Как выбрать габаритную мощность трансформатора?

Габаритная мощность трансформатора – это довольно условное понятие, применяющееся при расчете трансформатора.

Согласно теории магнитных цепей, геометрические размеры сердечника трансформатора не зависят от напряжений, токов и мощности трансформатора. Однако число витков обмотки и диаметр провода пропорциональны соответственно напряжению и току в этой обмотке. Поэтому размер сердечника должен быть такой, чтобы обмотки поместились на нем, но не слишком большим. То есть существует взаимосвязь между мощностью трансформатора и размерами его сердечника (по размерам обмоток), и такие вот размеры и называются габаритной мощностью.

Так что габаритная мощность трансформатора на деле равна «обычной» мощности.

Термин «габаритная» относится к процессу расчета трансформатора. Исходя из габаритной мощности подбирается сердечник, и проектируются обмотки. Но реальный трансформатор после своего изготовления может иметь другую мощность (обычно больше, редко когда чуть-чуть меньше).

Например, нам нужен трансформатор мощностью 76 Вт. Габаритная мощность как раз и составляет 76 Вт и по ней производится расчет: определяется материал и тип сердечника, сечения проводов обмоток, числа витков обмоток. Но сердечники трансформаторов бывают не любых размеров, а только стандартных. Допустим, некоторый сердечник позволяет сделать на нем трансформатор мощностью (это ориентировочная габаритная мощность сердечника, хотя такого термина не существует) 70 Вт. Нам это не подходит. Тогда выбираем сердечник большего размера. А на  нем можно получить трансформатор мощностью 85 Вт. И в реальности так обычно и делают (серийно – всегда).

То есть при необходимой нам мощности трансформатора  76 Вт, мы берем это число за основу расчета в качестве габаритной мощности, и получаем трансформатор реальной мощности. В просторечии под габаритной мощностью трансформатора иногда подразумевают ориентировочную мощность трансформатора, исходя из его габаритов. Это когда мощность трансформатора не известна.

Габаритная мощность — Энциклопедия по машиностроению XXL

Электропривод главных механизмов осуществляется на постоянном токе с управлением по системе генератор-двигатель и с применением силовых магнитных усилителей для возбуждения генераторов. Принятая система управления, в отличие от систе-М.Ы трехобмоточного генераторного двигателя на экскаваторах СЭ-3 и ЭКГ-4, обладает простотой исполнения и наладки, высокой надежностью, малым количеством реле и контактов. Более полно используются габаритные мощности генераторов, сокращается время разгона, торможения и всего рабочего цикла машины. Возбудители собственных нужд имеют термомагнитные шунты. Этим достигается постоянство характеристик независимо от изменения наружной температуры воздуха и нагрузки. Новая система обеспечивает- максимальное совпадение статических и динамических характеристик.   [c.16]
Бы ю изготовлено и испытано 12 таких двигателей мощностью 5—30 кВт с разной конструкцией наружного радиатора и различными способами его охлаждения [127, 128, 130, 133]. Применение ЦТТ привело к снижению перегрева статорной обмотки на 20—40 %, что позволяет повысить габаритную мощность таких двигателей на 15—20 % или существенно расширить диапазон изменения частоты вращения регулируемых двигателей. Отмечено существенное (на 1,5—2,5 %) повышение КПД этих двигателей.  [c.136]

Экономическая эффективность использования ЦТТ во многом зависит от исходной стоимости машины и до-лп греющих потерь в роторе. Чем выше эти показатели, тем больше экономия. Степень снижения температуры обмотки, а также повышения габаритной мощности не являются единственным критерием эффективности применения ЦТТ в этих машинах. Экономический эффект от повышения КПД асинхронных двигателей может быть во много раз больше, чем от увеличения габаритной мощности.  

[c.137]

Двигатели типа М50 по удельному весу и габаритной мощности превосходят все отечественные и зарубежные образцы.  [c.18]

Габаритная мощность характеризует максимальную производительность единицы габаритного объема двигателя.  

[c.66]

После умножения и деления выражения габаритной мощности (см. формулу 25) на литраж У двигателя получим следующую формулу габаритной мощности  [c.66]

Наиболее рациональной для дорожных машин с четырьмя мотор-колесами является схема главной цепи с жестким последовательно-параллельным соединением тяговых двигателей независимого возбуждения (рис. 13). Расположение электрических машин, тормозных сопротивлений Ш и 2Я и контактов 1КТ и 2КТ на схеме соответствует рекомендуемому их размещению в плане на машине. По сравнению с другими возможными вариантами такая схема имеет следующие преимущества оптимальные значения габаритных мощностей генератора и двигателей мотор-колес при одноступенчатых редукторах  

[c.52]

При типовых заданиях на расчет и == 0,1 или = 50° С при частоте 50 или 400 Гц) для каждого из этих условий и для всех типоразмеров УС рассчитаны мощности трансформаторов Р , которые им соответствуют. Они сведены в расчетные таблицы ( 12.7, табл. 12.42—12.47) для всех рядов УС. При проектировании выбирают ближайший типоразмер УС, для которого Я. > Рг. где Рг — требуемая габаритная мощность.  [c.401]

Выбор типа сердечника Д производится так же, как в случае силовых Т по габаритной мощности ( 12.2).  [c.418]

Удельная (габаритная) мощность двигателя  [c.41]

Широкое использование турбокомпрессоров дало возможность увеличить габаритную мощность отечественных тепловозных двигателей в 1,5—2,5 раза (табл. 1).  [c.5]

Появление и развитие этих двигателей оказалось неизбежным в результате общей для техники тенденции к повышению габаритной мощности при высокой экономичности.  [c.9]

Известно, что габаритные размеры дизелей, устанавливаемых в корпусных машинах, оцениваются показателем габаритной мощности  [c.

148]

Как следует из дайной формулы, габаритная мощность дает лишь относительную оценку занимаемого двигателем объема. В дополнение к этому габаритному параметру, как правило, резко ограничивается размер по вертикали, что вытекает из стремления снизить общую высоту машины.  [c.149]

В результате габаритная мощность у дизеля с воздушным охлаждением меньше, чем у дизеля с жидкостным охлаждением (на 40— 50%).  [c.371]

Показатели совершенства конструкции. При сравнении различных двигателей наряду с индикаторными и эффективными показателями пользуются такими параметрами, как поршневая (кВт/дм2) и литровая мощности ЛГд (кВт/л), удельная масса (кг/кВт) и габаритная мощность N. 6 двигателя (кВт/мЗ).  

[c.264]

Важной характеристикой совершенства конструкции является габаритная мощность, представляющая собой отношение эффективной мощности к объему описанного параллелепипеда, грани которого касаются крайних точек контура двигателя = Ng/ LBH).  [c.264]

Применение электроприводов с ПЧИ позволяет обеспечить требуемые скорости, а также регулирование в зоне скоростей выше номинальной. В таких системах достигается максимальное использование габаритной мощности двигателя, однако сложность ПЧИ ограничивает их область применения. В системах только с частотным управлением на систему регулирования преобразователя возлагаются сложные функции регулирования напряжения и частоты по требуемому закону и с целью оптимизации режима работы электропривода.  

[c.225]

Мощность Рс.а, потребляемая трансформатором выпрямителя от сети, развивает на потребителе истинную мощность Р , часть из которой Рн.ср — условная мощность — является полезной для потребителя. Определим размеры трансформатора для обеспечения условной мощности Рн ср на выходе выпрямителя. Эти размеры определяются так называемой типовой или габаритной мощностью трансформатора, равной среднеарифметической величине, из его расчетных мощностей  

[c. 80]

Габаритная мощность трансформатора  [c.205]

Уточняем габаритную мощность-трансформатора  [c.207]

По рис. 5.3 для сердечника типа Ш габаритной мощностью 400 В. А находим произведение Q Qq -= 500 см». Ширина среднего стержня  [c.207]

Любой механизм на тепловозе, являющийся источником энергии, ее преобразователем или потребителем, представляет собой источник колебаний, в том числе звуковых. Чем больше мощность механизма на единицу объема или его поверхности, тем больше вызываемый им шум. С ростом удельной габаритной мощности и быстроходности дизелей вопрос о снижении и мерах борьбы с распространением шумов становится все более актуальным. Шум, как известно, представляет собой сложный звуковой процесс с богатым спектром звуковых волн. Учитывая отчетливо выраженную способность человеческого уха оценивать не абсолютное, а относительное изменение силы звука, за единицу ( объективную ) измерения разности логарифмических уровней силы звука принимают децибел, равный 0,1 бела, а уровень шума дизелей в соответствии с ОСТ 24.

060.12—72 оценивается величиной уровня звукового давления, вычисляемого по формуле  [c.217]

При заданных габаритных диаметрах наблюдается стабильное оптимальное соотношение длин сельсина (42%) и КВТ (58%). Оптимальное соотношение мощностей сельсина и КВТ зависит от габаритного диаметра. С увеличением габаритного диаметра доля активной мощности, потребляемой собственно сельсином, увеличивается.  [c.204]

Если последовательности (7.18) — (7.20) рассматривать как дискретные аналоги непрерывных функций, то путем построения кривых по заданным точкам легко получить характеристики опти- мального ряда типа Но(Р), Zi(P) …, Zp P). Аналогичным путем можно построить зависимости от Р для. любых расчетных проектных данных, однозначно определяемых через Zi,. .., Zp. В качестве Р может рассматриваться как мощность электромеханического преобразователя, так и другие данные, например габаритные диаметры и т. п. Ниже приводятся два примера построения закономерностей оптимального ряда, которые более подробно изложены  [c. 205]

Основные геометрические размеры в функции мощности представлены на рис. 7.2, б. Эти характеристики не учитывают ограничения на габаритные разме-  [c.206]

Среди низковольтных асинхронных двигателей доля греющих потерь в роторе по отношению к суммарным максимальна в двигателях с массивным ротором, где она достигает 60—80 %. Изготовлено и испытано три таких двигателя мощностью 1,5 3,5 и 7 кВт с разной конструкцией наружного радиатора и различными способами его охлаждения (самовентиляцией или вентилятором с независимым приводом) [126, 129, 132]. Применение ЦТТ в этих двигателях позволило в 1,5—2 раза увеличить их габаритную мощность и существенно улучшить КПД (на 5—10%). Например, у двигателя мощностью 7 кВт, изготовленного на базе серийного асинхронного двигателя 4А160М4 [126], КПД достигал  [c.134] На рис. 42, в [134] показана зависимость возможного увеличения габаритной мощности машин за счет применения тепловой трубы в валу от доли греющих потерь Б роторе. Эта зависимость относится к машинам, мощность которых близка к оптимальной для применошя ЦТТ, Эффективность их применения значительно возрастает, если исходный двигатель не имеет наружного обдува, что характерно для двигателей с глубоким регулированием частоты вращения.  [c.136]

Однако при сравнении двух судовых моторных установок (газотурбинной трехвальной установки Роллс-Ройс мощностью 5400 л. с., с общей степенью повышения давления около 18, с двумя степенями промежуточного охлаждения и регенерацией, и установки с турбопоршневым двигателем, с противоположно двигающимися поршнями такой же мощности) оказалось, что габаритная мощность у турбопоршневого двигателя в 1,5 раза больше, чем у газотурбинного, удельный расход в 2 раза меньше при одинаковом весе двигателей.  [c.135]

Одно из основных тактико-технических требований к танковому двигателю — малый габарит. Поэтому главнейшим оценочным параметром, характеризующим форсирование танкового двигателя, служит так называемая габаритная мощность. Габаритная мощность есть отношение максимальной эффективной мощности двигателя к его габаритному объему, то есть  [c.66]

Конструктивная компактность двпгателей характерпзуется габаритной мощностью (в кВт/м )  [c.370]

После деления п умнончсния на рабочий объем цилиндров V габаритная мощность выразится через произведение коэффициента компактности г ) = VJVr на литровую мощность Na, т. е. Nr = = N д.  [c.370]

Габаритная мощность V-образных дизелей с жидкостным охлаждением значительно выше (270—325 кВт/ы ), чем при воздушном (155—185 кВт/м ). С увеличением числа цплиндров N заметно возрастает, например, при жидкостном охлаждении с 270 кВт/м (шестицилиндровые двигатели) до 325 кВт/м (двенадцатицилиндровые). У однорядных дизелей мощность N в среднем достигает 190 кВт/м (четырехцилиндровые) и 215 кВт/м (шестицилиндровые).  [c.370]

Дроссель Ь9 в цепи накала намотан одновременно тремя проводами иа ферг ритовом стержне диаметром 12 мм и длиной 140 мм из материала Ф-600. Число витков — 40. Диаметр крайних проводов дросселя, через которые проходит ток накала, 1,5 мм,, диаметр среднего провода, пропускающего катодный ток, 0,5 мм. Накальный трансформатор Т1 обеспечивает напряжение 2 X 6,5 В при токе 8 А. Его габаритная мощность 110 Вт. Катушки Ь1…Ы, намотанные на резисторах Я1…Я4 типа МЛТ-2, содержат 5 витков провода ПЭВ-2 циаметром 0,62 мм.. Анодный дроссель 1 намотан проводом ПЭЛШО-0,35 на фарфоровом каркасе диаметром 20—25 мм и высотой 150 мм. Число витков — 150, ближние к аноду 50 иитков намотаны с шагом 0,5 мм. Дроссели Ь7 и любого типа.  [c.172]

Габаритную мощность трансформатора можно определить по рис. 5.3, вычислив произведение QДo Кривые для сердечников типа П и ШЛ з анимают промежуточное положение между кривыми для сердечников Ш и ПЛ. По этим Же кривым, зная необходимую мощность трансформатора и выбрав тип сердечника, можно определить необходимое произведение Ширину стержня  [c. 203]

Габаритную мощность трансформаторов, питающих усилители мощности ТЛГ и ОМ сигналов в режимах С и В, которые характеризуются малым потреблением энергии в паузах сигнала, с точки зрения теплового режима можио снизить на 30—40 %. Однако это влечет за собой увеличение сопротивления трансформатора, что приводит к возрастанию нестабильности напряжения питания. В высоковольтных трансформаторах толщина шате-риала каркаса (в миллиметрах) должна быть не менее максимального напря жения обмотки (в киловольтах.).  [c.204]

Транспортные ГТУ щироко применяются в качестве главных и форсажных двигателей самолетов (турбореактивных и турбовинтовых) и судов морского флота. Это связано с возможностью получения рекордных показателей по удельной мощности и габаритным размерам по сравнению с другими типами двигателей, несмотря на несколько завыщенные расходы топлива. Газовые турбины весьма перспективны как двигатели локомотивов, где их незначительные габариты и отсутствие потребности в воде являются особенно ценными. Транспортные ГТУ работают в щироком диапазоне нагрузок и пригодны для кратковременных форсировок.  [c.176]

Конструктивные особенности деталей из композитиюнных материалов обусловлены физико-механическими и технологическим свойствами, способами их получения. Прочностные и точностные характеристики деталей во многом зависят от их конструктивного оформления. Следует всегда стремиться к упрощению конструкции детали как по технологическим и эксплуатационным, так и по экономическим соображениям. Чем проще конструкция детали, тем дешевле технологическая оснастка, ниже себестоимость, выше производительность труда, точность и качество получаемых деталей. Габаритные размеры деталей определяют мощность оборудования (пресса, литьевой машины и т, д.). При проектировании деталей  [c.438]

Для полного использования мощности станка необходимо выбирать станок в соответствии с габаритными размерами обрабатываемоц детали и работать с такими режимами резания, чтобы мощность на резце, затрачиваемая для снятия стружки, с учетошкоэффициента полезного действия (к. п д.) станка максимально приближалась, к мощности установленного на станке электродвигателя. Особенно необходимо добиваться полного использования мощности станка, исходя из которой и рассчитывается его конструкция, при обдирочных работах. При чистовой, отделочной обработке это требование не всегда удается выполнить, так как выбор элементов режима резания находится в зависимости от необходимой степени точности и класса шероховатости обрабатываемой поверхности.  [c.123]

Рабочая компоновка. После сравнительного анализа и выбора окончательного варианта составляют рабочую компоновку, служашую исходньии материалом для рабочего проектирования. На рабочей компоновке (рис. 28) проставляют основные увязочные, присоединительные и габаритные размеры, размеры посадочных и центрирующих соединений, тип посадок и классы точности, номера шарикоподшипников. Указывают также максимальный и минимальный уровень масла в маслоотстойнике. На поле чертежа приводят основные характеристики агрегата (производительность, напор, частоту и направление вращения, потребляемую мощность, марку электродвигателя) и технические требования (проверка водяных полостей насЬса гидропробой, испытание крыльчатки на прочность под действием центробежных сил и др. ). На основании рабочей компоновки производят проверочный расчет на Прочность.  [c.99]

Анализ и обобщение результатов оптимизации для различных значений габаритных размеров и потребляемой мощности позволяют получить ряд рекомендаций по выбору конструктивных данных сельсинов рассматриваемого типл. Обмотки роторов собственно сельсинов и КВТ следует выполнять проводами с максимально возможными по технологическим условиям сечениями, что обеспечивает минимальное число витков и снижает потери >ющности. Рабочие зазоры сельсина и КВТ целесообразно выполнять на минимально допустимых уровнях.  [c.203]

---

Как определить габаритную мощность трансформатора

Простейший расчет силового трансформатора позволяет найти сечение сердечника, число витков в обмотках и диаметр провода. Переменное напряжение в сети бывает 220 В, реже 127 В и совсем редко 110 В. Для транзисторных схем нужно постоянное напряжение 10 – 15 В, в некоторых случаях, например для мощных выходных каскадов усилителей НЧ – 25÷50 В. Для питания анодных и экранных цепей электронных ламп чаще всего используют постоянное напряжение 150 – 300 В, для питания накальных цепей ламп переменное напряжение 6,3 В. Все напряжения, необходимые для какого-либо устройства, получают от одного трансформатора, который называют силовым.

Силовой трансформатор выполняется на разборном стальном сердечнике из изолированных друг от друга тонких Ш-образных, реже П-образных пластин, а так же вытыми ленточными сердечниками типа ШЛ и ПЛ (Рис. 1).

Его размеры, а точнее, площадь сечения средней части сердечника выбираются с учетом общей мощности, которую трансформатор должен передать из сети всем своим потребителям.

Упрощенный расчет устанавливает такую зависимость: сечение сердечника S в см², возведенное в квадрат, дает общую мощность трансформатора в Вт.

Например, трансформатор с сердечником, имеющим стороны 3 см и 2 см (пластины типа Ш-20, толщина набора 30 мм), то есть с площадью сечения сердечника 6 см², может потреблять от сети и «перерабатывать» мощность 36 Вт. Это упрощенный расчет дает вполне приемлемые результаты. И наоборот, если для питания электрического устройства нужна мощность 36 Вт, то извлекая квадратный корень из 36, узнаем, что сечение сердечника должно быть 6 см².

Например, должен быть собран из пластин Ш-20 при толщине набора 30 мм, или из пластин Ш-30 при толщине набора 20 мм, или из пластин Ш-24 при толщине набора 25 мм и так далее.

Сечение сердечника нужно согласовать с мощностью для того, чтобы сталь сердечника не попадала в область магнитного насыщения. А отсюда вывод: сечение всегда можно брать с избытком, скажем, вместо 6 см² взять сердечник сечением 8 см² или 10 см². Хуже от этого не будет. А вот взять сердечник с сечением меньше расчетного уже нельзя т. к. сердечник попадет в область насыщения, а индуктивность его обмоток уменьшится, упадет их индуктивное сопротивление, увеличатся токи, трансформатор перегреется и выйдет из строя.

В силовом трансформаторе несколько обмоток. Во-первых, сетевая, включаемая в сеть с напряжением 220 В, она же первичная.

Кроме сетевых обмоток, в сетевом трансформаторе может быть несколько вторичных, каждая на свое напряжение. В трансформаторе для питания ламповых схем обычно две обмотки — накальная на 6,3 В и повышающая для анодного выпрямителя. В трансформаторе для питания транзисторных схем чаще всего одна обмотка, которая питает один выпрямитель. Если на какой-либо каскад или узел схемы нужно подать пониженное напряжение, то его получают от того же выпрямителя с помощью гасящего резистора или делителя напряжения.

Число витков в обмотках определяется по важной характеристике трансформатора, которая называется «число витков на вольт», и зависит от сечения сердечника, его материала, от сорта стали. Для распространенных типов стали можно найти «число витков на вольт», разделив 50—70 на сечение сердечника в см:

Так, если взять сердечник с сечением 6 см², то для него получится «число витков на вольт» примерно 10.

Число витков первичной обмотки трансформатора определяется по формуле:

Это значит, что первичная обмотка на напряжение 220 В будет иметь 2200 витков.

Число витков вторичной обмотки определяется формулой:

Если понадобится вторичная обмотка на 20 В, то в ней будет 240 витков.

Теперь выбираем намоточный провод. Для трансформаторов используют медный провод с тонкой эмалевой изоляцией (ПЭЛ или ПЭВ). Диаметр провода рассчитывается из соображений малых потерь энергии в самом трансформаторе и хорошего отвода тепла по формуле:

Если взять слишком тонкий провод, то он, во-первых, будет обладать большим сопротивлением и выделять значительную тепловую мощность.

Так, если принять ток первичной обмотки 0,15 А, то провод нужно взять 0,29 мм.

В настоящее время наиболее распространены магнитопроводы следующих типов:

Кое-где еще можно встретить Ш-образные плаcтинчатые сердечники, расчет таких трансформаторов аналогичен расчету Ш-образного ленточного.

Тороидальный трансформатор может использоваться при мощностях от 30 до 1000 Вт, когда требуется минимальное рассеяние магнитного потока или когда требование минимального объема является первостепенным. Имея некоторые преимущества в объеме и массе перед другими типами конструкций трансформаторов, тороидальные являются вместе с тем и наименее технологичными (удобными) в изготовлении.

Исходными начальными данными для упрощенного расчета являются:

• напряжение первичной обмотки U1;
• напряжение вторичной обмотки U2;
• ток вторичной обмотки I2;

1.Расчет трансформатора

Расчет габаритной мощности трансформатора

При выборе железа для трансформатора надо учитываять, чтобы габаритная мощность трансформатора была строго больше расчетной электрической мощности вторичных обмоток.

Мощность вторичной обмотки Р2 = I2 * U2 = Рвых

Если обмоток много, то мощность, отдаваемая трансформатором, определяется суммой всех мощностей вторичных обмоток (Рвых).

Другими словами – габаритная мощность трансформатора – это мощность которую способно «вынести» железо. Прежде чем перейти к формуле, сделаем несколько оговорок:

• Главный качественный показатель силового трансформатора для радиоаппаратуры это его надежность. Следствие надежности – это минимальный нагрев трансформатора при работе (иными словами он должен быть всегда холодным!) и минимальная просадка выходных напряжений под нагрузкой (иными словами, трансформатор должен быть «жестким»).
• В расчетах примем КПД трансформатора 0,95
• Так как речь в статье пойдет об обычном сетевеом трансформаторе, примем рабочую частоту равной 50Гц.
• Учитывая то, что нам нужен надежный трансформатор, и учитывая то, что напряжение в сети может иметь отклонения от 220 вольт до 10%, принимаем В=1,2 Тл
• Плотность тока принимаем 3,5 А/мм2
• Коэффициент заполнения сердечника сталью принимаем 0,95
• Коэффициент заполнения окна принимаем 0,45

Исходя из принятых допущений, формула для расчета габаритной мощности у нас примет вид:

Р=1.9 * Sc * So
Где:
Sc и So – площади поперечного сечения сердечника и окна, соответственно [кв. см];

2. Определение количества витков в обмотках.

Прежде всего расчитываем количество витков в первичной обмотке.

упрощенная формула будет иметь вид:

Р=40 * U / Sc Где:
Sc – площадь поперечного сечения сердечника, соответственно [кв. см]; U – напряжение первичной обмотки [В];

Количество витков во вторичной обмотке можно расчитать по этой же формуле, увеличив число витков примерно на 5% (КПД трансформатора), но можно поступить проще: после того как намотана первичка – наматываем поверх нее 10 витков и измеряем напряжение. Зная какое напряжение требуется получить на выходе трансформатора и зная какое напряжение приходится на 10 витков – определяем необходимое число витков.

3. Расчет диаметра провода.

