380 likes | 591 Views
Energie. energie. energie ≈ práce jednotka energie je joule ( J ) . Je definován jako práce, kterou vykoná síla 1 N působící po dráze 1 m Tuna měrného paliva (tmp) je jednotka energie, používaná v energetice. Podle definice měrného paliva platí 1 tmp = 29,31 GJ.
E N D
energie • energie ≈ práce • jednotka energie je joule (J). Je definován jako práce, kterou vykoná síla 1 N působící po dráze 1 m • Tuna měrného paliva (tmp) je jednotka energie, používaná v energetice. Podle definice měrného paliva platí 1 tmp = 29,31 GJ. • British thermal unit (BTU)≈ 1 1kJ • výkon [W, watt]vyjadřuje množství práce vykonané za jednotku času[J/s] • Wh (watthodina) odpovídá práci stroje s příkonem jeden watt po dobu jedné hodiny, neboli 3600 joulům • kWh = 3.6 MJ
http://www.fontes-rerum.cz/soubory/download/edr_energ_narocnost.pdfhttp://www.fontes-rerum.cz/soubory/download/edr_energ_narocnost.pdf
http://www.fontes-rerum.cz/soubory/download/edr_energ_narocnost.pdfhttp://www.fontes-rerum.cz/soubory/download/edr_energ_narocnost.pdf
http://www.fontes-rerum.cz/soubory/download/edr_energ_narocnost.pdfhttp://www.fontes-rerum.cz/soubory/download/edr_energ_narocnost.pdf
Výroba elektřiny • přeměna chemické energie • galvanické články • přeměna mechanické energie • alternátor, dynamo • vodní, tepelná, jaderná, větrná… • přeměna světelné energie • fotovoltaický článek • přeměna tepelné energie • termoelektrický článek
Přenos a skladování energií • ropa, uhlí – vcelku jednoduché • plynná paliva – obtížnější • přenos elektřiny – vedení, ztráty (ideálně – krátké, velký průměr, vysoké napětí (=nízký proud), měď, zlato) • elektřinu nelze skladovat! – přečerpávací elektrárny, vodík • naprostá nutnost vyvážení výroby a spotřeby!!!!
ČR, zdroj: ERÚ 2009 celkem 82,25 TWh
přeměna mechanické energie http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a4/Water_turbine.jpg
jaderná energetika Energie získaná z 1 kg uranu odpovídá přibližně energii, kterou bychom dostali spálením 3 000 000 kg uhlí. http://artemis.osu.cz/mmfyz/
jaderný reaktor http://artemis.osu.cz/mmfyz/
Temelín http://ok1zed.sweb.cz/s/el_jaderna.htm
energie jádra • E=mc2 • 1 kg hmoty = 25 TWh, při štěpění jádra jen cca 1‰ • další možnosti? • termojaderná fúze (cca 1%) • anihilace hmoty a antihmoty (100%) http://ok1zed.sweb.cz/s/el_jaderna.htm
Jaderné palivo uran, plutonium, thorium http://technet.idnes.cz/exkluzivni-fotoreportaz-z-modernizace-jaderne-elektrarny-temelin-1fb-/tec_reportaze.asp?c=A070827_101055_tec_reportaze_rja • přirozená radioaktivita – uhlí • využití rychlých, množivých reaktorů
Zemětřesení - Japonsko 11.3.2011 • Fukushima I
Vnější dávka 8,2 mSv/h v 8:30 (dávka v průběhu času klesá) Pozn.: Na 4. bloku vypuknul kolem 6. hodiny ráno požár. Mimo budovu reaktoru byly v 10:22 zaznamenány zvýšené dávky radiace: 30 mSv mezi blokem 2 a 3, 400 mSv u bloku 3 a 100mSv u bloku 4. Odhaduje se, že vyhořelé palivo skladované v bazénu se zahřálo a uvolněný vodík způsobil následnou explozi. Provozovatel (TEPCO) později uvedl, že se požár podařilo uhasit. http://www.sujb.cz/?c_id=1079
intenzita radiace Výška kolem 6 tisíc m n. m.: 0,001 mSv/h (9 mSv/rok). V letové výšce letadel (10 km): 0,005 mSv/h (cca 45mSv/rok) Spalování uhlí: kolem 0,5 Sv/GW pro elektrárny s odlučovači popílku a 6 Sv/GW pro elektrárny bez odlučovačů. (Konečný, 2007) http://www.sujb.cz/?c_id=1018 Zdroje přírodního a umělého záření 1. Kosmické záření; 2. Radon; 3. Záření zemské kůry; 4. Vnitřní zdroje; 5. Průmyslové aplikace; 6. Lékařské aplikace; 7. Záření vzniklé činností jaderných zařízení http://www.energyweb.cz/web/index.php?display_page=2&subitem=1&ee_chapter=3.5.4
ostatní „mechanické“ elektrárny • vždy stejný princip – něco musí točit turbínou • voda, vítr, pára, spalování biomasy, bioplynu http://www.nexteraenergyresources.com/content/where/portfolio/hydro/hydro_plant.shtml výroba = spotřeba!!!
energie z biomasy Daugendorf 2007
Sluneční záření • solární konstanta: 1,38 kW/m2 (povrch atmosféry) • „Sluneční výkon 40 bilionkrát přesahuje teoretickou spotřebu lidstva.“ (http://www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/obnovitelne-zdroje/slunce.html)
Fotovoltaický článek • běžně je špičková účinnost cca 11-16% (ale metodika měření!) • globální sluneční záření (přímé + rozptýlené) v ČR cca 1 MWh/m2 • teoretický maximální zisk cca 100 kWh/m2 • Temelín 13TWh/rok = 13 000 000 000 kWh, tj. ekvivalent 130 000 000 m2 tj. 130 km2
typy fotovoltaických článků a jejich „typická“ účinnost Další typy článků mají v laboratoři účinnost až 40% http://www.isofenenergy.cz cena el. energie v r. 2008 = 1 559 Kč/MWh povinný odkup „sluneční“ elektřiny za 13 730-14 080 Kč/MWh „tržní cena“ sluneční elektřiny cca 980 Kč/MWh výkup za cca 14x vyšší cenu – kdo to platí?
Fototermické systémy • neslouží k výrobě elektřiny, ale produkci tepla • běžně účinnost 40-50% • mnohem levnější výroba než fotovoltaické články http://www.terms-cz.com/
Skladování energie Vodní dílo Dalešice Dlouhé Stráně Vodní elektrárna Štěchovice Vodík
Výroba vodíku • Parní reforming fosilních paliv • elektrolýza vody • Vysokoteplotní elektrolýza • Termochemické cykly štěpení vody • Biotechnologická produkce vodíku • fotolýza vody