Větrná energie Větrná energie využívá sílu větru k výrobě užitečné práce. V minulosti se větrná energie využívala v plachetnicích, větrných mlýnech a čerpadlech, ale dnes se používá především k výrobě elektřiny. Tento článek se zabývá pouze větrnou energií pro výrobu elektřiny. V současnosti se větrná energie vyrábí téměř výhradně pomocí větrných turbín, které jsou obvykle seskupeny do větrných farem a připojeny k elektrické síti. V roce 2022 dodala větrná energie více než 2 000 TWh elektřiny, což bylo více než 7 % světové výroby elektřiny [1]: 58 a asi 2 % světové spotřeby energie. [2] [3] V roce 2021 bylo přidáno asi 100 GW, převážně v Číně a Spojených státech, takže celkový instalovaný výkon větrných turbín překročil 800 GW. [4] [3] [5] Analytici tvrdí, že pro splnění cílů Pařížské dohody o omezení změny klimatu by se měl rozšiřovat mnohem rychleji - o více než 1 % výroby elektřiny ročně. [6] Větrná energie je považována za udržitelný, obnovitelný zdroj energie a má mnohem menší dopad na životní prostředí než spalování fosilních paliv. Větrná energie je proměnlivá, takže pro zajištění spolehlivých dodávek elektřiny vyžaduje ukládání energie nebo jiné zdroje energie, které lze řídit. Suchozemské (pobřežní) větrné farmy mají větší vizuální dopad na krajinu než většina ostatních elektráren na jednotku vyrobené energie. [7] [8] Větrné farmy umístěné na moři mají menší vizuální dopad a mají vyšší kapacitní faktory, i když jsou obecně dražší. [4] Offshore větrná energie v současnosti tvoří asi 10 % nových instalací. [9] Větrná energie je jedním z nejlevnějších zdrojů elektřiny na jednotku vyrobené energie. Na mnoha místech jsou nové pobřežní větrné farmy levnější než nové uhelné nebo plynové elektrárny. [10] Regiony v severozápadní a jihovýchodní Asii mají největší potenciál pro větrnou energii. [11] Ve většině regionů je výroba větrné energie vyšší v zimě, kdy je nízký výkon solární energie. Z tohoto důvodu jsou kombinace větrné a solární energie vhodné v mnoha zemích. [12]
Barel ropné jednotky (BOE) je jednotka energie založená na přibližné energii uvolněné spálením jednoho barelu (42 amerických galonů, 35 imp gal nebo 158,987294928 litrů) ropy. BOE používají ropné a plynárenské společnosti ve svých finančních výkazech jako způsob, jak sloučit zásoby ropy a zemního plynu a jejich těžbu do jediného ukazatele, i když tato energetická ekvivalence nezohledňuje nižší finanční hodnotu energie ve formě plynu. Americká daňová správa (IRS) definuje BOE jako 5,8 milionu BTU. (5,8 × 10 ^ 6 BTU při 59 °F se rovná 6,1178632 × 10 9 J, přibližně 6,1 GJ [HHV] nebo přibližně 1,7 MWh.) Hodnota je nutně přibližná, protože různé druhy ropy a plynu mají mírně odlišné výhřevnosti. Pokud vezmeme v úvahu spíše nižší výhřevnost než vyšší výhřevnost, byla by hodnota pro jeden BOE přibližně 5,4 GJ (viz tuna ropné jednotky). Typicky je 5 800 krychlových stop zemního plynu nebo 58 CCF ekvivalentní jednomu BOE. USGS uvádí hodnotu 6 000 krychlových stop (170 kubických metrů) typického zemního plynu. [2] Často používaným násobkem BOE je kilo barel ropné jednotky (kboe nebo kBOE), což je 1 000 BOE. Tomu by se mělo vyhnout, protože by to mohlo vést k použití MBOE (mega barel ropné jednotky), ale MBOE ve skutečnosti znamená tisíc BOE. Tento potenciální zmatek vzniká kvůli použití římské číslice M (jeden tisíc) pro těžbu zemního plynu a MM (jeden milion, i když MM znamená dva tisíce). V SI (metrickém systému) znamená M milion, ale