Villamosenergia
Villamosenergia Mo.-on
Hőerőművek Jelenleg az atomerőművek mellett a hőerőművek termelik a legtöbb villamos energiát. hőenergia - különféle tüzelőanyagok elégetése útján nyerik (ásványi szenek, földgáz, kőolaj stb.). Az így fejlődő hő a keménységtől megszabadított vizet (lágy víz) nagynyomású gőzzé alakítja, ami meghajtja a gőzturbinákat, ezek pedig működésbe hozzák a villamos áramot szolgáltató generátorokat. Lángcsöves gőzkazán Vízcsöves gőzkazán: ezek fejlesztik a nagynyomású vízgőzt, ezért a nagyteljesítményű hőerőművekben főleg ezeket használják.
Hőerőművek A használt tüzelőanyagok energetikai értékét azok fűtőértéke határozza meg, amit szilárd és cseppfolyós tüzelőanyagok esetében kj/kg‑ban szoktak megadni A turbinából távozó vízgőzt még fel lehet használni különféle készülékek, sőt lakások melegítésére is. Víz újrahasznosítás (vegyszerezés csökkentése-vízlágyítás)
Hőerőművek Előny: olcsó építés Hátrány: egyre drágábban termelnek, környezetszennyezés
Generátorok A villamos áramfejlesztő (5) kb. 10000 V-os áramot szolgáltat, transzformátorállomás - az áram feszültségét lényegesen megnövelik (transzformálással), mivel így a szállítás közbeni veszteség jelentősen lecsökken. Már 1 millió voltos szállító vezetékeket (vonalakat) is építettek. Általában a 100-400 ezer voltos (100-400 kV) vezetékek a gyakoribbak. A felhasználás helyén a feszültséget ugyancsak transzformálás útján csökkenteni kell, háromfázisú áram esetén 380 V-ra, kétfázisú áram esetében pedig 220, esetleg 110 V-ra.
Atomerőművek első kísérleti atomreaktort 1942-ben építették Chicagóban míg az első ipari (áramtermelő) atomreaktort 1954-ben helyezték üzemi állapotba Oroszországban (Obnyinszkben) Számuk mameghaladja az 500-at
Atomerőművek 1 kg 235‑ös uránból annyi hő fejleszthető, mint 3 millió kg jó minőségű kőszén elégetésével 1 kg 235-ös uránból kb. 23 millió kWh energiát lehet nyerni, míg egy kg kőszénből 8,1 kWh-t) 233-as és 235-ös tömegszámú uránt, valamint a 239-es tömegszámú plutóniumot használják. Urándúsítás (0,7 %- ról 3-3,5 %) Atommaghasadás, láncreakció Biztonság: a maghasadási reakcióban felszabaduló átlagosan 2,5 neutronból csak egynek szabad maghasadást okoznia. A feleslegesnek számító neutronokat ún. neutronbefogó elemekkel megkötik. Ilyenek a kadmium, bór, hafnium, tantál stb.
Nukleáris hulladék-kezelés Kis, közepes és magas sugárzású Felezési idő szerint Mélygeológiai és felszín közeli tárolók Püspökszilágy (nem atom erőművi eredetű) Bátaapáti (kis, közepes aktivitás) Paks (kiégett kazetták pihentetése, átmeneti tároló) Nyugat-Mecsek /tervben/ (atomerőművi eredet nagy aktivitású kiégett fűtőelemek 500-800m mélyen, járatok lezárása)
Atomerőművek Neutronbefogó elemekből rudakat készítenek, amelyeket az atomreaktor megfelelő járataiban önműködően süllyesztenek vagy emelnek az uránrudak közé Grafitmodulátoros (egy kör, grafit és kadmium modulátor) Már nem használják őket a szennyezés fokozott lehetősége miatt Nyomottvizes reaktorok (két kör – plutónium, modulátor- nehézvíz, berillium) Ma használt reaktorok (Paks is ilyen) Szaporító reaktorok (breederek), amelyekben a 238-as uránizotópot alakítják át 239-es plutóniummá a gyors neutronok hatására. Ez a plutónium ugyanolyan jó eredménnyel használható, mint a 235-ös uránizotóp.
