Základy elektrotechniky 2 – ZEL2

2. Výroba elektřiny

2. ZEL2 – výroba elektrické energie

I. Klasické zdroje : 1. Tepelné elektrárny

2. Jaderné elektrárny

3. Vodní elektrárny

III. Alternativní zdroje energie : 1. Fotovoltaické elektrárny

2. Větrné elektrárny

3. Geotermální elektrárny

4. Výroba el, energie z biomasy

5. Přílivové elektrárny aj.

LADYCUP Summer Plum, vel. L

2. ZEL2 - přehled elektráren

2. ZEL2 – fotovoltaické elektrárny ČR

2. ZEL2 – větrné elektrárny ČR nad 100kW

Výroba elektřiny z mechanické

energie pohybem v magnetickém poli

• Transformace mechanické energie na

elektrickou pomocí točivých strojů

– alternátory - výsledná elektřina je střídavá

– dynama - výsledná elektřina je stejnosměrná

• Fyzikálním principem je Faradayův indukční

zákon

(U i=) ∮l

E⃗ .d l⃗=−d

dt∬S

B⃗ .d S⃗ (¿−dΦ

dt )•

Výroba elektřiny z mechanické energie

pohybem v magnetickém poli

• Přes mechanickou energii

Tepelná energie se transformuje na točivou

mechanickou energii v lopatkách turbín. Rotor

turbíny a generátoru (alternátoru) je na stejné

hřídeli, společně tvoří turbosoustrojí.

Takto pracuje většina stávajících elektráren, jen zdrojem

mechanického pohybu jsou různé zdroje tepla

- uhlí , plyn, ropa aj. tepelné elektrárny

- jaderná energie, jaderné reaktory jaderné

elektrárny

- geotermální zdroje, sluneční energie – využívá se i

jiných principů transformace energie (alternativní

zdroje)Klasické elektrárny se dělí na elektrárny kondenzační a na teplárny.

Kondenzační elektrárny slouží pouze k výrobě elektřiny, tzn., že veškerá

pára přivedená do turbíny po vykonání práce zkondenzuje na vodu v

kondenzátoru. Teplárny na rozdíl od kondenzačních elektráren dodávají

kromě elektrické energie i energii tepelnou na vytápění, ohřev vody

apod. (horká pára je z turbíny vedena k tepelným spotřebičům).

Tepelné elektrárny Schéma tepelné elektrárny

tepel http://www.energyweb.cz/web/schemata/tepelna/index.htm

Tepelné elektrárny Zdroje uhlí, rašeliny a ropy v ČR

Tepelné elektrárny – soustava plynovodů v ČR

Tepelné elektrárnyZákladní principV uhelných elektrárnách se tepelná energie získává spalováním uhlí; tato

energie se předává vodě. Pára poté roztáčí parní turbínu a ta zase alternátor

vyrábějící elektřinu. Na stejném principu pracují kromě uhelných elektráren i

elektrárny spalující mazut, zemní plyn nebo - do jisté míry - i jaderná elektrárna.

Provoz tepelné elektrárny spalující uhlí tvoří několik okruhů: okruhy paliva,

vzduchu a kouřových plynů, strusky a popela, vody a páry a okruh výroby

elektřiny.

Uhlí se do elektrárny dopravuje pásovými dopravníky (v případě hnědého uhlí

většinou přímo z povrchových dolů v sousedství), popř. po železnici. Spotřeba

uhlí závisí na jeho výhřevnosti (na jednu vyrobenou MWh se spálí asi 1 tuna

uhlí). Po rozemletí na uhelný prášek a po jeho vysušení je pak palivo ventilátory

spolu se vzduchem vháněno do hořáků kotle. Kromě roštových a práškových

ohnišť se používají i moderní fluidní kotle různých typů. Jedním z nich jsou

fluidní kotle se spalováním ve vznosu, tj. v cirkulujícím loži (jemně mleté uhlí se

v proudu vzduchu chová jako vroucí kapalina) – viz další obrázek. Hoření je zde

velmi rychlé a snadno regulovatelné. Účinnost spalování dosahuje až 99 %,

tepelná účinnost až 92 %.

