Tradičné a alternatívne spôsoby výroby elektriny

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

V súčasnosti ľudstvo využíva všetky možné spôsoby výroby elektriny. Je ťažké preceňovať dôležitosť tohto zdroja. A jeho spotreba každým dňom rastie. Z tohto dôvodu sa čoraz viac pozornosti venuje netradičným spôsobom výroby elektriny. Zároveň tieto zdroje v tomto štádiu vývoja nedokážu plne uspokojiť potreby obyvateľov zeme. Tento článok stručne uvádza hlavné tradičné a alternatívne spôsoby výroby elektriny.

Získavanie elektriny z tepelných elektrární

Tento spôsob výroby elektriny je najbežnejší. Napríklad v Ruskej federácii tvoria zdroje tepla takmer 80 % celej výroby potrebného zdroja. Roky plynúenvironmentalisti už prakticky kričia o negatívnom vplyve takýchto inžinierskych stavieb na životné prostredie a zdravie ľudí, ale stanice postavené v polovici minulého storočia (alebo aj predrevolučné) naďalej zásobujú elektrinou obývané mestá a veľké priemyselné podniky.

Zdroje tepla sú tradičné spôsoby výroby elektriny. A teraz, tri-štyri desaťročia, zaujímajú vedúcu pozíciu v rebríčku z hľadiska výkonu. A to aj napriek rýchlemu rozvoju alternatívnych metód výroby elektriny.

V rámci všetkých inžinierskych projektov sa rozlišuje špeciálny typ konštrukcie. Ide o kombinované teplárne, ktorých doplnkovou funkciou je zásobovanie domov a bytov občanov teplom. Podľa odborníkov je účinnosť takýchto elektrární extrémne nízka a prenos generovaného zdroja na veľké vzdialenosti je spojený s veľkými stratami.

Výroba energie sa vykonáva nasledovne. Spaľuje sa tuhé, kvapalné alebo plynné palivo, čím sa voda v kotle ohrieva na výrazné teploty. Sila pary poháňa lopatky turbíny, čím spôsobuje otáčanie rotora turbínového generátora a výrobu elektriny.

Vodné elektrárne sú sľubným spôsobom výroby elektriny

Výstavba zložitých inžinierskych stavieb určených na premenu vodnej energie na elektrinu sa začala v Ruskej ríši. Odvtedy prešlo veľa rokov a tento zdroj je stále aktívny.použité. V rokoch industrializácie ZSSR (30. roky 20. storočia) vyrástli po celej krajine obrie vodné elektrárne. Všetky sily mladej a krehkej krajiny boli vrhnuté do výstavby týchto obrov (ktorá má hodnotu iba jednej vodnej elektrárne Záporizhzhya!). Inžinierske stavby z tých rokov sú stále v prevádzke a vyrábajú značné množstvo elektriny.

V súčasnosti štát vsádza na rozvoj „zelených“spôsobov výroby elektriny. Preto sa v celej krajine aktívne financuje výstavba moderných a veľmi produktívnych vodných elektrární. Stratégia budovania stredne veľkých zariadení na malých prítokoch riek sa plne osvedčila. Jedna takáto stanica môže plne uspokojiť potreby elektrickej energie malých priľahlých sídiel. V celoštátnom meradle to povedie k zvýšeniu efektívnosti národného hospodárstva a konkurencieschopnosti domácich výrobcov priemyselného tovaru.

Medzi nevýhody tejto technológie patrí vysoká cena takýchto objektov a veľmi dlhá doba návratnosti. Hlavné náklady sú na výstavbu priehrady. Je však potrebné postaviť samotnú budovu (administratívne a strojové budovy), postaviť zariadenie na vypúšťanie vody atď. Parametre a zloženie konštrukcie závisia od mnohých faktorov: inštalovaný výkon generátorov a tlak vody, typ elektrárne (priehrada, kanál, odklon, zásobník, príliv). Vodné elektrárne na veľkých splavných riekach majú tiež zložité plavebné komory a kanály na zabezpečenie migrácie rýb na neresiská.

Priemysel jadrovej energetiky

Jadrová elektráreň dnes už nikoho neprekvapí. Takéto zariadenia sa začali aktívne stavať späť v ZSSR. Preto táto technológia patrí k tradičným spôsobom výroby elektriny.

Jadrové elektrárne sa stále aktívne budujú nielen v Rusku, ale aj v krajinách blízko a ďaleko v zahraničí. Napríklad firma s ruskými koreňmi Rosatom financuje výstavbu takéhoto zdroja v Bieloruskej republike. Mimochodom, táto stanica bude prvá na tomto území.

