Mikä on sähköntuotanto?

Mikä on sähköntuotanto?

Sähköntuotannon määritelmä

Sähköjärjestelmällä on kolme pääosaa: tuotanto, siirto ja jakelu. Tämä artikkeli keskittyy sähköntuotantoon, jossa yksi energiamuoto muunnetaan sähköenergiaksi. Sähköenergiaa tuotetaan erilaisista luonnollisista lähteistä.

 Energialähteet luokitellaan uusiutuviksi ja ei-uusiutuviksi tyyppeihin. Nykyisin suurimman osan sähköenergiasta tuotetaan ei-uusiutuvista lähteistä, kuten hiilestä, öljystä ja maakaasusta.

 Ei-uusiutuvat lähteet ovat kuitenkin rajallisia. Meidän täytyy käyttää niitä huolellisesti ja etsiä vaihtoehtoisia tai uusiutuvia lähteitä.

 Uusiutuvat lähteet sisältävät aurinkoa, tuulta, vettä, aaltoenergiaa ja biomassaa. Nämä ovat ympäristöystävällisiä, ilmaisia ja rajattomia resursseja. Tutustukaamme näihin uusiutuviin lähteisiin tarkemmin.

 Uusiutuvat lähteet

Aurinko, tuuli, hydro, aaltoenergia ja biomassa ovat ympäristöystävällisiä ja rajattomia uusiutuvia lähteitä.

 Aurinkoenergian tuotanto

Aurinkoenergia on erinomainen vaihtoehto sähköntuotannolle. On olemassa kaksi pääasiallista tapaa tuottaa sähkö aurinkovalosta.

 Voimme tuottaa sähköä suoraan fotovoltaisten (PV) solujen avulla. Fotovoltaissolu koostuu silikoniasta. Monet solut yhdistetään sarja- tai rinnanliitoksessa solupaneeliksi.

Voimme tuottaa lämpöä (aurinkolämpö) peilikkeiden avulla aurinkovalossa, ja käytämme tätä lämpöä veden muuntamiseen höyryksi. Tämä korkealämpöinen höyry pyörittää turbineja.

 Aurinkoenergiajärjestelmän etumatka

• Erilliselle aurinkojärjestelmälle ei ole siirtokustannuksia.

• Aurinkoenergiantuotantojärjestelmä on ympäristöystävällinen.

• Ylläpitokustannukset ovat alhaiset.

• Se on ideaalinen lähde kaukoille paikoille, joita ei voida yhdistää verkkoon.

Aurinkoenergiajärjestelmän haitat

• Alkuinvestoinnit ovat korkeat.

• Suuri tuotanto vaatii laajan alueen.

• Aurinkoenergiantuotantojärjestelmä on säännöstä riippuva.

• Aurinkoenergian varastointi (akku) on kalliita.

 Tuulivoima

Tuuliturbiineja käytetään tuulivoiman muuntamiseen sähköenergiaksi. Tuuli kulkee ilmakehän lämpötilamuutosten vuoksi. Tuuliturbiinit muuttavat tuulivoiman kinettiseksi energiaksi. Pyörimisen kinettinen energia pyörittää induktiogeneraattoria, joka muuttaa kinettisen energian sähköenergiaksi.

Tuulivoimajärjestelmän edut

• Tuulivoima on rajaton, ilmainen ja puhta energialähde.

• Toimintakustannukset ovat lähes nollia.

• Tuulivoimajärjestelmä voi tuottaa sähköä kaukoilla paikoilla.

Tuulivoimajärjestelmän haitat

• Se ei voi tuottaa samoja sähkömääriä koko ajan.

• Sen tarvitsee laajan avoimen alueen.

• Se aiheuttaa melua.

• Tuuliturbiinin rakentaminen on kallista.

• Se tuottaa vähemmän sähköä.

• Se aiheuttaa uhkan lentäville lintuille.

Hydroenergia

Vedestä saatu energia on hydropower. Hydrovoimalat toimivat painovoiman perusteella. Vedestä varastoidaan vesivoimalassa. Kun vedestä annetaan laskea, sen liike vesivoimalan putken kautta aiheuttaa kinettisen energian, joka pyörittää turbineja.

 Hydroenergian edut

• Sitä voidaan käyttää välittömästi palvelussa.

• Prosessin jälkeen vettä voidaan käyttää viljelyyn ja muihin tarkoituksiin.

• Tehovarastoja on suunniteltu pitkälle tulevaisuuteen, joten ne voivat tuottaa sähköä monia vuosia.

• Käyttö- ja ylläpitokustannukset ovat alhaiset.

• Polttoaineen kuljetusta ei tarvita.

Hydroenergian haitat

• Hydrovoimalan alkukustannukset ovat korkeat.

• Hydrovoimalat sijaitsevat usein kaukana kulutusalueista, joten niiden tarvitsee pitkiä siirtolinjoja.

• Tehovarastojen rakentaminen voi tulvata kaupunkeja ja kyläjä.

• Se on myös säännöstä riippuva.

Hiili- ja ydinvoima

Hiilivoima

Lämpövoimala tuottaa sähköä polttamalla hiiltä ketjuun. Lämpöä käytetään veden muuntamiseen höyryksi. Tämä korkeapaineinen ja korkealämpöinen höyry, joka virtaa turbineen, pyörittää generaattoria tuottaen sähköenergiaa.

Kun se kulkee turbineen, höyry jäähtyy kondensaattorissa ja käytetään uudelleen ketjuun höyryn tuottamiseen. Lämpövoimala toimii Rankinen piirityksen mukaisesti.

 Hiilivoiman edut

• Hiili on halpa.

• Sen alkukustannukset ovat pienemmät kuin uusiutuvien voimaloiden.

• Se vaatii vähemmän tilaa kuin hydrovoimala.

• Lämpövoimalaa voidaan rakentaa missä tahansa, koska hiiltä voidaan kuljettaa voimalalle riippumatta sen sijainnista.

• Lämpövoimaloiden rakentaminen ja ottaminen käyttöön vie vähemmän aikaa kuin hydrovoimalan.

Hiilivoiman haitat

• Hiili on ei-uusiutuva energialähde.

• Toimintakustannukset ovat korkeat ja vaihtelevat polttoaineen hinnan mukaan.

• Se saastuttaa ilmakehää savulla ja savuilla.

• Se vaatii valtavan määrän vettä.

Ydinvoima

Ydinvoiman toiminta on melkein sama kuin lämpövoimalan. Lämpövoimalassa hiiltä käytetään ketjuun lämmön tuottamiseen.

Ydinvoimalassa uraania käytetään ydinytimestä lämmön tuottamiseen. Molemmissa voimaloissa lämmön energia muutetaan sähköenergiaksi.

1 kg uraania voi tuottaa saman verran energiaa kuin 4500 tonnin hiilen tai 2000 tonnin öljyn polttaminen.

 Ydinvoiman edut

• Se vaatii vähemmän tilaa kuin lämpövoimala ja hydrovoimala.

• Se voi tuottaa poikkeuksellisen suuren määrän sähköenergiaa yhdestä voimalasta.

• Se ei päästö CO2:tä.

• Ydinvoimala tarvitsee vähän polttoainetta.

 Ydinvoiman haitat

• Sen rakentamiskustannukset ovat korkeat.

• Sen toimintakustannukset ja ylläpitokustannukset ovat korkeat.

• Se tuottaa radioaktiivista jätettä.

• Se aiheuttaa suuren radioaktiivisuuden ja puhkeamisen riskin.