Výroba elektrické energie
Osnova kurzu 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13)
Úvodní informace; zopakování nejdůležitějších vztahů Základy teorie elektrických obvodů 1 Základy teorie elektrických obvodů 2 Základy teorie elektrických obvodů 3 Základy teorie elektrického pole 1 Základy teorie elektrického pole 2 Základy teorie elektrického pole 3 Rozvod elektrické energie Elektrické stroje 1 Elektrické stroje 2 Výroba elektrické energie Elektronické prvky Elektronické přístroje Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
1
Výroba elektrické energie
Osnova přednášky 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)
Základní rozdělení zdrojů elektrické energie Základní zařízení při výrobě elektrické energie. Elektrárna na fosilní paliva Paroplynový cyklus Jaderná elektrárna Vodní elektrárna Větrná, solární a geotermální elektrárna
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
2
Výroba elektrické energie
Základní rozdělení zdrojů elektrické energie Rozdělení elektráren podle zdrojů primární energie: tepelné elektrárny - spalovací proces (pevná, kapalná i plynná paliva) jaderné elektrárny - jaderné reakce vodní elektrárny - kinetická nebo potenciální energie vody větrné elektrárny - kinetická energie větru sluneční elektrárny - energie slunečního záření geotermální elektrárny - tepelná energie zemského jádra Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
3
Výroba elektrické energie
Základní rozdělení zdrojů elektrické energie Rozdělení energetických zdrojů podle výstupu: Výtopny - produktem tepelná energie Teplárny - hlavním produktem tepelná energie, vedlejším produktem elektrická energie Elektrárny - hlavním produktem elektrická energie, vedlejším produktem tepelná energie Rozdělení elektráren podle funkce v elektrizační soustavě: základní elektrárny pološpičkové elektrárny špičkové elektrárny
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
4
Výroba elektrické energie
Osnova přednášky 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)
Základní rozdělení zdrojů elektrické energie Základní zařízení při výrobě elektrické energie. Elektrárna na fosilní paliva Paroplynový cyklus Jaderná elektrárna Vodní elektrárna Větrná, solární a geotermální elektrárna
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
5
Výroba elektrické energie
Základní zařízení při výrobě elektrické energie.
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
6
Výroba elektrické energie
Základní zařízení při výrobě elektrické energie.
Hlavní výrobní zařízení, jedná se o: přípravu paliva; kotelní jednotku; odlučovače; parní turbínu; elektrický generátor; vývodový transformátor a pomocná zařízení (napáječky; kondenzátory; vývěvy; budící souprava; rozvodny a tranformátor vlastní spotřeby apod.) – uspořádána do bloku. Pomocná výrobní zařízení, jedná se o: příjem, skladování a dopravu paliva; vodárnu; chemickou úpravnu vody; chladící věže; odsíření; skládka popelovin apod. Tato zařízení jsou pro celou výrobnu společná to znamená musí být výkonově přizpůsobená. Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
7
Výroba elektrické energie
Základní zařízení při výrobě elektrické energie.
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
8
Výroba elektrické energie
Základní zařízení při výrobě elektrické energie.
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
9
Výroba elektrické energie
Základní zařízení při výrobě elektrické energie.
vodárna
CHÚV
kondenzace
zauhlování
kotelna
turbína
skládka
odlučovač
generátor
komín
Elektrárnu dělíme na základní okruhy: ➔ palivo →popeloviny ➔ voda →pára ➔ vzduch →spaliny Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
10
Výroba elektrické energie
Základní zařízení při výrobě elektrické energie. Parní kotel Výroba přehřáté páry. Druhy kotlů: ● podle počtu tahů ● bubnové; průtočné ● podle paliva ● podle konstrukce spalovací komory
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
11
Výroba elektrické energie
Základní zařízení při výrobě elektrické energie. Odlučovače Odloučení pevných částí ve spalinách. ➔Mechanické - cyklony ➔Elektrostatické ➔Tkaninové
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
12
Výroba elektrické energie
Základní zařízení při výrobě elektrické energie. Parní turbína Přeměna tepelné a tlakové energie páry v mechanickou energii.
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
13
Výroba elektrické energie
Základní zařízení při výrobě elektrické energie. Elektrický generátor Přeměna mechanické energie v elektrickou energii.
