Energetska proizvodnja

Energetska proizvodnja

Energetska proizvodnja2

VRSTE ENERGIJ IN ENERGIJSKE PRETVORBE


Sistemi preskrbe z energijo

Energijo, ki jo rabimo v industriji, komunali in gospodarstvu jemljemo iz naravnih virov.

Sisteme za preskrbo z energijami sestavljajo trije segmenti:

• priprava energije – energetska proizvodnja ,• transport energije,

• raba energije.

PRIPRAVA ENERGIJE

TRANSPORT ENERGIJE

RABA ENERGIJE

NA

RA

VN

I VIR

I E

NE

RG

IJE


Viri in vrste primarne energije

• sončna energija– direktna vpadla sončna energija:

• sprejemniki toplote• sončne celice

– indirektna vpadla sončna energija• biomasa• geodetska potencialna energija vodnih

mas• energija vetra• energija morja

– energija morskih tokov

– energija valov

– notranja energija morja

• kalorična notranja energija zemlje • geotermalna voda• vroče zemeljske plasti

• gravitacijska energija• energija bibavice

Obnovljive vrste primarne energije• jedrska energija

– jedrska fizija (cepitev težkih atomskih jeder – U235, izotop urana)

– jedrska fuzija (spajanje lahkih atomskih jeder – H2 devterij, H3, tritij)

• notranja, kemično vezana energija fosilnih goriv

– trda goriva:• črni premog• rjavi premog• lignit• šota

– plinasta goriva• zemeljski plin

– kapljevita goriva• nafta

• notranja energija odpadkov• nenevarni komunalni odpadki

Neobnovljive vrste primarne energije


NARAVNI VIRI PRIMARNIH ENERGIJ

Pretvarjanje energij od primarnih do končnih oblik

Energetska proizvodnja

• Primarna energija je energija nosilcev primarne energije, ki še ni bila

podvržena nobeni tehnični pretvorbi.

• Sekundarna energija je energija po tehnični pretvorbi iz primarne energije.

• Končna energija je energija, ki je na voljo uporabniku na mestu uporabe.

• Koristna energija je tisti del končne energije, ki se v procesu koristno.

Vrste energij pri pretvorbah

V energetiki je primarna energija vedno mišljena ko t energija, ki jo izkoriš ča človek za svoje dejavnosti.


Uporabne oblike energije

Primarne energije v naravi so obi čajno v oblikah, ki niso primerne za neposredno uporabo, zato jih moramo pretvarjati v up orabne oblike.

Uporabne oblike energij:

• mehansko delo

• elektri čna energija

• toplota

• svetloba

• zvok...


Procesi pretvarjanja primarne energije

Pretvarjanja primarne energije v sekundarno, bolj uporabno obliko energije delimo na hladne procese in tople procese. Pri toplih procesih se med pretvarjanjem pojavi toplotakot vmesna oblika energije, pri hladnih procesih pa opravka s toploto nimamo.

Postrojenja za hladno pretvarjanje primarne energij e v sekundarno:• hidroelektrarna• vetrna elektrarna• fotovoltaična elektrarna

Postrojenja za toplo pretvarjanje primarne energije v sekundarno:• kotlarne• termoelektrarne• toplarne• gorivne celice• toplotni pogonski stroji


Postrojenja za hladno pretvarjanje primarne energije

Procesi za hladno pretvarjanje primarne energije večinoma pretvarjajo potencialno in kinetično energijo vode in zraka.

Hidroelektrarna– Potencialno energijo vodnih mas pretvorimo v kinetično energijo, ki jo najprej

pretvorimo v mehansko delo in nato po potrebi v električno energijo.

Vetrna elektrarna– Kinetična energija zračnih mas, vetra se pretvarja v mehansko delo in nato po potrebi

v električno energijo.

Sončna, fotovoltai čna elektrarna– Energija elektromagnetnega valovanja vpadnega sončnega sevanja se absorbira in

neposredno pretvarja v električno energijo.


