Výroba elektrické energie

Slides:



Advertisements
Podobné prezentace
Vodní elektrárny Marek Mik.
Advertisements

36. Střídavý proud v energetice
Princip a popis jaderných reaktoru
ELEKTRÁRNY.
O.Novotný R.Říhová T.Bartůšková M.Richterová
Výroba a distribuce elektrické energie
Rozvodná elektrická síť
ELEKTRÁRNY Denisa Gabrišková 8.A.
Digitální učební materiál
Energetika.
2 Výroba elektrické energie
Vazby systému s okolím - pozitivní, negativní
Jaderný reaktor Aktivní zóna – část reaktoru, kde probíhá řetězová reakce. Jako palivo slouží tyče s uranovými tabletami Moderátor – slouží jako tzv. zpomalovač.
Anna Šimonová. Těžba uhlí již od r Vyrábí zhruba polovinu celkové elektrické energie na území ČR Staré technologie – vysoké procento znečišťování.
Jaderná energie Výroba paliv a energie.
Sluneční elektrárna.
Nové modulové výukové a inovativní programy - zvýšení kvality ve vzdělávání Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem.
ROZVOD ELEKTRICKÉ ENERGIE
ROZVOD ELEKTRICKÉ ENERGIE
Větrné elektrárny Energie a ekonomika ve světě 3.A Jan Frydrych.
Jaderná energie.
Výroba a rozvod elektrické energie
Vznětové motory Vznětový motor je v principu konstruován stejně jako zážehový motor. Palivo je do spalovacího prostoru dopravováno odděleně.
Ing. Jiří Štochl, technický ředitel, TEDOM-VKS s.r.o
VODNÍ TURBÍNA Šimon SRP 2. E.
JADERNÁ ELEKTRÁRNA.
Vypracovali: Pavla Korešová Tomáš Pech Tomáš Soták Jan Šembera
Popis a funkce elektrárny
Elektrárny.
Vodní Elektrárna.
Větrná energie.
Tematický workshop pro studenty SPŠ stavební v Opavě
Projekt Anglicky v odborných předmětech, CZ.1.07/1.3.09/
JADERNÁ ELEKTRÁRNA.
Martin VRZALA. * Energetika * Primární energetické zdroje * Obnovitelné energetické zdroje.
Projekt Anglicky v odborných předmětech, CZ.1.07/1.3.09/ je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Výukový.
Uhlí Výroba paliv a energie.
Magnetohydrodynamika
Škola: Chomutovské soukromé gymnázium Číslo projektu:CZ.1.07/1.5.00/ Název projektu:Moderní škola Název materiálu:VY_32_INOVACE_FYZIKA1_10 Tematická.
Atomová elektrárna.
Jaderné Elektrárny.
Tepelná elektrárna.
Typy jaderných reakcí.
Výroba elektrické energie
Výroba elektrické energie
ŠTĚPENÍ JADER URANU anebo O jaderném reaktoru PaedDr. Jozef Beňuška
Výroba elektrické energie
Využití energie Slunce
Netradiční zdroje elektrické energie
Jaderná elektrárna.
Nevyčerpatelné energetické zdroje Zbožíznalství 1. ročník.
Jaderné reaktory Pavel Tvrdík, Oktáva Jaderný reaktor Jaderný reaktor je zařízení, ve kterém probíhá řetězová jaderná reakce, kterou lze kontrolovat.
Elektrárny VY_32_INOVACE_2A_17 Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Sada 1 Člověk a příroda MŠ, ZŠ a PrŠ Trhové Sviny.
Elektrárny Zbožíznalství 1. ročník Elektrárny - rozeznáváme: 1. tepelné elektrárny 2. vodní elektrárny 3. jaderné elektrárny.
Škola Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hustopeče, Masarykovo nám. 1 AutorIng. Ivana Bočková Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ Číslo.
Název školy: Základní škola Městec Králové Autor: Mgr.Jiří Macháček Název: VY_32_INOVACE_35_F9 Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Téma: Jaderná elektrárna.
1 JE – jaderne elektrarny JE – Jaderné elektrárny 2 1 DDZ, rozdělení elektráren, Princip výroby elektřiny, 2 Objev elektronu, Historie JE.
NÁZEV ŠKOLY: Základní škola Javorník, okres Jeseník REDIZO: NÁZEV: VY_32_INOVACE_192_Elektřina-výroba a rozvod AUTOR: Ing. Gavlas Miroslav.
Název školy:Gymnázium, Roudnice nad Labem, Havlíčkova 175, příspěvková organizace Název projektu:Moderní škola Registrační číslo projektu:CZ.1.07/1.5.00/
ZDROJE A PŘEMĚNY ENERGIE, VODNÍ STROJE. Při technické realizaci energetických přeměn existují omezení: - omezení hustoty toku energie; - každé technické.
ESZS Přednáška č.12.
NÁZEV PROJEKTU: INVESTICE DO VZDĚLÁNÍ NESOU NEJVYŠŠÍ ÚROK
Vytápění Dálkové vytápění
Jaderné reakce Při jaderných reakcích se mohou přeměňovat jádra jednoho nuklidu na jádra jiných nuklidů. Přitom zůstává elektrický náboj i počet nukleonů.
Vytápění Dálkové vytápění
Projekt: Moderní škola 2010 registrační číslo: CZ / /21
Elektřina VY_32_INOVACE_05-36 Ročník: IX. r. Vzdělávací oblast:
NÁZEV PROJEKTU: INVESTICE DO VZDĚLÁNÍ NESOU NEJVYŠŠÍ ÚROK
Výroba elektrické energie - obecná část
E1 Přednáška č.7.
Transkript prezentace:

