Производња, трансформација и пренос електричне енергије

Извори енергије

Постоје обновљиви извори енергије као што су вода, ветар, мишићи и постоје необновљиви извори енргије као што су руда урана, угаљ, гас, нафта. У давној прошлости човек се користио само енергијом својих мишића. Тек проналаском парне машине остварено је да се енергија горива може трансформисати у механичку енергију и тиме покренути машине у индустрији, бродови, локомотиве… Већи скок коришћења енергије учињен је проналском ОТО и ДИЗЕЛ мотора. Природан процес стварања енергената на Земљи је дуготрајан процес и траје по неколико милиона година. Ми данас најчешће користимо горива као што су угаљ, нафта, гас, а то су необновљиви енергенти, а питање је колико ће се то још дуго моћи користити. Употребом тих енергената долази и до загађења околине, те је и то разлог  да сви што више користимо обновљиве енергенте.

У пракси најчешће користимо електричну енергију која је доступна на свим местима и веома се једноставно трансформише у механичку, топлотну, хемијску итд. Примена електричне енергије  је веома распрострањена у индустрији, пољопривреди, саобраћају, домаћинству и другим областима. Помоћу електричнe eнергије се покрећу мотори, секу се и заварују метали, осветљавају куће, улице, покрећу трамваји, тролејбуси итд.

Електрична eнергија се производи у постројењима која се зову електране, у којима се најчечће врши претварање топлотне енергије (термоелектране), потенцијалне енергије воде (хидроелектране), енергије ветра (аероелектрична централа) у електричну енергију. Преображај се врши посредством погонске машине (турбине) која даје механишки рад потребан за покретање генератора. Произведена енергија се троши на лицу места, и преноси се даље до потрошача.

У зависности од енергије која покреће турбине разликујемо хидоелектране, термоелектране, нуклеарне електране.

Хидроелектране

Хидроелектранама је ток реке препречен помоћу армиранобетонских брана и створено вештачко језеро. Заустављена  вода је на знатно вишем нивоу од реке.  Вода се каналима, тунелима или цевима доводи до турбина. Делујући великом силом вода обрће ротор турбине, услед чега се  обрће ротор генератора јер се налазе на истом вратилу и онда следи производња електричне енергије. Потенцијална енергија воде претвара у кинетичку енергију воденог пада, која се претвара у механичку енергију  и најзад ова мех. енергија се у генератору претвара у електричну енергију. Према висини пада воде разликујемо хидроелектране са високим, ниским и средњим падом воде. Ако су реке велике подижу се релативно ниске  али широке бране, те  је велика количина воде  и добија се велика количина енергије. Такве електране се зову проточне електране. Таква је  и хидроелектрана Ђердап. На мањим рекама код којих се водостај мења, подижу се веома високе бране или средње бране. Узводно се скупљају велике количине воде стварајући акумулационо језеро и то су акумулационе електране. Из њих се вода троши према потреби. Хидроелектране не троше гориво за рад, те је та произведена енергија јефтина, али је изградња електрана скупа.

hidroelektrana 2

хидроелектрана

Термоелектране

Термоелектране су такве електране код којих се генератори покрећу  топлотном моторима као што су парне и гасне турбине и СУС мотори. Најчешће термоелектране су оне које имају погон на угаљ. У парним котловима ових електрана сагореваљем угља добије се водена пара под притиском, која са тим покреће парну турбину, а овај генератиор  за производњу ел. енергије. У процесу производње ел. енергије код термоелектрана остварује се трансформација једног облика енергије у други. Хемијска -топлотна-потенцијалана-механичка-електрична.

Нуклеарне електране

Нуклеарне електране суелектране у којима се топлотна енергија потребна за рад турбина производи у нуклеарном реактору и то цепкањем језгра урана. Кроз реактор циркулише средство, радни медиј који преноси топлоту насталу при реакцији, а то може бити вода под притиском разређена натријумом, живом или плином. Ово средство у измењивању топлоте индиректно загрejава воду и претвара у пару. Остали принцип рада је као код термоелектране. Долази до трансформације енергије атомска-топлотна-потенцијална-механичка-електрична.

Aлтернативни извори енергије су :  Сунце,  ветар,   биомаса, таласи.

Соларна енергија, топлотна и светлосна енергија сунца je недовољно  искоришћена. Соларна енергија је енергија добијена Сунчевим зрачењем. Можемо је користити за добијање електричне енeргије и за загревање воде. За добијање  топлотне енрегије користи се колектор. Помоћу колектора загревамо воду, која може да се користи   као топла вода у стану и за загревање просторија.  Соларне ћелије омогућавају производњу електричне енергије.  Можемо је користити у кућним електричним инсталацијама, за потребе: соларних аутомобила, сателита, калкулатора, мобилних телефона и сл.

koriscenje sunceve energije

фотонапонска електрана на крову куће

solarne elektraneсоларна електрана

Геотермална енергија

Геотермална енергија  је енергија која се добија од топлоте која влада у дубинама доњих слојева Земље, а може се користити и за добијање електричне  енергије. Ту се користе врућа вода и пара из Земље за покретање генератора, па према томе нема спаљивања фосилних горива и као резултат тога нема нити штетних емисија гасова у атмосферу, испушта се само водена пара. Додатна предност је у томе што се такве електране могу имплементирати у најразличитијим окружењима.

