Energiapédia szócikk találomra
Hogyan jut el az áram a lakossághoz?
Az energia használata a modernkori ember életének nélkülözhetetlen része. Napi tevékenységeink, eszközeink használata, életkörülményeink biztosítása mind energiát igényel. Ezen belül napjainkra a legszélesebb körű felhasználásra a villamos energiát alkalmazzuk.
Nélkülözhetetlenségét csak akkor vesszük észre, ha valamilyen okból kifolyólag rövidebb-hosszabb időre megszűnik.
A különféle energiafogyasztók az energia olyan formáját igénylik, amely viszonylag gazdaságosan állítható elő, a felhasználás helyén állandóan rendelkezésre áll, nem kíván tárolást és egyszerűen alakítható át mechanikai munkává, hővé, fénnyé stb. Ilyen energia a villamos energia, amely az energiahordozók célszerűen átalakított közvetítő formája.
A villamos energia előállítása:
A villamos energia viszonylag könnyen előállítható és nagyon sokoldalúan felhasználható, de nem tárolható nagy mennyiségben, ezért azt folyamatosan kell előállítani. Jelenleg kétféle forrásból állítjuk elő: megújuló energiaforrásokból és nem megújuló energiaforrásokból.
Az egyes energiafajták anyagi megtestesítői az energiahordozók.
A természetben megtalálható energiahordozók az úgynevezett elsődleges (primer) források, melyek lehetnek:
Nem megújuló természeti energiahordozók:
- szén, olaj, földgáz,
- víz,
- hasadó anyagok
Folytonosan megújuló (regeneratív) természeti energiahordozók:
- napenergia,
- szélenergia,
- geotermikus energia,
- a tengerek ár-apály energiája.
A nem megújuló energiaforrásokból nyert energia számít jelenleg a földön a leginkább elterjedtnek, ma főként a fosszilis tüzelőanyagok égetésével nyerünk energiát. Ezzel egyrészt a föld kimerüléssel fenyegető készleteit használjuk, másrészt pedig az elégetéssel keletkező melléktermékek (pl. CO2) súlyosan szennyezik a légkört, amellyel hozzájárulnak az klímaváltozáshoz.
A megújuló energiaforrások (szél, víz, nap, biomassza, stb.) olyan energiaforrást jelentenek, amely környezetbarát módon képesek energiát előállítani, méghozzá oly módon, hogy közben "nem merülnek ki". A megújuló energiaforrások további előnye az is, hogy kis méretekben is képesek energiaigényeinket fedezni, hozzájárulva ezzel az egyedi igények helyi megoldásához.
A primer energiát erőművekben alakítjuk át villamos energiává és távvezetéki hálózatokon keresztül visszük el a fogyasztóhoz.
Az erőművekben termelt villamos energia szállítása és elosztása a hálózatok feladata, míg a fogyasztói berendezések a villamos energiát a szükségleteiknek megfelelő formába alakítják át és hasznosítják azt. Az erőműveket a villamos energia termeléséhez felhasznált primer energiahordozók fajtájától függően három nagy csoportba sorolhatjuk:
- hőerőművek
- vízerőművek
- atomerőművek
A villamos energia szállítása:
Az erőművek térbeli helyzetüket tekintve lehetnek a primer energiaforrás közelében vagy attól távol. A primer energia-lelőhely közelében épült erőművek által termelt nagy mennyiségű villamos energiát távvezetéki hálózatok segítségével juttatjuk el a fogyasztókhoz. A műszaki (feszültség, stabilitás), környezetvédelmi (zaj, látvány) és gazdasági (hálózati veszteség, létesítési költségek) okok miatt a szállítási távolság általában 500 km-nél kisebb.
Másik lehetőség, hogy az erőművek a primer energiaforrástól távol, a fogyasztók közelében létesülnek. Ekkor a primer energiahordozót szállítjuk az erőműhöz. A villamos energia ebben az esetben is távvezeték-hálózatok közbeiktatásával jut el a fogyasztóhoz.
A hálózatok feladata tehát a villamos energia szállítása és elosztása.
A villamos energia használatára világszerte szinte kizárólagosan a háromfázisú, háromvezetékes, váltakozófeszültségű rendszerek terjedtek el. A váltakozó áramú rendszerekben a villamos energiát transzformátorok segítségével gyakorlatilag tetszőleges feszültségen lehet szállítani. A váltakozó áramnak ez a tulajdonsága teszi lehetővé, hogy a szállítás során a veszteség minimális legyen. Minél nagyobb a feszültség, annál kisebb a veszteség.
