Электрическая энергия вырабатывается на электрических станциях, которые в зависимости от используемых в них энергоносителей для получения электроэнергии, подразделяются на тепловые (паротурбинные), атомные (реакторные) и гидроэлектрические (гидротурбинные). Существуют также электростанции, использующие энергию ветра и тепла солнечных лучей, но они представляют собой маломощные источники электроэнергии, предназначенные только для электроснабжения отдельных мелких потребителей, отдаленных от мощных электростанций и системных сетей. На тепловых электростанциях используют тепловую энергию, получаемую при сжигании в топках котлов угля, торфа, горючих сланцев, мазута или природного газа. В тепловой электростанции (рис. 1, а) вода в котлах превращается в нар, который по паропроводу поступает в паровую турбину и приводит в движение ее ротор, а также механически соединенный с ним ротор генератора. В генераторе механическая энергия преобразуется в электрическую и генератор становится источником электрического тока.
Таким образом тепловая энергия пара превращается в механическую энергию вращения турбины, а последняя в свою очередь преобразуется в электрическую энергию. Превращение энергии из одного вида в другой неизбежно сопровождается потерями, величина которых зависит главным образом от способа преобразования, а также от совершенства и состояния преобразующих устройств. Отработавший пар, пройдя все ступени турбины, поступает в конденсатор (см. рис. 1, а), где,охлаждаясь,превращается в конденсат, который вновь подается насосом в котел. Возврат чистого конденсата уменьшает образование накипи в котлах и тем самым увеличивает срок их службы. Так, по замкнутому циклу работает тепловая (конденсационная) электростанция, снабжающая потребителей только электрической энергией. Снабжение потребителей не только электрической, но и тепловой энергией осуществляется тепловой электростанцией (рис. 1,6), называемой теплоэлектроцентралью (ТЭЦ), где совершается описанный выше цикл преобразования тепловой энергии в механическую, а затем и в электрическую, но с той разницей, что значительная часть тепловой энергии отпускается в виде горячей воды и пара потребителям, расположенным в непосредственной близости от электростанции. Атомная, электростанция (АЭС) по своей сущности является тепловой электростанцией, отличаясь от последней лишь тем, что на ней вместо котельного агрегата установлены атомный реактор с теплообменником и для получения пара используется тепло, получаемое в процессе деления ядер атомов урана или плутония.
Атомные электростанции получают широкое распространение в СССР, поскольку их можно сооружать в районах, отдаленных от источников природного топлива или нерасполагающих гидроэнергетическими ресурсами. Одним из преимуществ AЭC является малый расход потребляемого топлива, что резко снижает затраты на его перевозку. Несмотря на пока еще сравнительно высокую стоимость выработанного АЭС киловатт-часа электроэнергии применение атомных электростанций весьма перспективно и для ряда районов СССР экономически выгодно. Гидроэлектростанции (рис. 2) сооружают на реках, используя напор потока воды, искусственно создаваемый плотиной, вследствие разности уровней воды по обеим сторонам плотины. Вода, подаваемая под определенным напором в гидротурбину, вращает рабочее колесо (ротор) турбины и соединенный с ним ротор электрического генератора. При этом энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию; вырабатываемую генератором. Гидроэлектростанции по сравнению с тепловыми электростанциями имеют более высокий коэффициент полезного действия, требуют меньших эксплуатационных затрат и позволяют получить электроэнергию, стоимость каждого киловатт-часа которой в несколько раз ниже, чем вырабатываемой на тепловых электростанциях. Однако, в Советском Союзе строятся преимущественно тепловые электростанции, что объясняется: наличием больших запасов низкокалорийного топлива, пригодного к использованию только на электростанциях; возможностью быстрого сооружения тепловых электростанций из типовых строительных конструкций; необходимостью меньших капиталовложений; возможностью строительства и ввода в эксплуатацию тепловых электростанций в более короткие сроки, чем гидроэлектростанций. В настоящее время около 80% всей потребляемой в нашей стране электроэнергии производится тепловыми электростанциями и только 20%—гидроэлектростанциями.
