Zasada działania prądnicy rowerowej (dynama)

Prezentacja na temat: "Zasada działania prądnicy rowerowej (dynama)"— Zapis prezentacji:

1 Zasada działania prądnicy rowerowej (dynama)
kółko napędzające obudowa magnes trwały Koło rowerowe wprawia w ruch kółko napędzające, które poprzez wałek obraca twornikiem (zwojnicą). Twornik obraca się w polu magnetycznym wytwarzanym przez magnes stały. Na skutek ruchu twornika w polu magnetycznym indukuje się (wytwarza) prąd elektryczny. Czyli nasze dynamo jest małą elektrownią. zwojnica (twornik) wałek

2 Wytwarzanie prądu w elektrowni cieplnej
zanieczyszczenia lotne rury z wodą kocioł transformator młyn kulowy generator turbina taśmociąg skraplacz zasobnik popiołu

3 Największe polskie elektrownie cieplne
Elektrownia Bełchatów moc elektryczna zainstalowana 4440 MW Elektrownia Kozienicemoc elektryczna MW Elektrownia Turów moc elektryczna MW Elektrownia Jaworzno moc elektryczna 1535 MW

4 Zalety i wady elektrowni cieplnych
Do atmosfery usuwane są zanieczyszczenia, które zatruwają środowisko, zwiększają efekt cieplarniany, powodują kwaśne deszcze i stwarzają problemy zdrowotne. Środowisko zostaje zanieczyszczone popiołami i żużlem. Źródła energii są nieodnawialne, więc w końcu ulegną wyczerpaniu ZALETY Wykorzystują szeroko dostępne źródło energii

5 Elektrownia wodna http://www.biomasa.org 1. Zbiorniki wodne
Duże tamy zatrzymują wodę w zbiornikach, aby podnieść wysokość, z jakiej będzie spadała, oraz po to, by zmagazynować wodne zasoby na przyszłość. 2. Turbina Woda spada z dużą prędkością na niższy poziom i przepływa przez turbinę. Łopaty turbiny obracają się i zasilają generator. 3. Generator Generator przetwarza energię mechaniczną wody w energię elektryczną. 4. Transformator Transformator reguluje napięcie prądu tak, aby było odpowiednie dla sieci energetycznej.

6 Największe polskie elektrownie wodne
OŚRODEK TECHNICZNEJ KONTROLI ZAPÓR  Elektrownie wodne w Polsce Pt ≥ 5,0 MW mapa  strona główna Największe polskie elektrownie wodne

7 Nazwa elektrowni wodnej
Moc największych polskich elektrowni wodnych Lp Nazwa elektrowni wodnej Rzeka Rok uruch Moc (MW) 1 Żarnowiec Piaśnica 1983 716,0 2 Porąbka-Żar Soła 1979 500,0 3 Solina      San 1968 200,0 4 Włocławek Wisła 1970 160,2 5 Żydowo Radew 1971 156,0 Moc największych elektrowni wodnych na świecie ITAIPU na Paranie (granica Brazylii i Paragwaju) – moc MW GRAND COULEE na rzece Kolumbia (USA) – moc 10600MW

8 Czyste odnawialne źródło energii.
Zalety i wady elektrowni wodnych ZALETY Czyste odnawialne źródło energii. Możliwość szybkiego zatrzymywania i uruchamiania elektrowni. Małe problemy przy utrzymywaniu i eksploatacji elektrowni. Sztuczne zbiorniki wodne gromadzą wodę, zmniejszając ryzyko powodzi. WADY Zależność od opadów deszczu. Konieczność zalania dużych obszarów i przesiedlenia ludzi, co niszczy naturalne siedliska lądowych dla roślin i zwierząt. Lokalne zmiany klimatyczne.

9 Elektrownia wiatrowa 1. Łopaty
Wiatr wiejąc porusza łopaty a z nimi wirnik. 2. Turbina i generator Wirnik obraca się, pozwalając generatorowi wytworzyć energię elektryczną. 3. Transformator Transformator przetwarza energię elektryczną o niskim napięciu na energię o wysokim napięciu, która następnie jest przesyłana do sieci energetycznej.

