Hodnocení elektráren - úkolem je porovnat jednotlivé elektrárny mezi sebou E1 P pE1 P E1 vliv na ŽP E2 P pE2 P E2 vliv na ŽP

Hodnocení elektráren 1.Technické hodnocení 2.Ekonomické hodnocení 3.Ekologické hodnocení

Technické hodnocení - z tohoto hlediska je nejdůležitější stanovit účinnost celé elektrárny E1 P pE1 P E1 E2 P pE2 P E2

Technické hodnocení Př. Pro tepelnou elektrárnu lze celkový transformační řetězec znázornit po částech a stanovit účinnosti jednotlivých částí TZ P pE =P pT Z TM primární zdroj P TZ =P pTM tepelný zdroj GENTR tepelný motorgenerátortransformátor P TM =P pG P G =P E uvolnění tepelné energie přeměna tepelné energie na mechanickou přeměna mech. energie na elektrickou P EL přeměna elekt. energie na elektrickou Elektrárna ztráty

Technické hodnocení - s každou transformací energie jsou spojeny určité ztráty - ztráty se rovněž mění změnou parametrů jednotlivých zařízení - ztráty lze vyjádřit pomocí účinnosti jednotlivých zařízení TZ P pE =P pT Z TM primární zdroj P TZ =P pTM tepelný zdroj GENTR tepelný motorgenerátortransformátor P TM =P pG P G =P E uvolnění tepelné energie přeměna tepelné energie na mechanickou přeměna mech. energie na elektrickou P EL přeměna elekt. energie na elektrickou Elektrárna ztráty

Technické hodnocení - účinnost TZ: - účinnost TM: - účinnost elektrárny na svorkách generátoru: - při použití transformátoru je nutné do celkové účinnosti započítat i účinnost transformátoru:

2. Ekonomické hodnocení Ekonomické hodnocení - z tohoto hlediska je nutné stanovit náklady elektráren na vyrobenou kWh nebo MWh (tj. Kč/kWh nebo Kč/Mwh) Celkové náklady na vyrobenou elektrickou energii [Kč/rok]: N c = N st + N pr N st - náklady stálé jsou závislé na instalovaném výkonu - odpisy, náklady na mzdy atd. N pr - náklady proměnné jsou závislé na vyrobené elektrické energii - náklady na provozní látky (palivo, voda, …) - je vidět, že nelze porovnávat elektrárny podle absolutních nákladů (mají různé výkony P E ), proto se zavádí poměrné náklady n c [Kč/kWh]

Ekonomické hodnocení - měrné celkové náklady n c [Kč/kWh]: - náklady stálé lze vyjádřit pomocí měrných stálých nákladů n st [Kč/kW]: - náklady proměnné lze podobně vyjádřit pomocí měrných proměnných nákladů n pr [Kč/kWh]: - po dosazení do rovnice pro měrné celkové náklady dostáváme:

Ekonomické hodnocení - po vykrácení a dosazení za W E vycházejí měrné celkové náklady: - pokud dále budeme předpokládat, že P E = P Emax můžeme psát: - z této rovnice je patrné, že celkové náklady jsou nepřímo úměrné době využití maxima, tj. lze říci, že čím vyšší doba využití tím budou nižší náklady

Ekologické hodnocení - výroba elektrické energie může být doprovázena emisemi škodlivin případně dalším vlivem na životní prostředí - především u elektráren spalujících uhlí je třeba určit emise CO, CO 2, SO 2 a NO x, které elektrárny produkují E P pE PEPE znečištění - podobně jako u nákladů lze určit množství emisí vztažených na jednotku produkce

Tepelné elektrárny

Princip tepelné elektrárny - přeměňují tepelnou energii na energii elektrickou TZ TM palivo GENTR QpQp elektrická energie uvolnění tepelné energie přeměna tepelné energie na mechanickou přeměna mech. energie na elektrickou P EL přeměna elekt. energie na elektrickou Elektrárna mechanická energie tepelná energie tepelný oběh QoQo Tepelné elektrárny

Tepelné elektrárny - TZ ze kterého se získává (dodává) teplo do TM může být: - parní teplo přímo z přírodního zdroje (geotermální) - z paliva, které se mění v tepelnou energii (spalování, jaderná reakce) Tepelné oběhy - řada změn po kterých se soustava dostane zpět do původního stavu Termodynamika - zabývá se změnami tepelné energie na energii mechanickou způsobené změnou stavu pracovní látky (pára, voda, plyny) - tato změna se děje pomocí tepelných oběhů

Tepelné elektrárny - izolovaná - s okolím nelze vyměňovat hmotu ani energii - uzavřená - s okolím lze vyměňovat pouze energii ale nikoliv hmotu - otevřená - s okolím lze vyměňovat hmotu i energii Soustava (systém) - vymezený prostor ve kterém probíhají sledované děje - podle možnosti výměny hmoty a energie s okolím lze soustavy rozdělit do tří skupin:

Tepelné elektrárny - přímo měřit - teplota (t), tlak (p), objem (v) - lze je stanovit - zavádějí se - vnitřní energie U [J] - entropie s [kJ/kg. K] - entalpie i [kJ/kg] Soustava (systém) - stav soustavy je dán stavovými veličinami, které lze: - stavové veličiny jsou takové, které závisí pouze na stavu systému, nikoliv tedy na způsobu či cestě, jakým se do daného stavu dostaly

Tepelné elektrárny - vratný - nevratný - přechod soustavy z jednoho stavu do druhého se nazývá termodynamický děj a tento děj může být: - je-li při termodynamickém ději některá veličina konstantní dochází k těmto dějům: - izobarický děj p = konst. - izotermický děj t = konst. - izochorický děj v = konst. - adiabatický děj - nedochází k výměně tepla s okolím