Výroba elektrické energie Elektrotechnika Výroba elektrické energie

Význam a výhody výroby elektrické energie energie ve formě elektrického proudu a elektrického napětí nejužívanější sekundární energie podstatou je tok volných elektronů při vodivém spojení míst s rozdílným elektrickým potenciálem nevýhody výhody možnost nebezpečí při provozu nemožnost skladování čistota možnost přenosu na dálku snadný rozvod univerzálnost předpokládaná spotřeba v ČR denní spotřeba v ČR

druhy elektráren tepelné elektrárny uhelné elektrárny jaderné elektrárny                                  vodní elektrárny průtokové elektrárny přečerpávací elektrárny příbojové elektrárny elektrárny využívající obnovitelné zdroje větrné elektrárny sluneční elektrárny elektrárny na bioplyn geotermální elektrárny

uhelná elektrárna 1 – pásový dopravník 2 - zásobník uhlí 3 - mlecí zařízení 4 - úložiště popílku 5 – kotel 6 – hořáky 7 – parní buben 8 – přehřívač páry 9 – napájecí čerpadlo 10 – turbína 11 – elektrický generátor 12 – chladicí věž 13 – kondenzátor 14 – komín 15 – elektrostatický odlučovač popílku 16 – chladicí voda 17 – čerpadlo 18 – technologická voda splavovací 19 – ventilátor 20 – dýmový ventilátor

uhelná elektrárna spalováním uhlí se získává tepelná energie, která se předává vodě pára, ta roztáčí parní turbínu zase alternátor vyrábějící elektřinu na stejném principu pracují i elektrárny spalující mazut nebo zemní plyn typy elektrárna kondenzační slouží pouze k výrobě elektrické energie veškerá pára přivedená do turbíny po vykonání práce zkondenzuje na vodu v kondenzátoru základní výrobny elektrické energie teplárna dodávají kromě elektrické energie i energii tepelnou na vytápění, ohřev vody apod. horká pára je z turbíny vedena dále k tepelným spotřebičům výhoda - vyšší hospodárnost nevýhoda - el. výkon závisí na okamžitém množství páry odebírané tepelnými spotřebiči lze je budovat pouze v místech koncentrovanější spotřeby tepla

