Článek: Historie výroby elektrické energie Tisk E-mail
Napsal Radek Tomášek   
Čtvrtek, 12 červenec 2007
ikona-1  Dnes se podíváme na první část seriálu o výrobě elektrické energie. Bez ní bychom si život představit neuměli a naše počítače by těžko existovaly a tak je jistě dobré něco o této užitečné věci vědět.  

Člověk pro svůj blahobyt, kulturní úroveň a životní styl potřebuje dostatek energie. Pokrok lidské společnosti je těsně spjat se zdroji energie, které jsou v dané době k dispozici. Proto je využívaní stále většího množství energie základním předpokladem pro další rozvoj a vývoj civilizace. Tento fakt nejlépe poznáme na dílčích epochách dějin lidstva, ve kterých vznikly vynálezy a objevy. Ty ve svém důsledku znamenaly důležité milníky pro výrobu elektrické energie v novodobé historii lidstva.

fire

Během starší doby kamenné byl asi největším objevem pro energii oheň. Objev, že oheň může být zkrocen, kontrolován a lze ho vznítit vytrvalým třením dvou suchých kousků dřeva, byly převratné. Je také pravděpodobné, že se na konci prehistorické doby objevila plachta jako prostředek využití větru k pohonu malých lodí.

V období antického Řecka a Říma spíše převládaly mechanické vynálezy. Jedním z největších mechanických géniů lidstva byl Archimédes, který vymyslel takové vynálezy jako kladku a páku. Alexandrijští inženýři, např. Ktesibius a Herón, vynalezli řadu mechanických zařízení včetně pumpy, větrných a vodních varhan, motorů na stlačený vzduch a strojů na řezání šroubů. Vynalezli také hračky a automaty jako aeolipil, který lze považovat za první úspěšnou parní turbínu. Tyto vynálezy se v praxi příliš neuplatnily, ale alexandrijská škola znamená důležitý přechod od velmi jednoduchých mechanismů ke složitějším zařízením, které si již zaslouží být považována za "stroje". Díky aplikaci a vývoji strojů Římané uskutečnili důležitý technologický přechod: zavedení rotačního pohybu v širokém měřítku.

aeolipil

Středověk znamenal revoluci v energetických zdrojích. Evropa neměla k dispozici velkou pracovní sílu otroků, projevil se zde nedostatek pracovních sil. Ten vybízel k hledání alternativních zdrojů energie a zavádění strojů. Prvním zdrojem energie byl kůň, ale ještě významnější bylo zvládnutí  energie vody a větru. Typ vodního mlýna, tzv. norský mlýn, se nejdříve rozšířil v severní Evropě. V těchto mlýnech se používalo vodorovné vodní kolo, které přímo bez použití převodů pohánělo mlecí kameny. Plachta byla užívána pro využití energie větru od úsvitu civilizace, ale větrný mlýn byl v západní Evropě neznámý až do konce 12. století. Větrná energie je obecně méně spolehlivá než vodní, ale tam, kde je nedostatek vody, představuje určité řešení. Větrné mlýny se stavěly na území Španělska, v anglických nížinách nebo v polderech Nizozemí. Prvním typem větrného mlýna byl mlýn na kůlu. Jeho tělo bylo upevněno na kůlu a celý mlýn se dal natáčet lopatkami kolmo na směr větru. V 15. století se však začaly šířit věžové mlýny, jejichž stavba je stacionární a otáčí se pouze vrchní část. Stejně jako v případě vodních mlýnů přinesla stavba větrných mlýnů nejen efektivnější využití mechanické energie, ale i větší znalost mechanických zařízení, která pak byla využívána při konstrukci hodin a jiných přístrojů.

Otto-von-Guericke

V 17. a 18. století vynikly výzkumy řady vědců. Zvláště pak zkoumání atmosférického tlaku, které provedl Robert Boyle v Anglii, výzkum vakua, prováděný Otto von Guerickem v Německu a výzkumy tlakových nádob, prováděné francouzským hugenotem Denisem Papinem, vybavily praktické technology teoretickými základy pro využití energie páry. Thomas Savery si dal roku 1698 patentovat "nový vynález pro čerpání vody a způsobení pohybu všech druhů mlýnů hnací silou ohně". Jeho přístroj závisel na kondenzaci páry v nádobě, čímž vzniklo částečné vakuum, do něhož byla atmosférickým tlakem hnána voda.

parni-stroj

Zásluhu vynálezu prvního komerčně úspěšného parního stroje však musíme přičíst Newcomenovi, který jej roku 1712 postavil. Byl poháněn atmosférickým tlakem působícím na horní stranu pístu ve válci, v jehož spodní části kondenzovala pára a tak v něm vznikal podtlak. Tento stroj poskytoval neocenitelnou službu tím, že odčerpával vodu z hlubokých dolů, a pro tento účel byl i na mnoha místech používán. Vynález parního stroje je připisován Jamesi Wattovi. Ve skutečnosti však Watt pouze významně zdokonalil stroje Saveryho a Newcomena. Hlavním zdrojem energie pro průmysl 18. stol.ale stále zůstávala energie vody a větru. Parní stroj jako nový zdroj síly našel uplatnění až o století později.

