ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ"

Ανδρόνικα Παπακωνσταντίνου
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΣΤΟΧΟΣ Ο μαθητής να μπορεί να (α) αναφέρει πως εφαρμόζεται στη πράξη ο ενεργειακός κύκλος για τη μετατροπή της δυναμικής ενέργειας των καυσίμων, σε ηλεκτρική ενέργεια. (β) διακρίνει σε ποίες κατηγορίες διακρίνονται οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής με φυσικά καύσιμα. (γ) να διακρίνει σε ποίες ομάδες διακρίνονται τα εργοστάσια με στροβιλογεννήτριες ανάλογα με τον τύπο του στροβίλου. (δ) να αναφέρει τους κυριότερους λόγους χρησιμοποίησης της ηλεκτρικής ενέργειας Ενεργειακός Κύκλος Ο ενεργειακός κύκλος ο οποίος εφαρμόζεται στη πράξη για τη μετατροπή της δυναμικής ενέργειας των καυσίμων, τα οποία προαναφέραμε σε ηλεκτρική είναι ο εξής: ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΥΣΙΜΩΝ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ Η δυναμική ενέργεια του καυσίμου ανά μονάδα βάρους αυτού, ονομάζεται ΘΕΡΜΑΝΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ. Όπως βλέπουμε, η μετατροπή αυτή είναι διαδοχική τριών κυρίων σταδίων (ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ-ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ), για να φτάσουμε τελικά στην ηλεκτρική ενέργεια. Κάθε στάδιο μετατροπής έχει και ανεπιθύμητες διαρροές ενέργειας τις οποίες χαρακτηρίζουμε συνήθως ως απώλειες, γιατί είναι αδύνατο να καταλήξουν σε ηλεκτρισμό. Έτσι ο κύκλος, ο οποίος ονομάζεται θερμοδυναμικός, έχει στην πράξη βαθμό απόδοσης μικρότερο από 40%. Δηλαδή στις 100 μονάδες δυναμικής ενέργειας του καυσίμου μόνο 40 μετατρέπονται σε ηλεκτρική ενέργεια. 1

(γ) να διακρίνει σε ποίες ομάδες διακρίνονται τα εργοστάσια με στροβιλογεννήτριες ανάλογα με τον τύπο του στροβίλου.

2 Κατηγορίες των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής Οι εγκαταστάσεις στις οποίες γίνεται η μετατροπή της ενέργειας των καυσίμων σε ηλεκτρισμό λέγονται θερμικοί σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, θερμικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής, θερμοηλεκτρικοί σταθμοί ή κεντρικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής. Οι σταθμοί στους οποίους χρησιμοποιούνται πυρηνικά καύσιμα λέγονται πυρηνοηλεκτρικοί σταθμοί ή πυρηνικοί αντιδραστήρες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για να διακρίνονται από τους κοινούς θερμικούς σταθμούς. Συχνά οι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ονομάζονται και εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής με φυσικά καύσιμα διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: (α) τους σταθμούς με στροβιλογεννήτριες (TURBINES) (β) τους σταθμούς με παλινδρομικές μηχανές εσωτερικής καύσης (INTERNAL COMBASTION ENGINES) Τα εργοστάσια με στροβιλογεννήτριες διακρίνονται ακόμη σε δύο μεγάλες ομάδες, ανάλογα με τον τύπο του στροβίλου. Αυτές είναι: 2

Οι σταθμοί στους οποίους χρησιμοποιούνται πυρηνικά καύσιμα λέγονται πυρηνοηλεκτρικοί σταθμοί ή πυρηνικοί αντιδραστήρες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για να διακρίνονται από τους κοινούς θερμικούς

3 (α) Τα εργοστάσια με ατμοστροβίλους ή ατμοηλεκτρικοί σταθμοί (STEAM TURBINE STATIONS) (βλέπε σχ. α) ΣΧΗΜΑ α ΓΕΝΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΑΤΜΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ 1. ΑΤΜΟΛΕΒΗΤΑΣ 2. ΑΤΜΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ (ΑΤΜΟΤΟΥΡΜΠΙΝΑ) 3. ΗΛΕΚΤΡΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑ 4. ΣΥΜΠΥΚΝΩΤΗΣ ΑΤΜΟΥ 5. ΔΕΞΑΜΕΝΗ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ ΤΟΥ ΛΕΒΗΤΑ 6. ΚΑΠΝΟΔΟΧΟΣ (ΚΑΠΝΑΓΩΓΟΣ) 3

α) ΣΧΗΜΑ α ΓΕΝΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΑΤΜΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ 1. ΑΤΜΟΛΕΒΗΤΑΣ 2.