kubické stopy a barely nejsou jednotkami SI, takže předpony SI by se neměly používat. Dalším běžně používaným násobkem je milion barelů ekvivalentu denně, MMboed (nebo MMBOED, MMboepd, kde MM označuje milion), používaný k měření denní produkce a spotřeby, [3] a BBOe (také BBOE) nebo miliarda barelů ropné jednotky, což představuje 10 9 barelů ropy, používaný k měření zásob ropy. [4] Metrické regiony běžně používají tunu ropné jednotky (toe) nebo častěji milion toe (Mtoe). Protože se jedná o měření hmotnosti, závisí jakákoli konverze na barely ropné jednotky na hustotě dané ropy a také na energetickém obsahu. Typicky má 1 tuna ropy objem 1,08 až 1,19 kubického metru (6,8 až 7,5 bbl). Americká EIA naznačuje, že 1 toe má průměrnou energetickou hodnotu 39,68 milionu britských tepelných jednotek (41,9 GJ). [5]
Koeficient využití kapacity Koeficient využití kapacity je bezrozměrný poměr mezi skutečným elektrickým výkonem za dané období a teoreticky maximálním elektrickým výkonem za stejné období. Teoreticky maximální výkon daného zařízení je definován jako výkon při jeho nepřetržitém provozu na jmenovitý výkon po celé dané období. Koeficient využití kapacity lze vypočítat pro jakékoli zařízení vyrábějící elektřinu, jako je elektrárna spalující palivo nebo zařízení využívající obnovitelné zdroje energie, jako je vítr nebo slunce. Průměrný koeficient využití kapacity lze také definovat pro jakoukoli třídu takových zařízení a lze jej použít ke srovnání různých typů výroby elektřiny. Skutečný výkon za dané období a koeficient využití kapacity se značně liší v závislosti na řadě faktorů. Koeficient využití kapacity nikdy nemůže překročit faktor dostupnosti nebo dobu provozuschopnosti za dané období. Doba provozuschopnosti může být snížena například kvůli problémům se spolehlivostí a údržbě, plánované nebo neplánované. Dalšími faktory jsou konstrukce zařízení, jeho umístění, typ výroby elektřiny a s tím související palivo, které se používá, nebo v případě obnovitelných zdrojů energie místní povětrnostní podmínky. Koeficient využití kapacity může navíc podléhat regulačním omezením a tržním silám, které mohou ovlivnit jak nákup paliva, tak prodej elektřiny. Koeficient využití kapacity se často vypočítává v časovém měřítku roku, kdy se vyrovnávají většina časových výkyvů. Lze jej však vypočítat i za měsíc, aby se získal přehled o sezónních výkyvech. Alternativně lze jej vypočítat po celou dobu životnosti zdroje energie, a to jak během provozu, tak po vyřazení z provozu. Koeficient využití kapacity lze také vyjádřit a převést na plné provozní hodiny.
Přehrada Tucuruí
Poloha
Přehrada Tucuruí se nachází na řece Tocantins v brazilském státě Pará, v okrese Tucuruí.
Účel
Hlavním účelem přehrady je výroba vodní energie a zajištění splavnosti řeky. Je to první velký vodní projekt v brazilském amazonském deštném pralese.
Stavba
Výstavba začala v roce 1975 a skončila v roce 1984. V roce 1998 začala druhá fáze výstavby, která byla dokončena v roce 2010.
Charakteristika
Typ: Betonová gravitační přehrada
Výška: 78 m
Délka: 12,5 km
Hlavní hráz: 6,9 km
Kapacita přelivu: 110 000 m³/s
Nádrž
Přehrada vytvořila jezero Lago Tucuruí:
Celková kapacita: 45 km³
Rozloha: 2 850 km²
Maximální hloubka: 72 m
Elektrárna
Turbíny: 25
Instalovaný výkon: 8 370 MW
Roční výroba: 21,4 TWh
Význam
Přehrada Tucuruí je významným zdrojem obnovitelné energie pro Brazílii. Její výstavba měla také významný dopad na místní ekonomiku a životní prostředí.
