|
Podľa použitého zdroja energie sa tepelné elektrárne rozdeľujú na:
Klasické – uskutočňujú premenu chemicky viazanej energie tuhých, kvapalných alebo plynných palív (uhlie, vykurovací olej, mazut, plyn) na tepelnú energiu a následne na elektrickú energiu alebo na priemyselne využiteľné teplo. Na Slovensku sa v nich vyrába asi 22 % elektrickej energie.
Fosílne palivo  Teplo Para Turbína Generátor Elektrická energia
Jadrové – využívajú štiepenie atómových jadier štiepneho materiálu (urán 235) pričom sa získava tepelná energia, ktorá sa ďalej postupne premieňa až na elektrickú. Na Slovensku sa v nich vyrába asi 53 % elektrickej energie.
Jadrové palivo Teplo Para Turbína Generátor Elektrická energia
Geotermálne – využívajú teplo zeme, ktoré sa prostredníctvom vody dostáva na povrch zeme, kde sa využíva ako tepelná energia pre ďalšie použitie. Na Slovensku sa tento systém zatiaľ na výrobu elektrickej energie nevyužíva, pričom existujú potenciálne oblasti na jej použitie.
Bioelektrárne – palivom týchto elektrární je hmota zámerne produkovaná na energetické účely (rýchlorastúce dreviny, rastliny, odpady z priemyslu, poľnohospodárstva a domácností). Jej nevýhodou je však veľký obsah vody v surovom stave. Dôležité je tu najmä ekologické hľadisko, pretože sa jedná tiež o biologický spôsob zneškodňovania odpadov.
KLASICKÉ ELEKTRÁRNE
Elektrárne poukazujú na veľmi dôležité otázky paliva a vody. Pre všeobecné posúdenie sa predpokladá 1 kg paliva na 1 kW.h, 4 kg pary na 1 kW.h a 60 kg chladiacej vody na 1 kg pary. Rozhoduje sa medzi umiestnením pri zdroji palív, vody alebo v mieste spotreby elektrickej energie.
Klasické elektrárne tiež nazývame tepelné energetické výrobne a zaraďujeme medzi ne:
|
1.
|
Kondenzačné elektrárne (parné elektrárne), ktoré slúžia prioritne na výrobu elektrickej energie. Pri použití kondenzačných odberových turbín je možné časť pary z turbín využiť aj na výrobu technologickej pary (napr. na vykurovanie blízkych miest). Maximálna účinnosť je 45 %, typická 33 %, u nás cca 28 % pre 110 MW bloky.
|
|
2.
|
Teplárne (parné teplárne), ktoré slúžia na rozdiel od kondenzačných elektrární prioritne na výrobu technologickej pary. Výroba elektrickej energie je podriadená požadovanému množstvu technologickej pary. Maximálna účinnosť je 86 % (69 % teplo, 17 % elektrická energia).
|
|
3.
|
Elektrárne so spaľovacími turbínami sa využívajú ako špičkové zdroje elektrickej energie. Používajú letecké motory a ich maximálna účinnosť je 55 %.
|
|
4.
|
Paroplynové elektrárne majú kombinovanú výrobu elektrickej energie a tepla s tepelne previazanými obehmi spaľovacej plynovej turbíny (ST) a klasickej parnej turbíny (PT). Maximálna účinnosť je 43 %.
|
|
5.
|
Kogeneračné elektrárne pracujú ako kombinovaný cyklus výroby elektrickej energie a tepla na báze spaľovacích motorov alebo plynových turbín.
|
KONDENZAČNÉ ELEKTRÁRNE
Kondenzačné elektrárne sú elektrárne, ktorých hlavným produktom výroby je elektrická energia. V týchto elektrárňach sa používajú pre pohon generátorov kondenzačné turbíny alebo odberové kondenzačné turbíny.
TEPLÁRNE
V teplárňach je hlavným produktom výroby teplo v pare alebo v horúcej vode a elektrická energia. Podstatným znakom teplární je, že vyrábajú teplo a elektrickú energiu kombinovaným spôsobom, obvykle tak, že para s vysokými parametrami prechádza najprv turbínou, v ktorej sa časť energie pary premení na elektrickú energiu. Čiastočne znehodnotená protitlaková para vystupujúca z turbíny sa používa ešte na technologické účely alebo kúrenie. V parných kotloch vyrobená para má vyššie parametre (teploty a tlaku) ako je potrebné pre technológiu, a preto je predtým vedená do protitlakových turbín, prípadne do kondenzačných odberových turbín. Schéma parnej teplárne je rovnaká ako parnej elektrárne. Rozdiely sú pri odberoch pary. V protitlakových turbínach je expanzia pary ukončená pri vyššom tlaku a para je vedená k spotrebiteľom. Pri tomto spôsobe bude množstvo vyrobenej elektrickej energie priamo závislé od množstva dodaného tepla, pretože turbína a spotrebič pary sú pripojené do série. Pre krátkodobé krytie zvýšenej spotreby tepla, alebo dodávku pary pri odstavenej turbíne je tepláreň vybavená redukčnou stanicou, v ktorej je vstupná para redukovaná (zníženie tlaku škrtením) a ochladzovaná (injektážou napájacej vody) na rovnaké parametre ako má výstupná para z turbíny. Kondenzovaná (vratná) voda zo spotrebičov je cez odplyňovač vedená naspäť do napájacej nádrže.
PAROPLYNOVÉ ELEKTRÁRNE
Svojimi parametrami dosiahli klasické elektrárne maximálnu účinnosť, ktorá sa bez zmeny koncepcie nedá prekročiť. Zvyšovanie parametrov pary je neúmerne investične náročné. Jedným z riešení zmeny koncepcie elektrárne je spojenie výhod parnej a spaľovacej turbíny. Týmto spojením sa dosiahnu dobré dynamické vlastnosti a účinnosť aj pri veľkom kolísaní zaťaženia. Idealizovaný termodynamický obeh spaľovacej turbíny s prívodom tepla pri konštantnom tlaku je Braytonov obeh. Je zložený z dvoch izobar a dvoch izoentróp. Účinnosť tepelných obehov je tým vyššia, čím je vyššia stredná teplota, pri ktorej privádzame teplo do okruhu a čím je nižšia stredná teplota, pri ktorej teplo z okruhu odvádzame. Opatrenia na zlepšenie účinnosti obehov sú preto orientované na tieto aspekty.
KOGENERAČNÉ ELEKTRÁRNE
Týmto názvom označujeme zariadenia na kombinovanú výrobu tepla a elektrickej energie, poháňané väčšinou piestovými spaľovacími motormi od výkonu 12 kW do 5 MW, alebo spaľovacími turbínami pre výkony nad 500 kW. Kogenerácia je kombinovaná výroba elektriny a tepla na báze plynu. Celý systém pracuje tak, že najprv použijeme plyn v plynovom motore (alebo turbíne) na výrobu elektrickej energie a následne využijeme vzniknuté teplo spalín a z chladenia motora. Slovo kogenerácia sme prebrali z anglického názvu Cogeneration, pričom v angličtine toto pomenovanie znamená výrobu elektriny a tepla na báze spaľovacích motorov a turbín, ktoré spaľujú plynné palivá. Prioritne sa ako palivo používa zemný plyn (ZP). Alternatívou ZP môže byť tiež bioplyn, drevný plyn, koksárenský plyn, propán-bután a pod. Použitie plynu pre kogeneráciu je dôležité z ekologického hľadiska. Práve nízke znečisťovanie životného prostredia emisiami je dôležitým znakom kogenerácie.
|