uhelná elektrárna provoz elektrárny technologické okruhy okruh paliva okruh vzduchu okruh kouřových plynů okruh strusky a popela okruh vody a páry okruh výroby elektřiny VZDUCH přiváděn do spalovací komory spolu s rozemletým uhlím ventilátory množství přiváděného vzduchu závisí na chemickém složení paliva pro výrobu 1 kWh elektřiny se spotřebuje asi 1 kg paliva, z něhož vznikne 7m3plynů

uhelná elektrárna UHLÍ dopravuje se pásovými dopravníky, po železnici nebo loděmi spotřeba závisí na jeho výhřevnost před použitím se musí nejprve upravit v drticí stanicí a uhelných mlýnech se mele na jemný prášek sušení – před mletím nebo při něm ventilátory pak uhelný prášek spolu se vzduchem vhánějí do hořáků kotle ve spalovací komoře palivo shoří část popela padá do spodního prostoru ohniště jako struska, chladí se vodou, ukládá se na odkališti část popela ve spalinách – oddělován v elektroodlučovačích oddělení splodin síry a dusíku typy ohnišť roštové ohniště – vhodné pro elektrárny s omezeným výkonem práškové ohniště – až o 55% vyšší účinnost fluidní spalování – spalování ve vznosu – rychlé a účinné

uhelná elektrárna VODA A PÁRA obíhá v hlavním uzavřeném okruhu kotel - turbína - kondenzátor – kotel chemicky upravená – nesmí obsahovat žádné zbytky minerálů, aby nepůsobila korozi oceli do kotle dodávána napájecími čerpadly v kotli se ohřívá při tlaku dosahujícím až 20 MPa a vypařuje se pára se dále ohřívá v přehřívácích – teplota 550°C → ostrá pára ostrá pára proudí potrubím do turbíny – odevzdává energii odvod do kondenzátoru z kondenzátoru se voda – kondenzát – odvádí čerpadly zpět do kotle kondenzační teplo se odvádí z okruhu do řeky nebo chladicích věží druhy kotlů válcový kotel - nýtovaný buben o velkém průměru (do 2,5 m) a délce (do 10 m) plamencový kotel – větší výhřevná plocha ( kamenec - vlnitá trouba umístěná do vnitřku kotle ) trubkový ( žárotrubný ) kotel - velký vodní obsah a naopak malá výhřevná plocha průtlačný kotel – nucený oběh nebo průtok vody fluidní kotel

uhelná elektrárna parní turbína přeměna tepelné (vnitřní) a (nebo) kinetické energie pracovní látky ( páry ) na energii mechanickou (rotace hřídele) je roztáčena pracovní látkou proudící přes lopatky turbíny umístěna na společné hřídeli s elektrickým generátorem - dohromady tvoří tzv. turbogenerátor. rozdělení turbín: podle pracovní látky: vodní, parní, plynové podle směru průtoku oběžným kolem: radiální, axiální, diagonální podle způsobu zpracování energetického spádu: přetlaková, rovnotlaká podle dělení energetického spádu: jednostupňová, vícestupňová Lavalova turbína rovnotlaká - tlak páry při průchodu oběžným kolem turbíny nemění Parsonsova turbína přetlaková, reakční - pára částečně expanduje v oběžném kole

uhelná elektrárna turbogenerátor kondenzátor chladicí věž elektrický stroj poháněn turbínou mění energii mechanickou v energii elektrickou při využití točivého magnetického pole kondenzátor tepelný výměník na trubkách protékaných chladicí vodou kondenzuje pára z parní turbíny kondenzační teplo se odvádí chladicí vodou chladicí věž tepelný výměník předává teplo chladicí vody z kondenzátoru do okolního vzduchu druhy chladicích věží s nuceným prouděním vzduchu, tzv. ventilátorové s přirozeným tahem, tzv. komínové, většinou hyperbolického tvaru

