Dowiedz się jak powstaje energia

Masz jakieś pytania na temat powstawania energii? Eksperci Cummins oferują zbiór prostych odpowiedzi i głębszych informacji na tematy związane z wytwarzaniem energii.

Czym jest wytwarzanie energii?

Wytwarzanie energii elektrycznej to termin używany do opisania produkcji energii elektrycznej przy użyciu różnych rodzajów technologii – niektóre z nich, takie jak kotły parowe, mają ponad sto lat, a inne, takie jak turbiny wiatrowe, są nowsze. Tak naprawdę kotły parowe i wiatraki są o wiele starsze. Wynaleziono je do poruszania maszyn i mielenia zboża i nadal są używane ten sposób , ale teraz są one głównie używa się ich do produkcji energii elektrycznej.

Większość urządzeń wytwarzających energię wytwarza ją poprzez obracanie mechanizmu w alternatorze. To, w jaki sposób mechanizm jest wprawiany w ruch, zależy od zastosowanej technologii.

 

Jak wytwarzana jest energia elektryczna?

W elektrowniach i agregatach prądotwórczych wytwarzana jest duża ilość energii. Powiedzieliśmy już, że ruch obrotowy jest przekazywany do alternatora, a alternator przekształca ten ruch w energię elektryczną. Jak to się dokładnie dzieje?

Alternator jest bardzo podobny do silnika elektrycznego. Silniki elektryczne wykorzystują energię elektryczną do obracania wirnika. W alternatorach jest na odwrót - zamiast wykorzystywać energię elektryczną do tworzenia ruchu, alternatory wykorzystują ruch do tworzenia energii elektrycznej. W rzeczywistości, wiele silników może działać jako prowizoryczne alternatory.

Alternatory składają się z dwóch części: stojana i wirnika. Wirnik obraca się wewnątrz alternatora i jest zaprojektowany tak, aby wytworzyć pole magnetyczne. Stojan jest w rzeczywistości pudłem składającym się z wielu miedzianych uzwojeń owiniętych wokół wydrążonego żelaznego rdzenia. Gdy wirnik obraca się wewnątrz stojana, jego pole magnetyczne również się obraca, a obrót ten powoduje powstanie prądu elektrycznego w jego uzwojeniach. Ten prąd jest zbierany i przesyłany do sieci energetycznej.

+

Następna generacja napędów.

Niezawodne zasilanie dla Twojego miejsca pracy, domu i życia. Znajdź swój tym zastosowania wszędzie tam, gdzie potrzebne jest niezawodne zasilanie – od szpitali i centrów danych po instalacje wiertnicze i górnicze.

Dowiedz się więcej
+

Zapewnij sobie spokój ducha.

Dzięki domowemu lub przenośnemu agregatowi prądotwórczemu Cummins Twoja rodzina nie zostanie pozostawiona w niepewności. Twój domowy lub przenośny agregat prądotwórczy dostarcza energię cicho i automatycznie podczas przerw w dostawie prądu.

Dowiedz się więcej

Jak działa agregat prądotwórczy?

Agregaty prądotwórcze to małe, samodzielne elektrownie zbudowane wokół silnika tłokowego i alternatora. Silnik i alternator znajdują się zazwyczaj w jednej obudowie, która może być tak duża jak ciągnik siodłowy lub tak mała jak walizka, w zależności od tego, jak dużo energii elektrycznej potrzeba. Dostępne są agregaty z silnikami przystosowanymi do różnych paliw – oleju napędowego, benzyny, biopaliw, gazu ziemnego i innych.

Większe agregaty prądotwórcze są wykorzystywane w wielu różnych zastosowaniach i przemysłach. Mogą służyć jako główne źródło mocy lub jako zasilanie awaryjne. Na przykład bazy wojskowe znajdujące się w miejscach, gdzie nie ma niezawodnej sieci energetycznej, często polegają na agregatach prądotwórczych na miejscu, aby pokryć ich całe zapotrzebowanie na energię elektryczną. W budynkach, w których w żadnym momencie nie jest możliwa utrata zasilania, instaluje się agregaty prądotwórcze rezerwowe, aby zapewnić zasilanie w przypadku przerw w dostawie prądu. Centra danych i szpitale są przykładami budynków, które wymagają agregatów w gotowości.

