Електроенергія 101

Ти тут

ЧАСТІ ЗАПИТАННЯ

СИСТЕМА

ПОЛІТИКА

Інші терміни та поняття див. У глосарії.

З: Чому в інших країнах використовують пробки різної форми?
A: Існує не тільки фізична різниця між вилками, але і проблема електричної несумісності. У всьому світі використовуються різні напруги, а також частоти. Наприклад, у США ми використовуємо 110-120 В (60 Гц), тоді як у багатьох інших країнах використовуємо 220-240 В (50 Гц). Це пояснюється тим, що електричні стандарти спочатку були встановлені окремими країнами, і на той час міжнародна стандартизація не існувала. Отже ... якщо ви подорожуєте в іншу країну і хочете взяти улюблений електричний пристрій (наприклад, цифрову камеру, ноутбук, mp3-плеєр), то переконайтеся, що у вас також є відповідний перетворювач.

З: Чому торгові точки мають три отвори?
A: У Сполучених Штатах штатні штекери (120 В) мають два або три зубці. Один вертикальний зубчик електрично "гарячий"; інший (іноді довший) вертикальний зубчик є "нейтральним". Коли прилад або пристрій підключено до розетки (або розетки) і ввімкнено, електричний струм буде протікати між зубцями та через ланцюг пристрою.

Третій зубчик є "землею" і важливий для забезпечення безпечної роботи електричного пристрою. Це захищає користувача від небезпечного ураження електричним струмом, якщо, наприклад, є електрична несправність, пов’язана з металевим корпусом приладу.

З: Чому ми маємо електрику змінного струму?
A: На рубежі століть існували різні думки (особливо між Томасом Едісоном та Джорджем Вестінгаузом) щодо того, чи слід передавати електрику як змінний струм (змінний) чи постійний (DC). Ця дискусія широко відома як "Війна течій". Переваги змінного струму мали перетворення через трансформатори на більш високі напруги, що на той час дозволяло передавати електроенергію на великі відстані при менших втратах.

З тих пір вдосконалення технологій, особливо в галузі силової електроніки, дозволили застосовувати високовольтний постійний струм (HVDC). HVDC дозволяє ефективно контролювати передачу великої кількості енергії на дуже великих відстанях у вужчі переваги.

З: Чи можемо ми використати блискавку як джерело енергії?
A: Блискавка дуже потужна і дуже небезпечна. Але удари блискавки дуже короткі і рідкісні, і тому кількість енергії, яку можна було б отримати (і теоретично зберегти), була б невеликою порівняно із загальними потребами в електриці.

Одного удару блискавки вистачає енергії (

1500 МДж) для живлення лампочки потужністю 100 Вт протягом майже півроку. Однак вам потрібно буде щодня проводити понад 58 000 ударів блискавки, щоб зрівнятися з можливостями виробництва електроенергії великої електростанції (1 ГВт).

З: Чи можемо ми забезпечити бездротову передачу електроенергії?
A: Бездротова передача електрики - це передача електричної енергії без проводів. Концептуально передача електричної енергії подібна до бездротової передачі інформації, наприклад, радіо або мікрохвильової печі. Основна відмінність полягає в тому, що при передачі радіо чи мікрохвиль ви зосереджені на відновленні інформації, а не всієї електричної енергії, яку ви спочатку передавали. Втрати ефективності, пов'язані з бездротовою передачею електроенергії, були б високими, а при сучасних технологіях, ймовірно, не були б економічно ефективними.

СИСТЕМА

З: Що таке електрика?
A: Електрика - це потік електричного заряду. Це основна частина природи і одна з найбільш широко використовуваних форм енергії. Щодня ми використовуємо електроенергію, щоб виконувати для нас багато робіт - від освітлення та опалення/охолодження наших будинків до харчування телевізорів і комп’ютерів. Більше інформації>

З: Звідки береться електрика?
A: Електроенергія є вторинним джерелом енергії, що означає, що ми отримуємо її за рахунок перетворення інших джерел енергії, таких як вугілля, природний газ, нафта, атомна енергетика та інші природні джерела, які називаються первинними джерелами. Джерела енергії, які ми використовуємо для виробництва електроенергії, можуть бути відновлюваними (наприклад, вітром чи сонячною батареєю) або не відновлюваними, але сама електроенергія не є ні відновлюваною, ні не відновлюваною.

З: Що таке "сітка"?
A: "Електрична мережа", або система передачі, - це взаємопов'язана група ліній електропередач та супутнє обладнання для переміщення електричної енергії при високій напрузі між точками живлення та точками, в яких вона подається в інші електричні системи або трансформується в нижчу напругу для доставки до клієнтів.

З: Скільки електроенергії використовує типове домогосподарство?
A: Споживання електроенергії в домогосподарстві значно різниться як протягом дня, так і протягом року. Як правило, споживання електроенергії буде піком влітку (через навантаження на кондиціонер). Вдень, як правило, це буде найбільшим пізнім обідом, коли люди повертаються додому з роботи, налаштовують термостати і починають готувати вечерю. Кількість електроенергії, яку споживач використовує з часом, вимірюється в кіловат-годинах (кВт-год).

У середньому типове домогосподарство в Сполучених Штатах споживає 920 кВт-год електроенергії на місяць, при цьому побутова техніка становить 64,7% споживання електроенергії. Додаткова інформація доступна на сторінці швидких фактів EIA про електроенергію.

