Elektrownie i elektrociepłownie

Elektrownia – zakład przemysłowy, który wytwarza energię elektryczną przez przetwarzanie innych rodzajów energii.

Proces produkcji energii elektrycznej i ciepła może się odbywać w źródłach rozdzielonych (osobno: prąd w elektrowni, a ciepło w ciepłowni) lub w jednym układzie technologicznym w elektrociepłowni.

Zasada działania ciepłowni

Zadaniem ciepłowni jest dostarczanie wody o wysokiej temperaturze. Woda podgrzewana jest w kotłach. Mogą być one opalane różnymi rodzajami paliwa np. węglem, biomasą, gazem. Podgrzana w kotle woda przepływa przez wymiennik ciepła i oddaje ciepło wodzie, która krąży w systemie ciepłowniczym. Podgrzana w ten sposób woda dociera siecią ciepłowniczą do budynków na terenie całego miasta.

Zasada działania elektrowni

Zadaniem elektrowni jest produkcja energii elektrycznej. Podobnie jak w ciepłowni w kotłach spalane jest paliwo tj.: węgiel,biomasa, gaz lub olej. Uzyskane w ten sposób ciepło podgrzewa woda przepływającą przez kocioł w osobnym obiegu zamkniętym. W wyniku dostarczenia ciepła, woda odparowuje i zamienia się w parę o wysokim ciśnieniu. Następnie para przepływa przez turbinę parową, w której rozpręża się, wykonując pracę mechaniczną – obraca wał turbiny. Praca mechaniczna wałem napędowym przekazywana jest z turbiny do generatora, gdzie zamieniana jest na energię elektryczną, zaś para wylotowa z turbiny jest schładzana w tzw. skraplaczu, który w elektrowni chłodzony jest np. wodą z rzeki. W wyniku schładzania pary następuje jej skroplenie (zamiana pary w wodę). Woda ze skraplacza jest kierowana z powrotem do kotła i cykl produkcji się powtarza.

Zasada działania elektrociepłowni

Zasada działania elektrociepłowni jest bardzo podobna jak elektrowni. Jedyną różnicę stanowi ilość i sposób wykorzystania ciepła odbieranego od pary w skraplaczu. W przypadku elektrowni 65% ciepła dostarczonego w paliwie jest traktowane jako tzw. „ciepło odpadowe” i nie jest dalej wykorzystywane. W elektrociepłowni ciepło odebrane w skraplaczu jest przejmowane przez sieć ciepłowniczą i efektywnie wykorzystywane do ogrzewania pomieszczeń oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej.

    Podział elektrowni ze względu na źródło energii pierwotnej:
      - konwencjonalne
    • elektrownia węglowa
    • elektrownia gazowa
    • elektrownia jądrowa
      - niekonwencjonalne (źródła odnawialne)
    • elektrownia słoneczna
    • elektrownia wiatrowa
    • elektrownia wodna
    • - elektrownie przepływowe – produkują energię elektryczną
      - elektrownie szczytowo-pompowe – służą zazwyczaj magazynowaniu
        energii elektrycznej wyprodukowanej w inny sposób
    • elektrownia geotermiczna
Najczęściej elektrownie cieplne pracują na skutek spalania paliw kopalnych (najczęściej węgla, koksu lub gazu ziemnego), biomasy, substancji organicznych, biogazu i odpadów przemysłowo-komunalnych. Jako że większość tego typu paliw (jak węgiel, czy gaz) nie jest paliwami odnawialnymi, to istnieje duże zagrożenie, że wkrótce ulegną one wyczerpaniu. Dlatego coraz częściej korzysta się z innych metod pozyskiwania ciepła, niekiedy wykorzystuje się ciepło odpadowe z dowolnych procesów technologicznych, źródeł geotermalnych, czy też energii słońca.


