Elektrane

Izvor: Wikipedia
Nuklearna elektrana u Pennsylvaniji, SAD.

Elektrane su postrojenja u kojima se oblici primarne energije (nuklearna, kemijska, unutrašnja kalorička, kinetička i potencijalna) ili energija Sunčeva zračenja preobražuju u električnu energiju. Primarne oblike energije možemo podijeliti na klasične (konvencionalne) i alternativne (nekonvencionalne). Klasični oblici energije su unutarnja energija (nafta, ugljen, plin), potencijalna energija (vodne snage) te nuklearna energija (fisija). Među alternativne izvore energija spadaju unutarnja energija (bioplin, biomasa, uljni škriljevci), potencijalna energija (plima i oseka, valovi), kinetička energija (vjetar), toplinska energija (suhe stijene u Zemljinoj kori, more, vrući izvori), nuklearna energija (fuzija lakih atoma), te zračenje (Sunce).

Osnovna značajka svake elektrane je njezinana instalirana snaga koja se dobije kao aritmetički zbroj naznačenih prividnih snaga s natpisnih pločica generatora u (MVA) ili nazivnih snaga primarnih pogonskih strojeva u (MW). Instalirana snaga je istovremeno i nazivna snaga elektrane.

Podjela[uredi - уреди]

Prema pogonskom stroju ili energiji, koja se u elektrani pretvara u električnu energiju, razlikuju se:

Termoelektrane[uredi - уреди]

Termoelektrana na ugljen u Floridi

Termoelektrane (TE) su postrojenja u kojima se proizvodi toplinska energija i električna energija.

Parne termoelektrane[uredi - уреди]

Osnovna proizvodna jedinica elektroprivrede u suvremenim termoelektranama je blok. Blok se sastoji od jednog postrojenja za proizvodnju pare, jedne kondenzacijske turbine, električnog generatora i transformatorskog postrojenja. Princip rada jedne termoelektrane je sljedeći: u ložištu parnog kotla izgara gorivo. Toplina plinova izgaranja zagrijava vodu u parogeneratoru i voda se isparava. Pregrijana para odgovarajuće temperature i tlaka odlazi u parnu turbinu. U parnoj se turbini toplinska energija pretvara u kinetičku energiju, a u rotoru pretvorba kinetičke energije u mehanički rad. Preko vratila mehanički rad prenosi se na rotor električnog generatora, gdje se mehanički rad pretvara u električnu energiju.

Termoelektrane toplane[uredi - уреди]

Proizvode toplinsku energiju i električnu energiju. U korištenju energije prednost imaju potrošači topline. Električna energija je sekundarna. Priprema goriva, zraka i vode, te odvođenje otpadnih tvari isti su kao i u termoelektrani.

Plinske elektrane[uredi - уреди]

Plinska elektrana je jednostavnije postrojenje od parne termoelektrane. Gorivo pripremljeno za izgaranje dovodi se u komoru za izgaranje uz istodobno prostrujavanje stlačenog zraka. Plinovi izgaranja izmješani sa zrakom odlaze u plinsku turbinu. U plinskoj se turbini kinetička energija pretvara u mehanički rad. Preko vratila turbine mehanički se rad predaje električnom generatoru, gdje se pretvara u električnu energiju. Plinske elektrane u odnosu na parne imaju znatno manje vrijeme potrebno za pokretanje iz hladnog stanja, dimenzije dijelova postrojenja su manje, nisu potrebni uređaji za pripremanje vode, mogućnost brzog uključivanja, zaustavljanja i naglih promjena opterećenja.

Dizel-elektrane[uredi - уреди]

Dizel-elektrane su postrojenja kao rezervne elektrane, rezervni izvori energije u urbanim sredinama (bolnice, robne kuće), stalni izvori energije na brodovima, naftnim platformama. Najvažniji dio opreme dizel-elektrane je dizel-motor. Puštanje u rad dizel-motora osigurava se komprimiranim zrakom iz boce i dotokom goriva iz dnevnog spremnika za naftu. Izmjenjivačima topline osigurava se hlađenje motora. Voda iz izmjenjivača topline vodi de u rashladni toranj gdje se hladi i vraća u proces. Rad elektrane se zasniva na pretvorbi mehaničkog rada koji stvara dizel-motor u električnu energiju.

