• Što je proizvodnja električne energije?
• Kako se proizvodi električna energija?
• Faze elektroenergetskog sektora
• Vrste proizvodnje električne energije
• Obnovljiva energija

Objašnjavamo što je proizvodnja električne energije, njezine vrste i kako se proizvodi. Osim toga, faze elektroenergetskog sektora.

Velik dio našeg svakodnevnog života ovisi o električnoj energiji.

Što je proizvodnja električne energije?

Generacija od električna energija obuhvaća skup od procesa različitim putem kojih se može proizvesti struja, ili što je isto, transformirati druge oblike Energija dostupan u priroda (kemijska energija, kinetika, toplinski, svjetlo, nuklearnaitd.) u iskoristivoj električnoj energiji.

Sposobnost proizvodnje električne energije jedna je od glavnih briga čovječanstvo suvremeni, budući da je njegova potrošnja Od svog otkrića u 19. stoljeću postao je raširen i normaliziran do te mjere da je postao nezamjenjiv u našem svakodnevnom životu. Naši domovi, industrijeJavna rasvjeta, pa i naši osobni uređaji, ovise o stalnoj i stabilnoj opskrbi električnom energijom.

Stoga je svjetska potrošnja energije u porastu. Dok je 1900. globalna potrošnja energije iznosila samo 0,7 teravata (0,7 x 1012 W), već 2005. procijenjena je na oko 500 eksajoula (5 x 1020 J), što je ekvivalentno 138.900 teravata.

Industrijski sektor je najveći potrošač od svih, pa je stoga razvijeni svijet (tzv. Prvi svijet) odgovoran za najveći postotak potrošnje. Sjedinjene Države, na primjer, troše 25% energije proizvedene u cijelom svijetu.

Stoga je potraga za novim i učinkovitijim načinima dobivanja područje u koje se ulažu golemi znanstveni i tehnološki resursi, posebice u vrijeme kada klimatski učinci industrijalizacija i od gorenja fosilna goriva postalo je ne samo očito, već i alarmantno.

Kako se proizvodi električna energija?

Za okretanje turbine generatora mogu se koristiti različite vrste energije.

Električna energija se općenito proizvodi u velikim objektima koji se nazivaju elektrane ili elektrane, koje, koristeći prednosti različitih vrsta sirovina ili prirodni procesi "proizvode" električnu energiju.

Za to većina elektrana ima alternatore, koji su veliki uređaji koji generiraju naizmjenična struja. Sastoje se od zavojnice, koja je velika, rotirajuća rola materijala električni vodič poredane u nitima, i a magnet koja ostaje fiksna.

Rotacijom zavojnice unutar magneta velikom brzinom, javlja se fenomen koji se naziva elektromagnetska indukcija: magnetsko polje Rezultat mobilizira elektrone vodljivog materijala, stvarajući protok energije koji se zatim mora "pripremiti" za distribuciju kroz niz transformatora.

Pitanje je, dakle, kako natjerati zavojnicu da se vrti velikom brzinom i postojano. U eksperimentima provedenim u 19. stoljeću s električnom energijom, ona je nastajala pedaliranjem bicikla, što je, naravno, proizvelo samo malenu količinu.

U slučaju elektrana potrebno je nešto mnogo sofisticiranije: turbina, koja je rotirajući uređaj sposoban prenositi mehanička energija na zavojnicu, čineći je rotacijom, od upotrebe druge sile.

Na primjer, možete koristiti vodu koja pada u vodopadu, ili stalno puhanje vjetra, ili u većini slučajeva, pare rastuća količina dobre količine kipuće vode, za koju je zauzvrat potrebno proizvesti stalnu količinu toplina, pomoću izgaranje od raznih vrsta materijala.

Kao što će se vidjeti, kompletan proces generiranja električne energije nije ništa drugo nego transformacija kemijske energije u kaloričnu energiju (izgaranje), da bi se kasnije pretvorila u kinetičku i mehaničku (mobilizacijom turbine), a kasnije u elektromagnetsku, tj. , , u struji.

Faze elektroenergetskog sektora

Električna energija se distribuira putem dalekovoda.

Sektor električne energije je onaj koji je odgovoran za cjelokupni krug proizvodnje električne energije, od njenog početka do njezine potrošnje u svakom našem domu, na primjer. Cijeli ciklus proizvodnje energije u ovom sektoru uključuje sljedeće faze:

• Generacija. Prva faza, logično, sastoji se od dobivanja električne energije dostupnim sredstvima, u bilo kojoj vrsti elektrane koja postoji.
• Transformacija. Nakon što se električna energija dobije, obično se podvrgava procesu transformacije koji je priprema za transport po elektroenergetskoj mreži, budući da se električna energija, za razliku od drugih proizvoda i robe, ne može pohraniti za kasniju potrošnju, već se mora odmah prenijeti.

Za to su zaslužne takozvane trafostanice ili transformatorska postrojenja koja se nalaze u blizini elektrana, ali i transformacijski centri u blizini elektrana. populacije potrošača, budući da je njegova misija modulirati električni napon kako bi električna energija bila transportna (visoki napon) i potrošna (niski napon).

• Distribucija. Električna energija mora konačno biti opskrbljena našim domovima ili industrijama koje je troše putem žične mreže poznate kao dalekovodi, a kojom se obično bave različite distribucijske i marketinške tvrtke.
• Potrošnja. Konačno, svako potrošačko kućanstvo ili industrijsko postrojenje ima poveznu instalaciju, koja povezuje distribucijske mreže s unutarnjim objektima, omogućujući da energija bude prisutna gdje god nam je potrebna.

