Elektrotechnika. Elektrotechnika FSz. Mérnökasszisztens. Dr. Tarnik István docens. ELEKTROTECHNIKA előadás :



Hasonló dokumentumok
Elektrotechnika. Mérnökasszisztens. Dr. Tarnik István docens. ELEKTROTECHNIKA előadás :

A villamos energiát termelő erőművekről. EED ÁHO Mérnökiroda

A villamosenergiarendszer

VILLAMOSENERGIA-RENDSZER

Villamos-energetika I.

Hagyományos és modern energiaforrások

7. A VILLAMOS ENERGIA ELŐÁLLÍTÁSA

Közművek. Villamos művek

VEL II.11 Hőerőművek fajtái, főberendezései, hőkapcsolási vázlatai.

Készítette: Cseresznyés Dóra Környezettan Bsc

A tanítási óra anyag: A villamos energia termelése és szállítása. Oktatási feladat: Villamos energia termelésének és szállításának lépései

1. A VILLAMOS ENERGIA ELOÁLLÍTÁSA

Energetikai gazdaságtan. Bevezetés az energetikába

A nagy hatásfokú hasznos hőigényen alapuló kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés terén elért előrehaladásról Magyarországon

II. Szakmai alap- és szakismeretek, gyakorlati alkalmazásuk 7. Villamosenergia termelés, szállítás, tárolás Hunyadi Sándor

A villamosenergia-rendszer jellemzői. Határozza meg a villamosenergia-rendszer részeit, feladatát, az egyes részek jellemzőit!

Szivattyús tározós erőmű modell a BMF KVK Villamosenergetikai Intézetében

Villamos hálózati csatlakozás lehetőségei itthon, és az EU-ban

VÍZERŐMŰVEK. Vízerőmű

110/2007. (XII. 23.) GKM rendelet

VEL II.9 Erőművek és transzformátorállomások villamos kapcsolási képei, gyűjtősínrendszerek.

Napenergia kontra atomenergia

Atomerőművek. Záróvizsga tételek

Energiatermelés, erőművek, hatékonyság, károsanyag kibocsátás. Dr. Tóth László egyetemi tanár klímatanács elnök

Hőtechnikai berendezések 2015/16. II. félév Minimum kérdéssor.

Energiagazdálkodás és környezetvédelem 3. Előadás

7. Hány órán keresztül világít egy hagyományos, 60 wattos villanykörte? a 450 óra b 600 óra c 1000 óra

Háztartási kiserőművek. Háztartási kiserőművek

Energetikai mérnökasszisztens Mérnökasszisztens

A nap- és szélerőművek integrálásának kérdései Európában. Dr. habil Göőz Lajos professor emeritus egyetemi magántanár

Atomerőmű. Radioaktívhulladék-kezelés

A fenntartható energetika kérdései

MEGÚJULÓ ENERGIA MÓDSZERTAN CSG STANDARD 1.1-VERZIÓ

A tételhez segédeszközök nem használható.

Energiatárolás szerepe a jövő hálózatán

SOLART-SYSTEM KFT. Napenergiás berendezések tervezése és kivitelezése Budapest XI. Gulyás u. 20 Telefon: Telefax:

Üzemlátogatás a litéri alállomáson és gyorsindítású gázturbinánál, valamint a Nitrogénművek Zrt. pétfürdői üzemében

Közép-Magyarországi Operatív Program Megújuló energiahordozó-felhasználás növelése. Kódszám: KMOP

NAPJAINK VILLAMOSENERGIA TÁROLÁSA -

1. A VILLAMOSENERGIA-TERMELÉS ÉS ÁTVITEL JELENTŐSÉGE

Maghasadás, láncreakció, magfúzió

MAGYAR KAPCSOLT ENERGIA TÁRSASÁG COGEN HUNGARY. A biogáz hasznosítás helyzete Közép- Európában és hazánkban Mármarosi István, MKET elnökségi tag

Paks déli részén a 6-os számú főút és a Duna között. Ennek oka: Az atomerőmű működéséhez nagy mennyiségű víz szükséges, amit a Dunából vesznek.

A hálózatra kapcsolás műszaki feltételei

A szabályozott láncreakció PETRÓ MÁTÉ 12.C

Major Ferenc részlegvezető ACIS Benzinkúttechnika kft.

3. Előadás: Az ember tevékenységeinek energia igénye.

A Kenyeri Vízerőmű Kft. 478/2008. számú kiserőművi összevont engedélyének 1. sz. módosítása

Előadó: Varga Péter Varga Péter

Energiatakarékossági szemlélet kialakítása

MŰANYAG HULLADÉK HASZNOSÍTÓ BERENDEZÉS

235 U atommag hasadása

Napenergia-hasznosító rendszerekben alkalmazott tárolók

Tehát a 2. lecke tanításához a villamos gépek szerkezetét, működési elvét és jellemzőit ismerni kell.

A hálózatra kapcsolás műszaki feltételei

Az atommagtól a konnektorig

Mintapéldák hőszükséglet, hőtermelés és költségének számítására

Adaptív menetrendezés ADP algoritmus alkalmazásával

Az 55/2016. (XII. 21.) NFM rendelet a megújuló energiát termelő berendezések és rendszerek műszaki követelményeiről

Nagyfeszültségű távvezetékek termikus terhelhetőségének dinamikus meghatározása az okos hálózat eszközeivel

Kutatás célja HMKE Hálózati csatlakozás Hálózat Biztonság? Védelmek? Sziget üzem? Saját sziget üzem? Elszámolás (mérés, tarifa, kommunikáció)

R36. A rendszerszintű teljesítőképesség-mérleg fogalma

Hazai műszaki megoldások az elosztott termelés támogatására

A megújuló energiahordozók szerepe

A paksi atomerőmű. Készítette: Szanyi Zoltán RJQ7J0

Éves energetikai szakreferensi jelentés év

ERÕMÛVEK SZERKESZTÕ: PÉTER BOLDIZSÁR

A VÍZENERGIA POTENCIÁLJÁNAK VÁRHATÓ ALAKULÁSA KLÍMAMODELLEK ALAPJÁN

Lemezeshőcserélő mérés

Tanóra / modul címe: ENERGIAFORRÁSAINK

Szuper kondenzátorok és egyéb tároló elemek alkalmazása az intelligens villamos energia hálózaton

Szakolyi Biomassza Erőmű kapcsolt energiatermelési lehetőségei VEOLIA MAGYARORSZÁGON. Vollár Attila vezérigazgató Balatonfüred, 2017.

Tanulmányi verseny I. forduló megoldásai

1. tudáskártya. Mi az energia? Mindenkinek szüksége van energiára! EnergiaOtthon

SZÉL A KIMERÍTHETETLEN ENERGIAFORRÁS

ENERGIATERMELÉS 3. Magyarország. Energiatermelése és felhasználása. Dr. Pátzay György 1. Magyarország energiagazdálkodása

A geotermikus hőtartalom maximális hasznosításának lehetőségei hazai és nemzetközi példák alapján

SZÍVMŰTÉT, AVAGY ALÁLLOMÁS ÁTÉPÍTÉS AZ ALÁLLOMÁS MINIMÁLIS ZAVARTATÁSA MELLETT

Hőszivattyúk - kompresszor technológiák Január 25. Lurdy Ház

Éves energetikai szakreferensi jelentés

Az OERG Hidro Kft. bemutatása

Háztartási méretű kiserőmű (HMKE) Jogszabályi keretek, műszaki feltételek

Németország energiadiktatúrája a megújuló villamosenergia termelés tükrében (2015. október)

Dr. Bodnár István VILLAMOSENERGETIKA ÉS BIZTONSÁGTECHNIKA

A GEOTERMIKUS ENERGIA

2. Település szintű jellemzése: az ellátórendszerek helyzetére távlati fejlesztési feladatokra Előadás anyaga

A nem nukleáris alapú villamosenergia-termelés lehetőségei

A víz képlete: , tehát 2 hidrogén és

Gázkazánok illesztése meglévõ fûtési rendszerhez (Gondolatébresztõ elõadás)

Az enhome komplex energetikai megoldásai. Pénz, de honnan? Zalaegerszeg, 2015 október 1.

VILLAMOS ENERGETIKA PÓTPÓTZÁRTHELYI DOLGOZAT - A csoport

MELLÉKLETEK MAGYARORSZÁG ÁTMENETI NEMZETI TERVE CÍMŰ DOKUMENTUMHOZ

tápvezetékre jellemző, hogy csak a vezeték végén van terhelés, ahogy az 1. ábra mutatja.

Bevezetés. Az 1. táblázat összefoglalóan mutatja a kapcsolt termelés főbb adatainak változását között.

