Shrnutí: Moderní civilizace se neobejde bez elektřiny, takže se výroba elektřiny stala velmi důležitou a je považována za páteř průmyslového rozvoje a urbanizace. Využívání tepelné energie k výrobě elektrické energie je odvěkým mechanismem, který se stále podílí na velké části spotřeby elektrické energie. Výhody z hlediska polohy, surovin a infrastruktury rovněž usnadňují instalaci tepelných elektráren na mnoha místech planety. V tomto článku popíšu, jak tepelná elektrárny funguje, a i to, jaké výhody a nevýhody spočívají v jejím provozu.
- Tepelná elektrárna využívá uhlí, ropu nebo kapalný zemní plyn, které převádí na páru – tak se ve zkratce vyrábí elektřina
- Tepelná elektrárna má mnoho výhod, například to, že se jedná o spolehlivý zdroj energie
- Mezi nevýhody provozu tepelné elektrárny patří spotřeba velkého objemu vody, znečišťování ovzduší a další
Jak funguje tepelná elektrárna?
Tepelné elektrárny využívají paliva, jako je uhlí, ropa nebo kapalný zemní plyn, k přeměně vody na páru, která pohání turbínu a vyrábí elektřinu. Lze je zřídit na jakémkoliv místě se snadnou dostupností paliva a vody. Tepelné elektrárny hrají klíčovou roli při výrobě a dodávkách elektrické energie, protože mohou pružně reagovat na strukturu poptávky po elektřině a uplatňovat různé způsoby, jak získat větší výkon. Tepelné elektrárny jsou hlavním zdrojem elektřiny pro většinu zemí. Skoro polovinu celkové poptávky po elektřině v naší zemi pokrývají tepelné elektrárny.
Rychlý růst urbanizace a industrializace vede k větší spotřebě elektřiny, a tím vytváří obrovskou poptávku po elektrické energii. Tepelná elektrárna je elektrárna, v níž se tepelná energie přeměňuje na elektřinu. Při tomto procesu přeměny energie, se palivo spaluje za vzniku vysoké teploty, která v kotli přemění vodu na páru. Pára pod vysokým tlakem působí na turbínu silou, která způsobuje její otáčení vysokou rychlostí.
S turbínou je spojen generátor elektrické energie, který z tohoto pohybu následně vyrábí elektrickou energii. K výrobě elektrické energie se využívá tepelná energie, takže se nazývá tepelná elektrárna. Stejně jako všechny zdroje energie má však i výroba tepelné energie své výhody i nevýhody.
Výhody tepelné elektrárny
Finanční výhody
Jednou z hlavních výhod tepelných elektráren jsou nízké náklady na výrobu energie. Elektrárny využívají k výrobě energie fosilní paliva, kterých je stále dostatek a jsou ekonomicky výhodné. Počáteční investiční náklady na instalaci tepelné elektrárny jsou také nižší ve srovnání s jinými typy elektráren. Vzhledem k blízkosti městských oblastí jsou náklady na dopravu a další náklady minimální. Obvykle se tyto elektrárny umísťují v blízkosti centra zátěže, čímž se snižují náklady na distribuci energie.
Výhoda umístění
Jednou z největších výhod tepelných elektráren je to, že je lze umístit v jakékoli vhodné oblasti bez specifických geografických požadavků, na rozdíl od projektu vodní elektrárny. Umístění tepelných elektráren lze vybírat s ohledem na oblasti, kde není nutné stěhování obyvatel. Lokality tepelných elektráren jsou zpravidla blízko od center spotřeby, takže poměr nákladů a přínosů je vždy lepší než u projektů vodních elektráren. Tepelné elektrárny se zpravidla rozvíjejí v rovinatých oblastech a také nevyžadují mnohem větší plochy, čímž se zvýhodňuje rozsah jejich rozšiřování.
Vliv na životní prostředí
Fáze instalace a výstavby tepelné elektrárny nezpůsobuje žádné větší škody na životním prostředí. Při výrobě tepelné energie se používají paliva, která prakticky nevypouštějí žádné toxické emise. Pro instalaci tepelných elektráren nejsou zapotřebí příliš velké plochy půdy. To je výhodou z hlediska ochrany lesů, které se v důsledku nárůstu zřizování průmyslových závodů ničí. Výstavba tepelných elektráren také nezabere mnoho času, čímž se do značné míry snižuje pravděpodobnost znečištění ovzduší a půdy.