Postoj sveta k jadrovej energii je veľmi nejednoznačný. Nemecko sa napríklad vážne rozhodlo úplne opustiť mierový atóm. A to v čase, keď Ruská federácia aktívne investuje do výstavby nových zariadení najnovšej generácie.

Vedci spoľahlivo zistili, že ložiská jadrového paliva v útrobách zeme sú oveľa väčšie ako všetky zásoby uhľovodíkových surovín (ropa a plyn). Neustále sa zvyšujúci dopyt po uhľovodíkoch vedie k ich zdražovaniu. To je dôvod, prečo sa rozvoj jadrovej energie vypláca.

Veterná sila

Veterná energetika v priemyselnom meradle vznikla relatívne nedávno a pridala sa na zoznam netradičných spôsobov výroby elektriny. A to je veľmi sľubná technológia. S vysokou mierou pravdepodobnosti možno tvrdiť, že v ďalekej budúcnosti budú veterné mlyny vyrábať toľko elektriny, koľko ľudstvo potrebuje. A nie sú to prázdne slová, pretože podľa najskromnejších odhadovvedci, celková sila vetra na povrchu zemegule je najmenej stokrát väčšia ako sila všetkých vodných zdrojov.

Hlavným problémom je nekonzistentnosť prúdenia vzduchu, čo sťažuje predpovedanie výroby energie. Na rozsiahlom území Ruska neustále fúka vietor. A ak sa naučíte, ako efektívne a efektívne využívať tento nevyčerpateľný zdroj, môžete viac než uspokojiť všetky potreby ťažkého priemyslu a obyvateľov krajiny.

Napriek zjavným výhodám využívania veternej energie množstvo elektriny vyrobenej veternými elektrárňami nepresahuje jedno percento z celkového počtu. Zariadenia na tieto účely sú veľmi drahé, navyše takéto zariadenia nebudú účinné v každej oblasti a preprava elektriny na veľké vzdialenosti je spojená s veľkými stratami.

Geotermálna energia

Vývoj geotermálnych zdrojov znamenal nový míľnik v histórii vývoja alternatívnych spôsobov výroby elektriny.

Princípom výroby elektrickej energie je dodávanie kinetickej a potenciálnej energie horúcej vodnej pary z podzemného zdroja lopatkám generátorovej turbíny, ktorá rotačnými pohybmi vyrába prúd. Teoreticky je teplotný rozdiel na povrchu a v hĺbke zemskej kôry charakteristický pre akúkoľvek oblasť. Ten je však väčšinou minimálny a nie je možné ho použiť na výrobu elektriny. Výstavba takýchto staníc má opodstatnenie len vurčité oblasti našej planéty (seizmicky aktívne). Priekopníkom vo vývoji tejto metódy je Island. Na tieto účely sa dajú využiť aj územia ruskej Kamčatky.

Princíp získavania energie je nasledovný. Horúca voda z útrob zeme vychádza na povrch. Tlak je tu oveľa nižší, čo spôsobuje, že voda vrie. Oddelená para je vedená potrubím a roztáča lopatky generátorových turbín. Budúcnosť tohto moderného spôsobu výroby elektriny je ťažké predpovedať. Možno sa takéto stanice budú masívne budovať na území Ruskej federácie, alebo možno táto myšlienka časom zanikne a nikto si na ňu nespomenie.

Vývoj oceánskej tepelnej energie

Svetové oceány sú úžasné svojou veľkosťou. Špecialisti nevedia poskytnúť ani hrubý odhad množstva tepelnej energie, ktorá sa v ňom nahromadila. Jedna vec je jasná – obrovské množstvo zdrojov zostáva nevyužitých. V súčasnosti sú už postavené prototypy elektrární, ktoré premieňajú tepelnú energiu oceánskych vôd na prúd. Ide však o pilotné projekty a nie je isté, že sa táto oblasť energetiky bude ďalej rozvíjať.

Odliv a odliv v službách elektroenergetiky

Premena silnej sily prílivu a odlivu na cenné deriváty je nový spôsob výroby elektriny. Povaha týchto javov je dnes známa a nespôsobuje takú úctivú úctu, ktorá vznikla medzi našimi predkami. Je to spôsobené vplyvom magnetického poľaverný satelit planéty - Mesiac.

Najvýraznejšie prílivové a odlivové prúdy vody možno pozorovať v plytkých vodách morí a oceánov, ako aj v korytách riek.

Prvá stanica, ktorá skutočne priniesla výsledky, bola postavená už v roku 1913 v Spojenom kráľovstve neďaleko Liverpoolu. Odvtedy sa mnohé krajiny pokúsili túto skúsenosť zopakovať, no nakoniec z rôznych dôvodov od tohto podniku upustili.