 

 

Rodzaje elektrowni

Istnieje wiele rodzajów elektrowni wykorzystujących różne technologie: silniki tłokowe (czasami określane jako silniki ze spalaniem wewnętrznym), turbiny parowe, turbiny gazowe, turbiny wodne, turbiny wiatrowe, geotermalne, jądrowe i inne.

Co to są elektrownie wodne i farmy wiatrowe?

Elektrownie wodne i farmy wiatrowe są technologicznymi kuzynami, ponieważ wytwarzają energię elektryczną bez użycia paliwa – tylko za pomocą wiatru i prądów wodnych.

Oba wykorzystują również zewnętrznie obracające się łopatki turbin do przenoszenia momentu obrotowego na obracający się wał alternatora. Na przykład Zapora Hoovera ma dobrze znaną elektrownię wodną, która wytwarza duże ilości energii elektrycznej poprzez wykorzystanie energii potencjalnej uwalnianej przez wodę przepływającą przez nią.

W przypadku turbin wiatrowych, na każdej z wież znajduje się zestaw łopat turbiny oraz alternator, który pobiera energię wiatru i przetwarza ją na energię elektryczną.

 

Czym są elektrownie solarne?

Enegria słoneczna jest wytwarzana w panelach fotowoltaicznych, które wykorzystują światło słoneczne do aktywacji zawartych w nich ogniw krzemowych. Gdy fotony ze słońca uderzają w ogniwa krzemowe, wybijają elektrony z atomów obecnych w krzemie. Komórki są zaprojektowane w taki sposób, że elektrony mogą poruszać się tylko w jednym kierunku. Tak więc, kiedy kolektor elektronów w ogniwie jest podłączony do obciążenia elektrycznego, elektrony przemieszczają się z ogniwa do obciążenia elektrycznego. Innymi słowy, generowany jest prąd elektryczny.

Technologia energii słonecznej rozwinęła się do skoncentrowanych elektrowni słonecznych z turbinami parowymi. W niektórych konfiguracjach lustra są ustawione wokół wieży, a odbicie jest skierowane na receptor na jej szczycie. Pomyśl o tym jak o użyciu szkła powiększającego do skoncentrowania promieni słonecznych, aby rozpalić ogień. Na szczycie wieży znajduje się kocioł parowy, z którego gorąca para przesyłana jest w dół do znajdującej się na poziomie gruntu turbiny parowej.

 

 

Czym są elektrownie geotermalne?

W elektrowniacj geotermalnych rury sięgają w głąb ziemi, gdzie woda ogrzewana jest ciepłem emanującym z magmy. Woda zamienia się w parę, która wykorzystywana jest przez turbinę parową i zespół alternatorów do produkcji energii elektrycznej. Przykładem wody zamienianej w parę przez aktywność geotermalną jest wiele gejzerów w Parku Narodowym Yellowstone w Wyoming.

 

Co to są elektrownie gazowe?

W elektrowniach gazowych wykorzystujących turbinę gazową proces przebiega w następujący sposób:

  1. Powietrze jest zasysane do kompresora, w którym jest sprężane.
  2. Sprężone powietrze jest kierowane do komory spalania, w której miesza się z paliwem i następuje zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej.
  3. Sprężony gaz powstający w wyniku spalania wprawia łopatki turbiny w ruch.
  4. Podobnie jak w silnikach tłokowych, ruch obrotowy jest przekazywany do alternatora, który przetwarza go na energię elektryczną.

Silniki odrzutowe działają w bardzo podobny sposób, z tą różnicą, że moment obrotowy obraca łopatki i napędza odrzutowiec.

Źródła energii: wszystko, co musisz wiedzieć

 

Ile jest źródeł energii? Jakie są główne źródła energii? Łatwe odpowiedzi na często zadawane pytania dotyczące energii.

