Digitální učební materiál Autor: Ing. Pavel Horlivý Předmět/vzdělávací oblast: Elektrotechnický základ Tematická oblast: Elektromagnetická indukce Téma: Tepelná elektrárna Ročník: 3. – 4. Datum vytvoření: červen 2013 Název: VY_32_INOVACE_15.1.02. ELE Anotace: Princip přeměny energie na elektrickou v tepelné elektrárně. Technologický proces v tepelné elektrárně. Prezentace je určena pro výuku žáků oboru Telekomunikace. Využitím grafických možností sady Microsoft Office 2010 se materiál stává inovativním zejména přehledností výkladu odborného tématu. Využití multimediálních prostředků zvyšuje názornost výuky, usnadňuje porozumění tématu i u slabších žáků a žáků se SPU, udržuje jejich pozornost, podporuje jejich zájem a aktivitu. Metodický pokyn: Materiál je určen pro samostatnou práci, vyžaduje použití dataprojektoru. Prezentace primárně slouží pro výklad v hodině, ale může být využita i k samostudiu a pro distanční formu vzdělávání. Materiál vyžaduje použití multimediálních prostředků – PC a dataprojektoru.

UŽITÍ ELEKTRICKÉ ENERGIE Tepelná elektrárna

Tepelné elektrárny Základní princip Provoz tepelné elektrárny spalující uhlí tvoří okruhy: 1. paliva 2. strusky a popela 4. vzduchu a kouřových plynů 3. vody a páry 5. výroby elektřiny

Úprava uhlí Uhlí se do elektrárny dopravuje pásovými dopravníky z uhelné skládky. Po rozemletí v uhelných mlýnech na uhelný prášek a po jeho vysušení je palivo ventilátory spolu se vzduchem vháněno do hořáků kotle.

Odpadové hospodářství Po vyhoření paliva padá část popela do spodního prostoru ohniště jako struska; ta se jako vodní emulze dopravuje na úložiště odpadu - na odkaliště. Část popela, která je v podobě jemných částeček unášena ve spalinách komínem, se zachycuje v elektroodlučovačích.

Teplo přeměňuje vodu na páru Přeměna energie Teplo přeměňuje vodu na páru Do kotle je napájecími čerpadly dodávána upravená voda. V ekonomizéru se nejprve předehřeje, poté vstupuje do výparníku, kde se mění na páru. Vzniklá sytá pára obsahuje příliš málo energie, a proto je dále ohřívána spalinami v tzv. přehřívačích na teplotu až 550 °C a tlak 18MPa. Tato tzv. ostrá pára pak proudí do turbíny.

Pára roztočí turbínu a alternátor Pára předává svou vnitřní energii nejdříve ve VT (vysokotlaké) a poté v NT (nízkotlaké) části parní turbíně, kterou roztáčí. Pro vyšší účinnost se pára po průchodu částí turbíny vede zpět do kotle k tzv. mezipřihřátí, při kterém se opět zvýší teplota a znovu se zavede do středotlaké a nízkotlaké části turbíny. Pára odevzdá využitelnou energii a kondenzuje v kondenzátoru. Pak se vrací zpět do kotle. Odebrané teplo se ve vnějším okruhu odvádí z elektrárny do řeky či prostřednictvím chladicích věží do ovzduší.

Chlazení Voda použitá v procesu prochází přes kondenzátor, kde se vysráží, část putuje dál do procesu a část do chladících věží, kde se odpaří. Účinnost Účinnost přeměny energie je dosud nízká, i v nejmodernějších elektrárnách se pohybuje nejvýše kolem 45 %.

Elektrárny Prunéřov, zkráceně EPRU I a EPRU II, jsou společně největší tepelné elektrárny v ČR. Palivo hnědé uhlí Generátory v provozu 4 + 5 Odstavené generátory 2 Elektrická energie Celkový výkon 4 x 110 MW + 5 x 210 MW Roční výroba 2 877 GWh + 6 363 GWh Obr. 1 Obr. 2

V elektrárnách se získává trojfázové napětí 6kV až 24kV V elektrárnách se získává trojfázové napětí 6kV až 24kV. Přímo v elektrárně se napětí zvyšuje na velmi vysoké napětí (vvn), resp. zvláště vysoké napětí (zvn): 110kV, 220kV nebo na 400kV. Vedení velmi vysokého napětí (vvn) se nazývá přenosové vedení. Ve městě se v distribučních transformátorech velmi vysoké napětí transformuje na vysoké napětí 22kV. Síť rozvádějící elektrickou energii vysokého napětí (vn) do jednotlivých obcí a městských čtvrtí se nazývá rozvodná síť. V transformátorech se pak vysoké napětí snižuje na nízké napětí (nn) 230/400V. Elektrická energie se poté rozvádí místní spotřebitelskou sítí k jednotlivým odběratelům trojfázovou soustavou.

Nákres tepelné elektrárny Obr. 3

Otázky k tématu Jak probíhá přeměna energie v elektrárně? Jaké hodnoty teploty a tlaku dosahuje sytá pára? Jaká je účinnost přeměny energie v elektrárně ? Jaké napětí vyrábí alternátory v elektrárně? Jakým napětím se přenáší energie do ES?

Použité zdroje BALÁK, Rudolf. Energetická zařízení. Praha: SNTL, 1987. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Pavel Horlivý. Obrázky: Obr. 1 ŠTEFEK, Petr. Wikipedia.cz [online]. [cit. 20.6.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Elektrarna_Prunerov_II_20070926.jpg Obr. 2 HORST74. Wikipedia.cz [online]. [cit. 20.6.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:EPRU1.JPG Obr. 3 DOMINEC, F.. Wikipedia.cz [online]. [cit. 20.6.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PowerStation_cs.svg