Rio de Janeiro (stát) Rio de Janeiro je jedním z 27 federálních států Brazílie. Má druhou největší ekonomiku v Brazílii, největší je ekonomika státu São Paulo. Stát, který má 8,2 % brazilské populace, je zodpovědný za 9,2 % brazilského HDP. Stát Rio de Janeiro se nachází v brazilském geopolitickém regionu klasifikovaném jako jihovýchod (přiřazený IBGE). Rio de Janeiro sousedí se všemi ostatními státy ve stejné jihovýchodní makroregionu: Minas Gerais (N a NW), Espírito Santo (NE) a São Paulo (SW). Na východě a jihu je ohraničen jižním Atlantským oceánem. Rio de Janeiro má rozlohu 43 653 km2. Jeho hlavním městem je město Rio de Janeiro, které bylo hlavním městem portugalské kolonie Brazílie od roku 1763 do 1815, následného Spojeného království Portugalska, Brazílie a Algarve od roku 1815 do 1822 a pozdější nezávislé Brazílie jako království a republiky od roku 1822 do roku 1960. 22 největších měst státu jsou Rio de Janeiro, São Gonçalo, Duque de Caxias, Nova Iguaçu, Niterói, Campos dos Goytacazes, Belford Roxo, São João de Meriti, Petrópolis, Volta Redonda, Magé, Macaé, Itaboraí, Cabo Frio, Armação dos Búzios, Angra dos Reis, Nova Friburgo, Barra Mansa, Barra do Piraí, Teresópolis, Mesquita a Nilópolis. Rio de Janeiro je nejmenší stát podle rozlohy v jihovýchodní makroregionu a jeden z nejmenších v Brazílii. Je však třetím nejlidnatějším brazilským státem s populací 16 milionů lidí v roce 2011 (což z něj činí nejhustěji osídlený stát v Brazílii) a má třetí nejdelší pobřeží v zemi (po státech Bahia a Maranhão). Na brazilské vlajce je stát zastoupen Mimózou, beta hvězdou v Jižním kříži (β Cru).
Přehrada Belo Monte Hlavní přehrada Poloha přehrady Belo Monte v Brazílii Oficiální název Complexo Hidrelétrico Belo Monte Umístění Pará, Brazílie Souřadnice 3°7′40″S 51°46′33″W Stav V provozu Zahájení výstavby 2011 Datum otevření 2016 Náklady na výstavbu 18,5 miliardy USD (odhad) Vlastník Norte Energia, S.A. Provozovatel Eletronorte Přehrada a přelivy Typ přehrady Kompozitní Přehrazuje Řeku Xingu Výška Belo Monte: 90 m Pimental: 36 m Bela Vista: 33 m Délka Belo Monte: 3 545 m Pimental: 6 248 m Bela Vista: 351 m Objem přehrady Belo Monte a náspy: 25 356 000 m³ Pimental: 4 768 000 m³ Bela Vista: 239 500 m³ Přelivy 2 (přehrady Pimental a Bela Vista) Typ přelivu Pimental: 17 vrat Bela Vista: 4 vrata Kapacita přelivu Pimental: 47 400 m³/s Bela Vista: 14 600 m³/s Rezervoár Vytváří nádrž Dos Canais (přehrada Belo Monte, Bela Vista) Nádrž Calha Do Xingu (přehrada Pimental) Celková kapacita Dos Canais: 1 889 000 000 m³ Calha Do Xingu: 2 069 000 000 m³ Povodí 447,719 km² Rozloha Dos Canais: 108 km² Calha Do Xingu: 333 km² Maximální hloubka vody 6,2–23,4 m Elektrárna Provozovatel Eletronorte Datum uvedení do provozu Listopad 2019 Spád Belo Monte: 89,3 m Pimental: 13,1 m Turbíny Belo Monte: 18 x 611,11 MW Francisovy turbíny Pimental: 6 x 38,85 MW Kaplanovy žárovkové turbíny Instalovaný výkon 11 233 MW Roční výroba 39,5 TWh Přehrada Belo Monte (dříve známá jako Kararaô) je komplex vodních elektráren na severní části řeky Xingu ve státě Pará v Brazílii. Po svém dokončení s instalací 18. turbíny v listopadu 2019 je instalovaný výkon komplexu přehrad 11 233 megawattů (MW), což z něj činí druhý největší komplex vodních elektráren v Brazílii a pátý největší na světě podle instalovaného výkonu, za přehradou Tři soutěsky, přehradou Baihetan a přehradou Xiluodu v Číně a