Výroba elektrické energie

GP OP VK Inovativní metody v prvouce, vlastivědě a zeměpisu,

CZ.1.07/1.1.02/03.0064

Ele

ktr

árn

a je

te

chnolo

gic

ké

zaří

zení s

louží

cí k

vý

robě e

lekt

rick

é

energ

ie.

Ta se získává přeměnou z

energie vázané v nějakém

zdroji. Nejčastěji je tato

energie nejdříve přeměněna na energii

mechanickou, kterou je

následně poháněn elektrický generátor.

Další možností může být

využití fotovoltaického jevu nebo

termoelektrického jevu –

ty se ale nehodí pro větší

elektrické výkony.

Z ekologického hlediska

rozlišujeme zdroje obnovitelné a

neobnovitelné.

zdroje energie, jejichž množství je omezené, potenciální regenerace dlouhodobá a hrozí jejich brzké (v řádech desítek nebo stovek let) úplné

spotřebování

Většina elektrické energie se vyrábí z neobnovitelných zdrojů.

Patří sem:

• Tepelné elektrárny na spalování fosilních paliv (uhlí, hořlavé břidlice, ropa, plyn)

• Jaderné elektrárny

Neobnovitelné zdroje:

TEPELNÉ ELEKTRÁRNY

Spalování fosilních paliv:

• uhlí

• hořlavé břidlice

• ropa

• topný plyn (svítiplyn, zemní plyn, generátorový plyn)

[1] Elektrárna Prunéřov II spalující hnědé uhlí

• Stálý provoz• Účinnost přeměny energie je nízká (asi 50%)• Při spalování vzniká velké množství škodlivých

látek, které znečišťují životní prostředí (oxidy dusíku , oxid siřičitý, prachové částice, polycyklické aromatické uhlovodíky…)

JADERNÉ ELEKTRÁRNY

Energie získaná jaderným reaktorem používá k výrobě páry v parogenerátoru. Tato pára pohání parní turbíny, které pohání alternátory pro výrobu elektrické energie. [2] JE Dukovany• malý objem spotřebovaného paliva• čistý provoz• vysoké náklady na výstavbu • technologicky náročné získávání paliva• produkce jaderného odpadu• riziko havárie (vážné následky)

V jaderném reaktoru probíhá štěpná jaderná reakce, palivem je obohacený uran.

zdroje, které se v přírodě samovolně regenerují ze zdrojů s velmi dlouhým

horizontem vyčerpání (například vyčerpání sluneční energie se očekává až

za několik miliard let). Patří sem:

• Tepelné elektrárny na spalování biomasy

• Vodní elektrárny

• Větrné elektrárny

• Geotermální elektrárny

• Solární elektrárny

Obnovitelné zdroje:

VODNÍ ELEKTRÁRNYVoda přitékající přívodním kanálem roztáčí turbínu, která je na společné hřídeli s generátorem elektrické energie.

• Francisova turbína

• Kaplanova turbína (nejčastěji)

• Peltonova turbína (velký spád)

• Bánkiho turbína (malé VE) [3] Průřez vodní elektrárnou (hydroelektrárnou)A - hladina přehradní nádržeB - Budova elektrárnyC - turbína, kolem ní rozváděcí kolo a pod ní odtokový kanálD - generátor na společné ose s turbínouE - česlo a uzávěrF - přívodní kanálG - transformátor, napojující elektrárnu do rozvodné sítěH - odtok

VODNÍ ELEKTRÁRNYVodní elektrárny bývají umístěny:

• Pod přehradní hrází

• V místě jezů či vodních mlýnů, velkého spádu řeky (malé vodní elektrárny)

• Na mořském pobřeží (přílivové elektrárny)

• Přečerpávací vodní elektrárny (2 nádrže)

[4] Přílivová elektrárna Annapolis Royal v Novém Skotsku (Kanada)

• Start během několika sekund – špičkový zdroj (k pokrytí okamžité potřeby)

• Využívají obnovitelné zdroje, „čistý provoz“• Minimální nároky na provoz a údržbu, dálkové ovládání• Další využití vodních nádrží (rekreace, pitná voda, chov ryb,

ochrana proti povodním, vodní sporty• Vysoké náklady na výstavbu, zaplavení velkého území, riziko

havárie• Závislost na stabilním průtoku, brání tahu ryb a běžné lodní

dopravě

VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY

Využívají síly větru k roztočení vrtule (větrná turbína). K ní je pak připojen elektrický generátor: • V evropských zemích se větrná

elektřina stává důležitým průmyslovým odvětvím.

