Основні типи електричних станцій.Залежно від виду первинної енергії розрізняють ТЕС, ГЕС, АЕС та ін. До ТЕС належать конденсаційні електростанції (КЕС) і теплофікаційні або теплоелектроцентралі (ТЕЦ). Саме так виробляють -80 % одержуваної в світі енергії. Слід зазначити, що сучасна атомна і, можливо, майбутня термоядерна електростанції також являють собою теплові станції. Відмінність полягає в тому, що топка парового котла (генератора теплової енергії у вигляді водяної пари відповідних параметрів) замінюється на ядерний або термоядерний реактор.
Гідравлічні електростанції, на відміну від ТЕС і АЕС, використовують відновлювану первинну енергію у вигляді гідравлічного напору потоку води, який перетворюється на механічну енергію в гідравлічній турбіні і на електричну - в електрогенераторі.
Теплові, гідроелектричні та атомні станції - основні енергогенерувальні джерела, розвиток і стан яких визначають рівень і можливості сучасної світової енергетики й енергетики України зокрема. Електростанції зазначених типів називають також турбінними.
Однією з основних характеристик електростанцій є встановлена потужність, що дорівнює сумі номінальних потужностей електрогенераторів і теплофікаційного обладнання. Номінальна потужність — це найбільша потужність, за якої обладнання може працювати тривалий час відповідно до технічних умов.
Вибір типу електростанції залежить від місця знаходження станції. ГЕС будують на річці; ТЕС розміщають зазвичай неподалік від місця видобутку палива або району великої концентрації споживання енергії. ТЕЦ бажано мати поруч зі споживачами теплової енергії. АЕС не можна будувати поблизу населених пунктів. Отже, вибір типу станції багато в чому залежить від їх призначення і передбачуваного розміщення.
З урахуванням специфіки розміщення ТЕС, ГЕС і АЕС визначають не тільки розміщення електростанцій, але й умови майбутньої експлуатації цих енергетичних об'єктів: положення станції щодо центрів споживання, що особливо важливо для ТЕЦ; основний вид енергоресурсу, на якому буде працювати станція, і умови його надходження на станцію; умови водопостачання станції, які набувають особливого значення для КЕС і АЕС. Суттєвим моментом є близькість станції до залізничних та інших транспортних магістралей, до населених пунктів. В останні десятиліття на собівартість виробництва енергії, на вибір типу електростанції і її розміщення значно впливають екологічні проблеми, пов'язані з одержанням і використанням енергоресурсів.
Джерела енергії традиційної енергетики.Потенціал електроенергетики України складають 44 потужних ТЕС, 7 ГЕС і 5 АЕС (табл. 1.2).
Головну роль відіграють теплові електростанції, обладнані переважно блоками 150, 200, 300 і 800 МВт. Найбільш великі теплові електростанції України: Углегорська (3 600 МВт), Запорізька (3 600 МВт), Криворізька (2 820 МВт), Бурштинська (2 300 МВт), Зміївська (2 150 МВт), Ладиженська, Трипільська (1 800 МВт). Усі вони, як і багато інших ТЕС, знаходяться в основних промислових регіонах України.
Таблиця 1.2. Розподіл виробництва електроенергії між об'єктами Мінпаливенерго України
| Тип електростанції | Установлена потужність | Виробництво електричної енергії | ||||||||
| млн кВт | % | |||||||||
| млрд кВт.год | % | млрд кВт.год | % | млрд кВт.год | % | млрд кВт.год | % | |||
| ТЕС | 36,4 | 67,5 | 211,6 | 70,8 | 113,3 | 58,4 | 85,5 | 49,57 | 80,8 | 48,04 |
| ГЕС | 4,7 | 8,7 | 10,7 | 3,6 | 10,2 | 5,3 | 14,5 | 8,42 | 11,4 | 6,67 |
| АЕС | 12,8 | 23,8 | 76,2 | 25,6 | 70,7 | 36,3 | 72,1 | 42,01 | 77,3 | 45,29 |
| Усього | 53,9 | 298,5 | 194,0 | 172,1 | 169,5 |
ТЕС працює за рахунок використання трьох видів природних ресурсів: палива, води і повітря. Перше місце серед них за вартістю посідає паливо.. Раціональнішим є розміщення станції поблизу місця видобутку палива, а електроенергію подавати по лініях електропередач. Тому великі ТЕС будують у місцях, близьких до родовищ палива, де можливо створити ставок-охолоджувач або використати воду річок. Експлуатовані в Україні енергетичні установки й устаткування, що працюють на органічному паливі, практично вже давно виробили свій ресурс (їх експлуатують 20 і більше років).