Рассчитываем диаметры проводов обмоток исходя из протекающих в них токов по следующим формулам (для меди, серебра или алюминия):

При проектировании трансформаторов основным параметром является его мощность. Именно она определяет габариты трансформатора. При этом основным определяющим фактором будет полная мощность, отдаваемая в нагрузку:

(1)

Для трансформатора с большим количеством вторичных обмоток полную мощность можно определить, просуммировав мощности, потребляемые нагрузками, подключенными ко всем его обмоткам:

(2)

При полностью резистивной нагрузке (отсутствие индуктивной и емкостной составляющей в токе) потребляемая мощность активна и равна отдаваемой мощности S₂. При расчете трансформатора важным параметром является типовая или габаритная мощность трансформатора. В этом параметре кроме полной мощности учитывается мощность, потребляемая трансформатором от сети по первичной обмотке. Типовая мощность трансформатора вычисляется следующим образом:

(3)

Определим типовую мощность для трансформатора с двумя обмотками. Полная мощность первичной обмотки , где U₁, I₁ — действующие значения напряжения и тока Именно этой мощностью определяются габариты первичной обмотки. При этом число витков первичной обмотки трансформатора зависит от входного напряжения, сечение провода от протекающего по ней максимального тока (действующее значение). Габаритная мощность трансформатора определяет необходимое сечение сердечника s_с. Ее можно рассчитать следующим образом:

(4)

Напряжение на первичной обмотке трансформатора можно определить из выражения , где s – площадь сечения сердечника магнитопровода, определяемая как произведение ширины сердечника на его толщину. Эквивалентная площадь сечения сердечника трансформатора обычно меньше и зависит от толщины пластин или ленты и расстояния между ними, поэтому при расчете трансформатора вводится коэффициент заполнения сердечника, который определяется как отношение эквивалентной площади сечения сердечника магнитопровода к его геометрической площади . Его значение обычно равно k_c = 1 . 0,5 и зависит от толщины ленты. Для прессованных сердечников (изготовленных из феррита, альсифера или карбонильного железа) k_c = 1. Таким образом, и выражение для напряжения первичной обмотки трансформатора принимает следующий вид:

Аналогичное выражение можно записать и для вторичной обмотки. В трансформаторе с двумя обмотками мощность первичной обмотки и типовая мощность трансформатора равны. Мощность первичной обмотки можно определить по следующему выражению:

При этом типовая мощность трансформатора будет рассчитываться по следующей формуле:

(7)

Отношение тока в проводе обмотки к его сечению называется плотностью тока. В правильно рассчитанном трансформаторе плотность тока во всех обмотках одинакова:

(8)

Заменим токи и , тогда сумма в скобках выражения (7) может быть записана следующим образом: , js_м, где s_м — сечение всех проводников (меди) в окне сердечника трансформатора. На рисунке 1 приведена упрощенная конструкция трансформатора, где отчетливо видны площадь сердечника s_с, площадь окна магнитопровода s_ок и площадь, занимаемая проводниками первичной и вторичной обмоток s_м.

Рисунок 1 Упрощенная конструкция трансформатора

Введём коэффициент заполнения окна медью . Его величина находится в пределах k_м = 0,15 . 0,5 и зависит от толщины изоляции проводов, конструкции каркаса обмоток, межслойной изоляции, способа намотки провода. Тогда js_м = jk_мs_ок и выражение для типовой мощности трансформатора можно записать следующим образом:

(9)

Из выражения (9) следует, что типовая мощность определяется произведением s_сs_ок. При увеличении линейного размера трансформатора в m раз, его объём (масса) увеличится в m³ раз, а мощность возрастёт в m 4 раз. Поэтому, удельные массо-габаритные показатели трансформаторов улучшаются с увеличением номинальной мощности. С этой точки зрения предпочтительны многообмоточные трансформаторы по сравнению с несколькими двухобмоточными.

При разработке конструкции трансформаторов стараются увеличить коэффициент заполнения окна сердечника обмотками, так как при этом возрастает значение номинальной мощности S_тип. Для достижения этой цели применяются обмоточные проводники с прямоугольным сечением. Следует отметить, что при практических расчетах формулу (9) преобразуют к более удобному виду.

(10)

При расчете трансформатора по заданной мощности на нагрузке исходя из выражения (10) определяется произведение s_сs_ок. Затем по справочнику выбирается конкретный тип и размер магнитопровода трансформатора, у которого этот параметр будет больше или равен рассчитанному значению. Затем приступают к расчету количества витков в первичной и вторичной обмотках. Рассчитывают диаметр провода и проверяют, помещаются ли обмотки в окне магнитопровода.

1. Алиев И.И. Электротехнический справочник. – 4-е изд. испр. – М.: ИП Радио Софт, 2006. – 384с.
2. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С.
3. Режимы работы трансформатора

Вместе со статьей «Мощность трансформатора» читают:

%d0%b3%d0%b0%d0%b1%d0%b0%d1%80%d0%b8%d1%82%d0%bd%d0%b0%d1%8f%20%d0%bc%d0%be%d1%89%d0%bd%d0%be%d1%81%d1%82%d1%8c%20%d0%b4%d0%b2%d0%b8%d0%b3%d0%b0%d1%82%d0%b5%d0%bb%d1%8f — с русского на все языки

Все языкиАбхазскийАдыгейскийАфрикаансАйнский языкАканАлтайскийАрагонскийАрабскийАстурийскийАймараАзербайджанскийБашкирскийБагобоБелорусскийБолгарскийТибетскийБурятскийКаталанскийЧеченскийШорскийЧерокиШайенскогоКриЧешскийКрымскотатарскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧувашскийВаллийскийДатскийНемецкийДолганскийГреческийАнглийскийЭсперантоИспанскийЭстонскийБаскскийЭвенкийскийПерсидскийФинскийФарерскийФранцузскийИрландскийГэльскийГуараниКлингонскийЭльзасскийИвритХиндиХорватскийВерхнелужицкийГаитянскийВенгерскийАрмянскийИндонезийскийИнупиакИнгушскийИсландскийИтальянскийЯпонскийГрузинскийКарачаевскийЧеркесскийКазахскийКхмерскийКорейскийКумыкскийКурдскийКомиКиргизскийЛатинскийЛюксембургскийСефардскийЛингалаЛитовскийЛатышскийМаньчжурскийМикенскийМокшанскийМаориМарийскийМакедонскийКомиМонгольскийМалайскийМайяЭрзянскийНидерландскийНорвежскийНауатльОрокскийНогайскийОсетинскийОсманскийПенджабскийПалиПольскийПапьяментоДревнерусский языкПортугальскийКечуаКвеньяРумынский, МолдавскийАрумынскийРусскийСанскритСеверносаамскийЯкутскийСловацкийСловенскийАлбанскийСербскийШведскийСуахилиШумерскийСилезскийТофаларскийТаджикскийТайскийТуркменскийТагальскийТурецкийТатарскийТувинскийТвиУдмурдскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийУзбекскийВьетнамскийВепсскийВарайскийЮпийскийИдишЙорубаКитайский

 

Все языкиАнглийскийНемецкийНорвежскийКитайскийИвритФранцузскийУкраинскийИтальянскийПортугальскийВенгерскийТурецкийПольскийДатскийЛатинскийИспанскийСловенскийГреческийЛатышскийФинскийПерсидскийНидерландскийШведскийЯпонскийЭстонскийТаджикскийАрабскийКазахскийТатарскийЧеченскийКарачаевскийСловацкийБелорусскийЧешскийАрмянскийАзербайджанскийУзбекскийШорскийРусскийЭсперантоКрымскотатарскийСуахилиЛитовскийТайскийОсетинскийАдыгейскийЯкутскийАйнский языкЦерковнославянский (Старославянский)ИсландскийИндонезийскийАварскийМонгольскийИдишИнгушскийЭрзянскийКорейскийИжорскийМарийскийМокшанскийУдмурдскийВодскийВепсскийАлтайскийЧувашскийКумыкскийТуркменскийУйгурскийУрумскийЭвенкийскийБашкирскийБаскский

габаритная мощность шаровой мельницы

Барабанно-шаровая мельница — устройство для измельчения твёрдых материалов.Применяется в основном в горнорудной промышленности, для создания порошка для использования в красках, пиротехнических средствах …

Расчет шаровой мельницы

барабанный шаровой мельница мощность Барабан мельницы вращается с частотой 60—95% критической частоты вращения .

Формула Расчета Мощности Мельница Шаровой

формула расчета мощности для шаровой мельницы Проект шаровой мельницы МШР-3200х6000 для . 8 янв 2015 Дипломный проект на тему: Проект шаровой мельницы Проведены расчеты мощности привода машины …

КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ, Привод шаровой мельницы, …

Мощность на валу мельницы: … На рисунке 2.3 представлено полное изображение шаровой мельницы и ее привода. 1 — барабан, 2,3 — коренные подшипники, диаметром 1900мм, 5 — бутара, 6 — привод, 7 — система …

шаровая мельница для известняка дробилки …

мощность привода шаровой мельницы мощность привода шаровой мельницы Мощность для привода жерновой мельницы с , Привод , Вес (без эл , …

шаровая мельница объем

шаровая мельница ф 2100 3000 объем барабана. Объем барабана 28000 л. Футеровка броня, керамика …

Резиновая футеровка рудоразмольных шаровых мельниц …

Полезная мощность шаровой мельницы Для определения полезной мощности при каскадном режиме воспользуемся рис. 1.3.14.

Шаровые мельницы

Шаровая мельница с разгрузкой через решетку( см.рис. 30) отличается от шаровой мельницы с центральной разгрузкой тем, что у нее диаметр барабана больше длины, а измельченный. Продукт азгружается не самотеком, а …

КРИТИЧЕСКАЯ СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ БАРАБАНА, МОЩНОСТЬ …

МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ МЕЛЬНИЦЫ. Мощность электродвигателя для трубной мельницы …

Шаровая мельница: принцип работы, характеристики :: …

Nov 17, 2015 Шаровая мельница — современное оборудование, предназначенное для дробления горных пород и других твердых материалов. Существуют разные типы подобных аппаратов. Промышленные мельницы предназначены в основном для …

шаровая мельница 2 6х13 мощность

шаровая мельница 2 6х13 мощность. шаровая мельница 2 6х13 мощность. Шаровая мельница цена где купить в России стр 2Куплю редуктор ЦД4-340 для шаровой мельницы 2 6х13 новый или б/у в хорошем рабочем …

шаровая мельница 2 6х13 мощность

шаровая мельница 2 6х13 мощность. шаровая мельница 2 6х13 мощность. Шаровая мельница цена где купить в России стр 2Куплю редуктор ЦД4-340 для шаровой мельницы 2 6х13 новый или б/у в хорошем рабочем .

габаритные размеры шаровой мельницы

размеры шаровой мельницы. Размеры и емкость шаровой мельницы мощность и спецификация шаровой мельнице. как рассчитать на шаровой мельнице размер шаровой мельницы и мощность как работает на 200 кг . для угля …

мощность привода шаровой мельницы

Мощность, требуемая для привода мельницы. б) – от степени заполнения шарами (для мельницы МШР 4500х5000) Общая мощность, необходимая для вращения мельницы, составит:, (16) где М – масса мелющих тел, т , r – радиус мельницы в …

мощность шаровая мельница в час

мощность шаровая мельница 340Мельница МШЦ-4500х6000 это большая шаровая мельница с центральной разгрузкой, способна размолоть 120-340 тонн рудных материалов в ч

классификатор шаровои мельнице

классификатор шаровой мельницы це. Классификатор угольной мельнице Классификатор угольной мельнице -серия мельницы,Измельчение необходимый процесс, когда размер сокращения ниже 5-20 мм не требуется , шаровой …

используется шаровая мельница для продажи 20 тонн в час

горной шаровой мельницы 50 тонн в день. Мельницы от 20 до 50 тонн в час. шаровая мельница 10 тонн в час для продажи в России Description : шаровые мельницы 500 кг час фото дробилки 50 тонн в час ru.crusherasia.

Шары стальные мелющие для шаровых мельниц — Расчет шаровой …

барабанный шаровой мельница мощность. Барабан мельницы вращается с частотой 60—95% критической частоты вращения .

1000 тонн мощность шаровая мельница для золотой руды

1000 тонн мощность шаровой мельницы для золотой руды. 1000 тонн мощность шаровой мельницы для золотой руды Шаровая мельница производит измельчение руд и других ч/т), необходимой для .

потребляемая мощность щековая мельницы

Мощность Мельницы Дробилка. Потребляемая (расчетная) мощность, квт, не более, 720, 810, 1110, 1610, 2200, 3950 габаритные размеры мельницы в сборе с приводом через венцовую ш.

расчет мощность двигателя в цементной мельнице

расчет мощность двигателя в цементной мельнице . образование аль шаровой мельнице ; гусеничном ходу поставщиков дробилки в Азии ; дробилки щековые молотковые конусны и их е

мельница, шаровая мельница размеры галерея

размеры шаров для шаровой мельницы индекса бонда. размеры шаров для шаровой мельницы индекса бонда. Шаровая загрузка мельниц составляет от 12,5 до 14% при расходе шаров диаметром 114 мм 280-300 г/т.

Расчет мощности шаровой мельницы pdf

Расчет мощности шаровой мельницы Pdf. мощность и технические характеристики шаровая мельница расчет дизайн pdf. новый шаровой мельницы тонн чили. шаровая мельница размеров новая мельница,,80 …

Барабанно-шаровая мельница — Википедия

Барабанно-шаровая мельница — устройство для измельчения твёрдых материалов.Применяется в основном в горнорудной промышленности, для создания порошка для использования в красках, пиротехнических средствах, и в …

формула расчета мощности для шаровой мельницы

мощности шаровой мельницы й для цемента. Типы для шаровой мельницы с гипсом и клинкером . Барабанная шаровая мельница 1456А для сухого помола для цемента, шаровых мельниц и . Расчет мощности для

Редуктор CPU Высокопроизводительный редуктор …

шаровой мельницы. Наш редуктор cpu maag , используемый на сегодняшний … центрального привода обеспечивает требуемую мощность для измельчения сырья и цемента в шаровой …

Габаритная мощность ферритового сердечника. Расчет трансформатора на Ш — образном ферритовом сердечнике. Интересное видео: Импульсный трансформатор своими руками

Двухтактный преобразователь — преобразователь напряжения, использующий импульсный трансформатор. Коэффициент трансформации трансформатора может быть произвольным. Несмотря на то, что он фиксирован, во многих случаях может варьироваться ширина импульса, что расширяет доступный диапазон стабилизации напряжения. Преимуществом двухтактных преобразователей является их простота и возможность наращивания мощности.

В правильно сконструированном двухтактном преобразователе постоянный ток через обмотку и подмагничивание сердечника отсутствуют. Это позволяет использовать полный цикл перемагничивания и получить максимальную мощность.

Следующая упрощенная методика позволяет рассчитать основные параметры импульсного трансформатора выполненного на кольцевом магнитопроводе.

1. Расчет габаритной мощности трансформатора

где Sc — площадь поперечного сечения магнитопровода, см2; Sw — площадь окна сердечника, см2; f — f — частота колебаний, Гц; Bмах — допустимое значение индукции для отечественных никель-марганцевых и никель-цинковых ферритов на частотах до 100 кГц.

Граничные частоты и величины индукции широко распространённых ферритов

Марганец-цинковые ферриты.

Параметр	Марка феррита
	6000НМ	4000НМ	3000НМ	2000НМ	1500НМ	1000НМ
	0,005	0,1	0,2	0,45	0,6	1,0
	0,35	0,36	0,38	0,39	0,35	0,35

Никель-цинкове ферриты.

Параметр	Марка феррита
	200НН	1000НН	600НН	400НН	200НН	100НН
Граничная частота при tg δ ≤ 0,1, МГц	0,02	0,4	1,2	2,0	3,0	30
Магнитная индукция B при Hм = 800 А / м, Тл	0,25	0,32	0,31	0,23	0,17	0,44

Для расчета площади поперечного сечения магнитопровода и площади окна сердечника магнитопровода используются следующие формулы:

Sc = (D — d) ⋅ h / 2

Sw=(d / 2)2 π

где D — наружный диаметр ферритового кольца, см; d — внутренний диаметр; h — высота кольца;

2. Расчет максимальной мощности трансформатора

Максимальную мощность трансформатора выбираем 80% от габаритной:

Pмах = 0,8 Pгаб

3. Расчет минимального числа витков первичной обмотки W1

Минимальное число витков первичной обмотки W1 определяется максимальным напряжением на обмотке U1 и допустимой индукцией сердечника Bмах:

4. Расчет эффективного значения тока первичной обмотке:

Эффективное значение тока первичной обмотки рассчитывается по формуле:

I1 = Pмах / Uэфф

При этом следует учитывать, что Uэфф = U1 / 1,41 = 0,707U1, так как Uэфф это действующее значение напряжения, а U1 максимальное значение напряжения.

5. Расчет диаметра провода в первичной обмотке:

где I1 — эффективное значение тока в первичной обмотке, A ; j — плотность тока, А/мм2;

Плотность тока зависит от мощности трансформатора, рассеиваемое количество теплоты пропорционально площади обмотки и перепаду температур между ней и средой. С увеличением размера трансформатора объем растет быстрее площади и для одинакового перегрева удельные потери и плотность тока надо уменьшать. Для трансформаторов мощностью 4..5 кВА плотность тока не превышает 1..2 А/мм².

Для справки в таблице приведены данные плотности тока в зависимости от мощности трансформатора

Pн, Вт	1 .. 7	8 .. 15	16 .. 40	41 .. 100	101 .. 200
j, А/мм 2	7 .. 12	6 .. 8	5 .. 6	4 .. 5	4 .. 4,5

6. Эффективное значение тока вторичной обмотки (I2), кол-во витков во вторичной обмотке (W2) и диаметр провода во вторичной обмотке (d2) рассчитывается по следующим формулам:

I2 = Pмах / U2эфф

где Uвых — выходное напряжение вторичной обмотки, Рмах — максимальная выходная мощность трансформатора, так же следует учитывать, что значение Pмах можно заменить на мощность нагрузки при условии, что мощность нагрузки будет меньше максимальной выходной мощности трансформатора.

W2 = (U2эфф*W1) / Uэфф

Исходя из всех выше перечисленных формул (с учетом плотности тока зависящим от мощности трансформатора) можно примерно рассчитать основные параметры импульсного трансформатора, для удобства рассчетов можно воспользоваться онлайн калькулятором.

Данная статья является упрощенной методикой расчета импульсного трансформатора для двухтактного преобразователя, все формулы и онлайн-калькулятор позволяют рассчитать примерные намоточные данные импульсного трансформатора , так как трансформатор имеет много взаимозависимых параметров.

При обнаружении ошибок в формулах, методике их применения и другие замечания просьба оставлять в комментариях.

После определения диаметра провода, следует учитывать, что диаметр провода рассчитывается без изоляции, воспользуйтесь таблицей данных обмоточных проводов для определения диаметра провода с изоляцией.

Таблица данных обмоточных проводов.

Диаметр без изоляции, мм	Сечение меди, мм²	Диаметр с изоляцией, мм
0,03	0,0007	0,045
0,04	0,0013	0,055
0,05	0,002	0,065
0,06	0,0028	0,075
0,07	0,0039	0,085
0,08	0,005	0,095
0,09	0,0064	0,105
0,1	0,0079	0,12
0,11	0,0095	0,13
0,12	0,0113	0,14
0,13	0,0133	0,15
0,14	0,0154	0,16
0,15	0,0177	0,17
0,16	0,0201	0,18
0,17	0,0227	0,19
0,18	0,0255	0,2
0,19	0,0284	0,21
0,2	0,0314	0,225
0,21	0,0346	0,235
0,23	0,0416	0,255
0,25	0,0491	0,275
0,27	0,0573	0,31
0,29	0,0661	0,33
0,31	0,0755	0,35
0,33	0,0855	0,37
0,35	0,0962	0,39
0,38	0,1134	0,42
0,41	0,132	0,45
0,44	0,1521	0,49
0,47	0,1735	0,52
0,49	0,1885	0,54
0,51	0,2043	0,56
0,53	0,2206	0,58
0,55	0,2376	0,6
0,57	0,2552	0,62
0,59	0,2734	0,64
0,62	0,3019	0,67
0,64	0,3217	0,69
0,67	0,3526	0,72
0,69	0,3739	0,74
0,72	0,4072	0,78
0,74	0,4301	0,8
0,77	0,4657	0,83
0,8	0,5027	0,86
0,83	0,5411	0,89
0.86	0,5809	0,92
0,9	0,6362	0,96
0,93	0,6793	0,99
0,96	0,7238	1,02
1	0,7854	1,07
1,04	0,8495	1,12
1,08	0,9161	1,16
1,12	0,9852	1,2
1,16	1,057	1,24
1,2	1,131	1,28
1,25	1,227	1,33
1,3	1,327	1,38
1,35	1,431	1,43
1,4	1,539	1,48
1,45	1,651	1,53
1,5	1,767	1,58
1,56	1,911	1,64
1,62	2,061	1,71
1,68	2,217	1,77
1,74	2,378	1,83
1,81	2,573	1,9
1,88	2,777	1,97
1,95	2,987	2,04
2,02	3,205	2,12
2,1	3,464	2,2
2,26	4,012	2,36

Здравствуйте уважаемые коллеги!!

Как построить импульсный трансформатор на ферритовом кольце я уже рассказывал в своих уроках . Теперь расскажу как я изготавливаю трансформатор на Ш — образном ферритовом сердечнике. Использую я для этого подходящие по размеру ферриты от старого «советского»оборудования, старых компьютеров, от телевизоров и другой электротехнической аппаратуры, которое у меня в углу валяется «до востребования».

Для ИБП по схеме двухтактного полумостового генератора, напряжение на первичной обмотке трансформатора, согласно схемы составляет 150 вольт, под нагрузкой примем 145 вольт. Вторичная обмотка выполнена по схеме двухполупериодного выпрямления со средней точкой.
Смотреть схему .

Приведу примеры расчета и изготовления трансформаторов для ИБП небольшой мощности 20 — 50 ватт для этой схемы. Трансформаторы такой мощности я применяю в импульсных блоках питания для своих светильников на светодиодах. Схема трансформатора ниже. Необходимо обратить внимание, чтобы сложенный из двух половинок, Ш — сердечник не имел зазора. Магнитопровод с зазором используется только в однотактных ИБП.

Вот два примера расчета типичного трансформатора для различных нужд. В принципе, все трансформаторы на разные мощности имеют одинаковый способ расчета, почти одинаковые диаметры провода и одинаковые способы намотки. Если вам нужен трансформатор для ИБП мощностью до 30 ватт, то это первый пример расчета. Если нужен ИБП мощностью до 60 ватт, то второй пример.

Первый пример .

Выберем из ферритовых сердечников №17, Ш — образный сердечник Ш7,5×7,5. Площадь сечения среднего стержня Sк = 56 мм.кв. = 0,56 см.кв.
Окно Sо = 150 мм.кв. Расчетная мощность 200 ватт.
Количество витков на 1 вольт у этого сердечника будет: n = 0,7/Sк = 0,7 / 0,56 = 1,25 витка.
Количество витков в первичной обмотке трансформатора будет: w1 = n х 145 = 1,25 х 145 = 181,25. Примем 182 витка.
При выборе толщины провода для обмоток, я исходил из таблицы « ».
В своем трансформаторе я применил, в первичной обмотке, провод диаметром 0,43 мм. (провод большим диаметром не умещается в окне). Он имеет площадь сечения S = 0.145 мм.кв. Допустимый ток (смотреть в таблице) I = 0,29 A.
Мощность первичной обмотки будет: Р = V x I = 145 х 0,29 = 42 ватта.
Поверх первичной обмотки необходимо расположить обмотку связи. Она должна выдавать напряжение v3 = 6 вольт. Количество витков ее будет: w3 = n x v3 = 1,25 x 6 = 7,5 витка. Примем 7 витков. Диаметр провода 0,3 — 0,4 мм.
Затем мотается вторичная обмотка w2. Количество витков вторичной обмотки зависит от необходимого нам напряжения. Вторичная обмотка, например на 30 вольт, состоит из двух равных полуобмоток, w3-1 и w3-2 ).
Ток во вторичной обмотке, с учетом КПД (k=0,95) трансформатора: I = k xР/V = 0,95 x 42 ватта / 30 вольт = 1,33 А;
Подберем провод под этот ток. Я применил провод, нашедшийся у меня в запасе, диаметром 0,6 мм. Его S = 0,28 мм.кв.
Допустимый ток каждой из двух полуобмоток I = 0,56 А. Так, как эти две вторичные полуобмотки работают вместе, то общий ток равен 1,12 А, что немного отличается от расчетного тока 1,33 А.
Количество витков в каждой полуобмотке для напряжения 30 вольт: w2.1 = w2.2 = n х 30 = 1,25 х 30 = 37,5 вит.
Возьмем по 38 витков в каждой полуобмотке.
Мощность на выходе трансформатора: Рвых = V x I = 30 В х 1,12 А = 33,6 Ватт, что с учетом потерь в проводе и сердечнике, вполне нормально.

Все обмотки: первичная, вторичная и обмотка связи вполне уместились в окне Sо = 150 мм.кв.

Вторичную обмотку можно таким образом рассчитать на любое напряжение и ток, в пределах заданной мощности.

Второй пример.
Теперь поэкспериментируем. Сложим два одинаковых сердечника №17, Ш 7,5 х 7,5 .

При этом площадь поперечного сечения магнитопровода «Sк», увеличится вдвое. Sк = 56 х 2 = 112 мм.кв. или 1,12 см.кв.
Площадь окна останется та же «Sо» = 150 мм.кв. Уменьшится показатель n (число витков на 1 вольт). n = 0,7 / Sк = 0,7 /1,12 = 0,63 вит./вольт.
Отсюда, количество витков в первичной обмотке трансформатора будет:
w1 = n х 145 = 0,63 х 145 = 91,35. Примем 92 витка.

В обмотке обратной связи w3, для 6-ти вольт, будет: w3 = n x v3 = 0,63 х 6 = 3,78 витка. Примем 4 витка.
Напряжение вторичной обмотки примем также как и в первом примере равным 30 вольт.
Количество витков вторичных полуобмоток, каждая по 30 вольт: w2.1 = w2.2 = n х 30 = 0,63 х 30 = 18,9. Примем по 19 витков.
Провод для первичной обмотки я использовал диаметром 0,6 мм. : сечение провода 0,28 мм.кв., ток 0,56 А.
С этим проводом мощность первичной обмотки будет: Р1 = V1 x I = 145 В х 0,56 А = 81 Ватт.
Вторичную обмотку я мотал проводом диаметром 0,9 мм. 0,636 мм.кв. на ток 1,36 ампера. Для двух полуобмоток ток во вторичной обмотке равен 2,72 ампера.
Мощность вторичной обмотки Р2 = V2 x I = 30 x 2,72 = 81,6 ватт.
Провод диаметром 0,9 мм. немного великоват, подходит с большим запасом, это не плохо.