• K výstavbě nových elektráren dochází i v ČR

[5] větrná elektrárna (Dánsko)

• využívá obnovitelný zdroj energie, čistý provoz• nízká cena – náklady na provoz a údržbu , dálkové ovládání• snadná instalace – jednoduché sestavení a uvedení do provozu• jistota – v případě, že ve vaší lokalitě fouká vítr dostatečně, máte

doživotní jistotu energetického zdroje• hlučnost, vliv na příjem televize a rádia• ohrožení ptáků a plašení zvěře• vliv stínu rotující vrtule (tzv. diskoefekt), vliv na turistický ruch

SOLÁRNÍ ELEKTRÁRNY

Využívají sluneční energii:

• fotovoltaická

• tepelná [6] fotovoltaická elektrárna – Vepřek (ČR)

• využívá obnovitelný zdroj energie, čistý provoz• nízké náklady na provoz a údržbu , dálkové ovládání• možnost řešení až na úrovni jednotlivých domů• dlouhá životnost zařízení• vysoké pořizovací náklady• přísun slunečního záření během roku kolísá – nelze použít

jako jediný zdroj• při instalaci solární soustavy do stávajícího objektu jsou

nutné jeho úpravy

GEOTERMÁLNÍ ELEKTRÁRNY

Využívají energii nitra Země:

• elektrárny na suchou páru

• elektrárny na mokrou páru

• horkovodní elektrárny

[7] geotermální elektrárna (Island)

• využívá obnovitelný zdroj energie, čistý provoz• nezávislost na počasí• vysoké pořizovací náklady• lze je vystavět jen v některých místech

(geologicky nestabilní oblasti)• při instalaci solární soustavy do stávajícího

objektu jsou nutné jeho úpravy

TEPELNÉ ELEKTRÁRNY NA

SPALOVÁNÍ BIOMASY• často se využívají

odstavené tepelné elektrárny – přestavba

• palivo: balíky sena, slámy, speciálně pěstované plodiny, dřevo, upravený odpad

• využití obnovitelných zdrojů, nízká cena biomasy• uzavřený okruh CO2, využití odpadu• využití půdy nevhodné pro pěstování

potravinářských plodin• nižší výhřevnost, velké skladovací prostory• vliv vlhkosti na spalovací procesy

BIOMASA:je souhrn látek tvořících těla všech organismů, jak rostlin, bakterií, sinic a hub, tak i živočichů. Energie biomasy má svůj prapůvod ve slunečním záření a fotosyntéze

Použité zdroje:

[1] Soubor:Elektrarna Prunerov II 20070926.jpg. In: ŠTEFEK, Petr. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2008-03-08, 2008-03-08 [cit. 2012-06-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Elektrarna_Prunerov_II_20070926.jpg

[2] Soubor:Nuclear.power.plant.Dukovany.jpg. In: ADÁMEK, Petr. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2005-10-09, 2010-02-14 [cit. 2012-06-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Nuclear.power.plant.Dukovany.jpg

[3] Soubor:Hydroelectric dam-letters.svg. In: LICENCED GFDL AND CC-BY-2.5, User:Tomia. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2008-01-11, 2008-01-11 [cit. 2012-06-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Hydroelectric_dam-letters.svg

[4] Soubor:TideKraftwerk.jpg. In: INERLE, Hartmut. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2005-09-23, 2010-01-02 [cit. 2012-06-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:TideKraftwerk.jpg

[5] Soubor:Turbiny wiatrowe ubt.jpeg. In: SIENICKI, Tomasz. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2004-09-25, 2004-09-25 [cit. 2012-06-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Turbiny_wiatrowe_ubt.jpeg

[6] Soubor:Fotovoltaická elektrárna Vepřek (02).jpg. In: CS:ŠJŮ. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2010-08-13, 2010-08-13 [cit. 2012-06-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Fotovoltaick%C3%A1_elektr%C3%A1rna_Vep%C5%99ek_(02).jpg

[7] Soubor:Iceland Geothermal facility.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2006-03-29, 2006-03-29 [cit. 2012-06-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Iceland_Geothermal_facility.jpg

Elektrárna. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2005-09-06, 2012-06-18 [cit. 2012-06-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Elektr%C3%A1rna