Uvod

                                                                                                                      

Za temo Elektrarne sem se odločil zato, ker me te stvari zanimajo. Med branjem te seminarske naloge boste izvedeli veliko pomembnega. Da pa sem do teh podatkov lahko prišel sem veliko uporabljal tudi splet, ter razne druge vire. S to seminarsko nalogo bi vas rad seznanil s čim več novih stvari o elektrarnah.

Elektrarne

      

Elektrarna je objekt namenjen proizvodnji električne energije. Energija se nahaja v naravi v »surovi« obliki in jo moramo prilagoditi naši uporabi. Zato smo ljudje izumili elektrarno, ki je naprava za pretvorbo drugih oblik energije v elektriko. Sprva so bile elektrarne na enosmerni tok šele kasneje so spoznali več smerni tok.

Eko-elektrarna

Pri Eko-elektrarnah izkoriščamo energijo tekočih voda, vetra, sončno energijo ter energijo plime in oseke. Uporabljamo dinamične izvore, ki se v naravi nenehno obnavljajo. Če jih izkoristimo, dobimo koristno energijo. V nasprotnem primeru pa je ta energija za nas izgubljena.

 NeEko- elektrarna

Pri NeEko-elektrarnah uporabljamo latentne izvore energije. To si tisti, ki jih ni mogoče obnavljati. Ti izvori so: nafta, premog, plin, jedrsko gorivo.

Delitev elektraren

   Po načinu pogona

-  hidroelektrarne, ki izrabljajo energijo vode:

·         pretočne izkoriščajo sproten dotok vode, pri čemer ne upoštevamo dnevne in tedenske akumulacije

·         akumulacijske morajo imeti naravno ali umetno jezero, v katerem se akumulira voda

·         prečrpovalne (v času nižje tarife se generator uporabi kot motor in s turbino črpa vodo navzgor v bazen)

-  termoelektrarne, ki izrabljajo kemično energijo goriv, na

·         trda goriva

·         tekoča goriva

·         plin

·         jedrsko gorivo

-  elektrarne, ki izrabljajo manj razširjene vire (alternativne) energije in si šele utirajo pot, kot npr. sončna energija, energija vetra, plime in oseke, geotermalni viri itd

·          vetrne elektrarne

·         sončne elektrarne

·         geotermalne elektrarne

·         elektrarna na valovanje morja

·         elektrarna na bibavico

    Po vrsti toka

Enosmerne elektrarne so bile razširjene pred iznajdbo izmeničnega toka. Enosmerne napetosti takrat ni bilo možno dvigniti s transformatorjem, zato je bil prenos na daljavo praktično nemogoč. Take elektrarne so lahko napajale le bližnje porabnike, kar je zahtevalo veliko število elektrarn (na začetku so bile zato take elektrarne namenjene bolj elektrifikaciji mestnih središč in bogatejših predelov).

Izmenične elektrarne so se uveljavile po iznajdbi trifaznega sistema. Zaradi možnosti prenosa električne energije na daljavo so te elektrarne kmalu prevladale.

     Po velikosti

-   mini (privatne)

-   industrijske

-   regijske

-   meddržavne

Hidroelektrarne

     

Hidroelektrarna je elektrarna, ki izrablja moč vodnega padca za pridobivanje električne energije. Razpoložljiva moč je odvisna od vodnega padca in pretoka vode. Tako obstajajo hidroelektrarne z majhnim instaliranim pretokom (nekaj 10 m³/s), a velikim padcem (nekaj 100 m), kakor tudi elektrarne z velikim instaliranim pretokom (nekaj 1000 m³/s), a majhnim padcem.

Hidroelektrarne so lahko umeščene neposredno v rečni strugi ali pa v umetnem kanalu ki dovaja vodo iz rečne struge. V primerih velikih padcev in manjših pretokov je voda do elektrarne pogosto speljana po podzemnem rovu.

Količina proizvedene energije oziroma trenutna moč elektrarne je odvisna od padca in pretoka vode. Ta je v rekah odvisen od naravnega dotoka. Kjer to dopušča oblika terena in naravovarstvene zahteve, lahko povečamo regulacijsko sposobnost elektrarne tako, da je njena moč manj odvisna od trenutnega dotoka: pred elektrarno ustvarimo akumulacijsko jezero. V njem se v času manjše potrošnje električne energije oziroma večjega naravnega dotoka zbira voda, ki jo lahko koristno uporabimo za proizvodnjo električne energije v času večje porabe oziroma manjših naravnih dotokov reke.