brazilsko-paraguayskou přehradou Itaipu. Vzhledem k výkyvům průtoku řeky by zaručená minimální kapacita výroby z přehrady Belo Monte činila 4 571 MW, což je 39 % její maximální kapacity. Rychlý hospodářský růst Brazílie v posledním desetiletí vyvolal obrovskou poptávku po nových a stabilních zdrojích energie, zejména pro zásobování rostoucích průmyslových odvětví. V Brazílii vyrábějí vodní elektrárny přes 66 % elektrické energie. Vláda se rozhodla postavit nové vodní elektrárny, aby zajistila národní energetickou bezpečnost. Proti projektu však existoval odpor jak v Brazílii, tak v mezinárodním společenství, a to s ohledem na jeho ekonomickou životaschopnost, účinnost výroby přehrad a zejména jeho dopady na lidi a životní prostředí v regionu. Kritici se navíc obávají, že výstavba přehrady Belo Monte by mohla usnadnit výstavbu dalších přehrad proti proudu, které by mohly mít větší dopady. Plány na přehradu začaly v roce 1975, ale brzy byly kvůli kontroverzím odloženy; později byly oživeny koncem 90. let. V letech 2000 byla přehrada přepracována, ale čelila obnoveným kontroverzím a byla provedena kontroverzní posouzení dopadů. Dne 26. srpna 2010 byla podepsána smlouva se společností Norte Energia na výstavbu přehrady poté, co Brazilský institut pro životní prostředí a obnovitelné přírodní zdroje (IBAMA) vydal licenci na instalaci. Částečná instalační licence byla udělena 26. ledna 2011 a úplná licence na výstavbu přehrady byla vydána 1. června 2011. Proces licencování a výstavba přehrady byly poznamenány federálními soudními spory; současný verdikt je takový, že výstavba je povolena, protože licence je založena na pěti různých technických zprávách o životním prostředí a v souladu se studií RIMA (zpráva o vlivu na životní prostředí, EIA-RIMA) pro Belo Monte. První turbíny byly uvedeny do provozu 5. května 2016. Od října 2019 jsou všechny turbíny v Pimentalu a 17 turbín v hlavní elektrárně v provozu s celkovým instalovaným výkonem 10 388,87 MW v lokalitě Belo Monte a celkem 10 621,97 s lokalitou Pimental. Elektrárna byla dokončena v listopadu 2019.
Tlakový vodní reaktor (PWR) je typ lehkovodního jaderného reaktoru. PWR tvoří velkou většinu světových jaderných elektráren (s pozoruhodnými výjimkami, jako je Velká Británie, Japonsko a Kanada). V PWR je primární chladivo (voda) čerpáno pod vysokým tlakem do aktivní zóny reaktoru, kde je ohříváno energií uvolněnou štěpením atomů. Ohřátá voda o vysokém tlaku poté proudí do parogenerátoru, kde přenáší své tepelné energie do vody s nižším tlakem sekundárního systému, kde je generována pára. Pára poté pohání turbíny, které roztáčejí elektrický generátor. Na rozdíl od varného vodního reaktoru (BWR) zabraňuje tlak v primárním chladicím okruhu varu vody uvnitř reaktoru. Všechny lehkovodní reaktory používají jako chladivo i neutronový moderátor obyčejnou vodu. Většina používá dva až čtyři vertikálně namontované parogenerátory; reaktory VVER používají horizontální parogenerátory. PWR byly původně navrženy tak, aby sloužily jako jaderný pohon lodí pro jaderné ponorky a byly použity v původním návrhu druhé komerční elektrárny v jaderné elektrárně Shippingport. PWR, které v současnosti fungují ve Spojených státech, jsou považovány za reaktory generace II. Ruské reaktory VVER jsou podobné americkým PWR, ale VVER-1200 není považován za generaci II (viz níže). Francie provozuje mnoho PWR, které vyrábějí většinu její elektřiny.
