Передача энергии - это движение энергии от места ее образования к месту, где она применяется для выполнения полезной работы .
Формально мощность определяется как единицы энергии в единицу времени . В единицах СИ :
С развитием технологий , передачи систем и хранения были огромный интерес к технологов и технологических пользователей.
Электроэнергия
В связи с широким распространением электрических сетей передача электроэнергии обычно больше всего ассоциируется с передачей электроэнергии . Обычно предпочтительным является переменный ток , поскольку его напряжение может быть легко увеличено трансформатором , чтобы минимизировать резистивные потери в проводниках, используемых для передачи энергии на большие расстояния; требуется еще один набор трансформаторов, чтобы понизить его до более безопасных или более пригодных для использования уровней напряжения в пункте назначения.
Передача электроэнергии обычно осуществляется по воздушным линиям, так как это наиболее экономичный способ. Подземная передача по высоковольтным кабелям выбирается в густонаселенных городских районах и в подводных сетях постоянного тока высокого напряжения (HVDC).
Мощность также может передаваться посредством изменения электромагнитных полей или радиоволн ; микроволновая энергия может эффективно переноситься на короткие расстояния по волноводу или в свободном пространстве с помощью беспроводной передачи энергии .
Механическая мощность
Передача электроэнергии заменила механическую передачу энергии на всех, кроме самых коротких расстояний.
С XVI века до промышленной революции и до конца XIX века механическая передача энергии была нормой. Самая старая технология передачи электроэнергии на большие расстояния включала системы толкателей или толкающих линий ( stängenkunst или feldstängen ), соединяющих водяные колеса с удаленными шахтными дренажными насосами и насосами для солевых скважин. [1] Сохранившийся образец 1780 года существует в Бад-Кезене, который передает мощность примерно на 200 метров от водяного колеса к соляной скважине, а оттуда еще 150 метров на испаритель рассола. [2] Эта технология выжила в 21 веке на нескольких месторождениях в США, передавая мощность от центрального насосного двигателя к многочисленным насосным домкратам на нефтяном месторождении. [3]
Механическая мощность может передаваться напрямую с помощью прочной конструкции, такой как карданный вал ; шестерни трансмиссии могут регулировать величину крутящего момента или силы в зависимости от скорости почти так же, как электрический трансформатор регулирует напряжение в зависимости от тока . На предприятиях были установлены валы ВЛ, обеспечивающие вращательную силу . Агрикола описал короткие линейные валы , соединяющие водяное колесо с многочисленными рудоперерабатывающими машинами. [4] В то время как машины, описанные Агриколой, использовали зубчатые соединения от валов к машинам, к 19 веку приводные ремни стали нормой для соединения отдельных машин с валами линии. На одной фабрике середины 19 века было 1 948 футов линейных валов с 541 шкивом. [5]
Гидравлические системы используют жидкость под давлением для передачи энергии; каналы и гидроэлектростанции используют энергию естественной воды для подъема судов или выработки электроэнергии. Перекачивание воды или толкание массы в гору с помощью ( насосов ветряных мельниц ) является одним из возможных способов хранения энергии. Лондон имел гидравлическую сеть питается от пяти насосных станций , эксплуатируемых в Лондоне Hydraulic Power Company , с общим эффектом 5 МВт.
Пневматические системы используют газы под давлением для передачи энергии; сжатый воздух обычно используется для управления пневматическими инструментами на заводах и в ремонтных мастерских . Пневматический ключ (например) используется для снятия и установки автомобильных шин гораздо быстрее, чем это можно было бы сделать с помощью стандартных ручных инструментов. Пневматическая система была предложена сторонниками постоянного тока Эдисона в качестве основы электросети. Сжатый воздух, вырабатываемый на Ниагарском водопаде, мог далеко увести генераторы постоянного тока. Война токов закончилась переменного тока (AC) в качестве единственного средства передачи электроэнергии на большие расстояния.
Тепловая мощность
Тепловая энергия может транспортироваться по трубопроводам, содержащим текучую среду с высокой теплоемкостью, такую как масло или вода, которые используются в системах централизованного теплоснабжения , или путем физической транспортировки материальных предметов, таких как бутылочные вагоны, или в торговле льдом.
Химия и топливо
Хотя технически это не является передачей энергии, энергия обычно транспортируется путем доставки химического или ядерного топлива . Возможные искусственные топлива включают радиоактивные изотопы , древесный спирт , зерновой спирт , метан , синтетический газ , газообразный водород (H 2 ), криогенный газ и сжиженный природный газ (СПГ).
Смотрите также
- Распределенная генерация
- Список проектов по хранению энергии
Рекомендации
- ^ Дайан Ньюэлл, Технологические инновации и устойчивость на нефтяных месторождениях Онтарио: некоторые свидетельства промышленной археологии , Мировая археология 15, 2, Промышленная археология (октябрь 1983 г.), стр. 184-195
- ^ Михаэль Пфефферкорн, Der Solschacht von Bad Kösen und sein Feldgestänge, Grubenarchäologischen Gesellschaft, 2004.
- ↑ Кейт Кинни, Последние два договора аренды нефти в Иллинойсе с использованием центральной линии электропередач и стержней - Powered by 35 HP Superior Oil Field Engines, Flat Rock, Illinois , 2003
- ↑ Георгиус Агрикола, De re Metallica , 1556. См. «Книгу 8, рисунок 22» . Архивировано из оригинала на 2012-06-30.
- ^ Журнал США по науке, искусству, производству, сельскому хозяйству, коммерции и торговле , Vol. 2, 1856, стр. 164.