Teorie parních turbín byla hotova nejpozději a to ve dvacátých letech 20. století Sirem Frankem Whittlem. Do roku 1945 nedošlo v palivech a energetice k žádné zásadní inovaci, ale techniky, které vznikly v předchozím století, se významně rozvinuly. Pohonná jednotka s plynovou turbínou byl vyvinut až po skončení 2. světové války.

modern-steam-turbine

Všechny principy výroby elektřiny byly vypracovány v 19. století, ale až na jeho konci se teprve začalo s výrobou elektřiny ve větším měřítku. Dvacáté století se stalo svědkem nesmírného rozvoje výroby a distribuce elektřiny. Obecným trendem bylo směřování ke stále větším výrobním jednotkám využívajícím páry z kotlů vytápěných uhlím nebo topným olejem. Rostla i délka elektrických sítí a pro účinný přenos bylo potřebné stále vyšší napětí. Dynama stejnosměrného proudu, používaná v prvních městských elektrárnách, ustoupila systému se střídavým proudem, který umožňoval vysokonapěťové rozvody. V roce 1908 byla v Kalifornii vybudována 250 km dlouhá přenosová linka s napětím 110 kV. Hydroelektrárna Hoover Dam v roce 1930 napájela linku dlouhou 480 km s napětím 287 kV. Tato elektrárna slouží jako příklad využití energie padající vody k pohonu vodní turbíny v podmínkách, v nichž klima a topografie umožňují kombinovat výrobu a výhodný přenos ke spotřebiteli.               

hoover-dam

Až do roku 1945 byly převládajícími zdroji energie pro průmysl a dopravu elektromotor a spalovací motor. Do této doby byly výzkumy v jaderné fyzice spíše teoretické a budily jen malý zájem. Pracím Ernesta Rutheforda, Alberta Einsteina a dalších nebyla věnována ze začátku žádná zvláštní pozornost. To se změnilo roku 1938, kdy v Německu proběhl první úspěšný experiment se štěpením těžkých atomů. Za války pak v USA projekt Manhattan vedl k výrobě atomové bomby. Ještě před svržením atomových bomb na Hirošimu a Nagasaki postavil Enrico Fermi v USA první jaderný reaktor a provedl první řízenou reakci. Psal rok 1942 a Fermi tak našel nové, mírové uplatnění pro štěpení atomu a jadernou energii vůbec.

vedci

I v 21. století stále čerpáme z poznatků a vynálezů z minulých staletí, ale s tím rozdílem, že jsme si vědomi toho, že fosilní paliva (uhlí, ropa, plyn) a uran jsou vyčerpatelná. Proto se snažíme více zapojovat alternativní zdroje (voda, vítr, sluneční energie) nebo objevit jiný způsob výroby elektrické energie.

Pokračování příště :).

Text článků pochází z bakalářské práce. Autor nám ji poskytl ke zveřejnění. Máte-li také nějakou zajímavou práci, jejíž obsah by zajímal ostatní čtenáře, uvítáme vaše texty na emailu Tato adresa je chráněna proti spamování, pro její zobrazení potřebujete mít Java scripty povoleny , děkujeme. 

AUTOR: Jan "DD" Stach
Radši dělám věci pomaleji a pořádně, než rychle a špatně.

Starší články


Komentáře
Přidat Nový
Hanzy *HonzaN [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2007-07-13 00:49:19

dobrý ; )
celkem netradiční zajímavost. No aspoň se taky trochu odreagujem od světa IT, díky
Pouze registrovaní uživatelé mohou přidat komentář!
 

Najdete nás na Facebooku

.... a také na Twitteru

RSS

DDWorld.cz

DDWorld - Blogy a videa

DDWorld - Magazín

Poslední příspěvky v diskuzích


Videa
Marvel 1943: Rise of Hydra – využije úžasně vypadající UE 5.3!
Marvel 1943: Rise of Hydra – využije úžasně vypadající UE 5.3!Pondělí, 25 březen 2024
Vložil: aDDmin
Kategorie: Počítačové hry
Spuštěno: 223x
Komentářů: 0
Horizon Forbidden West vyšlo na PC – solidní port!
Horizon Forbidden West vyšlo na PC – solidní port!Pátek, 22 březen 2024
Vložil: aDDmin
Kategorie: Počítačové hry
Spuštěno: 1446x
Komentářů: 7
Baldur's Gate 3 se nedočká DLC, datadisku ani pokračování!
Baldur's Gate 3 se nedočká DLC, datadisku ani pokračování!Čtvrtek, 21 březen 2024
Vložil: aDDmin
Kategorie: Počítačové hry
Spuštěno: 1182x
Komentářů: 1
Alien: Romulus – nový film naváže na klasiku!
Alien: Romulus – nový film naváže na klasiku!Středa, 20 březen 2024
Vložil: aDDmin
Kategorie: Film
Spuštěno: 1875x
Komentářů: 4
The Acolyte – hraný Star Wars seriál v novém stylu
The Acolyte – hraný Star Wars seriál v novém styluÚterý, 19 březen 2024
Vložil: aDDmin
Kategorie: Film
Spuštěno: 1135x
Komentářů: 0
Far Cry slaví 20 let! Také si přijdete staří?
Far Cry slaví 20 let! Také si přijdete staří?Čtvrtek, 14 březen 2024
Vložil: aDDmin
Kategorie: Počítačové hry
Spuštěno: 1902x
Komentářů: 3