Провод для обмоток я применяю из расчета 2 А на миллиметр квадратный (так он меньше греется, и падение напряжения на нем будет меньше), хотя все «заводские» трансформаторы мотают из расчета 3 — 3,5 А на мм.кв. и ставят вентилятор для охлаждения обмоток.
Общий вывод из этих расчетов таков:
— при сложении двух одинаковых Ш — образных сердечников увеличивается площадь «Sк» в два раза при той же площади окна «Sо».
— число витков в обмотках (в сравнении с первым вариантом) изменяется.
— первичная обмотка w1 с 182 витков уменьшается до 92 витка;
— вторичная обмотка w2 с 38 витков уменьшается до 19 витков.

Это значит, что в том же окне «Sо», с уменьшением количества витков в обмотках, можно разместить более толстый провод обмоток, то есть увеличить реальную мощность трансформатора в два раза.

Я наматывал такой трансформатор, со сложенными сердечниками № 17, изготавливал под них каркас.

Нужно иметь в виду, что трансформаторы, по первому и второму примеру, можно использовать под меньшую нагрузку, вплоть от 0 ватт. ИБП вполне хорошо и стабильно держат напряжение.

Сравните внешний вид трансформаторов: пример-1, c одним сердечником и пример-2, с двумя сложенными сердечниками . Реальные размеры трансформаторов разнятся незначительно.

Анализ ферритовых сердечников №18 и №19 подобен предыдущим примерам.
Все наши выполненные расчеты — это теоретические прикидки. На самом деле, получить такие мощности от ИБП на трансформаторах этих размеров довольно сложно. Вступают в силу особенности построения схем самих импульсных блоков питания. Схему .
Выходное напряжение (а следовательно и выходная мощность) зависят от многих причин:
— емкости сетевого электролитического конденсатора С1,
— емкостей С4 и С5,
— падения мощности в проводах обмоток и в самом ферритовом сердечнике;
— падения мощности на ключевых транзисторах в генераторе и на выходных выпрямительных диодах.
Общий коэффициент полезного действия «k» таких импульсных блоков питания около 85%.
Этот показатель все же лучше, чем у выпрямителя с трансформатором на стальном сердечнике, где k = 60%. При том, что размеры и вес ИБП на феррите существенно меньше.

Порядок сборки ферритового Ш — трансформатора.

Используется готовый или собирается — изготавливается новый каркас под размеры сердечника.
Как изготовить « » смотрите здесь. Хотя в этой статье и говорится про каркас для трансформатора со стальным сердечником, описание вполне подходит и к нашему случаю.
Каркас нужно поставить на деревянную оправку. Намотка трансформатора производится вручную.
На каркас сначала мотается первичная обмотка. Виток к витку заполняется первый ряд, затем слой тонкой бумаги, лакоткани, далее второй ряд провода и т.д. На начало и конец провода надевается тонкая ПВХ трубочка (можно изоляцию с монтажного провода) для жесткости провода, чтоб не обломился.
Поверх первичной обмотки наносится два слоя бумаги (межобмоточная изоляция), затем нужно намотать витки обмотки связи w3. Обмотка w3 имеет мало витков, а потому ее располагают скраю на каркасе. Затем наносятся витки вторичной обмотки. Здесь желательно поступить таким образом, чтобы витки вторичной обмотки w2 не располагались поверх витков w3. Иначе могут возникнуть сбои в работе импульсного блока питания.
Намотка ведется сразу двумя проводами (две полуобмотки), виток к витку в ряд, затем слой бумаги или скотч и второй ряд двух проводов. ПВХ трубку на концы провода можно не надевать, т.к. провод толстый и ломаться не будет. Готовый каркас снимается с оправки и надевается на ферритовый сердечник. Предварительно проверьте сердечник на отсутствие зазора.
Если каркас туго одевается на сердечник, будьте очень осторожны, феррит очень легко ломается. Сломанный сердечник можно склеить. Я клею клеем ПВА, с последующей просушкой.
Собранный ферритовый трансформатор, для крепости, стягивается по торцу скотчем. Нужно проследить, чтобы торцы половинок сердечника совпали без зазора и сдвига.

И все таки меня пригласили! Теперь дело со статьями пойдет более оперативно. Темой следующей части изначально я хотел сделать схемотехнику какого нибудь блока, а чего ждать? Но тут вспомнил свою школьную молодость и саму великую проблему с которой сталкивался — как изготовить неведомое для меня на тот момент зверя устройство — импульсный трансформатор . Прошло десять лет и я понимаю, что у многих (и не только начинающих) радиолюбителей, электронщиков и студентов возникают такие трудности — они попросту их боятся, а как следствие стараются избегать мощных импульсных источников питания (далее ИИП ).
После этих размышлений я пришел к выводу, что первая тема должна быть именно про трансформатор и ни о чем другом! Хотелось бы еще оговориться: что я подразумеваю под понятием «мощный ИИП» — это мощности от 1 кВт и выше или в случае любителей хотя бы 500 Вт.

Рисунок 1 — Вот такой трансформатор на 2 кВт для Н-моста у нас получится в итоге

Великая битва или какой материал выбрать?

Когда-то внедрив в свой арсенал импульсную технику думал, что трансформаторы можно делать только на доступном всем феррите. Собрав первые конструкции первым делом решил выставить их на суд более опытных товарище и очень часто слышал такую фразу: «Ваш феррит гавно не самый лучший материал для импульсника» . Сразу я решил узнать у них какую же альтернативу можно ему противоспоставить и мне сказали — альсифер или как его еще называют синдаст.

Чем же он так хорош и действительно ли лучше феррита?

Для начала надо определиться что должен уметь почти идеальный материал для трансформатора:
1) должен быть магнитомягким , то есть легко намагничиваться и размагничиваться


Рисунок 2 — Гистерезисные циклы ферромагнетиков: 1) жесткий цикл, 2) мягкий цикл

2) материал должен обладать как можно большей индукцией насыщения, что позволит либо уменьшить габариты сердечника, либо при их сохранение повысить мощность

Насыщение

Явление насыщения трансформатора состоит в том, что, несмотря на увеличение тока в обмотке, магнитный поток в сердечнике, достигнув некоторой максимальной величины, далее практически не изменяется.
В трансформаторе режим насыщения приводит к тому, что передача энергии из первичной обмотки во вторичную частично прекращается. Нормальная работа трансформатора возможна лишь тогда, когда магнитный поток в его сердечнике изменяется пропорционально изменению тока в первичной обмотке. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы сердечник не был в состоянии насыщения, а это возможно лишь тогда, когда его объём и сечение не меньше вполне определённой величины. Следовательно, чем больше мощность трансформатора, тем большим должен быть его сердечник.

3) материал должен иметь как можно меньшие потери на перемагничивание и токи Фуко

4) свойства материала не должны сильно изменяться при внешнем воздействии: механические усилия (сжатие или растяжение), изменение температуры и влажности.

Теперь рассмотрим свойства феррита и насколько он соответствует предъявленным выше требованиям.

Феррит — является полупроводником, а значит обладает собственным высоким электрическим сопротивлением. Это означает, что на высоких частотах потери на вихревые токи (токи Фуко ) будут достаточно низкими. Получается как минимум одно условия из списка выше у нас уже выполнено. Идем дальше…
Ферриты бывают термостабильными и не стабильными, но этот параметр не является определяющим для ИИП. Важно то, что ферриты работают стабильно в температурном диапазоне от -60 и до +100 о С и это у самый простых и дешевых марок.


Рисунок 3 — Кривая намагничивания на частоте 20 кГц при разных температурах

И наконец-то самый главный пункт — на графике выше мы увидели параметр, который будет определять практически все — индукция насыщения . Для феррита она обычно принимается 0,39 Тл. Стоит запомнить, что при разных условиях — этот параметр будет меняться. Он зависит как от частоты, так и от температуры работы и от других параметров, но особый акцент стоит сделать на первых двух.

Вывод: феррит ништяк! отлично подходит для наших задач.

Несколько слов об альсифере и чем он отличается

1) альсифер работает в чуть большем широком спектре температур: от -60 и до +120 о С — подходит? Еще лучше чем феррит!
2) коэффициент потерь на гистерезис у альсиферов постоянный лишь в слабых полях (при малой мощности), в мощном поле они растут и очень сильно — это очень серьезный минус, особенно на мощностях более 2 кВт, так что тут проигрывает.
3) индукция насыщения до 1,2 Тл! , в 4 раза больше чем у феррита! — главный параметр и так обгоняет, но не все так просто… Конечно это достоинство никуда не уйдет, но пункт 2 ослабляет его и очень сильно — определенно плюс.

Вывод: альсифер лучше чем феррит, в этом дядьке мне не соврали.

Результат битвы: любой прочитав описание выше скажет альсифер нам подавай! И правильно… но попробуйте найти сердечник из альсифера и чтобы с габаритной мощностью 10 кВт? Тут обычно человек приходит в тупик, оказывается их и нету особо в продаже, а если и есть, то на заказ напрямую у производителя и цена вас испугает.
Получается используем феррит, тем более если оценивать в целом, то он проигрывает очень незначительно… феррит оценивается относительно альсифера в «8 из 10 попугаев».

Хотел я обратиться к своему любимому матану, но решил этого не делать, т.к. +10 000 знаков к статье считаю избыточным. Могу лишь посоветовать книгу с очень хорошими расчетами авторства Б. Семенова «Силовая электроника: от простому к сложному». Смысла пересказывать его выкладки с некими добавлениями смысла не вижу

И так приступаем к выполнению расчета и изготовлению трансформатора

Первым делом хочется сразу вспомнить очень серьезный момент — зазор в сердечнике. Он может «убить» всю мощность или добавить еще так на 30-40%. Хочу напомнить, что делаем мы трансформатор для Н-моста , а он относится к — прямоходовым преобразователям (forward по-буржуйский). Это значит, что зазор в идеале должен быть 0 мм.
Как-то раз, обучаясь курсе на 2-3 решил собрать сварочный инвертор, обратился к топологии инверторов Kemppi. Там я увидел в трансформаторах зазор 0,15 мм. Стало интересно для чего же он. Подходить к преподавателям не стал, а взял и позвонил в российское представительство Kemppi! А что терять? На моей удивление меня соединили с инженером-схемотехником и он рассказал мне несколько теоретических моментов, которые позволили мне «выползти» за потолок в 1 кВт.
Если в кратце — зазор в 0,1-0,2 мм просто необходим! Это увеличивает скорость размагничивания сердечника, что позволяет прокачать через трансформатор большую мощность. Максимальный эффект от такого финта ушами зазора достиг в топологии «косой мост» , там введение зазор 0,15 мм дает прирост 100%! В нашем Н-мосту эта прибавка скромнее, но 40-60% думаю тоже не дурно.

Для изготовления трансформатора нам понадобится вот такой набор:

а)
Рисунок 4 — Ферритовый сердечник Е70/33/32 из материала 3С90 (чуть лучший аналог N87)

б)
Рисукок 5 — Каркас для сердечника Е70/33/32 (тот что больше) и дроссель D46 из распыленного железа

Габаритная мощность такого трансформатора составляет 7,2 кВт. Такой запас нам нужен для обеспечения пусковых токов в 6-7 раз больше номинальных (600% по ТЗ). Такие пусковые токи правда бывают лишь у асинхронных двигателей, но учесть необходимо все!
Неожиданно «всплыл» некий дроссель, он понадобится в нашей дальнейшей схеме (аж 5 штук) и поэтому решил показать как и его наматывать.

Далее необходимо посчитать параметры намотки. Я использую программу от известного в определенных кругах товарища Starichok51 . Человек с огромными знаниями и всегда готовый учить и помогать, за что ему спасибо — в своей время помог встать на путь истинный. Называется программа — ExcellentIT 8.1 .

Привожу пример расчета на 2 кВт:


Рисунок 6 — Расчет импульсного трансформатора по мостовой схеме на 2 кВт повышающий

Как производить расчет:

1) Выделено красным. Это вводные параметры, которые обычно выставляются по умолчанию:
а) максимальная индукция. Помните для феррита она 0,39 Тл, но у нас трансформатор работает на достаточно высокой частоте, поэтому программа выставляет 0,186 сама. Это индукция насыщения в саааамых плохих условиях, включая нагрев до 125 градусов
б) частота преобразования, она задается нами и чем она определяется на схеме будет в следующих статьях. Частота эта должна быть от 20 до 120 кГц. Если меньше — мы будет слышать работу транса и свист, если выше , то наши ключи (транзисторы) будут иметь большие динамические потери. А IGBT ключи даже дорогие работают до 150 кГц
в) коэф. заполнения окна — важный параметр, ибо место на каркасе и сердечнике ограничено, не стоит его делать больше 0,35 иначе обмотки не влезут
г) плотность тока — этот параметр может быть до 10 А/мм 2 . Это максимальный ток, который может протекать через проводник. Оптимальное значение 5-6 А/мм 2 — в условиях жесткой эксплуатации: плохое охлаждение, постоянная работа на предельной нагрузке и прочее. 8-10 А/мм 2 — можно ставить если у вас устройство идеально вентилируется и стоит over 9000 несколько куллеров.
д) питание на входе. Т.к. мы рассчитываем трансформатор для DC->DC 48В в 400В, то ставим входное напряжение как в расчете. Откуда цифра взялась. В разряженном состоянии аккумулятор отдает 10.5В, дальше разряжать — снижать срок службы, умножаем на количество батарей (4 шт) и получаем 42В. Возьмем с запасом 40В. 48В берется из произведения 12В * 4 шт. 58В берется из соображения, что в заряженном состоянии батарея имеет напряжение 14,2-14,4В и по аналогии умножаем на 4.

2) Выделено синим.
а) ставим 400В, т.к. это запас для обратной связи по напряжению и для нарезки синуса необходимо минимум 342В
б) номинальный ток. Выбираем из соображения 2400 Вт / 220(230) В = 12А. Как видите везде я беру запас не менее 20%. Так поступает любой уважающий себя производитель качественной техники. В СССР такой запас был эталонный 25% даже для самых сложных условий. Почему 220(230)В — это напряжение на выходе уже чистого синуса.
в) минимальный ток. Выбирается из реальных условий, этот параметр влияет на размер выходного дросселя, поэтому чем больше минимальный ток, тем меньше дроссель, а значит и дешевле устройство. Я опять же выбрал худший вариант 1А, это ток на 2-3 лампочки или 3-4 роутеров.
г) падение на диодах. Т.к. у нас на выходе будут диоды быстродействующие (ultra-fast), то падение на них 0.6В в худших условиях (превышена температура).
д) диаметр провода. У меня некогда купленная катушка меди 20 кг на такой случай и как раз с диаметром 1 мм. Тут ставим тот, который у вас есть. Только более 1,18 мм ставить не советую, т.к. начнет сказываться скин-эффект

Скин-эффект

Скин-эффект — эффект уменьшения амплитуды электромагнитных волн по мере их проникновения вглубь проводящей среды. В результате этого эффекта, например, переменный ток высокой частоты при протекании по проводнику распределяется не равномерно по сечению, а преимущественно в поверхностном слое.
Если говорить не как гугл, а моим колхозным языком, то если взять проводник большого сечения, то он не будет использоваться полностью, т.к. токи на большей частоте протекают по поверхности, а центр проводника будет «пустой»

3) Выделено зеленым. Тут все просто — топология у нас планируется «полный мост» и выбираем ее.

4) Выделено оранжевым. Происходит процесс выбора сердечника, все интуитивно понятно. Большое количество стандартных сердечников уже есть в библиотеки, как и наш, но если что можно и добавить путем ввода габаритов.

5) Выделено фиолетовым. Выходные параметры с расчетами. Отдельным окном выделил коэф. заполнения окна, помните — не более 0,35, а лучше не более 0,3. Так же даны все необходимые значения: количество витков для первичной и вторичной обмотки, количество проводов ранее заданного диаметра в «косе» для намотки.
Так же даны параметры для дальнейшего расчета выходного дросселя: индуктивность и пульсации напряжения.

Теперь необходимо рассчитать выходной дроссель. Нужен он чтобы сгладить пульсации, а так же чтобы создать «равномерный» ток. Расчет проводится в программе того же автора и называется она DrosselRing 5.0 . Расчет для нашего трансформатора приведу:


Рисунок 7 — Расчет выходного дросселя для повышающего DC-DC преобразователя

В данном расчете все проще и понятнее, работает по тому же принципу, выходные данные: количество витков и количество проводов в косе.

Стадии изготовления

Теперь у нас есть все данные для изготовления трансформатора и дросселя.
Главное правило намотки импульсного трансформатора — все без исключения обмотки должны быть намотаны в одну сторону!

Стадия 1:

Рисунок 8 — Процесс намотки вторичной (высоковольтной) обмотки

Мотаем на каркас необходимое число витков в 2 провода диаметром 1 мм. Запоминаем направление намотки, а лучше отмечаем маркером на каркасе.

Стадия 2:

Рисунок 9 — Изолируем вторичную обмотку

Изолируем вторичную обмотку фторопластовой лентой толщиной 1 мм, такая изоляция выдерживает не менее 1000 В. Так же дополнительно пропитываем лаком, это еще +600В к изоляции. Если нету фторопластовой ленты, то изолируем обычным сантехническим фумом в 4-6 слоев. Это тот же фторопласт, только 150-200 мкм толщиной.

Стадия 3:

Рисунок 10 — Начинаем мотать первичную обмотку, распаиваем провода на каркас
Намотку проводим в одну сторону со вторичной обмоткой!

Стадия 4:

Рисунок 11 — Выводим хвост первичной обмотки

Доматывает обмотку, изолируем ее так же фторопластовой лентой. Желательно еще и пропитать лаком.

Стадия 5:


Рисунок 12 — Пропитываем лаком и распаиваем «хвост». Намотка обмоток окончена
Стадия 6:

Рисунок 13 — Завершаем намотку и изоляцию трансформатора киперной лентой с окончательной пропиткой в лаке

Киперная лента

Киперная лента — хлопчатобумажная (реже шёлковая или полушелковая) тесьма из киперной ткани шириной от 8 до 50 мм, саржевого или диагонального переплетения; суровая, отбельная или гладкокрашеная. Материал ленты отличается высокой плотностью за счет переплетения, он толще, чем у своего ближайшего аналога — миткалевой ленты — из-за использования более толстых нитей.
Спасибо википедии.

Стадия 7:


Рисунок 14 — Так выглядит законченный вариант трансформатора

Зазор 0,15 мм устанавливается в процессе склеивания, путем вкладывания между половинками сердечника подходящей пленки. Лучший вариант — пленка для печати. Сердечник склеивается клеем моментом (хорошим) или эпоксидной смолой. 1-й вариант на века, 2-й позволяет в случае чего разобрать трансформатор без повреждений, например, если понадобится домотать еще обмотку или добавить витков.

Намотка дросселя

Теперь по аналогии необходимо намотать дроссель, конечно мотать на тороидальном сердечнике сложнее, но такой вариант будет компактнее. Все данные у нас имеются из программы, материал сердечника распыленное железо или пермаллой. Индукция насыщения у данного материала 0,55 Тл.

Стадия 1:


Рисунок 15 — Обматываем кольцо фторопластовой лентой

Эта операция позволяет избежать случая с пробоем обмотки на сердечник, это бывает редко, но мы же за качество и делаем для себя!

Стадия 2:

Рисунок 16 — Наматываем нужное количество витков и изолируем

В данном случае количество витков не уместится в один слой намотки, поэтому необходимо после намотки первого слоя произолировать и намотать второй слой с последующей изоляцией.

Стадия 3:

Рисунок 17 — Изолируем после второго слоя и пропитываем лаком

Эпилог

Надеюсь моя статья научит вас процессу расчету и изготовлению импульсного трансформатора, а так же даст вам некоторые теоретические понятия о его работе и материалах из которого он изготавливается. Постарался не нагружать данную часть излишней теорией, все на минимуму и сосредоточиться исключительно на практических моментах. И самое главное на ключевых особенностях, которые влияют на работоспособность, таких как зазор, направления намотки и прочее.
Продолжение следует…

Импульсные трансформаторы (ИТ) являются востребованным прибором в хозяйственной деятельности. Часто устанавливают в блоки питания бытовой, компьютерной, специальной техники. Импульсный трансформатор своими руками создают мастера с минимальным опытом работы в области радиотехники. Что это за устройство, а также принцип работы будут рассмотрены далее.

Область применения

Задача импульсного трансформатора заключается в защите электрического прибора от короткого замыкания, чрезмерного увеличения значения напряжения, нагрева корпуса. Стабильность блоков питания обеспечена импульсными трансформаторами. Подобные схемы применяются в триодных генераторах, магнетронах. Импульсник применяется при работе инвертора, газового лазера. Данные приборы устанавливают в схемах в качестве дифференцирующего трансформатора.

Радиоэлектронная аппаратура основана на трансформаторной способности импульсных преобразователей. При использовании импульсного блока питания организовывается работа цветного телевизора, обычного компьютерного монитора и т. д. Помимо обеспечения потребителя током требуемой мощности и частоты, трансформатором выполняется стабилизация значения напряжения при работе оборудования.

Видео: Как работает импульсный трансформатор?

Требования к приборам

Преобразователи в блоках питания обладают рядом характеристик. Это функциональные устройства, имеющие определенную габаритную мощность. Они обеспечивают правильное функционирование элементов в схеме.

Импульсный бытовой трансформатор обладает надежностью и высоким перегрузочным порогом. Преобразователь отличается стойкостью к механическим, климатическим воздействиям. Поэтому схема импульсного блока питания телевизоров, компьютеров, планшетов. отличается повышенной электрической устойчивостью.

Приборы обладают небольшой габаритной характеристикой. Стоимость представленных агрегатов зависит от области применения, трудозатрат на изготовление. Отличие представленных трансформаторов от иных подобных приборов заключается в их высокой надежности.

Принцип работы

Рассматривая, как работает агрегат представленного типа, нужно понять отличия между обычными силовыми установками и устройствами ИТ. Намотка трансформатора имеет разную конфигурацию. Это две катушки, связанные магнитоприводом. В зависимости от количества витков первичной и вторичной намотки, на выходе создается электричество с заданной мощностью. Например, в трансформаторе преобразовывается напряжение 12 в 220 В.

На первичный контур подаются однополярные импульсы. Сердечник остается в состоянии постоянного намагничивания. На первичной намотке определяются импульсные сигналы прямоугольной формы. Интервал между ними во времени короткий. При этом появляются перепады индуктивности. Они отражаются импульсами на вторичной катушке. Эта особенность является основой принципов функционирования подобного оборудования.

Разновидности

Выделяют разные типы импульсной схемы силового оборудования. Агрегаты отличаются в первую очередь формой конструкции. От этого зависят эксплуатационные характеристики. По виду обмотки различают агрегаты:

Поперечное сечение сердечника бывает прямоугольное, круглое. Маркировка обязательно содержит информацию об этом факте. Также различают тип обмоток. Катушки бывают:

• Спиральные.
• Цилиндрические.
• Конические.

В первом случае индуктивность рассеивания будет минимальной. Представленный тип преобразователя применяется для автотрансформаторов. Намотка при этом выполняется из фольги или тенты из специального материала.

Цилиндрический тип обмотки характеризуется низким показателем рассеивания индуктивности. Это простая, технологичная конструкция.

Конические разновидности значительно уменьшают рассеивание индуктивности. Емкость обмоток при этом мало увеличивается. Изоляция между двумя слоями обмоток пропорциональна напряжению между первичными витками. Толщина контуров увеличивается от начала к концу.

Представленное оборудование отличается различными эксплуатационными характеристиками. В их число входят габаритная мощность, напряжение на первичной, вторичной обмотке, масса и размер. При указании маркировки учитываются перечисленные характеристики.

Преимущества

Блоки питания с импульсным устройством обладают массой достоинств перед аналоговыми приборами. Именно по этой причине их подавляющее большинство изготавливается по представленной схеме.

Трансформаторы импульсного типа отличаются следующими преимуществами:

1. Малый вес.
2. Низкая цена.
3. Повышенный уровень КПД.
4. Расширенный диапазон напряжения.
5. Возможность встроить защиту.

Меньшим весом конструкция обладает из-за увеличения частоты сигнала. Конденсаторы уменьшаются в объеме. Схема их выпрямления наиболее простая.

Сравнивая обычные и импульсные блоки питания, видно, что в последних потери энергии сокращаются. Они наблюдаются при переходных процессах. КПД при этом может составлять 90-98%.

Меньшие габариты агрегатов позволяют снизить затраты на производство. Материалоемкость конечного продукта значительно уменьшается. Запитывать представленные аппараты можно от тока с различными характеристиками. Цифровые технологии, которые применяются при создании малогабаритных моделей, позволяют применять в конструкции специальные защитные блоки. Они предотвращают появление короткого замыкания, прочие аварийные ситуации.

Единственным недостатком импульсных разновидностей устройств является появление высокочастотных помех. Их приходится подавлять различными методами. Поэтому в некоторых разновидностях точных цифровых приборов подобные схемы не используются.

