Zjistěte více o výrobě energie

Máte dotazy týkající se výroby energie? Odborníci společnosti Cummins nabízejí sbírku jednoduchých odpovědí a hlubších poznatků k tématům výroby energie.

Co je to výroba energie?

Výroba energe je pojem označující výrobu elektřiny pomocí různých druhů technologií – některé, jako například parní kotle, jsou staré více než sto let, a jiné, jako například větrné turbíny, jsou novější. Parní kotle a větrné mlýny jsou vlastně mnohem starší. Původně byly vynalezeny jako pohon strojů a k drcení obilí a stále se tak používají, avšak nyní se většinou používají k výrobě elektřiny.

Většina energetických zařízení vyrábí elektřinu roztočením mechanismu v alternátoru. Způsob roztočení mechanismu závisí na použité technologii.

 

Jak se elektřina vyrábí?

V elektrárnách a generátorech elektřiny se vyrábí velké množství energie. Řekli jsme, že točivý pohyb se přenáší do alternátoru a alternátor tento pohyb přeměňuje na elektřinu. Jak přesně k tomu dochází?

Alternátor je velmi podobný elektromotoru. Elektromotory využívají elektrickou energii k roztočení rotoru. U alternátorů je to obráceně – místo toho, aby se elektřina používala k vytvoření pohybu, alternátory používají pohyb k vytvoření elektřiny. Mnoho motorů může fungovat jako provizorní alternátory.

Alternátory se skládají ze dvou částí: statoru a rotoru. Rotor se otáčí uvnitř alternátoru a je navržen tak, aby vytvářel magnetické pole. Stator je v podstatě krabička složená z mnoha měděných vinutí ovinutých kolem dutého železného jádra. Když se rotor otáčí uvnitř statoru, otáčí se i jeho magnetické pole a toto otáčení vytváří elektrický proud ve vinutí statoru. Tento elektrický proud je shromažďován a posílán do elektrické sítě.

+

Nová generace energetiky.

Spolehlivý zdroj energie pro vaši práci, domov i život. Najděte si svůj případ použití všude tam, kde je potřeba spolehlivé zásobování energií, od nemocnic a datových center až po vrtné a důlní provozy.

Zjistit více
+

Zvyšte svůj klid.

S domácím nebo přenosným generátorem Cummins nezůstane vaše rodina ve tmě. Domácí nebo přenosný generátor dodává energii při výpadku proudu tiše a automaticky.

Zjistit více

Jak funguje generátor energie?

Elektrické generátory jsou malé samostatné elektrárny postavené z pístového motoru a alternátoru. Motor a alternátor jsou obvykle spojeny do jedné skříně, která může být velká jako přívěs traktoru, nebo malá jako kufr, podle toho, kolik elektřiny je potřeba. K dispozici jsou generátory s motory vhodnými pro různá paliva – naftu, benzín, biopaliva, zemní plyn a další.

Větší generátory elektrické energie se používají v nejrůznějších aplikacích a průmyslových odvětvích. Mohou sloužit jako primární nebo záložní napájení. Například vojenské základny rozmístěné v oblastech, kde není k dispozici spolehlivá elektrická síť, jsou často odkázány na to, že veškerou potřebu elektřiny pokryjí jejich vlastní generátory. V budovách, kde není přípustné, aby došlo k jakékoli ztrátě napájení, jsou instalovány záložní generátory, které zajišťují napájení v případě výpadku proudu. Datová centra a nemocnice patří mezi druhy budov, které vyžadují záložní generátory.

 

 

Druhy elektráren

Existuje mnoho druhů elektráren využívajících různé technologie: pístové motory (někdy označované jako spalovací motory), parní turbíny, plynové turbíny, vodní turbíny, větrné turbíny, geotermální, jaderné a další.

Co jsou to vodní a větrné elektrárny?

Vodní a větrné elektrárny jsou technologicky příbuzné, protože vyrábějí elektřinu bez použití paliva – pouze pomocí větru a vodních proudů.

Obě také využívají vnější rotující lopatky turbíny, které působí točivým momentem na rotující hřídel alternátoru. Například Hooverova přehrada obsahuje známou vodní elektrárnu, která vyrábí velké množství elektřiny využitím potenciální energie uvolňované vodou při průtoku přehradou.

U větrných turbín má každá věž sadu lopatek turbíny a alternátor, který získává energii větru a přeměňuje ji na elektřinu.

 

Co jsou to solární elektrárny?