Postrojenja za toplo pretvarjanje primarnih energij

Osnovna oblika primarne energije, ki se pretvarja v toplih procesih je notranja energija goriv.Pri gorivih, ki jih kurimo je to kemična notranja energija, pri jedrskih gorivih pa jedrska.

Kotlarne – kemična notranja energija goriv se pretvarja v toploto.

Termoelektrarne- termoelektrarna na fosilna goriva: kemična notranja energija goriv se v procesu gorenja

pretvarja v toploto, ta pa v mehansko delo in naprej v električno energijo. - jedrske elektrarna: jedrska notranja energija se preko fizije (ali fuzije) pretvarja v toploto,

ta pa v mehansko delo in naprej v električno energijo. - geotermalna elektrarna: toplota iz notranjosti zemlje se pretvarja v mehansko delo in nato

v električno energijo.- sončna elektrarna: energija elektromagnetnega valovanja se (večinoma v koncentrirani

obliki) pretvarja v toploto, ta pa v mehansko delo in električno energijo.

Toplarne - postrojenja za kogeneracijo toplote in električne energije. Razdelitev je podobna kakor pri termoelektrarnah.

Gorivne celice – kemično notranjo energijo goriv pretvarjamo v toploto in električno energijo.

Toplotni pogonski stroji – kemična notranja energija goriv se pretvarja v delo, (mehansko delo, električna energija, toplota).


Izkoristki in izgube pri pretvarjanju primarnih energij

Izgube primarnega pretvarjanja so tisti del energije, ki se izgubi med pretvarjanjem iz

primarne v sekundarno obliko energije.

Pretvarjanje v hladnih procesih

Pri teh procesih se v tehnično delo pretvarja kinetična ali potencialna energija snovi brez

vmesnega pretvarjanja v toploto. Zato so izgube primarnega pretvarjanja sorazmerno majhne in izkoristki visoki.

Hidroelektrarne: Izgube so od ~ 4 do 20 %. Izkoristek je močno odvisen od tipa in obremenitve turbine.

Vetrne elektrarne: Teoretično je mogoče v mehansko delo spremeniti le 59 % kinetične energije vetra. Dejanski izkoristki vetrnic so močno odvisni od razmerja obodne hitrosti vetrnice in hitrosti vetra, ter se gibljejo pod 50 %.

Sončne celice: Pretvarjajo energijo sončnega sevanja v električno energijo. Dejanski izkoristki so nižji od 25 %.


Izkoristki in izgube pri pretvarjanju primarnih energij

Pretvarjanje v toplih procesih

Pri pretvarjanju primarne energije v sekundarno v toplotnih procesih pretvarjamotoploto v tehnično delo. Ta pretvorba je obremenjena s Carnotovim izkoristkom, ki določa, koliko toplote je mogoče pretvoriti v delo.

- Kotlarne: dejanske izgube ~ 5 -10 %, izkoristek torej od 90 % do 95 %.

- Termoelektrarne: teoretične zgube ~ 55 - 65 %, (gorivo - tehnično delo), teoretični izkoristek 35 - 45 %.

- Dejanski izkoristki naših termoelektrarn, ( gorivo - električna energija), 33 - 35 %.

- Toplarne - kogeneracija , izkoristki od 70% do 90%.

- Gorivne celice - izkoristek med 50 % - 80 %- Pogonski stroji - izkoristki med 35 % do 40 %.


Izgube pri pretvarjanju sekundarnih energij v končne

Izgube transportaje del energije, ki se izgubi ali porablja pri transportu sekundarne energije do porabnika.

Transport elektri čne energije: skupne izgube v prenosnem in razdelilnem omrežju so od 4 % do 12 %.

Transport toplote: Toplota se prenaša s paro ali vročo vodo po izoliranih cevovodih. Izgube transporta obsegajo energijo za pogon črpalk in toplotne izgube skozi stene cevovodov, ki so od 0,1 do 0,5 K/km cevovoda. Izgube so odvisne od kvalitete izolacije ter temperature in hitrosti nosilnega medija.

