Výroba elektriny

ELEKTRINA JE NAJVHODNEJŠOU formou energie na použitie v domácnosti a v mnohých odvetviach priemyslu. Elektrinu však treba aj vyrobiť. Existuje veľa spôsobov, ako vyrobiť napätie čiže elektrickú potenciálnu energiu, ale najlepší z nich je použitie elektromagnetizmu. Michael Faraday zviditeľnil energiu magnetu ako "pole". Keď kov prechádza cez "magnetické pole", vzniká napätie. Pomocou využitia tohto javu boli vyvinuté rozličné "magneticko-elektrické" stroje. Na konci 19. storočia už, parné stroje a vodné turbíny roztáčali veľké generátory na výrobu elektriny pre domácnosti, úrady a továrne. Veľmi významným vynálezom, ktorý umožnil výrobu elektriny vo veľkom rozsahu, bol objav parnej turbíny. Bola oveľa rýchlejšia a účinnejšia ako parné stroje používané prv. Parné turbíny sa používajú doteraz na pohon väčších generátorov.

GRAMMOVO DYNAMO
Dynamo je stroj, ktorý mení mechanickú energiu
na elektrickú energiu. Zénobe Théophile
Gramme (1826-1901) z Belgicka vynašiel prvé
prakticky použiteľné dynamo roku 1870. Toto
dynamo vyrábalo "jednosmerný" elektrický prúd.
Elektrina jednosmerného prúdu sa nedá prenášať na
veľké vzdialenosti, takže toto dynamo vyrábalo
elektrinu iba v malom množstve. Cievky uprostred
dynama sa veľkou rýchlosťou otáčali pomocou
parného stroja a dve veľké cievky vytvárali okolo
nich magnetické pole. Takto sa vyrábala elektrina.

PAROTURBÍNOVÝ GENERATOR

Až do vynálezu parnej turbíny roku 1884 boli dynama a generátory poháňané tradičnými parnými strojmi. Tie však boli neefektívne a nemohli sa krútiť dosť rýchlo na to, aby vyrobili elektrinu vo veľkom množstve. Parnú turbínu vyvinul írsky inžinier Sir Charles Parsons (1854-1931). Jeho párna turbína využívala na pohon generátora energiu vysokotlakovej pary s teplotou 200 'C. Turbína urobila 4800 otáčok za minútu a bežala tak plynulé, že nemusela byľ priskrutkovaná na podlahu. Vyrábala 100 000 joulov elektrickej energie každú sekundu (100 kW).

PRVA ELEKTRAREN
Roku 1882 uviedol americký vynálezca Thomas Edison do chodu elektráreň v New York City, USA. Použitie elektriny sa čoskoro rozšírilo do väčšiny krajín sveta. Toto je model elektrárne vybudovanej v Deptforde, v Londýne, Veľká Británia. Začala vyrábať elektrinu roku 1889 a bola schopná dodávať viac než milión joulov elektrickej energie za sekundu. Navrhol ju Sebastian Ziani de Ferranti (1864-1930), inžinier žijúci v Londýne.

Bola to svojho času najväčšia a najvýkonnejšia elektráreň a vyrábala elektrinu pre polovicu Londýna.
Poháňal ju obrovský parný stroj. Až do začiatku 20. storočia bežali všetky veľké
elektrárne buď na parný, alebo vodné turbíny. Pretože sa elektrina začala vyrábať vo veľkom, mohla sa jej energia využívať stále širšie v priemysle aj v domácnostiach.




AKO PRACUJE PARNA TURBINA
Para vstupovala do Parsonsovej parnej turbíny vo vrchnej
časti a prechádzala dolu ventilom. Našla si cestu do nápravy lopatiek turbíny a potom sa tlačila ďalej, otáčajúc lopatky tak, ako to bolo jej úlohou. Keď para skončila na jednej
lopatke, prešla na druhú. Každá lopatka bola trochu väčšia ako predchádzajúca - lebo na získanie energie od pary ju treba nechať expandovať. Z rovnakého dôvodu je výstupný otvor pary väčší ako vstupný.

STOŽIARE A TRANSFORMÁTORY
Aby bolo možné elektrickú energiu rozviesť na
veľké vzdialenosti, najskôr sa transformuje čiže
mení na vysoké napätie (zvyčajne medzi 132 000
a 400 000 voltmi), aby sa potom zasa späť
transformovalo na nižšie napätie (medzi 110 a 240
voltmi). Na každom konci vedenia sú teda
transformátory - pri elektrárni aj pri miestnych
,podstaniciach". Používa sa striedavý prúd, pretože
jednosmemý prúd sa nedá transformovať
a neprenáša sa dobre. Systém rozvodu elektriny
navrhol americký elektrotechnický inžinier
z východnej Európy, Nikola Tesla (1856-1943).
Najbežnejším spôsobom rozvodu elektriny sú
stožiare vedenia vysokého napätia, pretože
zakopávanie podzemných vedení môže byť drahé.
Známou panorámou v blízkosti elektrárni sú
vysoké chladiace veže. Chladia vodu, používajú na
kondenzáciu pary, ktorá opúšťa turbíny, čim sa
para mení naspäť na vodu.