Tepelné elektrárny

Po shoření paliva padá část popela do spodního prostoru ohniště jako

struska; ta se dopravuje na úložiště odpadu - na odkaliště. Část popela, která

je v podobě jemných částeček unášena ve spalinách, se zachycuje v

elektroodlučovačích. Prakticky ve všech českých tepelných elektrárnách

spalujících uhlí je instalováno i zařízení, které ze spalin odděluje oxidy síry a

dusíku

Elektrárna s

fluidním kotlem

Tepelné elektrárny

Pára roztočí turbínu a alternátor

Pára svou vnitřní energii předává nejdříve ve vysokotlakém, poté v

nízkotlakém díle parní turbíně, kterou roztáčí. Pro vyšší účinnost se pára po

průchodu částí turbíny vede zpět do kotle k tzv. mezipřihřátí, při kterém se

opět zvýší teplota, a pak se znovu zavede do střednětlaké a nízkotlaké části

turbíny. Když pára odevzdá využitelnou energii, kondenzuje v kondenzátoru

a vrací se zpět do kotle. Odebrané teplo se ve vnějším okruhu odvádí z

elektrárny do řeky či prostřednictvím chladicích věží do ovzduší.

Dynama nahradily alternátory

Při výrobě elektrické energie byl po zavedení střídavého proudu původní

stejnosměrný generátor, tj. dynamo, vystřídán třífázovým synchronním

alternátorem složeným ze statoru a rotoru. Hřídel alternátoru je připojena ke

hřídeli turbíny (společně tvoří turbosoustrojí). Celá jednotka se otáčí

rychlostí 3000 otáček za minutu. Elektřina vyrobená z generátoru má napětí

10-15 kV. Odvádí se do blokového transformátoru a transformuje se na velmi

vysoké napětí (400 kV). Od vývodového blokového transformátoru se odvádí

venkovním vedením do rozvodné sítě.

Tepelné elektrárnyHlavními výrobními bloky uhelných elektráren jsou bloky 200 MW

(elektrárny Tušimice II, Počerady, Prunéřov 2, Chvaletice a Dětmarovice).

Blokem s největším instalovaným výkonem je blok v Elektrárně Mělník

(Mělník III), blok 500 MW.

První veřejnou elektrárnu v Čechách vybudoval český vynálezce a

podnikatel František Křižík v Praze na Žižkově. Zpočátku (elektrárna

byla v provozu od roku 1889) zde pracovala čtyři dynama, později

osm dalších. Příklad tepelných elektráren:

Tušimice Chvaletice

Tepelné elektrárny

Alternátor Turbogerátor

Odsíření

Jaderné elektrárny

Zjednodušené schéma jaderné elektrárny

1 – reaktor s tepelným okruhem 6 – kondenzace páry

2 – výměnník tepla - výroba páry

3 – přívod chladné vody 5 – alternátor – výroba el. proudu

4 – parní turbína 6 – kondenzace páry

Jaderné elektrárny – JE PIUS (Švédsko)

Jaderné elektrárny – JE VVER

Jaderné elektrárny - reaktory

Jaderné elektrárny

JE

Dukovany

JE

Temelín

Jaderné elektrárny v ČR

Jaderná elektrárna Dukovany má čtyři bloky, každý s

výkonem 510 MW = 2040MW. Do provozu byla

postupně uváděna v letech 1985 – 1988 + modernizace

(zvýšení výkonu generátorů z 440MW)

Jaderná elektrárna Temelín má po dokončení 2 bloky,

každý o výkonu 1055MW (původně před rekonstrukcí

981 MW). První blok byl uveden do zkušebního

provozu v roce 2001, druhý pracuje na plný výkon od

roku 2004.

