Elektrownie możemy podzielić na: Odnawialne

Transkrypt

1 Elektrownie

2 Rozwój techniki w drugiej połowie XIX wieku i powstanie ogromnej ilości urządzeń elektrycznych wymusił rozwój elektrowni, których zadaniem jest dostarczać prąd elektryczny do poszczególnych odbiorców. Elektrownie mogą pobierać energię potrzebną do wytworzenia prądu z różnych źródeł. Elektrownie możemy podzielić na: a) Nieodnawialne - do nieodnawialnych źródeł energii zalicza się surowce, które po wykorzystaniu ulegają rozkładowi należą do nich paliwa kopalne (tj. węgiel, ropa naftowa) oraz energia jądrowa. b) Odnawialne - z kolei do odnawialnych źródeł energii należą: energia wiatrowa, wodna, słoneczna, geotermiczna (geotermalna) oraz biomasa.

3 Elektrownia Wodna

4 Elektrownie wodne -są najintensywniej wykorzystywanym źródłem odnawialnej energii. W 2010 roku dostarczyły łącznie 3427 TWh. energii elektrycznej, co stanowi 16% całkowitej produkcji energii elektrycznej na świecie. Największe elektrownie wodne mają moc przekraczającą 10 GW(2). Elektrownie wodne są stosunkowo tanim źródłem energii i mogą szybko zmieniać generowaną moc w zależności od zapotrzebowania. Ich wadą jest ograniczona liczba lokalizacji, w których można je budować. Ponadto budowa zapór dla elektrowni wodnych pociąga za sobą zahamowanie naturalnego biegu rzeki tworzenie zbiorników retencyjnych, drastycznie zmieniających środowisko.

5 Energia wód śródlądowych: Jest najczęściej wykorzystywanym rodzajem energii wody Jej wykorzystaniu najbardziej sprzyjają rzeki o dużym natężeniu przepływu i o dużym spadzie, np. rzeki górskie Większość elektrowni wykorzystujących tę formę energii wody powstaje jednak na terenach równinnych i w związku z tym wymaga budowy zapory wodnej

6 Energia fal morskich: Inaczej energia maremotoryczna Zasoby energii fal są wiele tysięcy razy większe od potencjału energetycznego pływów morskich, trudno je jednak wykorzystać ze względu na duże rozproszenie i uzależnienie od pogody Energia fal morskich jest wykorzystywana we Francji, Wielkiej Brytanii i Norwegii, również w Rosji nad Morzem Białym i w Stanach Zjednoczonych na Alasce

7 Energia pływów morskich: To energia przypływów i odpływów morza lub oceanu, spowodowana przyciąganiem grawitacyjnym Księżyca i w mniejszym stopniu Słońca oraz ruchem obrotowym Ziemi Energie pływów można wykorzystać tylko w około 20 rejonach świata, m.in. na angielskim, francuskim i hiszpańskim wybrzeżu Atlantyku, gdzie jej wykorzystanie znane było już w XI w. Elektrownie pływowe pracują we Francji, Wielkiej Brytanii, Kanadzie, Chinach i Rosji W Polsce wykorzystanie energii pływów nie jest możliwe

8 Elektrownia wodna Itaipu w Ameryce Południowej.

9 Budowa elektrowni

10 Technologia w hydroelektrowniach: Spiętrzona woda, spływając do zbiornika wodnego porusza turbinę wodną, która zamienia energię kinetyczną na energię mechaniczną Wyprodukowana przez turbinę energia wprawia w ruch wirnik generatora, który obracając się produkuje z energii mechanicznej energię elektryczną Energia elektryczna jest transmitowana na miejsce odbioru przez linie przesyłowe

11 Budowla przegradzająca dolinę rzeki i spiętrzająca jej wody, niezbędna część w większości hydroelektrowni Zapora. Jest wyposażona w regulujące przepływ wody przelewy, umożliwiające żeglugę śluzy, pozwalające przepływać tratwom przepusty oraz pozwalające wędrować w górę rzeki rybom przepławki Buduje się zapory ziemne i betonowe, rzadziej kamienne, w Polsce głównie betonowe

12 Turbina wodna. Zwana także silnikiem wodnym rotodynamicznym lub turbiną mechaniczną to silnik, przetwarzający mechaniczną energię przepływającej przez niego wody na użyteczną pracę mechaniczną Wyróżniamy turbiny osiowe, diagonalne, promieniowe i styczne, a także akcyjne (przetwarzające energię kinetyczną) i reakcyjne (przetwarzające energię kinetyczną i energię ciśnienia)

13 Praca generatora, zwanego także prądnicą, opiera się na prawie indukcji elektromagnetycznej (gdy zmienia się pole magnetyczne otaczające przewodnik, w przewodniku jest indukowana siła elektromagnetyczna) Generator W ruchomej części generatora zwanej wirnikiem, znajdują się przewody elektryczne, obracające się na wytwarzającej silne pole elektromagnetyczne żelaznej ramie

14 Wyprodukowaną w elektrowni energię elektryczną transmitują na miejsce odbioru linie przesyłowe. Elektryczność nie trafia jednak do naszych domów i zakładów pracy bezpośrednio z miejsca produkcji, prąd ma bowiem niekiedy zbyt niskie napięcie. By zminimalizować straty energii, elektryczność kieruje się najpierw do stacji transformatorów, które odpowiednio zwiększają jej napięcie. Taki prąd nie nadaje się jednak do użytku i dlatego nim zostanie rozdystrybuowany, jego napięcie musi zostać odpowiednio obniżone w stacjach przekaźnikowych. Linie przesyłowe

15 Typy elektrowni wodnych

16 Zapory-Aby zmaksymalizować energię, buduje się wysokie zapory, które umożliwiają spiętrzenie wody. Zapora Trzech Przełomów największa elektrownia wodna na świecie.

