Jdi na obsah Jdi na menu
 


Využití energie proudící tekutiny

7. 1. 2010

Využití energie proudící tekutiny

 

Trocha Historie

Před vynálezem parního stroje,bylo získávání energie z proudící vody nebo větru,jednou z mála možností jak si ušetřit práci.V roce 1891 byla postavena první vodní elektrárna v okolí Frankfurtu nad Mohanem a na Niagarských vodopádech.V roce 1920 sestrojil M.Jacobs v USA větrný mlýn,který plnil funkci elektrického generátoru.K výrobě elektrické energie můžeme využít i energii přílivu a odlivu.

 

A)   Vodní a větrné turbíny

Vodní turbína

Předchůdcem bylo vodní kolo. Je to vlastně točivý mechanický stroj, který přeměňuje kinetickou nebo tlakovou energii proudící vody na rotační pohyb, okolo své osy. Je to podstatná část vodní elektrárny. Jsou různé druhy vodních turbín,nazvaných zejména podle jejich tvůrců.

a)      Peltonova turbína - Rovnotlaková vodní turbína s tečným ostřikem oběžného kola pro velké spády. Rozvaděčem je dýza na přívodním potrubí, z níž voda vystupuje kruhovitým paprskem a dopadá na miskovité lopatky oběžného kola. Používá se pro větší výkony, velký spád a menší průtok vody. Voda se přivádí hubicí ve směru tečny k obvodu kola a dopadá na lopatky rotoru. Výkon se reguluje kuželem v hubici.

b)      Francoisova turbína - Přetlaková vodní turbína (tlak před oběžným kolem je vyšší než za oběžným kolem). Reguluje se natáčením lopatek rozváděcího kola, lopatky oběžného kola jsou pevné. Používá se pro velký rozsah spádů i průtoků a je dnes nejrozšířenější přetlakovou turbínou. Voda proudí do spirálové skříně turbíny, protéká rozváděcím kolem, naráží na lopatky oběžného kola a odtéká sací troubou. 

c)      Kaplanova turbína - Opět přetlaková turbína, která v základním provedení je výborně regulovatelná (natáčení lopatek). Přestože je výrobně náročná, patří u nás mezi nejrozšířenější turbíny. Používá se pro velké průtoky a malé spády. Má natáčivé lopatky rozváděcího i oběžného kola. Je vhodná pro vodní elektrárny s kolísavým průtokem a spádem. Předností tohoto typu jsou vysoké otáčky, což umožňuje používat generátory jednodušší konstrukce.

Větrná turbína

Je stroj, který přeměňuje kinetickou energii větru na mechanickou energii (rotací hřídele). Turbína je roztáčena větrem proudícím přes lopatky turbíny. Pokud je mechanická energie používána přímo strojem, pak se takové zařízení označuje větrný mlýn. Pokud je mechanická energie přeměňována na elektřinu, stroj se nazývá větrný generátor. Stejně jako u vodní turbíny jsou také další druhy větrných turbín.

a)      Větrná turbína s horizontální osou – tento typ je v současnosti nejpoužívanější. Funguje na „vztlakovém" principu: vítr obtékající lopatky je zvedá a otáčí jimi. Většina těchto turbín má dvě nebo tři lopatky. Stožár má výšku do 100 m a průměr rotoru mezi 40 - 80 m. Natáčecí systém slouží k natáčení rotoru proti větru při změnách jeho směru. Čidlo umístěné na strojovně měří směr větru a komunikuje s pohonem natáčení. Existují rovněž větrné turbíny s malými otáčkami, které nepoužívají převodovky. Ty se označují jako turbíny  s „přímým“ pohonem. Jejich rotor a generátor je integrován do jedné jednotky.

b)      Větrná turbína s vertikální osou

1)      Darrieova turbína - Darreiova turbína pracuje na vztlakovém principu. Má dvě nebo tři vertikální lopatky. Údržba těchto turbín je snadná, protože pracovní převodovka a ovládací prvky jsou umístěny blízko země. Potřebují ale vnější zdroj pro roztočení, např. elektromotor nebo některý další typ rotoru s vertikální osou. Díky tomu nezávisí práce stroje na směru větru.

2)      Savoniova turbína - Savoniova turbína pracuje na odporovém principu. Rotor se otáčí relativně pomalu, ale dosahuje vysokého točivého momentu. Tento typ lze použít pro čerpání vody. Není ale účinný pro výrobu elektrické energie, protože pro tento účel jsou nejlepší otáčky nad 1000 ot/min, zatímco tento typ má obvykle méně než 100 otáček za minutu.

B)   Ekologie výroby a energie

 

Ekologie výroby energie je na celkem vysoké úrovni,ale přeci jen je ještě pořád co zlepšovat.Nikdy země nedosáhne absolutní ekologičnosti výroby energie.Nemůžete přeci na mýtinu před les postavit větrné elektrárny,jen proto,že chcete mít větší procento pokrytí energií.Za prvé je to ohromně nákladné a za druhé jejich likvidace ve většině trvá až několik let,protože na ně nejsou peníze.

U jaderných elektráren je alespoň možnost spálené palivo dále použít,protože ještě pořád obsahuje přes 95% nevyhořelého uranu.

