Energie.

Prezentace na téma: "Energie."— Transkript prezentace:

1 Energie

2 energie energie ≈ práce
jednotka energie je joule (J). Je definován jako práce, kterou vykoná síla 1 N působící po dráze 1 m Tuna měrného paliva (tmp) je jednotka energie, používaná v energetice. Podle definice měrného paliva platí 1 tmp = 29,31 GJ. British thermal unit (BTU) ≈ 1 1kJ výkon [W, watt] vyjadřuje množství práce vykonané za jednotku času [J/s] Wh (watthodina) odpovídá práci stroje s příkonem jeden watt po dobu jedné hodiny, neboli 3600 joulům kWh = 3.6 MJ

3 Spotřeba energie

4

5

6

7

8

9

10

11

12 Výroba elektřiny přeměna chemické energie přeměna mechanické energie
galvanické články přeměna mechanické energie alternátor, dynamo vodní, tepelná, jaderná, větrná… přeměna světelné energie fotovoltaický článek přeměna tepelné energie termoelektrický článek

13 Přenos a skladování energií
ropa, uhlí – vcelku jednoduché plynná paliva – obtížnější přenos elektřiny – vedení, ztráty (ideálně – krátké, velký průměr, vysoké napětí (=nízký proud), měď, zlato) elektřinu nelze skladovat! – přečerpávací elektrárny, vodík naprostá nutnost vyvážení výroby a spotřeby!!!!

14 ČR, zdroj: ERÚ 2009 celkem 82,25 TWh

15

16 přeměna mechanické energie

17 jaderná energetika Energie získaná z 1 kg uranu odpovídá přibližně energii, kterou bychom dostali spálením kg uhlí.

18 jaderný reaktor

19

20 Temelín

21 energie jádra E=mc2 1 kg hmoty = 25 TWh, při štěpění jádra jen cca 1‰
další možnosti? termojaderná fúze (cca 1%) anihilace hmoty a antihmoty (100%)

22 Jaderné palivo uran, plutonium, thorium přirozená radioaktivita – uhlí
přirozená radioaktivita – uhlí využití rychlých, množivých reaktorů

23 Zemětřesení - Japonsko 11.3.2011
Fukushima I

24 Vnější dávka 8,2 mSv/h v 8:30 (dávka v průběhu času klesá) Pozn.: Na 4. bloku vypuknul kolem 6. hodiny ráno požár. Mimo budovu reaktoru byly v 10:22 zaznamenány zvýšené dávky radiace: 30 mSv mezi blokem 2 a 3, 400 mSv u bloku 3 a 100mSv u bloku 4. Odhaduje se, že vyhořelé palivo skladované v bazénu se zahřálo a uvolněný vodík způsobil následnou explozi. Provozovatel (TEPCO) později uvedl, že se požár podařilo uhasit.

25 intenzita radiace Výška kolem 6 tisíc m n. m.:
0,001 mSv/h (9 mSv/rok). V letové výšce letadel (10 km): 0,005 mSv/h (cca 45mSv/rok) Spalování uhlí: kolem 0,5 Sv/GW pro elektrárny s odlučovači popílku a 6 Sv/GW pro elektrárny bez odlučovačů. (Konečný, 2007) Zdroje přírodního a umělého záření 1. Kosmické záření; 2. Radon; 3. Záření zemské kůry; 4. Vnitřní zdroje; 5. Průmyslové aplikace; 6. Lékařské aplikace; 7. Záření vzniklé činností jaderných zařízení

26 ostatní „mechanické“ elektrárny
vždy stejný princip – něco musí točit turbínou voda, vítr, pára, spalování biomasy, bioplynu výroba = spotřeba!!!

27 energie z biomasy Daugendorf 2007

28 Sluneční záření solární konstanta: 1,38 kW/m2 (povrch atmosféry)
„Sluneční výkon 40 bilionkrát přesahuje teoretickou spotřebu lidstva.“ (

29

30

31

32 Fotovoltaický článek běžně je špičková účinnost cca 11-16% (ale metodika měření!) globální sluneční záření (přímé + rozptýlené) v ČR cca 1 MWh/m2 teoretický maximální zisk cca 100 kWh/m2 Temelín 13TWh/rok = kWh, tj. ekvivalent m2 tj. 130 km2

33 cena el. energie v r. 2008 = 1 559 Kč/MWh
Monokrystalický křemík 13 až 19 Polykrystalický křemík 13 až 16 Amorfní křemík až 7 typy fotovoltaických článků a jejich „typická“ účinnost Další typy článků mají v laboratoři účinnost až 40% cena el. energie v r = Kč/MWh povinný odkup „sluneční“ elektřiny za Kč/MWh „tržní cena“ sluneční elektřiny cca 980 Kč/MWh  výkup za cca 14x vyšší cenu – kdo to platí?

34

35 Fototermické systémy neslouží k výrobě elektřiny, ale produkci tepla
běžně účinnost 40-50% mnohem levnější výroba než fotovoltaické články

36 Tepelná čerpadla

37 Skladování energie Vodní dílo Dalešice Dlouhé Stráně
Vodní elektrárna Štěchovice Vodík

38 Výroba vodíku Parní reforming fosilních paliv elektrolýza vody
Vysokoteplotní elektrolýza Termochemické cykly štěpení vody Biotechnologická produkce vodíku fotolýza vody