Solární elektřina se vyrábí ve fotovoltaických panelech, které využívají sluneční světlo k aktivaci křemíkových článků, které jsou v nich obsaženy. Když fotony ze slunce dopadají na křemíkové články, vyrážejí z atomů křemíku elektrony. Články jsou navrženy tak, aby se elektrony mohly pohybovat pouze jedním směrem. Když je tedy sběrač elektronů článku připojen k elektrické zátěži, elektrony se řadí do řady a vystupují z článku do elektrické zátěže. Jinými slovy řečeno, vzniká elektrický proud.

Technologie solární energie se rozšířila o koncentrované solární elektrárny s parními turbínami. V některých konfiguracích jsou zrcadla umístěna kolem věže a odraz je zaměřen na receptor na vrcholu věže. Představte si to, jako když pomocí lupy soustředíte sluneční paprsky a rozděláte oheň. Na vrcholu věže je umístěn parní kotel, ze kterého je horká pára vedena dolů do přízemní parní turbíny.

 

 

Co jsou geotermální elektrárny?

Geotermální elektrárny mají potrubí vedoucí hluboko do země, kde se voda ohřívá teplem vycházejícím z blízkého magmatu. Voda se mění v páru a ta je využívána v parní turbíně a alternátoru k výrobě elektřiny. Příkladem přeměny vody na páru v důsledku geotermální činnosti je spousta horkých gejzírů v Yellowstonském národním parku ve Wyomingu.

 

Co jsou to plynové elektrárny?

V plynových elektrárnách, které využívají plynovou turbínu, probíhá proces následovně:

  1. Vzduch je nasáván do kompresoru, kde je stlačován.
  2. Stlačený vzduch je veden do spalovacího prostoru, kde se smísí s palivem a směs vzduchu a paliva je zapálena.
  3. Natlakovaný plyn vznikající při spalování roztáčí lopatky turbíny.
  4. Stejně jako u pístových motorů, je otáčivý pohyb přenášen na alternátor, který jej přeměňuje na elektřinu.

Proudové motory fungují velmi podobně, jen s tím rozdílem, že točivý moment roztáčí lopatky ventilátoru a pohání proudový motor.

Zdroje energie: vše, co potřebujete vědět

 

Kolik existuje forem energie? Jaké jsou hlavní zdroje energie? Jednoduché odpovědi na často kladené otázky týkající se energie.

Zdroje energie

Zvyšte svoje energetické IG

Podpořte profesní růst s trendy v energiích a postřehy doručovanými přímo do vaší schránky. Přečtěte si o energetických technologiích a trendech v našem Centru energetického IQ

Co jsou to elektrárny spalující naftu?

Naftové elektrárny mají ve srovnání s ostatními elektrárnami relativně menší výrobní kapacitu. Tyto elektrárny často používají k výrobě energie pístové motory. Tyto pístové motory jsou stejné jako motory automobilů:

  • Při vstřikování paliva vstupuje do kompresoru vzduch.
  • Při spalování směsi vzduchu a paliva píst stoupá a klesá.
  • Píst je spojen s klikovou hřídelí, která vyvolává otáčivý pohyb.
  • Otáčivý pohyb se přenáší do alternátoru, který jej transformuje na elektrický proud.

Elektrárny s pístovými motory mohou spalovat různé druhy paliv, včetně zemního plynu, těžké ropy a dalších.

 

Co jsou to uhelné elektrárny?

V uhelných elektrárnách probíhá tento proces následovně:
 

  • V kotli se rozpaluje zdroj paliva, který ohřívá vodu.
  • Ohřátá voda se v kotli mění na páru.
  • Pára roztáčí lopatky parní turbíny
  • Tento otáčivý pohyb je přenášen na alternátor, který vyrábí elektřinu.

V jaderných elektrárnách probíhá stejný proces, ale voda se vaří teplem vznikajícím při štěpení atomů uranu, nikoli spalováním paliva.

 

annual_pg_capacity_additions_graph.JPG

 

A jak fungují jaderné elektrárny?

V jaderných elektrárnách probíhá proces stejný jako u parních turbín, ale voda se vaří teplem vznikajícím při štěpení atomů uranu, nikoli spalováním paliva.

V jaderných elektrárnách se nachází jeden nebo více reaktorů, v nichž dochází k jadernému štěpení. Velké atomy uranu se štěpí na menší atomy, přičemž se uvolňuje obrovské množství energie. Uran je do reaktoru přiváděn ve formě peletek oxidu uranu uložených v uzavřených kovových trubkách zvaných palivové tyče. Palivové tyče se vkládají do velké nádoby natlakované a naplněné vodou – tzv. reaktorové nádoby. Po zahájení jaderného štěpení palivové tyče ohřívají vodu v reaktorové nádobě a vytvářejí páru. Tato pára pak roztáčí soupravu parní turbíny a elektrického alternátoru a vyrábí elektřinu.

