Co to jest generowanie energii elektrycznej
Co to jest generacja energii elektrycznej?
Definicja generacji energii
System energetyczny składa się z trzech głównych części: generacji, transmisji i dystrybucji. Ten artykuł skupia się na generacji energii, gdzie jedna forma energii jest przekształcana w energię elektryczną. Energia elektryczna jest produkowana z różnych naturalnych źródeł.
Źródła energii są klasyfikowane na odnawialne i nieodnawialne. Obecnie większość energii elektrycznej jest generowana z nieodnawialnych źródeł, takich jak węgiel, ropa i gaz ziemny.
Jednakże, źródła nieodnawialne są ograniczone. Musimy używać ich ostrożnie i poszukiwać alternatywnych lub odnawialnych źródeł.
Odnawialne źródła obejmują słońce, wiatr, wodę, pływy morskie i biomasy. Są to przyjazne dla środowiska, darmowe i nieograniczone zasoby. Dowiedzmy się więcej o tych odnawialnych źródłach.
Odnawialne Źródła
Odnawialne źródła, takie jak energia słoneczna, wiatrowa, wodna, pływowa i biomasa, są przyjazne dla środowiska i nieograniczone.
Generacja Energetyczna Słoneczna
Energia słoneczna jest świetną alternatywą do generowania energii. Istnieją dwa główne sposoby wygenerowania energii elektrycznej z światła słonecznego.
Możemy bezpośrednio tworzyć energię elektryczną za pomocą komórki fotowoltaicznej (PV). Komórka fotowoltaiczna jest wykonana z krzemu. Wiele komórek jest połączonych szeregowo lub równolegle, aby stworzyć panel słoneczny.
Możemy wyprodukować ciepło (termiczne) dzięki lustram w promieniach słonecznych, a to ciepło wykorzystujemy do zamiany wody w parę. Ta wysokotemperaturowa para obraca turbiny.
Zalety Systemu Energetycznego Słonecznego
Koszt transmisji dla samodzielnej instalacji słonecznej wynosi zero.
System generujący energię słoneczną jest przyjazny dla środowiska.
Koszty utrzymania są niskie.
Jest idealnym źródłem dla odległych lokalizacji, które nie mogą być podłączone do sieci.
Wady Systemu Energetycznego Słonecznego
Początkowe koszty są wysokie.
Wymaga dużej powierzchni dla masowej produkcji.
System generujący energię słoneczną zależy od pogody.
Magazynowanie energii słonecznej (bateria) jest kosztowne.
System Energetyczny Wiatrowy
Turbiny wiatrowe są używane do konwersji energii wiatru na energię elektryczną. Wiatr płynie z powodu zmian temperatury w atmosferze. Turbiny wiatrowe zamieniają energię wiatru w energię kinetyczną. Obracająca się energia kinetyczna obraca generator indukcyjny, który przekształca energię kinetyczną w energię elektryczną.
Zalety Systemu Energetycznego Wiatrowego
Energia wiatrowa jest nieograniczonym, darmowym i czystym źródłem energii.
Koszty eksploatacji są praktycznie zerowe.
System generujący energię wiatrową może generować energię w odległej lokalizacji.
Wady Systemu Energetycznego Wiatrowego
Nie może produkować tej samej ilości energii elektrycznej przez cały czas.
Wymaga dużego otwartego obszaru.
Czyni hałas.
Proces budowy turbiny wiatrowej jest kosztowny.
Daje niższy wydajność energetyczną.
Stanowi zagrożenie dla ptaków.
System Energetyczny Wodny
Energia uzyskana z rzeki lub oceanu nazywana jest energią wodną. Elektrownie wodne działają na podstawie efektów grawitacyjnych. Tutaj magazynujemy wodę w zapadzie lub zbiorniku. Gdy pozwalamy, aby woda spadała, ruch tej wody, gdy płynie w dół strumienia w kierunku penstock, powoduje energię kinetyczną, która obraca turbiny.
Zalety Systemu Energetycznego Wodnego
Może być natychmiast używana w usłudze.
Po tym procesie woda może być używana do nawadniania i innych celów.
Zapory są projektowane na długi okres, więc mogą przyczynić się do generowania energii elektrycznej przez wiele lat.
Koszty eksploatacji i utrzymania są niskie.
Nie wymaga transportu paliwa.
Wady Systemu Energetycznego Wodnego
Początkowy koszt elektrowni wodnej jest wysoki.
Elektrownie wodne są położone w terenach górskich, bardzo daleko od obciążeń, więc wymagają długiej linii transmisyjnej.
Budowa zapór może zalać miasta i wsie.
Jest również zależna od warunków pogodowych.
Węgiel i Energia Jądrowa
System Energetyczny Węglowy
Elektrownia termiczna produkuje energię elektryczną poprzez palenie węgla w kotłowni. Ciepło jest wykorzystywane do zamiany wody w parę. Ta wysokociśnieniowa i wysokotemperaturowa para wprowadzana do turbiny obraca generator, aby wytworzyć energię elektryczną.
Po przejściu przez turbinę, para zostaje ochłodzona w kondensatorze i ponownie wykorzystana w kotłowni do wytworzenia pary. Elektrownia termiczna działa według cyklu Rankine'a.
Zalety Systemu Energetycznego Węglowego
Węgiel jest tanim surowcem.
Ma niższe początkowe koszty w porównaniu z elektrowniami odnawialnymi.
Wymaga mniejszej powierzchni niż elektrownia wodna.
Możemy zbudować elektrownię termiczną w dowolnym miejscu, ponieważ węgiel można transportować do elektrowni bez względu na jej lokalizację.
Budowa i uruchomienie elektrowni termicznej zajmuje mniej czasu niż elektrownia wodna.
Wady Systemu Energetycznego Węglowego
Węgiel jest nieodnawialnym źródłem energii.
Koszty eksploatacji są wysokie i zmienny w zależności od ceny paliwa.
Zanieczyszcza atmosferę z powodu dymu i oparów.
Wymaga ogromnej ilości wody.
System Energetyczny Jądrowy
Praca elektrowni jądrowej jest prawie taka sama jak elektrowni termicznej. W elektrowni termicznej węgiel jest używany w kotłowni do wytworzenia ciepła.
W elektrowni jądrowej, uran jest używany w reaktorze jądrowym do wytworzenia ciepła. W obu elektrowniach, energia cieplna jest przekształcana w energię elektryczną.
1 kg uranu może wytworzyć tyle samo energii, co energia wytworzona przez spalanie 4500 ton węgla lub 2000 ton ropy.
Zalety Systemu Energetycznego Jądrowego
Wymaga mniejszej powierzchni niż elektrownia termiczna i wodna.
Może wyprodukować niezwykle dużą ilość energii elektrycznej z jednej elektrowni.
Nie emituje CO2.
Elektrownia jądrowa wymaga małej ilości paliwa.
Wady Systemu Energetycznego Jądrowego
Ma wysoki początkowy koszt budowy.
Ma wysokie koszty eksploatacji i utrzymania.
Ma odpady radioaktywne.
Ma wysokie ryzyko promieniowania i eksplozji.