Řeka Paraná (portugalsky: Rio Paraná; španělsky: Río Paraná; guaraní: Ysyry Parana) je řeka v jižní a střední části Jižní Ameriky, která protéká Brazílií, Paraguayí a Argentinou v délce asi 4 880 kilometrů. Je druhou nejdelší řekou v Jižní Americe, hned po řece Amazonce. Spojuje se s řekou Paraguay a poté dále po proudu s řekou Uruguay, aby vytvořila estuár Río de la Plata, který se vlévá do Atlantského oceánu.
Prvním Evropanem, který se plavil po řece Paraná, byl benátský objevitel Sebastian Cabot v roce 1526, když pracoval pro Španělsko. V roce 2021 zasáhlo řeku sucho, které způsobilo 77leté minimum.
Zdroj
Řeka Paraná pramení ve dvou zdrojnicích:
Řeka Paranaíba: Pramení v brazilském státě Minas Gerais a má délku 1 030 kilometrů.
Řeka Rio Grande: Pramení také v brazilském státě Minas Gerais a má délku 1 360 kilometrů.
Tyto dvě zdrojnice se spojují v brazilském státě Mato Grosso do Sul a vytvářejí řeku Paraná.
Tok
Řeka Paraná teče nejprve na západ přes brazilský stát Mato Grosso do Sul, poté na jih přes paraguayský departement Alto Paraná a nakonec na jihozápad přes argentinské provincie Corrientes, Entre Ríos a Buenos Aires. Vlévá se do estuáru Río de la Plata, který se nachází mezi Argentinou a Uruguayí.
Ústí
Řeka Paraná se vlévá do estuáru Río de la Plata, který je široký asi 35 kilometrů a dlouhý asi 290 kilometrů. Estuár se vlévá do Atlantského oceánu mezi městy Buenos Aires v Argentině a Colonia del Sacramento v Uruguayi.
Přítoky
Řeka Paraná má mnoho přítoků, z nichž nejvýznamnější jsou:
Levé přítoky:
Řeka Iguaçu
Řeka Piquiri
Řeka Ivaí
Řeka Paranapanema
Řeka Tietê
Řeka Rio Grande
Pravé přítoky:
Řeka Salado
Řeka Paraguay
Řeka Ivinhema
Řeka Pardo
Řeka Paranaíba
Vodní režim
Řeka Paraná má velmi proměnlivý průtok, který závisí na srážkách v povodí. V období dešťů (říjen až březen) může průtok dosáhnout až 65 000 m³/s, zatímco v období sucha (duben až září) může klesnout až na 2 450 m³/s. Průměrný průtok je asi 17 290 m³/s.
Vodní elektrárny
Na řece Paraná bylo postaveno několik vodních elektráren, které využívají jejího velkého průtoku k výrobě elektřiny. Největší vodní elektrárnou na řece Paraná je elektrárna Itaipú, která se nachází na hranici mezi Brazílií a Paraguayí. Má výkon 14 GW a je jednou z největších vodních elektráren na světě.
Doprava
Řeka Paraná je důležitou dopravní tepnou, která umožňuje přepravu zboží a osob mezi Brazílií, Paraguayí a Argentinou. Hlavními přístavy na řece Paraná jsou:
Brazílie:
Foz do Iguaçu
Porto Alegre
Rosario
Paraguay:
Asunción
Argentina:
Buenos Aires
Rosario
Santa Fe
Ekologie
Povodí řeky Paraná je domovem široké škály rostlin a živočichů. Mezi nejvýznamnější patří:
Rostliny:
Lesní porosty
Savany
Mokřady
Živočichové:
Kajmani
Kapustňáci
Jaguáři
Vodní ptáci
Význam
Řeka Paraná má velký význam pro země, kterými protéká. Poskytuje pitnou vodu, zavlažovací vodu, dopravu a elektřinu. Je také důležitým zdrojem potravy a rekreace.
