Производња електричне енергије

Производња електричне енергије користи електричну потенцијалну енергију која настаје одвајањем електрона из електронских омотача атома. Одвајање се може постићи електромеханичким енергетским претварањем (електромагнетска индукција), термоелектричним (термоелектрични ефекат), термојонском, фотоелектричним претварањем (фотоелектрични учинак или фотоефект као на пример код фотонапонске ћелије), директним претварањем хемијске у електричну енергију у горивном чланку, магнетохидродинамичким генератором.^[2]^[3] Једна је од битних карактеристика електричне енергије је да се она не може ускладиштити, него се мора производити онда када је потребна. Због тога се Електране и електроенергетске мреже|електране и цели електроенергетски систем изграђују тако да могу тренутно задовољити потражњу за електричном енергијом. ^[4]

Наизменични синхрони електрични генератор са четири пара полова на ротору.

Извори електричне струје у свакодневном животу дакле могу бити:

механички, и то електрични генератори једносмерне и назменичне струје у којима се механички рад претвара у електричну енергију,
хемијски, и то галвански чланци и акумулатори који производе електричну енергију на рачун хемијских процеса који се у њима збивају,
фотонапонске ћелије које енергију светлости претварају у електричну енергију,
термочланци или термоелементи у којима се топлотна енергија претвара у електричну (термоелектрицитет).

Извори електричне струје уреди

Електрична струја је кретање слободних електрона, то јест негативно наелектрисаних честица. До таквог кретања долази у неком електричном прводнику, ако је он својим крајевима прикључен на полове неког извора струје између којих постоји електрични напон. Како напон између полова настаје због разлике количине електрона, то електрони настоје да ту разлику изједначе тако да се крећу од пола, где их има превише, према полу где их има премало. Ако између две проводно спојене тачке некога извора струје влада стални електрични напон, у електричном проводнику ће тећи електрична струја. Онај пол извора струје који има виши електрични потенцијал означава се са плус (+), а пол који има нижи потенцијал са минус (-).

За свако кретање постоји неки узрок. Тако је на пример узрок кретању воде у водоводним цевима разлика притисака, а узрок кретања електрона је електромоторна сила (ЕМС), то јест она сила која ствара разлику електричних потенцијала, то јест електрични напон. Уређаји који стварају електромоторну силу зову се извори струје. Такав је на пример извор струје џепна батерија. Да би струја могла да тече, струјно коло мора да буде затворено. Струјно коло се састоји од извора струје и електричних проводника који су прикључени на његове полове. За отварање и затварање струјних кругова служе различити прекидачи или склопке. Отвори ли се струјно коло, на пример код џепне батерије, електромоторна сила ће и даље терати електроне, па ће на негативном полу настати вишак, а на позитивном мањак електрона. Између полова владаће, дакле, напето стање које се зове електрични напон (електрична напетост), што је последица електромоторне силе.

Електрична струја, то јест електрони, струје од места где их има више (минус пола) према месту где их има мање (плус пола), то јест смером који је супротан смеру електричног поља. Тај се смер зове електронски смер. Међутим, у електротехници обично се узима противни смер, то јест од позитивног према негативном полу. Тај се смер зове технички смер. Овакав смер струје био је усвојен још онда када се није знало за електроне. У стручној литератури смер се није променио до данас јер би се због тога морале мењати извесне дефиниције усвојене у електротехници. Најједноставнија је једносмерна струја која увек тече у истом смеру и нагло не мења своју јачину. У данашње време се много више употребљава наизменична струја, која непрестано мења јачину и свој смер.^[5]

Продукција уреди

Проток енергије електране

Укупна бруто производња електричне енергије у свету је била 25.082 TWh 2016. године. Извори струје су били угаљ и тресет 38,3%, природни гас 23,1%, хидроенергија 16,6%, нуклеарна енергија 10,4%, нафта 3,7%, соларна/ветар/геотермална/плимска/друго 5,6%, биомаса и отпад 2,3%.^[6]

Извор електричне енергије (Укупне вресдности за цео свет 2008. године)
-	Угаљ	Нафта	Природни гас	Нуклеарна	Обновљива	друго	Тотал
Просечна електрична снага (TWh/година)	8.263	1.111	4.301	2.731	3.288	568	20.261
Просечна електрична снага (GW)	942,6	126,7	490,7	311,6	375,1	64,8	2311,4
Пропорција	41%	5%	21%	13%	16%	3%	100%

извор података IEA/OECD

Историјски резултати производње електричне енергије уреди

Производња по земљама уреди

Сједињене државе су дуго биле највећи произвођач и потрошач електричне енергије, са глобалним уделом од бар 25% у 2005. години, чему су следиле Кина, Јапан, Русија, и Индија. У јануару 2010, укупна производња електричне енергије за два највећа произвођача била је следећа: САД: 3.992 милијарди kWh (3.992 TWh); Кина: 3.715 милијарди kWh (3.715 TWh).

