Výroba elektrické energie

Elektrická energie je jednou z nejdůležitějších forem energie v současné době. Je to energie, která se využívá k různým účelům, včetně osvětlení, vytápění, chlazení, pohonu strojů a mnoha dalších. Jak probíhá výroba elektrické energie?

Výroba elektrické energie je v obecném vyjádření přeměnou jiného druhu energie na energii elektrickou. Průmyslové odvětví, které se výrobou elektrické energie zabývá, je energetika.

Na počátku využití elektrické energie stál objev Voltova článku v roce 1800. Celé devatenácté století potom bylo ve znamení objevů elektrických zákonů i praktického využití. Zásadním završením základního poznání elektrické energie byl objev elektronu v roce 1897.

První elektrárny vznikly na přelomu 19. a 20. století a šlo o jednoduché generátory napojené buď na parní stroj, nebo na vodní kolo. Nahrazením parního stroje parní turbínou vznikla tepelná elektrárna. Vodní kolo bylo později nahrazeno vodní turbínou.

Výroba elektrické energie je nezbytná pro život v moderní společnosti.

Výroba elektrické energie

Nejběžnější způsoby výroby elektrické energie jsou fosilní paliva, jaderná energie, vodní energie a obnovitelné zdroje energie jako je vítr, slunce, biomasa, geotermální energie a další.

Fosilní paliva jsou nejčastěji používaným způsobem výroby elektrické energie. Jedná se o paliva jako je uhlí, ropa a zemní plyn, která jsou spalována v generátorech. Ty přeměňují vyvinutou teplo-mechanickou energii na elektrickou energii.

Jaderná energie se vytváří pomocí reakcí štěpení jader atomů. Tyto reakce uvolňují velké množství energie, která se používá k přeměně na elektrickou energii. Jaderné reaktory jsou velmi účinné, ovšem jsou také velmi rizikové, a proto jsou předmětem mnoha debat. Nejznámější jadernou elektrárnou u nás je jaderná elektrárna Temelín.

Vodní energie se vytváří pomocí vodních toků a vodopádů. Vodní toky se používají k pohonu vodních turbín, které přeměňují mechanickou energii na elektrickou energii.

Obnovitelné zdroje energie jsou zdroje energie jako je vítr, slunce, biomasa, geotermální energie a další. Tyto zdroje jsou obnovitelné a nevyčerpatelné. Využívají se k výrobě elektrické energie prostřednictvím solárních panelů, větrných turbín a dalších zařízení.

Tepelné elektrárny

Tepelná elektrárna je mechanické zařízení, které transformuje energii tepla na elektrickou energii. To je dosaženo prostřednictvím termodynamického procesu.

Proces výroby elektrické energie začíná tím, že se do tepelné elektrárny dodává palivo, které se zahřívá až na teplotu vyšší než je teplota okolního vzduchu, což je známé jako „spalování“.

Tepelné elektrárny fungují na principu ohřevu páry pohánějící parní turbínu. Ohřev páry se zajišťuje buď spalováním fosilních paliv, případně plynu nebo biomasy.

Palivo je zahříváno v tepelném generátoru, kde horký vzduch produkovaný palivem proudí do kotle. Ve vodním kotli se vytváří pára, která je vedená do turbíny. Když se pára dostane do turbíny, je vystavena tlaku a vytváří sílu, která pohání generátory.

Generátory se používají ke generování elektrické energie, která je distribuována prostřednictvím elektrické sítě.

V současné době existuje několik typů tepelných elektráren, které se liší druhem paliva použitého k výrobě energie. Nejběžnějšími typy tepelných elektráren jsou uhlí, plyn a jaderné elektrárny.

Jaderné elektrárny potřebné teplo pro ohřev vody a její přeměnu na páru se získávají štěpnou reakcí v jaderném reaktoru, a to buď štěpením uranu 235 nebo plutonia 239.

Dalším specifickým druhem tepelné elektrárny je elektrárna geotermální, kde se potřebná energie získává z energie zemského jádra.

Solární elektrárny

Solární elektrárny se stávají stále více populárním způsobem, jak získat energii z obnovitelných zdrojů. Jsou to zařízení, která využívají energii Slunce k výrobě elektrické energie. Na elektrickou energii ji přeměňují nejčastěji využitím fotoelektrického jevu ve fotovoltaických článcích.

Fotovoltaické články jsou umístěny na obvodu solární elektrárny a jsou navrženy tak, aby byly maximálně účinné při absorbování slunečního záření. Jakmile sluneční paprsky dopadnou na fotovoltaické články, jsou přeměněny na energii, kterou lze následně využít.

Solární elektrárny nezatěžují životní prostředí a jsou schopné vyrábět elektrickou energii za nižší náklady.

Z kinetické energie přírodních mas získávají elektrickou energii také větrné a přílivové elektrárny.

V České republice připadá hlavní podíl ve výrobě elektrické energie na tepelné elektrárny (66 procent) a na jaderné elektrárny (30 procent). Ve vodních elektrárnách se vyrobí 3,7 procenta elektrické energie a větrné a ostatní elektrárny mají podíl méně než jedno procento.