Разновидности материалов

Представленное оборудование изготавливается из различных материалов. Создавая блоки питания представленного типа, потребуется рассмотреть все возможные варианты. Применяются следующие материалы:

1. Электротехническая сталь.
2. Пермаллой.
3. Феррит.

Одним из лучших вариантов является альсифер. Однако его практически не найти в свободной продаже. Поэтому, желая создать оборудование самостоятельно, его не рассматривают в качестве возможного варианта.

Чаще всего для создания сердечника применяется электротехническая сталь марок 3421-3425, 3405-3408. Магнитно-мягкими характеристиками известен пермаллой. Это сплав, который состоит из никеля и железа. Его легируют в процессе обработки.

Для импульсов, интервал которых находится в пределах наносекунды, используется феррит. Этот материал имеет высокое удельное сопротивление.

Расчет

Чтобы создать и намотать трансформаторные контуры самостоятельно, потребуется произвести расчет импульсного трансформатора. Применяется специальная методика. Сначала определяют ряд исходных характеристик оборудования.

Например, на первичной обмотке установлено напряжение 300 В. Частота преобразования равняется 25 кГц. Сердечник выполнен из ферритового кольца типоразмером 31 (40х25х11). Сначала потребуется определить площадь сердечника в поперечном сечении:

П = (40-25)/2*11 = 82,5 мм².

На основе полученных данных можно найти диаметр сечения провода, который потребуется для создания контуров:

Д = 78/181 = 0,43 мм.

Площадь сечения в этом случае равняется 0,12 м². Максимально допустимый ток на первичной катушке при таких параметрах не должен превышать 0,6 А. Габаритную мощность можно определить по следующей формуле:

ГМ = 300 * 0,6 = 180 Вт.

На основе полученных показателей можно самостоятельно рассчитать параметры всех составляющих будущего прибора. Создать трансформатор этого типа станет увлекательным занятием для радиолюбителя.

Подобный аппарат является надежным и качественным при правильной последовательности всех действий. Расчет проводится для каждой схемы индивидуально. При изготовлении подобного оборудования вторичная обмотка должна замыкаться на нагрузку потребителя. В противном случае прибор не будет считаться безопасным.

От типа сборки, материалов и прочих параметров зависит работа трансформатора. Качество схемы напрямую зависит от импульсного блока. Поэтом расчетам, выбору материалов уделяется высокое значение.

Интересное видео: Импульсный трансформатор своими руками

Рассмотрев особенности импульсных трансформаторов, можно понять их важность для многих радиоэлектронных схем. Создать подобное устройство самостоятельно можно только после соответствующего расчета.

Приведены образцы схем преобразования и выпрямления. На некоторых полях ввода программы и на некоторых результатах расчета, которые нуждаются в комментариях, размещены всплывающие подсказки.

Подробнее о программе

1. Основная работа в программе происходит в группе «Оптимизация».
Автоматический расчет применяется при выборе другого сердечника или при изменении любых исходных данных (за пределами группы «Оптимизация») для получения отправной точки при оптимизации намоточных данных трансформатора.

2. В группе «Оптимизация» при изменении значений с помощью стрелок старт оптимизации запускается автоматически.
Но если новое значение введено «вручную», то следует запускать оптимизацию этой кнопкой.

3. Для ШИМ-контроллеров задается частота, равная половине частоты задающего генератора микросхемы. Импульсы задающего генератора подаются на выходы по очереди, поэтому частота на каждом выходе (и на трансформаторе) в 2 раза ниже частоты задающего генератора.
Микросхемы IR2153, и подобные ей этого семейства микросхем, не являются ШИМ-контроллерами, и частота на их выходах равна частоте задающего генератора.
Не стоит гнаться за большой частотой. При высокой частоте увеличиваются коммутационные потери в транзисторах и диодах. Также при большой частоте из-за малого числа витков ток намагничивания получается слишком велик, что приводит к большому току холостого хода и, соответственно, низкому КПД.

4. Коэффициент заполнения окна характеризует, какую часть окна сердечника займет медь всех обмоток.

5. Плотность тока зависит от условий охлаждения и от размеров сердечника.
При естественном охлаждении следует выбирать 4 — 6 А/мм2.
При вентиляции плотность тока можно выбрать больше, до 8 — 10 А/мм2.
Большие значения плотности тока соответствуют маленьким сердечникам.
При принудительном охлаждении допустимая плотность тока зависит от интенсивности охлаждения.

6. Если выбрана стабилизация выходных напряжений, то первый выход является ведущим. И на него надо назначать выход с наибольшим потреблением.
Остальные выходы считаются по первому.
Для реальной стабилизации всех выходов следует применять дроссель групповой стабилизации.

7. При однополярном выпрямлении, несмотря на больший расход меди, имеет преимущество схема выпрямления со средней точкой, так как потери на двух диодах будут в 2 раза меньше, чем на четырех диодах в мостовой схеме.

8. Для правильной работы дросселя в выпрямителе после диодов перед дросселем не должно быть никаких конденсаторов! Даже маленького номинала.

9. На числах витков обмоток в результатах расчета помещены всплывающие подсказки с числом слоев, занимаемых обмотой.

10. На числах проводов в обмотках в результатах расчета помещены всплывающие подсказки с плотностью тока в обмотке.

****************************************************************************************

П О П У Л Я Р Н О Е:

Бесплатная программа AntWorks FotoAlbum поможет Вам без труда на компьютере создать свой фотоальбом.

Программа имеет простой и доступный интерфейс, имеется поддержка языковых модулей, множество графических форматов, комментарии для фотографии, с возможностью прикрепления звуковых файлов и других объектов, возможность убирания «красных глаз и многое другое…

Что такое: Габаритная мощность двигателя | Значение слова: Габаритная мощность двигателя | Габаритная мощность двигателя это

Габаритная мощность двигателя

Габаритная мощность двигателя это отношение мощности, развиваемой двигателем, к занимаемому им объёму в виде параллелепипеда, грани которого касаются крайних точек контура двигателя.

Единица габаритной мощности двигателя — кВт/м³.

Для чего нужна габаритная мощность двигателя?

Габаритная мощность двигателя пользуются для сравнения компактности конструкций двигателей транспортных машин.

Интересные похожие слова:

• Абразивные материалы, абразивы Абразивные материалы, абразивы это твёрдые порошкообразные вещества […]
• Шабрение, шабровка Шабрение, шабровка это отделочная обработка поверхности, предварительно […]
• Адиабатный двигатель Адиабатный двигатель это двигатель внутреннего сгорания без системы […]
• Ангидриды Ангидриды это химические соединения какого либо элемента с кислородом, […]
• Анилиновый чёрный Анилиновый чёрный это краситель, который образуется в результате окисления […]
• Аммониты Аммониты это порошкообразные, реже прессованные взрывчатые смеси на основе […]
• Автономный источник электропитания Автономный источник электропитания обеспечивает электроэнергией системы и […]
• Алюминий Алюминий это химический элемент, символ Аl (латинское Aluminium), атомный […]

Карта отключений электроэнергии во Флориде

Ошибка: для работы этого виджета требуется JavaScript.

Провайдер Отслеживаемые клиенты Клиентов вышли Последнее обновление
34,510 0 06.06.2021 4:24:38 AM GMT
60,837 0 06.06.2021 7:39:30 AM GMT
129,954 0 06.06.2021 3:24:50 GMT
181,584 0 06.06.2021 7:39:36 GMT
1875 102 100 06.06.2021 7:34:56 GMT
11 600 1 06.06.2021 7:39: 30 AM GMT
32,676 0 6.06.2021 3:44:37 AM GMT
5,181,087 118 06.06.2021 7: 39:36 AM GMT
32,753 0 05.06.202 1 21:14:32 GMT
112,115 12 6/6/2021 7:39:37 AM GMT
16,847 0 6 / 6/2021 7:39:34 AM GMT
20,920 3 06.06.2021 7:39:30 AM GMT
455,403 22 06.06.2021 7:39:36 AM GMT
496,783 0 06.06.2021 7:39:31 AM GMT
30,883 0 06.06.2021 7:39:28 GMT
80,000 0 05.06.2021 21:49:49 GMT
258,924 2 6/6/2021 7:39:38 AM GMT
218,848 90 003 0 06.06.2021 7:39:35 AM GMT
51,126 0 06.06.2021 2:25:01 AM GMT
38,148 0 06.06.2021 4:24:08 GMT
258,305 0 06.06.2021 7:39:31 GMT
50,267 0 06.06.2021 7:39:29 GMT
226820 0 06.06.2021 7:39:38 AM GMT
27,183 0 06.06.2021 7:39:29 AM GMT
53,055 0 14.05.2021 19:25:16 GMT
772,533 0 06.06.2021 6:34:15 GMT
19031 0 06.06.2021 7:39:29 GMT
0 0 20.12.2018 14:23:02 GMT
30,320 0 06.06.2021 00:34:47 GMT
227385 433 06.06.2021 7:39:34 GMT

U.Объяснение фактов S. Energy — потребление и производство

Соединенные Штаты используют различные источники энергии

Соединенные Штаты используют и производят множество различных типов и источников энергии, которые можно сгруппировать в общие категории, такие как первичные и вторичные, возобновляемые и невозобновляемые, а также ископаемые виды топлива.

Первичные источники энергии включают ископаемое топливо (нефть, природный газ и уголь), ядерную энергию и возобновляемые источники энергии.Электроэнергия — это вторичный источник энергии, который вырабатывается (производится) из первичных источников энергии.

Источники энергии измеряются в различных физических единицах: жидкое топливо в бочках или галлонах, природный газ в кубических футах, уголь в коротких тоннах и электричество в киловаттах и ​​киловатт-часах. В Соединенных Штатах британские тепловые единицы (британские тепловые единицы), мера тепловой энергии, обычно используются для сравнения различных типов энергии друг с другом. В 2020 году общее потребление первичной энергии в США составило около 92 943 042 000 000 000 британских тепловых единиц, или около 93 квадриллионов британских тепловых единиц.

Скачать изображение Потребление первичной энергии в США по источникам энергии, 2020 всего = 92,94 квадриллиона Британские тепловые единицы (БТЕ) ​​всего = 11,59 квадриллион БТЕ 2% — геотермальная энергия 11% — солнечная26% — ветровая 4% — отходы биомассы 17% — биотопливо 18% — древесина 22% — гидроэлектрическая биомасса 39% возобновляемая энергия 12% природный газ 34% нефть35% ядроэлектроэнергия9% уголь10% Источник: Управление энергетической информации США, Ежемесячный обзор энергетики, таблицы 1.3 и 10.1, апрель 2021 г., предварительные данные Примечание: сумма компонентов может не равняться 100% из-за независимого округления.

• Электроэнергия35,74квадроцикла
• транспорт
• промышленные22.10квадраты
• жилая 6,54квартальная
• коммерческий4.32комбинат

В 2020 году на электроэнергетический сектор приходилось около 96% от общего объема выработки электроэнергии коммунальными предприятиями США, почти вся эта энергия была продана другим секторам. ¹

Транспортный, промышленный, коммерческий и жилой секторы называются секторами конечного использования , потому что они потребляют первичную энергию и электричество, производимое электроэнергетическим сектором.

• промышленные
• транспорт
• жилая 11,53квартальная
• коммерческий 8,67квадратный

Общее потребление энергии секторами конечного потребления включает их использование первичной энергии, покупную электроэнергию и потери энергии электрической системы (преобразование энергии и другие потери, связанные с производством, передачей и распределением купленной электроэнергии) и другие потери энергии.

Источники энергии, используемые в каждом секторе, сильно различаются. Например, в 2020 году нефть обеспечивала примерно 90% потребления энергии транспортным сектором, но только 1% потребления первичной энергии сектором электроэнергетики. На приведенной ниже диаграмме показаны типы и объемы первичных источников энергии, потребляемых в Соединенных Штатах, объемы первичной энергии, используемые сектором электроэнергетики и секторами конечного использования энергии, а также розничные продажи электроэнергии сектором электроэнергетики потребителям. секторы конечного использования энергии.

Нажмите для увеличения

На диаграмме ниже показано годовое потребление первичной энергии с 1950 по 2020 год.

Внутреннее производство энергии было больше, чем потребление энергии в США в 2019 и 2020 годах

После рекордно высокого уровня производства и потребления энергии в США в 2018 году производство энергии выросло почти на 6% в 2019 году, в то время как потребление энергии снизилось примерно на 1%, при этом производство превышает потребление в годовом исчислении впервые с 1957 года.Общее производство энергии снизилось примерно на 5% в 2020 году, но по-прежнему было примерно на 3% больше, чем потребление: производство составило 95,75 квадрата, а потребление — 92,94 квадрата.

Ископаемые виды топлива — нефть, природный газ и уголь — составили около 79% от общего производства первичной энергии в США в 2020 году.

Структура потребления и производства энергии в США со временем изменилась

Ископаемые виды топлива преобладали в структуре энергетики США более 100 лет, но со временем эта структура изменилась.

Потребление угля в США достигло пика в 2007 году и составило около 1,13 миллиарда коротких тонн, а добыча угля достигла пика в 2008 году и составила около 1,17 миллиарда коротких тонн. Оба показателя снижались почти каждый год с тех пикового периода, в основном из-за снижения спроса на уголь в США для производства электроэнергии. Что касается общего энергосодержания угля, годовое потребление угля в США достигло пика в 2005 году и составило около 22,80 квадроциклов, а производство достигло пика в 1998 году — около 24,0 квадратов. Энергосодержание в общем годовом потреблении и производстве угля в целом снизилось с тех лет из-за снижения спроса на уголь, а также из-за увеличения доли использования угля с более низким содержанием тепла в электроэнергетике.В 2020 году потребление угля составило около 477 миллионов коротких тонн, что равно примерно 9,18 квадратов и является самой низкой процентной долей от общего потребления энергии в США, по крайней мере, с 1949 года. Добыча угля в 2020 году составила 534 миллиона коротких тонн — самый низкий показатель с 1965 года — и равна примерно до 10,69 квадрациклов.

Добыча природного газа (сухого газа) достигла рекордного уровня в 33,97 триллиона кубических футов (Tcf) или 93,06 миллиарда кубических футов в день (Bcf / день) в 2019 году. Добыча сухого природного газа была примерно на 2% ниже в 2020 году и составила около 33.44 триллиона кубических футов (91,36 млрд кубических футов в день), что составляет около 34,68 квадратов. Потребление природного газа в 2020 году составило около 83,28 млрд куб. Футов в день, что равно 31,54 квадратов и 34% от общего потребления энергии в США. Годовая добыча сухого природного газа в США с 2017 года превышает годовое потребление природного газа в США как по объему, так и по теплоносителю. Более эффективные методы бурения и добычи привели к увеличению добычи природного газа из сланцев и плотных геологических формаций. Увеличение производства способствовало снижению цен на природный газ, что, в свою очередь, способствовало увеличению использования природного газа в электроэнергетическом и промышленном секторах.

Годовая добыча сырой нефти в целом снизилась в период с 1970 по 2008 год. В 2009 году тенденция изменилась, и добыча начала расти, и в 2019 году добыча сырой нефти в США достигла рекордного уровня в 12,25 миллиона баррелей в день. Более экономичные технологии бурения и добычи помогли увеличить добычу, особенно в Техасе и Северной Дакоте. В 2020 году добыча сырой нефти в США снизилась примерно до 11,31 миллиона баррелей в день. Сильное падение спроса на нефть в США в марте и апреле 2020 года в результате реакции на пандемию COVID-19 привело к снижению U.С. нефтедобыча.

Жидкости на заводах по производству природного газа (NGPL) извлекаются из природного газа до того, как природный газ будет направлен в трубопроводы для передачи потребителям. Годовая добыча NGPL в целом увеличивалась с 2005 года, совпадая с увеличением добычи природного газа, и достигла рекордного уровня в 5,16 миллиона баррелей в день в 2020 году. NGPL являются крупнейшим источником добычи сжиженного углеводородного газа (HGL) в США. Ежегодный рост производства HGL с 2008 года способствовал снижению цен на HGL и увеличению U.S. Потребление (и экспорт) HGL.

Производство ядерной энергии на коммерческих атомных электростанциях в США началось в 1957 году, росло каждый год до 1990 года и в целом стабилизировалось после 2000 года. Несмотря на то, что в 2020 году было меньше действующих ядерных реакторов, чем в 2000 году, объем производства ядерной энергии в 2020 году составила 790 миллиардов киловатт-часов (кВтч), или 8,25 квадроцикла, что является вторым по величине рекордным значением после 2019 года. Сочетание увеличения мощности за счет модернизации электростанции и более коротких циклов перегрузки топлива и технического обслуживания помогло компенсировать сокращение количества ядерных реакторов и поддерживать относительно постоянный уровень годового U.С. Атомная выработка электроэнергии за последние 20 лет.

Производство и потребление возобновляемой энергии в 2020 году достигло рекордных значений — около 11,77 и 11,59 квадратов соответственно, в основном за счет рекордно высокого уровня производства солнечной и ветровой энергии. Производство гидроэлектроэнергии в 2020 году было примерно на 1% выше, чем в 2019 году, но примерно на 9% ниже, чем в среднем за 50 лет. Общее производство и потребление биомассы в 2020 году было на 10% ниже, чем самые высокие уровни, зарегистрированные в 2018 году. Использование геотермальной энергии в 2020 году было почти таким же, как самый высокий годовой уровень производства и потребления геотермальной энергии, зарегистрированный в 2014 году.

Последнее обновление: 14 мая 2021 г.

Фактическое влияние энергии ветра на общие затраты на производство электроэнергии и выбросы CO2

Чтобы правильно исследовать влияние энергии ветра, необходимо встроить ветряные турбины в более широкую энергосистему и взглянуть на общую картину. Невозможно изолировать ветряные турбины и их влияние от остальной энергосистемы; они взаимодействуют с производством электроэнергии всей энергосистемы.В этой статье представлен инструмент моделирования, который правильно моделирует ветровую энергию и ее непредсказуемость, и позволяет определить влияние ветровой энергии на стоимость производства электроэнергии и выбросы CO ₂ .

Имитационная модель использует смешанное целочисленное линейное программирование (MILP) и имеет характеристики расширенной модели обязательств единицы (UC). Модель учитывает широкий набор технических ограничений электростанций. Чтобы должным образом учесть ветроэнергетику и ее ограниченный непредсказуемый характер, был разработан специальный алгоритм.На первом этапе выполняется регулярная оптимизация объединенных коммуникаций на сутки вперед с учетом определенного прогноза ветровой энергии. На втором этапе выполняется отправка в реальном времени. Активированные растения отправляются каждый час в день с учетом фактической выработки энергии ветра. Вращающиеся резервы можно использовать для преодоления неверных прогнозов ветроэнергетики.

Этот метод применяется к тематическому исследованию для Бельгии (имеющей интересное разнообразие поколений). При моделировании используется подробная техническая информация о электростанциях, профили спроса и эмпирические данные нескольких ветряных станций.Ежегодно производятся точные оценки благотворного воздействия энергии ветра. Снижение затрат на топливо составляет около 56 тыс. Евро на МВт установленной ветроэнергетической мощности в год, в то время как сокращение выбросов CO ₂ достигнет уровня 1,26 кт CO ₂ , которого удалось избежать, опять же на МВт установленной ветроэнергетической мощности в год. . Ошибки прогноза скорости ветра, по-видимому, не оказывают значительного влияния на эту стоимость и сокращение CO ₂ .

Общая эффективность преобразования энергии фотосинтетическим пузырьком

Рецензент № 1:

В этой работе авторы рассчитывают эффективность захвата солнечной энергии бактериальным фотосинтетическим пузырьком на основе явной модели структуры фотосинтетического аппарата.В то время как для процесса сбора света и разделения заряда используется подробная квантово-механическая модель, для всех остальных последующих реакций используются кинетические модели. При интенсивности солнечного света 1-5% от полного солнечного света расчетная эффективность преобразования энергии находится в диапазоне от 0,12 до 0,04. Стехиометрия везикул оказывается неоптимальной для стабильной продукции АТФ и, по-видимому, адаптирована к «устойчивости функции».

В целом это хорошо написанная статья, однако есть некоторые серьезные проблемы в интерпретации, которые авторы должны учитывать.

1) Авторы предполагают, что субоптимальность АТФ-продукции Rba. Везикула Sphaeroides может играть роль в надежности ее функции. Согласно их интерпретации, уменьшение Q-пула может играть роль в накоплении окислительно-восстановительной энергии, накопленной в течение коротких периодов воздействия яркого света. Это будет работать, только если присутствует равное количество цитохрома с. Однако хинона на один-два порядка больше, чем цитохрома с, так откуда берутся электроны, которые уменьшают Q-пул?

Энергетическая буферная способность Q-пула, возникающая между поглощением света и синтезом АТФ, ограничена, как утверждает автор обзора, количеством электронов, доступных в фотосинтетическом аппарате, которые могут сдвинуть хинон-хиноловый баланс.Однако баланс хинон-хинол может быть изменен также посредством окислительно-восстановительных реакций, связывающих хроматофор с окислительно-восстановительными пулами в цитоплазме клетки с помощью мембраносвязанных ферментов, перечисленных ниже и в тексте. Текущая структурная модель (представленная на рисунке 1) не включает такие ферменты и, следовательно, не может учитывать достаточную буферную способность Q-пула. Поскольку накопление энергии в случае световых флуктуаций не является важным результатом нашего исследования, мы следуем предложению рецензента и удалили из рукописи интерпретацию, касающуюся эффекта буферизации (последнее предложение Резюме; Введение; Результаты; Обсуждение; Материалы и методы.

Как утверждает рецензент, окислительно-восстановительная буферная способность Q-пула зависит от электронов, имеющихся в хроматофоре для восстановления хинона в хинол. При рассмотрении компонентов хроматофора, показанных на рисунке 1, максимально доступно только ограниченное количество электронов: 24 от RC, 20 от cyt. c ₂ , а из комплекса bc ₁ с уже загруженными хинолами 16, всего 60. Эти электроны могут способствовать образованию не более 30 хинолов, которые становятся доступными в bc ₁ комплекс для образования протонного градиента.Как указывает рецензент, невозможно объяснить буферную емкость свободной энергии хроматофора, имеющую отношение к изменениям интенсивности света, по сравнению с настоящей моделью без дополнительных хинолов.

Однако в реальном хроматофоре механизм, с помощью которого регулируется окислительно-восстановительное состояние Q-пула, включает также обмен электронами с сукцинатным / фумаратным пулом в цитоплазме клетки через фермент сукцинатдегидрогеназу; кроме того, НАДН-дегидрогеназа и цитохром-с-оксидаза облегчают реакции электронного обмена с Q-пулом.Вклад этих реакций в окислительно-восстановительную регуляцию Q-пула в настоящее время не совсем понятен, и соответствующие ферменты не разрешены в текущей структурной модели хроматофора, показанной на рисунке 1. Таким образом, в текущем описании хроматофорных процессов окислительно-восстановительные процессы состояние Q-пула учитывается в соответствии с уравнениями 14–18 эвристическим способом. Для пояснения добавлен дополнительный схематический рисунок (рисунок 5) вместе с соответствующим текстом (раздел 4.1, последний абзац) в материалах и методах введения недостающих ферментов. Роль этих ферментов обсуждается в: Введение, пятый и шестой параграфы; раздел 2.2, пятый абзац; Обсуждение, четвертый абзац; раздел 4.1, последний абзац; Рисунок 5; подраздел «Этап I: Поглощение света, передача энергии возбуждения и образование хинола», одиннадцатый абзац; подраздел «Этап II: Диффузия носителей заряда и оценка времени цикла τRC (I)», пятый абзац. Этот вопрос дополнительно обсуждается в примечании после ответа №1.4 ниже.

2) Эволюция действовала не на уровне отдельных хроматофоров, а на жизнеспособность интактного организма.

Конечно, мы согласны с рецензентом и приносим свои извинения за «небрежный» язык, использованный в нашей исходной рукописи. Как утверждает рецензент, эволюция влияет на репродуктивную способность всего организма. Тем не менее, повышение жизнеспособности организма часто является результатом повышения эффективности отдельных клеточных компонентов (c.f. цитаты во введении, третий абзац; раздел 2.2, последний абзац), хотя прямую связь между эффективностью компонентов и репродуктивной пригодностью обычно трудно установить. Это различие разъясняется в тексте в вышеупомянутых параграфах (Введение, третий параграф; раздел 2.2, первый параграф).

3) Авторы используют значения эффективности, не уточняя, что именно они означают. Я предполагаю, что они имели в виду определенное числовое значение для «дельта-Gp» (т.е.е. стандартная свободная энергия гидролиза АТФ), а затем рассчитать эффективность как отношение теплотворной способности фотонов к свободной энергии соответствующего гидролиза АТФ. Однако это следует сделать явным. Кроме того, они время от времени переключаются с кислородного на аноксигенный фотосинтез (например, Обсуждение, первый абзац), что неуместно, потому что при кислородном фотосинтезе большая часть сохранения энергии идет на окислительно-восстановительную энергию (т. Оценки того, что аноксигенный фотосинтез имеет эффективность свободной энергии порядка 10%, уже доступны в течение длительного времени (Hellingwerf, K.J., Crielaard, W., & Westerhoff, H.V (1993). Сравнение фотосинтеза на основе сетчатки и хлорофилла: биотермокинетическое описание фотохимических реакционных центров. Современные тенденции в биотермокинетике (стр. 45-52) Спрингер).

Различные определения эффективности преобразования энергии сравниваются и обсуждаются в: Материалы и методы, первый абзац; подраздел «Стадия III: синтез АТФ», второй абзац, особенно в параграфе, следующем за определением общей эффективности преобразования η _ATP в уравнении (20).

