Název šablony: ICT2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Vzdělávací oblast/oblast dle RVP: Člověk a příroda Okruh dle RVP: Fyzika Tematická oblast: Fyzika Název vzdělávacího materiálu: Elektrárny v ČR Kód vzdělávacího materiálu: ICT2-6-STF Ročník: 3. ročník čtyřletého nebo 5. ročník šestiletého gymnázia Datum vytvoření vzdělávacího materiálu: Jméno autora: Jakub Stránský

Generátor střídavého proudu - ALTERNÁTOR (1) (2) ● alternátor se skládá z rotoru a stator rotorem je elektromagnet, který se otáčí mezi cívkami tvořícími stator v cívkách statoru dochází k indukci střídavého napětí indukovaná napětí jednotlivých cívek mají stejnou amplitudu a jsou navzájem posunuta o ⅓ periody (3)

● součet okamžitých hodnot střídavých napětí je roven nule jeden konec každé cívky spojen do společného uzlu (N) ke druhému konci připojeny fázové vodiče (P1, P2, P3) trojfázová soustava - tři fázové vodiče a jeden nulovací rotory alternátorů jsou obvykle konstruovány na frekvenci 3000 otáček za minutu (frekvence střídavého napětí 50Hz), v elektrárnách je alternátor obvykle spojen s hřídelí hnací turbíny turboalternátor (4) alternátor vodní elektrárny z počátku 20. století

(5) turbína v jaderné elektrárně temelín má výkon 1000MW, 3000 ot./min a celkovou hmotnost 740 tun, alternátor má hmotnost 564 tun ( (6) rotor alternátoru Hooverovy přehrady, v současnosti jich zde pracuje 17 s celkovou kapacitou přes 2000MW

Celkový instalovaný výkon tepelných v České republice přesáhl v roce 2010 dle ERÚ MW a v tomto roce tepelné elektrárny vyrobily GWh elektrické energie. Tepelné elektrárny představují 80 % instalovaného výkonu v České republice (7) Elektrárny Prunéřov - v současnosti největší komplex uhelných elektráren v ČR

(8) Pohled z Jezeří do Mostecké pánve - důsledky povrchové těžby hnědého uhlí (foto Martin Mach Ondřej)

jaderka.html JE Dukovany ● čtyři reaktory VVER 440, typ V 213, každý o výkonu 440MW ● ročně dodá 13 TWh elektrické energie (12)

JE Temelín ● dva reaktory VVER 1000, typ V 320, každý o tepelném výkonu 3000MW a elektrickém výkonu připojeného turboalternátoru 1000MW ● ročně dodá 13,9 TWh elektrické energie (9) (10) v roce 2009 představoval podíl vyrobené energie v JE 33% (11) tablety oxidu uraničitého

V roce 2011 vodní elektrárny v ČR vyrobily 2835 GWh elektrické energie a měly 2138 MW instalovaného výkonu (ERÚ - Roční zpráva o provozu ER ČR 2011) (13) nejvýkonnější akumulační elektrárna v ČR ORLÍK, instalovaný výkon 364 MW

(14) Peltonova turbína - je nejefektivnější v případě vysokého tlaku přívodní vody, proto se využívají při vysokém spádu a malém průtoku ve vertikálním usazení, většinou pro malé vodní elektrárny na prudkých tocích (15) příklad instalace Peltonovy turbíny

Francisova turbína -dnes patří mezi nejpoužívanější, může být uložena vertikálně i horizontálně, jedná se o přetlakovou turbínu, kde se rotor nachází mezi vysokotlakým přívodem a nízkotlakou savkou většinou v patě přehrady, voda je přiváděna potrubím ve tvaru spirály -používají se především pro střední stabilní průtoky a střední spády (16) malá Francisova turbína napojená na generátor (18) Přehrada Les Království má dvě horizontální Francisovy turbíny s celkovou hltností 12 m 3 /s a výkonem 2120 kW (17)

Kaplanova turbína -přetlaková turbína s dobrou regulací -používají se především pro malé spády (1-70m) a nestabilní průtoky (20) jedna ze čtyř původních Kaplanových turbín na Orlíku o výkonu 91MW Ing. Dr. Viktor Kaplan ( ), profesor Německé vysoké školy technické v Brně, který na radu Járy Cimrmana vytrval a sestrojil svou Kaplanovu turbínu (19)

(21) Přečerpávací vodní elektrárna Dlouhé stráně je nejvýkonnější vodní elektrárna v ČR s instalovaným výkonem 2 × 325 MW, má spád 511m, je osazena Francisovými turbínami, které lze zapojit reverzně jako pumpy

k bylo v ČR podle údajů Energetického regulačního úřadu instalováno celkově 259,7 MW větrné elektrárny elektriny/obnovitelne-zdroje/vitr/flash- model-jak-funguje-vetrna-elektrarna.html (23) větrná elektrárna v Novém Hrádku v okrese Náchod v předhůří Orlických hor (22) Lillgrund Wind Farm ležící 10km od jižního pobřeží Švédska

Fotovoltaické elektrárny …k Energetický regulační úřad evidoval fotovoltaických elektráren o souhrnném instalovaném výkonu MW… (24) kW/m 2

(25) solární panely Mezinárodní vesmírné stanice ISS

...a pár úkolů na závěr... 1)Popište složení alternátoru. 2)Proč jsou jednotlivá napětí na cívkách alternátoru posunuta o jednu třetinu periody? 3)Kde se nalézají české jaderné elektrárny a jaký je jejich přibližný výkon? 4)Vysvětlete hlavní význam přečerpávacích elektráren. 5)Jaké jsou výhody a nevýhody vodních elektráren? 6)Jaké jsou negativní dopady „solárního boomu“ v posledních letech v ČR?

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25) zdroje obrázků (staženo ): použitá literatura: 1.Lepil, Šedivý; Fyzika pro gymnázia - Elektřina a mgnetismus; Prometheus; Halliday, Resnick, Walker; Fyzika; VUTIUM, Prometheus; 2000