng, bao gồm: các nhà máy điện (nguồn điện), mạng lưới điện (lưới điện cao áp, lưới điện trung áp, lưới điện hạ áp) và các hộ tiêu thụ điện.

- Nhà máy điện: có nhiệm vụ biến đổi năng lượng sơ cấp như: than, dầu, khí đốt, thuỷ năng v.v... thành điện năng (nhiệt năng đối với nhiệt điện rút hơi). Các nhà máy điện nối với nhau thành hệ thống nhờ các trạm biến áp và đường dây tải điện.

- Mạng điện: bao gồm các trạm biến áp và các đường dây tải điện. Các trạm biến áp có nhiệm vụ nối các đường dây với cấp điện áp khác nhau trong hệ thống và trực tiếp cung cấp điện năng cho các hộ tiêu thụ.

Ví dụ: Trên hình 1-3(1) trình bày một phần sơ đồ nguyên lý nối dây một sợi của hệ thống điện.

image003.gif

Hệ thống gồm hai nhà máy thuỷ điện, nhà máy nhiệt điện ngưng hơi và nhà máy nhiệt điện rút hơi được nối với nhau.

Tại các nhà máy điện, các máy phát nối với các máy biến áp tăng áp và được nối vào mạng điện, các đường dây tải điện từ D-1 đến D-15 tạo thành các mạch vòng.

Trạm A nối với hệ thống khác bằng đường dây 500KV. Trạm B là trạm trung gian để nối các lưới có cấp điện áp 110 và 220 KV, tại đây còn đặt máy bù đồng bộ phía 10 KV. Các trạm C, D, E, F cung cấp điện năng trực tiếp cho các hộ tiêu thụ. Các đường dây D làm nhiệm vụ nối các trạm biến áp và các nhà máy điện.

Các nhà máy điện được nối chung trong một hệ thống sẽ nâng cao tính đảm bảo cung cấp liên tục cho hộ tiêu thụ, vì chúng hỗ trợ nhau khi có sự cố một nhà máy nào đấy.

Hệ thống điện chỉ có thể làm việc đảm bảo và kinh tế khi có sự điều khiển thống nhất của trung tâm điều độ hệ thống điện. Nối các nhà máy điện thành hệ thống đòi hỏi tăng vốn đầu tư để xây dựng các trạm và đường dây tải điện, nhưng có thể thu hồi vốn đầu tư nhanh chóng vì giá thành điện năng hạ, tính đảm bảo cung cấp điện cao.

 

Vũ Thanh Tùng  - XTH - ĐHĐL

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

(1) Trường ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên.


Tin mới
Đăng ký môn học trực tuyến