Следуя предложению рецензента, мы удалили вводящее в заблуждение сравнение с фотосинтезом растений из раздела «Обсуждение».

Мы также цитируем теперь работу (Hellingwerf, 1993), которая предоставила раннюю оценку максимального значения эффективности преобразования фотосинтеза в Rba. sphaeroides (раздел 2.1, третий абзац). Основной целью нашего исследования является не только установить значение эффективности, но (i) продемонстрировать, что значение эффективности может быть достигнуто за счет общей молекулярной структуры хроматофора; (ii) обсудить зависимость скорости производства и эффективности АТФ от условий освещения; (iii) определить степень оптимизации преобразования энергии в зависимости от стехиометрии.

4) Кроме самого LH / RC, нигде при моделировании не учитывается реакция на утечку. Два примера, которые было бы очень уместно принять во внимание, это: (а) сокращение переноса электронов в комплексе цитохрома b / c1, которое может произойти, если второй электрон хинола также напрямую переносится на белок Риеске и ( б) пассивная утечка протонов через мембрану хроматофора (которая может очень сильно зависеть от белкового состава везикул из-за эффектов кривизны).С этим связан тот факт, что авторы, кажется, предполагают, что транспорт протонов просто приводит к изменению pH (см. Обсуждение подкисления), тогда как предположительно энергетическая связь между системой протонной перекачки и АТФ-синтазой осуществляется через трансмембранный градиент электрического потенциала.

Упомянутые рецензентом реакции на утечку неизбежно должны существовать, но из-за отсутствия достаточных данных мы не учитываем их в текущей модели. Это упущение не меняет первичных выводов, касающихся взаимосвязи структура-функция хроматофора везикулы с учетом структурно разделенных компонентов (Lh3, Lh2, RC, bc ₁ , АТФ-синтаза) и cyt c ₂ .Для описания стационарной кинетики, основанной на эффектах ограничения скорости в системе, не обязательно полезно или информативно пытаться учесть каждый подпроцесс в системе. Тем не менее, мы обсуждаем сейчас для удобства читателя наличие реакций на утечку, как предлагает рецензент (Введение, шестой абзац; Обсуждение, пятый абзац).

Кроме того, мы также еще раз подчеркиваем, что протонный градиент включает в себя разность электрических потенциалов. Однако упоминание в тексте «протонного градиента и разности электрических потенциалов» или тому подобного делает чтение текста громоздким; читатели поймут, что имеется в виду, если после первого более полного описания мы будем ссылаться в следующей части текста исключительно на «протонный градиент».

Изменение направления электронов в комплексе bc ₁ , упомянутое рецензентом как утечка, на самом деле является более сложным процессом, приводящим к нежелательным окислительно-восстановительным продуктам, например к превращению кислорода в супероксид, который необходимо контролировать. например, через супероксиддисмутазу, и вызывает больше проблем, чем просто утечка энергии (Rottenberg et al., J. Biol. Chem., 2009; 284: 19203-19210). Такое изменение маршрута явно выходит за рамки настоящего исследования, которое помогает избежать обсуждения многочисленных побочных реакций и сосредоточить внимание на процессах, возникающих через структурно разрешенные фотосинтетические компоненты хроматофора.

Поскольку более одного рецензента поднимали вопрос о возможном включении периферических клеточных процессов в существующую модель преобразования энергии хроматофора, мы хотели бы отметить здесь, что мы считаем упрощения из-за игнорирования таких процессов преимуществом нашей модели, а не недостатком. . Акцент на фотосинтетических процессах, основанный на известных структурных деталях, приводит к четкой интерпретации. Тем не менее, периферические процессы, связанные с различными трансмембранными ферментами, теперь перечислены для читателя в нескольких частях текста, в том числе на новом рисунке (Рисунок 5).В частности, не рассматриваются процессы подвижности жгутиков, синтеза НАД (Ф) Н, связывания с пулом сукцинат / фумарат, а также протекание реакции. Из этих процессов связь с подвижностью жгутиков, вероятно, составляет самый большой канал потребления в активном состоянии. Кроме того, рассматривается стационарная модель, чтобы не моделировать явно диффузию хинона / хинола, цитохрома c ₂ и протонов, а скорее представлять соответствующие концентрации через их средние значения.Усилия по моделированию начинают учитывать эти процессы диффузии, но достижимые в настоящее время временные рамки (~ 150 нс) недостаточны для учета диффузионного режима (Chandler, et al., 2014. Сбор света пластинчатыми хроматофорами в Rhodospirillum photometricum . Biophys. J., 106: 2503). Стационарный подход позволяет нам успешно учитывать основную функцию хроматофора, определяя скорость синтеза АТФ, общую эффективность преобразования энергии и насыщение светособирающей способности, как показано на рисунках 2 и 3.Чтобы решить проблемы рецензентов в интересах читателя, мы подробно обсуждаем, как уже упоминалось в ответе № 1.1, недостающие компоненты преобразования энергии хроматофора, отсутствующие в текущей модели во введении, пятом и шестом параграфах; раздел 2.2, пятый абзац; Обсуждение, четвертый абзац; раздел 4.1, шестой абзац; подраздел «Этап I: Поглощение света, передача энергии возбуждения и образование хинола», одиннадцатый абзац; подраздел «Этап II: Распространение носителей заряда и оценка времени цикла τRC (I)», пятый абзац, а также на дополнительном рисунке (Рисунок 5).

5) Что именно атомистическое описание процесса сбора и улавливания света способствует расчету эффективности? Может ли процесс передачи энергии и захвата не быть зафиксирован единой эффективной константой скорости, которая является функцией доли открытых и закрытых ловушек и отношения Lh3 к RC-Lh2. См. Многие предыдущие статьи по этой теме: Vredenberg and Duysens, Duysens CIBA Foundation, Den Hollander et al., Trissl et al., Joliot cs etc.

Рецензент поднимает важный вопрос: какое значение имеет структурная биология клетки для понимания клеток; делали прошлые знания, подобные тем, которые были получены более пяти десятилетий назад Вреденбергом и Дуйсенсом и упомянуты рецензентом (Nature 197: 355-357, 1963; doi: 10.1038 / 197355a0) сегодня не хватает? В целом, кажется, широко признано, что биологическое знание заново интерпретируется с точки зрения недавно открытой структуры клеточных компонентов на атомном уровне, поскольку они обеспечивают дальнейшее решенное и более фундаментальное понимание клеточной биологии. Таким образом, авторы считают себя вполне оправданными в описании фотосинтеза, включая сбор света, в данном случае на основе структуры атомного уровня аппарата, установленной в недавней работе. Они также убеждены, что, учитывая фундаментальную роль светособирающего устройства, большие достижения в структурной биологии и квантовой физике конечных температур флуоресцентных систем, кажется естественной целью разработать с нуля кинетику светособирающего устройства, а не использовать его. эвристические описания периода, когда детали структуры светособирающих белков и их расположение не были известны.Тем не менее, мы с радостью следуем предложению рецензента и цитируем некоторые из оригинальных открытий теперь также напрямую (Введение, девятый абзац; раздел 2.1, шестой абзац). Авторы благодарны рецензенту за понимание связи более ранних работ голландских мастеров фотосинтеза и современной картины структуры и функций фотосинтетического аппарата с высоким разрешением.

Рецензент № 2:

Рукопись Сенера и его сотрудников представляет модель хроматофора Rhodobacter sphaeroides.Модель описывает, как освещение суспензии хроматофора приводит к продукции АТФ. Конечная цель моделирования — понять, как выход АТФ связан с интенсивностью света. Основное достоинство модели состоит в том, что она объединяет квантовую физику поглощения / обработки света с химией синтеза АТФ. Модель дает разумные значения выхода АТФ в ответ на слабый свет, который физиологичен для этих бактерий. Разработка такой глобальной модели, охватывающей события на временном отрезке 14 порядков, потребовала определенных упрощений, что и понятно.К сожалению, по мнению автора, упрощения не позволяют сделать физиологически релевантные выводы из моделирования, по крайней мере, на данном этапе.

Тем не менее, сама модель — большое достижение, и рукопись заслуживает публикации, хотя и с некоторыми поправками.

1) Поскольку физиологическая значимость полученных результатов сомнительна, основным результатом этого исследования, по-видимому, является сама модель. Поэтому описание модели нужно перенести из «Материалы и методы» в «Результаты».В противном случае рукопись будет непонятной, учитывая, что формат eLife подразумевает Материалы и методы после Результатов. В этом случае раздел «Материалы и методы» должен содержать только технические / чисто методические моменты; дополнительные материалы, по крайней мере частично, также можно переместить в раздел «Материалы и методы».

Мы благодарим рецензента за предложение перенести материал нашего текста между результатами, материалами и методами и дополнительными материалами. Хотя это могло бы улучшить чтение в случае, если читатели следят за текстом каждый раз от начала до конца, читатели сегодня знакомы с разделом «Результаты / Материалы и методы / дополнительные материалы» статей в научных журналах, таких как eLife , и знают, как прыгать. между этими разделами для получения информации о методологических деталях.Мы выбрали данный раздел, поскольку читатель может легче найти информацию о фактических выводах нашего исследования в нынешнем формате. Читателя также просят прочитать раздел «Материалы и методы», прежде чем переходить к разделу «Результаты» («Результаты», первый абзац; «Материалы и методы», первый абзац).

Мы также хотели бы подчеркнуть, что структура хроматофора, «модель», не единственный результат нашего исследования; Другой ключевой результат — взаимосвязь структура-функция всего хроматофора.Это соотношение связывает общую структуру хроматофора со скоростью синтеза АТФ и эффективностью преобразования энергии.

2) В текущей упрощенной модели отсутствуют два важных модуля, которые, надеюсь, будут добавлены в будущем. Это протонодвижущая сила и обратимая НАДН-дегидрогеназа. Авторы признают отсутствие этих модулей, но не рассматривают в полной мере последствия их отсутствия. Это нужно делать в Обсуждении.

Конкретные недостатки текущей модели, включая, в частности, отсутствие компонента НАДН-дегидрогеназы, теперь более подробно обсуждаются в тексте, как упоминалось выше после комментариев рецензента № 1 в (Введение, пятый и шестой абзацы ; раздел 2.2, абзац пятый; Обсуждение, четвертый абзац; раздел 4.1, шестой абзац; подраздел «Этап I: Поглощение света, передача энергии возбуждения и образование хинола», одиннадцатый абзац; подраздел «Этап II: Распространение носителей заряда и оценка времени цикла τRC (I)», пятый абзац), а также на дополнительном рисунке (Рисунок 5).

Градиент протонов исключен из анализа, поскольку миграция протонов из комплекса bc ₁ к АТФ-синтазе не является определяющей скоростью в везикулах хроматофора; мы комментируем ожидаемую, быструю скорость миграции протонов в хроматофорах в тексте (раздел 4.2, абзац четвертый).

3) В отсутствие этих двух модулей авторы заключают, что «скорость преобразования энергии в хроматофоре, по-видимому, ограничена в первую очередь cytbc ₁ » и что «cytbc ₁ -ограниченная кинетика предотвращает перепроизводство протонов. в условиях постоянного высокого освещения… тем самым защищая хроматофор от чрезмерного окисления его внутренней части и обеспечивая целостность везикул в условиях высокой освещенности ».

У настоящих фототропных бактерий ситуация более сложная.

Как упоминалось в выпуске № 2.2, теперь мы подробно обсуждаем в тексте сложность связи между процессами преобразования энергии хроматофора и цитоплазматическими процессами в клетке, чему способствует НАДН-дегидрогеназа, сукцинатдегидрогеназа и другие ферменты (Введение, пятый и шестой абзацы). ; раздел 2.2, пятый абзац; Обсуждение, четвертый абзац; раздел 4.1, шестой абзац; подраздел «Этап I: Поглощение света, передача энергии возбуждения и образование хинола», одиннадцатый абзац; подраздел «Этап II: Диффузия носителей заряда и оценка время цикла τRC (I) », пятый абзац; новый добавленный рисунок, рисунок 5).В частности, ограничивающая скорость роль bc ₁ и его связь с отсутствующими модулями хроматофора подчеркивается в разделе «Обсуждение» (четвертый абзац; раздел 4.1, последний абзац).

Очевидно, функция фотосинтетического аппарата, такого как бактериальный хроматофор или тилакоид хлоропласта, заключается в производстве АТФ и НАД (Ф) Н. В тилакоидах молекулы НАД (Ф) Н образуются путем прямого восстановления НАД (Ф) + фотосистемой I. В Rb. sphaerides, окислительно-восстановительный потенциал РЦ слишком высок для генерации НАД (Ф) Н.Следовательно, NAD (P) H продуцируется путем обращения дегидрогеназы NAD (P) H. Для реверсии требуется (1) высокая протонодвижущая сила и (2) уменьшенный пул убихинола. Следовательно, чрезмерное восстановление пула убихинола в Rb. sphaeroides является предпосылкой для производства NAD (P) H; это должно повысить общую эффективность системы. Кроме того, чрезмерному окислению внутренней части препятствует не чрезмерное восстановление пула убихинона, а высокая чувствительность cytbc ₁ к мембранному потенциалу.Высокое напряжение, необходимое для управления восстановлением NAD (P) + (см. Выше), резко замедляет оборот cytbc ₁ , по существу блокируя его оборот при напряжениях выше 150 мВ. Следовательно, при высоких физиологических значениях протонодвижущей силы оборот cytbc ₁ существенно ограничивается разрядом протонов, в частности, через АТФ-синтазу и обратную НАД (Ф) Н дегидрогеназу. Работа cytbc ₁ близко к равновесию дополнительно увеличивает эффективность преобразования энергии.

Рецензент поднимает много вопросов о производстве NAD (P) H. Мы позволили себе включить этот комментарий в текст (Введение: шестой абзац; Результаты: раздел 2.2, пятый и шестой абзацы; Обсуждение: четвертый абзац) и добавили соответствующее Благодарность. Как уже указывалось в комментариях к рецензенту №1 выше, мы подчеркиваем роль цитоплазматических окислительно-восстановительных реакций в новом тексте во всех разделах текста и указываем на важную функцию этих реакций в регулировании окислительно-восстановительного состояния Q-пула хроматофора. .

Рецензент допускает, что данные по синтезу НАД (Ф) Н в Rb. sphaeroides слишком малочисленны, чтобы их можно было использовать для проверки модели. Соответственно, авторы протестировали свою модель, используя более обширные данные, которые были получены с суспензиями хроматофоров в отсутствие NAD (P) +, в экспериментах, в которых изучалась функция RC, cytbc ₁ и / или АТФ-синтазы. . И все же обсуждение физиологических последствий данной модели должно быть резко сокращено как вводящее в заблуждение.Физиология может быть обсуждена в дальнейших публикациях после того, как мембранный потенциал и синтез НАД (Ф) Н будут явно включены в модель.

Как указывалось выше, мы добавили подробные обсуждения, основанные на комментариях рецензентов, относительно сложности процессов преобразования энергии хроматофора; читатель хорошо осведомлен о наличии родственных цитоплазматических процессов в клетке; и интерпретация о емкости буферизации в системе была удалена (см. проблему # 1.1). В частности, были изменены следующие отрывки: последнее предложение Резюме; Введение, пятый абзац; раздел 2.2, четвертый и пятый абзацы; Обсуждение, второй и третий абзацы; раздел 4.2, четвертый абзац. Тем не менее, мы настаиваем на подробном обсуждении последствий текущей структурно-функциональной модели, подробно информируя читателя об ограничениях настоящего исследования.

Вместо этого в разделе «Обсуждение» следует включить сравнение данной модели с более ранними моделями хроматофорных систем (например,грамм. из группы Хелмса) и использованные подходы.

Работа Гейера и Хелмса уже цитировалась и обильно обсуждалась в тексте, в частности, их вывод о том, что первичная лимитирующая стадия в хроматофоре проистекает из оборота cyt bc ₁ . Мы добавляем дальнейшее сравнение в раздел «Обсуждение» (пятый абзац).

Рецензент № 3:

Авторы представляют важное теоретическое исследование эффективности и ограничений фотосинтетического хроматофорного комплекса пурпурных бактерий.Эта светособирающая система представляет большой интерес как модельная система, которая содержит множество характерных свойств, присущих всем естественным светособирающим системам. Эта работа является продолжением длинной череды первоклассных статей, опубликованных авторами по этой теме, она очень хорошо написана и заслуживает публикации в ее нынешнем виде.

Кажется, есть незначительное несоответствие в используемых единицах интенсивности. Во втором абзаце раздела 4.2 авторы определяют интенсивность света I в единицах [фотоны, поглощенные в секунду], тогда как интенсивность света часто определяется в единицах [фотоны, поглощенные на квадратный метр в секунду].Согласно определению, эта интенсивность на самом деле является мощностью, которую в радиометрии также называют «лучистым потоком». Это контрастирует с более традиционным определением интенсивности в подписи к рисунку 2, где используются единицы [Вт на квадратный метр]. Было бы полезно уточнить эти различные определения.

Мы благодарим рецензента за указание на потенциальный источник путаницы (а также за соответствующий следующий комментарий). Текст был изменен, чтобы уточнить определение I (фотоны / с, поглощенные целым пузырьком), как обсуждалось в (раздел 4.2, второй и третий абзацы).

В третьем абзаце раздела 4.2 авторы переходят к определению «я» как «освещение», что может еще больше запутать читателя. В идеале, можно было бы использовать «лучистый поток» или «поглощенную световую мощность» или подобную терминологию, или, в качестве альтернативы, дать определение «освещению».

Следуя предложению рецензента, мы называем величину «I» в тексте «поглощенной световой мощностью».

Объяснение, приведенное в четвертом и пятом абзацах раздела 2.2 для субоптимальных (nB, nRC) значений в везикулах, адаптированных к слабому освещению, является привлекательным, но, по-видимому, не подтверждается расчетами. Несмотря на то, что модель применима только в установившемся состоянии, возможно ли выполнить простое моделирование, чтобы поддержать эту интерпретацию, даже качественно?

Мы благодарны рецензенту за указание на эту проблему, которая также обсуждалась в ответе на проблему № 1.1. Мы признаем, что наша текущая стационарная модель не может дать количественные заключения о реакции системы на изменяющиеся условия освещения и соответствующий эффект накопления энергии и буферизации для прерывистых темных периодов.Соответствующее обсуждение (раздел 2.2, четвертый и пятый параграфы) изменено, чтобы отразить этот момент. См. Наш расширенный ответ рецензенту 1, проблема №1. Однако моделирование нестационарного состояния в настоящее время является недопустимым с точки зрения вычислений, поскольку необходимо моделировать явную пространственную динамику носителей заряда и хинонов / хинолов в хроматофоре, что выходит за технически осуществимый предел.

Выбор начального условия, принятый в уравнении 9, возможно, может быть чрезмерно упрощенным, потому что каждый комплекс (Lh3, Lh2 и RC) не обязательно имеет один и тот же спектр поглощения, поскольку на данной длине волны вероятность поглощения фотона равна не то же самое для каждого комплекса.В этом случае начальное условие должно зависеть от длины волны. Хотя авторы заявляют, что квантовый выход не сильно зависит от выбора P (0), конкретный пример, демонстрирующий это, был бы полезен.

После уравнений (8) и (9) добавлено обсуждение, определяющее квантовый выход q в терминах начального состояния P (0) и объясняющее, что вариации P (0) влияют на q только примерно на 3%. В тексте говорится, что этот результат был продемонстрирован в (Seneret al., 2007, PNAS, 104: 15723), поэтому зависимость q от длины волны в дальнейшем не рассматривается.

[Примечание редакции: до принятия были запрошены дополнительные исправления, как описано ниже.]

На основании отчетов рецензентов отредактированной рукописи требуются лишь относительно незначительные дополнительные изменения. Рецензент №2 обеспокоен тем, что некоторые вопросы не были полностью решены в редакции. Ниже я перечисляю основные моменты.

1) Рецензент утверждает, что «модель вообще не учитывает производство НАДН.«Следовательно,« никакие утверждения об эффективности преобразования энергии не могут быть сделаны с текущей моделью ». Рецензент обеспокоен тем, что вопрос производства NADH и его влияние на модель и его оценка не обсуждаются должным образом, и советует« прочитать первичная литература о механизме производства НАДН и ссылки на эту литературу (в настоящее время они относятся только к статье Кламта и др., где бактериальный фотосинтез моделировался с использованием нескольких десятков параметров, которые более или менее свободно варьировались).В первичной литературе описывается, как НАДН-дегидрогеназа производит НАДН, управляя обратным (восходящим) переносом электронов от пула убихинона к НАД + с помощью мембранного потенциала. Этот механизм отличается от производства НАД (Ф) Н в зеленых растениях, где НАД (Ф) + непосредственно восстанавливается фотовозбужденными электронами в реакции, которая не зависит от мембранного потенциала. Зависимость производства NADH под действием света от мембранного потенциала, специфичного для Rhodobacter и других пурпурных фототрофных бактерий, должна была повлиять на свойства их механизмов преобразования энергии.»

Рекомендуемое действие: хотя я не считаю отсутствие производства НАДН фундаментальным недостатком модели (в конце концов, все модели являются неполными), этот момент следует прояснить для читателя. Выводы, сделанные на основе модели, должны быть соответствующим образом квалифицированы. В частности, при обсуждении эффективности преобразования энергии следует указать соответствующие ограничения модели.

Мы были удивлены ответом рецензента, поскольку присутствие продукции НАДН, а также необходимость его моделирования в будущих исследованиях неоднократно указывались в исправленной рукописи, а также обсуждались, почему его нельзя учесть в текущем исследовании из-за отсутствие соответствующих белков из текущих структурных данных.В частности, мы заявили, что наша модель с помощью уравнений (15-19) описывает зависимость от интенсивности света окислительно-восстановительного состояния пула хинон / хинол, которое происходит в результате преобразования хинон-хинол с участием НАДН-дегидрогеназы наряду с другими окислительно-восстановительными факторами; таким образом, влияние окислительно-восстановительных факторов в настоящее время учитывается эвристически в отсутствие структурных данных. Теперь мы дополнительно подчеркнули эту проблему и связанные с ней недостатки модели в основном тексте в следующих местах: Введение, шестой абзац; Обсуждение, четвертый абзац; Раздел 4.1 последний абзац; раздел 4.2, последний абзац; подраздел «Этап I: Поглощение света, передача энергии возбуждения и образование хинола», абзац девятый; подраздел «Этап II: Диффузия носителей заряда и оценка времени цикла τRC (I)», первый абзац.

2) Рецензент также просит четко указать, что «экспериментальные данные, которые использовались для тестирования модели, были получены не с хроматофорами in vivo», а для «искусственной системы — суспензии хроматофоров в pH-буфере, в присутствии доноров электронов и окислительно-восстановительных медиаторов, но в отсутствие физиологических соединений, таких как НАД + / НАДН (система Даттона / Крофтса).»

Рекомендуемое действие: Укажите на различие между экспериментами in vitro и более сложной ситуацией in vivo.

Это различие и возросшая сложность ситуации in vivo теперь подчеркивается в тексте по адресу: раздел 4.1, конец первого абзаца.

3) Рецензент также утверждает, что следует обсудить эффект трансмембранного протонного градиента, который явно не включен в модель. Автор обзора подчеркивает, что проблема заключается не в «миграции протона из комплекса bc ₁ в АТФ-синтазу», а в протонодвижущей силе.

Рекомендуемое действие: Обсудите вопрос о протонодвижущей силе. Изучите, на какие выводы может повлиять явное рассмотрение PMF в модели, и дайте им соответствующую оценку. Если ни один из выводов не будет затронут, заявите, что модель устойчива по отношению к пренебрежению явным моделированием PMF.

Мы добавили дополнительный текст в разделы «Обсуждение» (шестой абзац) и «Методы» (подраздел «Этап I: Поглощение света, передача энергии возбуждения и образование хинола», одиннадцатый абзац), чтобы подчеркнуть, что модель преобразования энергии не требует явного рассмотрения протона. шагов транслокации и устойчив по отношению к пренебрежению явным моделированием PMF в его предсказании оборота и эффективности АТФ.

4) Рецензент предлагает добавить описание модели в раздел «Результаты».

Как уже указывалось в нашем последнем документе, в отношении четвертого вопроса мы предпочли бы сохранить разделение между результатами, методами и дополнительной информацией в существующей форме.

https://doi.org/10.7554/eLife.09541.014

Business Apps | Примечания к Microsoft Power Apps

Теперь каждый может быстро создавать приложения с низким уровнем кода и делиться ими с помощью Microsoft Power Apps.

Узнайте, как все разработчики могут быстро создавать сложные приложения с помощью кодирования на естественном языке в Power Fx.

Прочтите блог

Присоединяйтесь к нам на Build 2021, чтобы увидеть, как команды разработчиков Fusion влияют на инновационные организации.

Прочтите блог

Простое создание приложений профессионального уровня

Повысьте гибкость своей организации за счет быстрого создания приложений с низким уровнем кода, которые модернизируют процессы и решают сложные задачи.

Быстрое начало работы

Предоставьте своей команде возможность сразу же приступить к созданию и запуску приложений, используя готовые шаблоны, простоту перетаскивания и быстрое развертывание, а затем внедрять непрерывные улучшения по мере необходимости.

Создавайте приложения без компромиссов

Предоставьте каждому возможность создавать приложения, которые им нужны, с расширенными функциями, ранее доступными только профессиональным разработчикам, включая предварительно созданные компоненты ИИ.