4 (β) Τα εργοστάσια με αεριοστροβίλους (GAS TURBINES) (βλέπε σχ.β) ΣΧΗΜΑ β ΓΕΝΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΣΤΑΘΜΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΜΕ ΑΕΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟ 1. ΑΞΟΝΙΚΟΣ ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ (ΣΤΡΟΒΙΛΟΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ) 2. ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ 3. ΑΕΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ 4. ΗΛΕΚΤΡΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑ 4

5 5

6 6

7 7

8 Φυσικά ανάλογα με τα καύσιμα το οποία χρησιμοποιούνται σε ένα εργοστάσιο έχουμε τα, (α) Εργοστάσια με κοινά ή συμβατικά καύσιμα. (β) Εργοστάσια με πυρηνικά καύσιμα. Στους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με παλινδρομικές μηχανές εσωτερικής καύσης χρησιμοποιούνται συνήθως πετρελαιοκινητήρες ντίζελ (DIESEL ENGINES), ισχύος μερικών δεκάδων MW. 8

Στους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με παλινδρομικές μηχανές εσωτερικής καύσης

9 9

10 Κυριότεροι λόγοι χρησιμοποίησης της ηλεκτρικής ενέργειας Από τη διαδικασία μετατροπής της ενέργειας των καυσίμων, σε θερμική ενέργεια, της θερμικής ενέργειας σε κινητική (μηχανική) και της κινητικής (μηχανικής) σε ηλεκτρική, για να τη μετατρέψουμε πάλι κι αυτή με τις ηλεκτρικές συσκευές σε άλλη χρήσιμη ενέργεια, προκύπτει το ερώτημα. Γιατί ηλεκτρική ενέργεια και όχι οποιαδήποτε άλλη μορφή; Οι κυριότεροι λόγοι είναι: (α) Η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται με σχετικά φτηνούς αγωγούς και με καλό βαθμό αποδόσεως, σε οποιοδήποτε χώρο και σε οποιαδήποτε σχεδόν απόσταση. (β) Η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται εύκολα σε χρήσιμες μορφές (φως, μηχανικό έργο, θερμότητα). Η μετατροπή αυτή γίνεται τις περισσότερες φορές με πολύ καλύτερο βαθμό αποδόσεως από άλλες μορφές ενέργειας. (γ) Με τη χρησιμοποίηση της ηλεκτρικής ενέργειας έγινε δυνατή η αύξηση πηγών ενεργειακών που θα ήταν δύσκολο να αξιοποιηθούν αλλιώς π.χ υδραυλική ενέργεια, πυρηνική ενέργεια. (δ) Λόγοι προστασίας περιβάλλοντος και ρυπάνσεως της ατμόσφαιρας ιδίως των αστικών περιοχών. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ Άσκηση 1 Να αναφέρετε πως εφαρμόζεται στη πράξη ο ενεργειακός κύκλος για τη μετατροπή της δυναμικής ενέργειας των καυσίμων, σε ηλεκτρική ενέργεια. Άσκηση 2 Να αναφέρετε σε ποίες κατηγορίες διακρίνονται οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής με φυσικά καύσιμα. Άσκηση 3 Να αναφέρετε σε ποίες ομάδες διακρίνονται τα εργοστάσια με στροβιλογεννήτριες ανάλογα με τον τύπο του στροβίλου. Άσκηση 4 Να αναφέρετε τους κυριότερους λόγους χρησιμοποίησης της ηλεκτρικής ενέργειας 10

Γιατί ηλεκτρική ενέργεια και όχι οποιαδήποτε άλλη μορφή; Οι κυριότεροι λόγοι είναι: (α) Η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται με σχετικά φτηνούς αγωγούς και με καλό βαθμό αποδόσεως, σε οποιοδήποτε χώρο

Σχετικά έγγραφα

ΗΜΥ 445/681 Διάλεξη 2 Ατμοηλεκτρικές και υδροηλεκτρικές μονάδες

ΗΜΥ 445/681 Διάλεξη 2 Ατμοηλεκτρικές και υδροηλεκτρικές μονάδες Δρ. Ηλίας Κυριακίδης Επίκουρος Καθηγητής ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ 2008Ηλίας