Атомні електростанції є однією з альтернативних ланок енергетичної галузі України. На сьогодні це єдина ланка енергетики України, яка працює досить стабільно і вносить більше 45 % електроенергії в загальний енергетичний баланс. Україна має власні запаси ядерного палива, хоча проблеми його підготування також потребують часу і засобів. Отже, власний розвиток атомної енергетики - реальний шлях енергетичної незалежності.
Атомні е від загальної потужності електростанцій України. Однак саме вони виробляють майже 45 % усієї електроенергії країни.
Отже, АЕС відіграють в енергетиці України значну роль. їх експлуатація пов'язана з цілим рядом проблем і передусім з захороненням радіоактивних відходів.
Гідравлічні електростанції забезпечують не тільки виробництво та акумулювання електроенергії, але завдяки наявності водоймища дозволяють вирішувати ряд інших важливих народногосподарських завдань, пов'язаних з судноплавством, водопостачанням, зрошенням сільгоспугідь, розвитком рибного господарства і рекреацією земель. Прикладом такого комплексного вирішення народногосподарських завдань слугує каскад ГЕС на Дніпрі
До кінця XX ст. основними видами енергетичних ресурсів електростанцій України були вугілля і ядерне паливо, а основним виробником електроенергії - атомні електростанції.
Виробництво енергії в Україні багато в чому залежить від імпорту енергоресурсів. Частка власних ПЕР становить у паливно-енергетичному балансі країни не більше 50 %. Забезпеченість власним вугіллям оцінюється на рівні 92 %, нафтою - 18 %, природним газом - 22 %. Ядерне паливо (Твели) цілком імпортують з Росії. Є дві основні причини такої залежності: високі енергоємності виробництва валового внутрішнього продукту (ВВП) і брак реальної політики енергозаощадження в усіх галузях народного господарства. Високий рівень енергоємності ВВП України зумовлений недосконалістю структури її економіки, фізичним і моральним зносом застосовуваних технологій, браком економічних стимулів ефективного використання енергоресурсів.
За останні роки (з 1990 по 2000 р.) енергоємність ВВП збільшилася в середньому на 40 %, зокрема: паливоємність — на 35 %, електроємність - на 50 %. Пов'язано це переважно з тим, що, незважаючи на скорочення обсягів виробництва, практично не змінилася витрата енергії і палива на загальні потреби підприємств, особливо в житловій і комунально-побутовій сфері. Водночас природно-кліматичні умови України дають можливість досить ефективно використовувати нетрадиційні первинні джерела енергії: метан вугільних родовищ, біогаз побіжних відходів, енергію вітру, сонячну і геотермальну енергію.
Вирішити проблему задоволення потреби України в паливі заплановано за рахунок скорочення використання природного газу і збільшення частки твердого палива у виробництві електричної і теплової енергії. Це дозволить знизити залежність економіки України від дорогого імпортного газу. Однак перерозподіл видів ПЕР у бік кам'яного вугілля загострює і без того не просту екологічну обстановку, передусім у великих промислових центрах.
В економічному й екологічному відношенні найдосконаліші теплоелектроцентралі і великі районні котельні. Однак їх використання економічно виправдане тільки за наявності великих централізованих споживачів. Потреба в розгалужених і дорогих теплових мережах помітно знижує ефективність ТЕЦ і масштаби їх використання.