Tradiční a alternativní způsoby výroby elektřiny

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

V současné době lidstvo používá všechny možné způsoby výroby elektřiny. Je těžké přeceňovat význam tohoto zdroje. A jeho spotřeba každým dnem roste. Z tohoto důvodu je stále více pozornosti věnováno netradičním způsobům výroby elektřiny. Tyto zdroje přitom v této fázi vývoje nemohou plně uspokojit potřeby obyvatel Země. Tento článek stručně shrnuje hlavní tradiční a alternativní způsoby výroby elektřiny.

Získávání elektřiny z tepelných elektráren

Tento způsob výroby elektřiny je nejběžnější. Například v Ruské federaci tvoří zdroje tepla téměř 80 % celé výroby potřebného zdroje. Roky plynouekologové již prakticky křičí o negativním vlivu takových inženýrských staveb na životní prostředí a lidské zdraví, ale stanice postavené v polovině minulého století (nebo i předrevoluční) nadále zásobují elektřinou zalidněná města a velké průmyslové podniky.

Zdroje tepla jsou tradiční způsoby výroby elektřiny. A nyní, tři nebo čtyři desetiletí, zaujímají přední místo v žebříčku z hlediska výkonu. A to navzdory rychlému rozvoji alternativních metod výroby elektřiny.

Mezi všemi inženýrskými projekty se rozlišuje speciální typ konstrukce. Jedná se o teplárny a elektrárny, jejichž doplňkovou funkcí je zásobování domů a bytů občanů teplem. Podle odborníků je účinnost takových elektráren extrémně nízká a přenos generovaného zdroje na velké vzdálenosti je spojen s velkými ztrátami.

Výroba energie se provádí následovně. Spaluje se pevné, kapalné nebo plynné palivo, které ohřívá vodu v kotli na značné teploty. Síla páry pohání lopatky turbíny, což způsobuje otáčení rotoru generátoru turbíny a generování elektřiny.

Vodní elektrárny jsou slibným způsobem výroby elektřiny

Výstavba složitých inženýrských staveb určených k přeměně vodní energie na elektřinu začala v Ruské říši. Od té doby uplynulo mnoho let a tento zdroj je stále aktivní.použitý. V letech industrializace SSSR (30. léta 20. století) vyrostly po celé zemi obří vodní elektrárny. Všechny síly mladé a křehké země byly vrženy do stavby těchto obrů (která má hodnotu pouze jedné vodní elektrárny Záporizhzhya!). Inženýrské stavby z těchto let jsou stále v provozu a generují značné množství elektřiny.

V současnosti stát sází na rozvoj „zelených“způsobů výroby elektřiny. Proto je aktivně financována výstavba moderních a velmi produktivních vodních elektráren po celé republice. Strategie budování středně velkých zařízení na malých přítocích řek se plně osvědčila. Jedna taková stanice může plně uspokojit potřeby elektřiny malých přilehlých sídel. V národním měřítku to povede ke zvýšení efektivity národního hospodářství a konkurenceschopnosti domácích výrobců průmyslového zboží.

Mezi nevýhody této technologie patří vysoká cena takových objektů a velmi dlouhá doba návratnosti. Hlavní náklady jsou na stavbu přehrady. Je ale potřeba postavit samotnou budovu (administrativní a strojní budovy), postavit zařízení na vypouštění vody a podobně. Parametry a složení stavby závisí na mnoha faktorech: instalovaný výkon generátorů a tlak vody, typ elektrárny (přehrada, kanál, odklon, zásobník, příliv). Vodní elektrárny na velkých splavných řekách mají také složité plavební komory a kanály, které zajišťují migraci ryb na místa tření.

Jaderná energetika

Jaderná elektrárna dnes již nikoho nepřekvapí. Taková zařízení se začala aktivně budovat zpět v SSSR. Proto tato technologie patří k tradičním metodám výroby elektřiny.

Jaderné elektrárny se stále aktivně staví nejen v Rusku, ale také v zemích blízkých i vzdálených zahraničí. Například firma s ruskými kořeny Rosatom financuje výstavbu takového zdroje v Běloruské republice. Mimochodem, tato stanice bude první na tomto území.