Dr. Stróbl Alajos. ENERGOexpo 2012 Debrecen, szeptember :50 12:20, azaz 30 perc alatt 20 ábra időzítve, animálva

Kapcsolt energiatermelés a Kelenföldi Erőműben. Készítette: Nagy Attila Bence

SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM AUTOMATIZÁLÁSI TANSZÉK HÁLÓZATOK MÉRETEZÉSE

Duna -Megújulóenergia, forrás funkció. Bálint Gábor. VITUKI Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató Intézet

Égéshő: Az a hőmennyiség, amely normál állapotú száraz gáz, levegő jelenlétében CO 2

AZ IDŐJÁRÁSFÜGGŐ EGYSÉGEK INTEGRÁCIÓJÁNAK HATÁSA A MAGYAR VILLAMOS ENERGIA RENDSZERRE

Átírás:

Elektrotechnika Mérnökasszisztens Dr. Tarnik István docens ELEKTROTECHNIK előadás : villamos energia-rendszerek áttekintése az erőműtől ogyasztóig. rendszer alkotóelemei, elépítése és működése Villamos ogyasztói berendezések csoportosítása ogyasztói berendezések ontosabb jellemzői és a velük szemben támasztott ő követelmények ogyasztók energiaellátásának biztonsági igényei Váltakozó áramú áramrendszerek. (Ismétlés). Egyázisú rendszer jellemzői. Háromázisú rendszer jellemzői. Kiseszültségű hálózatok vezetékeinek méretezése. vezetékméretezés szükségessége, különböző szempontjainak áttekintése. Termikus terhelhetőség, eszültségesés. Tápvezeték méretezés. Áramnyomaték, terhelési súlypont, egyenértékű terhelés. Különböző vezetői alakzatok méretezése eszültségesésre, termikus igénybevételre. Egy oldalról táplált egyszerű nyitott vezeték méretezése Sugaras vezeték méretezése. Túláram védelem. lapkövetelményei. Vezetékek és kábelek, túlterhelés és zárlatvédelme. Védelmi készülékek. Érintésvédelem. (Közvetett érintés elleni védelem.) Érintésvédelemi előírások, osztályok, módok. Védővezetős érintésvédelmi módok. Védővezető nélküli érintésvédelmi módok z érintésvédelem ellenőrzése. ELEKTROTECHNIK gyakorlat : VILLMOSENERGI-RENDSZEREK ÁTTEKINTÉSE 1. Villamosenergia-ellátás olyamata természeti energiahordozók átalakítása villamos energiává Vezeték ellenőrzése termikus igénybevételre. Vezetékek méretezése. Közvetett érintés elleni védelem mérése. Védővezetős érintésvédelmi módok. Védővezető nélküli érintésvédelmi módok z érintésvédelem ellenőrzése. z emberi civilizáció ejlődésével szorosan együtt jár a különböző energiaajták (mechanikai energia, hőenergia, ényenergia stb.) hasznosítása a termelőolyamatokban és a mindennapi életben. z egyes energiaajták anyagi megtestesítői az energiahordozók. természeti energiahordozók vagy más néven primer energiahordozók (szén, olaj, öldgáz, víz, hasadó-anyagok stb.) eredeti megjelenési ormájukban és előordulási helyükön általában nem alkalmasak közvetlen elhasználásra. 1

különéle energiaogyasztók - az ipar, mezőgazdaság, közlekedés, háztartások stb. - az energia olyan ormáját igénylik, amely amellett, hogy viszonylag gazdaságosan állítható elő, a elhasználás helyén állandóan rendelkezésre áll, nem kíván tárolást és egyszerűen alakítható át mechanikai munkává, hővé, énnyé stb. Ez az energia a villamos energia, amely a primer energiahordozók célszerűen átalakított közvetítő ormája. természeti energiahordozók energia tartalmát villamos energiává az erőművekben alakítják át. z erőművekben termelt villamos energia szállítása és elosztása a hálózatok eladata, míg a ogyasztói berendezések a villamos energiát a szükségleteiknek megelelő ormába alakítják át és hasznosítják. villamos energia termelésének, átvitelének és elhasználásának - vagyis a villamosenergia-ellátás olyamatának - elvi vázlatát a következő ábra szemlélteti. villamos energia az ipari országok gazdaságának valamennyi ogyasztói szektorában már napjainkban is jelentős szerepet játszik. Felhasználásának terjedése és növekedése vitathatatlan előnyeivel magyarázható: - viszonylag gazdaságosan állítható elő; - nagy távolságokra is kevés veszteséggel szállítható; - nem igényel tárolást, ill. nem tárolható; - a kívánt energiaajtává egyszerűen átalakítható; - a elhasználás helyén állandóan rendelkezésre áll; - tiszta, kényelmes a elhasználása. villamos energia a természetben közvetlenül számunkra hasznosítható ormában - nem ordul elő, ezért előállításáról, majd pedig szállításáról és elosztásáról az ún. energetikai berendezések segítségével kell gondoskodni. villamos energia előállítása, szállítása, elosztása és elhasználása a villamosenergia-ellátás olyamatában valósul meg. zok a berendezések, gépek, készülékek, amelyek a villamos energiát előállítják, szállítják, átalakítják ill. elosztják a villamosművek. villamosművek, és azok irányítása valamint együttműködő üzeme alkotja a villamosenergia-rendszer -t. villamosenergia-ellátás olyamatához szervesen kapcsolódnak az alapenergia-orrások (primer, vagy elsődleges energiahordozók), valamint a ogyasztók igényelte energia-ajták. legontosabb energiaajták a következők: - mechanikai; - hő; - ény; - vegyi energia. z energiaajták anyagi megtestesítőjét energiahordozóknak nevezzük. leggyakrabban elhasznált primer energiahordozók, mint bányászott energiahordozók a következők: - szilárd tüzelőanyagok (lignit, barnaszén, eketeszén, antracit); - olyékony tüzelőanyagok (ásványolaj); - gáznemű tüzelőanyagok (öldgáz); - hasadó anyagok (uránium, tórium). z alapenergia-orrások másik kategóriáját az ún. természeti energiaorrások alkotják: - mechanikai energia (víz, szél); - hőenergia (napsugárzás, melegvíz-orrások).

zt a villamosművet, amely valamely primer energiahordozó elhasználásával villamos energiát, vagy villamos energia ejlesztésével egybekötötten hőenergiát ejleszt, erőműnek nevezzük.. Villamosművek (erőmű, hálózat).1. Erőművek z erőműveket a villamos energia termeléséhez elhasznált primer energiahordozók ajtájától üggően három nagy csoportba sorolhatjuk: primer energiahordozó energiáját előbb az erőgépben mozgási energiává alakítják át, majd a vele összekapcsolt áramejlesztő berendezésben (villamos generátorban) jön létre a villamos energia. - hőerőművek; - vízerőművek; - atomerőművek. hőerőművekben elhasznált primer energiahordozókat tüzelőanyagnak nevezzük: hőerőművek tüzelőanyaga lehet: szén, olaj vagy olajszármazékok és öldgáz. primer energiaorrások megoszlása a villamos-energia termelésben a következő ábrán látható. széntüzeléses hőerőművekben általában az olyan, viszonylag kis űtőértékű szeneket tüzelik el, amelyeket az ipar más ágazatai (pl. vegyipar) vagy a lakosság (űtési célokra) már nem tud hasznosítani. hazai széntüzeléses hőerőművekben használt ún. energetikai barnaszenek űtőértéke 10.000..1.000 kj/kg, az energetikai lignité 6000...6500 kj/kg. z olajtüzeléses erőművek tüzelőanyagai a kőolajlepárlás ún. "nehéz" származékai (pakura, goudron), amelyek űtőértéke 40.000...41.000 kj/kg között van. hazai gyakorlatban a hőerőművekben eltüzelt öldgáz űtőértéke 35.000 kj/kg körül mozog. hőmennyiség átszámítása : 6 6 1kWh 3,6 10 Ws 3,6 10 J 3,6 10 1GJ 1 0,0036 3 kwh 77,77kWh GJ 0,0036GJ 3