Slnečná energia

V skutočnosti všetky prírodné fosílne palivá vznikli pred miliónmi rokov za účasti a pod vplyvom slnečného žiarenia. Môžeme teda povedať, že ľudstvo už dlho a aktívne používa produkty získané zo slnka. Tomuto nevyčerpateľnému zdroju, ktorý zabezpečuje cirkuláciu vody, vďačíme za prítomnosť riek a jazier. To však nie je to, čo sa myslí modernou solárnou energiou. Pomerne nedávno sa vedcom podarilo vyvinúť a vyrobiť špeciálne batérie. Vyrábajú elektrinu, keď slnečné svetlo dopadne na ich povrch. Táto technológia predstavuje alternatívny spôsob výroby elektriny.

Slnko je možno najmocnejším zdrojom zo všetkých v súčasnosti známych. Planéta Zem dostane za tri dni toľko energie, koľko nie je obsiahnuté vo všetkých preskúmaných a potenciálnych ložiskách všetkých druhov tepelných zdrojov. Na povrch zemskej kôry sa však dostane len 1/3 tejto energie a väčšina sa rozptýli v atmosfére. A predsa hovoríme o kolosálnych objemoch. Podľa odborníkov jedna malá nádržprijíma toľko energie ako pomerne veľká tepelná elektráreň.

Na svete existujú zariadenia, ktoré využívajú energiu slnečného žiarenia na výrobu pary. Poháňa generátor a vyrába elektrinu. Takéto inštalácie sú však veľmi zriedkavé.

Bez ohľadu na princíp výroby elektriny musí byť inštalácia vybavená kolektorom - zariadením na sústredenie slnečného žiarenia. Určite mnohí videli solárne panely na vlastné oči. Zdá sa, že sú pod tmavým sklom. Ukazuje sa, že takýto povlak je najjednoduchším kolektorom. Princíp jeho fungovania je založený na tom, že tmavý priehľadný materiál prepúšťa slnečné lúče, no oneskoruje a odráža infračervené a ultrafialové žiarenie. Vo vnútri batérie sú trubice s pracovnou látkou. Keďže sa tepelné žiarenie neprenáša cez tmavý film, teplota pracovných kvapalín je oveľa vyššia ako teplota okolia. Treba poznamenať, že takéto riešenia fungujú efektívne iba v tropických šírkach, kde nie je potrebné otáčať kolektor po slnku.

Ďalším typom povlaku je konkávne zrkadlo. Takéto zariadenie je veľmi drahé riešenie, takže nenašlo široké uplatnenie. Takýto kolektor dokáže zabezpečiť ohrev až na tri tisícky stupňov Celzia.

Tento smer sa rýchlo rozvíja. V Európe nikoho neprekvapíte domami, ktoré sú odpojené od elektrických sietí. Avšak v priemyselnom meradleelektrina sa týmto spôsobom nevyrába. Na strechách takýchto domov sa vychvaľujú solárne panely. Ide o veľmi pochybnú investíciu. V najlepšom prípade sa inštalácia takéhoto zariadenia oplatí až po desiatich rokoch prevádzky.

Používanie morských prúdov

Toto je veľmi neobvyklý spôsob výroby elektriny. V dôsledku teplotného rozdielu v severných oblastiach oceánov a južných (rovníkových) vznikajú v celom objeme silné prúdy. Ak je turbína ponorená do vody, roztočí ju silný prúd. To je základom princípu fungovania takýchto elektrární.

Tento zdroj energie sa však momentálne aktívne nevyužíva. Existuje mnoho technických problémov, ktoré treba ešte vyriešiť. Vykonávajú sa len experimentálne práce. Angličania sú v tomto smere najaktívnejší. Je možné, že v blízkej budúcnosti sa pri pobreží Veľkej Británie objavia kolónie elektrární, ktorých lopatky uvedú do pohybu morské prúdy.

Spôsoby, ako získať elektrinu doma

Elektrina sa dá vyrábať aj doma. A ak beriete tento problém vážne, môžete dokonca uspokojiť potreby domácnosti na elektrinu.

V prvom rade treba poznamenať, že niektoré z uvedených spôsobov výroby elektriny sú celkom použiteľné v súkromnom hospodárstve. Takže mnohí farmári a len majitelia vidieckych statkov inštalujú na svoje pozemky veterné mlyny. Na strechách vidieckych domov je čoraz častejšie vidieť aj solárne panely.

Sú aj iníspôsobov výroby elektriny, ale ich praktická aplikácia neprichádza do úvahy. Toto je skôr pre zábavu alebo pre účely experimentu.