חייו של אדם מודרני מאורגנים בצורה כזו שתמיכת התשתית שלו כוללת רכיבים רבים בעלי מאפיינים טכניים ופונקציונליים שונים. אלה כוללים חשמל. צרכן רגיל אינו רואה ואינו מרגיש בדיוק כיצד הוא מבצע את משימותיו, אך התוצאה הסופית די בולטת בעבודה של מכשירי חשמל ביתיים, ולא רק. יחד עם זאת, שאלות לגבי מאיפה מגיע החשמל נותרות בלתי פתורות בראשם של משתמשים רבים באותם מכשירי חשמל ביתיים. כדי להרחיב את הידע בתחום זה, כדאי להתחיל במושג החשמל ככזה.
מהו חשמל?
המורכבות של מושג זה די מובנת, שכן לא ניתן לתאר אנרגיה כאובייקט או תופעה רגילים הנגישים לתפיסה חזותית. יחד עם זאת, ישנן שתי גישות לענות על השאלה מהו חשמל. ההגדרה של מדענים אומרת שהחשמל הוא זרם של חלקיקים טעונים, המתאפיין בתנועה כיוונית. ככלל, חלקיקים מובנים כאלקטרונים.
בתעשיית האנרגיה עצמה, חשמל נחשב לעתים קרובות יותר כמוצר שנוצרתחנות משנה. מנקודת מבט זו, חשובים גם האלמנטים המעורבים ישירות בתהליך היווצרות והעברת הזרם. כלומר, במקרה זה, אנו רואים שדה אנרגיה שנוצר סביב מוליך או גוף טעון אחר. כדי לקרב הבנה כזו של אנרגיה להתבוננות אמיתית, יש להתמודד עם השאלה הבאה: מאיפה מגיע החשמל? ישנם אמצעים טכניים שונים לייצור זרם, וכולם כפופים למשימה אחת - אספקת צרכני קצה. עם זאת, לפני הרגע שבו משתמשים יכולים לספק למכשירים שלהם אנרגיה, זה חייב לעבור מספר שלבים.
ייצור חשמל
כיום נעשה שימוש ב-10 סוגי תחנות בתחום האנרגיה, המספקות ייצור חשמל. זהו תהליך, שכתוצאה ממנו סוג מסוים של אנרגיה מומרת למטען זרם. במילים אחרות, חשמל נוצר במהלך עיבוד אנרגיה אחרת. בפרט, בתחנות משנה מיוחדות, אנרגיה תרמית, רוח, גאות ושפל, גיאותרמית וסוגי אנרגיה אחרים משמשים כמשאב העבודה העיקרי. כאשר עונים על השאלה מהיכן מגיע החשמל, כדאי לשים לב לתשתית שבה מסופקת כל תחנת משנה. כל מחולל חשמל מסופק במערכת מורכבת של צמתים ורשתות פונקציונליות המאפשרות לצבור את האנרגיה המופקת ולהכין אותה להעברה נוספת לצמתי הפצה.
תחנות כוח קונבנציונליות
למרות שבשנים האחרונות המגמות בתחום האנרגיה משתנות במהירות, ניתן להבחין בסוגים העיקריים של תחנות כוח הפועלות על פי עקרונות קלאסיים. קודם כל, מדובר במתקני ייצור תרמי. פיתוח המשאב מתבצע כתוצאה משריפת דלק אורגני וההמרה שלאחר מכן של האנרגיה התרמית המשתחררת. יחד עם זאת, ישנם סוגים שונים של תחנות כאלה, כולל חימום ועיבוי. ההבדל העיקרי ביניהם הוא היכולת של עצמים מהסוג השני ליצור גם זרימות חום. כלומר, כאשר עונים על השאלה מהיכן מגיע החשמל, ניתן לשים לב גם לתחנות המייצרות בו זמנית סוגי אנרגיה אחרים. בנוסף למתקני ייצור תרמיים, תחנות כוח הידרו וגרעיניות נפוצות למדי. במקרה הראשון, מניחים המרת אנרגיה מתנועת מים, ובשני - כתוצאה מביקוע אטומים בכורים מיוחדים.
