Elektros šaltiniai ir jų rūšys

Elektros šaltiniai ir jų rūšys
Įvairūs cheminiai elektros srovės šaltiniai, kuriuose cheminės reakcijos energija paverčiama elektros srove, buvo gerai žinomi jau praėjusį amžių. Pagal savo veikimo pobūdį jie paprastai skirstomi į galvaninius elementus, arba pirminius srovės šaltinius, ir elektros akumuliatorius, arba antrinius srovės šaltinius.

Pirminiuose srovės šaltiniuose aktyvioji cheminė medžiaga gali būti panaudota tik vieną kartą, nes jai išsieikvojus galvaninis elementas neveikia. Antrinių energijos šaltinių veikla po jų išsikrovimo gali būti atnaujinta juos įkrovus, t.y. praleidus jų veikimui priešingos krypties pastovią elektros srrovę. Iš galvaninių elementų labiausiai paplito vadinamasis Leklanšė elementas – tai ant grafito strypelio supresuotas mangano dioksido paketas, suvilgytas elektrolitu, dažniausiai amonio chlorido tirpalu su kitų druskų ir tirštiklių priedais, ir apgaubtas cinko skardos indeliu. Pastaraisiais šio amžiaus dešimtmečiais paplitus kilnojamiesiems (nešiojamiesiems) įvairiausios paskirties elektroniniams prietaisams, labai išsiplėtė ir galvaninių elementų panaudojimas – dabar jų kasmet pagaminama net keliasdešimt milijardų. Per pastarąjį šimtmetį jie iš esmės mažai tepakito.

Antrinių srovės šaltinių, arba akumuliatorių, panaudojimų sritis dar platesnė, o daugiausia jų panaudojama transporte. Appskaičiuota, kad visų automobilių akumuliatorių energija prilygsta visų Žemėje veikiančių elektrinių gaminamai energijai (tačiau jie didesnę laiko dalį būna išjungti). Jau daugiau kaip 100 metų, kai pagrindinis antrinis srovės šaltinis yra švino akumuliatorius, sudarytas iš metalinio švino ir švino dioksido plokštelių, įm

merktų į sieros rūgšties tirpalą. Jis, panašiai kaip ir Leklanšė elementas, per visą šimtmetį mažai tepakito – tebuvo pagerinta plokštelių kokybė ir kartu padidinta santykinė energija, tenkanti šaltinio svorio vienetui, taip pat gerokai sumažintas korpuso svoris, pradėjus jį gaminti iš polipropileno. Tačiau, skirtingai nuo Leklanšė elemento, jo dominavimas tarp kitų antrinių srovės šaltinių nėra toks akivaizdus. Nuo pat šio šimtmečio pradžios buvo pradėti naudoti ir vadinamieji šarminiai akumuliatoriai, sudaryti iš nikelio hidroksido ir geležies arba kadmio elektrodų. Kitų antrinių srovės šaltinių paieškos, deja, lauktų rezultatų kol kas nedavė. Bene vienintelis pradėtas pramoniniu mastu gaminti ir naudoti sidabro oksido-cinko akumuliatorius, pasižymintis labai didele savitąja energija, tačiau dėl savo brangumo ribotai naudojamas.

Dar viena su elektrocheminiais procesais susijusi energijos šaltinių problema yra kuro elementų kūrimas. Kaaip žinoma, šiluminėse elektrinėse deginant anglis ar skystąjį kurą, t.y. vykstant reduktoriaus (anglių) cheminei reakcijai su oksidatoriumi (oro deguonimi), gaunama šiluminė energija, kuri iš pradžių paverčiama mechanine energija, o paskui ši – elektros energija. Viso šio sudėtingo proceso našumo koeficientas labai mažas – geriausiu atveju tepasiekia apie 40 procentų. Didinant kuro panaudojimo koeficientą, būtų labai gerai apsieiti be tarpinių procesų ir cheminę energiją betarpiškai paversti elektros energija. Galvaniniame elemente kaip tik ir vyksta tokia oksidatoriaus (aktyviosios teigiamo elektrodo medžiagos) ir reduktoriaus (aktyviosios neigiamo el
lektrodo medžiagos) cheminė reakcija. Todėl, numatant iškastinio kuro atsargų išsekimą XXI-XXII amžių riboje ir siekiant šį laiką atitolinti, nuo šio amžiaus vidurio labai intensyviai pradėta tirti galimybė galvaninio elemento reduktoriumi panaudoti kokią nors kurui naudojamą medžiagą, pvz., anglis. Tokie energijos šaltiniai buvo pavadinti kuro elementais. Deja, pasirodė, kad įprasto kuro elektrocheminės oksidacijos reakcijų greitis yra labai mažas.