Źródła energii

Podnieś swoje Energy IQ

Rozwijaj się zawodowo dzięki trendom i analizom dotyczącym rynku energii dostarczanym do Twojej skrzynki odbiorczej. Przeczytaj o technologiach energetycznych i trendach w naszym Energy IQ Hub.

Czym są elektorwnie zasilane olejem napędowym?

Elektrownie zasilane olejem napędowym mają stosunkowo mniejszą moc w porównaniu z innymi rodzajami elektrowni. Elektrownie tego typu często wykorzystują silniki tłokowe do wytwarzania energii elektrycznej. Te silniki tłokowe są takie same jak silniki w samochodzie:

  • Powietrze dostaje się do sprężarki w momencie wtryskiwania paliwa.
  • Tłok unosi się i opuszcza podczas spalania mieszanki paliwowo-powietrznej.
  • Tłok połączony jest z wałem korbowym, który wytwarza ruch obrotowy.
  • Ten rych jest przekazywany do alternatora, który przekształca go w prąd elektryczny.

Elektrownie wykorzystujące silniki tłokowe mogą spalać różne paliwa, w tym gaz ziemny, ciężki olej opałowy i inne.

 

Czym są elektrownie węglowe?

W elektrowniach węglowych proces ten przebiega w następujący sposób:
 

  • Paliwo jest rozpalane w celu podgrzania wody w kotle.
  • Gotująca się w kotle woda zmienia się w parę.
  • Para wprowadza łopatki turbiny w ruch.
  • Ten ruch jest przekazywany do alternatora, który wytwarza energię elektryczną.

W elektrowniach jądrowych proces jest taki sam, ale woda jest gotowana dzięki ciepłu pochodzącemu z rozszczepienia atomów uranu, a nie ze spalania paliwa.

 

annual_pg_capacity_additions_graph.JPG

 

Czym są elektrownie jądrowe i jak działają?

W elektrowniach jądrowych proces jest taki sam jak w przypadku turbin parowych, ale woda jest gotowana dzięki ciepłu pochodzącemu z rozszczepienia atomów uranu, a nie ze spalania paliwa.

W elektrowniach jądrowych znajduje się jeden lub więcej reaktorów, w których dochodzi do rozszczepienia jądra atomu. Duże atomy uranu są dzielone na mniejsze atomy i uwalniają w tym procesie ogromną ilość energii. Uran jest dostarczany do reaktora w postaci granulatu tlenku uranu ułożonego w szczelnych metalowych rurkach zwanych prętami paliwowymi. Pręty paliwowe są umieszczane w dużym zbiorniku wypełnionym wodą znajdującą się pod ciśnieniem – w zbiorniku reaktora. Po zainicjowaniu rozszczepienia jądra atomowego, pręty paliwowe podgrzewają wodę znajdującą się w zbiorniku reaktora, tworząc parę wodną. Para ta następnie napędza turbinę parową i zespół alternatora elektrycznego, wytwarzając energię elektryczną.

W żadnym momencie procesu nie są wykorzystywane paliwa kopalne, więc elektrownie jądrowe nie generują żadnych emisji dwutlenku węgla. Wytwarzają one jednak dużo wysoce radioaktywnych wypalonych prętów paliwowych, z którymi nikt tak naprawdę nie wie, co zrobić.

W Stanach Zjednoczonych w 94 elektrowniach zainstalowanych jest około 57 reaktorów jądrowych, a na całym świecie, według stanu na rok 2021 jest około 450 reaktorów.

 

Elektrownie pracujące w cyklu zmieszanym

Turbiny parowe mogą współpracować z turbinami gazowymi, tworząc elektrownię pracującą w cyklu mieszanym, która wykorzystuje ciepło odpadowe z turbiny gazowej do wytwarzania pary. Ciepło wylotowe z turbiny gazowej wytwarza teraz dodatkową energię elektryczną. Z tego powodu elektrownie pracujące w cyklu mieszanym mają lepszą wydajność i wyższą moc niż elektrownie pracujące w cyklu prostym.

Wytwarzanie energii elektrycznej: Kompletny przewodnik

 

Wszystko, co chcesz wiedzieć o elektryczności, wyjaśnione w prosty sposób. Jak powstaje energia elektryczna, odnawialne źródła energii, prąd zmienny a prąd stały i wiele innych.
 
