Obstaja veliko načinov za proizvodnjo energije, odvisno od vrste goriva, ki ga uporabljamo, in kraja ali metode, ki se uporablja za to. Konvencionalne termoelektrarne, imenovane tudi termoelektrarne, za proizvodnjo električne energije uporabljajo fosilna goriva. Marsikdo ne ve, kaj je termoelektrarna.
Ta članek bomo posvetili temu, da vam povemo, kaj je termoelektrarna, kakšne so njene značilnosti in kako proizvaja električno energijo.
Kaj je termoelektrarna?
The konvencionalne termoelektrarne, znane tudi kot termoelektrarne, uporabljajo fosilna goriva (zemeljski plin, premog ali kurilno olje) za proizvodnjo električne energije s ciklom termalne vodne pare. Izraz "konvencionalne" se uporablja za razlikovanje od drugih termoelektrarn, kot so kombinirane elektrarne ali jedrske elektrarne. Te naprave proizvajajo električno energijo s pretvarjanjem kemične energije goriv v toplotno energijo, ki se nato pretvori v mehansko energijo in nazadnje v električno energijo.
Njegove glavne sestavine so:
- Kotel: Prostor, ki pretvori vodo v paro z zgorevanjem goriva. V tem procesu se kemična energija goriva pretvori v toplotno energijo.
- Tuljave: Cevi, po katerih kroži voda, kjer se pretvarja v paro. Zgorevalni plin prenaša svojo toploto na vodo.
- Parna turbina: Stroj, ki zbira vodno paro, zaradi česar se zaradi sistema tlaka in temperature premika gred, ki teče skozi turbino. Te turbine imajo običajno več teles (visoko, srednje in nizkotlačno), da kar najbolje izkoristijo paro.
- Generator: Stroj, ki pretvarja ustvarjeno mehansko energijo v električno z elektromagnetno indukcijo. Turbinska gred je povezana z generatorjem, ki proizvaja trifazni izmenični tok.
Obratovanje termoelektrarne
Delovanje a klasična termoelektrarna lahko razdelimo na več stopenj. Najprej, gorivo Sežge se v kotlu, pri čemer se proizvede velika količina toplote. Ta toplota se uporablja za ogrevanje vode, ki se pretvori v visokotlačno in visokotemperaturno paro.
Ta para se pošlje v turbine, kjer pritiska na lopatice turbine, zaradi česar se turbina vrti. On gibanje turbine Proizvaja mehansko energijo, ki se na koncu pretvori v električno energijo v generatorju.
Proizvedena električna energija gre skozi transformator, kjer se njena napetost poveča, da se porazdeli na velike razdalje po električnem omrežju.
Ko se para uporabi v turbini, se pošlje v kondenzator, kjer se ohladi in pretvori nazaj v vodo, kar ima za posledico zaprt cikel proizvodnje pare. Ta proces je pogost v vseh termoelektrarnah, ne glede na vrsto goriva, ki se uporablja.
Vrste cikla v termoelektrarni
- Rankinov cikel: Uporablja se v večini klasičnih termoelektrarn. Ta cikel izkorišča toplotno energijo goriva za ustvarjanje vodne pare, ki nato poganja turbino.
- Hyrn cikel: Gre za različico Rankinovega cikla z dodatno fazo dogrevanja s paro. Ta postopek izboljša energetsko učinkovitost.
Vplivi termoelektrarne na okolje
Termoelektrarne povzročajo negativne vplive na okolje zaradi emisij, ki izhajajo iz izgorevanja fosilnih goriv in sproščanja velikih količin odpadne toplote.
Kar zadeva emisije, te naprave proizvajajo ogljikov dioksid (CO2), ogljikov monoksid (CO), dušikove okside (NOx) in žveplov dioksid (SO2), ki prispevajo k globalnemu segrevanju in onesnaževanju zraka. Lahko se sprostijo tudi drugi strupeni elementi, kot sta živo srebro in svinec.
Filtri se uporabljajo za zmanjšanje količine izpuščenih delcev v ozračje, dimniki pa so običajno dovolj visoki, da delce bolje razpršijo v zrak.
Prenos toplote in toplotno onesnaženje
Druga povezana težava je toplotno onesnaženje zaradi sproščanja preostale toplote v bližnjih vodnih telesih. To dvigne temperaturo vode, kar vpliva na lokalni ekosistem. Elektrarne uporabljajo hladilne sisteme za ublažitev tega vpliva, s hlajenjem vode, preden jo vrnejo k izviru.
Vpliv na zdravje ljudi
Onesnaževala, ki jih izpuščajo termoelektrarne, negativno vplivajo na zdravje ljudi. Strupeni delci in plini, ki jih povzroča izgorevanje, lahko povzročijo bolezni dihal in srca in ožilja. Dolgoročno izpostavljenost tem snovem poveča tveganje za raka.
Trenutni filtri in sistemi so se izboljšali, čeprav je treba še razviti nove tehnologije, da bi zmanjšali vpliv na zdravje in okolje.
Vrste termoelektrarn
Obstajajo različne vrste termoelektrarne, odvisno od uporabljenega goriva in zasnove naprave.
Konvencionalne termoelektrarne
Uporabljajo fosilna goriva, kot so premog, kurilno olje ali zemeljski plin. Čeprav so razširjeni po vsem svetu, je njihov vpliv na okolje precejšen zaradi emisij onesnažujočih plinov.
Termoelektrarne s kombiniranim ciklom
The naprave s kombiniranim ciklom So bolj učinkoviti od običajnih. S plinskimi turbinami pretvarjajo toplotno energijo v mehansko s sežiganjem zemeljskega plina. Odvečni vroči plini se uporabljajo za ustvarjanje pare, ki poganja drugo parno turbino, kar zmanjšuje emisije.
Jedrske termoelektrarne
Energijo ustvarjajo skozi Jedrska fisija v reaktorju, ki sprosti veliko količino toplotne energije za pretvorbo vode v paro. Čeprav ne izpuščajo toplogrednih plinov, predstavljajo tveganje zaradi radioaktivnih odpadkov in morebitnih jedrskih nesreč.
Alternative in obnovljivi viri energije
The obnovljive energije, kot so sončna, vetrna in geotermalna energija, se vse bolj uveljavljajo. Ti viri ne povzročajo emisij toplogrednih plinov in so dolgoročno bolj trajnostni.
Sončne in geotermalne elektrarne ponujajo podobne alternative kot običajne termoelektrarne, pri čemer izkoriščajo naravne vire brez negativnih vplivov, povezanih s fosilnimi gorivi.
Tehnološke izboljšave povečujejo učinkovitost in zmanjšujejo stroške ter pospešujejo sprejemanje po vsem svetu.
Parna elektrarna
The parne elektrarne Uporabljajo cikel, v katerem gre voda skozi parno fazo in se vrne v tekoče stanje. Pogost je v običajnih termikah.
Superkritična tehnologija je pridobila na pomenu, saj izboljšuje učinkovitost in zmanjšuje izgube energije z odpravo faznih sprememb.
So ena glavnih tehnologij pri proizvodnji električne energije, čeprav jih rast obnovljivih virov energije začenja postopoma nadomeščati.
Energetski sektor je v fazi globoke preobrazbe. Termoelektrarne so še vedno pomembne, vendar obnovljivi viri energije zaradi manjšega vpliva na okolje in velikega potenciala rasti v mnogih državah že prevzemajo vodilno vlogo.