Електрична енергија за почетнике
Препричавајући своје прво дечачко одушевљење електричном енергијом, Никола Тесла је 1939. године у писму девојчици Полексији Потић написао: »Дан на дан питао сам се шта је електрицитет, али нисам налазио одговора. Осамдесет година протекло је отада и ја себи још увек постављам исто питање, немоћан да надјем одговор.«
Заиста,
Шта је електрична енергија?
Све око нас чине атоми, невидљиве честице које могу да се виде само помоћу специјалних уређаја. Кретањем атома и честица које га чине, настаје енергија. Помоћу ње покрећемо...
Одакле долази електрична енергија?
Топлотна вредност угља и снага воде су највећи извори електричне енергије у нашој земљи. Електрична енергија коју трошимо у нашим домовима производи се у термоелектранама површине неколико стотина фудбалских игралишта и у хидроелектранама којима се преграђују реке.
Угаљ
Много милиона година морало је да прође да би из давнашњих шума настао угаљ. У Србији постоји неколико области, угљених басена, где се производи угаљ. Највише има лигнита, чија је топлотна вредност ниска. Највеће количине лигнита, довољне за економичну производњу, налазе се на Косову и Метохији - у близини Приштине, затим у околини Лазаревца и поред Костолца. На те три локације лигнит се производи у великим, савременим површинским коповима. У још осам мањих рудника лигнит и извесне количине каменог и мрког угља производе се на стари начин – копањем из дубоких рудничких јама
Вода
Колика је снага воде, на жалост, најбоље схватимо тек када се догоди поплава. Тада се из река ослобађа огромна енергија, која руши све што су створили природа и човек. Градећи хидроелектране, човек снагу усмерава на стварање – на добијање електричне енергије, без које би све око нас стало. Истовремено, преграђивањем река смањује се опасност од поплава.
Како се прави електрична енергија
Хиљаде људи учествују у производњи електричне енергије.
Површински копови
Да би се дошло до угља, прво мора да се скине земља која се таложила милионима година. Негде је слој земље изнад угља дебео 30, а негде и свих 100 метара. Земља се копа и одлаже огромним багерима – највећим машинама на свету – високим 80 метара. Када дођу до угља, и њега такође копају "зуби" великих багера.
Термоелектране
Затим се угаљ превози до термоелектрана, до млинова високих као солитер, где се меље и претвара у прашину. Угљена прашина се убацује у котлове, где сагорева и претвара се у топлотну енергију. Висока температура загрева воду у цевима, које се налазе око котла, и "претварају" воду у водену пару (цеви у нашој највећој термоелектрани, "Никола Тесла Б" код Обреновца, дугачке су 832 километра – то је удаљеност од Обреновца до Истанбула (823), Одесе (840) Варшаве (848), Дрездена (856) или Милана (870). Водена пара се под великим притиском усмерава на лопатице турбине, чиме се добија механичка енергија (притисак водене паре је толики, да турбину окреће 3000 пута у минуту!). Механичка енергија из турбине покреће генератор, који производи електричну енергију.
Хидроелектране
Градња хидроелектране - почев од истраживања, преко израде хиљада пројеката, до грађевинских радова и уградње опреме – траје 7-10 година (слично је и са термоелектранама). Брана хидроелектране мора да буде довољно висока и чврста да издржи и највећи доток на реци и земљотрес. У дну бране налазе се велики тунели, којима се вода усмерава на турбине. Снага воде покреће ротор турбине (ротор у нашој Реверзибилној хидроелектрани "Бајина Башта" тежак је 480 тона и окреће се брзином од 428 пута у минути!). Окретањем ротора снага воде претвара се у механичку енергију, која се у генераторима претвара у електричну енергију.
Којим путем електрична енергија долази до нас?
Да би могла да пређе пут до наших домова, електрична енергија у почетку мора да има напон најмање 1.000 пута већи од оног на који раде наши кућни апарати. Кроз моћне далеководе, електрична енергија путује од термоелектрана и хидроелектрана до удаљених постројења која се зову трансформаторске станице. У трансформаторским станицама висок напон електричне енергије се снижава до нивоа на којем раде наши кућни апарати - 220 волти.
Енергију из река и милионима година ствараног угља ми користимо скоро у истом тренутку када се производи у термоелектранама и хидроелектранама. Она се до наших кућних апарата креће брзином светлости - 300.000 километара у секунди! Електричну енергију, за сада, не можемо држати у складиштима (осим мањих количина које се могу чувати у акумулаторима или батеријама).
И, да не заборавимо:
Већ више од 100 година у целом свету електрична енергија се производи и преноси захваљујући проналасцима човека којег смо поменули на почетку: Николе Тесле.
