ZÁKLADNÍ ŠKOLA A MATEŘSKÁ ŠKOLA KAŠAVA Kašava 193 763 19 Kašava ABSOLVENTSKÁ PRÁCE Výroba energie Radek Březík, 9. ročník Kašava 2016 Vedoucí práce: Ludmila Flámová
Prohlašuji, že jsem absolventskou práci vypracoval samostatně s využitím uvedených pramenů a literatury. vlastnoruční podpis autora absolventské práce
Anotace Český jazyk Tato moje závěrečná práce popisuje výrobu elektrické energie. Dozvíte se, jak se energie vyrábí, jak se dopravuje do naší domácnosti a jaké máme druhy elektráren. ANNOTATION This thesis deals with energy production. You will learn how energy is produced. How i tis conveyed to our home and what kind of power plants have.
Obsah 1. Úvod... 5 2. Výroba energie 6 2.2 Elektrárna.. 6 2.2.1 Vodní elektrárna 6 2.2.2 Tepelná elektrárna.. 7 2.2.3 Jaderná elektrárna... 7 2.2.4 Větrná elektrárna... 8 2.2.5 Geotermalní elektrárny... 8 2.2.6 Sluneční elektrárny (solární)....8 3. Elektrorozvodná síť..8 3.1 Distribuční síť.....9 3.2 Výpadky elektřiny......9
1. Úvod V absolventské práci popisuji výrobu elektřiny a různé typy elektráren. Toto téma jsem si vybral proto, že půjdu na střední školu, která se touto problematikou zabývá. Celkově mě věci týkající se elektřiny baví, zajímám se o vše od zapojování obvodů, práci s elektřinou až po konečnou distribuci do domácností. V mé práci se tedy dozvíte, kde a jak elektřina vzniká, a jaká je její cesta až do domácnosti či jiných zařízení, ve kterých elektřinu pravidelně využíváme a v dnešní době se bez ní neobejdeme.
2. VÝROBA ENERGIE Energii objevil německý fyzik Georg Simon Ohm, později byla nazvána jeho jménem. Při výrobě elektřiny jde o přeměnu kinetické energie na energii elektrickou. Rozlišujeme několik druhů výroben elektrické energie. Z elektráren se dodává elektřina pomocí elektrorozvodné sítě. Nejvíc se elektřina spotřebuje v průmyslu. Bez elektřiny se už neobejde žádná domácnost. Cena elektřiny se dělí na dvě složky a to regulovanou a neregulovanou. 2.2 Elektrárna Elektrárna je zařízení, kde se vyrábí elektřina. První elektrárny vznikly koncem 19. a začátkem 20. století. První zařízení, jejichž hlavní součástí byl generátor, byla poháněna parním strojem a později parní turbínou. V současné době máme mnoho elektráren a to vodní, tepelné, větrné, jaderné a sluneční. 2.2.1 Vodní elektrárna Vodní elektrárna vyrábí elektřinu pomocí vody. Jedná se o přeměnu energie vody na energii elektrickou. Vodní elektrárna se skládá z přehradní hráze nebo jezu. Voda, která přitéká, roztáčí turbínu, která je společná na hřídeli s generátory energie. V České republice je celkem 12 vodních elektráren. Vodní elektrárna vyrábí 3% z celkové obnovitelné výroby elektřiny. Obr. Č. 1 Obr. Č. 2
2.2.2 Tepelná elektrárna Tepelná elektrárna vyrábí elektřinu pomocí paliv. Spalují se suroviny, které vznikly v minulosti. Takovým surovinám říkáme fosilní paliva. Patří k nim uhlí (černé, hnědé), zemní plyn a ropa. Paliva, která se spalují, ohřívají vodu v kotelně až do bodu varu a vytvoří páru. Pára se trubkou ve vysokém tlaku dopravuje k turbínám, které je za principu elektromotoru roztočí. Turbíny vyrobí elektřinu, která pak vede do transformátoru a dál do elektrorozvodné sítě. V České republice je celkem 26 tepelných elektráren. Obr. Č. 3 2.2.3 Jaderná elektrárna Jaderná elektrárna vyrábí elektřinu pomocí štěpení jader. Jaderná elektrárna se moc od tepelné neliší. Jenom místo kotle je nahrazena reaktorem. Jádra se štěpí pomocí pohlcení neutronu. Při štěpení se uvolňuje velké množství energie, které se projeví zahříváním uranu. Chladí se vodou, a tím se zahřívá na vysokou teplotu. S velkým tlakem a přehřátou vodou se vyrábí pára, která pohání turbínu. V České republice máme 2 jaderné elektrárny, a to Dukovany a Temelín. Obr. Č. 4
