Što je proizvodnja električne energije

Što je proizvodnja električne energije?

Definicija proizvodnje energije

Sustav energije sastoji se od tri glavna dijela: proizvodnja, prenos i distribucija. Ovaj članak fokusira se na proizvodnju energije, gdje jedna forma energije pretvara se u električnu energiju. Električna energija proizvodi se iz različitih prirodnih izvora.

 Izvori energije klasificiraju se u obnovljive i neobnovljive vrste. Trenutno, većina električne energije proizvodi se iz neobnovljivih izvora poput ugljena, nafte i plina.

 Međutim, neobnovljivi izvori su ograničeni. Moramo ih koristiti oprezno i tražiti alternative ili obnovljive izvore.

 Obnovljivi izvori uključuju sunčevu, vjetrovu, vodenu, morsku i biomasu. To su ekološki prihvatljivi, besplatni i neograničeni resursi. Saznajmo više o ovim obnovljivim izvorima.

 Obnovljivi izvori

Obnovljivi izvori poput sunčeve, vjetrove, hidro, morske i biomase su ekološki prihvatljivi i neograničeni.

 Proizvodnja sunčeve energije

Sunčeva energija je odlična alternativa za proizvodnju energije. Postoje dva glavna načina generiranja struje iz sunčevog svjetlosti.

 Možemo direktno stvoriti struju pomoću fotovoltačnih (PV) celija. Fotovoltačna celija sastoji se od silicijuma. Mnoštvo celija povezanih u seriju ili paralelno čine solarnu ploču.

Možemo proizvesti toplinu (solarnu toplinsku) s pomoću ogledala u sunčevom svjetlosti, i koristimo tu toplinu da pretvorimo vodu u par. Taj visokotemperaturni par okreće turbine.

 Prednosti sustava sunčeve energije

• Trošak prenosa za samostojeći solarni sustav je nula.

• Sustav generiranja sunčeve struje je ekološki prihvatljiv.

• Trošak održavanja je nizak.

• To je idealan izvor za udaljene lokacije koje ne mogu biti povezane s mrežom.

Nedostaci sustava sunčeve energije

• Početni troškovi su visoki.

• Za masovnu proizvodnju potrebna je velika površina.

• Sustav generiranja sunčeve struje ovisi o vremenskim prilikama.

• Pohrana sunčeve energije (baterija) je skupa.

 Vjetrovni sustav energije

Vjetrovne turbine koriste se za pretvaranje vjetrove energije u električnu energiju. Vjetar teče zbog promjena temperature u atmosferi. Vjetrovne turbine pretvaraju vjetrovu energiju u kinetičku energiju. Rotirajuća kinetička energija okreće indukcioni generator, a taj generator pretvara kinetičku energiju u električnu energiju.

Prednosti vjetrovnog sustava energije

• Vjetrovna energija je neograničen, besplatan i čisti izvor energije.

• Trošak operativnosti je gotovo nula.

• Sustav generiranja vjetrove struje može proizvoditi struju na udaljenim lokacijama.

Nedostatak vjetrovnog sustava energije

• Ne može proizvoditi istu količinu struje u svakom trenutku.

• Potrebna je velika otvorena površina.

• Stvara buku.

• Konstrukcijski postupak vjetrovne turbine je skup.

• Daje niži izlaz struje.

• Predstavlja prepreku za letelice ptica.

Hidroenergetska sistema

Snaga dobivena iz rijeke ili oceanskog vode naziva se hidrosnaga. Hidroelektrane rade na osnovi gravitacijskih efekata. Tu spremamo vodu u barijeru ili rezervoar. Kada dopustimo da voda padne, njeno kretanje dok teče prema penstock-u uzrokuje kinetičku energiju koja okreće turbine.

 Prednosti hidroenergetske sistema

• Može se odmah koristiti u usluzi.

• Nakon ovog procesa, voda može se koristiti za navodnjavanje i druge svrhe.

• Barijere dizaju se za dugoročni period, pa tako mogu doprinijeti proizvodnji električne energije mnogo godina.

• Troškovi rada i održavanja su nizki.

• Ne potrebna je transportacija goriva.

Nedostaci hidroenergetske sistema

• Početni trošak hidroelektrane je visok.

• Hidroelektrane su smještene u planinskom području, što je daleko od opterećenja. Stoga zahtijevaju dugu liniju prenosa.

• Konstrukcija barijera može poplaviti gradove i naselja.

• Također je ovisna o vremenskim prilikama.

Ugljen i nuklearna snaga

Sustav ugljenove energije

Termoelektrana proizvodi struju paljenjem ugljena u kotlu. Toplina se koristi za pretvaranje vode u par. Taj visoki tlak i visoka temperatura para koji teče u turbinu okrece generator kako bi proizveo električnu energiju.

Nakon što prođe kroz turbinu, par se hlađe u kondenzatoru i ponovno se koristi u kotlu za generiranje para. Termoelektrana radi prema Rankine ciklusu.

 Prednosti sustava ugljenove energije

• Ugljen je jeftin.

• Ima manje početnih troškova u usporedbi s obnovljivim elektranama.

• Zahtijeva manje prostora od hidroelektrane.

• Možemo konstruirati termoelektroanu bilo gdje jer ugljen može biti transportiran do elektrane bez obzira na njenu lokaciju.

• Izgradnja i komisioniranje termoelektrana traje manje vremena od hidroelektrane.

Nedostaci sustava ugljenove energije

• Ugljen je neobnovljiv izvor energije.

• Operativni troškovi su visoki i variraju prema cijeni goriva.

• Zagađuje atmosferu dimom i dymom.

• Zahtijeva ogromnu količinu vode.

Nuklearna energetska sistema

Rad nuklearne snage gotovo je isti kao u termoelektrani. U termoelektrani, ugljen se koristi u kotlu za proizvodnju topline.

U nuklearnoj elektrani, uran se koristi u nuklearnom reaktoru za generiranje topline. U obje elektrane, toplinska energija pretvara se u električnu energiju.

1kg urana može proizvesti energiju istu kao energija proizvedena paljenjem 4500 tona ugljena ili 2000 tona nafte.

 Prednosti nuklearne energetske sistema

• Zahtijeva manje prostora od termoelektrane i hidroelektrane.

• Može proizvesti neobično veliku količinu električne energije iz jedne elektrane.

• Ne emitira CO2.

• Nuklearna elektrana treba malu količinu goriva.

 Nedostaci nuklearne energetske sistema

• Ima visoke početne troškove izgradnje.

• Ima visoke troškove operativnosti i održavanja.

• Ima radioaktivne otpadne materije.

• Ima visoku riziku od radioaktivnosti i eksplozije.