Lämpö ja energian tuotto
(Sähkö)energian tuotanto lämmön avulla
(kirjan s.125, uusi painos s.132)
Lähde: BBC Bitesize: Generation of electricity
- Kemiallinen energia muuttuu lämmöksi höyrykattilassa (palaminen)
- korkeapaineinen höyry pyörittää turbiinia -> generaattori tuottaa sähköä
- (liike-energiansa menettänyt) matalapaineinen höyry lauhdutetaan lauhduttimessa
- tätä lämpöä voidaan hyödyntää kaukolämpönä
- nesteeksi jäähtynyt vesi pumpataan uudestaan kiertoon
- Turbiini
- Ydinvoimala toimii periaatteessa ihan samalla tavalla: uraaniytimien hajoamisessa syntyvä lämpö höyrystää vettä!
Kotkan hyötyvoimalaitos
- Hyötyvoimalaitos korkeakoskella (kotkanenergia.fi)
- Kuva parempilaatuisena (pdf) Hyötyvoimalaitos esitys.pdf
- Jätevoimalan toimintaperiaate videona (Vantaan energia)
- Jätevoimalan toiminta käytännössä (Vantaan energia)
Lämpöarvo ja hyötysuhde
6. Lämpö energiamuotona
Lämpöarvo
- Lämpöarvo kertoo kuinka paljon (lämpö)energiaa vapautuu kun 1 kg ainetta poltetaan
- esim.
- vety 119 MJ/kg
- öljy 43 MJ/kg
- puu 19 MJ/kg
- Ydinvoimalassa uraanin hajoaminen tuottaa energiaa n. 24 000 000 kWh eli 86 400 000 MJ/kg
- eli uraani tuottaa painoon verrattuna n. 2 miljoonaa kertaa enemmän lämpöä kuin öljyn polttaminen
Hyötysuhde
- kertoo kuinka monta prosenttia polttoaineen energiasta saadaan hyötykäyttöön (esim. sähköksi)
- Aina alle sata prosenttia! (käytännössä)
- Wikipedia: "Nykyisin primäärienergiasta saadaan hyödyksi sähkönä korkeintaan alle 50% ja lämpöä tuotettaessa yli 90%. Sähkön ja lämmön yhteistuotannossa sähköä saadaan yleensä alle 40% ja lämpöä noin 50% eli yhteensä jopa yli 90%."
- Moderninkin ydinvoimalan hyötysuhde on vain n. 40% (Turun Sanomat)
Entropia
- on epäjärjestyksen mitta
- Kaikki tapahtumat kulkevat itsestään kohti suurempaa epäjärjestystä eli entropia kasvaa
- Entropian pienentäminen vaatii energiaa (esim. huoneen siivoaminen)