Izgube v tehnološkem procesu: so nekoristno porabljeni del končne energije oz. razlika med končno in koristno energijo.

Odpadna toplotaKadar v tehnološki proces vstopa toplota kot končna energija, se del toplote porabi kot koristna energija, ostanek pa iz procesa izstopa kot odpadna toplota . V tem primeru je odpadna toplota torej razlika med končno in koristno energijo.


VIRI PRIMARNIH ENERGIJ


Raba primarne energije v svetu v obdobju 1980-2000

Nafta; 31,8%

Premog; 26,1%

"Novi" obnovljivi viri; 2,3%Tradicionalni

obnovljivi viri;10,2%

Večji hidro; 5,7%

Jedrska; 4,5%

Zemljski plin; 19,3%


Izkop premoga do leta 2006

Izkop premoga v letih 1965-2006

0,0

500,0

1000,0

1500,0

2000,0

2500,0

3000,0

3500,0

1965

1968

1971

1974

1977

1980

1983

1986

1989

1992

1995

1998

2001

2004

leta

mili

jono

v T

OE

svet

Kitajska

Evropa

Indija

Azija, Australija

ZDA, Kanada


Proizvodnja električne energije v jedrskih elektrarnah

Proizvodnja jedrskih elektrarn v letih 1965-2006

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1965 1971 1977 1983 1989 1995 2001

leta

TW

h

svet

Evropa in Evrazija

Azija, Australija

ZDA, Kanada,Mehika


Jedrske elektrarne v Evropi

Danes je v Evropi okoli 210 jedrskih elektrarn.

Države v Evropi z največjim številon JE:- Francija 59,- Rusija 31,- V. Britanija 23,- Nemčija 17

Izven Evrope: - ZDA 104,- Japonska 58,- Indija 15


Proizvodnja električne energije v HE v letih 1965-2006

0,0

500,0

1000,0

1500,0

2000,0

2500,0

3000,0

3500,0

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

leta

TW

h

svet

Evropa

ZDA in Kanada

Azija, Australija

Afrika

Proizvodnja električne energije v HE


Energija vetra

Povečevanje proizvedene električne energije iz vetrnih elektrarn

Nemčija

Finska

Velika Britanija

EU-27

Švedska

Pro

izvo

dnja

ele

ktrič

ne e

nerg

ije /

TW

h


Energija vetra

Planirano pove čanje uporabe obnovljivih virov primarne energije.


Energetika v Sloveniji

VIRI PRIMARNE ENERGIJE IN OSKRBA Z ENERGIJO V SLOVENIJI



Fosilna goriva:- zemeljski plin - količinsko nepomembno (~0,4 % porabe, Prekmurje)- nafta - količinsko nepomembno (3000 t letno, Prekmurje).

- premog: Rudnik rjavega premoga Trbovlje, Rudnik lignita Velenje.

Vodna energija: četrtino vse električne energije pridobimo iz HE. Imamo še nekaj rezerve,predvsem na spodnjem toku Save in pogojno na reki Muri.

Biomasa: - lesna biomasa: okoli 60 % površin pokrivajo gozdovi. Premalo izkoriščen vir energije.- biogoriva: cilj 0,35 % delež uporabe biogoriv za transport v letu 2010 in 5 % v letu 2020.

Sončna energija: ocenjeno je, da bi lahko izkoristili do 960 GWh sončnega potenciala. Danes

je izkoriščeno cca. 3-5 % tega potenciala za pridobivanje toplote in elektrike.

Energija vetra: manj pomembna in tudi še neizkoriščena.

Geotermalna energija: Skupna toplotna moč je okoli 130 MW, izkorišča se približno 100 MW.

Viri primarne energije v Sloveniji



Elektrarne v Sloveniji

Documents

Energetska proizvodnja