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.