.1.. Hőerőművek hőerőművekben az energia átalakításának alapvető munkaolyamatai az alábbiak. ő technológiai olyamatok : - a tüzelőanyag kémiai energiájának átalakítása hőenergiává (a tüzelőanyag elégetése), (kazán); - a hőenergia átadása a közvetítő közegnek (hőcserélő); - a közvetítő közeg hőenergiájának átalakítása mechanikai energiává (turbina); - a mechanikai energia átalakítása villamos energiává (generátor). őbb kiegészítő olyamatok: - a tüzelőanyaggal kapcsolatosak (a tüzelőanyag beérkezése, tárolása és az erőműn belüli szállítása, az elégetés utáni salak, pernye gyűjtése és elszállítása); - a hűtővízzel kapcsolatosak (a víz kinyerése és bevezetése az erőműbe, visszahűtése vagy visszavezetése); - a pótvízzel kapcsolatosak (szűrés, vegyi előkészítés, a ő technológiai olyamatba juttatás). z erőmű hősémájának nevezzük azt az elvi (hő) kapcsolási vázlatot, amely a víz-, a gőz- vagy a gázkörolyamatot tartalmazza, és magába oglalja mindazon berendezéseket, amelyekben a közvetítőközeg (víz, gőz vagy gáz) valamilyen változáson megy keresztül. hősémában eltüntetik a közvetítő közeg legontosabb állapotjellemzőit is (nyomás, hőmérséklet). nagyobb hőmérséklet és nyomás javítja a körolyamat termikus hatásokát és ezáltal az erőmű gazdaságosságát. Hatások növelő megoldások az erőműben a megcsapolásos tápvíz-előmelegítés és a közvetítőközeg újrahevítése. tüzelőanyag elégetésének módja, illetve az alkalmazott közvetítő közeg szerint megkülönböztetünk gőzerőműveket és gázturbinás erőműveket. gőzerőművekben a tüzelőanyagot gőzkazánban égetik el, ahol vízből gőzt ejlesztenek, vagyis a közvetítő közeg a kazánban előállított nagynyomású, magas hőmérsékletű vízgőz. gőz hajtja a gőzturbinát, amelynek tengelyéről levett mechanikai energia a villamos generátorban alakul át villamos energiává (a., ábra) a., Gőzerőmű olyamatábrája gázturbinás erőművekben a tüzelőanyag a sugárhajtású repülőgépek hajtóművéhez hasonló elven működő gázturbinában égethető el. (z ún. égetőkamrában nagynyomású levegő és a tüzelőanyag - öldgáz, vagy speciális tüzelőolaj - elegyét égetik el. z így keletkező kb. 1000 C-os, nagynyomású égési gáz működteti a turbinát.) közvetítő közeg itt tehát az igen intenzív égés során keletkező gáz. gázturbina hajtja a villamos generátort (b., ábra). gázturbinát elhagyó, még mindig magas hőmérsékletű (névleges teljesítmény mellett kb. 500 C-os) kipuogógáz hőtartalmának hasznosítása - ezzel a teljes olyamat hatásokának növelése - érdekében, őleg az elmúlt évtizedben egyre nagyobb mértékben terjedtek el az ún. kombinált ciklusú, gáz, -gőz körolyamatú erőművek. b., Gázturbinás erőmű olyamatábrája c., Kombinált ciklusú gázturbinás erőmű olyamatábrája 4

Ennél az erőműajtánál a gázturbina kipuogó gázát egy gőzkazánba (az ún. hőhasznosító kazánba) vezetik és az itt előállított gőzt, vagy közvetlenül hasznosítják (pl. ipari olyamatokban, űtésre stb.), vagy gőzturbinába vezetve villamos energiát termelnek vele (c., ábra)..1..1. Gőzturbinás erőművek gőzerőműnek - a ő technológiai olyamatnak megelelően három őberendezése van : - kazán, - gőzturbina, - villamos generátor. gőzerőművek hősémáját az energetikai rendszer alapján való csoportosítás szerint tárgyaljuk. tiszta kondenzációs erőműben a teljes ejlesztett gőz-mennyiség villamosenergia- termelésre szolgál. elhasználandó tüzelőanyagot (szén, űtőolaj vagy öld- gáz) levegő hozzáadásával a kazánban elégetik, a keletkező üstgázt kéménybe vezetik, míg az égés utáni maradék (salak, hamu) a salaktérbe kerül. kazánban termelt gőzt - a túlhevítőben továbbhevítve - a turbinába vezetik, amely a villamos generátort hajtja. ( generátorhoz egyrészt transzormátor csatlakozik, amely a generátoreszültséget a kívánt nagyobb eszültségre emeli, másrészt egy leágazás, amely a segédüzemeket táplálja.) z ún. gőzkondenzátorban hő elvonásával a áradt gőzt lecsapatják, nyomását lecsökkentik, majd a kondenzvizet (a csapadékot) szivattyúval ellátott táptartályba nyomják. Innen a vizet a tápszivattyú, - újabb előmelegítőn át - a kazánba nyomja vissza. tápvíz-előmelegítés céljára szolgáló gőzmennyiséget a turbina különböző okozataiból (megcsapolásaiból) veszik el. gőz csapadék víz levegő tüzelőanyag Nagynyomású előmelegítő KZÁN túlhevítő üstgáz salak és hamu transzormátor TRIN G 3~ Ellennyomású erőművekben (következő ábra) a turbinából távozó gőz nem a kondenzátorba jut, hanem a teljes gőzmennyiséget a hőogyasztók kapják, amelyek azt részben technológiai, részben űtési célokra használják el. Tápszivattyú turbina ez esetben is a villamos generátort hajtja, azonban a termelt villamos energia mennyisége a ogyasztók igényelte Táptartály gáztalanítóval Kondenzátor gőzmennyiségtől ügg. Megcsapolás kondenzátum szivattyúja Kisnyomású előmelegítő Kondenzvíz szivattyú 5

Ellennyomású erőmű elvi hőkapcsolási vázlata gőz víz túlhevítő levegő KZÁN tüzelőanyag Tápszivattyú Tápvíztartály üstgáz salak és TRIN hamu Kondenzvizet visszaszolgáltató ogyasztó G 3~ Kondenzvizet elhasználó ogyasztó Gőzelvételes az erőmű, ha a gőznek csak egy hányadát vezetik a hőogyasztókhoz, a többi része a turbinában expandál egészen a kondenzátornyomásig (következő ábra). z elvételes gépeket tehát elvileg két részre, egy tisztán ellennyomású gépre és egy kondenzációs gépre lehet bontani (elvételes-kondenzációs erőmű). Kondenzvíz szivattyú levegő gőz víz tüzelőanyag Tápszivattyú KZÁN Gőzelvételes erőmű elvi hőkapcsolási vázlata túlhevítő üstgáz salak és hamu Hőogyasztók Táptartály Nagynyomású, ellennyomású turbina Kondenzátor Tápszivattyú Tápszivattyú Kisnyomású, kondenzációs turbina G 3~ Kondenzátor hűtőszivattyú Gőzturbinás erőművek alkalmazási területe : - a kondenzációs erőművek, a villamosenergia-rendszer legontosabb erőművei, amelyek teljes egészében a közcélú villamosenergia-ellátást szolgálják. villamos energiát olcsón termelő (legjobb hatásokú, legkorszerűbb) kondenzációs erőművek alaperőműként (állandó jellegű alapterheléssel) üzemelnek, a közepes költségűek menetrend szerint követik a napi ogyasztói terhelésingadozásokat (a változó teljesítmény-igény kielégítése), míg a nagy ajlagos költségűek csúcserőműként (a csúcsigényekre) vehetők számításba, - kapcsolt (kombinált) villamosenergia- és hőejlesztésre szolgálnak az ellennyomású és az elvételes erőművek. Ezek az ún. hőszolgáltató erőművek, amelyekben a ejlesztett villamos energia mennyiségét nem az együttműködő villamosenergiarendszer követelményei, hanem a hőogyasztók igényei (hőszolgáltatási igények) szabják meg. hő- és a villamosenergia-szolgáltatás aránya nagymértékben beolyásolja a hőszolgáltató erőmű műszaki-gazdasági mutatóit. Fontos jellemzőjük, hogy az egyik szolgáltatás csupán a másik rovására javítható, ill. növelhető. hőszolgáltató erőmű alapvető válajai: az ipari hőszolgáltató erőmű, amely ipari hőogyasztó berendezéseket lát el hőenergiával, a másik a űtőerőmű, amely űtési hőigényt (pl. városok, városrészek hőogyasztói) elégít ki. Hazai példák magyar villamosenergia-rendszer hőerőműveinek (MVM Rt. hőerőművek) ő eladata a közcélú villamosenergia-termelés, azonban az erőművek egyes gépegységei, ill. egyes régebbi építésű erőművek hőszolgáltatást végeznek. laperőmű, pl. a Gyöngyösi Hőerőmű, menetrendtartó erőmű, pl. a Tiszai Hőerőmű, míg csúcserőművé vált a Mátravidéki Hőerőmű. kelenöldi és az inotai gázturbinás erőművek csúcserőműnek létesültek. Dorogi Hőerőmű a környező ipari üzemeknek, valamint két város kommunális ogyasztóinak szolgáltat nyomású gőzt, ill. orró vizet. Oroszlány város távűtése az Oroszlányi Hőerőműből történik. 6