teplárna

systém čištění spalin odlučovač síry odlučovač popílku

jaderná elektrárna 1 – jaderný reaktor 2 – regulační kazety 3 – jaderné palivo 4 – štěpná reakce 5 – kompenzátor objemu 6 – sprchy kompenzátoru objemu 7 – barbotážní nádrž 8 – parogenerátor 9 – horká část cirkulační slučky primárního okruhu 10 – studená část cirkulační slučky primárního okruhu 11 – hlavní cirkulační čerpadlo 12 – hlavní uzavírací armatura 13 – hlavní parní potrubí 14 – vysokotlaká regulace 15 – hlavní napájecí potrubí 16 – napájecí zařízení 17 – separátor a přehřívač páry 18 – turbína 19 – kondenzátor 20 – nízkotlaká regenerace 21 – kondenzační čerpadlo 1.stupně 22 – kondenzační čerpadlo 1.stupně 23 – elektrický generátor 24 – transformátor 25 – chladicí věž 26 – čerpadlo chladicí vody

jaderná elektrárna palivo elektrárna tepelná počínaje turbínou pohánějící generátor je jaderná elektrárna vlastně stejná jako klasická elektrárna uhelná rozdíl ve zdroji tepla - teplo vzniká jaderným štěpením palivo oxid uraničitý směs oxidů uranu a plutonia plutonium uran plutonium

jaderná elektrárna jednookruhové schéma elektrárny reaktoru se varem vody vytvoří pára, která se vede k turbíně po ochlazení v kondenzátorech se voda vrací zpět do reaktoru voda z reaktoru může být radioaktivní → tento způsob se již nepoužívá jaderný reaktor dvouokruhové schéma elektrárny voda z reaktoru koluje v tzv. primárním okruhu trubky primárního okruhu procházejí výměníkem ( parogenerátorem) - ohřev vody sekundárního okruhu v sekundárním okruhu vzniká pára sekundární okruh mimo reaktor tříokruhové schéma elektrárny 1. Pohon svazkové řídící tyče 2. Víko tlakové nádoby reaktoru 3. Vývody vnitroreaktorového měření 4. Ochranná trubka svazkové tyče 5. Palivové kazety 6. Plášť aktivní zóny 7. Tlaková nádoba reaktoru rychlé množivé reaktory chladivo v primárním okruhu tekutý kov

jaderná elektrárna reakce v reaktoru štěpná reakce jádro atomu štěpitelného prvku (uranu, thoria, plutonia) se může po nárazu letícího neutronu za příznivých okolností rozštěpit vzniknou dvě nová jádra štěpné produkty a dva až tři nové neutrony štěpné produkty - velmi vysoká kinetická energie - nárazy do okolních jader → ohřev prostředí nové neutrony letí dál a mohou štěpit další jádra – řetězová reakce štěpná reakce

jaderná elektrárna řízená štěpná reakce základní stavy v reaktoru 1. podkritický stav vysoká hustota absorbéru neutrony vznikající ve štěpné reakci jsou plně pohlcovány není vyvoláno štěpení dalších jader – reakce zaniká tento stav se vytvoří ponořením regulačních nebo havarijních tyčí do aktivní zóny snižuje se výkon reaktoru nebo se reaktor odstaví 2. kritický stav hustota absorbéru ( počet tyčí ) a paliva vhodně vyrovnána ze 2 až 3 neutronů vzniklých při štěpení paliva vždy jen 1 vyvolá další štěpnou reakci řetězová reakce stále pokračuje - nerozrůstá se, ani nezaniká běžný provoz reaktoru při stálém výkonu 3. nadkritický stav roste počet neutronů štěpících jádra → roste jaderná štěpná reakce zvýšení výkonu reaktoru