Обеспечьте расширяемость для разработчиков

Предоставьте профессиональным разработчикам инструменты для беспрепятственного расширения возможностей приложений с помощью функций Azure и настраиваемых соединителей на проприетарные или локальные системы.

Быстро внедряйте инновации для быстрых результатов

Признанный лидер

Изучите руководящие принципы, прочитав «Лидеры приложений: мастерское корпоративное мышление для восстановления после коронавируса».

Прочтите отчет

Признанный лидером в Магическом квадранте Gartner 2020 года для корпоративных платформ приложений с низким кодом, Microsoft делает разработку приложений доступной для всех.

Прочтите отчет

Прочтите, почему Forrester считает, что Microsoft собирается встряхнуть платформы с низким кодом.

Прочтите отчет

Узнайте, почему Forrester признал Microsoft лидером в области Forrester Wave ™: платформы разработки с низким уровнем кода для профессиональных разработчиков, второй квартал 2021 года.

Прочтите отчет

Power Apps стимулирует трансформацию бизнеса

Узнайте, как компании сократили затраты на разработку и повысили общую эффективность с помощью Power Apps, из этого исследования Total Economic Impact ™, проведенного по заказу Forrester Consulting.

Снижение затрат на разработку приложений

Среднее повышение продуктивности сотрудников в сфере бизнеса

Прочитать исследование Посмотреть вебинар

Результаты для объединенной организации на основе опрошенных клиентов.Total Economic Impact ™ Power Apps, исследование, проведенное по заказу Forrester Consulting, март 2020 г.

Дайте всем инструменты для создания приложений

«Это дало мне уверенность, о которой я никогда не подозревал. У меня нет опыта работы в ИТ или программирования, но … вы можете придумать любую идею и воплотить ее в жизнь с помощью Power Apps ».

Naz B

Специалист по страховым претензиям + гуру приложений

«С Power Apps мы сэкономили время, деньги и бумагу, и [это] позволило нам стать более эффективными.Потрясающе, какое влияние оказали Power Apps ».

Samit S

Специалист по ИТ-решениям DevOps + приложение Pioneer

«Есть много людей, у которых есть идеи на переднем крае бизнеса, которые упростят многие ручные процессы. Power Apps показал мне, что вы действительно можете создать жизнеспособное решение ».

Courtney M-C

Power App Developer + Problem Solver

«Я могу взять что-то, на разработку которого потребовались бы месяцы, и создание его в Power Apps всего за небольшую часть этого времени.»

Апрель D

Консультант и разработчик + Power Prodigy

« Мы можем разрабатывать масштабируемые приложения бизнес-уровня, не полагаясь на ИТ-поддержку. Это просто, интуитивно понятно, и каждый может это сделать ».

Nathan B

Senior Business Specialist + App Whiz

Получите конкурентное преимущество, связав все свои данные

Подключайтесь к сотням источников данных с помощью библиотеки коннекторов и Microsoft Dataverse — объединяя ваши данные для единого источника правды в то время как вы получаете ценные сведения, а также настраиваете и расширяете возможности Office 365, Dynamics 365 и Azure.

Office 365 Outlook

SharePoint

OneDrive для бизнеса

Уведомления

Пользователи Office 365

RSS

Outlook.com

Google Calendar

Planner

Microsoft Forms

Excel

Approvals

(Business)

Dynamics 365

Mail

Microsoft To-Do (Business)

Gmail

Twitter

MSN Weather

OneNote (Business)

SQL Server

Задачи Outlook

Dropbox Data

Trello

Project Online

Excel

Azure DevOps

Instagram

Файловая система

Google Drive

FTP

Wunderlist

Yammer

Slack

Google Таблицы

SFTP

YouTube

Группы Office 365

Todoist

Хранилище BLOB-объектов Azure

Dynamics 365 for Fin & Ops

Управление потоками

Salesforce

Word Online (Business)

004

Azure AD

Azure AD 9

Google Tasks

Excel Online (OneDrive)

Asana

Smartsheet

Azure Automation

HTTP с Azure AD

Facebook

SMTP

Приложение Twilio

00030003000 Azure

Google

Azure Queues

Изучите библиотеку соединителей

Масштабируйте свои низко-программные приложения с помощью Azure

Используйте Azure для расширения низко-кодовых приложений, созданных с помощью Power Apps, и создания корпоративных решений, масштабируемых в соответствии с потребностями вашей организации.Профессионально управляйте разработкой корпоративных приложений с помощью Azure DevOps, а также используйте возможности многократно используемых компонентов, служб искусственного интеллекта и всего вашего массива данных в Azure.

Один только мощный. Лучше вместе.

Создавайте мощные комплексные бизнес-решения, подключая Power Apps ко всей платформе Microsoft Power Platform, а также к Microsoft 365, Dynamics 365, Azure и сотням других приложений, чтобы стимулировать инновации во всей организации.

Power Apps

Создавайте приложения за часы, а не за месяцы, которые легко подключаются к данным, используют выражения, подобные Excel, для добавления логики и запускаются в Интернете, на устройствах iOS и Android.

Power BI

Объединяйте данные из многих источников для создания интерактивных, иммерсивных панелей мониторинга и отчетов, которые предоставляют полезные сведения и способствуют достижению бизнес-результатов.

Power Automate

Включите мощную автоматизацию рабочих процессов прямо в свои приложения без кода, который подключается к сотням популярных приложений и сервисов.

Power Virtual Agents

С легкостью создавайте чат-ботов для общения с клиентами и сотрудниками — без программирования.

Присоединяйтесь к нашему сообществу для получения поддержки и советов

Общайтесь с десятками тысяч членов сообщества Power Apps по всему миру и узнавайте ценные идеи и советы от команды Microsoft Power Apps и наших чемпионов Power Apps.

Изучите Power Apps

Предоставьте каждому возможность начать внедрять свои собственные решения, с легкостью создавая, совместно используя и развертывая свои приложения в вашей организации.

Приобретите мобильные плееры для смартфонов и планшетов.

×

Приступим.

Чтобы начать, введите свою рабочую или учебную учетную запись.

Как в вашем штате вырабатывается электроэнергия?

Этот интерактив был обновлен в 2020 году. Посетите эту страницу, чтобы увидеть последние.

В целом, ископаемое топливо по-прежнему доминирует в производстве электроэнергии в Соединенных Штатах. Но переход с угля на природный газ помог снизить выбросы углекислого газа и другие загрязнения.В прошлом году уголь был основным источником производства электроэнергии для 18 штатов по сравнению с 32 штатами в 2001 году.

Главный источник производства электроэнергии в каждом штате

Но эксперты предупреждают, что одного перехода на природный газ недостаточно для сокращения выбросов и предотвращения опасного глобального потепления.

«Переход с угля на газ — это хорошо в краткосрочной перспективе, но это не решение в долгосрочной перспективе», — сказал Северин Боренштейн, директор Института энергетики Калифорнийского университета в школе бизнеса Haas в Беркли.«Газ по-прежнему производит много парниковых газов. Мы не можем оставаться на газе и решить эту проблему. В конечном итоге нам придется перейти к источникам с гораздо меньшим или нулевым содержанием углерода ».

Мы составили диаграмму структуры производства электроэнергии в каждом штате в период с 2001 по 2017 год, используя данные Управления энергетической информации США. Прокрутите вниз или перейдите к своему состоянию:

В 2001 году уголь служил топливом для более чем половины электроэнергии, производимой в Алабаме, но с тех пор несколько стареющих угольных электростанций штата были закрыты или перешли на сжигание более дешевого природного газа.К 2017 году основным источником электроэнергии в штате был природный газ, за ​​которым следовала атомная энергия. Уголь занял третье место, обеспечивая чуть менее четверти выработки электроэнергии в штате.

Алабама вырабатывает больше электроэнергии, чем потребляет, и обычно отправляет около одной трети своей продукции в соседние штаты.

Природный газ был основным источником электроэнергии на Аляске с 2001 года, но за это время доля гидроэлектроэнергии увеличилась.Государство стремится к 2025 году получать 50 процентов своей электроэнергии из возобновляемых источников, но эта цель является добровольной и не имеет юридического значения.

Аляска имеет свою собственную электрическую сеть, а это означает, что «какая бы электроэнергия ни была произведена, они потребляют то, что они потребляют», — сказал Гленн МакГрат, аналитик энергетических систем Управления энергетической информации. «Это настолько изолированно, насколько это возможно».

Многие сельские районы Аляски вообще не подключены к основной сети и используют дизельные генераторы для выработки электроэнергии.

Уголь

был основным источником электроэнергии в Аризоне до 2016 года, когда природный газ производил больше энергии. В прошлом году природный газ, атомная энергия и уголь обеспечивали чуть менее трети электроэнергии, производимой в штате.

Но ожидается, что угольная энергетика продолжит снижаться. Государственная генерирующая станция навахо, крупнейшая угольная электростанция на Западе, должна быть закрыта в 2019 году, в основном из-за конкуренции со стороны более дешевого природного газа.

Аризона поставляет электроэнергию на весь Юго-Запад. Штат обладает богатым солнечным потенциалом и потребует, чтобы коммунальные предприятия получали 15 процентов своей электроэнергии из возобновляемых источников к 2025 году. В ноябре избиратели отклонили инициативу голосования, которая повысила бы эту цель до более амбициозных 50 процентов к 2035 году.

Уголь

был основным источником электроэнергии, производимой в Арканзасе каждый год в период с 2001 по 2017 год, но его доля в генерации в течение этого времени медленно снижалась.В то же время объем природного газа вырос, чтобы обеспечить более четверти электроэнергии, произведенной в штате в прошлом году, по сравнению с 6 процентами в 2001 году.

Арканзас производит больше электроэнергии, чем потребляет, и экспортирует электроэнергию в соседние штаты.

Природный газ является основным источником электроэнергии в Калифорнии с 2001 года. Но половина электроэнергии, произведенной в штате в прошлом году, была получена из возобновляемых источников, в том числе солнечной, ветровой, геотермальной и гидроэлектроэнергии.

Электроэнергетика, объем которой сократился в период с 2014 по 2015 год из-за засухи, в прошлом году снова вырос, обеспечивая наибольшую долю возобновляемой генерации в штате. Солнечная энергия быстро выросла за последние пять лет, в основном из-за государственной политики, такой как агрессивный стандарт возобновляемой энергии. В этом году Калифорния обязалась к 2045 году получать всю свою электроэнергию из источников с нулевым выбросом углерода.

В прошлом году около четверти электроэнергии, потребляемой в штате, в том числе вырабатываемой на угле, приходилось извне.(Импорт не показан на графике выше.) Но Калифорния планирует прекратить покупать электроэнергию у угольных электростанций в Юте и других штатах.

Подавляющее большинство электроэнергии, производимой в Колорадо, поступает из ископаемых источников топлива: около половины из угля и четверть из природного газа. Но за последнее десятилетие ветроэнергетика выросла. В прошлом году ветер был третьим по величине источником электроэнергии, производимым в Колорадо, на его долю приходилась почти пятая часть выработки в штате.

Колорадо установило требование, чтобы к 2020 году 30 процентов электроэнергии, продаваемой коммунальными предприятиями, поступало из возобновляемых источников.

Ядерная энергия и природный газ обеспечивали подавляющее большинство электроэнергии, произведенной в Коннектикуте в период с 2001 по 2017 год. За это время наблюдался рост производства электроэнергии на природном газе, на долю которого в прошлом году приходилось почти половину выработки электроэнергии в штате по сравнению с почти 13 процентами. двумя десятилетиями ранее.В штате почти полностью исчезла угольная генерация, и последнюю оставшуюся угольную электростанцию ​​Коннектикута, Бриджпорт-Харбор, планируется закрыть в 2021 году.

В 2017 году пять процентов электроэнергии, произведенной в Коннектикуте, было произведено из возобновляемых источников. В этом году штат расширил свой стандарт возобновляемой энергии, потребовав, чтобы коммунальные предприятия получали 40 процентов электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников к 2030 году.

Природный газ заменил уголь в качестве основного источника электроэнергии, производимой в Делавэре в 2010 году, и с тех пор доля угля в выработке электроэнергии резко снизилась.На уголь приходилось 70 процентов электроэнергии, произведенной в Делавэре в 2008 году, на пиковом уровне, но чуть меньше 5 процентов к 2017 году. За тот же период доля природного газа в выработке электроэнергии увеличилась более чем в четыре раза.

Частично благодаря этому сдвигу выбросы углекислого газа в электроэнергетическом секторе штата снизились за последнее десятилетие. Делавэр потребует, чтобы к 2025 году коммунальные предприятия получали 25 процентов электроэнергии из возобновляемых источников.

Электроэнергия, производимая в штате, обеспечивает «от двух третей до трех четвертей электроэнергии, проданной потребителям Делавэра», согласно данным E.Я. Остальное поступает из соседних государств через региональную сеть. (Импорт не показан в таблице выше.)

В 2001 году более трети электроэнергии, производимой во Флориде, приходилось на сжигание угля, но два года спустя природный газ превзошел уголь в качестве основного источника выработки электроэнергии в штате и продолжал увеличивать свою долю в структуре энергоснабжения штата. К 2017 году природный газ составлял две трети производства электроэнергии Флориды, что более чем вдвое превышало средний показатель по стране.

Флорида является вторым по величине производителем электроэнергии в стране после Техаса, но по-прежнему полагается на импорт из соседних штатов для удовлетворения потребительского спроса.

Несмотря на свое прозвище, Солнечный штат вырабатывает очень мало энергии за счет солнечной энергии и не требует возобновляемых источников энергии.

Уголь обеспечивал большую часть выработки электроэнергии в Грузии в течение 2000-х годов, но его объем снизился по мере увеличения производства природного газа.В последние годы доля угольной генерации резко упала, поскольку несколько устаревающих угольных электростанций были выведены из эксплуатации.

Коммунальные предприятия штата находятся в процессе строительства двух новых ядерных реакторов, это единственные новые ядерные проекты, строящиеся в стране.

Около десятой части электроэнергии в Грузии в прошлом году приходилось на возобновляемые источники, в основном из биомассы и гидроэлектроэнергии. Но солнечная энергия в штате быстро растет.Джорджия не предъявляет каких-либо требований к возобновляемым источникам энергии в масштабе штата, но город Атланта разрабатывает план по обеспечению всей электроэнергии из возобновляемых источников к 2035 году.

Гавайи в последние два десятилетия в значительной степени полагались на импортную нефть для производства электроэнергии. Но у штата есть смелый план — к 2045 году вырабатывать всю свою энергию из местных возобновляемых источников.

В прошлом году на долю возобновляемых источников энергии приходилось четверть электроэнергии, производимой на Гавайях, по сравнению с менее чем одной десятой в 2001 году.Производство солнечной энергии, в основном из небольших крышных панелей, быстро выросло в штате за последние пять лет.

Гидроэнергетика долгое время доминировала в структуре генерирующих мощностей Айдахо. Но в последние годы его доля снизилась, отчасти из-за засухи. Штат по-прежнему производит большую часть электроэнергии из возобновляемых источников: в прошлом году ветряная энергия вырабатывала 15 процентов электроэнергии в штате по сравнению с менее чем 2 процентами десять лет назад.Солнечная энергия, хотя и небольшая, в период с 2016 по 2017 год резко выросла.

Айдахо в значительной степени зависит от импорта электроэнергии из других штатов. В то время как уголь составляет лишь часть производства внутри штата, в конечном итоге, по данным E.I.A., «около трети электроэнергии, потребляемой в Айдахо, вырабатывается угольными электростанциями, расположенными в других штатах». (Данные импорта не показаны на диаграмме выше.)

Атомная энергия — главный источник электроэнергии в штате Иллинойс.Он обеспечивает более половины электроэнергии, производимой в штате в течение почти двух десятилетий. Уголь также является важным источником энергии для государства — даже превосходя ядерный как источник энергии высшего качества дважды за последнее десятилетие, в 2004 и снова в 2008 году, — но его доля снизилась в последние годы, поскольку старые электростанции были выведены из эксплуатации или преобразованы для сжигания природного газа. Как природный газ, так и энергия ветра увеличились за последнее десятилетие.

Иллинойс производит «значительно больше» электроэнергии, чем потребляет в штате, согласно данным E.Я. Он отправляет излишки в государства Средней Атлантики и Среднего Запада через региональные сети.

Уголь вырабатывает большую часть электроэнергии, производимой в Индиане в течение почти двух десятилетий, но в последние годы природный газ и энергия ветра получили широкое распространение. В 2001 году на природный газ приходилось 2 процента выработки электроэнергии в штате, но в 2017 году он вырос до почти 20 процентов.

Законодательное собрание штата Индиана установило в 2011 году добровольный стандарт чистой энергии, который поощряет электроэнергетические компании получать все больше энергии из возобновляемых и других альтернативных источников энергии.Однако, по данным E.I.A., в прошлом году в программе не участвовали коммунальные предприятия Индианы.

За последнее десятилетие в Айове произошел взрыв энергии ветра. Ветер давал лишь 1 процент электроэнергии, производимой в штате в 2001 году, но вырос почти до 40 процентов к 2017 году. Айова по-прежнему производит почти половину своей электроэнергии из угля, но доля угля в генерации снизилась с 2010 года.

В абсолютном выражении штат, один из самых ветреных в стране, был третьим по величине производителем энергии ветра в прошлом году после Техаса и Оклахомы.Айова производит больше энергии, чем потребляет, отправляя излишки в соседние штаты.

Айова в 1983 году стала первым штатом, принявшим закон, требующий от коммунальных предприятий получать некоторое количество электроэнергии из возобновляемых источников, но штат не обновил свои стандарты.

Как и во многих штатах Великих равнин, в Канзасе за последнее десятилетие наблюдается значительный рост ветроэнергетики. Доля электроэнергии, вырабатываемой за счет ветра, с 2010 года увеличилась в пять раз.

В 2009 году законодательный орган Канзаса принял стандарт возобновляемой энергии, требующий, чтобы коммунальные предприятия получали увеличивающееся количество электроэнергии из ветряных, солнечных и других возобновляемых источников — до 20 процентов к 2020 году. Но губернатор Сэм Браунбэк и законодатели штата смягчили эту меру в 2015 году. , сделав цель добровольной после того, как консервативные группы, связанные с промышленным конгломератом Koch Industries, выступили против более строгих стандартов.

Уголь

по-прежнему обеспечивает подавляющее большинство электроэнергии, производимой в Кентукки, штате, который давно занимается добычей угля.В прошлом году уголь был источником почти 80 процентов государственной генерации, но на протяжении большей части последних двух десятилетий это число колебалось ближе к 90 процентам.

С 2014 года ряд старых угольных электростанций Кентукки был остановлен или переоборудован для сжигания природного газа, который обеспечивал 13 процентов выработки электроэнергии в штате в 2017 году.

Природный газ обеспечивает большую часть производства электроэнергии в Луизиане, входящей в пятерку крупнейших производителей природного газа в стране.В прошлом году на газ приходилось 60 процентов электроэнергии, производимой в штате, по сравнению с 46 процентами в 2001 году. За это время объем угольной генерации снизился, опустившись со второго по величине источника энергии в штате на третье место. .

Луизиана также получает электричество из соседних штатов. (Импорт не указан в таблице выше.)

Мэн «лидирует в Новой Англии по производству ветровой энергии», согласно E.Я. В прошлом году ветер поставлял пятую часть электроэнергии, производимой в штате. Электроэнергия и энергия биомассы, получаемая при сжигании древесины и других органических материалов, были следующими по величине источниками генерации.

С 2000 года государство требует, чтобы поставщики электроэнергии получали 30 процентов электроэнергии, которую они продают потребителям, из существующих возобновляемых источников. Ожидалось, что в 2017 году коммунальные предприятия получат 10 процентов от новых возобновляемых источников. У государства есть отдельные цели по развитию ветроэнергетики.

Общее количество электроэнергии, производимой в штате Мэн, снизилось с 2010 года, особенно за счет природного газа, и штат все больше полагается на импорт энергии из Канады. (Импорт не включен в приведенную выше таблицу.)

Угольная энергетика в Мэриленде снижалась в течение десяти лет и обеспечивала менее половины электроэнергии, производимой в штате с 2012 года. За это время увеличилась доля электроэнергии, вырабатываемой атомной энергетикой и природным газом.

Производство солнечной энергии, хотя и невелико, быстро выросло за последние несколько лет. С 2004 года государство требует, чтобы все большее количество электроэнергии, продаваемой коммунальными предприятиями, поступало из возобновляемых источников, с целью достичь 25 процентов к 2020 году.

Мэриленд потребляет больше электроэнергии, чем производит, и импортирует почти половину своей энергии из других среднеатлантических штатов через региональную сеть.(Импорт не включен в приведенную выше таблицу.)

За последние два десятилетия доля природного газа в производстве электроэнергии в Массачусетсе увеличилась более чем вдвое. Производство угля и нефти резко упало в тот же период, а последняя крупная угольная электростанция в штате была закрыта в прошлом году. Количество энергии, создаваемой за счет солнечной энергии, резко увеличилось в штате с 2013 года.

В этом году штат ужесточил свои полномочия для коммунальных предприятий по продаже электроэнергии из возобновляемых источников, повысив требование до 35 процентов от общего объема продаж к 2030 году.Новое законодательство также поощряет развитие морской ветроэнергетики.

Массачусетс потребляет больше электроэнергии, чем производит в штате, а остаток получает от близлежащих штатов через региональную сеть. (Импорт не показан на диаграмме выше).

Уголь

оставался основным источником электроэнергии, производимой в Мичигане в прошлом году, но его доля в генерации снизилась с немногим более 60 процентов в 2001 году до чуть менее 40 процентов в 2017 году.За тот же период доля природного газа в выработке электроэнергии увеличилась почти вдвое. Ветер, основной возобновляемый источник энергии в Мичигане, в прошлом году обеспечил почти 5 процентов электроэнергии, произведенной в штате.

В 2008 году штат Мичиган потребовал, чтобы коммунальные предприятия и другие поставщики электроэнергии получали к 2015 году не менее 10 процентов электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников. Эта цель была достигнута, а к 2021 году она была увеличена до 15 процентов.

Уголь был основным источником электроэнергии, производимой в Миннесоте в течение последних двух десятилетий.Но доля угольной генерации снизилась в период с 2001 по 2017 год по мере роста ветровой и газовой генерации.

Штат требует, чтобы коммунальные предприятия постепенно продавали все большее количество электроэнергии из возобновляемых источников, при этом к 2025 году требуется 25 процентов от общего объема продаж.

В прошлом году на природный газ приходилось более трех четвертей электроэнергии, произведенной в Миссисипи. Уголь, когда-то являвшийся основным источником электроэнергии в штате, за последнее десятилетие сократился, уступая место более дешевому природному газу.Уголь обеспечивал 36 процентов электроэнергии, произведенной в штате в 2001 году, но только 8 процентов в 2017 году.

Структура производства электроэнергии в штате Миссури практически не изменилась за почти два десятилетия. Уголь обеспечивал подавляющую часть электроэнергии, производимой в штате в период с 2001 по 2017 год, и лишь немного снизился за это время, поскольку старые угольные электростанции отключились или перешли на сжигание природного газа.

Миссури потребует, чтобы коммунальные предприятия к 2021 году получали не менее 15 процентов электроэнергии, которую они продают, из возобновляемых источников, в том числе небольшую часть из солнечной энергии.

Уголь был основным источником электроэнергии, производимой в Монтане в течение почти двух десятилетий, но его доля в производстве снизилась с 70 процентов в 2001 году до чуть менее 50 процентов в прошлом году. Гидроэнергетика, второй по величине источник электроэнергии в штате, увеличила свою долю за это время почти до 40 процентов, а энергия ветра выросла до 8 процентов от выработки внутри штата.

Монтанцы потребляют только около половины электроэнергии, производимой в штате, согласно данным E.Я. Остальное государство отправляет своим западным соседям.

Уголь

был основным источником электроэнергии, производимой в Небраске в течение почти двух десятилетий, но его доля в производстве несколько снизилась в период с 2001 по 2017 год. Ядерная энергия обеспечивала в среднем 25 процентов производства электроэнергии в штате в течение этого времени, но ее доля варьировалась от года году.

Wind увеличивал свою долю в общем объеме производства за последнее десятилетие, на него приходилось 15 процентов электроэнергии, произведенной в штате в прошлом году.По данным E.I.A., Небраска имеет потенциал для значительно большего количества ветровой энергии.

Природный газ вытеснил уголь в качестве основного источника электроэнергии в Неваде в 2005 году. Крупнейшая угольная электростанция штата Мохаве была отключена в конце того же года, что еще больше снизило роль угля в структуре электроэнергетики штата. С тех пор многие угольные генераторы в Неваде закрылись из-за конкуренции со стороны дешевого природного газа и законов штата, требующих развития возобновляемых источников энергии.

В прошлом году природный газ обеспечивал почти 70 процентов электроэнергии, производимой в штате, за ним следовала солнечная энергия, которая обеспечивала 12 процентов выработки в штате. До недавнего времени Невада требовала, чтобы 25 процентов электроэнергии, продаваемой коммунальными предприятиями штата, поступало из возобновляемых источников к 2025 году. В ноябре жители Невады проголосовали за повышение этого требования до 50 процентов к 2030 году.

