Tepelná elektrárna

Elektrárna Prunéřov II spalující hnědé uhlí

Geotermální elektrárna Nesjavellir na Islandu

Tepelná elektrárna je výrobna elektrické energie, tj. elektrárna. 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
    • → kinetická
      • → elektrická

Materiálový řetězec zprostředkovatelů přenosu energie pak tvoří :

• palivo (či jiný vhodný zdroj)
  • → vodní pára
    • → společný hřídel turbosoustrojí resp. turbogenerátoru
      • → elektrická napájecí soustava

Technologický řetězec strojních zařízení pro přenos energie pak tvoří :

• kotel (či atomový reaktor)
  • → parogenerátor
    • → parní turbína
      • → alternátor hydry smrdi

Možná paliva či jiné zdroje tepelné energie

• Tepelná energie je obvykle získávána chemický procesem spalování vhodného paliva, kdy hořením (t.j. jeho oxidací) je uvolňována chemická energie vázaná v palivu. Obvykle se jedná o tato fosilní paliva:
  • uhlí
  • topné plyny (např. svítiplyn, zemní plyn, kychtový plyn, generátorový plyn, kalový plyn)
  • ropa nebo její deriváty
  • biomasa (kupř. dřevo, sláma či jiný vhodný materiál považovaný za biologický odpad)
  • rašelina

• tepelnou energii je možné získat i fyzikálně chemickým procesem štěpení atomových jader některých chemických prvků (transurany). Procesem řízeného rozpadu jádra atomu je uvolňována jaderná energie vázaná v jaderném palivu, toto palivo se používá v jaderných elektrárnách, zpravidla se jedná o tyto prvky :
  • uran
  • plutonium

• Tepelná elektrárna však může získávat teplo i převodem tepla z přírodního prostředí v podobě geotermální energie, tepelné elektrárny tohoto typu bývají označovány pojmem geotermální elektrárna

• Tepelnou energii lze získat též soustředěním slunečního záření do centrálního ohniska, kde je voda z kapalné formy přeměňována na vodní páru, která pak pohání turbínu - přeměna světelné energie na energii elektrickou pak probíhá v solární elektrárně.

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

Nákres tepelné elektrárny

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

Obrázky, zvuky či videa k tématu Uhelné elektrárny na Wikimedia Commons

• • Lokální šablona odkazuje na jinou kategorii Commons než přiřazená položka Wikidat:
    • Lokální odkaz: Coal-fired power plants
    • Wikidata: Thermal power plants

Související články

• parní elektrárna
• kogenerace
• Seznam tepelných elektráren v České republice

Externí odkazy

• vodni-tepelne-elektrarny.cz