Atomerőmű-balesetek 1957-ben az angliai Cumberland Windscale központjában egy plutóniumot előállító ún. szaporítóreaktor (breeder = bríder) túlmelegedett, kigyulladt, és egy napig égett 1979-ben az Amerikai Egyesült Államokban, Pennsylvania állam Harrisburg nevű városa mellett a Three Mile Island atomerőmű - túlmelegedés 1981-ben Japán Curuga nevű városa -40 t radioaktív víz folyt ki 1986-ban a csernobili atomerőműben meghibásodott a hűtőrendszer, ezért a reaktorok, és végül az egész rendszer túlmelegedett, törések-repedések keletkeztek, radioaktív felhők jöttek létre, 2011 Fukushima
Atomerőművek Előny: olcsó és nagy mennyiségű villamos energia Hátrány: biztonságtechnikai kérdések, radioaktív hulladékok elhelyezésének problémája
Kinetikus energiák Ilyenek például a következők: szél, tengeri árapály, tengeri hullámzás, folyóvizek. Árapály-erőmű Tenger hullámzás energiájának hasznosítására tett kísérletek Szélerőművek
Vízerőművek A vízerőművek a természetes vizek (folyóvizek) kinetikus, illetve hidraulikus energiáját használják fel, ami elsőfokon a vízturbinák segítségével mechanikai energiává alakul. Kaplan turbinákba sugárirányba ömlik be a víz néhány méter magasságból, majd főleg súlyánál fogva mozgásban tartja a turbina légcsavarszerűen kiképzett forgórészét. Tározó mérete- folyó vízhozama, esése, vízjárása
Vízienergia Kisebb és főleg az évszakonként változó hozamú folyóvizek esetében szükségessé válik egy nagyobb méretű gát megépítése, gyűjtőtó kialakítása. A nagyteljesítményű vízerőművek (200-600 MW stb.) folyamatos működtetéséhez sokmillió m3 tárolt vízre van szükség ahhoz, hogy a természetes vízhozam csökkenése az időben ne okozzon zavart az erőmű üzemelésében.
Vízienergia Hátrány: drága építés, talajvíz problémák, élővilágot izolálja (hallépcső) Előny: levegőt nem szennyez, hajózást segíti
Geotermikus erőmű
Szélenergia Telepítés feltétele: állandó egyenletes szelek Nálunk gyakran „puffos” a szél Nagyságukat tekintve lehetnek : mikroerőművek, melyeknek teljesítménye 0,1-2 kW főleg akkumulátorok feltöltésére üzemeltett kis teljesítményű erőművek 2-10 kW-osak izolált menedékházak, farmok stb. villanyárammal való ellátására használnak, közepes nagyságú villamos szélerőművek 10-100 kW-os teljesítménnyel, melyeket földrajzilag izolált, kisebb települések áramellátására használnak 100-1000 kW-os ilyen típusú erőművek, melyeket nagyobb települések, városok villanyárammal való ellátására használnak
Szélenergia Két alapvető típus Széliránytől függő, illetve független működés Rotorlapát állásszög Szélirányba fordítás Elektronikus vezérlőrendszer szerepe
Szélenergia Magyarországon: Csénye, Fertő-tó melléke Mosonmagyaróvár. Kemenesmihályfa, Vönöck, Bakonycsernye Előny: Építés után ingyen termel Problémák: Villamos energia hálózatba való betáplálás Veszély: madarak, légi közlekedés
Napenergia Napelem elektromos áram Napkollektor Villamos áram termelés Betáplálás a villamosenergia hálózatba Fotoelektromos működés Félvezetőtechnológián alapul Töltésszétválasztás Napkollektor meleg víz, fűtés
Takarékoskodjunk a villamos energiával Kompakt fénycső, LED (világítás lekapcsolása) Hagyományos izzók folyamatos kivonása Energiatakarékos fogyasztók (A, AA energiahatékonysági kategória) Goodbye standby Főzés, meleg víz felhasználás, világítás Mosási hőmérsklet
Köszönöm a figyelmet!