Skąd się bierze prąd?
W pierwszej kolejności prąd musi zostać wytworzony, aby następnie został przesłany dalej. Zastanawiasz się, skąd czerpiemy energię elektryczną we współczesnym świecie? W tym celu wykorzystuje się kilka różnych metod.
Elektrownie cieplne
To jeden z najpopularniejszych sposobów wytwarzania energii elektrycznej. Polega na spalaniu paliw kopalnych m.in. węgla kamiennego i brunatnego. Zawarta w nich energia chemiczna jest przetwarzana na elektryczną.
Proces spalania paliwa odbywa się w specjalnych kotłach, które produkują parę wodną o wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Energia chemiczna zostaje zamieniona na energię cieplną pary wodnej. Para trafia następnie do turbiny, gdzie dochodzi do jej rozprężenia. Dochodzi do przemiany energii cieplnej na mechaniczną. Ta ostatnia jest dostarczana do generatora. To właśnie w nich następuje przemiana energii mechanicznej na elektryczną.
Stopniowo odchodzi się od wytwarzania prądu w elektrowniach węglowych głównie ze względu na ich niekorzystny wpływ na środowisko naturalne.
Elektrownie jądrowe
W Polsce co prawda nie działa żadna elektrownia jądrowa, ale warto wiedzieć, w jaki sposób wytwarzany jest w niej prąd. Źródłem energii niezbędnym do wytworzenia pary wodnej jest proces rozszczepienia atomów paliwa jądrowego. Dochodzi do niego w reaktorach, co pozwala wytworzyć bardzo dużą ilość ciepła. Powstała w ten sposób para napędza turbiny wytwarzające prąd elektryczny.
Elektrownie atomowe wywołują sporo kontrowersji głównie ze względu na problemy dotyczące odpadów radioaktywnych, które mogą być niebezpieczne dla zdrowia ludzi i zwierząt, a także otoczenia. Niepokojące jest także ryzyko awarii reaktorów, co również może stanowić duże zagrożenie zwłaszcza dla mieszkańców najbliższej okolicy elektrowni. Jednak takie zjawiska są bardzo rzadkie. Na korzyść tego sposobu wytwarzania energii elektrycznej przemawia przede wszystkim wysoka efektywność i brak produkcji dwutlenku węgla.
Źródło: https://www.gov.pl/web/edukacja-ekologiczna/polska-potrzebuje-energetyki-jadrowej
Elektrownie wykorzystujące odnawialne źródła energii
Elektrownie wykorzystujące do produkcji prądu odnawialne źródła energii są coraz powszechniej stosowane główne ze względu na ich korzystny wpływ na otoczenie. Do tej grupy zalicza się przede wszystkim:
- elektrownie wiatrowe,
- elektrownie słoneczne,
- elektrownie wodne,
- elektrownie biomasowe,
- elektrownie geotermalne.
Elektrownie wiatrowe do produkcji prądu wykorzystują siłę wiatru, który napędza turbiny. W chwili przepływu przez łopaty dochodzi do zamiany energii kinetycznej na mechaniczną. Umożliwia to ruch obrotowy wirnika. W generatorze następuje transformacja energii mechanicznej w elektryczną, która trafia do sieci energetycznej lub akumulatora.
Kolejnym rodzajem elektrowni wykorzystującej odnawialne źródła energii jest farma fotowoltaiczna. Składa się ona z paneli umieszczonych na specjalnych konstrukcjach, które są ze sobą połączone szeregowo i równolegle. Każdy moduł jest zbudowany z ogniw fotowoltaicznych wykonanych z materiałów półprzewodnikowych. To w nich zachodzi zjawisko fotoelektryczne. Światło słoneczne, a dokładniej fotony, pobudzają ruch elektronów w ogniwach, co powoduje powstanie napięcia elektrycznego. Prąd stały wytworzony przez panele fotowoltaiczne jest konwertowany na energię zmienną, która trafia do sieci. Może być także magazynowana w akumulatorach i wykorzystana później.
Źródło: https://www.gov.pl/web/rdos-gorzow-wielkopolski/lista-dobrych-praktyk-projektowania-i-realizacji-inwestycji-fotowolaticznych-z-perspektywy-ochrony-przyrody
W przypadku elektrowni wodnych do napędzania turbiny niezbędna jest spadająca woda. Musi mieć ona odpowiednie ciśnienie, które można osiągnąć dzięki spiętrzeniu. Praca tego rodzaju elektrowni przebiega w następujących etapach:
- spiętrzona woda trafia kanałami do wirnika turbiny i wprawia go w ruch,
- turbina napędza generator, który wytwarza prąd,
- prąd jest przesyłany do transformatora, gdzie uzyskuje odpowiednie parametry,
- energia elektryczna trafia do krajowej sieci elektroenergetycznej,
- przepracowana woda jest zrzucana na drugą stronę budowli hydrotechnicznej.
