Tepelná elektrárna

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Elektrárna Prunéřov II spalující hnědé uhlí
Geotermální elektrárna Nesjavellir na Islandu

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[editovat | editovat zdroj]

Řetězec proměny energie lze schematicky popsat :

Materiálový řetězec zprostředkovatelů přenosu energie pak tvoří :

Technologický řetězec strojních zařízení pro přeměnu energie pak tvoří :

Zdroje tepelné energie[editovat | editovat zdroj]

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:

Účinnost[editovat | editovat zdroj]

Účinnost přeměny tepelné energie na elektrickou energii je nízká, protože je dána účinností Carnotova cyklu:

,

kde T1 je termodynamická teplota ohřívače a T2 chladiče. Nejnižší teplota páry je 100°C (za běžného atmosférického tlaku) a nejvyšší teplota je kolem 400°C (vyšší teplota je možná, ale limitem je pevnost a teplotní odolnost použitých materiálů), přičemž ze vzorečku vyplývá maximálně teoreticky dosažitelná účinnost. Reálná účinnost je mírně nad 30 % (nevyužívá se ani skupenské kondenzační teplo páry). Znamená to, že dvě třetiny vytvořeného energie se ztrácí v v kondenzačních věžích (ohříváme atmosférický vzduch). V nejmodernějších elektrárnách je vysoká teplota spalin přeměněna na elektrickou energii pomocí magnetohydrodynamický generátor[1] a teprve pak jejich nižší teplotou ohřívána pára, což dovoluje zvýšit účinnost až na 50 %.[2]

Další možností zvýšení účinnosti tepelných elektráren je kogenerace, kde je využíváno zbytkové teplo pro dálkové vytápění a ohřev vody.

Princip funkce[editovat | editovat zdroj]

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[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Magnetohydrodynamický generátor. www.cez.cz [online]. Simopt [cit. 2022-08-29]. Dostupné online. 
  2. ANDĚL, Vladimír. Topíme tepelným čerpadlem. VA elektronik [online]. [cit. 2022-08-29]. Dostupné online. 

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]