Prenos elektrickej energie je proces, ktorý sa uskutočňuje medzi elektrárňami a veľkými elektrickými stanicami a je nevyhnutný pre fungovanie modernej spoločnosti. Elektrická energia je pre svoju čistotu, univerzálnosť, možnosť prenosu na diaľku a ľahký rozvod najpoužívanejšou sekundárnou energiou. Jej podstatou je tok voľných elektrónov pri vodivom spojení miest s rozdielnym elektrickým potenciálom.
Rozvod elektrickej energie predstavuje proces prenosu elektrickej energie od výrobcu ku koncovým spotrebiteľom. Zahŕňa transformáciu napätia, distribúciu energie cez elektrickú sieť a zabezpečenie jej dostupnosti v požadovanej kvalite a množstve pre rôzne odberné miesta. Elektrická sieť je spojovacím článkom medzi výrobou a spotrebou elektrickej energie.
Historický vývoj prenosových sústav
Prvý prenos elektrickej energie na kratšiu vzdialenosť sa uskutočnil jednoduchým vedením jednosmerného prúdu nízkeho napätia (A. Pirockij v roku 1876) a neskôr aj vysokého napätia (M. Depréz v roku 1882). Prenos elektrickej energie na väčšiu vzdialenosť (175 km) uskutočnil v roku 1891 ruský inžinier M. Dolivo-Dobrovolskyj pomocou trojfázového striedavého prúdu medzi mestami Laufen a Frankfurt nad Mohanom.
Prvé prenosy striedavého prúdu veľmi vysokého napätia sa uskutočnili v Európe začiatkom 20. storočia, po prvej svetovej vojne prenosy napätí 220 kV, po druhej svetovej vojne napätí 380 kV (Švédsko) a o niekoľko rokov neskôr napätí 500 kV (ZSSR) a 740 kV (Kanada). Vzhľadom na to, že pri prenose striedavého prúdu sú straty úmerné druhej mocnine prúdu, je výhodné, aby bolo prenášané čo najvyššie napätie.
| Úroveň napätia | Typ prenosu / Použitie |
|---|---|
| 220 - 240 V | Výroba v elektrárňach, pre koncových spotrebiteľov |
| 22 kV | Veľkoodberatelia, prenos na krátke vzdialenosti |
| 110 kV | Veľkoodberatelia, prenos menších elektrických výkonov |
| 400 kV | Prenos najväčších elektrických výkonov v sústave |
| 1000 kV a viac | Ultravysoké napätie, najvyššie úrovne prenosu |
Riadenie a infraštruktúra
Pre systém, ktorým prúdi elektrina od výrobcov až do zásuvky, sa zaužíval názov elektrizačná, alebo elektroenergetická sústava. Ide o sústavu navzájom prepojených elektrární, elektrických vedení, elektrických staníc a centier, ktoré jednotlivé zariadenia riadia na rôznych napäťových hladinách. Prenosová sústava zabezpečuje prenos elektrickej energie od veľkých výrobcov do podriadených distribučných sústav.
Rozvodňa je elektrické zariadenie v energetickom systéme, ktoré transformuje napätie, prijíma a distribuuje elektrickú energiu, je medzičlánkom medzi elektrárňou a odberateľom energie. Úlohou rozvodne je transformovať napätie, prenášať a distribuovať elektrickú energiu. Rozvodňa sa skladá z výkonového transformátora, distribučného zariadenia, sekundárneho systému a potrebného pomocného zariadenia.
Prevádzkové procesy elektrickej rozvodne (dokonalá animácia)
Bezdrôtový prenos elektrickej energie
Prenos elektrickej energie môže byť drôtový alebo bezdrôtový, ktorý patrí medzi perspektívne metódy. Myšlienka bezdotykového prenosu energie pomocou elektrického, magnetického alebo elektromagnetického poľa sa objavila už v ranom štádiu praktického využitia elektrickej energie. Priekopníkom v tejto oblasti bol Nikola Tesla, ktorý vynašiel a demonštroval systémy na prenos energie s využitím elektrického poľa a rezonančnú indukčnú väzbu na krátku vzdialenosť.
Základný princíp induktívne spojeného systému na prenos energie pozostáva z vysielacej cievky L1 a prijímacej cievky L2. Obidve cievky tvoria systém magneticky viazaných induktorov. Striedavý prúd v cievke vysielača generuje magnetické pole, ktoré indukuje napätie v cievke prijímača. Z hľadiska elektrických zákonitostí sú tieto zariadenia vo svojej podstate transformátorom, ktorý prenáša elektrickú energiu z primárneho bloku na sekundárny prostredníctvom magnetickej väzby.
Implementácia bezdrôtového prenosu energie v priemyselnom meradle by mohla spôsobiť revolúciu v energetike. Efektívna implementácia takejto technológie by potenciálne vytvorila energetické siete bez káblov, avšak technológiu, ktorá umožňuje prenos elektrickej energie bez káblov, ľudstvo zatiaľ nezvládlo aplikovať spôsobom, ktorý by v prípade vysokého výkonu umožňoval jej priemyselné využitie vo veľkom meradle.
tags: #prenos #elektrickej #energie #v #potrubi