Истражују: Селена Гркић, Марија Велисављевић, Јана Петровић
Принцип рада електрана се разликује у зависности од сировина које се користе за производњу електричне енргије у постројењима.
Код термоелектрана у ложишту сагорева гориво (угаљ, нафта, гас) и производи се топлотна енергија која загрева котао. Ради бољег сагоревања користе се вентилатори који убацују кисеоник у ложиште. Загревањем воде у котлу добијамо водену пару која се користи за покретање турбине. За покретање турбине потребна је потпуно сува водена пара, па се за њено сушење користи прегрејач паре. Тако осушена пара преноси се у парну турбину, која покреће генератор, који на свом излазу даје електричну струју.
Термоелектране се често граде као термоелектране-топлане (ТЕ-ТО), због бољег искоришћења енергије. Паралелна производња електричне и топлотне енергије назива се когенерација.
Код нуклеарних електрана конверзија у електричну енергију одвија индиректно, као и код конвенционалних термоелектрана. Топлоту производи нуклеарна фисија у нуклеарном реактору. Директно или индиректно, добија се водена пара. Пара под притиском се онда доводи до вишестепене парне турбине. Након што парна турбина прошири и делимично кондензује пару, преостала пара се кондензује у кондензатору. Кондензатор је измењивач топлоте који је повезан на секундарној страни са реком или расхладним торњем. Вода се затим упумпава назад у нуклеарни реактор и циклус почиње поново. Циклус вода-пара прати Ранкинов циклус.
У постројењу једне нуклеарне електране се налази нуклеарни реактор, генератор паре, парна турбина, генератор, систем за хлађење, пумпе за воду и напајање за потребу нужде.
Нуклеарни реактор је срце електране. Гориво је најчешће природни или обогаћени уранијум у облику метала или оксида. У неким се електранама користи мешавина оксида плутонијума и уранијума. У централном делу, топлота у језгру реактора се добија контролисаном нуклеарном фисијом. Фисијом атома горива настају брзи неутрони. Уколико је реактор такав да наставља ланчану реакцију користећи брзе неутроне, ради се о брзом реактору. Међутим, готово сви реактори данас у употреби су термички реактори – они успоравају неутроне помоћу модератора. Најзаступљенија врста енергетског нуклеарног реактора данас је реактор са водом под притиском. То је термички реактор у ком је гориво слабо обогаћени уранијум, најчешће у форми оксида, а обична вода је уједно и модератор и расхладно средство. Други тип реактора који се користи је реактор са кључалом водом. Овде се вода загрева у самом реактору, па нема потребе за генератором паре. Нежељена могућност код ових електрана је пренос радиоактивности до парних генератора, због чега је неопходна добра регулација. РБМК реактори се хладе водом, а модеришу графитом.
Генератор паре је систем која се налази у нуклеарним електранама са реакторима под притиском. Пошто се у таквим електранама води не допушта кључање у реактору, а свеједно је потребно произвести пару за коришћење у парним турбинама, ток воде се дели у два круга, примарни и секундарни. Примарним кругом тече вода која топлоту произведену фисијама одводи из реактора и предаје је секундарној води у измењивачу топлоте. На секундарној страни води се дозвољава испаравање (то се постиже нижим притиском секундарног круга), па настала пара врти роторе парних турбина. Вода која тече кроз секундарни круг није озрачена, за разлику од воде у примарном кругу.
Сврха парне турбине је конверзија топлоте садржане у пари у механичку енергију. У случају реактора под притиском воде, парна турбина је одвојена од нуклеарног система.
Генератор претвара кинетичку енергију коју добија од турбине у електричну енергију. Користе се наизменични синхрони генератори са малим бројем полова и велике снаге. Електрична снага данашњих нуклеарних електрана износи од 500 до 1500 MW по реактору.
Систем хлађења уклања топлоту из језгра реактора и преноси је у другу област постројења, где се топлотна енергија може искористити за производњу електричне енергије или за друге корисне послове.
Ниво воде у генератору паре или нуклеарном реактору се контролише системом пумпи за воду. Систем пумпи за воду има задатак да води воду од система за кондензацију воде, да подиже притисак воде и да је пумпа или у генератор паре.
Напајање нуклеарне електране за потребе нужде се врши преко неколико нивоа редундантности: преко дизел генератора, генератора са гасним турбинама и акумулаторима. Акумулатори пружају непрекинуто пребацивање са дизел/гасних генератора на електричну мрежу. Ако је потребно, напајање за потребе нужде омогућава безбедно искључивање нуклеарног реактора.
Начин рада хидроелектрана се знатно разликује од рада нуклеарних и термоелектрана. Хидроелектрана или хидроцентрала је електрично постројење за производњу електричне енергије са погоном на воду. Текућа вода обрће својом кинетичком енергијом хидрауличну турбину, која је повезана са електричном машином – генератором електричне енергије.
Хидроелектрана у пресеку. А-резервоар, Б-зграда, Ц-турбина, Д-генератор, Е-улаз воде, Ф-цијев за воду, Г-високонапонске линије, Х-река
Овај вид електрана се гради на местима где постоји довољно текуће воде у смислу количине и висинске разлике. Снага хидроелектране је сразмерна количини воде и висинској разлици. Зато се бирају водотокови са великим протоком воде (равничарске реке са малим висинским разликама нису повољне) или планинске реке са мањим током, али великим падовима.
Један kWh енергије произваден у хидроелектрани је значајно јефтинији од оног у термоелектрани и има мањи негативни утицај на животну околину.[1] Из овог разлога су хидроелектране популарније и пожељније као извор енергије за једну државу. Међутим количина произведене енергије зависи од количине дотока воде и варира током године. Ово се сматра највећим недостатком ових електрана уз чињеницу да акумулациона језера заузимају огромна пространства највероватније плодног земљишта.
Позитивни и негативни ефекти на животну средину
Енергетика треба више да се ослања на производњу енергије из обновљивих извора, али је потребно и да производња такозване „зелене“ енергије буде безбедна по околини.
Испитиван је велики утицај загађивача на околину, у које првенствено спадају термоелектране „Колубара“ и „Костолац“ које се налазе у бази лигнита Бор, као и рафинерије нафте, хемијских комбината и железара. Оцењено је да ће негативан утицај на природу имати градња нових термоелектрана и отварање површинских копова. Позитиван утицај који доноси ова стратегија односи се на смањење загађености ваздуха, воде и земљишта као и смањење емисије гасова стаклене баште што би се могло постићи коришћењем више енергије из обновљивих извора.
Потребно је повећати енергетску ефикасност у земљи, увести чисте технологије. Наглашено је да се улагањем у енергетику доприноси и развоју привреде.
Стратегија развоја енергетике Републике Србије за период до 2025. године са пројекцијама до 2030. године требало би да буде усвојена до краја ове године.
