Bruikbare en niet-nuttige energieoverdrachten in kolen-aangedreven elektriciteitsproductie

Hier is een uitsplitsing van nuttige en niet-nuttige energieoverdrachten in een kolen-aangedreven elektriciteitsinstallatie:

Handige energietransfers:

* chemische energie in kolen tot thermische energie: Het branden van steenkool brengt de chemische energie vrij die is opgeslagen in zijn bindingen, waardoor warmte wordt gegenereerd. Deze warmte wordt gebruikt om water te koken en stoom te creëren.

* Thermische energie tot mechanische energie: De hogedrukstoom drijft een turbine aan en zet de thermische energie om in mechanische rotatie-energie.

* Mechanische energie naar elektrische energie: De roterende turbine draait een generator en zet de mechanische energie om in elektrische energie. Dit is de primaire output van de energiecentrale, de elektriciteit die naar huizen en bedrijven wordt gestuurd.

Niet-nuttige energieoverdrachten:

* Thermisch energieverlies in de ketel: Een aanzienlijk deel van de hitte die wordt gegenereerd tijdens de verbranding van kolen gaat verloren door de ketelwanden, de schoorsteen en andere componenten. Deze energie gaat verloren aan het milieu als afvalwarmte.

* Thermisch energieverlies bij stoomcondensatie: Na het passeren van de turbine wordt de stoom terug in water gecondenseerd. Dit proces geeft warmte vrij aan de omliggende omgeving, wat een ander energieverlies vertegenwoordigt.

* Wrijving in de turbine en generator: Mechanische wrijving in de turbine en generator creëert warmte, wat een ander energieverlies vertegenwoordigt.

* elektrische weerstand in transmissielijnen: Terwijl elektriciteit door draden reist, gaat wat energie verloren door elektrische weerstand, waardoor warmte wordt gegenereerd.

* energieverlies in koelsystemen: Krachtcentrales gebruiken koelsystemen om de temperatuur te reguleren. Deze systemen verliezen ook energie aan het milieu.

Efficiëntie:

De efficiëntie van een kolencentrale verwijst naar het aandeel van de chemische energie in steenkool dat met succes wordt omgezet in nuttige elektrische energie. Typische kolenplanten bereiken een efficiëntie van ongeveer 30-40%. Dit betekent dat 60-70% van de energie van de steenkool verloren gaat als afvalwarmte en andere vormen van niet-nuttige energie.

Over het algemeen:

Terwijl kolencentrales efficiënt zijn in het omzetten van een deel van de energie in kolen in elektriciteit, gaat een aanzienlijk deel van de energie verloren als afvalwarmte. Dit verlies is een grote zorg voor het milieu, wat bijdraagt ​​aan luchtvervuiling en klimaatverandering.

Verbetering van de efficiëntie:

Verschillende technologieën en benaderingen worden ontwikkeld om de efficiëntie van kolengestookte energiecentrales te vergroten, waaronder:

* Gecombineerde cyclusplanten: Integreer gasturbines met stoomturbines om afvalwarmte vast te leggen en te gebruiken.

* Koolstofafvang en -opslag: Technologieën om koolstofdioxide-uitstoot van kolengestookte energiecentrales vast te leggen en op te slaan.

* Geavanceerde kolenverbrandingstechnologieën: Efficiëntere kolenverbrandingsprocessen die afvalwarmte en verontreinigende stoffen minimaliseren.

Ondanks inspanningen om de efficiëntie te verbeteren, blijven kolencentrales een belangrijke bron van broeikasgasemissies en milieuproblemen. De overgang naar hernieuwbare energiebronnen is cruciaal voor een duurzame toekomst.