Jakie wyróżniamy typy elektrowni – cechy i opis
Energetyka zajmuje się wytwarzaniem, przetwarzaniem oraz transportowaniem różnych form energii. Bez energetyki nie ma mowy o funkcjonowaniu przemysłu oraz całej gospodarki. Należy ona do tzw. sektora strategicznego w każdym państwie.
Elektrownie to miejsca produkcji energii elektrycznej. Dzieli się je na elektrownie konwencjonalne (tradycyjne) oraz alternatywne.
Konwencjonalne to elektrownie: cieplne, jądrowe oraz elektrownie wodne (przepływowe, zaporowe, szczytowo-pompowe).
Do alternatywnych zalicza się elektrownie: wodne pływowe oraz maremotoryczne, elektrownie wiatrowe, słoneczne, geotermiczne oraz wykorzystujące biomasę.
Elektrownia cieplna: w tego typu elektrowni energię uzyskuje się poprzez spalanie surowców energetycznych, do których zaliczamy: węgiel kamienny i brunatny, gaz ziemny i ropę naftową. Spalanie surowców wytwarza energię pierwotną, która następnie ogrzewa wodę, a wydostająca się para wodna napędza turbiny prądotwórcze. Turbiny łączą się z generatorami i w ten sposób powstaje energia elektryczna. Ciepła woda, czyli efekt uboczny w elektrowni cieplnej, może służy do ogrzewania domów (w elektrociepłowniach) lub zostaje schłodzona dzięki zimnej wodzie z pobliskiego zbiornika.
Ten typ elektrowni niesie ze sobą duże szkody dla lokalnej i globalnej ekologii, która najbardziej dotyczy wydostawania się szkodliwych substancji – efektów ubocznych spalania paliw kopalnych.
Elektrownia jądrowa: mechanizm działania jest bardzo zbliżony do elektrowni cieplnych, z tym że ciepło pierwotne uzyskuj się w procesie reakcji łańcuchowej po rozszczepieniu jąder pierwiastków promieniotwórczych (uranu lub plutonu). Energia z rozszczepienia ogrzewa wodę, ta z kolei napędza turbiny i generatory do wytworzenia prądu. Elektrownie atomowe w zdecydowanej większości umieszczane są w pobliżu dużych zbiorników wodnych lub rzek, bowiem ich woda służy do chłodzenia rdzeni reaktora. Energia z elektrowni atomowych jest niezwykle czysta (tzw. nie generuje wpływu na środowisko naturalne) i tania (potrzeba małej ilości paliwa). Oprócz tego energia jądrowa ma wysoką wydajność.
Problemem jest wysoki koszt budowy elektrowni oraz potencjalne zagrożenie awarią i niebezpiecznym napromieniowaniem okolicy (jednak sytuacja ta wystąpiła do tej pory 2 razy: raz za sprawą błędu człowieka, drugi raz na skutek tsunami). Przed ludzkością wciąż pozostaje problem utylizacji odpadów radioaktywnych, które dziś przechowywane są w specjalnych hangarach lub pod ziemią. Największy udział energetyki jądrowej wykazuje Francja, Litwa, Belgia oraz Korea Południowa.
Elektrownia wodna konwencjonalna: hydroelektrownie wytwarzają energię dzięki sile zgromadzonej w ruchach wody. Najczęściej jest to przepływ oraz spadek grawitacyjny wody. Miejsce elektrowni przepływowych to rzeki, których płynąca woda porusza turbiny sprzężone z prądnicami, a te generują energię elektryczną. Tego typu elektrownie buduje się na dużych, nizinnych rzekach lub szybkich górskich. Elektrownie tego typu pracują bez przerwy, bez możliwości regulacji ich pracy. Największe znajdują się w Chinach, Argentynie oraz Rosji.
Innym rodzaje są elektrownie zaporowe, które pracują w identyczny sposób, jednak ich pracę jesteśmy w stanie kontrolować dzięki wybudowanej sztucznie zaporze. Ostatni typ to elektrownie szczytowo-pompowe. Służą one bardziej jako magazyn energii niż pełnoprawna elektrownia. Elektrownia składa się na dwa połączone zbiorniki (jeden umieszczony na górze i drugi na dole), które przepompowują do siebie wodę i tym samym napędzają turbiny. W ciągu dnia (kiedy istnieje duże zapotrzebowanie na energię) woda jest spuszczana z góry, natomiast w nocy (kiedy zapotrzebowanie jest mniejsze, a prąd tani) woda zostaje przepompowana do górnego zbiornika. Polska posiada kilka elektrowni: Góra Żar, Żarnowiec oraz Żydów.
Elektrownie słoneczne: energia powstaje dzięki przechwytywaniu i przetwarzaniu promieni słonecznych. Elektrownie umieszcza się w miejscach o dużej liczbie dni słonecznych (pustynie, tereny podzwrotnikowe). Jest to energia odnawialna, pozbawiona odpadów o niskich kosztach eksploatacyjnych. Największymi producentami energii słonecznej są Niemcy, USA oraz Chiny.
Elektrownie wiatrowe: śmigła połączone z turbinami napędza siła wiatru. Elektrownie wiatrowe umieszcza się najczęściej nad morzem lub na innych wietrznych terenach. Minimalna prędkość musi wynosić 4 m/s. Jest to energia odnawialna, pozbawiona odpadów o niskich kosztach eksploatacyjnych.
Elektrownie geotermiczne: do wytwarzania ciepła wykorzystuje się ciepło z wnętrza Ziemi. Im głębsze, tym lepsze wyniki jesteśmy w stanie osiągnąć. Woda nieprzekraczająca 100 °C służy do ogrzania domów, natomiast powyżej 120 °C umożliwia produkcję prądu. Najkorzystniejsze warunki do powstawania elektrowni geotermicznych występują na Islandii, USA i Nowej Zelandii. Jak wszystkie OZE (odnawialne źródła energii) są bezpieczne dla środowiska i tanie w eksploatacji.
Elektrownie na biomasę: wykorzystują energię zgromadzoną w organizmach żywych. Wydobywanie jej odbywa się poprzez spalanie (drewna lub słomy), wytwarzanie oleju opałowego z roślin oleistych (np. rzepaku) lub fermentację odpadów rolnych i spożywczych, które tworzą biogaz. Najczęściej występują w Kanadzie, USA oraz Danii.