E rendszerek névleges frekvenciája általában 50 Hz (Európa), de pl. Amerikában a névleges frekvencia 60 Hz.
Más áram-nemet csak különleges esetekben használnak, így pl. egyenáramot a közúti és távolsági villamos vasúti vontatásban vagy a nagyipari kémiai elektrolízishez.
A villamos energia igen nagy távolságra szállítása esetén - annak műszaki és gazdasági előnyei miatt – nagyfeszültségű egyenáramú átvitelt alkalmaznak.
A villamos energiát továbbító távvezetékek elhelyezésétől függően megkülönböztetünk:
- szabadvezetékes hálózatokat és
- kábelhálózatokat.
A hálózatok feszültségszintjétől függően megkülönböztetünk:
- kisfeszültségű hálózatot (l kV alatti), és
- nagyfeszültségű hálózatot (l kV és annál nagyobb).
A szabványos feszültségszintek hazánkban:
- kisfeszültség a 0,4 kV (ill. 230 V [fázisfeszültség]?);
- nagyfeszültség a 3 kV, 6 kV, 10 kV, 20 kV, 35 kV, 120 kV, 220 kV, 400 kV, 750 kV, - amely értékek alatt mindig a háromfázisú váltakozófeszültségű rendszer vonali feszültsége értendő.
A 3-35 kV-os hálózatokat a gyakorlati szóhasználatban [középfeszültségű hálózat]?oknak szokás nevezni. Az utóbbi évtizedben egyre növekvő számban épülnek az ún. elosztott áramforrások közvetlenül a fogyasztók mellett, megújuló energiafajták (nap, szél, biomassza, víz), hidrogén, esetleg gáz felhasználásával. Ennek előnye, hogy megújuló energiaforrások esetén nem kell a elsődleges (primer) forrásokat szállítani, és a villamosenergia-hálózattal szembeni igények is csökkennek, esetleg nincs is szükség hálózatra. A kisfeszültségű hálózatok rendeltetése mindenkor a villamos energia közvetlen elosztása a fogyasztók között, ezért ezeket a hálózatokat összefoglalóan kisfeszültségű elosztóhálózatoknak nevezzük.
A hálózatok szerves műszaki részét képezik az alállomások, amelyek általában a hálózatok megfelelő terhelésű csomópontjaiban helyezkednek el, és az áram útjának kijelölésére (kapcsolóállomás) vagy a különböző feszültségű hálózatok összekapcsolására (transzformátor állomás) szolgálnak.
A villamos energia elosztása:
Az erőművekben előállított villamos energia egy [elosztási rendszer]?en keresztül jut el a fogyasztóhoz. E rendszerben biztosítani kell a folyamatos tárolási-, rendelkezésre állási-, biztonsági- és egyéb feltételeket ahhoz, hogy a rendszerben állandóan a felhasználási igénynek megfelelő mennyiségű áram legyen hozzáférhető.
Ezen igényeknek megfelelően az elmúlt száz évben kialakultak az együttműködő villamosenergia-rendszerek, melyek rendszerbe összekapcsolt és szinkronüzemben lévő erőművek központilag vezérelt áramelosztási hálózata.
Ennek a hálózatnak fejlődése főbb lépésekben:
- A 20. sz. első felében az addig önálló villamos műveket – úgynevezett „szigetben” működő erőműveket és fogyasztókat - villamos távvezetékekkel összekapcsolták, így alakult ki az önálló villamosenergia-rendszer (VER)
- A II. világháború után Európában elkezdődött az egyes villamosenergia-rendszerek összekapcsolása, és kialakultak a nagy együttműködő, szinkronüzemben lévő egyesített villamosenergia-rendszerek ([EVER]?)
- Magyarország 1995-ben csatlakozott a nyugat-európai egyesített villamosenergia-rendszerhez, az UCTE-hez (Union for the Coordination of Transmission of Electricity).
További nagyobb együttműködő rendszer még a skandináviai NORDEL, valamint a volt Szovjetunió rendszere, az IPS/UPS
A rendszerbe összekapcsolt és szinkronüzemben lévő erőművek, valamint fogyasztók esetén lehetővé vált a tartalékberendezések számának csökkentése, nőtt az ellátás biztonsága és megteremtődtek az árammal való kereskedelem feltételei.
