Wikipédia

Elektrická energia

Elektrická energia alebo elektrina, je forma energie, ktorá vzniká pohybom elektrónov z jedného do druhého miesta. Rovná sa spotrebe energie v čase v danom elektrickom obvode. Elektrická energia je teda schopnosť elektrického poľa konať elektrickú prácu. Existuje priama úmera medzi veľkosťou elektrického poľa a vykonanou prácou.

Elektrickú energiu je možné transformovať na iné formy energie, ako je mechanická energia, tepelná energia, svetelná energia a iné. Meria sa v Jouloch [J], ale v praxi je používanejšou jednotkou Watt [W].

Elektrická energia delenie

Elektrická energia je charakterizovaná prúdom (tokom elektrického náboja) a napätím (potenciálom elektrického náboja dodávať energiu). Elektrický výkon sa dosahuje akoukoľvek kombináciou hodnôt prúdu a napätia. Rozoznávame dva základné typy:

  • Jednosmerný prúd (z ang. direct current=DC) – elektrický náboj sa pohybuje vždy rovnakým spôsobom prostredníctvom zariadenia, ktoré prijíma energiu.
  • Striedavý prúd (z ang. alternating current=AC) –  elektrický náboj sa pohybuje tam a späť v zariadení, ktoré prijíma energiu. Rozdeľuje sa na tri typy: zdanlivá sila (apparent power), aktívny výkon (active power) a reaktívny výkon (reactive power).

Výroba elektrickej energie

Elektrická energia pre potreby dodávky do elektrickej rozvodnej siete sa získava z rôznych zdrojov. Pokiaľ pochádza z premeny vodnej, veternej, slnečnej, geotermálnej energie hovoríme o tzv. zelenej energii z obnoviteľných zdrojov. Donedávna bolo najrozšírenejším spôsobom získavanie elektriny prostredníctvom premeny pri spaľovaní fosílnych palív najmä uhlia, ktoré je dnes z hľadiska snahy o znižovanie emisií CO2 výrazne najmä v Európe na ústupe. Na Slovensku má najvyšší podiel výroba elektriny v jadrových elektrárňach.

Energetika

Energetika je pomerne nový a uzavretý vedný odbor, ktorý sa vyvinul pred asi 150 rokmi. V tomto období nastala výrazná spoločenská zmena, pri ktorej vznikol dopyt po dodávke energie najmä pre potreby výroby a neskôr i domácností mimo miesta jej priamej výroby.

Energetický priemysel

Energetika je v súčasnosti sieťovo orientovaná, čo znamená, že malý počet veľkých zdrojov, zásobuje, prostredníctvom rôznych sietí, obrovské množstvo odberateľov.

Energetika je kľúčovým odvetvím národného hospodárstva, zameraného na výrobu, získavanie, premenu a využívanie jednotlivých foriem energie vrátane ťažby, výroby, rafinácie a distribúcie. Energetika je zásadnou súčasťou infraštruktúry a jej významnosť je zakotvená aj v zákone č. 251/2012 Z. z. o energetike.

Energetika na Slovensku

Dominantným výrobcom elektrickej energie na Slovensku sú Slovenské elektrárne. Prenos a distribúciu elektrickej energie zabezpečujú monopolné spoločnosti SEPS, Západoslovenská distribučná a.s., Stredoslovenská distribučná a.s., Východoslovenská distribučná a.s. Distribúciu plynu zabezpečuje SPP – distribúcia, a. s.. Samotné dodávky elektriny a plynu poskytujú oprávnení dodávatelia s licenciami na distribúciu.

Energia

Energia je z pohľadu fyziky schopnosť fyzikálnej sústavy – objektov (ako sú častice, telesá, látky, hmotné body, elektrické prúdy a náboje) vykonávať prácu. Predstavuje mieru všetkých foriem pohybu hmoty. Energia sa premieňa na prácu a práca na energiu.

Merná jednotka je závislá od daného druhu energie, ale najčastejšie sa meria v Jouloch [J], Newtonmetroch [Nm] alebo Wattsekundách [Ws].

Druhy energie

Neexistuje všeobecne platný systém ani všeobecné kritérium triedenia druhov energie, ale v praxi sa využíva členenie druhov energií do troch kategórií:

  • Potenciálna (polohová) energia [Wp alebo Ep] má príčinu v polohe danej sústavy,
  • Kinetická (pohybová) energia [Wk alebo Ek] má príčinu v pohybe danej sústavy,
  • Vnútorná energia [U] zahŕňa rôzne druhy súvisiace s časticovou stavbou hmoty.