Nuklearne elektrane[uredi - уреди]

Nuklearne elektrane su postrojenja kojima se toplinska energija dovedena u nuklearnom reaktoru koristi za proizvodnju električne energije. Termodinamički ciklus isti je kao u klasičnoj parnoj elektrani, za razliku što ulogu parnog kotla preuzima reaktor s izmjenjivačem topline ili bez njega. U nuklearni reaktor se unosi nuklearno gorivo i rashladno sredstvo. Fisijom nuklearnoga goriva u reaktoru se oslobađa velika količina topline. Paru za pogon parne turbine moguće je proizvesti izravno u reaktoru, ili u izmjenjivaču topline. Proizvedena para odvodi se u turbinu, a pretvorba toplinske energije u električnu odvija se na isti način kao i kod klasične termoelektrane na fosilna goriva.

Hidroelektrane[uredi - уреди]

Hidroelektrane su postrojenja koja energiju vodotoka pretvaraju u električnu energiju. Energija vode u vodotoku je energija tlaka, energija položaja i kinetička energija, a one se preko turbine pretvaraju u mehaničku energiju. U sustav hidroelektrana ubrajaju se svi objekti i dijelovi koji služe za sakupljanje, dovođenje i odvođenje vode, te za pretvorbu i razvod proizvedene električne energije. Prema načinu korištenja razlikujemo protočne hidroelektrane i akumulacijske hidroelektrane. Protočne iskorištavaju vodu onako kako dotječe, a akumulacijske imaju akumulacijsko jezero u kojem se voda čuva i koristi prema potrebi energetskog sustava. Prema visini pada vode koja se koristi u hidroelektranama razlikujemo niskotlačne do 50 m pada i visokotlačne s više od 50 m pada.

Brana ili pregrada ima višestruku namjenu: da skrene vodu sa njezinog prirodnog toka prema zahvatu hidroelektrane, da povise razinu vode radi većeg pada i da akumuliraju vodu. Zahvat ima zadatak da vodu zaustavljenu branom primi i usmjeri prema strojarnici. Dovod vode spaja zahvat sa vodnom komorom. Zadatak vodne komore je da porast tlaka koji nastaje naglim zatvaranjem turbine ili pritvaranjem dovoda vode ograniči na relativno nisku vrijednost. Tlačni cjevovod dovodi vodu od vodne komore do turbine. Strojarnica je zgrada u kojoj su smještene turbine, generatori, mostna dizalica, turbinski zatvarači, kućni transformator, električna komanda, crpke za rashladnu vodu i ostali uređaji za dijagnostiku i preventivno djelovanje. Zadatak odvoda je da vodu nakon iskorištenja u turbinama vrati u korito vodotoka ili do zahvata druge hidroelektrane.

Vjetroelektrane[uredi - уреди]

Vjetroelektrana u Altamont Pass, Kalifornija

Za dobivanje električne energije, vjetar se počeo koristiti početkom ovog stoljeća. Za pretvorbu kinetičke energije vjetra u mehaničku služe vjetroturbine koje se postavljaju na stupove. Visina stupa ovisi o promjeru rotora turbine i potrebne instalirane snage. Brzohodne zračne turbine imaju dvije lopatice, a sporohodne do dvanaest i više lopatica. Vjetroturbine s obzirom na smjer vjetra i okretanje vjetroturbinskog sustava u odnosu prema smjeru vjetra mogu biti okomite (vodoravno vratilo) na smjer vjetra ili u smjeru vjetra (okomito vratilo). Vodoravne vjetroturbine se prave s više lopatica, koje se postavljaju uz vjetar ili niz vjetar u odnosu prema prijenosnom i generatorskom mehanizmu. Vjetroturbine s okomitim vratilom ne zahtijevaju posebne konstrukcije nosača ni kontrolu njihova položaja. Većina dijelova koji se povremeno moraju servisirati smještena je na razini bliskoj zemlji.

Solarne elektrane[uredi - уреди]

Iskorištavanje energije Sunca jedno je od područja istraživanja koja su, osobito posljednjih godina, prisutna u svijetu znanosti, tehnologije i primjene. Sunčeva energija skuplja se uređajima koji se zovu kolektori. U njima se ona pretvara u toplinsku (toplinski kolektori) i električnu energiju (kolektori sa solarnim ćelijama). Od toplinskih u komercijalnoj su upotrebi najčešće ravni kolektori. Solarne elektrane su postrojenja u kojima se solarna energija pretvara u toplinsku, zatim u električnu. Solarna se energija fokusirajućim kolektorima pretvara u toplinsku energiju koja grije radni fluid. Radni fluid pokreće turbinu, turbina svoj mehanički rad predaje generatoru, gdje se pretvara u električnu energiju.

Izvori[uredi - уреди]

Vanjske veze[uredi - уреди]

Ostali projekti
Commons-logo.svg U Wikimedijinoj ostavi nalazi se članak na temu: Elektrane
Commons-logo.svg U Wikimedijinoj ostavi ima još materijala vezanih za: Elektrane