Tepelná elektrárna
Tepelná elektrárna je výrobna elektrické energie. Jedná se o technologický celek, který vyrábí elektrickou energii přeměnou z chemické energie vázané v palivu (či jiného vhodného zdroje energie) prostřednictvím tepelné energie.
Obvykle je termínem „tepelná elektrárna“ označována spalovací elektrárna spalující běžné fosilní palivo (zpravidla uhelná elektrárna, případně plynová elektrárna nebo ropná elektrárna). Na principu tepelné elektrárny pracují i další typy elektráren, které využívají principu změny tepelné energie na elektrickou (kupř. jaderné elektrárny, geotermální elektrárny, tepelné sluneční elektrárny aj.).
Schematické znázornění toků energie
Řetězec proměny energie lze schematicky popsat :
- chemická (popř. jaderná, geotermální či solární resp. světelná)
- → tepelná spalin a páry
- → tlaková energie páry
- → kinetická páry a hřídele
- → elektrická alternátoru a spotřebiče
- → kinetická, světelná a tepelná energie spotřeby (užití)
- → tepelná energie prostředí
- → kinetická, světelná a tepelná energie spotřeby (užití)
- → elektrická alternátoru a spotřebiče
- → tepelná spalin a páry
Materiálový řetězec zprostředkovatelů přenosu energie pak tvoří :
- doprava paliva (či jiný vhodný zdroj) do kotle jako generátoru páry,
- → přívod vodní páry do turbíny
- → společný hřídel turbosoustrojí resp. turbogenerátoru do elektrického generátoru (alternátoru)
- → elektrická napájecí soustava do elektrického spotřebiče
- → chlazení spotřebiče do prostředí
- → elektrická napájecí soustava do elektrického spotřebiče
- → společný hřídel turbosoustrojí resp. turbogenerátoru do elektrického generátoru (alternátoru)
- → přívod vodní páry do turbíny
Technologický řetězec strojních zařízení pro přeměnu energie pak tvoří :
- kotel (či atomový reaktor)
- → parogenerátor
- → parní turbína
- → alternátor
- → spotřebič
- → prostředí
- → spotřebič
- → alternátor
- → parní turbína
- → parogenerátor
Zdroje tepelné energie
Tepelná energie může být získávána z různých zdrojů. Například spalováním vhodného paliva (tj. oxidací), jaderným štěpením nebo fúzí, využitím tepla z nitra Země nebo slunečního záření:
- uhlí – uhelná elektrárna
- štěpná jaderná reakce (uran, plutonium) – jaderná elektrárna
- termojaderná fúze – fúzní reaktor
- geotermální energie – geotermální elektrárna
- slunečního záření – solárně-termální elektrárna
- topný plyn (např. svítiplyn, zemní plyn, kychtový plyn, generátorový plyn, kalový plyn)
- ropa nebo její deriváty
- biomasa (např. dřevo, sláma, rašelina, bioplyn)
Účinnost
Účinnost přeměny energie je dosud nízká - i v nejmodernějších elektrárnách se pohybuje nejvýš kolem 50 %, jednou z cest k efektivnějšímu využití energie je kogenerace.
Princip funkce
Chemická energie vázaná v palivu, je běžným procesem spalování přeměňována nejprve na energii tepelnou. Ta se poté dále převádí nejprve na mechanickou energii resp. kinetickou energii, teplonosným médiem zde bývá nejčastěji běžná vodní pára vyráběná v parogenerátoru. Pára je přiváděna do turbíny, což je zařízení mechanicky spojené s elektrickým generátorem respektive s alternátorem. Kinetická energie je z parní turbíny vyváděna do alternátoru společným hřídelem, mechanická kinetická energie z hřídele stroje se tak dále převádí pomocí alternátoru na elektrickou energii, která je ze stroje vyváděna do elektrorozvodné sítě.
Odkazy
Související články
Externí odkazy
- Obrázky, zvuky či videa k tématu tepelná elektrárna na Wikimedia Commons
- vodni-tepelne-elektrarny.cz