Zdroje elektrické energie

Energetický problém je jedním z hlavních problémů lidstva. Hlavními zdroji energie jsou v současnosti plyn, uhlí a ropa. Podle předpovědi budou zásoby ropy trvat 40 let, uhlí - 395 let a plynu - 60 let. Globální energetický systém čelí gigantickým problémům.

Z hlediska elektřiny jsou zdroje elektrické energie zastoupeny různými elektrárnami — tepelnými, vodními a jadernými. V důsledku rychlého vyčerpání přirozených nosičů energie se do popředí dostává úkol hledat nové způsoby získávání energie.

Zdroj elektrické energie — elektrický produkt (zařízení), který přeměňuje různé druhy energie na elektrickou energii (GOST 18311-80).

Zdroje základní elektrické energie

• TPP

Pracují na organické palivo – topný olej, uhlí, rašelinu, plyn, břidlice. Tepelné elektrárny se nacházejí především v oblasti přírodních zdrojů a v blízkosti velkých ropných rafinérií.

• Vodní elektrárny

Vznikají v místech, kde jsou velké řeky blokovány přehradou, a díky energii padající vody se otáčejí turbíny elektrického generátoru. Výroba elektřiny touto metodou je považována za nejekologičtější díky tomu, že nedochází ke spalování různých druhů paliv, nevzniká tedy škodlivý odpad. Podívejte se na další podrobnosti zde — Princip činnosti vodní elektrárny

• Jaderné elektrárny

Ohřev vody vyžaduje tepelnou energii, která se uvolňuje v důsledku jaderné reakce. Jinak to vypadá jako v tepelné elektrárně.

Nekonvenční zdroje energie

Patří mezi ně vítr, slunce, teplo z pozemních turbín a oceánské přílivy. V poslední době se stále častěji používají jako nekonvenční doplňkové zdroje energie. Vědci tvrdí, že do roku 2050 nestandardní zdroje energie se stane základním a obyčejné ztratí smysl.

• Energie slunce

Existuje několik způsobů, jak jej použít. Při fyzikálním způsobu získávání energie ze slunce se využívají galvanické baterie, které dokážou pohlcovat a přeměňuje sluneční energii na elektřinu nebo teplo. Používá se také systém zrcadel, která odráží sluneční paprsky a směrují je do trubic naplněných olejem, kde se koncentruje sluneční teplo.

V V některých regionech je účelnější využívat solární kolektory, s jejichž pomocí lze částečně řešit ekologický problém a využívat energii pro potřeby domácnosti.

Hlavními výhodami solární energie jsou všeobecná dostupnost a nevyčerpatelnost zdrojů, naprostá bezpečnost pro životní prostředí a hlavní ekologicky čisté zdroje energie.

Hlavní nevýhodou je potřeba velkých ploch pozemků pro stavbu solární elektrárny.

• Větrná energie

Větrné elektrárny jsou schopny vyrábět elektřinu pouze při silném větru. „Primárním moderním zdrojem energie“ větru je větrná turbína, což je poměrně složitá konstrukce. Jsou v něm naprogramovány dva režimy provozu – slabý a silný vítr a nechybí ani zastavení motoru, pokud fouká velmi silný vítr.

Hlavní nevýhoda větrné elektrárny (HPP) — hluk vznikající otáčením listů vrtule Nejvhodnější jsou malé větrné mlýny určené k poskytování ekologicky bezpečné a levné elektřiny v příměstských oblastech nebo na jednotlivých farmách.

• Přílivové elektrárny

Přílivová energie se používá k výrobě elektřiny. K vybudování nejjednodušší přílivové elektrárny by bylo zapotřebí povodí, přehrady nebo ústí či zálivu řeky. Přehrada je vybavena vodními turbínami a propustky.

Voda se do pánve dostává při odlivu, a když se hladina pánve a moře vyrovnají, propusti se uzavřou. Jak se blíží odliv, hladina vody klesá, tlak se stává dostatečným, začínají pracovat turbíny a elektrické generátory a postupně voda opouští bazén.

Nové zdroje energie v podobě přílivových elektráren mají některé nevýhody — narušení normální výměny sladké a slané vody; vliv na klima, v důsledku jejich práce mění energetický potenciál vod, rychlost a oblast pohybu.

Klady — šetrnost k životnímu prostředí, nízké náklady na vyrobenou energii, snížení úrovně těžby, spalování a přepravy fosilních paliv.

• Nekonvenční zdroje geotermální energie

Teplo zemských turbín (hlubokých horkých pramenů) se využívá k výrobě elektřiny. Toto teplo lze využít v jakémkoli regionu, ale náklady lze získat zpět pouze tam, kde jsou horké vody co nejblíže zemské kůře – zónám aktivní činnosti gejzírů a sopek.

Hlavní zdroje energie jsou prezentovány ve dvou typech - podzemní bazén s přírodním nosičem tepla (hydrotermální, parotermální nebo parovodní zdroje) a teplo horkých hornin.

Prvním typem je podzemní kotel připravený k použití, ze kterého lze vyrábět páru nebo vodu z běžných vrtů. Druhý typ umožňuje získat páru nebo přehřátou vodu, kterou lze dále energeticky využít.

Hlavní nevýhodou obou typů je nízká koncentrace geotermálních anomálií při přiblížení horkých hornin nebo pramenů k povrchu. Rovněž je nutné znovu vhánět odpadní vody do podzemního horizontu, neboť termální voda obsahuje mnoho solí toxických kovů a chemických sloučenin, které nelze vypouštět do systémů povrchových vod.

Výhody - tyto rezervy jsou nevyčerpatelné.Geotermální energie je velmi oblíbená díky aktivní činnosti sopek a gejzírů, jejichž území zabírá 1/10 zemského povrchu.

Nové perspektivní zdroje energie — biomasa

Biomasa je primární a sekundární. K získání energie můžete použít sušené řasy, zemědělský odpad, dřevo atd. Biologickou variantou energetického využití je výroba bioplynu z hnoje v důsledku fermentace bez přístupu vzduchu.

Dnes se ve světě nashromáždilo slušné množství odpadků, které znehodnocují životní prostředí, odpadky mají neblahý vliv na lidi, zvířata a vše živé. Proto je nezbytný rozvoj energetiky, kde bude sekundární biomasa využívána k prevenci znečištění životního prostředí.

Podle výpočtů vědců mohou být osady plně zásobovány elektřinou pouze na úkor jejich odpadků. Navíc prakticky nevzniká žádný odpad. Proto bude problém likvidace odpadů řešen současně s dodávkou elektrické energie obyvatelstvu s minimálními náklady.

Výhody — koncentrace oxidu uhličitého se nezvyšuje, problém využití odpadu je vyřešen, proto se zlepšuje ekologie.