2.2.4 Větrná elektrárna Větrná elektrárna vyrábí elektřinu pomoci větru. Skládá se z hlavního ložiska, hřídele, převodovky a generátoru. Vítr roztočí lopatky a uvede je do pohybu. Pohyb lopatek převádí na pohyb hřídele, kterou pohání elektrický generátor a ten vyrábí elektřinu. Větrné elektrárny mají velkou nevýhodu, když nefouká vítr, tak nepracují. V České republice je celkem 64 větrných elektráren. 2.2.5 Geotermální elektrárny Jsou to elektrárny, které využivají vysoké teploty ve spodních vrstvách zemské kůry. Například na Islandu a Novém Zélandu je i v malých hloubkách teplota tak vysoká, že uvede vodu do varu. Turbína se připojí k vrtu do země, ze kterého horká pára vychází. 2.2.6 Sluneční elektrárny (solární) Na výrobu elektřiny využívají sluneční záření. Slunečním zářením se uvádí voda do varu do malého prostoru pomocí mnoha zrcadel. Solární panely použivají i domácnosti, hlavně na jižní Moravě. Obr. Č. 5
3. Elektrorozvodná síť Elektrorozvodná síť je systém, který zajištuje přenos elektrické energie od výrobců k odběratelům. Elektrárny vyrábějí trojfázový střídavý proud o napětí několik tisíc voltů. Pro přenos na velké vzdálenosti se toto napětí přímo v elektrárně transformuje na velmi vysoké napětí 110 kv, 220 kv nebo 400 kv. Nadzemními vedeními jsou jednotlivé elektrárny připojeny do rozvodné sítě. Rozvodná síť má velmi složitou strukturu. Mimo jiné zajišťuje přenos elektrické energie na velké vzdálenosti při napětí 400 kv a 220 kv k jednotlivým spotřebitelům. Spojovacím prvkem mezi přenosovou a distribuční částí rozvodné sítě jsou transformační stanice. 3.1 Distribuční síť Obr. Č. 6 3.2 Výpadky elektřiny Jedním z problémů elektrorozvodné sítě jsou výpadky dodávky elektřiny. Důvodem muže být například poškození důležitých vedení za vlivu přírodních podmínek (námraza, silný vítr apod.). Elektrorozvodné sítě jsou proto vybaveny pojistnými prvky, aby se zabránilo zničení sítě kvůli přetížení.
9,1 Spotřeba v kwh 9 8,9 8,8 8,7 Spotřeba v kwh 8,6 8,5 8,4 Pátek Sobota Neděle Tento graf jsem zpracovával doma pomocí elektrohodin. 7:20 v pátek ráno jsem se podíval, jaká číselná hodnota je tam naměřená. Totéž jsem udělal i večer. Takhle jsem to pozoroval celý víkend.
Závěr Myslím, že sem si téma vybral dobře, protože se elektřinou chci zabývat a bavilo mě o ní psát. Je taky určitě důležité, aby se lidé, kteří si mou práci s chutí přečtou, dozvěděli něco nového o elektřině.
Zdroje Obr. Č. 1 - Hydroelectric dam-letters.svg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- [cit. 2016-05-31]. Dostupné z: https://commons.wikimedia.org/wiki/file:hydroelectric_dam-letters.svg Obr. Č. 2 - https://cs.wikipedia.org/wiki/vodn%c3%ad_elektr%c3%a1rna Obr. Č. 3 - RAUNER, Karel. Fyzika 8. 2006. Nakladatelství Fraus: Fraus, 2006. ISBN 80-7238-525-9. Obr. Č. 4 - RAUNER, Karel. Fyzika 8. 2006. Nakladatelství Fraus: Fraus, 2006. ISBN 80-7238-525-9. Obr. Č. 5 - Stráž panely.jpg. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- [cit. 2016-05-31]. Dostupné z: https://commons.wikimedia.org/wiki/file:str%c3%a1%c5%be_panely.jpg Obr. Č. 6 - Rozv1.gif. In: Skupina ČEZ [online]. [cit. 2016-05-31]. Dostupné z: https://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/obr/rozv1.gif