Transcript Elektrownie
Rodzaje elektrowni Aleksandra Garbuś Klasa II TE. Wyróżniamy następujące typy elektrowni: 1. Podział ze względu na wykorzystanie ciepła odpadowego: • elektrownia kondensacyjna • elektrociepłownia 2. Podział ze względu na źródło energii pierwotnej: • elektrownia cieplna • elektrownia jądrowa • elektrownia wodna • elektrownia słoneczna • elektrownia wiatrowa • elektrownia szczytowo-pompowa • elektrownia geotermalna 3. Rodzaje ograniczeń w stosowaniu niekonwencjonalnych źródeł energii. 4. Złoża wód geotermalnych 2 Elektrownia kondensacyjna Elektrownia kondensacyjna to elektrownia cieplna, pracująca według termodynamicznego obiegu Rankine'a. W odróżnieniu od elektrociepłowni ciepło uzyskane przy skropleniu pary wodnej, która opuszcza turbinę parową, tracone jest do otoczenia. W elektrowniach kondensacyjnych wykorzystywane są kondensacyjne turbiny parowe. Turbina parowa kondensacyjna jest turbiną parową stosowaną przy produkcji energii elektrycznej w elektrowniach kondensacyjnych. Para opuszczająca turbinę pod bardzo niskim ciśnieniem (tzw. próżnia w skraplaczu) kierowana jest do skraplacza (kondensatora), w którym ulega skropleniu. Ciepło oddane przez parę w procesie kondensacji tracone jest do otoczenia, bo skraplacz jest chłodzony wodą z rzeki, jeziora, morza lub cyrkulującą w obiegu zamkniętym (zobacz: chłodnia kominowa). 3 Elektrociepłownia Elektrociepłownia jest to zakład przemysłowy wytwarzający w jednym procesie technologicznym w sposób skojarzony energię elektryczną oraz ciepło w postaci czynnika (najczęściej wody) o wysokiej temperaturze dla miejskiej sieci ciepłowniczej lub przemysłu. Elektrociepłownie to najczęściej konwencjonalne siłownie cieplne z turbinami upustowo-kondensacyjnymi i upustowo-przeciwprężnymi. Turbiny obu typów wyposażone są w upusty ciepłownicze, z których para przegrzana zasila wymienniki ciepłownicze przekazując tam ciepło wodzie sieciowej doprowadzanej do instalacji komunalnej centralnego ogrzewania (c.o.) i ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). 4 Elektrownia cieplna Elektrownia cieplna (konwencjonalna) to przedsiębiorstwo produkujące energię elektryczną wykorzystując do tego celu ciepło . Energia chemiczna paliwa zamieniana jest w kotle parowym na ciepło służące do odparowania wody i przegrzania pary wodnej , która następnie napędza turbinę połączoną wałem z generatorem. 5 Elektrownia jądrowa Elektrownia jądrowa – obiekt przemysłowo-energetyczny (elektrownia cieplna), wytwarzający energię elektryczną poprzez wykorzystanie energii pochodzącej z rozszczepienia jąder atomów, najczęściej uranu (uranu naturalnego lub nieco wzbogaconego w izotop U-235), w której ciepło konieczne do uzyskania pary, jest otrzymywane z reaktora jądrowego. 6 Elektrownia wodna Elektrownia wodna to zakład przemysłowy zamieniający energię spadku wody na elektryczną. Elektrownie wodne dzieli się na: "duże" i "małe", przyjmując, że małe elektrownie wodne to te o mocy poniżej 5 MW (megawatów 1W=1J/1s). Podział ten jest dość umowny (w Skandynawii i Szwajcarii granicą są 2 MW, a w USA 15 MW). 7 Elektrownia słoneczna Elektrownia słoneczna - gałąź przemysłu zajmująca się wykorzystaniem energii promieniowania słonecznego zaliczanej do odnawialnych źródeł energii. Do Ziemi dociera promieniowanie słoneczne zbliżone widmowo do promieniowania ciała doskonale czarnego o temperaturze ok. 5700 K. Przed wejściem do atmosfery moc promieniowania jest równa 1367 W/m² powierzchni prostopadłej do promieniowania słonecznego. Część tej energii jest odbijana i pochłaniana przez atmosferę, do powierzchni Ziemi w słoneczny dzień dociera około 1000 W/m². 8 Elektrownia wiatrowa Elektrownia wiatrowa to zespół urządzeń produkujących energię elektryczną, wykorzystujących do tego turbiny wiatrowe. Energia elektryczna uzyskana z wiatru jest uznawana za ekologicznie czystą, gdyż, pomijając nakłady energetyczne związane z wybudowaniem takiej elektrowni, wytworzenie energii nie pociąga za sobą spalania żadnego paliwa. 9 Elektrownia szczytowopompowa Elektrownia szczytowo-pompowa - zakład przemysłowy, którego zadaniem jest przemiana energii elektrycznej w energię grawitacyjną wody pompowanej do górnego zbiornika oraz proces odwrotny. W elektrowni szczytowo pompowej zamienia się energię elektryczną na energię potencjalną grawitacji poprzez wpompowanie wody ze zbiornika dolnego do górnego w okresie nadwyżki produkcji nad zapotrzebowaniem na energię elektryczną (np. w nocy), a następnie, w godzinach szczytu, następuje odwrócenie procesu. 