jaderná elektrárna bezpečnost vznikající radioaktivní materiál a záření se nikdy nesmí dostat do vnějšího prostředí musí odolat země třesení i jiným živelním pohromám, pádu letadla, teroristickým útokům, technickým závadám i selhání obsluhy Bariéry jaderných elektráren První bariéra krystalická struktura nejčastěji používaného oxidu uraničitého UO2 má sama schopnost udržet při normálním provozu reaktoru 99 % vznikajících radioaktivních štěpných produktů Druhá bariéra hermetický obal palivové tyče - zachytí zbylé asi 1 % plynných produktů štěpení Třetí bariéra ochranná obálka neboli kontejnment další zvýšení bezpečnosti reaktory mají autoregulaci prostor primárního okruhu moderních jaderných elektráren uzavřen pod ochranný železobetonový obal – kontejnment

vodní elektrárna 1 – přívodní kanál 2 - česle 3 – vzdouvací zařízení - hráze 4 – vtoková hradidla 5 – tlakový přivaděč 6 – montážní jeřáb 7 – generátor 8 – rotor 9 – hřídel 10 – vodní turbína 11 – sací roura 12 – odpadní kanál

vodní elektrárna využívá především v oblastech prudkých toků s velkými spády v České republice jsou možnosti využití energie vody vzhledem k přírodním podmínkám dosti omezené Rozdělení vodních elektráren malé vodní elektrárny (MVE) (do 10 MW včetně) vodní elektrárny přečerpávací vodní elektrárny přílivové elektrárny rozdělení podle spádu nízkotlaké průtočné – spád 10 až 20m, na jezech středotlaké – spád 100m, na přehradách vysokotlaké – spád vyšší než 100m

vodní elektrárna princip mechanická energie proudící vody se mění na energii elektrickou voda roztáčí turbínu turbína je na společné hřídeli s elektrickým generátorem - turbogenerátor výhody neznečišťují ovzduší, nedevastují krajinu a povrchové či podzemní vody těžbou a dopravou paliv a surovin, jsou bezodpadové, nezávislé na dovozu surovin a vysoce bezpečné vyžadují minimální obsluhu i údržbu a lze je ovládat na dálku mohou startovat během několika sekund - špičkový zdroj k pokrytí okamžitých nároků na výrobu elektrické energie nevýhody značná cena a čas výstavby nutnost zatopení velkého území závislost na stabilním průtoku vody Štěchovice

vodní elektrárna Vodní turbíny Francisova turbína přetlaková turbína používá se pro velký rozsah spádů i průtoků pracovní kapalina mění tlak během své cesty strojem pro udržení toku vody jsou nutné rozváděcí lopatky vstupní potrubí se postupně zužuje pomocí rozváděcích (automaticky stavěných regulátorem) lopatek je voda směřována na rotor rotor turbíny se nachází mezi vysokotlakým přívodem a nízkotlakou savkou většinou v patě přehrady

vodní elektrárna Vodní turbíny Kaplanova turbína přetlaková axiální turbína s velmi dobrou možností regulace využívá se především v místech, kde není možné zajistit stálý průtok, nebo spád vyšší účinnost než Francisova turbína výrazně složitější a dražší pro spády od 1 do 70,5 m a průtoky 0,15 až několik desítek m3/s

vodní elektrárna Vodní turbíny Peltonova turbína rovnotlaká turbína s parciálním tangenciálním ostřikem voda proudí tečně na obvod rotoru pomocí trysek rozvaděčem je dýza na přívodním potrubí voda z ní vystupuje kruhovým paprskem a dopadá na lopatky lžičkovitého tvaru každá z lopatek se postaví proti směru toku vody a tak otočí její směr používá se pro větší výkony, velký spád a menší průtok vody

vodní elektrárna přečerpávací elektrárna slouží ke skladování elektrické energie prostřednictvím kinetické energie vody dvě vodní nádrže, jedna z nich je v níž položeném míste, druhá na vyšším místě spojeny spádovým potrubím o velkém průměru v noci se využívá přebytečná energie v rozvodné síti a voda se přečerpává z dolní nádrže do horní potřeba většího množství energie – voda se pustí z horní nádrže do dolní přes turbínu a elektrická energie spotřebovaná na její přečerpání se vrátí zpět do rozvodné sítě Dalešice Dlouhé Stráně Štěchovice