Postoj světa k jaderné energii je velmi nejednoznačný. Německo se například vážně rozhodlo zcela opustit mírový atom. A to v době, kdy Ruská federace aktivně investuje do výstavby nových zařízení nejnovější generace.

Vědci spolehlivě prokázali, že ložiska jaderného paliva v útrobách Země jsou mnohem větší než všechny zásoby uhlovodíkových surovin (ropa a plyn). Stále rostoucí poptávka po uhlovodících vede k jejich zdražování. To je důvod, proč se rozvoj jaderné energie vyplácí.

Větrná síla

Větrná energetika v průmyslovém měřítku vznikla relativně nedávno a přidala se na seznam netradičních způsobů výroby elektřiny. A to je velmi slibná technologie. S vysokou mírou pravděpodobnosti lze tvrdit, že v daleké budoucnosti budou větrné mlýny vyrábět tolik elektřiny, kolik lidstvo potřebuje. A nejsou to prázdná slova, protože podle nejskromnějších odhadůvědci, celková síla větru na povrchu zeměkoule je nejméně stokrát větší než síla všech vodních zdrojů.

Hlavním problémem je nekonzistence proudění vzduchu, která ztěžuje předvídat produkci energie. Na rozsáhlém území Ruska neustále fouká vítr. A pokud se naučíte, jak efektivně a efektivně využívat tento nevyčerpatelný zdroj, můžete více než uspokojit všechny potřeby těžkého průmyslu a obyvatel země.

Navzdory zjevným výhodám využívání větrné energie nepřesahuje množství elektřiny vyrobené větrnými elektrárnami jedno procento z celkového počtu. Zařízení pro tyto účely je velmi drahé, navíc taková zařízení nebudou účinná ve všech oblastech a přeprava elektřiny na velké vzdálenosti je spojena s velkými ztrátami.

Geotermální energie

Vývoj geotermálních zdrojů znamenal nový milník v historii vývoje alternativních metod výroby elektřiny.

Principem výroby elektrické energie je dodávka kinetické a potenciální energie horké vodní páry z podzemního zdroje do lopatek generátorové turbíny, která rotačními pohyby vyrábí proud. Teoreticky je teplotní rozdíl na povrchu a v hlubinách zemské kůry charakteristický pro jakoukoli oblast. Bývá však minimální a není možné ji využít k výrobě elektřiny. Výstavba takových stanic je oprávněná pouze vurčité oblasti naší planety (seismicky aktivní). Průkopníkem ve vývoji této metody je Island. Pro tyto účely lze také využít území ruské Kamčatky.

Princip získávání energie je následující. Horká voda z útrob země vychází na povrch. Tlak je zde mnohem nižší, což způsobuje vaření vody. Oddělená pára je vedena potrubím a roztáčí lopatky generátorových turbín. Budoucnost tohoto moderního způsobu výroby elektřiny je těžké předvídat. Možná se takové stanice budou masivně budovat na území Ruské federace, nebo možná tato myšlenka časem zanikne a nikdo si na ni nevzpomene.

Vývoj mořské tepelné energie

Světové oceány jsou úžasné svou velikostí. Specialisté nedokážou poskytnout ani hrubý odhad množství tepelné energie v něm akumulované. Jedna věc je jasná – obrovské množství zdrojů zůstává nevyužito. V současné době jsou již postaveny prototypy elektráren, které přeměňují tepelnou energii oceánských vod na proud. Jedná se však o pilotní projekty a není jisté, že se tato oblast energetiky bude dále rozvíjet.

Odliv a odliv ve službách elektroenergetiky

Přeměna mocné síly přílivu a odlivu na cenné deriváty je nový způsob výroby elektřiny. Povaha těchto jevů je nyní známá a nezpůsobuje onu uctivou úctu, která vznikla mezi našimi předky. To je způsobeno vlivem magnetického polevěrný satelit planety - Měsíc.

Nejnápadnější přílivové a odlivové proudy vody jsou pozorovány v mělkých vodách moří a oceánů a také v korytech řek.

První stanice, která skutečně přinesla výsledek, byla postavena již v roce 1913 ve Velké Británii poblíž Liverpoolu. Od té doby se mnoho zemí pokusilo tuto zkušenost zopakovat, ale nakonec tento podnik z různých důvodů opustily.