10 Elektrownia geotermalna Elektrownia geotermalna (energia geotermiczna, geotermia) - jeden z rodzajów odnawialnych źródeł energii. Polega na wykorzystywaniu cieplnej energii wnętrza Ziemi, szczególnie w obszarach działalności wulkanicznej i sejsmicznej. Woda opadowa wnika w głąb ziemi, gdzie w kontakcie z młodymi intruzjami lub aktywnymi ogniskami magmy, podgrzewa się do znacznych temperatur. W wyniku tego wędruje do powierzchni ziemi jako gorąca woda lub para wodna. Woda geotermiczna wykorzystywana jest bezpośrednio (doprowadzana systemem rur), bądź pośrednio (oddając ciepło chłodnej wodzie i pozostając w obiegu zamkniętym). Energię geotermalną na szeroką skalę wykorzystuje się w Islandii, a w Polsce m.in. na obszarze Podhala. 11 Wady i zalety wybranych elektrowni ! 12 Elektrownia cieplna ZALETY WADY •posiada nowoczesne technologie, • w razie awarii bardzo dotkliwie skaza środowisko • tańszy prąd, • w czasie wytwarzania energii nie ma hałasu, • doskonały cel ataków terrorystycznych •podstawową zaletą elektrowni cieplnych pracujących w Polsce jest wykorzystywanie paliwa produkowanego (wydobywanego) w kraju, a więc węgiel kamienny, brunatny. • konieczność pozyskiwania wody niezbędnej do chłodzenia co niesie za sobą straty na skutek parowania. 13 Elektrownia jądrowa ZALETY • Otrzymuje się dużą ilość energii z małej ilości paliwa1 kg uranu równoważy 3000 ton węgla. • Podczas normalnej eksploatacji są prawie zupełnie nieszkodliwe. • Niskie koszty eksploatacji po uruchomieniu. WADY • Jeśli elektrownia nie ma właściwych układów bezpieczeństwa, istnieje groźba skażeń w razie awarii. • Problemy ze składowaniem wypalonego paliwa. • Wysokie koszty budowy i rozbiórki elektrowni gdy zakończy już swoją działalność. 14 Elektrownia wodna ZALETY • Czyste odnawialne źródło energii. • Możliwość szybkiego zatrzymywania i uruchamiania elektrowni. • Małe problemy przy utrzymywaniu i eksploatacji elektrowni. • Sztuczne zbiorniki wodne gromadzą wodę, zmniejszając ryzyko powodzi. WADY • Zależność od opadów deszczu. • Konieczność zalania dużych obszarów i przesiedlenia ludzi, co niszczy naturalne siedliska lądowych dla roślin i zwierząt. • Lokalne zmiany klimatyczne. 15 Elektrownia słoneczna ZALETY • Czyste źródło odnawialnej energii. • Ogniwa słoneczne nie wymagają szczególnej konserwacji poza czyszczeniem, są niezawodne. WADY • brak pobierania energii w nocy • stosunkowo wysoka cena ogniw słonecznych • zmienność dobowa i sezonowa promieniowania słonecznego • trudności w magazynowaniu energii i jej koncentracji • instalacja ogniw zajmuje duże obszary • duże koszty produkcji i budowy • duży nakład finansowy • niezbyt duża moc 16 Elektrownia wiatrowa ZALETY • nieskomplikowana budowa urządzeń i eksploatacja • • • • • WADY Wysokie koszty budowy i utrzymania. Ingerencja w krajobraz, instalacja wiatraków zajmuje rozległe obszary stracone dla rolnictwa.. Hałas turbin. Zależność od wiatru. Zakłócają odbiór fal radiowych i telewizyjnych. 17 Elektrownia geotermalna ZALETY • lokalna dostępność (uniezależniająca odbiorców od czynników zewnętrznych np. politycznych) •energia geotermalna jest przyjazna środowisku naturalnemu WADY • Dogodne do jej wykorzystania warunki występują tylko w niewielu miejscach • Przy eksploatacji mogą wydobywać się gazy czy substancje szkodliwe •cena jednostki energii otrzymanej z ciepłowni geotermalnej jest stała w dłuższym okresie czasu •zasoby energii geotermalnej są, w przeciwieństwie do energii wiatru czy energii Słońca dostępne zawsze, niezależnie od warunków pogodowych Elektrownia geotermalna Krafla 18 Rodzaje ograniczeń w stosowaniu niekonwencjonalnych źródeł energii: technologiczne – ze względu na postać ich występowania i możliwości praktycznego wykorzystania, ekonomiczne – związane z dużymi kosztami ich stosowania, polityczne lub prawne – związane z możliwościami dywersji w przypadku elektrowni jądrowych, społeczne – społeczna akceptacja to najważniejszy problem energetyki jądrowej. Wiążą się z nim dodatkowe koszty i przedłużająca się budowa elektrowni, co tym samym jeszcze bardziej je zwiększa. 19 Złoża wód geotermalnych Złoże wód geotermalnych dzieli się: 1.w zależności od temperatury: • • • • • zimne – do 200C, ciepłe- niskotemperaturowe - 200C -200 C, gorące – średniotemperaturowe - 350C - 800C, bardzo gorące – wysokotemperaturowe - 800C – 1000C przegrzane – ponad 1000C. 2. w zależności od ciśnień, kształtów zbiornika i morfologii powierzchni: • • • artezyjskie, z których woda poprzez otwór wiertniczy samoczynnie wypływa na powierzchnię lub ponad powierzchnię terenu, sub-artezyjskie, z których woda przez otwór wiertniczy podnosi się na duże wysokości, ale nie osiąga powierzchni terenu, grawitacyjne, z których wodę można tylko pompować z głębokości zbliżonych do głębokości złoża. 20 Bibliografia „ Elektrownie” pod red. Pawlik Maciej, Strzelczyk Franciszek ,WNT 2009r. http://pl.wikipedia.org/wiki/Elektrownia http://www.zgapa.pl/zgapedia/Elektrownia_cieplna.html http://www.ekoenergia.pl/index.php?cms=29&plik=Elektrownie_sloneczne.html 21