Využitie energie

Energia z pohľadu ekonomiky je nevyhnutná k zabezpečovaniu tovarov/služieb a vedie k vytváraniu priemyselného, obchodného a spoločenského bohatstva a blahobytu. Preto je zaraďovaná aj ako surovina (komodita) v rámci energetického priemyslu. Energiu je možné použiť napríklad na vykurovanie, pohyb a pohon alebo osvetlenie. Výroba a následne i samotná spotreba energie však vytvára z pohľadu environmentalistiky záťaž na životné prostredie. Preto sa aktuálne začína klásť veľký dôraz na znižovanie tzv. uhlíkovej stopy a členské štáty EÚ hľadajú cesty ako čím skôr dospieť k tzv. uhlíkovej neutralite.

Podľa Európskej environmentálnej agentúry priemerný Európan spotrebuje ročne 27 megawatt-hodín (MWh) vrátane všetkých domácich, priemyselných a dopravných zdrojov. Medzi najväčších spotrebiteľov energie patrí sektor energetiky a dopravy, ktorý je viac ako 40 rokov najrýchlejšie rastúcim odvetvím využívajúcim energiu.

Plyn

Plyn je podľa formálnej fyzikálnej definície látka, ktorá nemá pevný objem alebo určitý tvar. Namiesto toho má tvar nádoby, v ktorej je uskladnený, pretože molekuly plynu sa môžu voľne pohybovať jedna vedľa druhej. Plyny sú horľavé látky, ktoré môžu po zmiešaní so vzduchom explodovať.

Rozdelenie plynu

Vedci pracujú s pojmami ideálny plyn a skutočný (reálny) plyn. Práve ideálny plyn sa využíva k skúmaniu všeobecných vlastností plynov, medzi ktoré aktuálne patria: stlačiteľnosť, pružnosť, deliteľnosť, tekutosť, nestály objem, rozpínavosť s rovnakým tlakom v uzavretom telese vo všetkých smeroch (Pascalov zákon). Skutočný plyn sa od ideálneho odlišuje najmä tým, že má viskozitu, teda vnútorný mechanický odpor.

Využitie plynu

Z pohľadu energetiky patrí zemný plyn k najdôležitejším palivám vďaka zemným zásobám, ktorými naša planéta disponuje. Spaľovanie tohto typu paliva je najekologickejšie (produkuje najnižšie emisie) spomedzi fosílnych palív a neprodukuje ani sadze či popol. Takto spotrebovaný plyn sa meria pomocou plynomeru v litroch [dm3] alebo metroch kubických [m3].

Zemný plyn

Zemný plyn predstavuje bezzápachový, bezfarebný, horľavý a netoxický uhľovodík. Typ fosílneho paliva, neobnoviteľného zdroja energie, ktorý je vytváraný hlboko pod zemským povrchom. Tvorí ho mnoho prirodzených zložiek našej atmosféry. Najväčšie zastúpenie má metán, až do výšky 99% jeho celkového objemu. Medzi ďalšie zložky patrí napríklad oxid uhličitý, dusík, sírovodík, hélium alebo vodná para.

Ťažba zemného plynu

Náleziská zemného plynu je možné nájsť niekoľko metrov pod povrchom Zeme, ale i v hĺbke vyše 5 kilometrov. Plyn sa v nich môže nachádzať samostatne alebo spoločne s ropou a od tejto skutočnosti sa odvíja aj spôsob ťažby – použitie ropných vrtov alebo vrtov na zemný plyn. Nálezisko určuje aj výhrevnosť zemného plynu tj. koľko tepla vieme pri spálení získať z jeho jednej mernej jednotky.

Vo svojej čistej podobe sa zemný plyn takmer nepoužíva. Odstraňujú sa z neho látky, ktoré by mohli negatívne pôsobiť na distribučné systémy a zároveň sa kvôli bezpečnosti pridáva zápachová látka etylmerkaptán. Preprava zemného plynu prebieha medzinárodnými plynovodmi prípadne tankermi (skvapalnený plyn) do národných systémov prenosu plynu a následne distribučnými plynovodmi k spotrebiteľom.

Využitie zemného plynu

Zemný plyn sa používa ako palivo na vykurovanie, vo forme stlačeného zemného plynu (CNG) alebo skvapalneného zemného plynu (LNG), ako palivo pre motory vozidiel, ako zdroj vodíka pri výrobe dusíkatých hnojív a tiež ako vstupná surovina pri výrobe elektrickej energie. Zemný plyn si uskladňujú jednotliví dodávatelia v podzemných zásobníkoch, čím dokážu reagovať na aktuálny dopyt na trhu.

Zemný plyn sa spotrebováva predovšetkým technologickými procesmi alebo na kúrenárske účely (výroba tepla a teplej vody). V závislosti od objemu a priebehu spotreby sa stanovujú tzv. odberové krivky, ktoré dodávateľ zemného plynu zohľadňuje pri vypracovaní cenovej ponuky. Následne aj v závislosti od ochoty zákazníka participovať na nákupnom procese, dodávateľ ponúka rôzne produkty zazmluvnenia dodávky zemného plynu od dodávky za fixné ceny, cez indexové nákupy odvíjajúce sa od cien na burze až po nákupy na tzv. spotovom trhu.