Erőmű Dunamenti I.E. Kelenöldi HE. Kispesti HE. orsodi E. Pécsi E. Kőbányai HE. Debreceni HE. jkai E. Újpesti HE. Egyéb erőművek Összesen Hőteljesítőképesség [MW] 1119,8 907 483, 469 441 41,3 411,8 404 403 178,5 738,6.1... Gázturbinás erőművek gázturbinás erőműben a gőzturbinás erőművekben leírt őberendezések közül a kazán elmarad. z erőmű hatásokát alapvetően a következő jellemzők határozzák meg: - turbina- és a kompresszorhatások, - a megvalósított körolyamat, - a turbinába beömlő gáz hőmérséklete, - a turbinából kilépő gázok hőtartalma hasznosításának oka. következő hatásokjavító megoldások alkalmazhatók: - hőcserélő beépítése a szabadba távozó üstgázok hőjének levegő-előmelegítésre való elhasználására; - többokozatú kompresszió és expanzió alkalmazása, amelynek során a kompressziós okozatok között hűtik, az expanziós okozatok között pedig újrahevítik a hőhordozóközeget és a turbinából kilépő gáz hőtartalmát hőcserélőben részben visszanyerik, - nyitott körolyamat helyett zárt rendszerű körolyamat alkalmazása, - kombinált gáz-gőz körolyamatok bevezetése, amely a gázturbina és a hőerőmű kombinációs lehetőségeiben valósul meg. gázturbinás erőművek tüzelőanyaga elsősorban olaj vagy öldgáz (nyílt rendszerű körolyamatnál), de újabban a olyékony és a gáznemű tüzelőanyagokon kívül szilárd tüzelőanyag (őleg szénpor) is elhasználható (zárt rendszer). gyakorlati megoldásokra egy-egy példát a következő ábra hősémái mutatnak. z egyszerű nyitott rendszerű körolyamatban a kompresszor által a szabadból beszívott levegő a kompresszorból az égőkamrába kerül, ahol az oda bejuttatott tüzelőanyag a levegővel keveredve elég. keletkező üstgázok hőenergiája a turbinában mechanikai munkává alakul. turbina hajtja a villamos energiát termelő generátort. Egyszerű nyitott rendszer hősémája Tüzelőanyag Füstgáz Égéskamra Nyitott rendszer kétokozatú kompresszorral, levegőhűtővel és hőcserélővel Tüzelőanyag Füstgáz Égéskamra Hőcserélő Kompresszor Gáz turbina G 3~ Kompresszor Gáz turbina G 3~ Levegőbeszívás Levegőbeszívás Levegőhűtő 7

z előző ábra olyan nyitott rendszert ábrázol, amelyben kétokozatú kompresszor, levegőhűtő és hőcserélő is található. levegőhűtő a kompresszor hatásokát növeli. hőcserélő a termikus hatásokot javítja, hiszen a üstgázok a sűrített levegőt előmelegítik. Légkazán Tüzelőanyag Zárt rendszer zárt rendszernek (követekző ábra) - a rendszerjellegén Hőcserélő kívül- két ő különbsége van a nyitotthoz képest. z egyik, hogy az égőkamra helyett légkazán állítja elő a közvetítő közeget. másik, hogy a közvetítő közeg többnyire levegő, mely zárt körolyamatban áramlik a kompresszorból az ábrán jelzett berendezéseken át vissza a kompresszorba. Füstgáz Légturbina Kompresszor G 3~ Lehetséges a gázturbina és a gőzerőmű kombinációja is. gázturbinában munkát végzett gázokat a kazántüzeléshez adagolják, ezáltal a gázok még meglevő oxigéntartalmát (kb. 18 %) hasznosítják. gázturbinás erőmű előnyei: - gyors üzemkészség; - a berendezés és kezelésének egyszerűsége; - a hűtővíz-ellátástól való teljes, vagy részleges üggetlenítés, Gázturbina és gőzerőmű egy lehetséges kombinációja Tüzelőanyag Füstgáz Égéskamra Kazán Gáz Kompresszor ~ turbina Szivattyú Levegőbeszívás G 3~ Hőogyasztó gázturbinás erőművek hátrányai: - a gőzerőművekénél rosszabb hatások, - szerkezeti okokból csak kisebb egységteljesítményű (10-10MW) turbinák készíthetők. Gázturbinás erőművek alkalmazási területe : - a nagyobb egységteljesítményű gázturbinás erőműveket csúcserőműként alkalmazzák a villamosenergia-rendszerekben (pl. az inotai gázturbinás erőmű), - bizonyos esetekben gazdaságos lehet hőszolgáltató erőműként alkalmazni (akár nyitott, akár zárt körolyamatú kivitelben), - sajátos erőművi alkalmazási területe a öldalatti szén elgázosítás termékeivel üzemeltetett gázturbinás erőmű, - kohóüzemekben a hulladékenergiák (pl. kohógáz) elhasználására, - gőz- és gázturbinás erőmű kombinációjaként. 8

.1.3. Vízerőművek vízerőművek a elszíni vizek helyzeti energiáját alakítják át villamos energiává úgy, hogy a víz helyzeti energiáját először a vízturbina átalakítja mechanikai munkává, és a vízturbina által hajtott villamos generátor termeli a villamos energiát. Villamos Villamos Vízturbina generátor energia Vízerőmű elvi olyamatábrája primer energiahordozó a víz, amely egyben közvetítő közeg is, mely a hidrológiai körorgás során mindig megújul. vízerőművekben a víz helyzeti, ill., mozgási energiáját hasznosítják oly módon, hogy az esésmagasságnak és a vízmennyiségnek megelelő típusú vízturbinákkal (szabadsugár- és réstúlnyomásos turbinák) hajtják a villamos generátort. vízerőművek összeoglaló osztályozását a következő táblázat mutatja. olyóvízi erőművek kis-, vagy legeljebb közepes esésűek, és lehetnek: - üzemvízcsatornás vagy; - olyómederbe épített erőművek. Osztályozási szempont Energiaorrás Esési magasság Vizierőművek osztályozása Megnevezés Vízolyás Természetes tározó Szivattyús tározó Tengervíz ár-apály Kis esés Közepes esés Nagy esés Megjegyzés 0-15m 15-50m 50m-nél nagyobb.1.3.1. Üzemvízcsatornás erőmű Üzemvízcsatomás erőműben a víznek a olyómederhez képest kedvezőbb leolyását oly módon érik el, hogy a víz egy részét a természetes olyómeder helyett mesterséges mederbe, az ún. üzemvíz-csatornába terelik. víz e mesterséges csatornában jut el az erőtelephez, onnan ugyancsak csatornán vissza a természetes olyómederbe. hasznos esés elérésére a vízkivétel helyén rendszerint vízlépcsőt (a duzzasztó-gáttal, zsilipekkel stb.) kell létesíteni. Üzemvízcsatornás erőmű elvi elrendezése 1 vízlépcső, vízkivételi mű, 3 elvízcsatorna, 4 erőtelep, 5 alvízcsatorna vízlépcsőhöz csatlakozik a vízkivételi mű, amelytől kezdődik és a olyómederig tart maga az üzemvízcsatorna. Ennek a csatornának az erőtelep eletti szakaszát elvízcsatornának, az erőtelep utáni szakaszát alvízcsatornának nevezzük. olyómederhez képest kedvezőbb vízleolyást, pl. az üzemvízcsatorna szabályos és előnyös szelvénykialakításával, a szelvények növényzettől való mentesítésévei, a csatorna hosszának kedvező megválasztásával (rövidebb legyen a természetes medernél) lehet elérni. 9

.1.3.. Folyómederbe épített erőmű olyómederbe épített erőmű magában a olyómederben oglal helyet. beépítés helyén a vízszállításhoz szükséges esést az áramlási sebesség apasztásával lecsökkentik, amely a vízmélység megnövelése révén érhető el duzzasztómű létesítésével. olyó hajózhatóságát az ún. hajózózsilip beépítésével továbbra is biztosítani tudják. mederben egymás mellett van az erőtelep, a duzzasztómű és a zsilip (előző ábra). Mederbe épített olyami erőmű elvi elrendezése a, telepítési vázlat; b, vízerőmű metszete 1 víztisztító (gereb), csigaház, 3 vízturbina, 4 szívócsatorna, 5 hidrogenerátor, 6 gépház.1.3.3. Tározós erőművek tározós erőművek elsősorban hegyvidéken építhetők vagy természetes tavak kihasználásával, vagy pedig a vízolyás völgyzárógátas elrekesztésével. Ha az erőművet a magas völgyzárógát tövében helyezik el, csupán kisebb esést tudnak elérni, így az erőmű - jellegét tekintve - a olyómederbe épített erőműhöz hasonló. Ha a olyómeder erősen kanyarog, őleg pedig, ha az egész völgy ír le éles, esetleg hajtűszerű kanyarulatot, akkor kiváló lehetőség nyílik ennek csatornával (vagy alagúttal) való átvágására. Ez esetben nagyobb esés érhető el és az erőművet a tározómedencétől távolabb helyezik el. 1 duzzasztógát, tározómedence, 3 nyomóvízcsatorna, 4 kiegyenlítőmű, 5 nyomócső, 6 erőmű, 7 alvíz z erőmű elvi elrendezését az előző ábra mutatja. vizet a tározóból csatornán vezetik a kiegyenlítőműhöz, amelyet leginkább a szabadban elhelyezett nyomócsővezeték köt össze az erőművel. kiegyenlítőmű (vízzár) olyan kiegyenlítő tartályból vagy medencéből áll, amely beogadja az utánáramló vizet, és tárolja is az esetben, ha a turbinákat valamilyen oknál ogva az erőműben lezárják. kiegyenlítő mű révén meg tudják akadályozni, hogy a nyomócsőben a nyomás a megengedett értéknél nagyobbra növekedjék. gyanez az elrendezés alkalmazható abban az esetben is, ha a tározómedencét természetes tó képezi. víz szintjét mesterséges elduzzasztással lehet emelni..1.3.4. Szivattyús tározós erőművek szivattyús tározós erőművek leggyakoribb elrendezését, a elsőmedencés kivitelt, a következő ábra mutatja. Egy alsó vízolyásból vagy vízolyás által táplált tározómedencéből az erőmű szivattyúi a első, kizárólag e célra létesített, - természetes hozzáolyás nélküli - medencébe nyomják el a vizet egy csővezetéken (eltöltési üzemmód). mikor az erőműnek villamos energiát kell termelnie (kisütési üzemmód), a víz a első medencéből ugyanazon a csővezetéken keresztül olyik vissza az erőmű turbináira. 10