Vodní elektrárny

Vodních elektráren je několik druhů: a) zdrojem je nádrž vody

b) přečerpávací

c) přílivové – zdrojem je moře

Vodní elektrárny

Tlaková voda z nádrže roztáčí vodní turbínu, jejíž hřídel je mechani-

cky spojen s hřídelem generátoru resp. alternátoru, který vyrábí

střídavý elektrický proud o několika kV(10 – 20kV). Ten se

transformuje na napětí VVN (např. 400 kV).

Požívané turbíny :

Podle polohy a tlaku:tangenciální

radiální

diagonální

axiální

rovnotlaká

přetlaková

horizontální

vertikální

Podle celkové konstrukce:Peltonova turbína

Francisova turbína

Kaplanova turbína

Dériazova turbína

Bánkiho turbína

Savoniova turbína

Davisova turbína

Turgo turbína

Teslova turbína

Setur turbína

Vodní elektrárny

Kaplanova turbína s

elektrickým generátorem

Princip Kaplanovy turbíny

Kaplanova turbína je vrtulová

turbína, která má natáčivé

lopatky rozváděcího i oběžného

kola. Je vhodná pro vodní

elektrárny s kolísavým průtokem

a spádem. Předností tohoto typu

jsou vysoké otáčky, což

umožňuje používat generátory

jednodušší konstrukce.

Vodní elektrárny

Peltonova turbína- používá se pro větší výkony, velký spád a menší

průtok vody. Voda se přivádí hubicí ve směru tečny k obvodu kola a

dopadá na lopatky rotoru. Výkon se reguluje kuželem v hubici.

Francisova turbína- používá se pro velký rozsah spádů i

průtoků a je dnes nejrozšířenější přetlakovou turbínou. Voda proudí

do spirálové skříně turbíny, protéká rozváděcím kolem, naráží na

lopatky oběžného kola a odtéká sací troubou. Výkon se reguluje

natáčením lopatek rozváděcího kola.

Vodní elektrárny

Přečerpávací elektrárnyV naší republice jsou v provozu tři přečerpávací vodní elektrárny:

Štěchovice II, Dlouhé stráně v Jeseníkách a Dalešice u Dukovan.

Přečerpávací vodní elektrárny pracují ve dvou režimech: v době energetické

špičky proudí voda z horní nádrže přes turbíny a elektrárna vyrábí elektřinu.

V období nízké spotřeby (např. v noci) využívají přebytečné energie

vyráběné tepelnými a jadernými elektrárnami k tomu, aby se voda z dolní

nádrže zase přečerpala do nádrže horní.

Vodní dílo Dalešice z let 1970 - 1978 je součástí vodních děl zajišťujících

provoz nedaleké Jaderné elektrárny Dukovany. 100 metrů vysoká hráz

zadržuje 127 milionů m3 vody. U paty hráze je přečerpávací elektrárna se

čtyřmi reverzními Francisovými turbínami pro spád 90 m s celkovým

výkonem 4x112,5 MW. Pro výrobu energie i jako pohon čerpadel jsou

použity synchronní generátory s výstupním napětím 13,8 kV. Toto napětí se

pro dálkový přenos transformuje na 420 kV. Elektrárna má svým výkonem

450 MW a rychlostí uvedení do plného výkonu za 30 sekund nezastupitelnou

úlohu při regulaci výkonu celostátního energetické soustavy i jako okamžitá

poruchová rezerva.

Vodní elektrárny - přečerpávací

Dlouhé Stráně - Jeseníky

Vodní dílo Dalešice

u Dukovan

Vodní elektrárny - přehled

Vodní elektrárny ČEZ a.s.Vodní elektrárny Instalovaný výkon MW Rok uvedení do provozu