17 Elektrownie szczytowo-pompowe służą do dostosowywania produkcji energii do jej chwilowego zapotrzebowania. W czasie małego zapotrzebowania na energię, jej nadmiar jest wykorzystywany do pompowania wody do zbiornika znajdującego się na dużej wysokości. W czasie dużego zapotrzebowania, woda jest uwalniana i jej energia potencjalna przetwarzana jest z powrotem na energię elektryczną. Górny zbiornik elektrowni Dlouhé Stráně w Czechach.

18 Elektrownia przepływowe-nie spiętrzają dodatkowo wody i nie wymagają tworzenia zalewów. Ich moc jest ograniczona przez moc płynącej naturalnie wody. Działają najefektywniej jeśli są zbudowane w miejscach gdzie jest ona w naturalny sposób spiętrzona. Elektrownia przepływowa Chief Joseph w USA.

19 Elektrownie pływowe-wykorzystują energię potencjalną wody Morskiej spiętrzonych w czasie pływów. Ich moc zmienia się w ciągu doby, ale w sposób całkowicie przewidywalny, co pozwala uzupełnić je w zbiorniku umożliwiające generowanie energii w sposób ciągły. Generator pływowy z wirnikiem wysuniętym nad powierzchnię wody.

20 Zalety. Zaletami stosowania elektrowni wodnych jest: wytwarzanie "czystej" energii elektrycznej, brak emisji jakichkolwiek gazów lub wytwarzania ścieków, zużywanie niewielkich ilości energii na potrzeby własne, ok. 0,5-1%, przy ok.10% w przypadku elektrowni tradycyjnych, charakteryzują się niewielką pracochłonnością-do ich obsługi wystarcza sporadyczny nadzór techniczny; energia może być wykorzystywana przez lokalnych odbiorców tak, że można mówić o minimalnych stratach przesyłu mogą stanowić awaryjne źródło energii w przypadku uszkodzenia sieci przesyłowej, regulują stosunki wodne w najbliższej okolicy, co może mieć wpływ na obszary rolnicze, budowa budowli piętrzącej powoduje powstanie zbiornika wodnego, który stając się cennym elementem krajobrazu może decydować o rozwoju turystyki i rekreacji w danym regionie, pobudzają aktywność w środowisku wiejskim (nowe miejsca pracy, obiekty towarzyszące), budowla piętrząca może również w pewnym stopniu osłabić wielkość zatapiania okolic w przypadku występowania powodzi.

21 Wady. Negatywnymi skutkami elektrowni wodnych jest: zmniejszenie naturalnego przepływu wody może wpłynąć niekorzystnie na istniejącą biocenozę rzeki (kumulacja glonów pobierających tlen może prowadzić do masowego śnięcia ryb, gromadzenia się osadów dennych itd.), w przypadku podniesienia poziomu wody może wystąpić erozja brzegów a także zatapianie nadbrzeżnych siedlisk lęgowych ptaków. 2 3 razy większe koszty inwestycyjne w porównaniu z elektrowniami konwencjonalnymi

22 Energia wodna na świecie: Obecnie energetyka wodna w świecie stanowi około 30 % potencjału wytworzenia energii elektrycznej. Rozwój siłowni wodnych nastąpił w drugiej połowie XX wieku, a pierwsze elektrownie powstawały już w końcu XIX wieku. W Norwegii elektrownie wodne pokrywają zapotrzebowanie na energię elektryczną prawie w 100 % (99,6 %)

23 Największe elektrownie świata. Miejsce Elektrownia Kraj Moc (MW) 1 Zapora Trzech Przełomów Chiny Itaipu Brazylia Paragwaj Guri Wenezuela Tucurui Brazylia Zapora Grand Coulee Stany Zjednoczone 6 809

24 Elektrownie w Polsce. W Polsce elektrownie wodne to zaledwie 12% mocy zainstalowanej w krajowym systemie elektroenergetycznym, co stanowi 7,3% wykorzystanych zasobów hydroenergetyki i przekłada się na 13,7 TWh rocznie zasobów hydroenergetycznych w Polsce. Trzeba przyznać, iż w porównaniu z innymi krajami jest to kropla w morzu i stanowi niewielkie źródło pozyskiwania energii w kraju.

25

26 Największe elektrownie wodne w Polsce to: Żarnowiec o mocy 716 MW, Porąbka-Żar o mocy 550 MW, Włocławek o mocy 162 MW, Żydowo o mocy 152 MW, Solina o mocy 137 MW.

27 1. Elektrownia wodna we Włocławku

28 2. Elektrownia przepływowa w Porąbce

29 3. Elektrownia Wodna Żarnowiec Elektrownia Szczytowo- Pompowa - rury, które łączą zbiorniki: górny i dolny

30 4. Zespół Elektrowni Wodnych Solina-Myczkowce

31

32

33 Ciekawostki. W Nepalu otwarto najwyżej położoną na świecie elektrownię wodną. Znajduje się w Himalajach w pobliżu najwyższego szczytu Ziemi, Mount Everestu. Do wytwarzania energii wykorzystuje się wodę z lodowcowego jeziora. Niewielka elektrownia na wysokości metrów wytwarza zaledwie 15 kilowatów energii, co wystarcza dla kilku domów i stacji geologicznej w pobliżu jeziora Cho Rolpa.

34 Największą na świecie betonową zaporą jest zapora Grand Coulee w Stanach Zjednoczonych, która działa od 1942 r. Zapora ma długość ponad 1,2 km i wysokość 167m. Jest ona największą budowlą betonową, jaka kiedykolwiek powstała. Waży ponad 19 mln ton.

35 Dziękujemy za uwagę ;) Monika Domaradzka Aneta Kassner