Život moderního člověka je organizován tak, že jeho infrastrukturní podpora zahrnuje mnoho komponent s různými technickými a funkčními vlastnostmi. Mezi ně patří elektřina. Běžný spotřebitel nevidí a necítí přesně, jak plní své úkoly, ale konečný výsledek je docela patrný v práci domácích spotřebičů, a to nejen. V myslích mnoha uživatelů stejných domácích spotřebičů přitom zůstávají nevyřešené otázky, odkud se elektřina bere. Pro rozšíření znalostí v této oblasti stojí za to začít s pojmem elektřiny jako takové.
Co je elektřina?
Složitost tohoto konceptu je zcela pochopitelná, protože energii nelze popsat jako běžný předmět nebo jev přístupný zrakovému vnímání. Přitom existují dva přístupy, jak odpovědět na otázku, co je elektřina. Definice vědců říká, že elektřina je proud nabitých částic, který se vyznačuje směrovým pohybem. Částicemi se zpravidla rozumí elektrony.
V samotné energetice je elektřina častěji považována za vyrobený produktrozvodny. Z tohoto pohledu jsou důležité i prvky, které se přímo podílejí na procesu vzniku a přenosu proudu. To znamená, že v tomto případě uvažujeme energetické pole vytvořené kolem vodiče nebo jiného nabitého tělesa. Aby se takové chápání energie přiblížilo skutečnému pozorování, měli bychom se zabývat následující otázkou: odkud pochází elektřina? Pro výrobu proudu existují různé technické prostředky a všechny jsou podřízeny jednomu úkolu - zásobování konečných spotřebitelů. Než však uživatelé budou moci dodávat svým zařízením energii, musí projít několika fázemi.
Výroba elektřiny
V energetice se dnes používá asi 10 typů stanic, které zajišťují výrobu elektřiny. Jedná se o proces, jehož výsledkem je přeměna určitého druhu energie na proudový náboj. Jinými slovy, elektřina vzniká při zpracování jiné energie. Zejména ve specializovaných rozvodnách se jako hlavní pracovní zdroj používá tepelná, větrná, přílivová, geotermální a další druhy energie. Při odpovědi na otázku, odkud pochází elektřina, stojí za zmínku infrastruktura, kterou je každá rozvodna vybavena. Každá elektrocentrála je vybavena komplexním systémem funkčních uzlů a sítí, které umožňují akumulovat vyrobenou energii a připravit ji na další přenos do distribučních uzlů.
Konvenční elektrárny
Přestože se trendy v energetice v posledních letech rychle mění, je možné vyčlenit hlavní typy elektráren pracujících podle klasických principů. Především se jedná o zařízení na výrobu tepla. Vývoj zdroje se provádí jako výsledek spalování organického paliva a následné přeměny uvolněné tepelné energie. Zároveň existují různé typy takových stanic, včetně vytápění a kondenzace. Hlavním rozdílem mezi nimi je schopnost objektů druhého typu generovat také tepelné toky. To znamená, že při zodpovězení otázky, odkud pochází elektřina, lze zaznamenat také stanice, které současně vyrábějí jiné druhy energie. Kromě tepelných výrobních zařízení jsou zcela běžné vodní a jaderné elektrárny. V prvním případě se předpokládá přeměna energie z pohybu vody a ve druhém - v důsledku štěpení atomů ve speciálních reaktorech.
Alternativní zdroje energie
Do této kategorie zdrojů energie obvykle patří sluneční paprsky, vítr, podloží atd. Časté jsou zejména různé generátory zaměřené na akumulaci a přeměnu sluneční energie na elektřinu. Taková zařízení jsou atraktivní v tom, že je může používat každý spotřebitel v objemech potřebných k zásobování jeho domu. Nicméně vysoké náklady na zařízení, stejně jako nuance v provozu, kvůli závislosti pracovních fotobuněk naintenzita světla.
Na úrovni velkých energetických společností se aktivně rozvíjejí větrné alternativní zdroje elektřiny. Již dnes řada zemí využívá programy pro postupný přechod na tento typ dodávek energie. V tomto směru však existují určité překážky kvůli nízkému výkonu generátorů při vysoké ceně. Relativně novým alternativním zdrojem energie je přirozené teplo Země. V tomto případě stanice přeměňují tepelnou energii přijatou z hlubin podzemních kanálů.
Rozvod energie
Po výrobě elektřiny začíná etapa jejího přenosu a distribuce, kterou zajišťují energetické společnosti. Poskytovatelé zdrojů organizují vhodnou infrastrukturu, která je založena na elektrických sítích. Existují dva typy kanálů, kterými se elektřina přenáší - nadzemní a podzemní kabelové vedení. Tyto sítě jsou konečným zdrojem a hlavní odpovědí na otázku, odkud se bere elektřina pro různé potřeby uživatelů. Dodavatelské organizace kladou speciální trasy pro organizaci síťové distribuce elektřiny pomocí různých typů kabelů.
Spotřebitelé elektřiny
Elektřina je vyžadována pro různé úkoly v domácím i průmyslovém sektoru. Klasickým příkladem využití tohoto nosiče energie je osvětlení. Dnes však elektřina v domácnosti slouží k napájení víceširokou škálu nástrojů a vybavení. A to je jen malá část energetických potřeb společnosti.
Tento zdroj je nutný i pro údržbu dopravní infrastruktury: pro údržbu trolejbusových linek, tramvají a metra atd. Samostatně stojí za zmínku průmyslové podniky. Továrny, kombináty a zpracovatelské komplexy často vyžadují připojení obrovských kapacit. Dá se říci, že se jedná o největší spotřebitele elektřiny, využívající tento zdroj k zajištění provozu technologického zařízení a místní infrastruktury.
Správa elektrických energetických zařízení
Kromě organizace elektrické sítě, která technicky zajišťuje možnost přenosu a distribuce energie pro koncové spotřebitele, je provoz tohoto komplexu nemožný bez řídicích systémů. K realizaci těchto úkolů dodavatelé využívají operativní dispečinky, jejichž zaměstnanci realizují centralizované řízení a řízení provozu jim svěřených energetických zařízení. Tyto služby řídí zejména parametry sítí, ke kterým jsou na různých úrovních připojeni spotřebitelé elektřiny. Samostatně stojí za zmínku oddělení dispečinků, která provádějí údržbu sítí, zabraňují opotřebení a obnovují poškození určitých úseků tratí.
Závěr
Za dobu své existence prošla energetika několika etapami svého vývoje. Nedávnodochází k novým změnám v důsledku aktivního rozvoje alternativních zdrojů energie. Úspěšný rozvoj těchto oblastí již dnes umožňuje využívat elektřinu v domě, přijímanou z jednotlivých domácích generátorů, bez ohledu na centrální sítě. V těchto odvětvích však existují určité potíže. V prvé řadě jsou spojeny s finančními náklady na nákup a instalaci vhodného vybavení - stejných solárních panelů s bateriemi. Ale protože energie vyrobená z alternativních zdrojů je zcela zdarma, vyhlídky na další pokrok v těchto oblastech zůstávají relevantní pro různé kategorie spotřebitelů.