Solární energie

Ve skutečnosti všechna přírodní fosilní paliva vznikla před miliony let za účasti a pod vlivem slunečního záření. Můžeme tedy říci, že lidstvo již dlouho a aktivně využívá produkty získané ze slunce. Tomuto nevyčerpatelnému zdroji, který zajišťuje cirkulaci vody, vděčíme za přítomnost řek a jezer. To však není myšleno moderní solární energií. Relativně nedávno se vědcům podařilo vyvinout a vyrobit speciální baterie. Vyrábějí elektřinu, když na jejich povrch dopadá sluneční světlo. Tato technologie představuje alternativní způsob výroby elektřiny.

Slunce je možná nejmocnějším zdrojem ze všech v současnosti známých. Planeta Země přijme za tři dny tolik energie, kolik není obsaženo ve všech prozkoumaných a potenciálních ložiskách všech druhů tepelných zdrojů. Na povrch zemské kůry se však dostane pouze 1/3 této energie a většina se rozptýlí v atmosféře. A přesto se bavíme o kolosálních objemech. Podle odborníků jedna malá nádržpřijímá tolik energie jako poměrně velká tepelná elektrárna.

Na světě existují zařízení, která využívají energii slunečního světla k výrobě páry. Pohání generátor a vyrábí elektřinu. Takové instalace jsou však velmi vzácné.

Bez ohledu na princip výroby elektřiny musí být instalace vybavena kolektorem – zařízením pro koncentraci slunečního záření. Solární panely jistě mnozí viděli na vlastní oči. Zdá se, že jsou pod tmavým sklem. Ukazuje se, že takový povlak je nejjednodušším kolektorem. Princip jeho fungování je založen na tom, že tmavý průhledný materiál propouští sluneční paprsky, ale zpožďuje a odráží infračervené a ultrafialové záření. Uvnitř baterie jsou trubice s pracovní látkou. Protože se tepelné záření nepropouští přes tmavý film, je teplota pracovních kapalin mnohem vyšší než teplota okolí. Je třeba poznamenat, že taková řešení fungují efektivně pouze v tropických zeměpisných šířkách, kde není potřeba otáčet kolektor po slunci.

Dalším typem povlaku je konkávní zrcadlo. Takové zařízení je velmi drahé řešení, takže nenašlo široké uplatnění. Takový kolektor dokáže zajistit ohřev až na tři tisíce stupňů Celsia.

Tento směr se rychle rozvíjí. Domy, které jsou odpojené od elektrických sítí, v Evropě nikoho nepřekvapíte. Ovšem v průmyslovém měřítkuelektřina se tímto způsobem nevyrábí. Na střechách takových domů se chlubí solární panely. To je velmi diskutabilní investice. Instalace takového zařízení se v nejlepším případě vyplatí až po deseti letech provozu.

Pomocí mořských proudů

Toto je velmi neobvyklý způsob výroby elektřiny. V důsledku rozdílu teplot v severních oblastech oceánů a jižních (rovníkových) vznikají v celém objemu silné proudy. Pokud je turbína ponořena do vody, roztáčí ji silný proud. To je základem principu fungování takových elektráren.

Tento zdroj energie se však v současnosti aktivně nevyužívá. Existuje mnoho technických problémů, které je třeba ještě vyřešit. Probíhají pouze experimentální práce. Angličané jsou v tomto směru nejaktivnější. Je možné, že se v blízké budoucnosti u pobřeží Velké Británie objeví kolonie elektráren, jejichž lopatky uvedou do pohybu mořské proudy.

Způsoby, jak získat elektřinu doma

Elektřinu lze vyrábět i doma. A pokud tento problém berete vážně, můžete dokonce uspokojit potřeby domácnosti na elektřinu.

Především je třeba poznamenat, že některé z uvedených způsobů výroby elektřiny jsou zcela použitelné v soukromé ekonomice. Takže mnoho farmářů a jen majitelů venkovských statků instaluje na svých pozemcích větrné mlýny. Na střechách venkovských domů jsou také stále častěji k vidění solární panely.

Jsou dalšízpůsoby výroby elektřiny, ale jejich praktická aplikace nepřichází v úvahu. Toto je spíše pro zábavu nebo pro účely experimentu.