Списак земаља са изворима електричне енергије 2008. године уреди

Извор података о вредностима (произведене електричне енергије) је IEA/OECD.^[7] Navedene zemlje su prvih 20 po broju stanovnika ili prvih 20 po BDP (PPP) i Saudijska Arabija na osnovu CIA svetske činjenične knjige iz 2009. godine.^[8]

Kompozicija električne energije po resursima (TWh godišnje, 2008)
Elektroenergetski sektor zemlje	Fosilno gorivo					Nuklearno	rang	Obnovljiva								Bio drugo*	ukupno	rang
Elektroenergetski sektor zemlje	Ugalj	Nafta	Gas	sub total	rang	Nuklearno	rang	Hidro	Geo Termalna	Solarna PV*	Solarna Termalna	Vetar	Plima	sub total	rang	Bio drugo*	ukupno	rang
Svetski total	8,263	1,111	4,301	13,675	-	2,731	-	3,288	65	12	0.9	219	0.5	3,584	-	271	20,261	-
Proporcija	41%	5.5%	21%	67%	-	13%	-	16%	0.3%	0.06%	0.004%	1.1%	0.003%	18%	-	1.3%	100%	-
Kina	2,733	23	31	2,788	2	68	8	585	-	0.2	-	13	-	598	1	2.4	3,457	2
Indija	569	34	82	685	5	15	12	114	-	0.02	-	14	-	128.02	6	2.0	830	5
SAD	2,133	58	1011	3,101	1	838	1	282	17	1.6	0.88	56	-	357	4	73	4,369	1
Indonezija	61	43	25	130	19	-	-	12	8.3	-	-	-	-	20	17	-	149	20
Brazil	13	18	29	59	23	14	13	370	-	-	-	0.6	-	370	3	20	463	9
Pakistan	0.1	32	30	62	22	1.6	16	28	-	-	-	-	-	28	14	-	92	24
Bangladeš	0.6	1.7	31	33	27	-	-	1.5	-	-	-	-	-	1.5	29	-	35	27
Nigerija	-	3.1	12	15	28	-	-	5.7	-	-	-	-	-	5.7	25	-	21	28
Rusija	197	16	495	708	4	163	4	167	0.5	-	-	0.01	-	167	5	2.5	1,040	4
Japan	288	139	283	711	3	258	3	83	2.8	2.3	-	2.6	-	91	7	22	1,082	3
Meksiko	21	49	131	202	13	9.8	14	39	7.1	0.01	-	0.3	-	47	12	0.8	259	14
Filipini	16	4.9	20	40	26	-	-	9.8	11	0.001	-	0.1	-	21	16	-	61	26
Vijetnam	15	1.6	30	47	25	-	-	26	-	-	-	-	-	26	15	-	73	25
Etiopija	-	0.5	-	0.5	29	-	-	3.3	0.01	-	-	-	-	3.3	28	-	3.8	30
Egipat	-	26	90	115	20	-	-	15	-	-	-	0.9	-	16	20	-	131	22
Nemačka	291	9.2	88	388	6	148	6	27	0.02	4.4	-	41	-	72	9	29	637	7
Turska	58	7.5	99	164	16	-	-	33	0.16	-	-	0.85	-	34	13	0.22	198	19
DR Kongo	-	0.02	0.03	0.05	30	-	-	7.5	-	-	-	-	-	7.5	22	-	7.5	29
Iran	0.4	36	173	209	11	-	-	5.0	-	-	-	0.20	-	5.2	26	-	215	17
Tajland	32	1.7	102	135	18	-	-	7.1	0.002	0.003	-	-	-	7.1	23	4.8	147	21
Francuska	27	5.8	22	55	24	439	2	68	-	0.04	-	5.7	0.51	75	8	5.9	575	8
UK	127	6.1	177	310	7	52	10	9.3	-	0.02	-	7.1	-	16	18	11	389	11
Italija	49	31	173	253	9	-	-	47	5.5	0.2	-	4.9	-	58	11	8.6	319	12
Južna Koreja	192	15	81	288	8	151	5	5.6	-	0.3	-	0.4	-	6.3	24	0.7	446	10
Španija	50	18	122	190	14	59	9	26	-	2.6	0.02	32	-	61	10	4.3	314	13
Kanada	112	9.8	41	162	17	94	7	383	-	0.03	-	3.8	0.03	386	2	8.5	651	6
Saudijska Arabija	-	116	88	204	12	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	204	18
Tajvan	125	14	46	186	15	41	11	7.8	-	0.004	-	0.6	-	8.4	21	3.5	238	16
Australija	198	2.8	39	239	10	-	-	12	-	0.2	0.004	3.9	-	16	19	2.2	257	15
Holandija	27	2.1	63	92	21	4.2	15	0.1	-	0.04	-	4.3	-	4.4	27	6.8	108	23
Zemlja	Ugalj	Nafta	Gas	sub total	rang	Nuklearna	rang	Hidro	Geo Termalna	Solarna PV	Solarna Termalna	Vetar	Plima	sub total	rang	Bio drugo	Total	rang

