zpravodajství životního prostředí již od roku 1999

Nové možnosti výroby elektrické energie

14.04.2005
Obecné
Nové možnosti výroby elektrické energie
V současné době jsou nejrozšířenějšími typy elektráren vodní, tepelné a atomové.
Zvyšující se poptávka po elektrické energii postavila vědce celého světa před problém využití ještě dalších možností zvyšujících účinnost stávajících kapacit výroby elektrické energie nebo hledání dalších alternativ pro její výrobu, které by byly méně ekologicky škodlivé a měly přitom minimálně srovnatelnou účinnost a náklady na provoz.

Jednou z cest je postavení nových elektráren pracujících na základě magneticko-plynových dynamických generátorů (dále MPD generátory).Velmi intenzivní výzkum tohoto typu výroby elektřiny byl v posledních letech zaznamenán zejména v USA, v Rusku a v Japonsku. Zájem o tyto typy elektráren však projevily i některé vyspělé evropské země, avšak cílevědomý program orientovaný na MPD generátory je nožné zaznamenat pouze v prvních třech jmenovaných státech. Lze říci, že Evropa tuto otázku bohužel nedocenila, a tím pádem ve svém výzkumu a využití takto získané energie zaostala za světovou špičkou.

ROTOR TURBÍNY NAHRAZUJE PLAZMA

Všechny tepelné elektrárny potřebují k výrobě elektrické energie značné množství tepla, které získávají spalováním různých druhů nerostných surovin, zejména méně kvalitního uhlí. Teplo je přeměněno v mechanickou energii, která se v poslední fázi mění pomocí elektromechanických generátorů na energii elektrickou. Termodynamický cyklus elektrárny pracující s MPD generátorem využívá energii vznikající hořením organického paliva a je analogický principu fungování plynové turbíny. Je to fakticky nový typ elektrického stroje, ve kterém je rotor zaměněn proudem plazmy protékajícím mezi póly silného magnetu. V důsledku elektromagnetické indukce v něm vzniká elektrický proud, který je z rozžhaveného plazmatického toku veden do vnější sítě pomocí stacionárních elektrod. Je to v podstatě nejjednodušší princip přímé přeměny tepelné energie v energii elektrickou. Jestliže je jako rotor použita elektřinu vedoucí kapalina, je generátor hydrodynamický, jestliže rotor nahrazuje plazma o nízké t eplotě, jedná se o generátor plynodynamický.

PRINCIP ČINNOSTI

V silných magnetických polích nebo v plynu se nabité částice stihnou vzájemným silovým působením na sebe objemově zploštit a vytvarovat směrově kolmo k magnetickému poli. To vede k vytvoření doplňkového magnetického pole orientovaného paralelně k toku plynu. V důsledku tohoto jevu se vektor hustoty proudu v plazmě otáčí o určitý úhel vůči vektoru elektrického napětí, což vede ke zmenšení účinnosti generátoru. Tento efekt se neutralizuje pomocí rozdělení pracovních zón generátoru do sekcí, což vede ke stanovení koeficientu účinnosti zařízení až na hranici teoretického maxima.

VÝZKUM PRO POTŘEBY ZBRAŇOVÝCH SYSTÉMŮ

První experimentálně průmyslové MPG generátory byly vyrobeny v bývalém SSSR a v USA. Výkon ruského zdroje na tomto principu tehdy dosahoval 25 MW. Tato zařízení byla vyvinuta a vyrobena jako impulzní zdroje energie pro nové typy zbraňových systémů a výzkum ve své době podléhal jak na straně SSSR, tak na straně USA přísnému režimu utajení. Největší MPD generátor na světě dosahoval výkonu 600 MW při hodnotě elektrického proudu 200 000 Ampéru. V současné době se zkušenosti ze zbrojního průmyslu uplatňují v projektech elektráren umístěných přímo na moři (výroba elektřiny přímo na plynových těžebních plošinách). Je totiž daleko jednodušší a levnější dopravovat na pevninu elektrickou energii pomocí silových kabelů než plyn pomocí plynovodu, a teprve na pevnině plyn spalovat v tepelných elektrárnách.

MPD GENERÁTORY A ENERGETIKA

Při použití MPD generátorů v energetice je možné v případě kombinované elektrárny dosáhnout koeficientu účinnosti až 60 %, a přitom ještě dvojnásobně snížit nežádoucí teplotu (tzn. celé zařízení méně chladit) než u klasické tepelné elektrárny, a to při srovnatelném výkonu. V USA se výzkum a vývoj ubírá směrem k systémům využívajícím spalování uhlí. Například MPD generátor vyrobený americkou firmou Afio Everett pracující v nepřetržitém provozu 500 hodin vyrobil výkon 200 MW.

KOSMICKÝ VÝZKUM

Další využití MPD generátorů je možné vidět v oblasti dobývání vesmíru, kde tato zařízení mohou být využita jako motory kosmických raket. Jako možné se jeví i využití této technologie jako zdrojů elektromagnetických impulzů o vysokých výkonech (v podstatě jako elektromagnetické bomby). V tomto aspektu může takto silný elektromagnetický impulz vést k nevratnému poškození rozsáhlého spektra elektronických zařízení, počítače nevyjímaje.

AUTOR: Prof. Jurij Linhart, DrSc.
Zdroj: Technik

Komentáře k článku. Co si myslí ostatní?

Další články
Chystané akce
UŽITEČNÉSEMINÁŘE.CZ
21
11. 2017
21.11.2017 - Seminář, školení
Praha,
Konferenční centrum CITY - Pankrác
SW CASEC
21
11. 2017
21.11.2017 - Seminář, školení
Mladá Boleslav
21
11. 2017
21.11.2017 - Seminář, školení
Jihlava
Podněty ZmapujTo
Mohlo by vás také zajímat
Naši partneři
Složky životního prostředí