10 Umiejscowienie największych polskich elektrowni wiatrowych

11 Elektrownia słoneczna
Ogniwa fotowoltaiczne przekształcają energię słoneczną w elektryczną. Są one wykonane z niezwykle czystego silikonu i połączone w moduły. Gdy światło słoneczne pada na ogniwa silikonowe, pomiędzy przednimi a tylnymi częściami ogniwa powstaje słaby prąd elektryczny. Ponieważ jego napięcie jest niskie (około 1 Volta), połączonych musi być wiele ogniw, co przypomina łączenie wielu baterii. Jak działają ogniwa fotowoltaiczne? Ogniwa fotowoltaiczne przechwytują światło słoneczne i przekształcają jego energię w energię elektryczną. Zasada działania oparta jest na zjawisku fotoelektrycznym zachodzącym wewnątrz warstwowej struktury półprzewodnikowej. 1. Ogniwa fotowoltaiczne słoneczne i przekształcają energię światła w energię elektryczną. Ładunki zostają rozdzielone i tworzą prąd elektryczny, który przepływa między przeciwnymi biegunami. 2. Powłoka antyrefleksyjna i silikon Powłoka antyrefleksyjna pochłania odblaski promieni słonecznych. Silikon (złącze n) ma zbyt wiele elektronów. 3. Materiał rozdzielający Materiał rozdzielający dwie warstwy silikonu wysyła ładunki w różnych kierunkach. 4. Silikon Silikon (złącze p) ma zbyt mało elektronów.

12 Instalacja ogniw zajmuje rozległe obszary. ZALETY
Zalety i wady elektrowni słonecznych WADY Do budowy ogniw fotowoltaicznych używa się pierwiastków toksycznych (kadm, arsen, selen, tellur). Instalacja ogniw zajmuje rozległe obszary. ZALETY Czyste źródło odnawialnej energii. Ogniwa słoneczne nie wymagają szczególnej konserwacji poza czyszczeniem, są niezawodne.

13 Elektrownie jądrowe Elektrownia jądrowa jest rodzajem elektrowni kondensacyjnej. Wytwarza energię elektryczną na tej samej zasadzie, co elektrownie zasilane węglem, ropą czy paliwami biologicznymi. Elektrownie kondensacyjne Woda jest ogrzewana i przekształcana w parę, która napędza turbinę. Generator podłączony do turbiny przekształca energię mechaniczną w energię elektryczną. Reakcje łańcuchowe i promieniowanie W reaktorze jądrowym zachodzi samoistna, łańcuchowa reakcja rozszczepienia atomu. Ciepło powstałe w czasie tej reakcji powoduje zagotowanie wody w zbiorniku reaktora. W czasie tego procesu paliwo nie przechodzi żadnych zewnętrznych zmian, zachodzą w nim jednak zmiany fizyczne – powstają nowe izotopy, a paliwo staje się wysoce radioaktywne. Proces rozszczepienia jądra atomu 1. Neutron Neutrony uderzają w atom uranu. 2. Atom uranu Jądro uranu U-235 uderzone przez neutron rozszczepia się i uwalnia energię. 3. Nowo utworzone neutrony Nowo utworzone neutrony mogą być wykorzystane do rozszczepienia nowych jąder uranu i tym samym kontynuować cały proces.

14 Podczas normalnej eksploatacji są prawie zupełnie nieszkodliwe.
Zalety i wady elektrowni jądrowych ZALETY Otrzymuje się dużą ilość energii z małej ilości paliwa- 1 kg uranu równoważy 3000 ton węgla. Podczas normalnej eksploatacji są prawie zupełnie nieszkodliwe. Niskie koszty eksploatacji po uruchomieniu. WADY Jeśli elektrownia nie ma właściwych układów bezpieczeństwa, istnieje groźba skażeń w razie awarii. Problemy ze składowaniem wypalonego paliwa. Wysokie koszty budowy i rozbiórki elektrowni gdy zakończy już swoją działalność.

15 Elektrownia pływów Energia pływów
Siła pływów, podobnie jak w zwykłej elektrowni wodnej, obraca turbiną, połączoną z generatorem. Jednak w niewielu tylko miejscach jest opłacalna, gdyż elektrownie te cechują się znikomą rentownością. Jedna z istniejących, położona jest we Francji nad rzeką Rance, ma moc zaledwie 100MW, czyli 10 części tego, co duża elektrownia węglowa.

16 Elektrownia fal morskich
Energia fal Innym źródłem energii może być falowanie morza. Wielkie fale oceaniczne niosą za sobą naprawdę znaczne jej ilości, lecz problemem jest jej efektywne pozyskanie. Testuje się obecnie różne rozwiązania, zwykle znajdujące się w fazie eksperymentu. W jednym z eksperymentalnych urządzeń pływak poruszany jest w górę i w dół, w miarę falowania powierzchni wody. Ruch ten napędza pompę, która dostarcza wodę pod ciśnieniem na turbinę, zasilającą generator. Niedawno na wyspie Islay w Szkocji wybudowano elektrownie, wykorzystującą energię fal morskich. Jej całkowita moc wynosi około 180kW. Działa na zasadzie oscylującego słupa wody. Wpół zanurzona, otwarta u dołu komora wypełniona jest do pewnej wysokości wodą, ponad którą znajduje się powietrze. Gdy fala przechodzi, podnosi się słup wody w komorze, co zmusza znajdujące się nad nim powietrze do przepływania na zewnątrz i do wewnątrz komory. Ten ruch powietrza napędza turbinę, połączoną z generatorem.