A hálózatok rendeltetés szerinti felosztása:
- Elosztóhálózat: Rendeltetése a villamos energia nagyfeszültségen való elosztása az alállomások gyűjtősíneitől a fogyasztói transzformátorokig. Ezek feszültségszintje hazánkban 10 kV és 20 kV (közcélú, áramszolgáltatói elosztóhálózatok) valamint 3 kV és 6 kV (ipartelepek belső elosztóhálózatai), ezért szokás e hálózatokat középfeszültségű elosztó hálózatnak is nevezni.
- Főelosztóhálózat: Rendeltetése a villamos energia elosztása az alaphálózati csomópontokból az elosztóhálózatok táppontjaihoz, amelyek általában a fogyasztói körzetek súlypontjában helyezkednek el.
- Országos alaphálózat: Feladata az erőművek és a csomóponti nagy transzformátorállomások összekapcsolása, a villamos energia nagy mennyiségű szállítása, Az országos alaphálózat vezetékei alakítják ki tulajdonképpen a kooperációs villamosenergia-rendszert. A magyar alaphálózat távvezetékeinek nagyobb hányada ma már 400 kV-os.
- Nemzetközi, kooperációs hálózat: A különböző országok alaphálózatait köti össze, biztosítva ezzel a nemzetközi kooperációs villamos energia rendszerek kialakulását, a nemzetközi villamosenergia-szállítását. A szokásos feszültségszintek itt 220, 400 és 750 kV.
A kooperáció előnyei:
- az erőműi teljesítménytartalékok csökkennek,
- a csúcsterhelés viselésében kisegítik egymást,
- a terhelés elosztása gazdaságossá válik.
- nagyobb egységteljesítményű generátorok beépítését teszi lehetővé:
- a fajlagos beruházási költség csökken,
- a fajlagos üzemköltségük kisebb
- a kialakított többszörösen hurkolt hálózatokon csökken a [hálózati veszteség]?.
Az energia fogyasztása:
Mivel az energia előállítása és szállítása a környezetet súlyosan terhelő tevékenység, fontos, hogy az energia felhasználása a tervezett és tudatos fogyasztás elveit kövesse. Az energiafelhasználás területén a tudatosság olyan szemléletet és magatartást jelent, amely előtérbe helyezi a környezetkímélő forrásból előállított energiát és annak felhasználása során a hatékony és takarékos megoldásokat igyekszik betartani.
Az energiafelhasználás során vegyük figyelembe:
Az előállítás helyét: Az energia termelése és szállítása során sokat veszít eredeti erősségéből és hatásfokából. Azaz a megtermelt villamos energia egy része egyszerűen elvész a rendszerben, de megtermelni azt is meg kell. Az energia szállítása sok esetben környezetkárosítással is jár (pl. olajvezetékek, tankhajók esetében) hiszen a "nagyban" szállítók egy esetleges meghibásodás vagy baleset következtében közvetlen természeti katasztrófák előidézői lehetnek.
A szállítási veszteség elkerülése végett érdemes helyi szinten megtermelt energiát fogyasztani. Magyarországon és az EU-ban egyre több olyan beruházás jön létre, amely helyi erőforrásokra támaszkodva állít elő energiát (kisvízi erőművek, szélerőművek, [biomassza hőerőművek] stb.). Az elmúlt évek során az EU-ban (így Magyarországon is) létrejött a szabad energiapiac, amely lehetőséget ad arra, hogy szabadon válasszunk szolgáltatót.
Az előállítás módját: A családi házakban, de a társasházakban élők számára is egyre több olyan megújuló energia előállítására készült berendezés készül, amelynek alkalmazásával mi is termelhetünk energiát. Ezek a berendezések a könnyen hozzáférhetőek és költséghatékonyak.
A felhasználás hatékonyságát: Az energiahatékonyság az jelenti, hogy a magam számára a lehető legkevesebb energia felhasználással biztosítsam a megfelelő körülményeket. Az energiahatékonyság az építési anyagoktól kezdve az alkalmazott módszereken keresztül, a háztartási gépek kiválasztásán és megfelelő használatán túl, a közlekedésig terjed
Energiatakarékossági lehetőségek:
Az energiahatékonyság és az [energiatakarékosság]? kéz a kézben jár. Hiszen a legolcsóbb és legkörnyezetbarátabb az az energia amit meg sem termelünk. Ezért fontos az, hogy csak akkor használjuk az energiát, amikor feltétlen szükségünk van rá.