vízerőműveknél a tározás mértéke szerint beszélhetünk napi, heti, évszakos és éves tározási lehetőségről. 1 első medence, alsó medence, vagy olyó, 3 szivattyú, 4 vízturbina, 5 szinkrongép, 6 közös nyomóvezeték olyami vízerőművek közül a kisesésű tározás nélküli, vagy legeljebb napi (meder) tározású, a közepes esésű tározási mértéke napi, vagy heti. tározós erőművekben a tároló nagyságától üggően bármely okú tározás lehetséges. szivattyús tározós erőműveknél a tározómedence magas költségei miatt az éves tározás nem jöhet szóba, a legjellemzőbb a heti tározás és a nappali - éjszakai üzemmód. Vizíerőművek alkalmazási területe : - olyami vízerőművek : a kisesésű vízerőmű villamosenergiatermelése ingadozó, esetleg szakaszos, a közepes esésű, kisebb ingadozású, olytonos. Mindkét ajta erőművet kooperációs alaperőműként alkalmazzák. - tározós erőművek : a tározómedencéből a vizet nem kell a hozzáolyás ütemében elhasználni, így az erőmű teljesítménye a villamosenergia-ogyasztás ingadozásainak megelelően szabályozható. z ilyen erőművek igen alkalmasak az energiarendszer csúcsterheléseinek edezésére (csúcserőművek); - szivattyús tározós erőművek : ezen erőműveknek az energiarendszerbeni alkalmazásával biztosítani lehet a hőés az atomerőművek egyenletes terhelését, gazdaságos üzemét. ui. kisterhelésű időszakban (pl. éjszaka) gépei vizet szivattyúznak a tározóba, a csúcsidőben lebocsátva a vizet gépegységeikkel energiát szolgáltatnak (csúcserőmű). hőés az atomerőművek ejlődési irányzata (valamint az energiarendszerek üzemviteli követelményei) a szivattyús tározóművek okozódó alkalmazását segítik elő. Hazai példák tiszalöki vízlépcsők villamosenergia-termelési, vízgazdálkodási és hajózhatósági célokat szolgálnak. z első vízlépcső a tiszalöki kanyar átvágásában, tehát új mederben létesült. Három Kaplan-turbinája üggőleges tengelyelrendezésben 4,8 MV-es generátorokat hajt (1,5MW). második tiszai vízlépcső Kiskörénél létesült a Tisza-kanyar átvágásával, új mederben. z erőtelep 4 db csőturbinás generátoregységgel létesült, 8MV névleges teljesítménynyel. két erőmű átlagos éves villamosenergia-termelése 160 millió kwh. Üzemvízcsatomás vízerőművünk a mindössze 0,5 MW-os Gibárti Vízerőmű, amely 1903-ban létesült a Hernád olyó éles kanyaránál, Gibárt községnél. vízenergiát két, vízszintes tengelyű Francis-turbina hasznosítja. 1kV-os GNZ-generátorok egyenként 50kW teljesítményűek. Évi villamosenergia-termelése,8 millió kwh. (Hazánkban van még néhány további kis teljesítőképességű vízerőmű is.) 11

.1.4. tomerőművek z atomerőművekben az atommagok átalakulásakor, hasadásakor keletkező energiát hasznosítják. klasszikus hőerőmű és az atomerőmű között az a lényeges különbség, hogy az utóbbinál a hőtermelés a kazán helyett az atomreaktorban megy végbe. reaktorban ejlesztett hővel valamilyen célszerű módon vízgőzt termelnek, amellyel a szokásos gőzturbina- villamos generátor egységet hajtják és ez utóbbi szolgáltatja a villamos energiát. hőtermelés a kazán helyett az ún. reaktorban megy végbe. reaktorban keletkezett hőt közvetítő közeg (hűtő-közeg) juttatja el a hőcserélőbe. Ez a olyamat a primer körben játszódik le. hőcserélőben gőz keletkezik, amelyet a szekunder körben lévő turbinába vezetnek. turbinából a gőz a kondenzátorba jut, ahonnan a csapadék a hőerőműveknél megismert módon kerül vissza a hőcserélőbe (szekunder kör). Egy ilyen rendszerű atomerőmű hőkapcsolási rajzát mutatja az ábra. tomerőmű elvi olyamatábrája Hőcserélő Túlhevítő tomreaktor Gőztartály Tápszivattyú Gőz turbina G 3~ Egy atomerőmű őbb részei tehát a hőejlesztő reaktor, a hőátadási rendszer, az erőgépcsoport, valamint az ezekhez szervesen hozzátartozó segédberendezések (szabályozóberendezések, üzemanyag-előkészítés és kezelés stb.). hőerőgép lehet gőz- vagy gázturbina. Cirkulációs szivattyú Előmelegítők Átemelő szivattyú Kondenzátor gyakorlatban egységes erőművi reaktortípus nem alakult ki, így a különböző atomerőmű típusokat az alkalmazott reaktortípusok határozzák meg. tomerőmű hősémája z atomerőmű működésének megértéséhez tekintsük át a őbb nukleáris olyamatokat a maghasadást, a láncreakciót. z elemek atommagjainak tömege, mint ismeretes, mindig kisebb, mint az őt elépítő protonok és neutronok (nukleonok) tömegének összege. Ez a tömeghiány úgy értelmezhető, hogy az atommag elépülése során a tömeg egy része energia (kötési energia) ormájában távozott a olyamatból. rendkívül stabilis atommaggal tehát igen nagy energiát kell közölni ahhoz, hogy a hiányzó tömeget pótoljuk és az egyes nukleonokat képessé tegyük arra, hogy ismét szabaddá váljanak. ajlagos tömeghiány nem minden elem atommagjánál azonos értékű. nehéz elemek atommagjai hasíthatók, éspedig a gyors (1000eV-náI nagyobb energiájú) neutronokkal, a közepes sebességű neutronokkal (1-1000eV), valamint lassú, termikus neutronokkal (0,1eV alatt). magok hasadásakor két közepes atomsúlyú mag jön létre (hasadási termékek), és gyors neutronok válnak szabaddá. hasadási termékek mozgási energiájaként nagy menynyiségű energia szabadul el, amely hővé alakul. 1

reaktor ő szerkezeti elemei : keletkezett neutronok meghatározott körülmények között újabb magok hasítására alkalmasak és ezekből további neutronok válnak ki. Így jön létre a láncreakció, amelynek enntartásához szabályozásra van szükség. láncreakció szabályozott enntartásara és a ejlődő hő hasznosítására épített berendezések az atomreaktorok. - az üzemanyag elhelyezésére szolgáló aktív zóna (reaktormag), - az aktív zónát körülvevő neutronlassító közeg, azaz a moderátor (termikus reaktoroknál), - az aktív zónából a reaktorból kilépni igyekvő neutronok visszaverésére szolgáló relektor, - a maghasadás során keletkezett hőt elvezető hűtőközeg, - a szabályozó és mérőberendezések, - sugárvédelmi berendezések. a) Heterogén termikus reaktor : 1 beton, relektor, 3 szabályozórudak, 4 moderátor, 5 üzemanyag, 6 hűtőközeg beömlés, 7 hűtőközeg kiömlés. b) Heterogén szaporitó reaktor : 1 beton, relektor, 3 szabályozórúd, 4 tenyészanyag, 5 üzemanyag, 6 hűtőközeg beömlés, 7 hűtőközeg kiömlés. tommagreaktorok elvi elépítése c) homogén reaktor : 1 beton, relektor, 3 szabályzórúd (szükség szerint beépítve), 4 üzemanyag és hűtőközeg beömlés, 5 üzemanyag- és hűtőközeg kiömlés. Heterogén rendszerű a reaktor, ha az üzemanyag és a moderátor elkülönített közeg. Homogén rendszerű reaktornál az üzemanyag és a moderátor homogén keveréket alkot. kétéle rendszer elvi elépítését az előző ábra mutatja. Nagy teljesítményű atomerőművekben elterjedten alkalmazzák a termikus reaktorokat. ( termikus neutronokkal végzett maghasadásnál nagy előnye, hogy a termikus reaktorok jól szabályozhatók. Termikus neutronokkal - a természetben előorduló elemek közül - egyedül az urán 35-ös tömegszámú izotópja, az 35 hasítható. termikus reaktorok üzemanyaga természetes, vagy 35-ben dúsított urán. z orosz gyártású PWR-reaktorok VVER típusjelűek. Ez a reaktor-, ill. erőműtípus képezte a bázisát a volt szocialista országok atomerőmű-ejlesztési programjának. Hazai példa Paksi tomerőmű első, 1760 MW-os kiépítése 4 db VVER-440 típusú reaktorral létesült. 13

