Производња електричне енергије

.

Постројења за производњу електричене енергије зову се  електране. У њима се налазе генератори.

Генератори су машине које претварају механичку енергију у електричну. На генератору постоје два основна дела:

• ротор – део који се обрће – ротира и
• статор – непокретни део.

 

Да би генератор производио електричну енергију, нека погонска машина мора да окреће ротор. За то се употребљава парна или водна турбина. Турбину покреће енергија воде или прегрејана водена пара.

У зависности од енергије која покреће турбине, постоје и различите електране:

• Хидроелектране,
• Термоелектране ,
• Нуклеарне електране и сл.

Хидроелектране

Код хидроелектрана се ток реке препречи армирано бетонском браном и тако се створи вештачко језеро. Заустављена вода, која је на много вишем нивоу од реке, каналима, цевима или тунелима доводи се до турбине. Вода делује великом силом на лопатице турбине и обрће њен ротор, услед чега се обрће и ротор генератора, јер се налазе на заједничком вратилу. Тако се производи електрична енергија.

Код хидроелектрана се потенцијална енергија заустављене воде претвара у кинетичку енергију воденог пада, која се у турбинама претвара у механичку енергију и та енергија се у генератору претвара у електричну.

Систем хидроелектране чине: језеро, канал, цеви, тунели, турбине, генератор.

У зависности од количине воде и висине с које она пада, постоје следеће хидроелектране:

• проточне – граде се на великим рекама, бране су ниске, пад воде је релативно мали, али самим протицањем велике количине воде добија се велика количина енергије, користе Капланове турбине, (Ђердап),
• акумулационе – подижу се на рекама са мањом количином воде, бране су високе, узводно од бране скупља се велика количина воде, стварајући на тај начин акумулационо језеро, вода се од бране доводи тунелима, користе Франсисове турбине,
• реверзибилне – снага овакве електране зависна од тренутне количине протока воде. Код ових електрана се за покретање генератора користе Капланове турбине које су погодне за велике протоке воде и мале падове.

Хидроелектране не троше гориво за рад, па је произведена  електричне енергија јефтина. Међутим, њихова изградња је скупа.

Термоелектране

Термоелектране су електране код којих се генератори покрећу топлотним мотором, као што су: парне турбине, дизел-мотори, гасне турбине и сл. Као гориво користе угаљ (најчешће), нафту, плин.

У парним котловима сагоревањем угља добија се водена пара под притиском која покреће парну турбину, а ова електрични генератор који производи еликтричну енергију.

Систем термоелектрана чине: котао са ложиштем, спроводне цеви парне турбине, генератори.

Изграђују се у близини рудника угља, што појефтињује производњу ел. енергије. Њихова изградња је јефтина и имају и друге предности у раду. Користе се у зимским и летњим месецима када је низак ниво река. Рад Хе и Хи се допуњује.

Нуклеарне електране

Пошто су класични природни извори енергије ограничени, електране будућности су нуклеарне елекртране. То су термоелектране у којима се топлотна енергија потребна за рад турбина производи у нуклеарном реактору, и то цепањем језгра атома. Кроз реактор циркулише средство (вода под притиском, разређен Nа, жива или неки плин) које преноси топлоту насталу при реакцији. Ово средство у измењивачу топлоте индиректно загрева воду и претвара је у пару, при чему се оно интензивно хлади. Водена пара се доводи до парне турбине коју покреће, а ова покреће генератор који производи електричну енергију. У реактору приликом распадања језгра настају снажна радиоактивна зрачења опасна по живот, па се он облаже материјом која та зрачења зауставља и сачињава биолошки заштитни зид.

Систем нуклеарне елекртране чине: нуклеарни реактори, измењивачи топлоте (индиректно загрева воду у два независна система), грејач паре, систем цеви, парна турбина, генератор.

Недостатак НЕ: повећано радиоактивно зрачење и уклањање отпада који су опасни за човека и његову средину. Због тога је њихова изградња и коришћење под међународном контролом.

фисија = цепање атомског језгра

фузија = збијање атомског језгра

Новија истраживања показују да се нуклеарна енергија може добити фузијом, уместо фисијом, јер тад не остаје никакав радиоактивни отпад, а као сировина користи се тешка вода које има у довољним количинама. Фусионе нуклеарне електране се сматрају најмање опасним по човека и његову околину.

Поред наврдених електрана (ХЕ, ТЕ, НЕ), постоје и оне које као полазну енергију користе плиму и осеку мора, ветар, сунце-хелиоелектране, водена пара која избија из бушотина поред вулкана и сл.

.

Алтернативни извори енергије

 су:

• енергија Сунца,
• енергија ветра,
• Геотермална енергија,
• енергија биомасе,
• енергија мора.

Енергија Сунца (соларна енергија)

Енергија добијена Сунчевим зрачењем зове се соларна енергија. Можемо је користити за загревање воде и за добијање електричне енргије. Колектор – је основни део сваког соларног система и у њему долази до претварања сунчеве енергија у топлотну.  Помоћу соларних колектора загревамо воду која може да се користи за загревање просторија и као топла вода у стану. Соларне ћелије омогућавају производњу електричне енергије.  Можемо је користити у кућним лектричним инсталацијама, за потребе: соларних аутомобила, сателита, сатова, калкулатора, мобилних телефона и сл.

Енергија ветра

Ветар је хоризонтално струјање ваздушних маса настало услед разлике температуре, односно просторне разлике у ваздушном притиску.  За добијање ел. енергије користе се аероелектране (ветроелектране).  Повезивање више аероелектрана на једном простору зове фарма ветрова.

Геотермална енергија

Геотермална енергија је енергија из дубине земље: вода и водена пара. Користи се у изворном облику (за купање, лечење и сл.), за грејање и хлађење просторија и за производњу електричне енергије.

Енергија биомасе

Дели се на дрвну, недрвну и животињски отпад. Од биомасе се прави биодизел који покреће моторна возила.

 Енергија мора

Енергија мора:

• енергија плиме и осеке,
• енергија морских таласа,
•  унутрашња енергија мора

 .