Lipno I 2 x 60 1959

Orlík 4 x 91 1961 – 1962

Kamýk 4 x 10 1961

Slapy 3 x 48 1954 – 1955

Štěchovice I 2 x 11,25 1943 – 1944

Vrané 2 x 6,94 1936

Celkem 705 x

Malé vodní elektrárny Instalovaný výkon MW Rok uvedení do provozu

Lipno II 1 x 1,5 1957

Hněvkovice 2 x 4,8 1992

Kořensko I 2 x 1,9 1992

Mohelno 1 x 1,2; 1 x 0,56 1977

Dlouhé Stráně II 1 x 0,16 2000

Kořensko II 1 x 0,94 2000

Želina 2 x 0,315 1994

Celkem 727 x

Vodní elektrárny – přehled

Přečerpávací elektrárny Instalovaný výkon MW Rok uvedení do provozu

Štěchovice II 1 x 45 1947 – 1948

Dalešice 4 x 112,5 1978

Dlouhé Stráně I 2 x 325 1996

Celkem 1 145 x

Význam vodních elektráren v hydrologických podmínkách ČR

nespočívá v objemu výroby elektrické energie, jaký poskytuje např.

jaderná energetika, tj. JE Dukovany a JE Temelín, ale ve

specifických vlastnostech jejich provozu. Vodní elektrárny dokáží

velmi pohotově reagovat na okamžitou potřebu elektrické energie v

energetické soustavě, nezatěžují životní prostředí odpady, jako je

např. vyhořelé palivo, není třeba budovat úložiště odpadu apod.

Vodní elektrárny představují levný zdroj elektrické energie, který se

využívá zejména v období špičkové spotřeby. Přečerpávací vodní

elektrárny navíc umožňují i účelné využití elektřiny produkované

méně flexibilními energetickými zdroji v období nízké spotřeby.

Vodní elektrárny mají i vodohospodářský význam.

Přílivová vodní elektrárna

Přílivová elektrárna je vodní elektrárna, která pro roztočení turbín

využívá periodického opakování přílivu a odlivu moře a tím nepřímo

kinetickou energii rotující Země.

První přílivová elektrárna byla postavena v roce 1913 v Anglii v

hrabství Cheshire, která nesla jméno Dee Hydro Station.

Stavba přílivových elektráren je možná v pouze v některých

vhodných oblastech, kde je vysoký rozdíl mezi přílivem a odlivem. V

současnosti se u jejich stavby poukazuje i na značné ekologické

dopady na okolí, jelikož zabraňují přirozenému vodnímu proudění a

transportu horninových částí, dále znemožňuje migraci biosféry a má

i negativní estetické dopady na krajinu.

V minulosti existoval ambiciózní projekt v bývalém Sovětském svazu

na přehrazení úžiny mezi poloostrovem Kola a kontinentální Asií, kde

se měly vystavět dvě přílivové elektrárny. Projekt nebyl realizován.

Elektřina z mořské vody – z rozdílů teplot

Elektrárna OTEC využívá tepelnou energii moří a oceánů.

V podstatě jde o využití teplotního rozdílu mezi teplou

vodou při hladině a chladnou vodou mořských hlubin.

Teplotního gradientu využívá pokusná malá elektrárna

MINI OTEC (Ocean Thermal Energy Convertion). Tato

elektrárna o instalovaném výkonu pouhých 50 kW byla

postavena u pobřeží Havajských ostrovů. Působením

teplé mořské vody dochází ve výměníku tepla k

odpařování amoniakových par, které pak pohánějí

turbínu. Po průchodu turbínou páry opět kondenzují

pomocí chladné hlubinné vody a cyklus se opakuje.

Elektrárna MINI OTEC je instalována na palubě lodi,

odkud je do hloubky spuštěna přes 60 m dlouhá hadice.

Tou se čerpá chladná voda potřebná ke kondenzaci par

amoniaku.

Větrné elektrárny

Perspektivy větrných elektráren v ČRPodle větrného atlasu ČR, vytvořeného Ústavem fyziky atmosféry

Akademie věd ČR na základě podkladů Českého

hydrometeorologického ústavu, je celoroční průměrná rychlost větru

přes 4 m/s (ve výšce 10 m) a přes 5,3 m/s (ve výšce 30 m). Jako

nejpříhodnější lokality pro stavbu farem větrných elektráren lze

považovat plochy 3 x 3 nebo 4 x 6 km v nadmořských výškách

zpravidla nad 700 m (většinou však leží v chráněných krajinných

oblastech, kde je zakázáno stavět). Až na řídké výjimky se energeticky

příhodné lokality pro stavbu větrné elektrárny nacházejí v horských

pohraničních pásmech a v oblasti Českomoravské vrchoviny.