17 Jaka Jest różnica między elektrociepłownią,
elektrownią kondensacyjną i ciepłownią? Elektrociepłownie Elektrownie kogeneracyjne (elektrociepłownie) wytwarzają energię elektryczną i ciepło. Choć elektrociepłownie wytwarzają mniej energii elektrycznej niż elektrownie kondensacyjne, wytworzona w skraplaczu woda ma na tyle wysoką temperaturę, że może być wykorzystana w obiegowym systemie grzewczym. Dzięki temu wyprodukowana w elektrowni energia jest bardzo efektywnie wykorzystywana. Elektrownie kondensacyjne mogą być zasilane różnymi rodzajami paliw, między innymi: uranem, węglem, ropą i paliwami biologicznymi. Elektrownie kondensacyjne są tak zaprojektowane, aby produkowały energię elektryczną w najbardziej efektywny sposób. W przeciwieństwie do elektrociepłowni, nie wykorzystują one wytworzonego ciepła. Elektrownie kondensacyjne zasilane uranem nazywa się elektrowniami atomowymi. Ciepłownie Ciepłownie to zakłady produkujące czynnik (najczęściej wodę o wysokiej temperaturze) dla sieci ciepłowniczych. Rozmiary sieci ciepłowniczych mogą być różne. Mogą one dostarczać ciepła zarówno jednemu gospodarstwu domowemu, jak i całemu miastu. Jak działają ciepłownie? Ciepłownie dostarczają gorącą wodę, która ogrzewa osiedle lub miasto. Aby ogrzać wodę, stosuje się instalacje opalane paliwami lub korzysta się z elektrycznych kotłów, pomp cieplnych albo paneli słonecznych.

18 Czy w Polsce też należy wybudować elektrownię atomową?
Czy jesteśmy skazani na energię pochodzącą z elektrowni atomowych? Mamy znaczne zasoby węgla, może na nich powinniśmy opierać naszą politykę energetyczną? Na pewno wraz z rozwojem gospodarczym będzie rósł nasz apetyt na energię - tak działo się do tej pory we wszystkich rozwijających się krajach. Minister Gospodarki i Pracy 5 lipca 2005 r. wydał obwieszczenie w sprawie polityki energetycznej państwa do 2025 r. Z szacunków tam przedstawionych wynika, że do 2020 r. zapotrzebowanie na energię elektryczną w Polsce będzie wynosiło ponad 200 TWh brutto rocznie. Zakładając, że część obecnie działających elektrowni trzeba będzie zamknąć (chociażby ze względów ekologicznych, czy po prostu z powodu zużycia), w ciągu 20 lat powinniśmy podwoić nasze możliwości wytwórcze energii, trzeba będzie zatem uruchomić nowe bloki energetyczne o łącznej mocy 31 GW. Musimy więc zdecydować się na wybudowanie nowych elektrowni, które zaspokoją rosnące zapotrzebowanie na energię. Jakie to mogą być elektrownie? Na jakim paliwie powinny się opierać? Do wyboru mamy: węgiel, gaz ziemny, odnawialne źródła energii i paliwo jądrowe. Sporym kłopotem w wyborze mogą okazać się aspekty ekologiczne. Polska zobowiązała się do przestrzegania unijnych dyrektyw dotyczących limitów emisji do atmosfery szkodliwych substancji. W naszym kraju  94% energii elektrycznej wytwarzane jest ze spalanie węgla (kamiennego i brunatnego), a te produkują najwięcej SO2, CO2, NOx. Zakładając, że uda nam się ograniczyć emisję tlenków siarki i azotu poprzez zamontowanie w elektrowniach specjalistycznych urządzeń (elektrofiltrów do pyłów i urządzeń do odsiarczania spalin) bez zastosowania jednak technologii innych niż elektrownie węglowe, ograniczenie emisji CO2 będzie trudne. Nie jest niestety możliwe, abyśmy oparli naszą całą politykę energetyczną na odnawialnych źródłach energii. Są one stosunkowo drogie i mało wydajne. Nie należy ich oczywiście lekceważyć, ale nasze zasoby OZE są ograniczone i nie mają szansy odegrać znaczącej roli w całkowitej produkcji energii. Relatywnie ekologicznym i wygodnym paliwem jest gaz ziemny. Jest to paliwo czystsze ekologicznie. W wyniku jego spalania emitowanych jest do atmosfery zdecydowanie mniej szkodliwych substancji niż przy spalaniu węgla (CO2 o 50% mniej SO2 o 99,9%, NOx o 75% i pyłów o 99,6% mniej). Zasoby gazu ziemnego w Polsce nie są niestety zbyt duże, opieranie zatem strategii energetycznej na tym paliwie wymuszałoby korzystanie z jego importu, co z kolei jest niekorzystne politycznie. Uzależnia Polskę od dostawców gazu i może nie zapewnić dostatecznego bezpieczeństwa energetycznego państwa. Wróćmy więc do węgla. Szacuje się, że rodzime zasoby przy rosnącym zapotrzebowaniu na energię starczą na lat. Pokłady węgla są coraz głębiej położone, więc koszt jego wydobycia rośnie. Przy spalaniu węgla powstają szkodliwe substancje i to nie tylko w dużych elektrowniach węglowych, ale również w niewielkich ciepłowniach i gospodarstwach domowych, gdyie zużcie odpowiada 1/3 całego zużycia węgla.