Принцип рада је једноставан: хладна вода упумпава се на вруће гранитне стене које се налазе близу површине, а вани излази врућа пара на изнад 200 °C и под високим притиском и та пара онда покреће генераторе.

Коришћење геотермалне енергије је економски и енергетски најефикаснији систем за грејање и хлађење простора.

Топлотна енергија може да се узме из подземних вода која има температуру  око 14°C током целе године. Из избушеног бунара вода се препумпава у размењивач топлоте у коме се део топлоте из подземне воде преноси фреон који тада испарава. Такав склоп (пумпа+топлотни измењивач) назива се топлотна пумпа. Делимично охлађена вода враћа се у други бунар који је исте дубине као и први тако да се токови подземних вода не ремете.  Фреон који је сада у гасовитом стању сабија се компресором и тада отпушта латентну пренету топлоту и предаје је води која циркулише кроз кондензатор и ситем радијаторског и/или подног система цеви у згради. Предности оваквог система за грејање и хлађење су следеће: – Преко 70 % енергије потребне за грејање простора добија се из подземне воде бесплатно у току целог века експлоатације топлотне пумпе.

GeotermalnaEnergija

Енергија таласа

Енергија таласа  је облик кинетичке енергије која постоји у кретању таласа у океану, а кретање таласа  узрокује дување ветрова по површини океана. Та енергија може бити искоришћена да покрене турбине, те постоји доста места где су ветрови довољно снажни да произведу стално кретање таласа. Огромне количине енергије крију се у енергији таласа, те јој то даје огромни енергетски потенцијал. Енергија таласа се директно хвата испод површине валова или из разних флуктуација притисака испод површине. Тада та енергија може погонити турбину, а најједноставнији и најчешћи начин функционисања је следећи: талас се диже у комори, а растуће силе воде терају ваздух из коморе те тако покретљиви ваздух затим погони турбину, а која онда покреће генератор.

Energija talasa

Енергија ветра

Ветроелектране или аеро-електране су врста електрана које користе енергију  ветра, који је обновљиви извор енергије. Ветроелектране се састоје из носеће конструкције у облику стуба, ветротурбине, генератора дела који регулише брзину обртања генератора и излазни напон ветроелектране и прикључка на неки систем за акумулисање енергије или на електричну мрежу. Повезивање више аероелектрана на једном простору зове фарма ветрова.

vetrenjaca

farma vetrova

фарма ветрова

Пренос електричне енергије

У електранама се из генератора добија трофазна наизменична струја напона 6 или 10 kV. Да би се електрична  енергија могла слати на веће удаљености   напон се мора трансформисати на напон од 380, 220, 110 kV (што је пут дужи, што је већа количина енергије коју треба пренети, то напон треба да буде виши).

prenos el. energije

Електрична енергија се до градова и других места преноси уз помоћ високонапонских далековода, а они се састоје од проводника, (уплетена метална ужад са челичним језгром изграђеним од бакра или алуминијума), стубова (металне или бетонске конструкције).

Далеководи су дебела плетена ужад од бакра или алуминијума, са језгром од челика. Жице далековода су прикључене на високе армирано бетонске стубове и то не директно већ преко изолатора, који не проводе електричну енергију и израђују се од керамике.

Електрична енергија врло високог напона прво се преноси до разводних трансформаторских станица. У њима се транформатором снижава напон  обично на 35 kV, а затим се електрична енергија разводи далеководима у насеља. У насељима су трафостанице у којима се напон још више снижава на 10 kV, и као таква се даље разводи. Последње снижавање напона се обавља у локалним трансформаторима на напон од 380V и 220V, што одговара условима рада електричних уређаја. Електрична енергија се на путу од електране до места потрошње преображава неколико пута.

У састав трансформаторских станица осим транформатора улази и  друга опрема: сабирнице, прекидачи, растављачи, осигурачи и сл.

Еелектоенергетски систем чине електрана,  електричне мреже и инсталација. Електрана се налази на месту производње електричне енергије. Електрична мрежа је онај део који служи да повеже место производње електричне енергије са местом потрошње. Инсталација се поставља на месту коришћења ектричне енергије, а омогућава укључивање и искључивање пријемника по потреби.

Електричне мреже су разгранати систем далековода и трансформаторских  станица помоћу којег се преноси и разводи електрична енергија. Део система преноса електричне енергије од последњег транформатора до зграда назива се електрична мрежа ниског напона (380 V и 220 V). За њу се прикључују електричне инсталације зграда. Електрична мрежа ниског напона може бити изведена као  надземна и подземна. Проводници надземних мрежа постављају се изнад земље на  стубове од бетона, челика или дрвета. За подземну мрежу користе се каблови који имају изолацију и вишеструку заштиту од влаге и механичког оштећења.

Advertisements
Овај унос је објављен под 8. разред. Забележите сталну везу.

Оставите одговор

Попуните детаље испод или притисните на иконицу да бисте се пријавили:

WordPress.com лого

Коментаришет користећи свој WordPress.com налог. Одјавите се / Промени )

Слика на Твитеру

Коментаришет користећи свој Twitter налог. Одјавите се / Промени )

Фејсбукова фотографија

Коментаришет користећи свој Facebook налог. Одјавите се / Промени )

Google+ photo

Коментаришет користећи свој Google+ налог. Одјавите се / Промени )

Повезивање са %s