Tepelné elektrárny jsou na tom s ekologičností nejhůře.Spalují fosilní paliva například – oxidy dusíku,oxid siřičitý,prachové částice nebo polycyklické aromatické uhlovodíky.Také jsou zdrojem oxidu uhličitého, který se podílí na vzniku tzv. skleníkového efektu.

Výhodou zejména přečerpávacích a přehradních vodních elektráren je jejich schopnost běžet v libovolných dobách podle potřeby,díky čemuž je možné je využívat pro vyrovnávání energetických špiček.Nevýhodou velkých vodních elektráren je nutnost budování velkých přehrad nebo nádrží,kvůli čemuž jsou i přes svůj obnovitelný charakter považovány za ekologicky kontroverzní a ekologické organizace jejich výstavbu velmi kritizují.Výstavba malých vodních elektráren je naopak vnímána jako užitečná a je obvykle podporována.

Výhodou větrných elektráren je jejich obnovitelný charakter a minimální vliv na životní prostředí.Hlavní nevýhodou je nevypočitatelnost a nestálost dodávek energie,neboť jsou závislé na aktuálních povětrnostních podmínkách a v české krajině také nízkým koeficientem využitelnosti, který se u nás pohybuje kolem 4 až 14 % průměrně 11 % (přímořské oblasti mají kolem 20% až 30 %). Bývají také často kritizovány kvůli estetickému zásahu do krajiny,některé zdroje tvrdí,že produkují chvění a zvuk,který může mít negativní vliv na drobná zvířata.U moderních větrných elektráren je však hluk velmi nízký.

 

C)   Vliv výroby energie na životní prostředí

 

Provoz jaderné elektrárny,obdobně jako každá jiná lidská činnost,ovlivňuje okolní prostředí.Při objektivním porovnání jaderných elektráren s obdobnými zařízeními z hlediska jejich vlivu na okolní prostředí však vychází jaderné elektrárny jako zařízení,které je k okolnímu prostředí velmi šetrné.Máme z nich strach,protože se obáváme ozáření a případné radioaktivity.Ale rentgenový přístroj nám nevadí.Lezeme pod něj ještě rádi.

Co se týká větrných elektráren,je hlavním problémem to že jejich instalace zatíží životní prostředí.Tuny oceli a betonu nevypadají moc dobře a co teprve když se po 20 letech životnosti rozbijí?Kdo je odstraní?Nejsou peníze a ejhle..máme tu masivní kolos betonu a oceli,který nemůžeme dát pryč sami protože má pod zemí tisíce kabelů.Krom toho zabíjí ptactvo.Ročně v jejich vrtulích ukončí život několik set druhů ptáků.

Vodní elektrárny jsou celkem dobře přijímané,ovšem jejich výstavba také prostředí nepřidá.Ve chvílích kdy se porouchají je veliké riziko,že vpustí škodlivé látky do vody,kde žijí stovky a tisíce ryb.Ovšem byli jsme ujištěni že jsou bezpečné a tak k tomuto úniku nedojde.Dokonce i ochranáři je podporují takže se nemusíme bát.

Tepelné elektrárny.No snad ani nemá cenu o nich mluvit.Jsou neekologické,vypouštějí spoustu škodlivých látek do ovzduší a jak už jsem zmínila spouštějí skleníkový efekt.Jejich dopad na životní prostředí je katastrofický a za pár desítek let už bychom tu ani nemuseli být.

Existuje spousta dalších elektráren.Jsou ekologické,ale spousta z nich závisí na určitých jevech,jako třeba teplo (slunce),sopečná činnost atd.

 

D)   Srovnání Evropy a ČR

 

Elektřinu máme v ČR levnější než v Evropě,ale je to proto že momentálně převažuje tzv. přebytek elektrické energie.Nepociťuje to jen ČR,ale i Španělsko a okolní země.Jenže pouze V ČR a Španělsku se při srovnání roku 2006 a loňska ukazuje,že přebytky elektřiny v jednotlivých zemích, kromě Česka a Španělska, se snižují.Což je dobrá zpráva.S ekologií jsou na tom jednotlivé země skoro stejně,jako celek už se čísla mění.V jiných zemích roste podíl větrných elektráren,jaderných a hlavně vodních (přehradních).Ovšem přehradní elektrárny se zase nelíbí ekologům,protože zabírají příliš mnoho krajiny.

V podstatě se v každé zemi platí za energii jinak,ovšem mají něco společného..čím vyšší cena za energii tím více lidé šetří.Což znamená jediné.Vyšší ceny.A takto to půjde pořád dál dokud si to nebudeme moci dovolit...

Takže snad se bude také hodit.Hodně štěstí Vám přeje

Vaše Kritička

 

 

 

Komentáře

Přidat komentář

Přehled komentářů

voe

(Lukyno, 16. 2. 2010 16:38)

nějaká chtrá ne?!kua takovou babu bych chtěl!

:o*

(Liviana, 11. 1. 2010 17:26)

Dík moc kritičko.Na tohle téma toho moc není a já už se s tím pachtím měsíc.Moc mi to pomohlo:)