Tepelná elektrárna

Geotermální elektrárna Nesjavellir na Islandu

Tepelná elektrárna je výrobna elektrické energie. Jedná se o technologický celek, který vyrábí elektrickou energii přeměnou z chemické energie vázané v palivu (či jiného vhodného zdroje energie) prostřednictvím tepelné energie.

Obvykle je termínem „tepelná elektrárna“ označována spalovací elektrárna spalující běžné fosilní palivo (zpravidla uhelná elektrárna, případně plynová elektrárna nebo ropná elektrárna). Na principu tepelné elektrárny pracují i další typy elektráren, které využívají principu změny tepelné energie na elektrickou (kupř. jaderné elektrárny, geotermální elektrárny, tepelné sluneční elektrárny aj.).

Schematické znázornění toků energie

Řetězec proměny energie lze schematicky popsat :

Materiálový řetězec zprostředkovatelů přenosu energie pak tvoří :

  • doprava paliva (či jiný vhodný zdroj) do kotle jako generátoru páry,
    • → přívod vodní páry do turbíny
      • → společný hřídel turbosoustrojí resp. turbogenerátoru do elektrického generátoru (alternátoru)
        • elektrická napájecí soustava do elektrického spotřebiče
          • → chlazení spotřebiče do prostředí

Technologický řetězec strojních zařízení pro přeměnu energie pak tvoří :

Možná paliva či jiné zdroje tepelné energie

Chemické zdroje

Tepelná energie je obvykle získávána chemickým procesem spalování vhodného paliva, kdy hořením (t.j. jeho oxidací) je uvolňována tepelná energie vázaná v palivu. Obvykle se jedná o tato fosilní paliva:

Jaderné zdroje

tepelnou energii je možné získat i fyzikálně chemickým procesem štěpení atomových jader některých chemických prvků. Procesem řízeného rozpadu jádra atomu je uvolňována jaderná energie vázaná v jaderném palivu, toto palivo se používá v jaderných elektrárnách, zpravidla se jedná o tyto prvky:

Geologické zdroje

Tepelná elektrárna však může získávat teplo i převodem tepla z přírodního prostředí v podobě geotermální energie, tepelné elektrárny tohoto typu bývají označovány pojmem geotermální elektrárna

Sluneční zdroje

Tepelnou energii lze získat též soustředěním slunečního záření do centrálního ohniska, kde je voda z kapalné formy přeměňována na vodní páru, která pak pohání turbínu.

Netepelné zdroje

Oproti tomu přeměna světelné sluneční energie na energii elektrickou probíhá v solární elektrárně, která ovšem není tepelnou elektrárnou podobně, jako vodní elektrárny (přehradní, přílivové, přečerpávací).

Účinnost

Účinnost přeměny energie je dosud nízká - i v nejmodernějších elektrárnách se pohybuje nejvýš kolem 50 %, jednou z cest k efektivnějšímu využití energie je kogenerace.

Princip funkce

Nákres tepelné elektrárny

Chemická energie vázaná v palivu, je běžným procesem spalování přeměňována nejprve na energii tepelnou. Ta se poté dále převádí nejprve na mechanickou energii resp. kinetickou energii, teplonosným médiem zde bývá nejčastěji běžná vodní pára vyráběná v parogenerátoru. Pára je přiváděna do turbíny, což je zařízení mechanicky spojené s elektrickým generátorem respektive s alternátorem. Kinetická energie je z parní turbíny vyváděna do alternátoru společným hřídelem, mechanická kinetická energie z hřídele stroje se tak dále převádí pomocí alternátoru na elektrickou energii, která je ze stroje vyváděna do elektrorozvodné sítě.

Odkazy

Související články

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Elektrarna Prunerov II 20070926.jpg
Autor: Petr Štefek, Licence: CC BY 3.0
Elektrárna Prunéřov II
PowerStation cs.svg
Autor: FDominec, Licence: CC BY-SA 4.0
Nákres tepelné elektrárny. Překlad z němčiny.
NesjavellirPowerPlant edit2.jpg
The Nesjavellir Geothermal Power Plant in Þingvellir, Iceland