.1.5. Egyéb erőművek természetben a tüzelőanyagokon, a víz energiáján és az atommag-átalakulások energiáján kívül más energiahordozók is találhatók. Ezek az ún. természeti energiahordozók. Ide tartoznak a következők: - a Nap sugárzási energiája; - a szélenergia; - a geotermikus energia (vagyis a hőorrások gőzé-nek, ill. meleg vizének az energiája); - a tengerek árapály-energiája. Ezeknek az energiahordozóknak közös jellemzője a kis energiasűrűség, a helyhezkötöttség és az esetlegesség (pl. időjárási tényezők). Napenergia napsugárzás teljesítőképességét kb. 40*10 13 TW-ra becsülik. Ebből átlagosan 1,8*10 9 MW éri a Földet. napsugárzás elületi teljesítménye az atmoszéra külső határán - a sugárzásra merőleges elületen - kb. 1,4 kw/m, amely a öld elszínén (a világűrbe történő visszaverődés, valamint az atmoszéra elnyelése miatt) csak kb. 0,6 kw/m. (Ez mintegy 30-ad része egy modern kazán űtőelület terhelésének). kutatások mai szintjén a napsugárzás átalakítása villamos energiává történjék közvetlenül, élvezetős ényelemekkel, vagy közvetve, hőkörolyamattal - ma még lényegesen költségesebb a gyakorlatban eddig bevált előállítási módszereknél. Ha a napsugárzás átalakítása villamos energiává a jelenlegi módszerekkel versenyképes lesz, beillesztése a többi energia-orrások közé már nem jelent majd problémát. Mivel a napenergia rendelkezésre állása szinte korlátlan, csak a elhasználható energiatermelési költsége a döntő, az átalakítás hatásoka nem. napenergia hasznosítása állandóan növekszik, éspedig helyiségek űtésére és meleg víz előállítására (S, usztrália, Franciaország). Foglalkoznak a tengervíz és a kissé sós vizek sótalanítására való elhasználására is. Szélenergia Föld évi szélenergia készletét 9*10 15 kwh-ra becsülik, amelynek legeljebb 0,3%-a hasznosítható gazdaságosan. szélsebesség lényegesen beolyásolja a szélenergia kihasználhatóságát és emellett ontos körülmény az egyenetlen rendelkezésre állás. szélenergia előnye a villamos energiaipar szempontjából az, hogy közvetlenül mechanikai és ebből villamos energiává alakítható át. zonban a szélkerék optimális hatásoka 60%, ami éves átlagban 6-15% körüli. légtömegek teljesítménysűrűsége kicsi (kb. 0, kw/m, 7 m/s közepes szélsebesség esetén), ezért igen nagy berendezéseket kellene építeni ahhoz, hogy elogadható teljesítményeket lehessen elérni. Geotermikus energia Föld természetes melegorrásai adják az alapot a geotermikus energia kinyerésének és hasznosításának. öldkéregben úrásokat végeznek, amelyeken át 00-000m mélységből túlhevített gőzt, gőz-orróvíz keveréket, vagy orró vizet hoznak el (100-300 C). Minimálisan 1 MWos telep létesítése gazdaságos. Komplex hasznosításra is lehetőség nyílik, hiszen a meleg víz hője, pl. a mezőgazdaságban hasznosítható, a vízben levő vegyi anyagok kinyerhetők. Ár-apály erőmű z ár-apály erőművek a tenger ár-apály jelenségéből származó nagy vízszint különbséget használják el. z ún. egymedencés, kettős működésű erőműben dagály idején, a turbinákon keresztül eltöltik a tárolómedencét tengervízzel, apály idején pedig a vizet ugyancsak a turbinákon keresztül visszabocsátják a tengerbe. Jellemzője, hogy az erőmű szolgáltatta teljesítmény periódikus a szintkülönbség változásának a üggvényében. szintkülönbség különösen nagy a kanadai partokon, Franciaország atlanti óceáni partjain, valamint a Fehér tenger keleti partvidékén. világ első árapály-erőművét 1959-ben helyezték üzembe (Franciaország, San Malo). 14

Dr. TRNIK István 008 kutatások eredményeképpen ma már a világ számos (Megjegyezzük, hogy a olytonosan megújuló energiahordo- országában üzemelnek elsősorban kísérleti célú nap-, zók közül a vízenergiának kiemelkedően ontos szerepe van, szél-, geotermikus- és árapály- erőművek. a villamos energia előállításában, hiszen a világ jelenlegi Ipari méretű elterjedésüket azonban ma még egyrészt villamos energia szükségletének kb. 4 %-át vízenergiából technikai, technológiai problémák, másrészt - és talán döntő- edezik.) en - a hagyományos erőművekhez képest sokszorta nagyobb ajlagos létesítési költségeik és az általuk előállított villamos energia igen magas termelési költségei akadályozzák. megújuló energiatermelés őleg a szélerőművi termelés térhódítása következtében (különösen Spanyolországban és Németországban) jelentősen nőtt, CTE szinten jelenleg gyanez mondható el a villamos energiát közvetlenül előállító már megközelíti a teljes termelés 15%-át (az E célja 010-re magnetohidrodinamikus (MHD) generátorok, atomelemek és a % elérése). szélerőművekben termelt energia elszállí- tüzelőanyag-cellák alkalmazásával kapcsolatos kutatások tása nagy teljesítményáramlásokat (és szűk keresztmetsze- eredményeiről is. teket) okozott. iomassza-erőmű hőerőművek egy speciális ormája, ahol a kazán átalakításra kerül, oly módon, hogy alkalmas legyen őként aapríték eltüzelésére. aapríték egy speciális luid-ágy segítségével elgázosításra kerül és ez a gáz a beúvott levegővel együtt táplálja az égést. luid ágy egy speciális kavicskeverékből áll, mely a beúvott levegő hatására lebeg a kazánban. Hőmérséklete kb. 850 C. Kazán aapríték ellátás sémája 15

Dr. TRNIK István 008 Faapríték tüzelésű kazán sémája.1.6. z erőművek csoportosítása. z erőművekben a primer energiahordozó energiáját előbb az erőgépben (hajtógépben) mozgási energiává alakítják át, majd a vele összekapcsolt áramejlesztő berendezésben (villamos generátorban) jön létre a villamosenergia. gyakorlatban alkalmazott erőműveket különböző szempontok (pl. energiaorrás, terhelés jellege) szerint csoportosíthatjuk. csoportosítási lehetőségeket a táblázat oglalja össze. Turbina áttekintő sémája Csoportosítási szempont Energiaorrás Erőműtípus Tüzelőanyagok Hőerőmű Folyóvíz, tárolt víz, tengervíz Vízerőmű Magenergia tomerőmű Napsugárzás Naperőmű Levegőmozgás Szélerőmű HőerőgépHőerőgép-típus Csoportosítási szempont Erőműtípus Fogyasztói csatlakozás Együttműködő (kooperációs) erőmű Elszigetelt erőmű Gőzturbinás erőmű Gázturbinás erőmű elsőégésű motoros erőmű Ellátási terület Országos (körzeti) erőmű Üzemi erőmű Energetikai rendszer Kondenzációs erőmű Ellennyomású erőmű Elvételes erőmű 16

Csoportosítási szempont Terhelési jelleg Rendeletetés <50MW 50-500MW 500MW >500MW Erőműtípus laperőmű Menetrendtartó erőmű Csúcs erőmű eépített teljesítmény- egység Villamosenergia- szolgáltatás Hőszolgáltatás, kapcsolt hő- és villamos energiaszolgáltatás Kiserőmű Középerőmű Nagyerőmű továbbiakban tekintsünk át még néhány ontos meghatározást. villamosmű lehet közcélú, vagy üzemi villamosmű. közcélú villamos erőmű az ipar, a mezőgazdaság, a közlekedés, a lakosság és a különéle intézmények villamosenergia-szükségletét elégíti ki. z üzemi (ipari) villamos erőmű elsősorban az üzembentartó villamosenergia-igényét elégíti ki. közcélú villamos erőművek kivételével ide tartozik minden más erőmű, amelyek közül a jelentősebbek tagjai az együttműködő villamosenergia-rendszernek. űtőerőmű hő- és villamosenergia-termelésre egyaránt alkalmas gépi berendezésű villamos erőmű, amelynek termelésében az elsőrendű eladat a hőogyasztók igényeinek kielégítése, míg a hőszolgáltatással egybekötötten, gazdaságosan termelt villamos energia csak melléktermék jellegű. Csúcserőműveknek a csúcsterhelést ellátó, nagy terhelésingadozású, általában szakaszosan üzemben tartott erőműveket nevezik. Rossz hatásokkal rendelkeznek. Gyorsan indíthatóak ill. leállíthatóak (pl.: vízierőművek). Menetrendtartó erőművek eladata a napi terhelésingadozások elvétele, változó teljesítményigények edezése. Ezen erőművek rugalmasan szabályozhatóak és jó a hatásokuk (pl.: hőerőművek). laperőművek a villamosenergia-rendszer legjobb hatásokú, legkisebb ajlagos hőogyasztású erőművei, amelyeket a beépített teljesítőképességük maximális kihasználásával optimális üzemállapotban járatnak (pl.: atomerőművek). Fogalom meghatározások: magyar villamosenergia-rendszer (röv. VER) a közcélú és az együttműködésbe bevont (kooperáló) üzemi villamos erőműveket, valamint az igen nagy-, nagy-, közép- és kiseszültségű villamos távvezetékeket és az idetartozó transzormátorállomásokat oglalja magába. Irányítását a Magyar Villamosenergia-ipari Rendszerirányító Rt. (röv. MVIR Rt.) látja el. (www.mavir.hu) eépített teljesítőképesség az erőműben beépített gépegységek generátorkapcsokra vonatkoztatott teljesítőképessége. Gépegységen értjük az összekapcsolt turbinát és a generátort. Terhelésen a ogyasztók által igénybe vett teljesítményt értjük. Csúcsterhelés egy meghatározott időpontban előorduló legnagyobb igénybe vett teljesítmény. 17

