PROJEKT ŘEMESLO - TRADICE A BUDOUCNOST Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/02.0010 PŘEDMĚT VYUŽITÍ ELEKTRICKÉ ENERGIE Obor: Ročník: Zpracoval: Elektrikář - silnoproud Třetí Bc. Miroslav Navrátil
PROJEKT ŘEMESLO - TRADICE A BUDOUCNOST Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/02.0010 TÉMA NETRADIČNÍ ZDROJE ELEKTRICKÉ ENERGIE Předmět: Obor: Ročník: Zpracoval: Využití elektrické energie Elektrikář - silnoproud Třetí Bc. Miroslav Navrátil
Prohlášení Prohlašuji, že jsem tento výukový materiál vypracoval samostatně, a to na základě poznatků získaných praktickými zkušenostmi z pozice učitele ve Střední odborné škole Josefa Sousedíka Vsetín, a za použití níže uvedených informačních zdrojů a literatury. Tento výukový materiál byl připravován se záměrem zkvalitnit a zefektivnit výuku minimálně ve 3 vyučovacích hodinách. Ve Vsetíně dne 06.06.2013. podpis autora
3. PŘÍLIVOVÉ ELEKTRÁRNY Přílivová elektrárna - je vodní elektrárna, která pro roztočení turbíny využívá periodického opakování přílivu a odlivu moře a tím nepřímo kinetickou energii rotující Země. P = 500 až 800 MW Mořský odliv Mořský příliv
NEJSTARŠÍ NÁVRH NA VYUŽITÍ ENERGIE MOŘSKÉHO PŘÍLIVU A ODLIVU Z ROKU 1438
VÝROBA ELEKTRICKÉ ENERGIE El. energie se vyrábí při naplňování nádrže, pak se provede reverzace a tady i při vyprazdňování vody. Pro stavbu nutný členitý terén (rozdíl hladin v průměru 16m). Příliv a odliv je důsledkem působení slapových sil Měsíce a Slunce. Na výšku přílivu a odlivu má zásadní vliv tvar pobřeží (nejvyšší známý příliv je u Nového Skotska v USA - o plných 20 m). K nevýhodám přílivových elektráren patří skutečnost, že jejich pracovní doba mnohdy nesouhlasí s energetickou špičkou elektrizačních soustav. Místa vhodná pro výstavbu těchto elektráren jsou často značně vzdálena od míst spotřeby produkované energie. Přesto energie přílivů a odlivů je nadějným energetickým zdrojem pro využití v budoucnosti. Ročně by se tak mohlo získat 7,2 až 11,8 biliónů MJ elektrické energie.
VÝHODY PŘÍLIVOVÝCH ELEKTRÁREN Dá se využívat skoro ve všech pobřežních vodách Zabraňuje erozi pobřeží Skoro stále pracuje
NEVÝHODY PŘÍLIVOVÝCH ELEKTRÁREN Velké investiční náklady Členitost terénu Výroba elektrické energie nesouhlasí s energetickou špičkou Konstrukčně náročná Hrozba srážky s plavidlem Možnost poškození při vysokých vlnách Znázornění členitosti pobřeží
PŘÍLIVOVÁ ELEKTRÁRNA MIMO POBŘEŽÍ Turbína je zapuštěna do dna přibližně jeden a půl kilometru od pobřeží nedaleko města Lynmouthu, takže jde vůbec o první přílivovou elektrárnu mimo pobřeží. Lopatky se pohybuje rychlostí přes 80 km/hod. a jejich velikost je 11 m
4. PŘÍBOJOVÉ ELEKTRÁRNY Využívají mořského vlnobití nebo příboj. Energie vln se přenáší na plovák, který se pohybuje nahoru a dolů a tento pohyb se přenáší na generátor. Síla příboje je zatím velmi málo používána - v místech silného příboje se nenalézají velká města a ani se nestaví žádné velké průmyslové podniky. Pokusná elektrárna na výrobu elektrické energie z mořských vln
5. PROUDOVÉ ELEKTRÁRNY Využívají mořského proudu, do kterého se ponoří turbína. P = 5000 MW
6. ELEKTRÁRNY VYUŽÍVAJÍCÍ TEPLOTNÍCH ROZDÍLŮ Používá se v teplých mořích, kde je teplota na povrch 30 až 40 o C a v hloubce 300 m je teplota 8 až 10 o C. Pokusná malá elektrárna MINI OTEC
7. GEOTERMÁLNÍ ELEKTRÁRNY Výzkumy naznačují, že je možné konvenčně generovat s pomocí geotermálních Elektráren až 9 057 MW. Dalších 30 033 MW je potenciálně ukryto v dosud neobjevených zdrojích. Geotermální energie se nejvíce využívá na Islandu, kde se využívá suché páry, z hloubky 1 000 m. Ta má teplotu 250 C. Nevýhodou je silně zmineralizovaná voda.