Spolehlivý zdroj energie
Výroba tepelné energie je považována za spolehlivější zdroj pro pokrytí budoucí poptávky po energii. Elektrárny mohou pružně reagovat na různé požadavky na energii a měnící se strukturu poptávky. Dokáže přizpůsobit výkon výroby energie podle poptávky. Tepelná energie poskytuje stabilní výkon a je považována za páteř dodávek do sítě. Technologie výroby tepelné energie je dobře zavedená a snadno dostupná, což z ní činí spolehlivější zdroj energie.
Nevýhody tepelné elektrárny
Použití velkého množství vody
Tepelné elektrárny potřebují velké množství vody k výrobě páry, která pohání turbíny k výrobě elektřiny. Obrovská spotřeba vody způsobuje vážný dopad na vodní zdroje v řekách, jezerech a podzemních vodách.
Spotřeba fosilních paliv
Paliva používaná k výrobě tepelné energie jsou vyčerpatelné zdroje. Výroba tepelné energie vyžaduje těžbu uhlí a ropy ze země, což způsobuje vyčerpání těchto fosilních paliv. Výroba energie v tepelných elektrárnách je také závislá na kvalitě uhlí nebo přírodního oleje, což někdy ovlivňuje optimální úroveň výkonu.
Znečištění ovzduší a půdy
Provoz elektráren z dlouhodobého hlediska způsobuje znečištění ovzduší v důsledku emisí škodlivých plynů. Občasné uvolňování škodlivých plynů, jako je oxid siřičitý, oxid uhličitý a další plyny, má nepříznivý dopad na životní prostředí. Uvádí se také, že některé tepelné elektrárny vypouštějí velké množství rtuti a produkují popílek, který může kontaminovat ovzduší, vodu a půdu v okolí. Existuje možnost, že znečištění vznikne z nebodových zdrojů v důsledku přepravy uhlí, nakládky a vykládky paliv, skladování uhlí a ropy atd. Znečištění vody může být způsobeno odpadními vodami z elektrárny, manipulací s popelem, demineralizací atd.
Vysoké náklady na údržbu
Náklady na údržbu a provoz tepelné elektrárny jsou poměrně vysoké. Stroje a zařízení v tepelných elektrárnách jsou komplikované a vyžadují kvalifikovaný personál, který s nimi dokáže efektivně zacházet. Často se vyskytují poruchy strojů a nároky na údržbu jsou vyšší. Nedostatek moderního vybavení a kvalifikovaného personálu pro obsluhu a údržbu omezuje další rozšiřování kapacity a zdrojů elektrárny. Vznikají dodatečné náklady na dopravu surovin a udržování velkých skladovacích prostor pro uhlí a další paliva.
Nízká účinnost a životnost
Celková účinnost tepelné elektrárny je považována za nízkou. Mnoho tepelných elektráren na uhlí používá starší technologie, které nemají šanci na modernizaci. To také ovlivňuje celkovou životnost a účinnost tepelných elektráren ve srovnání s vodními elektrárnami. Odborníci na životní prostředí navrhli omezit provoz uhelných elektráren s ohledem na změny klimatu způsobené znečištěním a skleníkovým efektem. Relativní finanční jistota týkající se omezení těžby fosilních paliv může vytvářet další nevýhodu pro požadované rozšíření tepelných elektráren.
Často kladené dotazy
❓Co ovlivňuje účinnost tepelné elektrárny?
Účinnost elektrárny závisí především na tlaku a teplotě páry vstupující do turbíny a na tlaku v kondenzátoru. Tepelná účinnost se zvyšuje s růstem teploty a tlaku páry vstupující do turbíny.
❓Jaká je nejvýkonnější tepelná elektrárna v Čr?
Prunéřov je nejvýkonnější tepelnou elektrárnou v České republice. Instalovaný výkon je 1490 MW (Prunéřov I 4 x 110 MW a Prunéřov II 5 x 220 MW). Elektrárna Prunéřov I byla spuštěna do provozu v letech 1967 až 1968, Prunéřov II byl spuštěn v letech 1981 až 1982.
❓Co se spaluje v tepelných elektrárnách?
Teplo se v tepelných elektrárnách vytváří v kotli spalováním fosilního paliva (tuhým palivem bývá černé a hnědé uhlí, kapalným palivem je ropa, oleje, mazut, plynným palivem je zemní plyn) nebo štěpením atomů.
Užitečné odkazy:
Výhody a nevýhody tepelné elektrárny [ENG] – teachoo.com
Tepelná elektrárna: Její pro a proti [ENG] – aspiringyouths.com
