Kde se bere elektrická energie

U všech druhů elektráren, kromě sluneční je základ generátor, který je poháněn turbínou (u větrné je turbína nahrazena lopatkami vrtule).

Generátor

Jde o zařízení, které se skládá ze statoru a rotoru (stejně jako elektromotor, pouze má opačnou funkci). Po přivedení energie (točivého pohybu) na hřídel rotoru dojde k jeho roztočení a dojde k indukci elektrického proudu (podrobnosti naleznete ve všech fyzikálních učebnicích).

Turbína

Turbína je zařízení, které je konstruováno k efektivnímu převedení kinetické energie, která je dodána buď párou nebo vodou, na rotaci. Jsou různé druhy turbín, asi nejznámější a nejrozšířenější je Francisova turbína, která je použitelná jak pro horizontální tak vertikální směr.

Princip tepelné elektrárny

Základem je velký kotel na hnědé uhlí (nebo na jiné palivo, nejčastěji však na nekvalitní hnědé uhlí až lignit). Do něj se neustále přisypává pomocí dopravníku další uhlí. V tomto kotli se uhlí spaluje a ohřívá vodu, která je v potrubí okolo kotle. Tato voda se ohřeje až natolik, že přejde na páru, která se pod tlakem vhání na turbínu, kterou otáčí. Turbína pomocí převodů roztáčí generátor. Z generátoru odchází přes trafostanice proud do sítě.

Princip atomové elektrárny

Je velmi podobný tepelné, ovšem s malými rozdíly. Jako palivo se zde používá nejčastěji uran a plutonium (obohacené izotopy). Tyto prvky jsou zformovány do palivových článků, které se v reaktoru účastní řízené štěpné reakce. Při této reakci se uvolňuje velké množství tepla, které ohřívá primární okruh. Ten je uzavřen, aby se radioaktivita nešířila. Primární okruh vede do tepelného výměníku, kde se teplo předá vodě, která již není kontaminována. Tato voda se opět ohřívá až na páru, a pak již jako u tepelné elektrárny jde na turbínu. Hlavní rozdíl je tedy ve dvou okruzích tepelného média oproti jednomu tepelné elektrárny.

Princip vodní elektrárny

U vodní elektrárny se používá k pohonu turbíny energie vody. Nejdůležitější je dostatečný spád nebo proud vody, který lze zesílit účinkem tlakového potrubí. Voda se přivádí na lopatky turbíny a dále je to stejné, jako u předešlých typů elektráren.

Větrné elektrárny

Turbína je nahrazena lopatkami vrtule, které jsou přímo nebo přes převodovku spojeny s generátorem uvnitř hlavice věže. Větrné elektrárny jsou technologicky snad nejjednoduší zařízení na výrobu energie (podobně jako vodní kolo).

Sluneční články:

Sluneční články využívají tzv. vnějšího fotoelektrického jevu. Tedy: 'Jsou-li čisté kovové povrchy ozářeny UV světlem, emitují nabité částice.' S tímto poznatkem přišel H. Hertz a A. Einstein vysvětlil proč tomu tak je (dostal za to Nobelovu cenu). Postupně se tímto jevem fyzici dále zabývali a zjišťovali další skutečnosti (Hallwachs 1888 - náboje jsou záporné, Thomson 1899 - částice jsou elektrony) až P.Lennard (1902) stanovil nejdůležitější poznatek: 'Maximální kinetická energie emitovaných elektronů nezávisí na intenzitě světla, ale zvětšuje se s frekvencí světla. Tok elektronů je úměrný intenzitě světla.'

Tyto poznatky nám určují praktickou využitelnost tohoto jevu. V praxi se jedná o hladké polovodičové desky, které jsou hermeticky uzavřené. Při osvitu slunečním spektrem dochází k výše uvedenému jevu.

Doufám že Vám tento článek přinese ty informace, které jste v něm hledali. Jestliže ne, můžete k upřesnění využít naši debatu nebo mě kontaktujte na mém e-mailu.

Zdroje:
Foto: Viktor Laika
mve.energetika.cz
Přednášky prof. Holého - Fyzika pro chemiky 2.