Jaké typy elektráren známe?

Datum vydání: 11. 8. 2022

Elektrárna je zařízení sloužící k výrobě elektrické energie. Elektřina se v ní vyrábí přeměnou z jiných druhů energií, které jsou vázané v určitých zdrojích. Tyto zdroje pak rozdělujeme na obnovitelné a neobnovitelné. Jaké druhy elektráren existují a jaké jsou jejich výhody a nevýhody?

Obnovitelné a neobnovitelné zdroje energie

Zdroje, ze kterých se vyrábí elektřina, se rozdělují z ekologického hlediska na dva druhy:

Zdroje, které jsou omezené a potenciální regenerace dlouhodobá (u některých dokonce hrozí úplné spotřebování v následujících desítkách až stovkách let), označujeme jako neobnovitelné zdroje energie. Mezi ně patří například uhlí, ropa, zemní plyn nebo uran.

Obnovitelné zdroje energie jsou přírodní zdroje, které se při postupném spotřebovávání částečně nebo úplně obnovují. A to buď samy, nebo za přispění člověka. Sem se řadí energie ze Slunce, vody, větru nebo biomasy.

Podle druhu energie, kterou elektrárna přeměňuje na elektrickou energii, rozlišujeme typy elektráren na:

Tepelná elektrárna

V tepelných elektrárnách se přeměňuje tepelná energie na mechanickou a mechanická energie na elektrickou. Spalováním paliva, jako je například uhlí nebo plyn, se získává tepelná energie ve formě páry, která se v parní turbíně přemění na energii mechanickou. S touto turbínou je propojen generátor. V něm se pak mechanická energie mění na energii elektrickou.

Výhody: 

• Poměrně velký a regulovatelný výkon.
• Levný provoz.

Nevýhody: 

• Produkují obrovské množství emisí – oxidy dusíku, oxid siřičitý, prachové částice, polyaromatické uhlovodíky a také oxid uhličitý, který se podílí na vzniku skleníkových efektů.  
• Využívají neobnovitelné zdroje energie (fosilní paliva). 

Jaderná elektrárna

V jaderných elektrárnách vzniká teplo řízenou reakcí při štěpení jader uranu v reaktoru, který je napojen na primární okruh, v němž teče voda. Ohřátá voda předává své teplo sekundárnímu okruhu ve formě páry. Pára roztáčí turbínu, která pohání generátor a ten následně vytváří elektrickou energii.

Výhody: 

• Vysoký výkon při malém množství paliva.  
• Za běžného provozu produkují pouze odpadní teplo a vodní páru.  
• Nízké výrobní náklady.

Nevýhody:

• Vysoké vstupní náklady na výstavbu.
• Technologicky náročné získávání paliva. 
• Produkují jaderný odpad.  
• Riziko jaderné havárie, i když je velmi malé.  
• Využívají uran (U235), který patří mezi neobnovitelné zdroje energie.

Vodní elektrárna

Vodní elektrárny využívají energii vodních toků a dělí se podle výkonu na malé (do 10 MW), střední (od 10 MW do 200 MW) a velké (nad 200 MW). Přitékající voda předává energii turbíně, která roztáčí generátor připojený ke společné hřídeli. Rotační energie se pak v generátoru mění na elektrickou energii. 

Výhody:  

• Výstavba malých vodních elektráren je obvykle podporována. 
• Voda má vysokou hustotu a i malý proud zajistí velké množství energie.
• Využívají obnovitelný zdroj energie.

Nevýhody:  

• Nutnost stavění velkých přehrad nebo nádrží, kvůli čemuž jsou i přes svůj obnovitelný charakter považovány za ekologicky kontroverzní (dopad na vodní živočichy a rostliny).  
• Zasahují do přírodní krajiny.
• Nelze je vystavět všude.  

Přílivová elektrárna

Přílivové elektrárny jsou jedním z druhů vodních elektráren. Ty pro roztočení turbín umístěných pod vodou využívají přílivu a odlivu moře. Tyto turbíny jsou napojeny na generátory, které vyrábějí z proudící vody elektrickou energii.

Výhody:

• Provoz minimálně znečišťuje okolí.
• Příliv a odliv se lépe předpovídá než např. chování větru.
• Využívají obnovitelný zdroj energie. 

Nevýhody:

• Nelze je vystavět všude.  
• Časová nepravidelnost přílivu. 
• Zatěžování pobřežní oblasti.

Větrná elektrárna

Větrné elektrárny mění energii větru na elektřinu pomocí rotoru, který se otáčí a přes hřídel pohání generátor elektrické energie.

Výhody:  

• Vítr poskytuje zdroj energie zadarmo a je prakticky nevyčerpatelný. 
• Využívají tedy obnovitelný zdroj energie.  

Nevýhody:  

• Narušují vzhled krajiny a mohou být poměrně hlučné.  
• V bezvětří jsou elektrárny nevyužitelné.  
• Výkon je závislý na aktuální síle a směru větru.
• Likvidace materiálů (konstrukce) z elektráren je velmi nákladná.

Geotermální elektrárna

Geotermální elektrárny využívají k výrobě elektrické energie teplo ze zemského jádra. Při výrobě elektřiny se pomocí hlubinných vrtů extrahuje pára, která roztáčí lopatky turbíny generátoru. Ten pak transformuje mechanickou energii na energii elektrickou.

Výhody: 

• Nezávislost na dodávkách paliva.  
• Stabilní a stálý výkon.
• Téměř bezobslužný provoz. 
• Využívají obnovitelný zdroj energie. 

Nevýhody:

• Nejistoty v geologických podmínkách.
• Možné riziko zemětřesení.
• Narušení okolní krajiny, které je hrozbou především pro místní živočichy.

Fotovoltaická (solární) elektrárna

Fotovoltaické neboli solární elektrárny vyrábějí elektřinu ze slunečního záření. Fotovoltaické panely využívají tzv. fotoelektrického jevu, kdy při dopadu slunečních paprsků na polovodičový materiál vzniká elektrický proud.

Výhody:

• Dlouhá životnost a nízké náklady na údržbu a provoz.
• Finanční úspora za energii a možnost získání dotace na pořízení.
• Využívají obnovitelný zdroj energie. 

Nevýhody:

• Nespolehlivost slunečního záření. 
• Vyšší pořizovací cena fotovoltaických panelů.
• Při instalaci je třeba počítat s dalšími úpravami objektu.