Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

15.1: Вступ

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    9008

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    «Електрифікація» була обрана Національною інженерною академією США як найбільше інженерне досягнення ХХ століття (NAE 2008). Електроенергія є основним джерелом енергії у всьому розвиненому світі, і багато інших інфраструктурних систем залежать від електроенергії, таких як будівлі та телекомунікації.

    На малюнку 15.1.1 показані історичні джерела споживання енергії в США. До ХХ століття деревина була переважним джерелом енергії, причому на початку ХХ століття спостерігалося зростання використання вугілля. До 1920 року нафта і національний газ стали великими джерелами енергії. Атомна енергетика почалася в 1950 році з розвитком атомної промисловості.

    clipboard_e9665118cd97a6da0e0ea4fd3469dbb26.png
    Ілюстрація\(\PageIndex{1}\): Енергоспоживання за джерелами, 1776-2012, Квадрильйони БТЕ. Джерело: Адміністрація енергетичної інформації Міністерства енергетики США (Енергетичні перспективи 1949—2010 [1]) [Публічне надбання], через Wikimedia Commons, https://commons.wikimedia.org/w/inde...curid=20977658

    Система електропостачання була створена в кінці дев'ятнадцятого століття в США з основною метою освітлення. Томас Едісон побудував і просував мережу постійного струму, тоді як Джордж Вестінгауз запропонував мережу змінного струму. У 1881 році тарифи на електроенергію становили 0,24 дол. США/кВт-год (еквівалентно приблизно 5 доларів/кВт-год в поточних доларах), тоді як сучасні тарифи на електроенергію становлять близько 0,10/кВт-год. Електромережі змінного струму стали нормою з міркувань ефективності в усьому світі, хоча локальна проводка постійного струму може використовуватися для світлодіодного (LED) освітлення і електроніки.

    Потоки електроенергії США за 2007 рік показані на малюнку 15.1.2. Вугілля, природний газ та атомна енергетика є переважними первинними джерелами енергії, причому відновлювана енергія - включаючи гідроелектростанцію та енергію вітру - четверта за величиною. Інші джерела відносно незначні. Втрати від перетворення первинних джерел енергії в електроенергію є суттєвими; крім того, ця графіка не включає енергетичні витрати на видобуток, переробку та транспортування первинних джерел енергії до об'єктів генерації електроенергії. Переважне використання електроенергії класифікується ОВД як житлове, комерційне або промислове.

    clipboard_ef90686b785bccbd60b6749502792b06c.png
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Потоки електроенергії в США, 2007, квадрильйони БТЕ. Джерело: Енергетичне інформаційне агентство, «Річний енергетичний огляд», Громадське надбання, www.eia.doe.gov/emeu/aer/diagram5.html.

    Світові первинні джерела енергії для електроенергії аналогічні США, причому вугілля, природний газ, відновлювані джерела та ядерна енергія є первинними джерелами (рис. 15.1.3), хоча гідроелектроенергія для світу більша, ніж для самих США. Однак цей розподіл може істотно відрізнятися від регіону до регіону. Деякі країни розробили велику та недорогу гео-електричну та гідроелектроенергію (наприклад, Ісландія), а інші наголошують на виробництві атомної енергії (наприклад, Франція). Катар є прикладом країни, яка залежить від джерел природного газу та нафти.

    clipboard_e9b3c4336c5a4ca638a47d2ff998201db.png
    Ілюстрація\(\PageIndex{3}\): 2005 Первинні джерела електроенергії в окремих країнах і світі. Джерело: Автори, побудовані на основі ОВД, Дані про електроенергію, www.eia.doe.gov/fuelelectric.html

    Електрика є проміжним носієм енергії, з різноманітними підлеглими джерелами. Малюнок 15.1.4 ілюструє загальне використання енергії та джерел США, при цьому нафта використовується переважно для транспортування та опалення.

    clipboard_eb5dbcc153c47879253ff3173c0ade5d2.png
    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Джерела енергії США та використання 2013 року, включаючи електроенергію та інше. Джерело: Міністерство енергетики США та Національна лабораторія Лоуренса Лівермора, 2014. Сумлінне використання. Дані на основі DOE/EIA-0035 (2014-03), березень 2014 року. https://flowcharts.llnl.gov/content/...13USEnergy.png)