Centrais Elétricas Brasileiras S.A. (Eletrobras) Typ společnosti: Akciová společnost Obchoduje se jako: B3: ELET3, Nasdaq: EBR, BMAD: XELTB Odvětví: Elektřina Založeno: 11. června 1962 Sídlo: Rio de Janeiro, Brazílie Klíčoví lidé: Wilson Ferreira Júnior (CEO) Produkty: Elektrická energie Služby: Distribuce elektřiny, přenos elektrické energie, výroba elektrické energie Výnosy: 44,4 miliardy R$ (2021) Provozní zisk: 10,9 miliardy R$ (2021) Čistý zisk: 5,7 miliardy R$ (2021) Vlastník: Brazilská vláda (34,85 %) Počet zaměstnanců: 12 018 (2021) Webové stránky: eletrobras.com Eletrobras (portugalská výslovnost: [eˌlɛtɾoˈbɾas], plný název: Centrais Elétricas Brasileiras S.A.) je významná brazilská společnost v oblasti elektrických služeb. Sídlo společnosti se nachází v Rio de Janeiru. Je největší energetickou společností v Latinské Americe, desátou největší na světě a zároveň čtvrtou největší společností v oblasti čisté energie na světě. Eletrobras drží podíly v řadě brazilských elektrických společností, takže vyrábí přibližně 40 % a přenáší 69 % dodávek elektřiny v Brazílii. Výrobní kapacita společnosti je přibližně 51 000 MW, převážně ve vodních elektrárnách. Do června 2022 vlastnila brazilská federální vláda 52% podíl v Eletrobras, zbytek akcií se obchodoval na B3. Akcie jsou součástí indexu Ibovespa. Obchoduje se také na burze Nasdaq a na madridské burze cenných papírů. Historie Eletrobras byla založena 11. června 1962 jako státní podnik s cílem koordinovat a rozvíjet brazilský energetický sektor. V roce 1994 byla společnost privatizována a stala se veřejně obchodovatelnou společností. Brazilská vláda si však zachovala významný podíl ve společnosti. Činnost Eletrobras působí v celém řetězci dodávek elektřiny, od výroby až po distribuci. Společnost vlastní a provozuje řadu vodních elektráren, tepelných elektráren a větrných farem. Má také rozsáhlou síť přenosových vedení a distribučních sítí. Finanční výsledky V roce 2021 dosáhla společnost Eletrobras výnosů ve výši 44,4 miliardy R$ a čistého zisku ve výši 5,7 miliardy R$. Společnost má silnou finanční pozici s nízkou úrovní zadlužení a vysokým provozním peněžním tokem. Strategie Strategie společnosti Eletrobras se zaměřuje na růst v oblasti obnovitelných zdrojů energie, modernizaci jejího výrobního parku a rozšíření její distribuční sítě. Společnost rovněž investuje do nových technologií, jako jsou inteligentní sítě a distribuovaná výroba. Výhled Očekává se, že společnost Eletrobras bude těžit z rostoucí poptávky po elektřině v Brazílii. Společnost má silnou pozici na trhu a je dobře umístěna, aby využila příležitosti v oblasti obnovitelných zdrojů energie.
Solární záření Solární záření je výkon na jednotku plochy (povrchová hustota výkonu) přijímaný ze Slunce ve formě elektromagnetického záření v rozsahu vlnových délek měřicího zařízení. Solární záření se měří ve wattech na metr čtvereční (W/m2) v jednotkách SI. Solární záření se často integruje po daném časovém období, aby se zaznamenala zářivá energie emitovaná do okolního prostředí (joule na metr čtvereční, J/m2) během tohoto časového období. Toto integrované solární záření se nazývá sluneční osvit, sluneční expozice, sluneční inslace nebo inslace. Ozáření lze měřit ve vesmíru nebo na zemském povrchu po atmosférické absorpci a rozptylu. Ozáření ve vesmíru je funkcí vzdálenosti od Slunce, slunečního cyklu a změn napříč cykly. [2] Ozáření na zemském povrchu navíc závisí na sklonu měřícího povrchu, výšce Slunce nad obzorem a atmosférických podmínkách. [3] Solární záření ovlivňuje metabolismus rostlin a chování zvířat. [4] Studium a měření solárního záření má několik důležitých aplikací, včetně předpovědi výroby energie v solárních elektrárnách, tepelných a chladicích zátěží budov, modelování klimatu a předpovídání počasí, pasivních aplikací denního radiativního chlazení a kosmických letů.