מקורות אנרגיה חלופיים
קטגוריה זו של מקורות אנרגיה כוללת בדרך כלל קרני שמש, רוח, תת-קרקע וכו'. נפוצים במיוחד הם גנרטורים שונים המתמקדים בהצטברות והמרת אנרגיה סולארית לחשמל. מתקנים כאלה אטרקטיביים בכך שהם יכולים לשמש כל צרכן בהיקפים הנדרשים לאספקת ביתו. עם זאת, העלות הגבוהה של הציוד, כמו גם ניואנסים בפעולה, עקב התלות של תאי פוטוגרפיים עובדים בעוצמת האור.
ברמת חברות האנרגיה הגדולות, מתפתחים באופן פעיל מקורות חשמל חלופיים לרוח. כבר היום, מספר מדינות משתמשות בתוכניות למעבר הדרגתי לאספקת אנרגיה מסוג זה. עם זאת, ישנם כמה מכשולים בכיוון זה, בשל הספק נמוך של גנרטורים בעלות גבוהה. מקור אנרגיה חלופי חדש יחסית הוא החום הטבעי של כדור הארץ. במקרה זה, התחנות ממירות את האנרגיה התרמית המתקבלת ממעמקי הערוצים התת-קרקעיים.
הפצת כוח
לאחר ייצור החשמל מתחיל שלב ההולכה והחלוקה שלו, אותו מספקות חברות מכירת אנרגיה. ספקי משאבים מארגנים את התשתית המתאימה, המבוססת על רשתות חשמל. ישנם שני סוגי ערוצים דרכם מועבר חשמל - קווי כבלים עיליים ותת קרקעיים. רשתות אלו הן המקור האולטימטיבי והתשובה העיקרית לשאלה מהיכן מגיע החשמל לצרכים שונים של משתמשים. ארגוני הספקים מניחים מסלולים מיוחדים לארגון חלוקת חשמל ברשת, באמצעות סוגים שונים של כבלים.
צרכני חשמל
חשמל נדרש למגוון משימות הן במגזר הביתי והן במגזר התעשייתי. דוגמה קלאסית לשימוש בספק אנרגיה זה היא תאורה. היום, לעומת זאת, החשמל בבית משמש להספק יותרמגוון רחב של מכשירים וציוד. וזה רק חלק קטן מצרכי האנרגיה של החברה.
משאב זה נדרש גם לתחזוקת תשתית התחבורה: לתחזק קווי טרוליבוס, חשמליות ומטרו וכו'. בנפרד ראוי לציין מפעלי תעשייה. מפעלים, קומבינות ומתחמי עיבוד דורשים לרוב חיבור של יכולות עצומות. אנו יכולים לומר כי מדובר בצרכני החשמל הגדולים ביותר, המשתמשים במשאב הזה כדי להבטיח את פעולת הציוד הטכנולוגי והתשתית המקומית.
ניהול מתקני חשמל
בנוסף לארגון רשת החשמל, המספק מבחינה טכנית אפשרות להולכה והפצה של אנרגיה עבור צרכני קצה, תפעול מתחם זה בלתי אפשרי ללא מערכות בקרה. ליישום משימות אלו, הספקים משתמשים במוקדי שיגור תפעוליים, שעובדיהם מיישמים בקרה וניהול מרוכזים של תפעול מתקני תעשיית החשמל המופקדים עליהם. בפרט, שירותים כאלה שולטים בפרמטרים של רשתות שאליהן מחוברים צרכני חשמל ברמות שונות. בנפרד ראוי לציין את מחלקות מוקדי השיגור המבצעות תחזוקה של רשתות, מניעת בלאי ושיקום נזקים למקטעים מסוימים בקווים.
מסקנה
במהלך קיומה, תעשיית האנרגיה עברה כמה שלבי התפתחותה. לאחרונהישנם שינויים חדשים עקב פיתוח פעיל של מקורות אנרגיה חלופיים. הפיתוח המוצלח של אזורים אלו כבר היום מאפשר להשתמש בחשמל בבית, המתקבל מגנרטורים ביתיים בודדים, ללא קשר לרשתות המרכזיות. עם זאת, ישנם קשיים מסוימים במגזרים אלה. קודם כל, הם קשורים בעלויות כספיות לרכישה והתקנה של ציוד מתאים - אותם פאנלים סולאריים עם סוללות. אך מכיוון שהאנרגיה המופקת ממקורות חלופיים חופשית לחלוטין, הסיכויים לקידום נוסף של אזורים אלה נותרו רלוונטיים עבור קטגוריות שונות של צרכנים.