Прича о струји
Савремена цивилизација, савремени начин живота, наше целокупно окружење, почивају на употреби електричне енергије. Нема сегмента савременог живота који, на неки начин, не зависи од ове врсте енергије. Електрична енергија покреће све: од најситнијјих кућних апарата до огромних фабричких постројења; њоме човек продужава дан, покреће машине да раде уместо њега… речју, олакшава и улепшава себи живот.
Могућност да то постигне, човек је, као и много пута до тада пронашао у – природи. Природна појава електрицитет, која се јавља у облику муње и громова, дуго је заокупљала пажњу обичног човека, била предмет истраживања многих научника. Препричавајући своје прво дечачко одушевљење електричном енергијом, Никола Тесла је 1939. године написао: »Дан на дан питао сам се шта је електрицитет, али нисам налазио одговора. Осамдесет година протекло је отада и ја себи још увек постављам исто питање, немоћан да надјем одговор.«
Наука је утврдила да електрицитет настаје када се електрони (делови атома) међусобно привлаче или одбијају, и тако крећу. На том својству електрона заснована је физичка појава електрична струја – то је усмерено кретање електрона помоћу магнетног поља. Након дугог проучавања и експериментисања, током друге половине 19. века, научници су конструисали генератор, машину у којој ће, најједноставније речено, то усмерено кретање електрона, на крају, произвести електричну енергију. Сама реч „енергија“ потиче од старогрчке енергеиа којом се означавала способност тела, материје… да обави неку радњу. Све што се налази око нас – Сунце, вода, ваздух, ветар, дрво, сваки предмет, сви живи организми – има енергију, обавља неку радњу. Физичари су утврдили да је енергија константна и неуништива, она не може настати нити нестати, може само да пређе из једног облика у други. Тако је у природи.
Човек је, нешто слично, засновано на том својству природе, учинио и са електричном енергијом: по изласку из електрана, електрична енергија се жицама преноси И дистрибуира до свих нас. Ми је користимо онако како нам је у том тренутку потребно: за осветљење (укључивањем сијалице, електрична енергија постаје светлосна енергија), за покретање машина и апарата (укључивањем, на пример, миксера, електрична енергија постаје механичка), за загревања (укључивањем ТА пећи, постаје топлотна енергија), у хемијским процесима (хемијска)… Човек је електричну енергију учинио обликом енергије који се лако добија из било ког другог облика енергије и исто тако - лако, претвара у било који други облик енергије, тј. онај облик који је потребан човеку. Због тога се и каже да је електрична енергија најплеменитији облик енергије.
Све електране – термо, хидро и нуклеарне, у суштини, обављају исти посао – производе електричну енергију. Електране се разликују једино по извору енергије који покреће њихове турбине: извор енергије може бити снага воде (у хидроелектранама); снага водене паре (у термоелектранама) или дејство нуклеарне реакције физије , тј. цепања атома (у нуклеарним електранама). Дејством једног од ових извора енергије, покрећу се турбине у електранама. Оне су, пак, повезане са генераторима, у којима се механичка енергија турбина претвара у електричну.
Планетарне климатске промене које су још од средине 20. века постале алармантне, промениле су однос човека према изворима енергије. Данас најјвише корисшћени угаљ, спада у групу необновљивих извора енергије. Угаљ је настао дуготрајним процесом одумирања и таложења огромних, праисторијских шума током милиона година. Тај природни процес настајања угља је завршен, и он се више никада неће поновити. Када једног дана буде потрошен, угља више неће бити. Необновљиви извори енергије су и нафта и гас. За разлику од ових необновљивих, коришћење обновљивих извора енергије: Сунца, воде, ветра, биомасе, плиме и осеке... је неисцрпно. Они су стално присутни у природи, стално се обнављају, не нестају. Данас се сматра да је употреба обновљивих извора енергије у производњи електричне енергије најбољи начин очувања здраве животне средине.
И поред свега овога, савремени свет функционише на производњи електричне енергије из термоелектрана, које за свој извор енергије користе угаљ. Међутим, модерни површински копови на којима се вади угаљ и термоелектране у којима он сагорева, направљени су тако да је загађење животне средине њиховим радом – минимално.
Електрична енергија која се произведе у електранама путем жица и далековода се преноси и дистрибуира до крајних потрошача, до свих нас. Скоро у истом тренутку када се произведе у електранама, електрична енергија се и потроши. Утврђено је да се електрична енергија креће брзином светлости - 300.000 километара у секунди! Њу, за сада, не можемо држати и чувати у складиштима (осим мањих количина које се могу чувати у акумулаторима или батеријама).
Због својих специфичних особина, електрична енергија представља и специфичну робу: она не може да се види ни опипа као нека друга роба; инструменитима којима је “вагамо” и меримо – морамо веровати. Најгоре је, ипак, кад те робе нема. Речи - Нестала струја! – нико не воли да каже, ни чује.