Podle předběžných odhadů by bylo možné v Krušných horách

postavit 320 až 340 větrných elektráren o jednotkovém výkonu 300 až

500 kW, tj. celkem až 170 MW (výkon 1 bloku starší uhelné elektrárny).

Větrné elektrárny

Vítr vzniká prouděním vzduchu, které je

způsobeno nerovnoměrným ohříváním vzduchu a

Země (teplejší ohřátý vzduch je lehčí a stoupá

vzhůru, chladnější těžší klesá k povrchu Země).

Pohybová energie větru otáčí listy či lopatkami

rotoru, tím vzniká mechanická energie. Ta je

přenášena přes převodovku do generátoru, kde se

mění na elektrickou energii.

Větrné elektrárny

Existují čtyři typy rotorů podle osy rotace.

Horizontální osa rotace:

a) Vrtule – má nejvyšší možnou dosažitelnou účinnost, max. 45%. Vrtule je

rychloběžný typ větrného motoru. Rychloběžnost může dosahovat hodnoty

kolem 10. Maximální účinnosti vrtule dosahuje při rychloběžnosti 6. Počet

listů vrtule bývá 1 až 4. Používá se pro výrobu třífázového elektrického

proudu.

Výkon lze jednoduše stanovit pomocí rovnice:

P = 0,2 x V3 x D2

P – výkon zařízení

V – rychlost větru

D – průměr vrtule

b) Lopatkové kolo – je pomaloběžný větrný motor. Počet lopatek bývá 12 a 24,

běžný průměr lopatkového kola je 5 až 8m. Maximální účinnosti je

dosahováno při rychloběžnosti 1. Účinnost 20 – 43%. Používá se pro výrobu

elektrického proudu pro vlastní spotřebu, čerpání vody.

Výkon lze jednoduše stanovit pomocí rovnice:

P = 0,15 x V3 x D2

P – výkon zařízení

V – rychlost větru

D – průměr vrtule

Větrné elektrárnyc) Darrieův rotor – skládá se ze dvou či více křídel, které rotují

kolem vertikální osy. Účinnost je až 38%. Používá se pro výrobu

stejnosměrného i střídavého proudu.d) Savoniův rotor – je tvořen dvěma plochami ve tvaru půlválců, které jsou

vzájemně přesazeny. Maximální účinnosti je dosahováno při

rychloběžnosti 0,9 až 1. Účinnost až 23%. Používá se pro výrobu

stejnosměrného proudu, čerpání vody.

Převodovka

Používá se tam, kde je velký rozdíl mezi jmenovitými otáčkami

rotoru a generátoru.

Generátor

Slouží k přeměně mechanické energie větru na elektrickou energii.

Používají se tyto skupiny generátorů.

a) Stejnosměrné generátory – jsou vhodné pro malé větrné

elektrárny.

b) Synchronní – jsou vhodné pro střední a velké větrné elektrárny.

Mají velkou účinnost, jsou schopny pracovat s velkým rozsahem

rychlostí větru. c) Asynchronní – jsou připojené k síti. Nevyžadují složitý připojovací

systém, ten pouze sleduje otáčky a rozhoduje o okamžiku připojení k síti.