ELEKTROWNIA WĘGLOWA

[Rozmiar: 11222 bajtów]

Schemat działania elektrowni węglowej: 1. Chłodnia kominowa; 2. Pompa wody chłodzacej; 3. Sieć przesyłowa; 4. Transformator blokowy; 5. Generator; 6. Część niskoprężna turbiny; 7. Pompa wody zasilającej; 8. Skraplacz; 9. Część średnioprężna turbiny; 10. Schładzacz pary; 11. Część wysokoprężna turbiny; 12. Odgazowywacz; 13. Podgrzewacz; 14. Podajnik węgla; 15. Zbiornik węgla; 16. Młyn węglowy; 17. Walczak; 18. Zbiornik popiołu; 19. Przegrzewacz pary; 20. Wentylator powietrza; 21. Międzystopniowy przegrzewacz pary; 22. Czerpnia powietrza; 23. Podgrzewacz wody; 24. Podgrzewacz powietrza ; 25. Filtr spalin; 26. Wentylator spalin; 27. Komin.

Zobacz animację działania elektrowni węglowej

[Rozmiar: 115130 bajtów]
Elektrownia w Bełchatowie (źródło: http://pl.wikipedia.org/wiki/Elektrownia_cieplna)
[Rozmiar: 115130 bajtów]
Elektrownia w Połańcu (źródło: http://pl.wikipedia.org/wiki/Elektrownia_cieplna)



ELEKTROWNIA SŁONECZNA

[Rozmiar: 11222 bajtów]

1. Specjalne lustra lub reflektory skupiają promienie słoneczne
    podgrzewają specjalny rodzaj cieczy.
2. Ciepło z tej cieczy przekształca wodę w parę.
3. Para napędza łopatki turbiny parowej, do której podłączony jest generator prądu.
4. Para skrapla się i z powrotem wraca do obiegu.

[Rozmiar: 153798 bajtów]
Elektrownia słoneczna w USA



ELEKTROWNIA WIATROWA

Zasada działania elektrowni wiatrowej jest stosunkowo prosta. Wiejący wiatr napędza łopaty wiatraka zmuszając do pracy wirnik. Ten obracając się pozwala generatorowi wytworzyć energię elektryczną, która przekazywana jest do transformatora. Ten z kolei zamienia energię o niskim napięciu w energie elektryczną o potrzebnym napięciu. Następnie prąd przekazywany jest do sieci elektrycznej, zasilając gospodarstwa domowe.

[Rozmiar: 11222 bajtów]

1. Działający na łopatki turbiny wiatrowej wiatr, powoduje ich obrót.
2. Łopatki napędzają wał, który jest połączony z generatorem.
3. Generator wytwarza energię elektryczną.

[Rozmiar: 85379 bajtów]
Farma wiatrowa Wybelsumer Polder pobliżu Emden, Zdjęcie: Wattenrat
(źródło: http://www.wattenrat.de/wind/wind55.htm)


ELEKTROWNIA WODNA

      Elektrownia wodna zamienia energię spadku wody w energię elektryczną. Zasada działania jest stosunkowo prosta – tamy zatrzymują wodę w zbiornikach, aby podnieść jej wysokość tak bardzo, by wysokość z jakiej będzie spadała wytworzyła pożądaną siłę. Woda, która spada z dużą prędkością na niższy poziom wpada do turbiny i uderzając o łopaty tego mechanizmu obraca go zasilając generator. Generator przetwarza otrzymaną energię mechaniczną wody w energię elektryczną i przesyła ją do transformatora, ten z kolei reguluje napięcie prądu, aby te było odpowiednie dla zasilanej sieci energetycznej.
      W elektrowniach przepływowych wody nie gromadzi się tam w dodatkowych zbiornikach, a turbina i generator mieszczą się w korycie rzeki. Natomiast elektrownie zbiornikowe korzystają z wody spiętrzonej przez zaporę (przy okazji stanowią zabezpieczenie przeciwpowodziowe i regulują przepływ, co jest korzystne dla żeglugi). Kiedy potrzeba więcej prądu, wypuszcza się ze zbiornika więcej wody, żeby zwiększyć produkcję energii.
      Elektrownie szczytowo-pompowe wykorzystują zaś wodę zgromadzoną w dwóch zbiornikach - górnym i dolnym. Kiedy zapotrzebowanie na prąd jest małe (np. nocą), wodę z dolnego zbiornika pompuje się z powrotem na górę, żeby wypuścić ją w godzinach największego zapotrzebowania. W Polsce najważniejsze elektrownie wodne to: Solina (jest przy okazji tamą, woda pochodzi z rzek San i Solinka), Czorsztyn-Niedzica a także we Włocławku i Żarnowcu

[Rozmiar: 11222 bajtów]

1. Przepływająca woda obraca koła wodne lub turbinę.
2. Dołączony do turbiny generator prądu wytwarza energię elektryczną.

