Sieć energetyczna

Łatwo jest włączyć światło. Wystarczy pstryknąć i prąd płynie już do żarówki. Ale skąd bierze się prąd? To jest elektrownia. Używa się tu węgla, aby wytworzyć energię elektryczną.

Ciepło ze spalanego węgla podgrzewa wodę, zmieniając ją w parę, która napędza turbinę generatora, tworzącego elektryczność. Tutaj energia chemiczna zamienia się w ciepło, potem w energię kinetyczną, a na końcu w energię elektryczną. Wytworzony prąd elektryczny wypływa z elektrowni przez linie energetyczne i dociera do domu Leny, gdzie energia elektryczna zamienia się w światło. Gdy energia elektryczna przepływa przez przewodnik, część tej energii ucieka do atmosfery w postaci ciepła. Stanowi to problem, zwłaszcza przy wysokich napięciach.

Wyższe napięcie prowadzi do mniejszych strat przy przesyłaniu energii. Dlatego przed rozpoczęciem przesyłu, napięcie w stacji transformatorowej zwiększa się do wielu tysięcy woltów. Takie napięcie jest jednak zbyt wysokie dla użytku domowego, dlatego na drugim końcu potrzebna jest jeszcze jedna stacja transformatorowa, która z powrotem obniży napięcie. Sąsiadka Leny też jest podłączona do linii energetycznej, i korzysta z dostarczanej tą linią energii elektrycznej, a korzysta z niej dużo. Za elektryczność jednak się płaci, więc żeby śledzić, ile dana osoba ma zapłacić, każda z nich ma licznik.

Mieszkańcy mogą dostawać indywidualne rachunki za energię elektryczną i płacić tylko za własne zużycie. Tu mamy fabrykę. Pracujące w niej maszyny potrzebują wyższego napięcia niż standardowy dom, dlatego zbudowano tu inną stację transformatorową, zapewniającą energię o wyższym napięciu, potrzebną do celów przemysłowych. Wszystko idzie dobrze, a fabryka pracuje na maksymalnych obrotach. Energia produkowana w dzień zaledwie wystarcza dla wszystkich.

Za to zużycie w nocy jest niższe i wtedy mamy nadwyżkę energii. Może więc moglibyśmy zmagazynować trochę energii w nocy i użyć jej kolejnego dnia? Cóż, magazynowanie dużej ilości energii elektrycznej jest nie tylko trudne, ale i drogie, więc elektryczność trzeba wytwarzać wtedy, kiedy jest wykorzystywana na bieżąco. Kiedy kolejne osoby wprowadzają się, potrzebują podłączyć się do sieci. Instaluje się więc kolejne linie energetyczne i stacje transformatorowe, które tworzą sieć obejmującą miasto: sieć energetyczną.

Teraz elektrownia może zaspokoić popyt na elektryczność: od gospodarstwa domowego poprzez firmy aż po branże przemysłowe. Tutaj widzimy kolejny zakład energetyczny. Decyduje się on na inne źródło energii: wiatr. Wiatr dmucha w turbiny, które kręcąc się przekształcają energię kinetyczną w elektryczną. W wietrzny dzień turbiny wiatrowe wytwarzają więcej energii, a kiedy wiatr słabnie, elektrownia węglowa przyspiesza swoją produkcję.

W ten sposób sieć energetyczna ma zapewniony stały dopływ energii. Elektrownia węglowa potrafi wytwarzać dużą ilość energii niskim kosztem, ale spalany węgiel wydziela do atmosfery zanieczyszczenia, które szkodzą środowisku i przyczyniają się do zmiany klimatu. Plusem energii wiatrowej jest to, że turbiny wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza. Poza tym wiatru nigdy nie zabraknie. Jest to odnawialne źródło energii, ale turbiny wiatrowe nie wytwarzają tyle energii elektrycznej, co elektrownie węglowe, a budowanie kolejnych jest drogie.

Oczywiście turbiny wytwarzają energię tylko wtedy, gdy wieje wiatr. Projektując budowę nowej elektrowni, trzeba zatem wziąć pod uwagę wiele czynników. Kiedy następnym razem włączycie światło, pomyślcie o tym, jaką drogę pokonał prąd płynący z elektrowni przez sieć energetyczną aż do waszej żarówki.