19 Ograniczenie emisji pyłów i szkodliwych gazów w każdym gospodarstwie domowym nie jest realne. Istnieją metody oczyszczanie węgla przed spalaniem, są jednak bardzo kosztowne i nie uda nam się w najbliższych latach ich wprowadzić. Często przy analizie ubocznych skutków spalania węgla zapomina się, że węgiel zawsze zawiera domieszki substancji radioaktywnych - uranu i toru - około 3 ton tych pierwiastków znajduje się w 1 mln ton węgla. W wyniku spalania przedostają się one do atmosfery. Wody kopalniane również zawierają szkodliwe substancje - chociażby rad - a trafiaja do naszych rzek. Na tym tle paliwo jądrowe wydaje się być najbardziej ekologiczne. Przy jego wykorzystaniu nie powstają pyły ani szkodliwe gazy. Do atmosfery przedostaje się niewielka ilość substancji radioaktywnych - pomijalna w porównaniu z naturalną radioaktywnością środowiska. Inwestycja w te źródła energii jest na pewno kosztowna, jednak zwraca się ze względu na bardzo długi czas pracy wybudowanej już elektrowni. Po uwzględnieniu wszystkich kosztów szacuje się, że energia atomowa jest tańsza od węglowej. Koszt produkcji 1 MWh energii w elektrowni gazowej wynosi 26 euro, w węglowej - 24 euro, a w atomowej - 22 euro. Łatwiej jest również o zaopatrzenie elektrowni w paliwo jądrowe, jest bardziej dostepne niż gaz ziemny, ponieważ więcej państw na świecie ma złoża uranu. Najwięcej kontrowersji w tym względzie budzą wysokoradioaktywne odpady, które trzeba składować przez dziesiątki lat. Elektrownia atomowa i tradycyjna produkują odpowiednio 30 t i 600 tys. ton popiołów rocznie. Z tego pyłu przedostają się do atmosfery promieniotwórczy uran i tor - w dość dużych. W przeciwieństwie do odpadów z elektrowni atomowych są to odpady w żaden sposób niezabezpieczone. Jeśli zaś chodzi o awarie i bezpośrednie zagrożenie życia i zdrowia ludzi - może warto porównać, ile osób zginęło w wyniku awarii elektrowni atomowych, a ile w wyniku awarii w kopalniach i elektrowniach węglowych? W USA liczbę ofiar energetyki węglowej ocenia się na 25 tys. rocznie, a w Wielkiej Brytanii - na 2 tys. Od początków energetyki jądrowej wydarzyły się w zasadzie tylko 3 poważne awarie i tylko czarnobylska pociągnęła za sobą ofiary śmiertelne. Należy też wspomnieć, że naukowcy pracują nad bezpieczeństwem reaktorów atomowych i awaria, jaka zdążyła się w Czarnobylu nie jest już możliwa. Reaktory III (a nawet IV) generacji są chłodzone wodą i zabezpieczone przed wystąpieniem awarii. Niezwykle trudne przekonanie społeczeństwa do elektrowni atomowych - ludzie obawiają się katastrofy podobnej do Czarnobyla i mają w pamięci bomby atomowe użyte podczas II Wojny Światowej. Pomińmy jednak na chwilę te aspekty i spójrzmy na mapkę rozmieszczenia elektrowni atomowych w sąsiedztwie Polski. Elektrownie istnieją - pięć z nich jest bliżej naszej granicy niż Czarnobyl, a pozostałe niewiele dalej. Energia atomowa zatem już w tej chwili towarzyszy naszej rzeczywistości i życiu, nie zyskujemy na niej jednak tyle, ile moglibyśmy.

20 Rozmieszczenie elektrowni atomowych wokół Polski