dott erőműben az egyes gépek által termelt teljesítmény értékeit meghatározott időközben (például óránként) regisztráljuk és összegezve azt az idő üggvényében elrajzoljuk, akkor megkapjuk az erőmű napi terhelési görbéjét pl. egy jellemző nyári és téli napra, amely megmutatja a ogyasztás napi ingadozását. magyar villamosenergia-rendszer (VER) közcélú erőművei.. Hálózatok Feladatuk a villamos energia továbbítsa és szétosztása a hálózat különböző eszültségű csomópontjai között. hálózat elemei a következők: távvezetékek, a csomópontok között a villamos energia továbbítására szolgálnak. távvezeték lehet szabadvezeték és kábel. Szabadvezetéken megelelő oszlopokra erősített szigetelőkön elhelyezett csupasz, vagy szigetelt vezetéket, sodronyt értünk. vezetékek egymástól és öldtől történő szigetelését az oszlopokon a szigetelők, oszlopközben a légköri levegő biztosítja megelelő távolságok betartása mellett. Kábel alatt természetes (textil, papír, gumi) vagy mesterséges (PVC, polietilén) szigeteléssel ellátott vezetéket értünk. különböző potenciálú elületek minimális távolsága az alkalmazott szigetelőanyagtól ügg. kábeleket öld alá, csatornákba, alagútba, aknába, kábelolyosóra, levegőbe, álló- és olyóvízbe, édes- és sósvízbe ektethetik, szerelhetik. 18

z alállomások, amelyek a villamos energia szétosztására szolgálhatnak, mind azonos, mind különböző eszültségszinten. z alállomások jelentik a hálózati csomópontokat. z alállomás lehet: - kapcsolóállomás, amikor azonos eszültségszinten az áram útjának kijelölése a eladata; - transzormátorállomás, amikor különböző eszültségszintű hálózatok összekapcsolására szolgál. hálózat a villamosenergia-rendszerben betöltött szerepétől üggően lehet: - nemzetközi kooperációs hálózat, amikor a hálózat különböző országok alaphálózatait köti össze, biztosítva ezzel a nemzetközi villamosenergia-szállítást. Szokásos eszültség szintje 0,400 és 750 kv; - országos alaphálózat, amely egyes nemzeteken belül az erőművek és nagy alállomások üzemszerű összekapcsolását végzi nagymennyiségű energiaszállítás céljából. Szokásos eszültségszintje 0, 400 kv; - őelosztóhálózat eladata a villamos energia elosztása az alaphálózati csomópontokból az elosztóhálózatok táppontjaihoz, ezek eszültségszintje 10, /35/ kv; - elosztóhálózat rendeltetése a villamos energia eljuttatása a ogyasztóhoz, ezen belül beszélhetünk: nagyeszültségű elosztóhálózatokról: 3, 6, 10, 0, 35 kv és kiseszültségű elosztóhálózatokról: 30, 400V névleges eszültségszint mellett...1. Hálózattípusok..1.1. Sugaras hálózat Egyik végéről táplált, esetleg többszörösen elágazó, nyitott vezetékrendszer, amelynek minden ogyasztójához az áram csak egy irányból, egy úton juthat el. szokásos kialakítása a következő ábrán látható. vastag vonallal rajzolt vezetékrészt gerinc-, vagy ővezetéknek, míg a többi szakaszt szárnyvezetéknek nevezzük. z egyes ogyasztók a szárnyvezetékekhez csatlakozó, leágazó vezetékek végén helyezkednek el. megszakítók és szakaszolók (oszlopkapcsolók) beépítése bontási lehetőséget biztosít karbantartás idejére és üzemzavar során megsérült terület leválasztására. Sugaras hálózat képe magyar villamosenergia rendszer nagyeszültségű hálózatai közül tipikusan sugaras hálózatok a 0 kv-os szabadvezetékes-, valamint a 10 kv-os kábelhálózatok. kisebb biztonsági igényű ipari ogyasztók belső villamosenergiaellátása is kialakítható sugaras jelleggel. Ezek általában 10, 6, 3, 0,4 kv-os kábelhálózatok. Sugaras a kiseszültségű, kis teljesítményű, szétszórt, vidéki ogyasztók 0,4 kv-os szabadvezetéki ellátási alakzata. sugaras alakzat előnye a jó áttekinthetőség, egyszerű kezelés, az egyszerű és olcsó létesítés, hátránya, hogy a tápponthoz közeli hibák az egész sugaras rendszer kiesését és ezzel az energiaszolgáltatás megszakadását okozhatja...1.. Gyűrűs hálózat sugaras alakzatnál gyakran előorduló tartós villamosenergia kimaradás elkerülésére a sugaras vezeték nyomvonalát úgy alakítják ki, hogy az azonos táppontból kiinduló sugaras alakzatok gerincvezetékei egy pontban találkozzanak. találkozás helyén bontási lehetőséget alakítanak ki, amely biztosítja, hogy bármelyik oldal tápponthoz közeli hiba esetén, megelelő, gerincvezetéki bontás után, a ogyasztók egy része a másik irányból, esetleg rosszabb minőségi eltételek mellett látható el villamos energiával. Előordulás területei és eszültségszintjei a sugaras hálózati alakzatoknál már említettekkel azonos. 19

..1.3. Íves hálózat Gyűrűs, íves hálózat képe Kialakítását tekintve azonos a gyűrűs hálózatéval, csak különböző táppontból indulnak az egyesíthető gerincvezetékek. Előnye, - mint a gyűrűs alakzatnál - a kisegítő energiaellátás a másik gerincvezeték elől, valamint - a üggetlen táppont miatt - az egyik táppont kiesése esetén is biztosítható az energiaellátás. z alkalmazás területei és eszültségszintjei a sugaras hálózati alakzatoknál említettekkel azonos. Tipikus kialakítási képe az előző ábrán látható...1.4. Körvezeték Üzemszerűen zárt, azonos táppontból táplált olyan vezetékalakzat, amely a táppontból kiindulva az összes ogyasztót érintve ismételten visszatér a táppontba. z egyes ogyasztói gyűjtősíneket összekötő vezeték-szakaszokról további leágazások nincsenek. Kialakítása a következő ábrán látható. Előnye, hogy bármely ogyasztó üzemszerűen két oldalról kap táplálást, ami az ellátás minőségét és üzembiztonságát növeli, mert bármely ogyasztói csomópont (gyűjtősín) meghibásodásánál a villamosenergia-ellátás igaz, hogy egy irányból, de enntartható. Körvezetékes hálózat képe Hátránya a nagyobb beruházási költség és az egy táppontból történő táplálás. lkalmazási területe a villamosenergia-rendszer 35 és 10 kv-os üzembiztos energiaellátást kívánó, nagyobb teljesítményű ogyasztói. villamosenergia-szolgáltatás megszakadására érzékeny ipari ogyasztóknál mind a külső 0 és 10 kv, mind a belső 10, 6, 3, 0,4 kv-os eszültségszinten szóba jöhet a ogyasztói körvezetéki megoldás...1.5. Párhuzamos vezeték villamosenergia szolgáltatás szempontjából ontos csomópontok összekötésére, vagy a nagyüzemi ogyasztók üzembiztos ellátására kialakult vezeték-alakzat, amikor két csomópont között több vezetékösszeköttetés teremt kapcsolatot. Főleg nagy teljesítmények, üzembiztos villamos energia-ellátása esetén alkalmazott rendszer. lkalmazása minden eszültségszinten szóba jöhet, mind a villamosenergia rendszerben, mind az ipari ogyasztók külső, belső energia-ellátásában. kialakítás elvi lehetőségét szemlélteti a következő ábra. Előnye a nagyokú üzembiztonság, hátránya a magas létesítési költség és a bonyolult védelem. 0