V žádné fázi procesu se nepoužívají fosilní paliva, takže jaderné elektrárny neprodukují žádné emise uhlíku. Vzniká však spousta vysoce radioaktivních vyhořelých palivových tyčí, s nimiž si nikdo neví rady.

Do roku 94 bylo ve Spojených státech nainstalováno asi 57 jaderných reaktorů, a na celém světě asi 450 reaktorů.

 

Elektrárny kombinovaného cyklu

Parní turbíny mohou být připojeny k plynovým turbínám a vytvořit „kombinovaný cyklus“, který využívá odpadní teplo z plynové turbíny k výrobě páry. Teplo ze spalin plynové turbíny pak vyrábí další elektřinu. Proto mají elektrárny s kombinovaným cyklem lepší účinnost a vyšší výkon než elektrárny s jednoduchým cyklem.

Výroba elektrické energie: komplexní průvodce

 

V jednoduchosti vše, co potřebujete vědět o elektřině. Jak se vyrábí elektřina, obnovitelná elektřina, střídavý a stejnosměrný proud a další.
 
 

Výroba elektrické energie

Výhody různých technologií výroby energie

Každý typ elektrárny a technologie výroby energie má své výhody a nevýhody.

Jaderné elektrárny vyrábějí velké množství elektřiny pomocí velmi malého množství paliva téměř bez emisí, ale jaderný odpad představuje velký problém, který dosud nebyl vyřešen.

Plynové turbíny produkují méně emisí a jsou účinnější než většina elektráren s parní turbínou, ale jejich údržba bývá nákladná. Nejlépe také fungují na zemní plyn, který není všude dostupný.

Pístové motory jsou velmi flexibilní: mají schopnost rychlého startu a zastavení, mohou fungovat na různá paliva, jsou velmi účinné a jejich konstrukce a údržba jsou relativně levné.

Větrné turbíny a solární panely neprodukují žádné přímé emise a nevyžadují žádné palivo, ale jejich výkon je proměnlivý a někdy nepředvídatelný – během bezvětrného dne nevyrobí větrná farma elektřiny mnoho.

S rostoucí celosvětovou touhou po čistší výrobě energie a snižování emisí pro budoucí generace se stále více prosazuje přechod na čistou, obnovitelnou energii. Vzhledem k velkému počtu větrných a solárních elektráren v rozvodné síti je důležité mít dostatek flexibilních elektráren, které se mohou rychle spouštět a zastavovat, aby vyrovnaly proměnlivost větrné a solární energie. Plynové turbíny a pístové motory jsou pro tyto účely velmi vhodné a mezi energetickými společnostmi oblíbené.

 

Zdroje energie pro výrobu energie

Všechny systémy výroby energie a elektrárny fungují tak, že přeměňují energii, která je k dispozici v té či oné formě, na elektřinu.

Solární panely a větrné elektrárny přeměňují na elektřinu energii přítomnou v jejich okolí – sluneční světlo a vítr. Podobně vodní elektrárny využívají potenciální energii přehradní vody nebo kinetickou energii řek k výrobě elektřiny. Energie z větru, slunce a vody je považována za obnovitelnou, protože její zdroj je neustále obnovován, i když její dostupnost závisí na povětrnostních podmínkách.

Ostatní technologie výroby elektrické energie vyžadují jako zdroj energie palivo. Jako palivo pro výrobu elektřiny se používá téměř vše, co lze spalovat. Existují elektrárny na komunální odpad, staré pneumatiky, kanalizační plyn, kukuřičné slupky, průmyslový odpad atd. Většina neobnovitelné elektřiny však pochází z fosilních paliv, kam patří uhlí, zemní plyn a ropné destiláty, jako je nafta.

Biopaliva jsou čím dál tím důležitější kategorií paliv, protože jsou uhlíkově neutrální. To znamená, že když jsou spalována, uhlík, který uvolňují, nepochází z fosilních zdrojů. Biopaliva jsou vyráběna z organických materiálů, jako jsou energetické plodiny, vedlejší zemědělské produkty, nebo dokonce použitý fritovací olej. Biopaliva se vyrábějí v tuhé, kapalné a plynné formě, což vede k různým způsobům použití při výrobě energie. Například bionafta je široce používaným druhem kapalného biopaliva.

Přesměrování na
cummins.com

Informace, které hledáte jsou na
cummins.com

Tuto stránku nyní spouštíme.

Děkujeme vám.