W elektrowniach na biomasę wykorzystywana jest materia organiczna pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. W procesie jej spalania powstaje ciepło przekształcające wodę w parę wodną. Następnie jest ona wykorzystywana do napędzania turbin i produkcji prądu elektrycznego.
Ostatnim rodzajem elektrowni bazującej na odnawialnych źródłach energii jest ta wykorzystująca ciepło zgromadzone wewnątrz ziemi. Wymagane jest wykonanie odwiertów na odpowiedniej głębokości, które umożliwiają dotarcie do zgromadzonych pokładów. Wyróżnia się jednoczynnikowe i dwuczynnikowe elektrownie geotermalne. Pierwsze z nich wykorzystują zasoby z wnętrza ziemi jako jedyne źródło zasilania. Elektrownie dwuczynnikowe (binarne) wymagają skierowania gorącej wody do wymiennika ciepła, który pełni funkcję kotła parowego.
Gdzie trafia wytworzony prąd?
Aby energia elektryczna mogła trafić do instalacji w domu, firmie itd., musi zostać przekazana dalej. Dlatego wytworzony prąd z generatorów jest transportowany do transformatorów. Tam podnoszony zostaje poziom napięcia do 220 kV lub 400 kV.
Następnie energia elektryczna o odpowiednich parametrach trafia do napowietrznych linii przesyłowych oraz do stacji transformatorowo-rozdzielczych nazywanych Głównymi Punktami Zasilania. Każdy z nich jest odpowiedzialny za transport prądu do lokalnej sieci dystrybucji.
Jak działają lokalne sieci dystrybucji?
Prąd z Głównych Punktów Zasilania trafia do lokalnych sieci dystrybucji działających na określonym obszarze. Stosują one podziemny system kabli oraz przewody umieszczane na słupach energetycznych. Pierwsze rozwiązanie jest stosowane głównie w dużych miastach. W aglomeracjach poprowadzenie kabli w powietrzu byłoby kłopotliwe, a niekiedy wręcz niemożliwe. Taki sposób rozprowadzania energii elektrycznej stosuje się głównie na terenach wiejskich i podmiejskich.
Prąd transportowany liniami powietrznymi lub podziemnymi trafia do przyłączy energetycznych, a następnie przewodów znajdujących się w budynkach. W ten sposób energia jest rozprowadzana po budynkach i trafia do opraw oświetleniowych i gniazdek. Przy przyłączach umieszcza się licznik, czyli układ pomiarowo-rozliczeniowy. Umożliwia on kontrolowanie zużycia energii. Na podstawie odczytów licznika wystawiane są rachunki za korzystanie z prądu.
W jaki sposób przyłączyć budynek do sieci energetycznej?
Aby budynek był zasilany energią elektryczną, musi zostać podłączony do sieci energetycznej. W pierwszej kolejności należy złożyć stosowny wniosek lokalnego dostawcy prądu o określenie warunków technicznych. Taki dokument znajdziesz na stronie internetowej dystrybutora lub dostaniesz w trakcie wizyty w biurze obsługi. Zakład Energetyczny w ciągu 30 dni musi udzielić odpowiedzi oraz określić warunki (lub ich odmówić), a także:
- określić opłatę za przyłączenie do sieci,
- przygotować umowę o przyłączenie,
- opracować rozpiskę prac.
W przypadku gospodarstw domowych wyróżnia się 3 grupy przyłączeniowe:
- grupę IV – w przypadku urządzeń i instalacji potrzebujących napięcia nie wyższego niż 1 kV i mocy przyłączeniowej powyżej 40 kW;
- grupę V – w przypadku podmiotów podłączanych bezpośrednio do sieci rozdzielczej o napięciu znamionowym nie wyższym niż 1 kV i mocy przyłączeniowej nie większej niż 40 kW;
- grupę VI – w przypadku podmiotów, których urządzenia i instalacje są przyłączane do sieci przez tymczasowe przyłącze, które ma zostać zastąpione docelowym.
Należy wiedzieć jeszcze przed złożeniem wniosku, do jakiej grupy przepisy energetyczne zaliczają konkretnego odbiorcę. Taką informację możesz uzyskać w Zakładzie Energetycznym funkcjonującym na obszarze, na którym zlokalizowany jest budynek.
Po wykonaniu przyłącza montowana jest skrzynka przyłączeniowa. Jednak na właścicielu nieruchomości ciąży obowiązek doprowadzenia prądu do budynku. Po przeprowadzeniu wszystkich niezbędnych prac oraz wykonaniu odbioru technicznego instalacji i przyłącza podpisuje się umowę na sprzedaż energii elektrycznej. Po jej zawarciu montowany jest licznik i można korzystać z prądu, za który pobierana jest opłata zgodnie z wybraną taryfą.