Větrné elektrárny

Průměrná roční výroba elektrické energie z malé větrné

elektrárnyPrůměr rotoru (m) Výkon při 10m/s (W) Očekávaný přínos (kWh/rok)

4m/s 5m/s 6m/s 7m/s 8m/s

1,5 150 274 476 576 710 820

1,7 250 305 527 747 944 1107

2,2 500 581 977 1421 1854 2240

2,4 700 670 1420 2290 3110 3800

3,0 900 1430 2048 2597 3040 3387

Větrné elektrárny

Větrné elektrárny

Situace s větrem v české kotlině

Výroba elektřiny světlem – fotovoltaické články

• Fotoelektrický jev - předání energie fotonů elektronům v

polovodičových materiálech

• Výhody fotovoltaických článků

– nezávislé na rozvodné energetické síti

• Nevýhody fotovoltaických článků

– malý výkon na jednotku plochy

– výkon závislý na intenzitě slunečního záření

• Použití - např. zdroje pro dopravní značky

Princip

solárního

článku

Výroba elektřiny světlem – fotovoltaické články

Jak pracují solární články? Jak už bylo uvedeno, využívají tzv.

fotovoltaického jevu. Je to jev, při kterém se v látce působením

světla (fotonů) uvolňují elektrony. Tento jev může nastat v některých

polovodičích. Fotovoltaický článek je nejčastěji tvořen tenkou

destičkou (0,5 mm) nařezanou z monokrystalu křemíku (dnes se

používá i levnější polykrystalický materiál). Každá strana destičky je

obohacena atomy vhodných prvků tak, aby jedna byla kladná a

druhá záporná. Když na destičku dopadnou fotony, uvolňují se

záporné elektrony a po nich zbývají kladně nabyté “díry”. Přiložíme-li

na obě strany elektrody a spojíme je vodičem, začne protékat

elektrický proud. Jeden cm2 dává výkon kolem 15 mW. Jeden m2 tak

může dát až 150 W stejnosměrného proudu. Solární články můžeme

zapojovat, jako každé jiné, buď za sebou (sériově), abychom dosáhli

potřebného napětí (na jednom článku je asi 0,5 V), nebo vedle sebe

(paralelně), abychom získali větší proud.

Výroba elektřiny světlem – fotovoltaické články

Aby sluneční článek sloužil jako zdroj proudu, musí v něm nastat

rozdělení elektronů a děr. Sluneční článek není homogenní polovodič,

ale skládá se z části mající elektronovou vodivost (materiál typu n,

například křemík s příměsí fosforu) a části mající děrovou vodivost

(materiál typu p, například křemík s příměsí boru). Vše je znázorněno

na obrázku.

Pásové schéma p-n přechodu

krystalického křemíku za

osvětlení (energie fotonů hν)

s vyznačením hran

vodivostního (Ec) a

valenčního (Ev) pásu, šířky

zakázaného pásu (Eg = Ec -

Ev), Fermiho hladin v

polovodiči typu n i p a oblasti

existence vnitřního

elektrického pole

(prostorového náboje). Voc

je napětí vzniklé následkem

osvětlení p-n přechodu.

Výroba elektřiny světlem – v polovodičích

• Na přechodu p-n dojde k oddělení díry a elektronu a na přívodních

kontaktech vznikne napětí Voc (v případě křemíku 0,5-0,6 V) a

připojíme-li ke kontaktům spotřebič, protéká jím elektrický proud. Ten

je přímo úměrný počtu absorbovaných fotonů a tedy i ploše celého

slunečního článku.

• Fotovoltaický sluneční článek je tedy polovodičová dioda

(přechod p-n) mající velkou plochu (decimetry čtvereční),

spodní celoplošný kovový kontakt (reflektor) a vrchní

kovový kontakt (mřížku, hřeben) zabírající velmi malou

plochu (4-8% plochy článku), aby nestínil.

• Skutečná struktura je mnohem složitější, jak je vidět na obrázku,

s cílem zmenšení všech možných ztrát (reflexe světla, rekombinace

nosičů proudu) a realizace co největší účinnosti přeměny sluneční

energie v energii elektrickou. Teoretická účinnost v případě článku

z krystalického křemíku je okolo 30%. Vyšší teoretickou účinnosti lze

dosáhnout u článků složených z různých materiálů s různou

absorpční hranou nebo koncentrací světla, která zvyšuje

(logaritmicky) získané napětí.