  

Tipi hidroelektrarn

Pretočne hidroelektrarne

Delujejo na principu sorazmerno velikega toka in majhne natočne višine. Imajo majhen rezervoar ali pa ga sploh nimajo. Če je pretok vode prevelik kot ga elektrarna potrebuje, mora preostali del vode neovirano obteči elektrarno.

Elektrarne na plimovanje

Izkoriščajo princip plimovanja za generiranje elektrike. Plimo in oseka se da točno predvideti, kar je ugodno za predvidevanje kapacitete. Na svetu je malo mest, kjer je plimovanje veliko za uspešno delovanje elektrarne. Prvič so ta sistem za generiranje moči uporabili v 19. stoletju. Prva elektrarna pa je bila zgrajena v Franciji, La Rance leta 1966.

 

Črpalne elektrarne

Posebno izvedbo hidroelektrarne predstavlja črpalna elektrarna, ki je poleg proizvodnje električne energije tudi sposobna s pomočjo električne energije iz omrežja črpati vodo v višje ležeče akumulacijsko jezero. V črpalni elektrarni v obdobjih nizke cene električne energije črpajo vodo iz nižje ležečega v višje ležeče akumulacijsko jezero.

V obdobju visoke cene pa proizvajajo električno energijo z izkoriščanjem padca vode iz višje ležečega akumulacijskega jezera v nižje ležeče. Razlike v cenah električne energije na trgu so tolikšne, da se kljub nizkemu izkoristku elektrarne v črpalnem režimu opisani postopek shranjevanja energije ekonomsko izplača.

Termoelektrarne

Termoelektrarna (kratica: TE) je elektrarna, v kateri se pridobiva električno energijo s sežiganjem fosilnih goriv (premoga, nafte ali zemeljskega plina). Jedrska elektrarna (JE) je tudi termoelektrarna. Razen jedrskega reaktorja in pripadajoče opreme je JE podobna drugim termoelektrarnam.

Termoelektrarna ne more zaradi termodinamičnih zakonov v celoti pretvoriti energije goriva v električno energijo. Moderne termoelektrarne imajo okrog 40% termodinamični izkoristek. Del dovedene energije (okrog 60%) se pojavi kot odpadna toplota in jo morajo iz termoelektrarne odvesti v okolico. Odpadno toploto se lahko uporablja za ogrevanje, druge industrijske procese in destinacijo, vendar je v večini primerov zavržena. Najpreprostejše je odvajanje toplote v reko, jezero ali morje. Če to ni možno, mora biti elektrarna opremljena s hladilnim stolpom, ki odvaja toploto v ozračje.

Toplarna je termoelektrarna, pri kateri se so-proizvedena toplota zajema v koristni obliki in posreduje uporabnikom. Tako povečamo izkoristek na 80-90%. Primer take elektrarne je toplarna v Ljubljani in v manjšem obsegu Termoelektrarna Šoštanj, z okrog 170 MW daljinskega ogrevanja.

Jedrske elektrarne

Jedrska elektrarna ali nuklearna elektrarna je naprava za pridobivanje električne energije (in včasih procesne toplote) iz energije, ki se sprosti pri jedrski cepitvi ali fisiji.

Jedrska elektrarna je v enem delu podobna termoelektrarni, le da se toplota, ki jo naprava delno predela v električno energijo sprošča v jedrskem reaktorju, v katerem poteka verižna jedrska reakcija. Toplota, ki se sprosti segreje paro, ki žene parno turbino, takšni reaktorji so v svetu najbolj pogosti. Lahko pa reaktor segreva tudi ogljikov dioksid, helij ali drug plin, kot delovni medij.

Nastajanje energije

Dejansko v elektrarni ne nastaja energija temveč poteka proces pretvorbe določene vrste energije v električno. Izkoristek pretvorbe nikoli ni 100 %.

Pri pretvarjanju kemijske oziroma toplotne energije je izkoristek precej manjši od 100 %. Že teoretično izkoristek omejuje drugi zakon termodinamike. Poleg električne energije nastanejo znatne količine toplote. Pri velikih termoelektrarnah to toploto obravnavajo kot odpadno toploto. Če je v bližini večji porabnik toplote (za ogrevanje ali industrijske

procese) je možno izrabiti po načelu so-proizvodnje. V tem primeru je postroj toplarna. Elektrarne so z električnimi porabniki povezane preko električnega omrežja. Glede na velikost elektrarne je lahko povezana z visokonapetostnim prenosnim omrežjem, srednje- oziroma nizkonapetostnim distribucijskim omrežjem, ali pa je priključena na notranje omrežje tovarne ali zgradbe ozira na skupine.

Videoposnetek o elektrarnah