vodní elektrárna přílivová elektrárna pro roztočení turbín využívá periodického opakování přílivu a odlivu moře a tím nepřímo kinetickou energii rotující Země zabraňuje přirozenému vodnímu proudění a transportu horninových částí znemožňuje migraci biosféry a má i negativní estetické dopady na krajinu

vodní elektrárna vlnová elektrárna Plovoucí vlnová elektrárna Cockerellovy plovoucí trámy - pontony 1- zadní stabilizační část elektrárny 2- střední část se strojovnou, vodním motorem a alternátorem 3- přední nárazová část plavidla Princip vlnové elektrárny Dam - Atol umělý ostrov, na kterém by byla umístěna přehrada má být kruhová o průměru 76 m lopatky zvláštního tvaru - přívod vody z moře do středu elektrárny → mohutný vír, který by otáčel lopatkami turbíny

vodní elektrárna příbojová elektrárna ve stádiu počátečního vývoje k přeměně energie mořského vlnění na elektrickou energii použito kolísajícího vodního sloupce v betonové šachtě vodní sloupec pracuje jako píst, střídavě protlačuje a nasává vzduch přes speciální Wellsovu vzduchovou turbínu výkon příbřežních mořských vln: 40 až 80 kW na 1 m délky Wellsova vzduchová turbína lopatky tvoří části válcové plochy s osou rovnoběžnou s osou turbíny funkce nezávisí na směru přicházejícího větru

sluneční elektrárna 1 – sluneční energie 2 – sluneční kotel 3 – sluneční elektrárna věžová 4 – tepelný akumulátor 5 – oběhové čerpadlo 6 – turbína 7 – elektrický generátor 8 – kondenzátor 9 – čerpadlo chladicí vody 10 – chladicí voda 11 – chladicí věž 12 – systém armatur

sluneční elektrárna způsoby získání elektrické energie ze sluneční energie přímá přeměna využívá fotovoltaického jevu v látce se působením světla (fotonů) uvolňují elektrony může nastat v některých polovodičích (např. křemíku, germaniu, sirníku kadmia systém pracuje automaticky dopad sluneční energie v ČR za rok v MJ/m2 nepřímá přeměna založena na získání tepla teplo získáváme snadno pomocí slunečních sběračů ohřev vody nebo vzduchu účinnost elektrárny – 10 %

sluneční elektrárna Fotovoltaická elektrárna fotovoltaický článek tenká destička nařezanou z polovodičového materiálu z jedné strany obohacena atomy trojmocného prvku (např. bóru) z druhé strany atomy pětimocného prvku (např. arzenu) při dopadu fotonů se uvolňují záporné elektrony → vznik kladně nabitých děr po přiložení elektrod probíhá elektrický proud typy články z amorfního křemíku monokrystalické křemíkové články polykrystalické (multikrystalické) křemíkové články tenkovrstvé články články z arzenidu galia

sluneční elektrárna Fotovoltaická elektrárna solární panel vzniká propojením a zapouzdřením fotovoltaických článků propojením panelů pak vzniká fotovoltaická řada (pole) články zapojené sériově – pro dosažení potřebného napětí ( jeden článek = 0,5V ) články zapojené paralelně – pro dosažení potřebného proudu výroba elektřiny získává se stejnosměrná elektřina přímo se spotřebovává, nebo se uchovává v bateriích mění na střídavou a dodává do distribuční sítě přeměnu realizuje mikroprocesorem řízený měnič (střídač) Akumulace energie - tam, kde se doba potřeby energie nekryje s dobou, kdy se energie vyrábí

sluneční elektrárna tepelná elektrárna fototermický článek ( sluneční kolektor ) pracuje na principu skleníkového efektu teplo se zachytává pod skleněným (nebo jiným průsvitným) krytem v absorbéru absorbér se ohřívá a odevzdává teplo teplonosnému médiu ( voda, vzduch, olej ) absorbéry - vyráběny z mědi anebo hliníku skupiny kolektorů kapalinové vzduchové fotovoltaické řez trubicí kolektoru