VYUŽITÍ GEOTERMÁLNÍHO TEPLA K výrobě elektřiny Pro termální lázně Vytápění skleníků Zásobování teplou vodou Vytápění místností K vyhřívání příjezdových cest K vyhřívání chodníků Továrna využívající geotermálního tepla
8. VYUŽITÍ ODPADŮ BIOMASY Biomasa je organická hmota rostlinného nebo živočišného původu. Je získávána jako odpad ze zemědělské, průmyslové činnosti, jako komunální odpad. Biomasa může být i výsledkem záměrné výrobní činnosti v zemědělství, lesnictví. Úložiště slámy Je nejstarším lidmi využívaným zdrojem energie a má obnovitelný charakter.
VÝHODY BIOMASY Jako zdroj energie má obnovitelný charakter Likvidace odpadů (zbytek po zpracování) lze využít jako hnojiva Pěstováním energetických plodin lze využívat přebytečnou zemědělskou půdu Je tuzemským zdrojem energie, který není vázán jen na určitou lokalitu Spalování pevných komunálních odpadů připadá na jednu osobu cca 500 800 kg pevných odpadů za rok Energetické využití biomasy má menší negativní dopady na životní prostředí
NEVÝHODY BIOMASY Větší obsah vody a tudíž nižší výhřevnost (dřevní hmota) Větší objem paliva tedy vyšší nároky na skladovací prostory Nutnost úpravy paliva (sušení, tvarování atd.) Nutnost likvidace popele Složitá manipulace s palivem (ve srovnání s elektřinou, plynem) U výroby a využití bioplynu poměrně vysoké investiční náklady
VYUŽITÍ BIOMASY Výroba elektřiny Výroba tepla přímým spalováním v topeništi (dřevo, sláma, atd.) Zpracování na kvalitnější paliva (pelety, brikety, bioplyn, atd.) Pelety
9. TEPELNÁ ČERPADLA Tepelná čerpadla jsou stroje, které realizují nucený tok tepelné energie z nižší teplotní hladiny na vyšší teplotní hladinu. Nejčastěji se páry chladiva stlačují kompresorem s pohonem elektromotorem.
ROZDĚLENÍ TEPELNÝCH ČERPADEL Nejčastěji se tepelná čerpadla rozdělují podle druhu ochlazovaného/ohřívaného média: Vzduch/voda Vzduch/vzduch Voda/voda Solanka/voda Voda/vzduch
PRINCIP TEPELNÉHO ČERPADLA Teplo je odebíráno z okolního prostředí pracovní látkou (vzduch, voda, glykol, solanka, atd.) a je přenášeno do výparníku. Tam je teplo odnímáno pracovní látce pomocí chladiva. Zahřátím kapalného chladiva dochází k jeho vypařování. Páry chladiva jsou odsávány a současně stlačovány v kompresoru. Tímto procesem se ještě zvýší jejich teplota. Páry jsou dále odváděny do kondenzátoru, kde předají teplo ohřívané látce, zchladí se a změní své skupenství na kapalné. Kapalné chladivo je zpět přiváděno přes expanzní ventil do výparníku. Celý cyklus se opakuje.
SCHÉMA ZAPOJENÍ Schéma zapojení tepelného čerpadla 1 výparník, 2 kondenzátor, 3 kompresor, 4 expanzní ventil
VÝHODY TEPELNÝCH ČERPADEL Úspora energie vyrobené z pevných a plynných paliv Při optimálním využití tepelného čerpadla pro přípravu TUV a vytápění domácnosti se tepelné čerpadlo v průběhu roku podílí 60 70 % na celkové výrobě tepla S úsporou energie vyrobené s použitím fosilních paliv souvisí i snížení množství emisí škodlivých látek do ovzduší (SO 2, CO 2, NO x, prachových částic)
NEVÝHODY TEPELNÝCH ČERPADEL Návratnost vložených finančních prostředků je závislá na cenové úrovni použitého paliva před instalací tepelného čerpadla a kapacitě zdroje tepla (vzduch, voda, půda, odpadní teplo) Při instalaci tepelného čerpadla do stávajícího objektu je návratnost investic závislá na rozsahu úprav, které je nutné provést před instalací tepelného čerpadla (zateplení, úprava topné soustavy, změna doplňkového zdroje)
POUŽITÍ K ohřevu nebo předehřevu topné vody Ohřev vody v bazénu K horkovzdušnému vytápění Odebírá teplo z vnitřního prostředí (chlazení, klimatizace)
10. VODÍKOVÝ Pod pojmem palivový článek si můžeme představit elektrochemické zařízení, které převádí energii z uhlovodíku nebo vodíku na energii elektrickou. Palivový článek se skládá ze dvou elektrod, které jsou od sebe odděleny elektrolytem. Palivo se přivádí anodu.
Zdroje Literatura: PLÁTENÍK, V., BRUTOVSKÝ, E. Využití elektrické energie Praha: SNTL, 1989. ISBN 80-03-00012-2 Internet: http://www.energyweb.cz/web/index.php?display http://elektrarne.unas.cz/subory/pribojova.htm http://www.enza.cz/tepelna-cerpadla.htm http://elektrarne.unas.cz/subory/pribojova.htm http://ekovatt.cz www.energetika.cz Odkazy ze dne 14. 04. 2013