Opis
Wydawnictwo Naukowe PWN przedstawia najnowsze unikalne kompendium aktualnej wiedzy na temat technologii wytwarzania energii elektrycznej i ciepła, zarówno z konwencjonalnych i jądrowych, jak też odnawialnych zasobów energii pierwotnej, a także układów elektrycznych elektrowni oraz pracy elektrowni w systemie elektroenergetycznym i na rynku energii elektrycznej. Prezentowana publikacja zatytułowana "Wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła. Podręcznik nowoczesnej energetyki" zawiera połączenie technologii wielkoskalowego, jak i rozproszonego wytwarzana energii elektrycznej i ciepła, a także aspektów ekonomicznych, systemowych i rynkowych wytwarzania energii elektrycznej i ciepła, które zwykle są przedmiotem odrębnych opracowań/książek. Tę książkę wyróżnia przede wszystkim: • holistyczne podejście do omawianych zagadnień, • przystępna forma i treść, a także • zorientowanie na istotę zjawisk i procesów, a nie tylko szczegóły techniczne. Adresatem książki są przede wszystkim studenci wydziałów elektrycznych i energetycznych politechnik oraz pracownicy elektroenergetyki, ale także osoby zainteresowane problemami, skąd się bierze energia elektryczna. Spis treściO autorze XI Rozdział 1. Elektrotechnika – energetyka – elektroenergetyka – elektrownie 1 1.1. Postacie, przemiany i jednostki energii 1 1.2. Od elektrotechniki do elektroenergetyki 6 1.3. Klasyfikacja elektrowni 13 1.4. Elektrownie i elektrociepłownie konwencjonalne i jądrowe 15 1.5. Wytwarzanie rozproszone energii elektrycznej i ciepła 19 1.5.1. Definicja i klasyfikacja generacji rozproszonej 19 1.5.2. Technologie wytwarzania rozproszonego 20 1.5.3. Generacja rozproszona a system elektroenergetyczny 28 1.6. Rozwój, stan obecny i przyszłość elektroenergetyki w Polsce 31 Rozdział 2. Elektrownie parowe konwencjonalne 41 2.1. Charakterystyka ogólna i ilościowa 41 2.2. Kotły parowe 49 2.3. Turbiny parowe 56 2.4. Skraplacz pary i jego chłodzenie 64 2.5. Sprawność elektrowni 70 2.6. Obieg termodynamiczny elektrowni parowej i poprawa jego sprawności 75 2.7. Konwencjonalne, wysokosprawne bloki energetyczne i bloki na nadkrytyczne parametry pary 90 2.8. Bloki energetyczne z kotłami fluidalnymi 94 2.8.1. Spalanie fluidalne 94 2.8.2. Typy kotłów fluidalnych 97 2.8.3. Podstawowe schematy cieplne układów z kotłami fluidalnymi 101 Rozdział 3. Elektrownie z turbinami gazowymi 105 3.1. Stosowane obiegi i ich sprawność 105 3.2. Obiegi gazowo-parowe i ich zastosowanie w elektrowniach 110 3.3. Konstrukcje energetycznych turbin gazowych 113 3.4. Stan energetyki gazowej w Polsce 118 3.5. Zgazowanie węgla do celów energetycznych 120 3.6. Układy gazowo-parowe zintegrowane ze zgazowaniem węgla 131 Rozdział 4. Zespoły prądotwórcze z silnikami spalinowymi, silnikami Stirlinga i mikroturbinami gazowymi 135 4.1. Obieg termodynamiczny i sprawność silników spalinowych 135 4.2. Silniki Stirlinga i mikroturbiny gazowe 141 4.3. Zastosowania zespołów prądotwórczych z silnikami spalinowymi, silnikami Stirlinga i mikroturbinami gazowymi 146 Rozdział 5. Elektrownie jądrowe 155 5.1. Energetyczne reaktory jądrowe 155 5.1.1. Energia reakcji jądrowych 155 5.1.2. Zasada działania i budowa reaktora jądrowego 158 5.1.3. Podstawowe typy reaktorów energetycznych i ich rozwiązania konstrukcyjne 161 5.1.4. Małe modułowe reaktory energetyczne 166 5.2. Elektrownie jądrowe 167 5.2.1. Procesy technologiczne i układy cieplne elektrowni jądrowych 167 5.2.2. Obiegi termodynamiczne elektrowni jądrowych 171 5.2.3. Wyposażenie i układy elektryczne elektrowni jądrowych 173 5.2.4. Bezpieczeństwo pracy elektrowni jądrowych 174 5.3. Cykl paliwowy energetyki jądrowej 176 5.3.1. Paliwa jądrowe i ich zasoby 176 5.3.2. Charakterystyka cykli paliwowych 178 5.3.3. Odpady promieniotwórcze i bezpieczeństwo energetyki jądrowej 182 5.4. Stan obecny i perspektywy energetyki jądrowej 186 5.4.1. Energetyka jądrowa w ujęciu ilościowym 186 5.4.2. Problemy energetyki jądrowej 188 5.4.3. Perspektywy rozwoju energetyki jądrowej 191 5.4.4. Energetyka jądrowa w Polsce 193 Rozdział 6. Elektrociepłownie i pompy ciepła 197 6.1. Skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła 197 6.2. Łańcuch przemian energetycznych i sprawność EC konwencjonalnej 199 6.3. Podstawowe schematy cieplne elektrociepłowni konwencjonalnych i parametry stosowanych urządzeń 203 6.4. Nowoczesne technologie wytwarzania skojarzonego 210 6.5. Wsparcie dla wytwarzania skojarzonego 218 6.6. Stan i przyszłość kogeneracji w Polsce 224 6.7. Pompy ciepła i ich zastosowania 229 6.7.1. Zasada działania, budowa i rodzaje pomp ciepła 229 6.7.2. Zastosowania pomp ciepła 235 Rozdział 7. Elektrownie wodne 239 7.1. Ogólna charakterystyka elektrowni wodnych 239 7.2. Moc i energia elektrowni wodnej 241 7.3. Rodzaje elektrowni wodnych 244 7.4. Turbiny wodne 249 7.5. Charakterystyka wybranych elektrowni wodnych i przyszłość energetyki wodnej w Polsce 259 7.5.1. Energetyka wodna w Polsce 259 7.5.2. Elektrownie przepływowe 261 7.5.3. Elektrownie zbiornikowe 261 7.5.4. Elektrownie wo