Основная часть электроэнергии, производимой в Нью-Гэмпшире, поступает от атомной электростанции Сибрук, крупнейшего реактора в Новой Англии.Природный газ обеспечивает около пятой части электроэнергии, производимой в штате с начала 2000-х годов, когда начали работать две новые генерирующие станции. Доля электроэнергии Нью-Гэмпшира, вырабатываемой из угля, за последние два десятилетия сократилась с 25 процентов в 2001 году до менее 2 процентов в 2017 году.

Штат требует, чтобы коммунальные предприятия получали 25 процентов электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников к 2025 году. Два основных источника возобновляемой энергии в штате — это биомасса, или энергия, получаемая от сжигания древесины и других органических веществ, и гидроэлектроэнергия. мощность.

Нью-Гэмпшир производит больше электроэнергии, чем потребляется в штате, и отправляет около половины в соседние штаты через региональную электрическую сеть Новой Англии. (Экспорт не включен в приведенную выше таблицу.)

Атомная энергия была основным источником электроэнергии в Нью-Джерси до недавнего времени, когда ее вытеснил природный газ. В прошлом году на природный газ приходилась почти половина выработки электроэнергии в государстве, а на ядерную энергию приходилось 45 процентов.Солнечная энергия обеспечивала 4% электроэнергии штата.

В этом году штат Нью-Джерси повысил свой стандарт возобновляемой энергии и потребовал, чтобы 21 процент электроэнергии, продаваемой в штате, поступал из возобновляемых источников к 2021 году, с увеличением этого требования до 35 процентов к 2025 году и до 50 процентов к 2030 году. для дальнейшего сокращения выбросов углерода, штат также принял закон для поддержки своих атомных электростанций, которые в настоящее время обеспечивают большую часть энергии с нулевым уровнем выбросов.

Государство получает часть потребляемой энергии через региональную сеть Срединно-Атлантического океана. (Импорт не включен в приведенную выше таблицу.)

Уголь

был основным источником производства электроэнергии в Нью-Мексико на протяжении почти двух десятилетий. Но угольная энергия снизилась с 2004 года «в ответ на ужесточение требований к качеству воздуха, более дешевый природный газ и решение Калифорнии в 2014 году прекратить закупку электроэнергии, вырабатываемой из угля» в соседних штатах, согласно данным E.Я.

На природный газ, ветер и солнечную энергию приходилось немногим менее половины электроэнергии, произведенной в Нью-Мексико в прошлом году, по сравнению с 15 процентами двумя десятилетиями ранее. Штат потребует, чтобы коммунальные предприятия получали 20 процентов электроэнергии, которую они продают, за счет возобновляемых источников энергии к 2020 году. Нью-Мексико также стремится увеличить производство из источников с нулевым выбросом углерода, поскольку он отправляет значительный объем электроэнергии в Калифорнию, штат с одними из самых строгих политика в области возобновляемых источников энергии в стране.

Природный газ и атомная энергия обеспечивали большую часть электроэнергии, производимой в Нью-Йорке в течение почти двух десятилетий, и их доля увеличилась по мере сокращения использования угля в штате. За последнее десятилетие Нью-Йорк также производил около пятой части своей электроэнергии за счет гидроэнергетики, крупнейшего в штате источника возобновляемой энергии.

Штат потребует, чтобы коммунальные предприятия получали 50 процентов электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников к 2030 году. Это амбициозная цель, направленная на существенное сокращение выбросов парниковых газов.Ветровая и солнечная энергия составляют небольшую, но растущую часть производства электроэнергии в Нью-Йорке, вместе обеспечивая чуть более 4 процентов электроэнергии штата в прошлом году.

Нью-Йорк, как правило, потребляет больше энергии, чем создает, и импортирует часть электроэнергии из соседних штатов и Канады. (Импорт электроэнергии не включен в приведенную выше таблицу.)

Coal обеспечивал большую часть выработки электроэнергии Северной Каролиной в период с 2001 по 2011 год.Но почти 30 угольных энергоблоков в штате были остановлены в течение следующих шести лет, и к 2017 году выработка угля упала ниже уровня ядерной энергии и мощности, производимой на природном газе. Производство природного газа увеличилось после национального бума гидроразрыва пласта в конце 2000-х годов и стало вторым по величине источником производства электроэнергии в штате в 2016 году.

Северная Каролина в настоящее время является единственным южным штатом со значительной выработкой солнечной энергии. Уникальное выполнение штатом федерального закона, действующего несколько десятилетий назад, — Закона о политике регулирования коммунальных предприятий 1978 года — способствовало развитию солнечной энергетики в масштабах коммунальных предприятий.Северная Каролина также установила требование, чтобы к 2021 году коммунальные предприятия получали 12,5% электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников энергии.

Как и во многих штатах Великих равнин, за последнее десятилетие в Северной Дакоте произошел взрывной рост. В прошлом году ветер вырабатывал более четверти электроэнергии, производимой в штате, по сравнению с менее чем 2 процентами десятилетием ранее.

В 2007 году Законодательное собрание Северной Дакоты поставило перед коммунальными предприятиями добровольную цель: к 2015 году получать 10 процентов электроэнергии, продаваемой потребителям, из возобновляемых или вторичных источников энергии.По мнению аналитиков, эта цель была достигнута и даже превзойдена.

Северная Дакота производит больше электроэнергии, чем потребляется в штате, и примерно половина ее отправляется соседям. (Экспорт не показан выше.)

Уголь

был основным источником электроэнергии, производимой в Огайо в течение почти двух десятилетий, но его доля в выработке электроэнергии снижалась с 2011 года, поскольку несколько угольных электростанций штата были закрыты.За тот же период доля природного газа в структуре производства электроэнергии в Огайо увеличилась.

Ветер в настоящее время является основным источником возобновляемой энергии в штате, хотя в прошлом году он обеспечил лишь около 1 процента электроэнергии, произведенной в Огайо. Однако государство хочет это расширить. К концу 2026 года коммунальные предприятия должны будут получать не менее 12,5% электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников.

Основная часть выработки электроэнергии в Оклахоме на протяжении большей части последних двух десятилетий приходилась на природный газ и уголь, причем эти два источника часто конкурировали за право быть основным источником электроэнергии в штате.Но в 2016 году ветер обогнал уголь как второй по величине источник электроэнергии, производимый в штате.

В прошлом году штат был вторым после Техаса по общему объему выработки электроэнергии с помощью ветра.

В 2010 году Оклахома потребовала, чтобы к 2015 году 15 процентов ее генерирующих мощностей приходилось на возобновляемые источники. Власти также указали природный газ в качестве предпочтительного выбора для новых проектов использования ископаемого топлива. К 2012 году штат превысил план по возобновляемым источникам энергии.

Большая часть электроэнергии, производимой в Орегоне в любой конкретный год, приходится на гидроэнергетику, но доля, производимая за счет воды, колеблется в зависимости от количества осадков. Мощность природного газа обычно увеличивается в засушливые годы и уменьшается в годы с достаточным количеством гидроэлектроэнергии.

За последнее десятилетие ветроэнергетика стала третьим по величине источником электроэнергии в штате.Стремясь стимулировать увеличение количества возобновляемых источников энергии, не связанных с гидроэлектростанциями, штат Орегон потребует от своих крупнейших коммунальных предприятий к 2040 году получать 50 процентов электроэнергии, которую они продают, из новых возобновляемых источников энергии. Программа охватывает проекты, введенные или модернизированные с 1995 года, исключая старая гидроэнергетика.

Уголь

обеспечивал большую часть электроэнергии, производимой в Пенсильвании до 2014 года, когда он впервые упал ниже уровня ядерной энергии.Доля угольной генерации в штате снизилась после бума гидроразрыва пласта в конце 2000-х, когда стареющие угольные электростанции закрылись из-за конкуренции со стороны более дешевого природного газа.

В прошлом году ядерная энергия была основным источником электроэнергии, производимой в Пенсильвании. Но природный газ оказывает экономическое давление и на ядерные генераторы штата: один реактор должен быть остановлен в 2019 году. Сторонники ядерной энергетики, заявляя, что потеря этой безэмиссионной электроэнергии является плохой новостью для изменения климата, обратились за государственными субсидиями. для ядерной энергетики.

Пенсильвания потребует, чтобы к 2021 году 18 процентов электроэнергии, которую коммунальные предприятия продают потребителям, приходилось на возобновляемые и альтернативные источники энергии, при этом не менее 0,5 процента приходилось на солнечную энергию. В прошлом году возобновляемые источники энергии составили около 5 процентов производства в штате.

Пенсильвания — третий по величине производитель электроэнергии в стране после Техаса и Флориды. Штат является крупным поставщиком энергии в Среднеатлантический регион.

Природный газ преобладает в производстве электроэнергии в Род-Айленде, но энергия ветра и солнца, хотя и небольшая, в последние годы быстро выросла.

Род-Айленд потребует, чтобы поставщики электроэнергии получали почти две пятых электроэнергии, которую они продают потребителям, из возобновляемых источников к 2035 году. Штат потребляет больше электроэнергии, чем производит, а остальную часть получает от соседних штатов.(Импорт не включен в приведенную выше таблицу.)

Большая часть электроэнергии, вырабатываемой в Южной Каролине, вырабатывается ядерной энергетикой, при этом уголь и природный газ занимают второе и третье места соответственно. Доля угля в выработке электроэнергии за последнее десятилетие снизилась по мере увеличения выработки электроэнергии из природного газа.

Южная Каролина производит больше энергии, чем потребляет, и отправляет излишки в соседние штаты.

Гидроэнергетика поставляла большую часть электроэнергии, производимой в Южной Дакоте на протяжении большей части последних двух десятилетий, но угольная генерация превзошла гидроэлектроэнергию в течение трех лет: 2001, 2004 и 2008 годов. С тех пор доля угля в структуре генерации штата снизилась, в то время как увеличилась доля ветроэнергетики.

В прошлом году ветер был вторым по величине источником электроэнергии, производимой в Южной Дакоте, на него приходилась почти треть выработки в штате.

Южная Дакота экспортирует электроэнергию в штаты Центральной и Западной части США.

Coal поставляла большую часть электроэнергии, произведенной в Теннесси в период с 2001 по 2016 год, но ее доля в выработке энергии начала снижаться около десяти лет назад, когда доля электроэнергии на природном газе увеличилась. В прошлом году угольная генерация опустилась ниже атомной энергии впервые почти за два десятилетия.

Теннесси потребляет больше электроэнергии, чем производит, и компенсирует дефицит электричеством из близлежащих штатов.(Импорт не включен в приведенную выше таблицу.)

Техас производит больше электроэнергии, чем любой другой штат, и с 2001 года основным источником ее выработки является природный газ, а на втором месте — уголь. Но доля угольной генерации снизилась по мере роста ветроэнергетики. В 2014 году ветер обогнал атомную энергетику и стал третьим по величине источником электроэнергии, производимым в штате. Техас в целом производит больше энергии из ветра, чем любой другой штат, при этом Оклахома и Айова занимают второе и третье места.

Техас принял требование о возобновляемых источниках энергии в 1999 году, требуя от штата установить 10 000 мегаватт возобновляемых источников энергии к 2025 году. Эта цель уже достигнута.

Большая часть электроэнергии, производимой в Юте, производится из угля, но доля угля за последние несколько лет снизилась по мере роста природного газа.

Штат производит больше энергии, чем потребляет, и отправляет излишки в соседние штаты, такие как Калифорния.По крайней мере, одна электростанция в Юте переходит с угля на природный газ, чтобы соответствовать более строгим экологическим нормам Калифорнии.

В 2016 году солнечная энергия стала крупнейшим источником возобновляемой энергии в штате, а в прошлом году ее доля снова увеличилась. Юта поставила перед коммунальными предприятиями цель к 2025 году получать 20 процентов электроэнергии, которую они продают, из возобновляемых источников.

Большая часть электроэнергии, производимой в Вермонте, производилась на атомной электростанции до 2014 года, когда была закрыта единственная в штате атомная электростанция Vermont Yankee.С тех пор почти вся электроэнергия, производимая в штате, поступает из возобновляемых источников, включая гидроэнергетику, биомассу, ветер и солнце. Но абсолютная генерирующая мощность Вермонта существенно снизилась.

Вермонт импортирует большую часть электроэнергии из близлежащих штатов и Канады. По данным E.I.A., в прошлом году собственная генерация штата «обеспечивала лишь около двух пятых электроэнергии, потребляемой в Вермонте».

Амбициозная цель Вермонта в области возобновляемых источников энергии требует, чтобы к 2032 году 75 процентов электроэнергии, продаваемой в штате, поступало из возобновляемых источников, в том числе 10 процентов из небольших внутренних источников.

Уголь был основным источником электроэнергии, производимой в Вирджинии в период с 2001 по 2008 год, когда его доля начала снижаться. Производство природного газа в штате увеличилось после бума гидроразрыва пласта в конце 2000-х годов, и в 2015 году оно стало основным источником выработки электроэнергии в штате. За последние два десятилетия ядерная генерация в среднем обеспечивала чуть более трети электроэнергии Вирджинии. .

Вирджиния потребляет больше электроэнергии, чем производит, поэтому получает дополнительную электроэнергию из близлежащих штатов через региональную сеть Срединно-Атлантического океана.Штат поставил перед коммунальными предприятиями добровольную цель — к 2025 году получать 15 процентов электроэнергии, которую они продают, из возобновляемых источников.

Гидроэнергетика поставляет большую часть электроэнергии, производимой в Вашингтоне каждый год с 2001 года, но ее доля в выработке штата колеблется в зависимости от количества осадков. Уголь, природный газ, атомная энергия и энергия ветра чередовались в качестве второго по величине источника электроэнергии, производимой в штате на протяжении большей части последних двух десятилетий.

Вашингтон производит больше электроэнергии, чем потребляет, и экспортирует ее в Канаду и другие западные штаты. Штат потребует от своих крупных коммунальных предприятий к 2020 году получать 15 процентов продаж электроэнергии из новых возобновляемых источников.

Уголь доминирует в структуре производства электроэнергии Западной Вирджинии, обеспечивая более 90 процентов электроэнергии, производимой в штате каждый год в течение почти двух десятилетий.В период с 2001 по 2017 год гидроэнергетика обеспечивала небольшую часть выработки внутри штата. В последние годы доля энергии ветра и природного газа увеличилась, но на каждый из этих источников приходилось лишь около 2 процентов электроэнергии, произведенной в штате в прошлом году.

После многих лет лоббирования консервативных групп Западная Вирджиния стала первым штатом, отменившим свой стандарт возобновляемой энергии в 2015 году. Закон требовал, чтобы коммунальные предприятия получали 25 процентов своей электроэнергии из альтернативных и возобновляемых источников энергии к 2025 году.Противники стандарта заявили, что он наносит ущерб рабочим местам в угле и повышает тарифы на электроэнергию, в то время как сторонники говорят, что он поможет диверсифицировать государственный электроэнергетический сектор в то время, когда национальный рынок угля находится в упадке.

Западная Вирджиния вырабатывает больше электроэнергии, чем потребляет, и поставляет около половины своей энергии в другие среднеатлантические штаты через общую региональную сеть. (Экспорт не показан в приведенной выше таблице.)

Большая часть электроэнергии, производимой в Висконсине, производится из угля, но производство природного газа увеличилось за последние три года.Энергия ветра прочно обосновалась в штате десять лет назад и постепенно увеличивала свою долю в производстве электроэнергии.

Висконсин потребовал от своих коммунальных предприятий получать 10 процентов электроэнергии, продаваемой в штате, из возобновляемых источников к концу 2015 года. Эта цель была достигнута на два года раньше запланированного срока.

Подавляющее большинство электроэнергии, вырабатываемой в Вайоминге, производится из угля, но за последнее десятилетие ветроэнергетика получила широкое распространение.В прошлом году ветер обеспечивал почти десятую часть электроэнергии, производимой в штате.

Из-за своего небольшого населения Вайоминг производит гораздо больше энергии, чем потребляет, и отправляет около 60 процентов энергии в соседние штаты.

Источники выбросов парниковых газов | Выбросы парниковых газов (ПГ)

Обзор

Общие выбросы в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Изображение большего размера для экономии или печати Парниковые газы задерживают тепло и делают планету теплее. Деятельность человека является причиной почти всего увеличения выбросов парниковых газов в атмосфере за последние 150 лет. ¹ Самым крупным источником выбросов парниковых газов в результате деятельности человека в США является сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии, тепла и транспорта.

Агентство

EPA отслеживает общие выбросы в США, публикуя Реестр выбросов парниковых газов и стоков США. В этом годовом отчете оцениваются общие национальные выбросы и удаления парниковых газов, связанные с деятельностью человека в Соединенных Штатах.

Основными источниками выбросов парниковых газов в США являются:

• (29 процентов выбросов парниковых газов в 2019 г.) — Транспортный сектор генерирует наибольшую долю выбросов парниковых газов.Выбросы парниковых газов от транспорта в основном происходят от сжигания ископаемого топлива для наших автомобилей, грузовиков, кораблей, поездов и самолетов. Более 90 процентов топлива, используемого для транспорта, производится на нефтяной основе, в основном это бензин и дизельное топливо2
• (25 процентов выбросов парниковых газов в 2019 году) — Производство электроэнергии составляет вторую по величине долю выбросов парниковых газов. Примерно 62 процента нашей электроэнергии вырабатывается за счет сжигания ископаемого топлива, в основном угля и природного газа.3
• (23 процента выбросов парниковых газов в 2019 году) — Выбросы парниковых газов в промышленности в основном связаны с сжиганием ископаемого топлива для получения энергии, а также выбросами парниковых газов в результате определенных химических реакций, необходимых для производства товаров из сырья.
• (13 процентов выбросов парниковых газов в 2019 году) — Выбросы парниковых газов от предприятий и домов возникают в основном из-за сжигания ископаемого топлива для обогрева, использования определенных продуктов, содержащих парниковые газы, и обращения с отходами.
• (10 процентов выбросов парниковых газов в 2019 году) — Выбросы парниковых газов от сельского хозяйства происходят от домашнего скота, такого как коровы, сельскохозяйственных земель и производства риса.
• (12 процентов выбросов парниковых газов в 2019 году) — земельные участки могут действовать как поглотитель (поглощая CO ₂ из атмосферы) или источник выбросов парниковых газов. В Соединенных Штатах с 1990 года управляемые леса и другие земли являются чистым поглотителем, т. Е. Они поглощают из атмосферы больше CO ₂ , чем выделяют.

Выбросы и тенденции

С 1990 года валовые выбросы парниковых газов в США увеличились на 2 процента. Из года в год выбросы могут расти и падать из-за изменений в экономике, цен на топливо и других факторов. В 2019 году выбросы парниковых газов в США снизились по сравнению с уровнем 2018 года. Снижение произошло в основном за счет выбросов CO ₂ от сжигания ископаемого топлива, что было результатом множества факторов, включая снижение общего энергопотребления и продолжающийся переход от угля к менее углеродоемкому природному газу и возобновляемым источникам энергии.

Примечание: все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Список литературы

1. IPCC (2007). Резюме для политиков. В: Изменение климата 2007: Основы физических наук . Exit Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Соломон, С., Д. Цинь, М. Маннинг, З.Чен, М. Маркиз, К. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
2. IPCC (2007). Изменение климата 2007: Смягчение. (PDF) (863 стр., 24 МБ) Exit Вклад Рабочей группы III в Четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата [B. Мец, О. Дэвидсон, П. Р. Бош, Р. Дэйв, Л. А. Мейер (редакторы)], Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
3. Управление энергетической информации США (2019). Электричество объяснил — основы Выход

Начало страницы

Выбросы в электроэнергетике

Общие выбросы в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме.Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати Сектор электроэнергетики включает производство, передачу и распределение электроэнергии. Двуокись углерода (CO ₂ ) составляет подавляющее большинство выбросов парниковых газов в этом секторе, но также выбрасываются меньшие количества метана (CH ₄ ) и закиси азота (N ₂ O). Эти газы выделяются при сгорании ископаемого топлива, такого как уголь, нефть и природный газ, для производства электроэнергии.Менее 1 процента выбросов парниковых газов в этом секторе приходится на гексафторид серы (SF ₆ ), изолирующий химикат, используемый в оборудовании для передачи и распределения электроэнергии.

Выбросы парниковых газов в электроэнергетике по источникам топлива

Сжигание угля более углеродоемкое, чем сжигание природного газа или нефти для получения электроэнергии. Хотя на использование угля приходилось около 61 процента выбросов CO ₂ в этом секторе, на него приходилось только 24 процента электроэнергии, произведенной в Соединенных Штатах в 2019 году.На использование природного газа приходилось 37 процентов выработки электроэнергии в 2019 году, а на использование нефти приходилось менее одного процента. Оставшаяся генерация в 2019 году поступила из источников неископаемого топлива, включая ядерные (20 процентов) и возобновляемые источники энергии (18 процентов), в том числе гидроэлектроэнергию, биомассу, ветер и солнечную энергию.1 Большинство этих неископаемых источников, таких как атомная, гидроэлектрическая, ветровая и солнечная энергия не излучает.

Выбросы и тенденции

В 2019 году электроэнергетика была вторым по величине источником U.S. выбросы парниковых газов, составляющие 25 процентов от общего объема выбросов в США. Выбросы парниковых газов от электричества снизились примерно на 12 процентов с 1990 года из-за перехода на источники производства электроэнергии с меньшими и неизвлекаемыми выбросами и повышения эффективности конечного использования энергии.

Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Выбросы парниковых газов конечным потребителем электроэнергии

Сумма процентов не может составлять 100% из-за независимого округления.

Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019.

Увеличенное изображение для сохранения или печати Электричество используется в других секторах — в домах, на предприятиях и на фабриках. Следовательно, можно отнести выбросы парниковых газов от производства электроэнергии к секторам, которые используют электроэнергию. Анализ выбросов парниковых газов по секторам конечного использования может помочь нам понять спрос на энергию в разных секторах и изменения в использовании энергии с течением времени.

Когда выбросы от производства электроэнергии относятся к сектору конечного промышленного использования, на промышленную деятельность приходится гораздо большая доля выбросов парниковых газов в США. Выбросы парниковых газов от коммерческих и жилых зданий также существенно возрастают, если учитывать выбросы от конечного использования электроэнергии, из-за относительно большой доли использования электроэнергии (например, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха; освещения и бытовой техники) в этих секторах. В транспортном секторе в настоящее время относительно низкий процент использования электроэнергии, но он растет за счет использования электрических и подключаемых к сети транспортных средств.

Снижение выбросов от электроэнергии

Существует множество возможностей для сокращения выбросов парниковых газов, связанных с производством, передачей и распределением электроэнергии. В таблице ниже приведены категории этих возможностей и приведены примеры. Более полный список см. В главе 7 (PDF) (88 стр., 3,6 МБ). Выход из отчета . Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Выход . ²

Партнеры

Пример возможностей сокращения для сектора электроэнергетики

Тип	Как сокращаются выбросы	Примеры
Повышение эффективности электростанций, работающих на ископаемом топливе, и переключение видов топлива	Повышение эффективности существующих электростанций, работающих на ископаемом топливе, за счет использования передовых технологий; замена менее углеродоемких видов топлива; переключение производства с электростанций с более высокими выбросами на электростанции с меньшими выбросами.	Перевод котла, работающего на угле, на использование природного газа или совместного сжигания природного газа. Преобразование одноцикловой газовой турбины в парогазовую. Перенос отгрузки электрогенераторов на низкоэмиссионные агрегаты или электростанции.
Возобновляемая энергия	Использование возобновляемых источников энергии вместо ископаемого топлива для производства электроэнергии.	Увеличение доли электроэнергии, вырабатываемой из ветряных, солнечных, гидро- и геотермальных источников, а также из определенных источников биотоплива, за счет добавления новых мощностей по производству возобновляемой энергии.
Повышенная энергоэффективность конечного использования	Снижение потребления электроэнергии и пикового спроса за счет повышения энергоэффективности и энергосбережения в домах, на предприятиях и в промышленности.	EPA ENERGY STAR® Exit избежали выброса более 330 миллионов метрических тонн парниковых газов только в 2018 году, помогли американцам сэкономить более 35 миллиардов долларов на затратах на электроэнергию и сократили потребление электроэнергии на 430 миллиардов кВтч.
Ядерная энергия	Производство электроэнергии с помощью ядерной энергии, а не сжигания ископаемого топлива.	Продление срока эксплуатации существующих атомных станций и строительство новых ядерных генерирующих мощностей.
Улавливание и секвестрация углерода (CCS)	Улавливание CO 2 в качестве побочного продукта сгорания ископаемого топлива перед его попаданием в атмосферу, транспортировка CO 2 , закачка CO 2 глубоко под землю в тщательно отобранную и подходящую подземную геологическую формацию, где он надежно хранится.	Улавливание CO 2 из дымовых труб угольной электростанции, а затем передача CO 2 по трубопроводу, закачка CO 2 глубоко под землю на тщательно выбранном и подходящем близлежащем заброшенном нефтяном месторождении, где он надежно хранится .Узнайте больше о CCS.

Список литературы

1. Управление энергетической информации США (2019). Объяснение электричества — Основы. Выход
2. IPCC (2014). Изменение климата 2014: Смягчение последствий изменения климата (PDF) (1454 стр., 50 МБ) Выход. Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Эденхофер, О., Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, Э. Фарахани, С. Каднер, К. Сейбот, А. Адлер, I .Баум, С. Бруннер, П. Эйкемайер, Б. Криманн, Й. Саволайнен, С. Шлёмер, К. фон Стехов, Т. Цвикель и Дж. К. Минкс (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.