Solarna PV* je solarna fotonaponska energija Bio drugo* = 198 TWh (биомаса) + 69 TWh (отпад) + 4ТWх (друго)

Референце уреди

^ „Тхе турбогенератор – А цонтинуоус енгинееринг цхалленге” (ПДФ). Архивирано из оригинала (ПДФ) 21. 8. 2010. г.
^ Црофт, Террелл; Суммерс, Wилфорд I. (1987). Америцан Елецтрицианс' Хандбоок (Елевентх изд.). Неw Yорк: МцГраw Хилл. ИСБН 978-0-07-013932-9.
^ Финк, Доналд Г.; Беатy, Х. Wаyне (1978). Стандард Хандбоок фор Елецтрицал Енгинеерс (Елевентх изд.). Неw Yорк: МцГраw Хилл. ИСБН 978-0-07-020974-9.
^ Електрична енергија, [1] "Хрватска енциклопедија", Лексикографски завод Мирослав Крлежа, www.енциклопедија.хр, 2017.
^ Велимир Круз: "Техничка физика за техничке школе", "Школска књига" Загреб, 1969.
^ Интернатионал Енергy Агенцy, "Елецтрицитy Статистицс", Ретриевед 8 Децембер 2018.
^ ИЕА Статистицс анд Баланцес Архивирано на сајту Wayback Machine (11. август 2013) ретриевед 2011-5-8
^ ЦИА Wорлд Фацтбоок 2009 Архивирано на сајту Wayback Machine (17. мај 2016) ретриевед 2011-5-8

[1] „Тхе турбогенератор – А цонтинуоус енгинееринг цхалленге” (ПДФ). Архивирано из оригинала (ПДФ) 21. 8. 2010. г.

[2] Црофт, Террелл; Суммерс, Wилфорд I. (1987). Америцан Елецтрицианс' Хандбоок (Елевентх изд.). Неw Yорк: МцГраw Хилл. ИСБН 978-0-07-013932-9.

[3] Финк, Доналд Г.; Беатy, Х. Wаyне (1978). Стандард Хандбоок фор Елецтрицал Енгинеерс (Елевентх изд.). Неw Yорк: МцГраw Хилл. ИСБН 978-0-07-020974-9.

[4] Електрична енергија, [1] "Хрватска енциклопедија", Лексикографски завод Мирослав Крлежа, www.енциклопедија.хр, 2017.

[5] Велимир Круз: "Техничка физика за техничке школе", "Школска књига" Загреб, 1969.

[6] Интернатионал Енергy Агенцy, "Елецтрицитy Статистицс", Ретриевед 8 Децембер 2018.

[Statistics_and_Balances-7] ИЕА Статистицс анд Баланцес Архивирано на сајту Wayback Machine (11. август 2013) ретриевед 2011-5-8

[8] ЦИА Wорлд Фацтбоок 2009 Архивирано на сајту Wayback Machine (17. мај 2016) ретриевед 2011-5-8

[2]

[3]

[4]

[1]

[5]

[6]

[7]

[8]