sluneční elektrárna tepelná elektrárna solární systém jeden kolektor nám ohřeje denně přibližně 100l vody, na teplotu cca 60ºC vhodné na rodinný dům, chtatu ohřev vody v bazénu

větrná elektrárna využívá obnovitelný zdroj energie - vítr vhodné lokality – rychlost větru alespoň 5m/s Rozdělení větrných elektráren podle výkonu vhodné lokality podle koncepce větrné elektrárny zařízení s vertikální osou rotace zařízení s horizontální osou rotace podle řešení větrné elektrárny větrné elektrárny s vrtulí větrné elektrárny s lopatkovými koly podmínky úspěšné instalace větrné elektrárny správná volba lokality dostatečná síla větru 3 – 26m/s pravidelnost větrného proudění správná volba typu zařízení a dispozičního řešení vlastní spotřeba vyrobené elektrické energie nebo její dodávka do veřejné sítě

větrná elektrárna výhody při vlastní spotřebě elektrické energie se vyhneme přenosovým ztrátám při výrobě nejsou produkovány žádné škodlivé emise (SO2, CO2, NOx, popel) přebytky vyrobené elektrické energie může výrobce prodávat do veřejné rozvodné sítě nevýhody poměrně vysoká hlučnost (nutné snížit hlučnost na úroveň pod 45 dB) nestabilní zdroj poměrně časově a finančně náročná předrealizační fáze poměrně vysoké investiční náklady méně než 4m/s 4-5 m/s 5 - 6 m/s větrná mapa ČR více než 6 m/s

větrná elektrárna Části větrné elektrárny typy rotoru vrtule Darrieův rotor Části větrné elektrárny typy rotoru vrtule rychloběžný typ počet listů 1 až 4 výroba třífázového proudu účinnost max. 45 % lopatkové kolo pomaloběžný typ počet lopatek bývá 12 a 24 výroba elektrického proudu pro vlastní spotřebu účinnost 20 – 43 % Darrieův rotor 2 či více křídel, které rotují kolem vertikální osy účinnost je až 38 %. výroba stejnosměrného i střídavého proudu Savoniův rotor 2 plochy ve tvaru půlválců - vzájemně přesazeny účinnost až 23 % vrtule lopatkové kolo 1 – vrtule 2 – brzda rotoru 3 - převodovka 4 – řídící elektronika 5 – generátor 6 – mechanické natáčení 7 – stožár 8 – elektrická přípojka 9 – rotorová hlavice Savoniův rotor

větrná elektrárna Části větrné elektrárny převodovka používá se tam, kde je velký rozdíl mezi jmenovitými otáčkami rotoru a generátoru generátor přeměna mechanické energie větru na elektrickou energii skupiny generátorů stejnosměrné generátory vhodné pro malé větrné elektrárny synchronní generátory vhodné pro střední a velké větrné elektrárny velkou účinnost schopny pracovat s velkým rozsahem rychlostí větru záložní zdroje elektrické energie asynchronní generátory připojené k síti připojovací systém pouze sleduje otáčky a rozhoduje o okamžiku připojení k síti

větrná elektrárna systém natáčení do směru větru ocasní plocha boční pomocné rotory natáčení pomocnými motory regulace závisí na velikosti a stupni vybavení větrné elektrárny ovládací a kontrolní prvky systém řízení a brzdění vrtule kontrolní systém jednotlivých částí elektrárny systém natáčení strojovny do směru větru systém připojení k síti

geotermální elektrárna staví se zejména ve vulkanicky aktivních oblastech využívají k pohonu turbín horkou páru stoupající pod tlakem z gejzírů a horkých pramenů nebo teplonosné médium, které se vtlačuje do vrtů, v hloubi země ohřívá a ohřáté vyvádí na povrch na některých místech je teplotní spád více než 55 stupňů Celsia na 1 km hloubky podíl těchto elektráren v rámci celé Evropy je minimální

elektrárna na biomasu biomasa - hmota organického původu bioplyn – vzniká rozkladem organických látek za nepřístupu vzduchu suchá - dřevo mokrá - kejda