Начало страницы

Выбросы в транспортном секторе

Общие выбросы в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме.Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Увеличенное изображение для сохранения или печати Сектор транспорта включает перемещение людей и товаров на автомобилях, грузовиках, поездах, кораблях, самолетах и ​​других транспортных средствах. Большинство выбросов парниковых газов от транспорта представляют собой выбросы диоксида углерода (CO ₂ ) в результате сгорания продуктов на основе нефти, таких как бензин, в двигателях внутреннего сгорания. К крупнейшим источникам выбросов парниковых газов, связанных с транспортом, относятся легковые автомобили, грузовики средней и большой грузоподъемности и малотоннажные грузовики, включая внедорожники, пикапы и минивэны.На эти источники приходится более половины выбросов от транспортного сектора. Остальные выбросы парниковых газов в транспортном секторе происходят от других видов транспорта, включая коммерческие самолеты, корабли, лодки и поезда, а также трубопроводы и смазочные материалы.

Относительно небольшие количества метана (CH ₄ ) и закиси азота (N ₂ O) выделяются при сгорании топлива. Кроме того, небольшое количество выбросов гидрофторуглерода (ГФУ) относится к транспортному сектору.Эти выбросы возникают в результате использования мобильных кондиционеров и рефрижераторного транспорта.

Выбросы и тенденции

В 2019 году выбросы парниковых газов от транспорта составили около 29 процентов от общих выбросов парниковых газов в США, что сделало его крупнейшим источником выбросов парниковых газов в США. Что касается общей тенденции, с 1990 по 2019 год общие выбросы от транспорта увеличились, в значительной степени, из-за увеличения спроса на поездки. Количество пройденных миль (VMT) легковыми автомобилями (легковыми автомобилями и малотоннажными грузовиками) увеличилось на 48 процентов с 1990 по 2019 год в результате совокупности факторов, включая рост населения, экономический рост, разрастание городов. , и периоды низких цен на топливо.В период с 1990 по 2004 год средняя экономия топлива среди новых автомобилей, продаваемых ежегодно, снижалась по мере роста продаж легких грузовиков. Начиная с 2005 года, средняя экономия топлива для новых автомобилей начала расти, в то время как VMT для легких грузовиков росла лишь незначительно в течение большей части периода. Средняя экономия топлива для новых автомобилей улучшалась почти каждый год с 2005 года, замедляя темпы роста выбросов CO ₂ , а доля грузовиков в новых транспортных средствах в 2019 модельном году составляет около 56 процентов.

Узнайте больше о выбросах парниковых газов на транспорте.

Выбросы, связанные с потреблением электроэнергии для транспортной деятельности, включены выше, но не показаны отдельно (как это было сделано для других секторов). Эти косвенные выбросы незначительны и составляют менее 1 процента от общих выбросов, показанных на графике.

Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов от транспорта

Существует множество возможностей для сокращения выбросов парниковых газов, связанных с транспортом.В таблице ниже приведены категории этих возможностей и приведены примеры. Для более полного списка см. Главу 8 Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата Exit. ¹

Примеры возможностей сокращения в транспортном секторе

Тип	Как сокращаются выбросы	Примеры
Переключение топлива	Использование топлива, которое выделяет меньше CO 2 , чем топливо, используемое в настоящее время.Альтернативные источники могут включать биотопливо; водород; электричество из возобновляемых источников, таких как ветер и солнце; или ископаемое топливо с меньшей интенсивностью CO 2 , чем топливо, которое они заменяют. Узнайте больше об экологичных автомобилях и альтернативных и возобновляемых источниках топлива.	Использование общественных автобусов, которые работают на сжатом природном газе, а не на бензине или дизельном топливе. Использование электрических или гибридных автомобилей при условии, что энергия вырабатывается из низкоуглеродного или неископаемого топлива. Использование возобновляемых видов топлива, таких как низкоуглеродное биотопливо.
Повышение топливной эффективности за счет усовершенствованного дизайна, материалов и технологий	Использование передовых технологий, дизайна и материалов для разработки более экономичных транспортных средств. Узнайте о правилах EPA в отношении выбросов парниковых газов в транспортных средствах.	Разработка передовых автомобильных технологий, таких как гибридные автомобили и электромобили, которые могут накапливать энергию от торможения и использовать ее в дальнейшем для получения энергии. Снижение веса материалов, используемых для изготовления транспортных средств. Снижение аэродинамического сопротивления транспортных средств за счет улучшенной конструкции формы.
Улучшение производственной практики	Применение методов, минимизирующих расход топлива. Улучшение практики вождения и обслуживания автомобилей. Узнайте о том, как отрасль грузовых перевозок может сократить выбросы с помощью программы SmartWay EPA.	Сокращение среднего времени руления для самолетов. Разумное вождение (избегание резких ускорений и торможений, соблюдение скоростного режима). Уменьшение холостого хода двигателя. Улучшенное планирование рейса для судов, в том числе за счет улучшенных погодных маршрутов, для повышения топливной эффективности.
Снижение спроса на поездки	Использование городского планирования для уменьшения количества миль, которые люди проезжают каждый день. Снижение потребности в вождении за счет мер по повышению эффективности поездок, таких как программы для пригородных, велосипедных и пешеходных поездок.Узнайте о программе «Умный рост» Агентства по охране окружающей среды.	Строительство общественного транспорта, тротуаров и велосипедных дорожек для увеличения выбора транспорта с низким уровнем выбросов. Зонирование для смешанных областей использования, так что жилые дома, школы, магазины и предприятия расположены близко друг к другу, что снижает необходимость вождения.

Список литературы

1. МГЭИК (2014). Изменение климата 2014: Смягчение последствий изменения климата (PDF) (1454 стр., 50 МБ) Выход.Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Эденхофер, О., Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, Э. Фарахани, С. Каднер, К. Сейбот, А. Адлер, I Баум, С. Бруннер, П. Эйкемайер, Б. Криманн, Й. Саволайнен, С. Шлёмер, К. фон Стехов, Т. Цвикель и Дж. К. Минкс (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.

Начало страницы

Выбросы в промышленном секторе

Общие выбросы в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2.Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Изображение большего размера для сохранения или распечатки Промышленный сектор производит товары и сырье, которые мы используем каждый день.Парниковые газы, выбрасываемые в процессе промышленного производства, делятся на две категории: прямых выбросов, , которые производятся на предприятии, и косвенных выбросов, , которые происходят за пределами объекта, но связаны с использованием на предприятии электроэнергии.

Прямые выбросы образуются в результате сжигания топлива для получения энергии или тепла, в результате химических реакций и утечек из промышленных процессов или оборудования. Большинство прямых выбросов связано с потреблением ископаемого топлива для производства энергии.Меньший объем прямых выбросов, примерно одна треть, связан с утечками из систем природного газа и нефти, использованием топлива в производстве (например, нефтепродуктов, используемых для производства пластмасс) и химических реакций при производстве химикатов, чугуна и стали. , и цемент.

Косвенные выбросы образуются в результате сжигания ископаемого топлива на электростанции для производства электроэнергии, которая затем используется промышленным объектом для питания промышленных зданий и оборудования.

Дополнительную информацию о выбросах на уровне предприятия из крупных промышленных источников можно получить с помощью инструмента публикации данных Программы отчетности по парниковым газам Агентства по охране окружающей среды.Информацию на национальном уровне о выбросах от промышленности в целом можно найти в разделах, посвященных сжиганию ископаемого топлива и главе «Промышленные процессы» в Реестре реестра выбросов и стоков парниковых газов США .

Выбросы и тенденции

В 2019 году прямые промышленные выбросы парниковых газов составили 23 процента от общего объема выбросов парниковых газов в США, что сделало их третьим по величине источником выбросов парниковых газов в США после секторов транспорта и электроэнергетики.С учетом как прямых, так и косвенных выбросов, связанных с использованием электроэнергии, доля отрасли в общих выбросах парниковых газов в США в 2019 году составила 30 процентов, что делает ее крупнейшим источником парниковых газов из всех секторов. Общие выбросы парниковых газов в США от промышленности, включая электричество, снизились на 16 процентов с 1990 года.

Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение промышленных выбросов

Существует множество видов промышленной деятельности, вызывающих выбросы парниковых газов, и множество возможностей для их сокращения.В приведенной ниже таблице представлены некоторые примеры возможностей промышленности по сокращению выбросов. Для более полного списка см. Главу 10 Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата Exit. ¹

Примеры возможностей сокращения для промышленного сектора

Тип	Как сокращаются выбросы	Примеры
Энергоэффективность	Переход на более эффективные промышленные технологии.Программа EPA ENERGY STAR® Exit помогает отраслям стать более энергоэффективными.	Определение способов, которыми производители Exit могут использовать меньше энергии для освещения и обогрева предприятий или для работы оборудования.
Переключение топлива	Переход на топливо, которое приводит к меньшим выбросам CO 2 , но с таким же количеством энергии при сжигании.	Использование природного газа вместо угля для работы машин.
Переработка	Производство промышленных продуктов из материалов, которые повторно используются или возобновляются, вместо производства новых продуктов из сырья.	Использование стального и алюминиевого лома вместо выплавки нового алюминия или ковки новой стали.
Обучение и повышение осведомленности	Информирование компаний и работников о мерах по сокращению или предотвращению утечек выбросов от оборудования. EPA имеет множество добровольных программ, которые предоставляют ресурсы для обучения и других шагов по сокращению выбросов. EPA поддерживает программы для алюминиевой, полупроводниковой и магниевой промышленности.	Введение политики и процедур обращения с перфторуглеродами (ПФУ), гидрофторуглеродами (ГФУ) и гексафторидом серы (SF 6 ), которые сокращают количество случайных выбросов и утечек из контейнеров и оборудования.

Список литературы

1. МГЭИК (2014). Изменение климата 2014: Смягчение последствий изменения климата (PDF) (1454 стр., 50 МБ) Выход. Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Эденхофер, О., Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, Э. Фарахани, С. Каднер, К. Сейбот, А. Адлер, I Баум, С. Бруннер, П. Эйкемайер, Б. Криманн, Й. Саволайнен, С. Шлёмер, К. фон Стехов, Т. Цвикель и Дж. К. Минкс (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.

Начало страницы

Выбросы в коммерческом и жилом секторе

Общие выбросы в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме.Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Увеличенное изображение для сохранения или печати Жилой и коммерческий секторы включают все дома и коммерческие предприятия (за исключением сельскохозяйственной и промышленной деятельности). Выбросы парниковых газов в этом секторе происходят из прямых выбросов , включая сжигание ископаемого топлива для отопления и приготовления пищи, управление отходами и сточными водами и утечки хладагентов в домах и на предприятиях, а также косвенные выбросы , которые происходят за пределами объекта, но связаны с использование электроэнергии, потребляемой домами и предприятиями.

Прямые выбросы образуются в результате бытовой и коммерческой деятельности различными способами:

• При сжигании природного газа и нефтепродуктов для отопления и приготовления пищи выделяются углекислый газ (CO ₂ ), метан (CH ₄ ) и закись азота (N ₂ O). Выбросы от потребления природного газа составляют 80 процентов прямых выбросов CO ₂ от ископаемого топлива в жилищном и коммерческом секторах в 2019 году.Потребление угля является второстепенным компонентом энергопотребления в обоих этих секторах.
• Органические отходы, отправляемые на свалки, содержат выбросы CH ₄ .
• Очистные сооружения выбрасывают CH ₄ и N ₂ O.
• При анаэробном сбраживании на биогазовых установках выделяется CH ₄ .
• Фторированные газы (в основном гидрофторуглероды или ГФУ), используемые в системах кондиционирования и охлаждения, могут выделяться во время обслуживания или в результате утечки оборудования.

Косвенные выбросы образуются в результате сжигания ископаемого топлива на электростанции для производства электроэнергии, которая затем используется в жилищной и коммерческой деятельности, такой как освещение и бытовая техника.

Дополнительную информацию на национальном уровне о выбросах в жилом и коммерческом секторах можно найти в главах «Энергетика» и «Тенденции» Инвентаризации США.

Выбросы и тенденции

В 2019 году прямые выбросы парниковых газов от домов и предприятий составили 13 процентов от общего количества выбросов U.S. Выбросы парниковых газов. Выбросы парниковых газов от домов и предприятий меняются из года в год, что часто коррелирует с сезонными колебаниями в использовании энергии, вызванными, главным образом, погодными условиями. Общие выбросы парниковых газов в жилых и коммерческих помещениях, включая прямые и косвенные, в 2019 году увеличились на 3 процента с 1990 года. Выбросы парниковых газов в результате прямых выбросов в домах и на предприятиях увеличились на 8 процентов с 1990 года. Кроме того, косвенные выбросы от потребление электроэнергии домами и предприятиями увеличилось с 1990 по 2007 год, но с тех пор снизилось примерно до уровня 1990 года в 2019 году.

Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов от домов и предприятий

В приведенной ниже таблице приведены некоторые примеры возможностей сокращения выбросов от домов и предприятий. Более полный список вариантов и подробную оценку того, как каждый вариант влияет на разные газы, см. В главе 9 и главе 12 документа Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата .Выход

Примеры возможностей сокращения в жилом и коммерческом секторе

Тип	Как сокращаются выбросы	Примеры
Жилые и коммерческие здания	Снижение энергопотребления за счет энергоэффективности.	Дома и коммерческие здания используют большое количество энергии для отопления, охлаждения, освещения и других функций. Методы «зеленого строительства» и модернизация могут позволить новым и существующим зданиям использовать меньше энергии для выполнения тех же функций, что приведет к снижению выбросов парниковых газов.Методы повышения энергоэффективности здания включают лучшую изоляцию; более энергоэффективные системы отопления, охлаждения, вентиляции и охлаждения; эффективное люминесцентное освещение; пассивное отопление и освещение для использования солнечного света; и покупка энергоэффективной техники и электроники. Узнайте больше об ENERGY STAR®.
Очистка сточных вод	Повышение энергоэффективности систем водоснабжения и канализации.	На системы питьевого водоснабжения и водоотведения приходится около 2 процентов энергопотребления в Соединенных Штатах.За счет внедрения методов энергоэффективности в свои водопроводные и канализационные предприятия муниципалитеты и коммунальные предприятия могут сэкономить от 15 до 30 процентов использования энергии. Узнайте больше об энергоэффективности для систем водоснабжения и канализации.
Управление отходами	Уменьшение количества твердых отходов, отправляемых на свалки. Улавливание и использование метана, образующегося на существующих полигонах.	Свалочный газ — это естественный побочный продукт разложения твердых отходов на свалках. В основном он состоит из CO 2 и CH 4 .Существуют хорошо зарекомендовавшие себя недорогие методы сокращения выбросов парниковых газов из бытовых отходов, включая программы рециркуляции, программы сокращения отходов и программы улавливания метана на свалках.
Кондиционирование и охлаждение	Снижение утечки из оборудования для кондиционирования воздуха и холодильного оборудования. Использование хладагентов с более низким потенциалом глобального потепления.	Обычно используемые в домах и на предприятиях хладагенты включают озоноразрушающие хладагенты на основе гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ), часто ГХФУ-22, и смеси, полностью или в основном состоящие из гидрофторуглеродов (ГФУ), которые являются сильнодействующими парниковыми газами.В последние годы в технологиях кондиционирования воздуха и охлаждения произошел ряд достижений, которые могут помочь розничным торговцам продуктами питания сократить как заправку хладагента, так и его выбросы. Узнайте больше о программе EPA GreenChill по сокращению выбросов парниковых газов в супермаркетах.

Начало страницы

Выбросы в сельском хозяйстве

Общие выбросы в 2019 году = 6,558 миллионов метрических тонн эквивалента CO2. Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

* Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство в Соединенных Штатах является чистым поглотителем и удаляет примерно 12 процентов этих выбросов парниковых газов, этот чистый поглотитель не показан на приведенной выше диаграмме. Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Увеличенное изображение для сохранения или распечатки Сельскохозяйственная деятельность — растениеводство и животноводство для производства продуктов питания — способствует различным выбросам:

• Различные методы управления сельскохозяйственными почвами могут привести к увеличению доступности азота в почве и привести к выбросам закиси азота (N ₂ O).Конкретные виды деятельности, которые способствуют выбросам N ₂ O с сельскохозяйственных земель, включают внесение синтетических и органических удобрений, выращивание азотфиксирующих культур, осушение органических почв и методы орошения. На управление сельскохозяйственными почвами приходится чуть более половины выбросов парниковых газов в сельскохозяйственном секторе экономики. *
• Домашний скот, особенно жвачные, такие как крупный рогатый скот, производят метан (CH ₄ ) как часть их нормальных пищеварительных процессов.Этот процесс называется кишечной ферментацией, и на него приходится более четверти выбросов сельскохозяйственного сектора экономики.
• Способ обращения с навозом домашнего скота также способствует выбросам CH ₄ и N ₂ O. Различные методы обработки и хранения навоза влияют на количество производимых парниковых газов. На использование навоза приходится около 12 процентов общих выбросов парниковых газов в сельскохозяйственном секторе США.
• Более мелкие источники сельскохозяйственных выбросов включают CO ₂ от известкования и внесения мочевины, CH ₄ от выращивания риса и сжигания растительных остатков, которые производят CH ₄ и N ₂ O.

Более подробную информацию о выбросах от сельского хозяйства можно найти в главе о сельском хозяйстве в Реестре инвентаризации выбросов и стоков парниковых газов США .

* Управление пахотными землями и пастбищами также может приводить к выбросам или связыванию углекислого газа (CO ₂ ).Однако эти выбросы и абсорбция включены в секторы «Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство».

Выбросы и тенденции

В 2019 году выбросы парниковых газов в сельскохозяйственном секторе экономики составили 10 процентов от общих выбросов парниковых газов в США. Выбросы парниковых газов в сельском хозяйстве с 1990 года увеличились на 12 процентов. Движущие силы этого увеличения включают 9-процентное увеличение выбросов N ₂ O в результате обработки почв, а также 60-процентный рост совокупных выбросов CH ₄ и N ₂ Выбросы O от систем управления навозом, отражающие более широкое использование жидких систем с интенсивными выбросами в течение этого периода времени.Выбросы из других сельскохозяйственных источников в целом оставались неизменными или изменились на относительно небольшую величину с 1990 года.

Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов в сельском хозяйстве

В приведенной ниже таблице представлены некоторые примеры возможностей сокращения выбросов в сельском хозяйстве. Для более полного списка вариантов и подробной оценки того, как каждый вариант влияет на разные газы, см. Главу 11 Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата .Выход

Примеры возможностей сокращения для сельскохозяйственного сектора

Тип	Как сокращаются выбросы	Примеры
Земледелие и земледелие	Корректировка методов землепользования и выращивания сельскохозяйственных культур.	Удобрение культур с соответствующим количеством азота, необходимым для оптимального урожая, поскольку чрезмерное внесение азота может привести к более высоким выбросам закиси азота без повышения урожайности. Слив воды с заболоченных рисовых почв во время вегетационного периода для сокращения выбросов метана.
Животноводство	Корректировка практики кормления и других методов управления для уменьшения количества метана, образующегося в результате кишечной ферментации.	Улучшение качества пастбищ для увеличения продуктивности животных, что может снизить количество метана, выделяемого на единицу животноводческой продукции.Кроме того, повышение продуктивности животноводства может быть обеспечено за счет улучшения методов разведения.
Управление навозом	Контроль процесса разложения навоза для снижения выбросов закиси азота и метана. Улавливание метана при разложении навоза для производства возобновляемой энергии.	Обработка навоза в твердом виде или его хранение на пастбище вместо хранения в системе на жидкой основе, такой как лагуна, вероятно, снизит выбросы метана, но может увеличить выбросы закиси азота. Хранение навоза в анаэробных лагунах для максимального увеличения производства метана с последующим улавливанием метана для использования в качестве заменителя энергии ископаемым видам топлива. Для получения дополнительной информации об улавливании метана из систем управления навозом см. Программу AgSTAR Агентства по охране окружающей среды, добровольную информационно-просветительскую программу, которая способствует извлечению и использованию метана из навоза.

Начало страницы

Землепользование, изменения в землепользовании и выбросы и секвестрация в лесном секторе

Растения поглощают углекислый газ (CO ₂ ) из атмосферы по мере роста, и они накапливают часть этого углерода в виде надземной и подземной биомассы на протяжении всей своей жизни.Почвы и мертвое органическое вещество / подстилка также могут накапливать часть углерода этих растений в зависимости от того, как обрабатывается почва, и других условий окружающей среды (например, климата). Такое хранение углерода в растениях, мертвом органическом веществе / подстилке и почве называется биологическим связыванием углерода. Поскольку биологическое связывание выводит CO ₂ из атмосферы и сохраняет его в этих углеродных пулах, его также называют «стоком» углерода.

Выбросы или связывание CO ₂ , а также выбросы CH ₄ и N ₂ O могут происходить в результате управления землями в их текущем использовании или по мере того, как земли переводятся в другое землепользование.Углекислый газ обменивается между атмосферой и растениями и почвой на суше, например, когда пахотные земли превращаются в пастбища, когда земли обрабатываются для выращивания сельскохозяйственных культур или когда растут леса. Кроме того, использование биологического сырья (например, энергетических культур или древесины) для таких целей, как производство электроэнергии, в качестве сырья для процессов, создающих жидкое топливо, или в качестве строительных материалов может привести к выбросам или улавливанию. *

В Соединенных Штатах в целом с 1990 года деятельность в области землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства (ЗИЗЛХ) привела к большему удалению CO ₂ из атмосферы, чем выбросам.По этой причине сектор ЗИЗЛХ в Соединенных Штатах считается чистым поглотителем, а не источником CO ₂ за этот период времени. Во многих регионах мира верно обратное, особенно в странах, где расчищены большие площади лесных угодий, часто для использования в сельскохозяйственных целях или для строительства поселений. В этих ситуациях сектор ЗИЗЛХ может быть чистым источником выбросов парниковых газов.

* Выбросы и связывание CO ₂ представлены в разделе «Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство» в Перечне.Выбросы метана (CH ₄ ) и закиси азота (N ₂ O) также происходят в результате землепользования и хозяйственной деятельности в секторе ЗИЗЛХ. Другие выбросы CH ₄ и N ₂ O также представлены в секторе энергетики.

Выбросы и тенденции

В 2019 году чистый CO ₂ , удаленный из атмосферы в секторе ЗИЗЛХ, составил 12 процентов от общих выбросов парниковых газов в США. В период с 1990 по 2019 год общее связывание углерода в секторе ЗИЗЛХ снизилось на 11 процентов, в первую очередь из-за снижения скорости чистого накопления углерода в лесах и пахотных землях, а также увеличения выбросов CO ₂ в результате урбанизации.Кроме того, хотя и эпизодически по своей природе, увеличенные выбросы CO ₂ , CH ₄ и N ₂ O от лесных пожаров также имели место в течение временного ряда.

* Примечание. Сектор ЗИЗЛХ является чистым «поглотителем» выбросов в Соединенных Штатах (например, улавливается больше выбросов парниковых газов, чем от землепользования), поэтому чистые выбросы парниковых газов от ЗИЗЛХ отрицательны.

Все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Сокращение выбросов и увеличение стоков в результате землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства

В секторе ЗИЗЛХ существуют возможности для сокращения выбросов и увеличения потенциала улавливания углерода из атмосферы за счет увеличения поглотителей. В приведенной ниже таблице представлены некоторые примеры возможностей как для сокращения выбросов, так и для увеличения поглотителей. Более полный список см. В главе 11 документа «Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата ».Выход

Примеры возможностей сокращения в секторе ЗИЗЛХ

Тип	Как сокращаются выбросы или увеличиваются стоки	Примеры
Изменение землепользования	Увеличение накопления углерода за счет другого использования земли или поддержание накопления углерода путем предотвращения деградации земель.	Облесение и сведение к минимуму преобразования лесных земель в другие виды землепользования, такие как поселения, пахотные земли или луга.
Изменения в практике землепользования	Совершенствование практики управления существующими видами землепользования.	Использование сокращенных методов обработки почвы на пахотных землях и улучшенных методов управления выпасом на пастбищах. Посадка после естественного или антропогенного нарушения лесов для ускорения роста растительности и минимизации потерь углерода в почве.

Начало страницы

6,457 миллионов метрических тонн CO

_{2 эквивалента} — что это означает?

Описание единиц

Миллион метрических тонн равен примерно 2.2 миллиарда фунтов или 1 триллион граммов. Для сравнения: небольшой автомобиль, вероятно, будет весить чуть больше 1 метрической тонны. Таким образом, миллион метрических тонн примерно равен массе 1 миллиона небольших автомобилей!

В реестре США используются метрические единицы для согласованности и сопоставимости с другими странами. Для справки: метрическая тонна немного больше (примерно на 10 процентов), чем американская «короткая» тонна.

Выбросы парниковых газов часто измеряются в двуокиси углерода ( CO ₂ ) эквивалент .Чтобы преобразовать выбросы газа в эквивалент CO ₂ , его выбросы умножаются на потенциал глобального потепления (GWP) газа. ПГП учитывает тот факт, что многие газы более эффективно нагревают Землю, чем CO ₂ на единицу массы.

Значения GWP, отображаемые на веб-страницах по выбросам, отражают значения, используемые в реестре США, которые взяты из Второго отчета об оценке (SAR) МГЭИК. Для дальнейшего обсуждения ПГП и оценки выбросов парниковых газов с использованием обновленных ПГП см. Приложение 6 к U.S. Перечень и обсуждение GWP в МГЭИК (PDF) (106 стр., 7,7 МБ). Выход

.