Zobacz animację działania elektrowni wodnej

[Rozmiar: 39974 bajtów]
Przepływ wody, a więc i ilość wytwarzanego prądu, reguluje się za pomocą śluz. Woda poruszając łopatki turbiny napędza generator. Ten zaś wytwarza prąd i przesyła go do publicznej sieci energetycznej.(Źródło:http://www.focus.pl/jak-to-dziala/zobacz/publikacje/elektrownia-wodna/)
[Rozmiar: 182080 bajtów]
Elektrownia wodna w Szkocji (Źródło: http://wilkipedia.pl)
[Rozmiar: 156140 bajtów]
Elektrownia szczytowo-pompowa w Żarnowcu
(Źródło:http://www.panoramio.com/photo/27457005)
[Rozmiar: 136313 bajtów]
Elektrownia przepływowa we Włocławku (Źródło:http://www.wikipedia.pl)



ELEKTROWNIA NUKLEARNA (JĄDROWA)

Elektrownia jądrowa jest rodzajem elektrowni kondensacyjnej. Tutaj również wytwarzana jest energia elektryczna za pomocą paliwa – podobnie jak elektrownie zasilane węglem, ropą czy paliwami biologicznymi. W tym wypadku jednak mówimy o wysoce radioaktywnym uranie. W reaktorze jądrowym zachodzi łańcuchowa reakcja rozszczepienia atomu. Powstaje wówczas ciepło, które doprowadza do zagotowania wody w zbiorniku reaktora. I w takim przypadku ogrzana woda przekształca się w parę, ta z kolei napędza turbinę, a generator podłączony do wspomnianej turbiny zamienia energię mechaniczną w energię elektryczną.

[Rozmiar: 11222 bajtów]

1. W reaktorze umieszczonym w wodzie, znajdują się pręty paliwowe,
    w których są pastylki uranu.
2. Wewnątrz prętów zachodzi reakcja jądrowa, wywołując powstanie dużej energii.
3. Energia ta podgrzewa wodę, która w wytwornicy pary zamienia się w parę.
4. Para porusza łopatki turbiny, która obraca generator produkujący prąd.
5. W skraplaczu para jest zamieniona z powrotem w wodę,
    i wielokrotnie używana. W niektórych elektrowniach
    dodatkowe ciepło jest pobierane z wieży chłodniczej


[Rozmiar: 167293 bajtów]
Elektrownia jądrowa w USA (Źródło: http://ciesielskirafal7.w.interia.pl/przyklady.html)
[Rozmiar: 183693 bajtów]
Fot. tvp: Elektrownia atomowa w Temelinie w Czechach
(Źródło: http://www.gazetakaszubska.pl/9122/9122)



ELEKTROWNIA GEOTERMICZNA

Elektrownia geotermiczna - inaczej geoelektrownia. Wytwarza prąd elektryczny z energii geotermicznej (ciepło wnętrza Ziemi).

[Rozmiar: 11222 bajtów]

1. Gorąca woda jest pompowana z głębokiego podziemia pod wysokim ciśnieniem.
2. Kiedy woda osiągnie powierzchnię, ciśnienie spada, co powoduje,
    że woda, zamienia się w parę.
3. Para obraca łopatkami turbiny, która jest połączony z generatorem.
    Generator wytwarza energię elektryczną.
4. Po wyjściu z turbiny para schładzana jest w wieży chłodzącej i zamienia się w wodę.
5. Schłodzona woda jest pompowana z powrotem do ziemi,
    aby rozpocząć proces ponownie

[Rozmiar: 153798 bajtów]
Elektrownia geotermiczna w USA

Źródło schematów: http://epa.gov/climatechange/kids/solutions/technologies/nuclear.html
http://pl.wikipedia.org/wiki/Elektrownia_cieplna

Losowe zdjęcie

Linki
  ◊  Stowarzyszenie Wejhera
  ◊  Strona szkolna
  ◊  Biblioteka szkolna
  ◊  Spacer po szkole
  ◊  Matura 2012
Copyright by www.samochodowka-wejherowo.pl - Wszystkie prawa zastrzeżone.
Strona główna Strona główna Mapa strony Kontakt