ROZVOD ELEKTRICKÉ ENERGIE

Části přenosové soustavy Elektrárna – třífázové napětí 6kV, 12kV Transformátory – napětí se navyšuje na 110kV – 440kV Vysoké napětí snižuje ztráty elektrické energie ve vedení (vvn) Vedení dálkového přenosu Rozvodny – 22kV (vn) Transformační stanice – získává se trojfázové napětí 3x400V/230V (nn) Spotřebitelé 220V/380V

Napěťové stupně Malé napětí, značka mn, do 50 V Nízké napětí, značka nn, 50 V až 1000 V Vysoké napětí, vn, 1000 V až 52 kV Velmi vysoké napětí, vvn 52 kV až 300 kV Zvláště vysoké napětí, zvn 300 kV až 800 kV Ultra vysoké napětí, uvn více než 800 kV

Přenosová soustava v Česku Přenosovou soustavu v Česku provozuje státní společnost ČEPS, a. s. Síť tvoří vedení vvn 400 kV, 220 kV, vybraná vedení 110 kV a třicet transformačních stanic. Mezinárodně je síť šestnácti vedeními propojena se sítěmi dalších členů UCTE (evropského sdružení provozovatelů přenosových soustav). V roce 2006 se přenášený výkon pohyboval od 4,9 GW do 11,4 GW (rekordní hodnota v zimní špičce)

Požadavky na přenos energie Cílem přenosu je udržení „kvality“ dodávané energie (dodržení frekvence a napětí) a samozřejmě nepřerušená dodávka. V celé síti je nutné zajistit rovnováhu mezi okamžitou výrobou a spotřebou. Kvůli efektivitě soustavy je potřebné udržet nízký fázový posuv mezi napětím a proudem, což vyžaduje kompenzační prvky dodávající tzv. kompenzační výkon.

Povrchový jev Střídavý proud protéká vodičem, jeho magnetické pole indukuje vířivé proudy ve vodiči, jenž čelí toku primárního proudu. Celkový proud stále zvětšuje koncentraci na povrchu vodiče s tím, jak vzrůstá frekvence. Vzrůstá efektivní odpor a objevuje se reaktivní složka zvaná vnitřní reaktance (následkem změny fáze v celkovém proudu). Při velmi vysokých frekvencích (nad 10 MHz) je skoro všechen proud veden v tenké vrstvě blízko povrchu vodiče (s prudkým poklesem směrem k vnitřku). Tento efekt se nazývá povrchový jev (skin efekt).

Potíže v přenosové soustavě Poškození důležitých vedení působením živlů Přetížení soustavy.(Zařízení přenosové soustavy jsou vybavena pojistnými prvky, které zajistí odpojení v případě, že by hrozilo zničení přetížením.) Kaskádové šíření poruchy – po selhání přetíženého vedení vzroste přetížení zbytku sítě, odpojí se další prvky, případně až po kompletní rozpad soustavy. Koróna - se projevuje slyšitelným praskáním a viditelným výbojem modro-fialově slabě svítící vrstvou. Vznik koróny na elektrických vedeních VVN způsobuje energetické ztráty, rušení rozhlasu, korozi vodičů, a proto se koróně čelí použitím vodičů větších průřezů a svazkových vodičů.( Ztráty korónou jsou úměrné čtverci rozdílu provozního napětí a počátečního napětí koróny.) Svod je zpravidla nežádoucí, elektrotechnický jev, při němž mezi izolovanými elektrickými vodiči nebo mezi vodičem a zemí vzniká slabý elektrický proud.

Obrázky elektrických jevů Jiskrový výboj UV-detekční snímání Eliášův oheň Zařízení pro měření koróny

Děkuji za pozornost Literatura: TKOTZ, K.: Příručka pro elektrotechnika. Praha: Sobotáles, 2002 Děkuji za pozornost