Išsenkant iškastiniams energijos ištekliams ir kuriant naujus energijos šaltinius bei taupant energiją, greta kitų energijos transformavimo problemų ypatingą reikšmę įgauna elektrocheminių procesų efektyvus panaudojimas tiek galvaniniams bei kuro elementams, tiek ir ekonomiškam energijos naudojimui bei perdavimui. Galima manyti, kad tai taps viena svarbiausių XXI a. elektrochemijos problemų.

Jau dabar greta aukščiau minėtų gan patenkinamų galvaninių elementų, ypač turint galvoje metalinio cinko, mangano ir kitų aktyviųjų elektrodų medžiagų išteklių mažėjimą, gan perspektyvios atrodo aukštos temperatūros (300-400oC) baterijos iš ličio-sieros ir natrio-sieros sistemų. Tikimasi, kad kitą amžių jos galės būti panaudotos automobilių transporte ir kaip energijos atsargų saugojimo sistemos (akumuliatoriai). Beje, pastaruoju metu stengiamasi pirminius ir antrinius elektros srovės šaltinius sujungti į vieną grupę, t.y. turėti regeneruojamus šaltinius.

Elektros šaltinis – elektrinė. Tai vienas pagrindinių ir svarbiausių šaltinių.

Lietuvoje yra svarbiausia Ignalinos atominė elektrinė. Ignalinos Atominės elektrinės istorija:1974 m. prasidėjo parengiamieji IAE statybos darbai. 1982 m. liepos mėnesį užbaigtas technologinių schemų montavimas reaktoriaus ša

achtoje, o rugpjūtyje baigtas grafitinio klojinio montažas. Rugpjūčio mėnesį pradėtas turbogeneratorių montažas, rugsėjo mėnesį pradėti montuoti separatoriai, o spalyje – technologiniai kanalai. 1983 m. gruodžio 31 d. paleistas pirmasis blokas. Pradėtas statyti 3 energetinis blokas. 1987 m. rugpjūčio 31 d. pradėjo dirbti 2 blokas. Tuo metu jau buvo pastatyta 60 % trečiojo energobloko, bet netrukus statybos buvo užkonservuotos.

Kiekvienas elektrinės blokas turi dvi turbinas K-750-65/3000 su 800 MW galios generatoriais. Turbinos – vieno veleno, dvisrautės (vienas cilindras – aukšto slėgio ir keturi – žemo) su tarpiniu oro perkaitinimu. Rotoriaus sukimosi greitis – 3000 aps/min. Generatoriai – trifaziai, 50 Hz dažnio, aušinami vandeniliu ir vandeniu, prijungti prie atvirosios elektros pastotės. Turbinos valdomos automatizuota sistema ASUT-750.

Kruonio hidroakumuliacinė elektrinė (HAE) skirta subalansuoti elektros gamybą ir suvartojimą. Kruonio HAE pagrindinė paskirtis – greitas sistemos rezervas, energetikos sistemos paros apkrovimo netolygumų reguliavimas.
Atsijungus Ignalinos AE generatoriui atsiradusio galios deficito likvidavimui automatiškai paleidžiami Kruonio HAE generatoriai. Hidroakumuliacinė elektrinė naudoja dirbtinių vandens telkinių, esančių skirtinguose geografiniuose aukščiuose, hidroresursus. Elektros energija iš šios elektrinės tiekiama į 330 kV įtampos tinklą. Kruonio HAE pradėjo veikti 1992 m. Energijos gamybos pertekliaus metu, Kruonio HAE dirba siurblio režimu ir naudodama perteklinę elektros energiją pumpuoja vandenį iš apatinio vandens telkinio į viršutinį.
Elektros gamybos deficito metu, Kruonio HAE dirba kaip paprasta hidroelektrinė, leisdama vandenį iš viršutinio vandens telkinio į apatinį ir tokiu būdu gamindama papildomą elektros energiją.

Kauno hi

idroelektrinė pradėta statyti 1955 m. prie Nemuno ir pradėjo veikti pilnu pajėgumu 1960 m.
Kauno HE pagaminta elektra tiekiama į 110 kV įtampos tinklą. Pradėjus veikti hidroelektrinei liovėsi dideli pavasario potvyniai, padarydavę didžiulę žalą Kaunui.

Pagrindiniai hidroelektrinės duomenys:
Kauno HE – tai vagos tipo hidroelektrinė, nutolusi nuo Nemuno žiočių 224 km.
Galia 100.8 MW
Hidroagregatų skaičius 4
Statinių keteros altitudė 48.0 m
Nominali patvankos altitudė 44.0 m
Maksimali patvankos altitudė 45.6 m
Maksimalus vandens pralaidumas 3990 m³/s.

Naudota literatūra
1. Vladas Valentinavičius Fizika 9 klasės vadovėlis
2. Internetinis puslapis http://www.lpc.lt/
3. Internetinis puslapis ://ausis.gf.vu.lt/mg/nr/99/3/3elchem.html
4. Internetinis puslapis ://www.iae.lt/

Leave a Comment