Vrste proizvodnje električne energije

Energija vjetra je relativno jeftina i sigurna za proizvodnju električne energije.

Proizvodnja električne energije klasificira se, normalno, prema vrsti elektrane u kojoj se proizvodi, odnosno što je isto, prema tome koji se specifični postupak koristi da se, kao što smo prije objasnili, mobilizira turbina nego da se zakrene zavojnica koja zauzvrat vrijeme stvara električnu energiju. Dakle, imamo:

• Termoelektrična energija fosilna goriva. Termoelektrane su one koje proizvode električnu energiju iz toplinske energije, kipuće velike količine vode ili slično zagrijavaju druge plinove, zahvaljujući izgaranju različitih materijala. organski (Ugljen, Nafta, prirodni gas ili druga fosilna goriva) u unutarnjem kotlu. U tim slučajevima, plin koji se širi je odgovoran za pomicanje turbine, a zatim se hladi kako bi se mogao ponoviti ciklus.
• Termonuklearna energija. Princip rada termonuklearne energije ne razlikuje se od termoelektrične, s tim da se toplina potrebna za rotaciju turbina dobiva različitim kemijski procesi fisija od atoma teška, odnosno bombardiranje atomskih jezgri određenih elementi, da ih natjera da postanu drugi lakši elementi i oslobode golemu količinu energije. U tim postrojenjima, poznatim kao reaktori, ista je logika atomska bomba, ali se prijavio u miroljubive svrhe. Nedostatak je što proizvodi radioaktivni otpad s kojim je teško rukovati i koji je vrlo otrovan.
• Geotermalna energija. Opet, u ovom slučaju rad elektrane je u skladu s termoelektričnim modelom, ali bez potrebe za gorivima ili kotlovima, budući da se koristi unutarnja toplina elektrane. Zemljina kora. Za to je potreban prikladan tektonski položaj, odnosno područje s tektonskom aktivnošću koje omogućuje da se voda izlije u dubine zemlje i iskoristi nastalu paru za mobilizaciju električnih turbina.
• Sunčeva toplinska energija. Slično kao u prethodnim slučajevima, ova vrsta elektrana koristi prednosti sunčeva svjetlost, fokusirajući ga i koncentrirajući pomoću složenog sustava zrcala, kako bi se zagrijale tekućine na temperature između 300 i 1000 °C, i tako pokrenuti proces termoelektrične proizvodnje.
• Fotonaponska energija. Ova vrsta energije također se dobiva iskorištavanjem sunčeve svjetlosti, ali u drugačijem smislu: pomoću velikih polja fotonaponskih ćelija, sastavljenih od dioda osjetljivih na sunčevu svjetlost, koje stvaraju male potencijalne razlike na svojim krajevima. Za njih su potrebne velike stranice solarni paneli za proizvodnju električne energije, ali u isto vrijeme to se radi bez potrebe za sirovinama i bez zagaditi previše okoliš.
• Hidroelektrana. U ovom slučaju, električne turbine proizvodnog postrojenja ne pokreću se djelovanjem topline, već korištenjem mehaničke energije vodopada. Iz tog razloga, a topografija specifične za to, kao što su katarakte, slapovi, moćne rijeke ili vodena tijela u koja se mogu ugraditi brane ili brane. Izvan brutalne modifikacije ovih vodenih tijela i njihovih ekosustava vlastiti, to je oblik čista energija, jeftino i sigurno.
• Energija morske vode ili valna snaga. Tako se nazivaju postrojenja za dobivanje električne energije iz plime i oseke ili morskih valova, preko obalnih objekata koji preko plutajućih uređaja iskorištavaju pritisak vode za mobilizaciju turbina. Međutim, oni nisu jako moćni i ne baš isplativi načini dobivanja energije, barem za sada.
• Snaga vjetra. Ako se u prethodnim slučajevima iskorištavalo prirodno kretanje vode, u vjetroelektranama se koristi sila vjetra, posebno u regije u tome što stalno puše, poput obalnih zona, velikih ravnica ili slično. Za to imaju čitava polja divovskih propelera, osjetljivih na prolazak vjetra, koji pri kretanju prenose mehaničku energiju na električnu turbinu. To je relativno jeftin i siguran oblik proizvodnje električne energije, ali nažalost vrlo malo moćan i sa značajnim troškovima u smislu uređenja okoliša.

Obnovljiva energija

Dobivanje električne energije složen je i vrlo zahtjevan proces. utjecaj na okoliš, posebno u svojim tradicionalnim varijantama, poput fosilnog goriva. Osim toga, u potonjim slučajevima dostupno gorivo ima ograničene rezerve, budući da ugljen i nafta imaju vrlo sporo i dugotrajno geološko podrijetlo, što nam ne dopušta obnavljanje planetarnih zaliha istom brzinom kojom ih trošimo.

Iz tog razloga, mnogi napori energetskog sektora ulažu se u potragu za mogućim obnovljivim izvorima, odnosno u poboljšanje onih koji već postoje, poput solarne, hidroelektrične i geotermalne energije.

Međutim, velike nade čovječanstva u energetskim pitanjima upućuju na mogućnost atomske fuzije kao sigurnog, pouzdanog, nezagađivajućeg i obnovljivog izvora energije: uzimaju se atomi vodika, najzastupljeniji element na svijetu. svemir, i spajaju se kako bi se generirale ogromne količine energije, baš kao što se to događa u srcu zvijezde u prostoru.

Nažalost, blaženstvo tehnologija još je daleko od našeg dosega, pa će čovječanstvo morati uložiti veće napore da prilagodi svoju potrošnju energije mogućnostima svijeta ili riskira da ga potpuno uništi u želji za beskonačnom električnom energijom.