Här är en uppdelning av användbara och icke-användbara energiöverföringar i en koldriven elproduktionsanläggning:
Användbara energiöverföringar:
* kemisk energi i kol till termisk energi: Burning kol frigör den kemiska energin som lagras i dess bindningar och genererar värme. Denna värme används för att koka vatten och skapa ånga.
* Termisk energi till mekanisk energi: Högtrycksången driver en turbin och omvandlar den termiska energin till rotationsmekanisk energi.
* Mekanisk energi till elektrisk energi: Den roterande turbinen snurrar en generator och omvandlar den mekaniska energin till elektrisk energi. Detta är den primära produktionen från kraftverket, elen som skickas till hem och företag.
Icke-användbara energiöverföringar:
* Termisk energiförlust i pannan: En betydande del av värmen som genererats under kolförbränningen går förlorad genom pannväggarna, skorstenen och andra komponenter. Denna energi går förlorad för miljön som spillvärme.
* Termisk energiförlust vid ångkondensation: Efter att ha passerat genom turbinen kondenseras ångan tillbaka till vatten. Denna process släpper värmen till den omgivande miljön och representerar en annan energiförlust.
* friktion i turbinen och generatoren: Mekanisk friktion inom turbinen och generatoren skapar värme och representerar en annan energiförlust.
* Elektrisk motstånd i transmissionslinjer: När elektricitet reser genom ledningar går lite energi förlorad på grund av elektrisk motstånd och genererar värme.
* Energiförlust i kylsystem: Kraftverk använder kylsystem för att reglera temperaturen. Dessa system förlorar också energi till miljön.
Effektivitet:
Effektiviteten hos en koldriven växt hänvisar till andelen av den kemiska energin i kol som framgångsrikt omvandlas till användbar elektrisk energi. Typiska kolanläggningar uppnår en effektivitet på cirka 30-40%. Detta innebär att 60-70% av energin från kolet går förlorat eftersom spillvärme och andra former av icke-användbar energi.
Sammantaget:
Medan koleldade kraftverk är effektiva när det gäller att konvertera en del av energin i kol till el, förloras en betydande del av energin som spillvärme. Denna förlust representerar ett stort miljöhänsyn som bidrar till luftföroreningar och klimatförändringar.
Förbättra effektiviteten:
Olika tekniker och tillvägagångssätt utvecklas för att öka effektiviteten hos koleldade kraftverk, inklusive:
* Kombinerade cykelkraftverk: Integrera gasturbiner med ångturbiner för att fånga och utnyttja avfallsvärme.
* Kolupptagning och lagring: Teknologier för att fånga och lagra koldioxidutsläpp från koleldade kraftverk.
* Avancerad kolförbränningsteknik: Mer effektiva kolförbränningsprocesser som minimerar avfallsvärme och föroreningar.
Trots ansträngningar för att förbättra effektiviteten förblir koleldade kraftverk en betydande källa till utsläpp av växthusgaser och miljöhänsyn. Övergången till förnybara energikällor är avgörande för en hållbar framtid.