..1.6. Hurkolt hálózat Párhuzamos vezeték hálózat képe lapvető jellemzője, hogy különböző táppontok és ogyasztói helyek között egyidejűleg több, különböző összeköttetés üzemel. többirányú energiaellátás miatt a hurkolt hálózati csomópontokhoz csatlakozó ogyasztók üzembiztonsága a villamos energiával történő ellátás szempontjából a legnagyobb. többszörös hurkoltság az optimális kapcsolási állapotok létrehozását teszi lehetővé, amely mellett az energiaszolgáltatás minőségi paraméterei a legkedvezőbbek. rendszer hátránya a magas létesítési költsége, bonyolultsága, a körülményes üzemvitel és enntartás és a minden üzemállapotban szelektív védelmi rendszer szükségessége.... Hálózatrendszerek Hurkolt hálózati alakzat z ismertetett hálózati alakzatok szerves egységet képezve - egymással és a ogyasztókkal összhangban - egy ország teljes villamosenergia-átviteli és -elosztó hálózati rendszerét alkotják. Egy ország hálózatrendszerében a legontosabb szerepet az országos alaphálózat tölti be. Feladata az erőművek és a csomóponti nagy transzormátor-állomások összekapcsolása, a villamos energia nagy mennyiségű szállítása. z országos alaphálózat vezetékei alakítják ki tulajdonképpen a kooperációs villamos energia rendszert. magasabb rendű nemzetközi együttműködés kooperációs vezetékei az országos alaphálózat egy-egy ontos csomópontjához csatlakoznak. nemzetközi kooperációs hálózat eszültségszintjei a legnagyobb eszültségszinteket jelentik /0kV, 400kV/. Hálózati alakzatukra a hurkoltság jellemző. z országos alaphálózat ugyancsak ontos csomópontjaihoz csatlakoznak nagy erőműveink. Látható, hogy a magyar villamosenergia-rendszer alaphálózatát képező 0, 400kV kevésbé, de a 10kV erősen hurkolt jellegű. z alaphálózat elemeit képező távvezetékek kizárólag szabadvezetékek. 1

z alaphálózati térképen is látható már, hogy egyes hálózatrészek sugaras jelleggel csatlakoznak a hurkolt rendszert képező 10 kv-os hálózathoz. Itt már az energiaáramlás iránya kötött, hiszen a vezeték egy-egy hálózati csomópontot lát el energiával. Ezek a távvezetékek már a őelosztóhálózat részeit képezik. gyancsak a őelosztóhálózat részét képezi a udapestet ellátó, hurkolt jellegű távvezetékrendszer. őelosztóhálózat e távvezetékei 10 kv-os eszültségszinten üzemelnek, részben szabad-vezetékek, részben udapest belterületén 10 kv-os kábelek. gyancsak őelosztóhálózati szerepet tölt be a vidéki ipari körzetekben /Pécs, orsod, Inota, Dorog/ a részben kihalásra ítélt 35 kv-os szabadvezetéki hálózat. 35 kv-os rendszer hurkolt, hurkolható vagy körvezeték alakzatban üzemel. z alaphálózathoz vagy őelosztóhálózathoz csatlakozik a középeszültségű elosztóhálózat, amely vidéken 0 kv-os szabadvezetéki, városokban 10 kv-os kábelhálózat. z ipari körzetekben, ipartelepeken, bányáknál megtalálható a 0,55; 3; 5,5; 5,7; 6; 10 kv-os eszültségszint is. 0 kv-os hálózat sugaras alakzatú szabadvezetékekből, a többi eszültségszint sugaras, hurkolt, ill. hurkolható kábelekből épül el. Várhatóan az ipari teljesítményigények növekedésével hazánkban is megjelennek a közvetlenül 10 kv-ról, valamint a 660V-ról üzemeltethető villamos motorok. 660V választását az indokolja, hogy ugyanaz a motor csillagkapcsolásban 660V-ról, deltakapcsolásban a hagyományos kiseszültségű 3x400V-os hálózatról üzemeltethető. őelosztó- és a középeszültségű elosztóhálózatról táplálják Feszültség- Szabadvezeték Kábelhossz a ogyasztók nagy részét villamos energiával ellátó 3x400/ szint [kv] hossz [km] [km] 30V-os kiseszültségű elosztóhálózatot. laphálózat 750 68 - közcélú energiaelosztó-hálózat vidéken és városok külterületein 400 903 - szabadvezetékek, ipartelepeken és városok belterü- 0 146 - letén kábel. kiseszültségű elosztóhálózat jellegét tekintve 10 94 - lehet sugaras, vagy üzemszerűen egy pontból táplált hurkolt - Főelosztóhálózat 10 1680 56 de szükség esetén másik táppontra áttéríthető - jellegű. 35 3816 5 hálózatrendszerek jelentőségének és szerepének megítéléséhez Elosztóhálózat 30-93 tájékoztatásként a következő táblázatban megadjuk a 0 41 89 1094 magyar villamosenergia-rendszer különböző eszültségszintű 10 1 5300 hálózatainak hosszadatait (ipari hálózatok nélkül). 0,4 50 000 13 000.3. Fogyasztók z energiaelhasználás célja szerint a ogyasztók az alábbiak szerint csoportosíthatók: termikus ogyasztók; motorikus ogyasztók; világítási ogyasztók; egyéb ogyasztók; elektrolízis. Termikus ogyasztók közé tartoznak azok a ogyasztók, amelyek a villamos energiát hőejlesztésre hasznosítják (ívkemencék, ellenállásűtés, egyéb melegejlesztés).

Motorikus ogyasztók a villamos hajtások, amelyek a villamos energiát mechanikai energiává alakítják át. Világítási ogyasztók a villamos energiát énykeltésre hasznosítják. Elektrolízis ogyasztói a villamos energiát vegyi átalakulások létrehozásánál hasznosítják. Egyéb ogyasztók közé sorolhatók az előző négy csoporton kívüliek. elhasználási területek szerint beszélhetünk: Ipari, mezőgazdasági, kommunális, háztartási és egyéb villamosenergia-ogyasztókról. Ipariogyasztók a villamos energia segítségével ipari tevékenységet ejtenek ki. Teljesítményigény néhány kw-tól több MW -ig terjed a munkaolyamattól és a technológiától üggően. Mezőgazdasági ogyasztók általában kis teljesítményigényű ogyasztók, amelyek villamosenergia-igénye a korszerű állattartás, növénytermesztés elterjedésével dinamikusan növekszik. Kommunális ogyasztók alatt értjük a művelődési, kulturális, oktatási, kereskedelmi intézményeket, szolgáltató cégeket, középületeket, egészségügyi létesítményeket. Háztartási ogyasztók alatt az igen nagy számú, de egyedileg kis teljesítményt képviselő lakásogyasztókat értjük. Egyéb ogyasztók alatt az előző csoportokba nem sorolható ogyasztókat (vontatás, honvédség stb.) értjük.3.1. ogyasztó és az áramszolgáltató helyzete a villamosenergia-szolgáltatásban villamos energia ogyasztói elvárják az illetékes áramszolgáltatótól, hogy a villamos energia olyamatosan, a megelelő minőségben és üzembiztosan álljon a csatlakozási pontban rendelkezésükre. villamosenergia-szolgáltatás olytonossága azt jelenti, hogy a ogyasztó számára a villamos energia az időbeli igényeinek megelelően a kellő mennyiségben rendelkezésére áll. villamosenergia-szolgáltatás minősége akkor megelelő, ha a eszültség és rekvencia értéke a névleges értéknek megelelően a szabványos tűréshatáron belül van. z erre vonatkozó követelményeket az MSZ EN 50 160:001 ( közcélú elosztó hálózatokon szolgáltatott villamos-energia jellemzői) szabvány írja elő. minőségi követelmények közé soroljuk a háromázisú eszültségrendszer szimmetrikus voltát, a eszültség időbeli állandóságát, lüktetésmentességét, elharmonikus-mentességét. ogyasztó számára az üzembiztos rendelkezésre állás azt jelenti, hogy a minőségi villamos-energia-szolgáltatás kiesési valószínűsége kicsi, azaz a megbízhatósága nagy. z üzembiztosan szolgáltatott, csatlakozás helyén átvett villamos energia biztonságos és gazdaságos eljuttatása az egyes ogyasztói berendezésekhez már a ogyasztó eladata. ogyasztó és az áramszolgáltató szoros kapcsolatából következik, hogy a ogyasztó ne "szennyezze" a villamos hálózatot, azaz ne okozzon áram- ill., eszültség- elharmonikusokat (számítógépek, vezérelt egyenirányítók), eszültséglüktetéseket (ívkemencék), eszültség-szimmetria torzulásokat (aszimmetrikus terhelés). Sokszor ezek kiküszöbölése, megelőzése komoly műszaki berendezések beépítését teszi szükségessé, melyre már a beruházás idején gondolni kell. ogyasztó eladata a saját hálózati rendszerének és a csatlakozás módjának olyan megválasztása, hogy az a szolgált technológiával összhangban levő, annak megelelő és gazdaságos legyen. 3