З: Як розвивалася електрична система?
A: Коли електрична система розпочалася понад 120 років тому (починаючи зі станції Перл-Стріт у Нью-Йорку в 1885 році), електростанції були ізольовані та обслуговувались спеціалізованими споживачами. Протягом наступних 50 років "комунальні послуги" почали пов'язувати декілька генеруючих установок в окремі системи. До середини 30-х років було ясно, що зв'язки між системами можуть принести додаткову надійність. Вони забезпечили доступ до резервної генерації в періоди виходу з ладу обладнання, несподіваного попиту або планового технічного обслуговування, а також покращили економіку завдяки спільному користуванню запасами та доступу до різноманітних енергетичних ресурсів. До середини 60-х років електрична система була перетворена з ізольованих генераторів на міжрегіональну "мережу".

З: Як виглядає майбутнє?
A: Безперечно одне - майбутнє залучає вас. Незважаючи на значне підвищення ефективності, середнє споживання домогосподарств, як очікується, значно зросте протягом наступних кількох десятиліть. Це зробить акцент на нашій існуючій інфраструктурі та підкреслить необхідність додаткових інвестицій в електричне майбутнє Америки. Щоб вирішити ці енергетичні проблеми екологічно стійким шляхом, знадобиться творчість та інновації.

Q: Кому належить електрична система?
A: Електрична система, яка включає виробництво, передачу та розподіл, належить суміші підприємств. Наприклад, 192 комунальні послуги, що належать інвесторам, становлять значну частину чистої генерації (38%), передачі (80%) та розподілу (50%). Близько 2900 комунальних підприємств та кооперативів, що перебувають у державній власності, становлять 15% чистого виробництва, 12% передачі та майже 50% ліній електропередачі в країні. Приблизно 2800 незалежних виробників електроенергії становлять 40% чистої генерації. Федеральний уряд володіє 9 енергетичними агентствами (включаючи 4 адміністрації енергетичного маркетингу та TVA) із 7% чистої генерації та 8% передачі. А 211 продавців електроенергії складають приблизно 19% продажів споживачам.

З: Хто керує сіткою?
A: Існує багато організацій, що беруть участь у роботі мережі. Є оператори генераторів та власники передач. Але з точки зору системи, однією з найбільш важливих структур є незалежний системний оператор або регіональні передавальні організації (ISO та RTO). Вони контролюють навантаження системи та профілі напруги; експлуатувати передавальні об'єкти та безпосередню генерацію; визначити експлуатаційні межі та розробити плани на випадок непередбачених ситуацій; та впровадити надзвичайні процедури. Координатори надійності також відіграють важливу роль. Наприклад, NERC (Північноамериканська корпорація з електричної надійності) розробляє та застосовує стандарти надійності; контролює основну енергосистему; оцінює адекватність у майбутньому; перевіряє готовність власників, операторів та користувачів; та навчає та готує персонал галузі.

З: Де я можу дізнатись більше про потенційну кар’єру?
A: Не всі кар'єри в електротехнічній промисловості вимагають наукового ступеня. Наприклад, лінійні працівники користуються великим попитом. Більше інформації про це, а також про інші кар’єрні шляхи.

З: Як я можу покращити споживання енергії?
A: Ви вже зробили перший крок - ви думаєте про своє використання енергії та способи, завдяки яким ваші дії можуть не лише заощадити ваші гроші, але й забезпечити енергетичне майбутнє Америки. Це може бути так просто, як заміна старої лампочки розжарювання на компактну флуоресцентну. Додаткові поради щодо енергоефективності.

ПОЛІТИКА

З: Як регулюється електроенергія?
A: Федеральний уряд через Федеральну комісію з регулювання енергетики регулює міждержавні продажі та обслуговування електроенергії. Уряди штатів через свої комісії з комунальних послуг або їх еквівалент регулюють роздрібну електричну послугу, а також планування та розміщення об'єктів.

З: Де я можу дізнатись про державні стимули щодо відновлюваних джерел енергії?
A: Почніть з бази даних державних стимулів для відновлюваних джерел та ефективності.

З: Що таке національний коридор?
A: Розділ 216 (а) Федерального закону про електроенергію, з поправками, внесеними Законом про енергетичну політику від 2005 р., Зобов'язує Міністерство енергетики США (DOE) проводити дослідження кожні три роки щодо перевантажень електричної передачі та обмежень у східних та західних з'єднаннях. На підставі цього дослідження та зауважень щодо нього від держав та інших зацікавлених сторін Міністр енергетики може визначити географічну зону, яка зазнає обмежень або перевантажень електричної передачі, як "коридор електричної передачі національних інтересів" (Національний коридор).

Національне дослідження 2006 року щодо заторів в галузі електричної передачі вивчило обмеження перевантажень по всій країні та визначило райони, обмежені передачею. На підставі цього дослідження у 2007 році було призначено два коридори електричної передачі національних інтересів, але федеральний апеляційний суд визнав їх недійсними у 2011 році. Національне дослідження перевантажень електричної передачі 2009 року розглянуло обмеження перевантажень передачі по всій країні та визначило райони, обмежені передачею . Він не давав рекомендацій щодо існуючих або нових позначень Національного коридору. Національне дослідження перевантажень електричної передачі, опубліковане у вересні 2015 року, має на меті надати інформацію про затори в передачах, зосередившись на конкретних ознаках обмежень та перевантажень та їх наслідків. Дослідження зосереджено насамперед на історичних тенденціях за останні кілька років і, наскільки це можливо, дивиться в майбутнє.