 

Wytwarzanie energii elektrycznej

Korzyści wynikające z zastosowania różnych technologii wytwarzania energii elektrycznej

Każdy rodzaj elektrowni i technologii wytwarzania energii ma swoje zalety i wady.

Elektrownie jądrowe wytwarzają dużo energii elektrycznej przy niewielkim zużyciu paliwa i prawie zerowej emisji, ale odpady jądrowe stanowią poważny problem, który nie został jeszcze rozwiązany.

Turbiny gazowe generują mniej zanieczyszczeń i są bardziej wydajne niż większość elektrowni opartych na turbinach parowych, ale są zazwyczaj drogie w utrzymaniu. Najlepiej działają na gazie ziemnym, który nie jest wszędzie dostępny.

Silniki tłokowe charakteryzują się dużą elastycznością – mają możliwość szybkiego rozruchu i szybkiego zatrzymania, mogą działać na różnych paliwach, są bardzo wydajne i stosunkowo tanie w konstrukcji i utrzymaniu.

Turbiny wiatrowe i panele słoneczne nie generują bezpośrednich emisji i nie wymagają paliwa, ale ich moc jest zmienna i czasami nieprzewidywalna – w bezwietrzny dzień farma wiatrowa nie wygeneruje dużej ilości energii elektrycznej.

W miarę jak wzrasta globalne zapotrzebowanie na czystszą produkcję energii i redukcję emisji dla przyszłych pokoleń, zwrot w kierunku energii odnawialnej stale się rozwija. Przy tak dużej liczbie farm wiatrowych i słonecznych w sieci energetycznej ważne jest, aby mieć wystarczająco dużo elastycznych elektrowni, które mogą szybko uruchamiać się i zatrzymywać, aby zrekompensować zmienność energii wiatrowej i słonecznej. Turbiny gazowe i silniki tłokowe dobrze się do tego nadają i są popularnym wyborem wśród firm energetycznych.

 

Źródła energii do produkcji energii elektrycznej

Wszystkie systemy wytwarzania energii i elektrownie działają poprzez przekształcanie energii, która jest dostępna w różnych formach w energię elektryczną.

Panele słoneczne i farmy wiatrowe przetwarzają energię obecną w ich otoczeniu – światło słoneczne i wiatr – na energię elektryczną. W podobny sposób elektrownie wodne wykorzystują energię potencjalną spiętrzonej wody lub energię kinetyczną rzek do wytwarzania energii elektrycznej. Energia pochodząca z wiatru, słońca i wody jest uważana za odnawialną, ponieważ jej źródło jest stale uzupełniane, nawet jeśli jej dostępność zależy od warunków pogodowych.

Inne technologie wytwarzania energii elektrycznej wymagają paliwa jako źródła energii. Prawie wszystko, co może być spalone, zostało wykorzystane jako paliwo do produkcji energii elektrycznej. Istnieją elektrownie zasilane odpadami komunalnymi, starymi oponami, gazem ściekowym, łupinami kukurydzy, odpadami przemysłowymi itp. Jednak większość nieodnawialnej energii elektrycznej pochodzi z paliw kopalnych, do których zalicza się węgiel, gaz ziemny i destylaty ropy naftowej, takie jak olej napędowy.

Biopaliwa stanowią coraz ważniejszą kategorię paliw, ponieważ są neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla. Oznacza to, że gdy się spalają, uwalniany przez nie węgiel nie pochodzi ze źródeł kopalnych. Biopaliwa są wytwarzane z materiałów organicznych, takich jak rośliny energetyczne, produkty uboczne rolnictwa, a nawet zużyty olej do smażenia. Biopaliwa występują w postaci stałej, ciekłej i gazowej, co umożliwia ich różnorodne zastosowanie w produkcji energii. Na przykład biodiesel jest często stosowanym płynnym biopaliwem.

Trwa przekierowywanie do
cummins.com

Informacje, których szukasz, znajdują się na:
cummins.com

Uruchamiamy tę stronę dla Ciebie.

Dziękujemy!