Netradiční zdroje elektrické energie VY_32_INOVACE_Tomalova_03-1-04-ukládání elektrické energie Autor: Ing. Milada Tomalová Tento výukový materiál byl zpracován v rámci projektu EU peníze středním školám - OP VK 1.5. CZ.1.07/1.5.00/34.0195 – Individualizace a inovace výuky

Anotace Materiál se zabývá formami uchovávání elektrické energie. Slouží k výkladu a zároveń jako podklad pro shrnutí tématu výroba elektrické energie

Ukládání elektrické energie

Problém VÝHODY ELEKTRICKÉ ENERGIE Nevýhoda elektrické energie Elektrickou energii lze velmi snadno a s velkou účinností přenášet Lze ji snadno měnit n jiné druhy energie Nevýhoda elektrické energie Nelze ji ale dlouhodobě a levně ukládat (akumulovat) ve velkém množství

Možnosti akumulace vyrobené elektřiny Kondenzátory Akumulátory – elektrochemické články Přečerpávací elektrárna Setrvačníky Supravodivá cívka Stlačený vzduch Akumulace ve formě vodíku

Kondenzátory Elektrická energie je akumulována (uložena)do elektrického pole nabitého kondenzátoru Užívá se především u elektromobilů – energie získaná během brzdění se užije pro rychlou akceleraci automobilu Zatím jsou nepoužitelné pro dlouhodobé ukládání většího množství energie Na přehled

Akumulátory - Elektrochemické články Energie se uchovává v chemických vazbách Během nabíjení vzniká energeticky „bohatší“ látka (reakce potřebuje ke svému průběhu nadbytečnou energii) Při vybíjení se uvolňuje souvislý proud elektronů (akumulátor slouží jako zdroj) Užití: automobily, malé zdroje elektroniky, uchování energie u ostrovních systémů Výhody: vysoká účinnost Nevýhody: vysoká hmotnost, omezená kapacita Na přehled

Přečerpávací elektrárna Nejběžnější metoda pro uchování velkého množství energie na dlouhou dobu Hydroelektrárna má dvě nádrže – horní a dolní, turbinu /generátor, který umí pracovat v režimu čerpadlo /motor Mimo špičku přebytečná energie roztáčí turbíny ve funkci čerpadel a přečerpává vodu do horní nádrže Ve špičce voda z horní nádrže pohání turbinu a vyrábí elektrickou energii

Přečerpávací elektrárna Horní nádrž Ve špičce Mimo špičku elektrárna přivaděč Dolní nádrž Na přehled

Setrvačníky Elektrická energie se převádí na kinetickou – pohyb setrvačníku Výhody – vysoký výkon a velká životnost zařízení Nevýhody velké nároky na materiál rotoru, Lze je užít pro krátkodobé ukládání energie (např. jako náhrada olověných akumulátorů v zálohovacích zdrojích (UPS) Na přehled

Supravodivá cívka Stejnosměrný proud, která protéká cívkou vytvoří magnetické pole, které lze změnit zpět na elektrickou energii Aby nedocházelo ke ztrátám, musí mít vodič cívky nulový odpor, tzn. musí jít o supravodič Výhody - velká rychlost kterou lze přecházet od ukládání k čerpání, velký výkon, který lze čerpat Nevýhody – nutné chlazení a tepelná izolace (kvůli supravodivosti) Na přehled

Stlačený vzduch Mimo špičku se přebytek elektrické energie využívá na stlačení vzduchu do podzemních zásobníků Ve špičce tento stlačený vzduch pohání turbíny napojené na generátor Účinnost je kolem 50% Kapacity na skladování: podzemní jeskyně, vytěžené doly…=> omezené možnosti využití Na přehled

Akumulace ve formě vodíku Přebytky energie se užijí na elektrolýzu vody (rozložení na vodík a kyslík) Vodík se uloží ve vhodném zásobníku V případě potřeby z něj vyrábíme elektřinu v palivovém článku Výhody: možnost uložit energii na dlouhou dobu Nevýhody: malá výsledná účinnost (asi 50%), vodík tvoří se vzduchem výbušnou směs Na přehled

To znamená Problém ukládání elektrické energie je pro další rozvoj výroby elektrické energie nutno řešit Žádná ze současných možností zatím není vhodná pro dlouhodobou a levnou akumulaci většího množství energie

MURTINGER, Karel. Ukládání elektřiny z fotovoltaických a větrných elektráren [online]. [cit. 18.9.2013]. Dostupný na WWW: http://www.nazeleno.cz/energie/energetika/print_1/lay_3/ukladani-elektriny-z-fotovoltaickych-a-vetrnych-elektraren.aspx Obrázek –vlastní tvorba autorky