Výroba elektřiny světlem – fotovoltaické články

Schematické znázornění struktury křemíkového solárního článku se

zanořenými kontakty na přední straně. Texturovaný povrch pro snížení

reflexe a zvýšení „light trapping" efektu je vytvářen využitím

anizotropního leptání křemíku na rovině <100>. Vrstva oxidu, případně

nitridu křemíku je použita pro pasivaci povrchu křemíku a pro snížení

reflexních ztrát. Zadní kontakt (Al) funguje jako zpětný reflektor.

Výroba elektřiny světlem – fotovoltaické články

Křemík v neuspořádané (amorfní) formě má absorpční hranu na

rozhraní infračervené a červené oblasti, většinu infračerveného

světla tedy propouští, ale absorpce nad absorpční hranou prudce

roste (následkem změny výběrových pravidel pro optické přechody

se změnou uspořádání látky) a postačí vrstva tenčí než tisícina

milimetru (1 μm) k úplné absorpci viditelného světla. Současně se

dá tento materiál připravit při nízké teplotě, obvykle 200° C, a tedy

nanášet na levné podložky, jako jsou sklo či některé plastické

hmoty nebo kovová fólie. To vše umožní snížit cenu slunečního

článku. Na druhou stranu, dopování amorfního křemíku (vytváření

n-typové či p-typové vodivosti) a transport elektrického náboje je

mnohem obtížnější. Proto mají současně vyráběné fotovoltaické

články z amorfního křemíku následující, poměrně komplikovanou

strukturu, která je schematicky zobrazena na obrázku . Malé

laboratorní články dosahují stabilní účinnosti přes 13%, ale v

hromadné výrobě, při “ošizení” technologických detailů s cílem

dosažení co nejnižší ceny článků tato účinnost v současnosti

dosahuje 7-8% (účinnost počítaná na celou plochu slunečního

panelu).

Výroba elektřiny světlem – fotovoltaické čláky

Schematické znázornění

struktury třívrstvého

slunečního článku na bázi

amorfního

hydrogenovaného křemíku

(a-Si:H) a slitin amorfního

křemíku a germánia (a-Six

Ge1-x:H). V horním článku s

největší šířkou zakázaného

pásu je absorbována

krátkovlnná část slunečního

spektra (UV, modrá, část

zelené), v nejspodnějším s

malou šířkou zakázaného

pásu pak červená a

především infračervená část

spektra.

Výroba elektřiny světlem 4/4

• Účinnost přeměny energie Slunce na elektrickou energii je okolo 20 %.

Přenos elektrické energie

Původně stejnosměrné rozvody byly nahrazeny rozvody střídavými třífázovými (či jinou topologií sítě v závislosti na místních podmínkách)

• „válka proudů“ Edison stejnosměrný, Westinghouse, Tesla střídavý

• Snadná transformace napětí (vynález transformátoru s uzavřeným jádrem), možnost páteřních rozvodů o vysokém napětí

• Jednoduchá konstrukce elektromotorů

V okamžiku příchodu dostupných usměrňovačů a měničů (rtuťové vakuové, tyristorové, IGBT) opět některé vedení stejnosměrné

• Menší kapacitní ztráty

• Není problém se skin-efektem

• Některé zdroje a spotřebiče jsou dnes přirozeně DC

Literatura / odkazy

• Vysoký P., Malý K., Fábera V.: Základy elektrotechniky, Brno 2003

• http://uprt.vscht.cz/ucebnice/mrt/F4/F4k42-tlak.htm(28.3.2006)

• techs.bliksoft.info/termoclanek/termoclanek.htm(15.2.2006)

• http://www.engr.colostate.edu/~dga/mechatronics/figures/ (28.3.2006)

• Libra M. a kol.: Fyzikální podstata fotovoltaické přeměny solární energie, časopis Světlo 2005/1

• http://www.urel.feec.vutbr.cz/EncyklopedieEMC/index.php?soubor=2.2.htm (28.3.2006)

Prezentace byla vytvořena na základě materiálů

doc. Ing. Vlastimila Jáneše, Csc.