Upload
questa
View
36
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Tematický workshop pro studenty SPŠ stavební v Opavě. Výroba elektrické energie Petr Krejčí 21. 12. 2010, VŠB-TUO. Základní elektroenergetické pojmy. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Tematický workshop pro studenty SPŠ stavební v Opavě
Výroba elektrické energie
Petr Krejčí
21. 12. 2010, VŠB-TUO
Základní elektroenergetické pojmy
Elektrizační soustava - Soubor zařízení pro výrobu, přenos a spotřebu elektrické energie. Může být provozována samostatně nebo jako část propojené elektrizační soustavy.
Elektrická síť - Souhrn vedení a stanic téhož napětí galvanicky propojených, sloužících pro přenos a rozvod elektrické energie.
Nadřazená síť - Část elektrizační soustavy, která má z hlediska provozu větší důležitost než ostatní části, které napájí a jsou zpravidla nižšího napětí.
Přenosová síť - Část elektrizační soustavy, tvořící přenosovou cestu pro napájení velkých stanic nebo uzlů.
Rozvodná (distribuční) síť - Část elektrizační soustavy sloužící pro dodávku el. energie odběratelům.
Spotřeba ČR - 16.4.2003- pětiminutové hodnoty,
max: 8395 MW (620), min: 6992 MW (300)
MWhdttPWT
9801857240720073507650804077507450762079608050*38270*2818082008330*2810073707050*271807240)(0
minut)(154,8max GWP
Špičkové zatížení
Pološpičkové zatížení
Základní zatížení
minut)(157min GWP
GWT
WPstr 75,7
24
185980
Výroba elektrické energie
V tzv. klasických tepelných elektrárnách se v kotli ohřívá voda, přeměňuje se v páru a ta uvádí do pohybu turbínu. Turína pohání alternátor, který vyrábí elektrickou energii, jež je odváděna vedeními vysokého napětí.
Teplo se v tepelných elektrárnách vytváří v kotli spalováním fosilního paliva (tuhým palivem bývá černé a hnědé uhlí, kapalným palivem je ropa, oleje, mazut, plynným palivem je zemní plyn) nebo štěpením atomů.
Jaderné elektrárny jsou také tepelnými elektrárnami a od elektráren na fosilní paliva se liší tím, že mají místo parního kotle reaktor, v němž v jaderném palivu probíhá řízená řetězová štěpná reakce. Jaderným palivem bývá přírodní uran, uran obohacený izotopem U235 nebo plutonium.
Výroba elektrické energie Vodní elektrárny pohání voda z řek, příliv a odliv moře nebo
energie mořských vln. Vodní turbíny lze spustit během několika minut. Vodní energii, která je okamžitě k dispozici, lze proto jednoduše využít při náhlém zvýšení poptávky po elektrické energii. Vodní elektrárny nejsou tak složité jako elektrárny tepelné. Nepotřebují kotelnu a mají jednodušší turbíny. Lze je ovládat i dálkově a k obsluze stačí méně zaměstnanců. Vhodně doplňují tepelné elektrárny v elektrizační soustavě. Nevýhodou je, že nemohou stát všude, pouze tam, kde je dostatečný spád vody nebo kde je možné v nádrži naakumulovat dostatečné množství vody. Přílivové a příbojové elektrárny, nebo dokonce elektrárny využívající mořského vlnění lze stavět jen na příhodných místech.
Ve světě pracují i sluneční a větrné elektrárny, ale zatím jen v zanedbatelném množství, protože sluneční a větrnou energii ještě nedokážeme dostatečně účelně využít. Sluneční a větrné elektrárny k výrobě určitého množství energie potřebují nesrovnatelně více prostoru než klasické elektrárny.
Na některých vhodných místech se stavějí geotermální elektrárny, které využívají tepla z nitra Země.
Schéma spalovací tepelné elektrárny
Kondenzační elektrárna
~
kotel
oběhové čerpadlo
přehřívákpáry
kondenzátor páry
turbína
potrubíspojka
generátor
20 MPa
kondenzační turbosoustrojí
10 - 15 kV
550 °C
Teplárna
protitlakéturbosoustrojí
~
tepelnýkonzum
tr, pr, ir
blokovýtransformátorVN / 400 kV
odběr tepla
Jaderná elektrárna
1. Reaktor, 2. Parogenerátor, 3. Čerpadlo, 4. Turbína, 5. Generátor, 6. Kondenzátor, 7. Přívod a odvod chladící vody
Materiály Jaderné palivo
uran (U235, U233, U238), plutonium (Pu239), thorium (Th239)
- ve formě čistých kovů (kovová paliva)
- ve formě oxidů (keramická paliva) Moderátory a reflektory (zpomalují a odráží neutrony)
- těžká voda, grafit, berylium, polyfenyly Chladiva
- plynná (vzduch, CO2, helium)
- kapalná (roztavené soli – fluorid litný, fluorid berylnatý, fluorid zirkoničitý,
tekuté kovy – sodík a jeho slitiny s hořčíkem, vizmut s olovem, rtuť) Absorbční materiály (pro řízení a ochrany)
- materiály obsahující bór (borité oceli, kyselina boritá), hafnium, kadmium
Vodní elektrárny
Kaplanova turbína (pro největší průtočná množství
a nejmenší spády 2 - 80m)
Francisova turbína(pro střední průtočná množství
a střední spády 17 - 400m)
Peltonova turbína(pro nejmenší průtočná množství
a nejvyšší spády 400 - 1700m)
Přečerpávací elektrárny
Elektrárny s umělou nebo smíšenou akumulací
4 strojové uspořádání
(turbína, alternátor, čerpadlo, motor)
3 strojové uspořádání
(alternátor pracuje i jako motor)
2 strojové uspořádání
(reverzní turbína pracuje i jako čerpadlo)
Netradiční zdroje elektrické energie
Odhadem bylo v roce 2004 vyrobeno 400 TWh „obnovitelné elektrické energie“, z čehož více než 70% pochází z vody.
Větrná energie
ρ je hustota vzduchu (kg.m-3)
A je povrch rotoru (m2)
V je rychlost větru (m.s-1)
Ce je elektrická účinnost (%)
3...2
1VACP eel
Solární energie
Aktivní – přeměňují sluneční záření na elektrickou energii
Pasivní – přeměňují sluneční záření na teplo pomocí kolektoru
Na Zem dopadá sluneční záření 1,8.1017 W Solární konstanta 1370 W.m-2
(energie dopadající na povrh atmosféry) Doba svitu 1600 - 2200 hodin
Kyslíko-vodíkový palivový článek
Děkuji za pozornost.