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
14
Výroba elektrické energie
Základní zařízení při výrobě elektrické energie. Vývodový transformátor
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
15
Výroba elektrické energie
Základní zařízení při výrobě elektrické energie. Paroplynný cyklus
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
16
Výroba elektrické energie
Osnova přednášky 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)
Základní rozdělení zdrojů elektrické energie Základní zařízení při výrobě elektrické energie. Elektrárna na fosilní paliva Paroplynový cyklus Jaderná elektrárna Vodní elektrárna Větrná, solární a geotermální elektrárna
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
17
Výroba elektrické energie
Jaderná elektrárna
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
18
Výroba elektrické energie
Osnova přednášky 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)
Základní rozdělení zdrojů elektrické energie Základní zařízení při výrobě elektrické energie. Elektrárna na fosilní paliva Paroplynový cyklus Jaderná elektrárna Vodní elektrárna Větrná, solární a geotermální elektrárna
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
19
Výroba elektrické energie
Vodní elektrárna Vodní elektrárny se rozlišují podle způsobu vytvoření potřebného spádu na: ➔ ➔
➔
➔
průtočné; spád je obvykle vytvořen jezem; derivační (náhonové); spád je vytvořen umělým kanálem (náhonem); přehradní (akumulační); využívají spád vytvořený přehradní zdí na vodním toku; přečerpávací; využívají vodu přečerpanou z dolní nádrže do horní;
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
20
Výroba elektrické energie
Vodní elektrárna Vodní turbína Nejrozšířenější typy: Peltonova; Francisova; Kaplanova
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
21
Výroba elektrické energie
Vodní elektrárna Přílivové elektrárny
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
22
Výroba elektrické energie
Vodní elektrárna Vlnové elektrárny
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
23
Výroba elektrické energie
Osnova přednášky 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)
Základní rozdělení zdrojů elektrické energie Základní zařízení při výrobě elektrické energie. Elektrárna na fosilní paliva Paroplynový cyklus Jaderná elektrárna Vodní elektrárna Větrná, solární a geotermální elektrárna
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
24
Výroba elektrické energie
Větrná elektrárna Využití energie větru; odedávna. Větrná mapa – vhodné lokality. Výhody: ●plně automatizovaný provoz ●nízké provozní náklady Nevýhody: ●nejistota dodávky EE ➔ malý vítr netočí se ➔ velký vítr nutno odstavit ●kolísání výkonu ●hluk; odlesky Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
25
Výroba elektrické energie
Větrná elektrárna
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
26
Výroba elektrické energie
Větrná elektrárna
1 3 P= ⋅q⋅v ⋅S 2
[P] = W; [q] = kg m-3; [v] = m s-1; [S] = m2
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
27
Výroba elektrické energie
Solární elektrárna Přímá přeměna Výroba elektrické energie z přímého i difundovaného záření
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
28
Výroba elektrické energie
Solární elektrárna Nepřímá přeměna Soustředění slunečních paprsků do centra; ohřev vody; přeměna v přehřátou páru. Výroba EE v klasické parní turbíně.
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
29
Výroba elektrické energie
Solární elektrárna
Sluneční mapa republiky [Mwh rok-1 m-2]
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
30
Výroba elektrické energie
Použitá literatura: 1) Ibler Zdeněk a kol. - Energetika – technický průvodce; BEN Praha 2002; ISBN 80-7300-026-1 2) Nožička J. a kol – Mechanika a termomechanika pro elektroenergetiku; SNTL Praha 1987 3) Vlach J. - Zásobování teplem a teplárenství; SNTL Praha 1989 4) MATĚNA Š.,BRAUNER J., TŮMA M. - Výroba a rozvod elektrické energie I; SNTL Praha 1978 5) http://www.simopt.cz/energyweb/
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
31
Výroba elektrické energie
Opakovací otázky 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)
Popište princip funkce uhelné elektrárny. Vysvětlete princip funkce kotelní jednotky. Popište a vysvětlete princip funkce turbogenerátoru. Vysvětlete, která zařízení jsou bloková a která ne. Popište princip funkce jaderné a geotermální elektrárny. Jaké jsou hlavní druhy vodních kol a turbín. Jaké známe typy říčních vodních elektráren podle stavebního uspořádání, uveďte základní charakteristiky. 8) Jaké známe typy mořských vodních elektráren podle stavebního uspořádání, uveďte základní charakteristiky. 9) Jaké jsou způsoby přeměny sluneční energie v elektrickou.
Elektrotechnika a elektronika - Doc. J. Šípal PhD
32
