Část elektrárny - příklady

Výroba a užití elektrické energie
Tepelné elektrárny
Příklad 1
Vypočítejte tepelnou bilanci a dílčí účinnosti tepelné elektrárny s kondenzační turbínou dle
schématu naznačeného na obr. 1. Sestavte Sankeyův diagram tepelných toků.
přehřívák
páry
potrubí
turbína
spojka
~
generátor
kotel
oběhové (napájecí)
čerpadlo
kondenzátor
páry
Obr. 1. Zjednodušené blokové schéma tepelné elektrárny s kondenzační (expanzní) turbínou.
Zadané hodnoty:
Teplota přehřáté páry na vstupu do turbíny t p = 525 °C
Tlak přehřáté páry na vstupu do turbíny p p = 11 MPa
Suchost páry na výstupu z turbíny x = 0,94
Tlak páry v kondenzátoru
p k = 0,004 MPa
Účinnost kotle η kot = 0,85
Účinnost potrubí η pot = 0,98
Účinnost na spojce (mechanická) η m = 0,97
Účinnost generátoru η g = 0,96
El. výkon (brutto) na svorkách generátoru P el = 25 MW
Výhřevnost paliva k v = 19 MJ ⋅ kg -1
Řešení:
Z i-s diagramu, viz. následující strana, určíme pro hodnoty p p a t p velikost entalpie
i p = 3 430 kJ ⋅ kg -1 . Spuštěním svislice z bodu (p p , t p ) na křivku zadaného tlaku
v kondenzátoru p k určíme velikost teoretické entalpie páry při výstupu z turbíny (vstupu do
kondenzátoru) i ad k = 1 995 kJ ⋅ kg -1 . Hodnotu skutečné entalpie páry do kondenzátoru i k
najdeme jako průsečík křivky tlaku páry v kondenzátoru p k a suchosti páry x,
i k = 2 405 kJ ⋅ kg -1 . Entalpii kondenzátu i ko = 121 kJ ⋅ kg -1 určíme z parních tabulek vody na
základě znalosti velikosti tlaku v kondenzátoru p k .
-1-

i p = 3 430 kJ·kg -1
i k ad = 1 995 kJ·kg -1 i k = 2 405 kJ·kg -1
Obr. 2. Ukázka odečítání provozních bodů pracovního média (voda/pára) z i-s diagramu vodní páry.
-2-

η t
s
η t
e
η t
el
η t
η pot
t p , p p , i p
η td
η m
~
η g
η kot
p k , i k , x
i ko
Obr. 3. Znázornění dílčích účinností tepelné elektrárny s kondenzační (expanzní) turbínou.
Výpočet jednotlivých účinností
Tepelná účinnost skutečného cyklu (pochodu):
ip
− ik
η
t
=
(-; kJ ⋅ kg -1 , kJ ⋅ kg -1 )
i − i
η
t
p
ko
3430 − 2405
=
= 0,3098
3430 −121
≈
30,98%
Tepelná účinnost na spojce:
s
η = η ⋅η
(-; -, -)
t
s
η
t
t
m
= 0,3098⋅0,97
= 0,3005 ≈
30,05%
Účinnost na svorkách generátoru (alternátoru):
e s
η = η ⋅η
(-; -, -)
t
e
η
t
t
g
= 0,3005⋅0,96
= 0,2885 ≈
28,85%
Celková účinnost elektrárny:
el e
η = η ⋅η
⋅η
(-; -, -, -)
t
el
η
t
t
kot
pot
= 0,2885⋅0,85⋅0,98
= 0,2403 ≈
24,03%
-3-

Pro úplnost můžeme ještě stanovit následující účinnosti:
Tepelná účinnost ideálního cyklu (skutečný polytropický děj nahradíme adiabatickým dějem):
ad
i
ad p
−ik
η
t
=
(-; kJ ⋅ kg -1 , kJ ⋅ kg -1 )
i − i
ad
η
t
p
ko
3430 −1995
=
= 0,4337
3430 −121
≈
43,37%
Termodynamická účinnost (tepelná účinnost turbíny):
ip
− ik
η
td
=
(-; kJ ⋅ kg -1 , kJ ⋅ kg -1 )
ad
i − i
η
td
p
k
3430 − 2405
=
= 0,7143
3430 −1995
≈
71,43%
Tepelnou účinnost skutečného cyklu můžeme vypočítat i ze vztahu:
ad
η = η ⋅η
(-; -, -)
t
t
td
Tepelná bilance elektrárny
Spotřeba páry pro turbínu (odpovídá množství tepla odebraného páře turbínou):
3600⋅
Pel
M =
(t ⋅ h -1 ; (s·h -1 ), MW, kJ ⋅ kg -1 ,- )
( i − i ) ⋅η ⋅η
p
k
m
g
3600 ⋅ 25
−1
M = = 94,29 t ⋅ h
(3430 − 2405) ⋅ 0,96 ⋅ 0,97
Spotřeba tepla pro turbínu (množství tepla neseného pracovním médiem na vstupu turbíny):
e
Q = M ⋅( i − iko)
(MJ ⋅ h -1 ; t ⋅ h -1 , kJ ⋅ kg -1 )
p
−1
−1
Q e = 94,
29⋅(
3430 −121)
= 312 010 MJ ⋅ h ≈ 312,
01 GJ ⋅ h
Spotřeba tepla celková (množství tepla dodávané systému v palivu):
e
el Q
Q = (GJ ⋅ h -1 ; GJ ⋅ h -1 , -)
η ⋅η
Q el
kot
pot
312,01
−
= = 374,56 GJ ⋅h
0,85⋅0,98
1
Spotřeba paliva:
el
Q
M
u
= (t ⋅ h -1 ; GJ ⋅ h -1 , MJ ⋅ kg -1 )
kv
374,56
−1
M u
= = 19,71t
⋅ h
19
Pozn.: vagón uhlí s bočními výsypkami 55 t.
Pokud výše uvedené hodnoty vztáhneme k elektrickému výkonu elektrárny, získáme měrné
hodnoty spotřeby tepla, páry a paliva.
-4-

Měrná spotřeba páry pro turbínu:
M
m = (t ⋅ (ΜWh) -1 ; t ⋅ h -1 , MW)
P el
94,29
m = = 3,77 t ⋅ ( MWh)
25
−1
Měrná spotřeba tepla pro turbínu:
e
e Q
q = (GJ ⋅ (ΜWh) -1 ; GJ ⋅ h -1 , MW)
Pel
312,01
−1
q e = = 12,48 GJ ⋅(
MWh)
25
Měrná spotřeba tepla celková:
el
Q
q el = (GJ ⋅ (ΜWh) -1 ; GJ ⋅ h -1 , MW)
Pel
374,56
−1
q el = = 14,98 GJ ⋅(
MWh)
25
Měrná spotřeba paliva:
M
u
m
u
= (t ⋅ (ΜWh) -1 ; t ⋅ h -1 , MW)
P
m u
el
19,71
−
= = 0,79t
⋅ ( MWh)
25
1
Hodnoty pro Sankeyův diagram
Výpočet ztrát:
Kotel q´kot = 1 - η kot = 1 - 0,85 = 0,15 ≈ q´kot = 15,00 %
Potrubí q´pot = (1 - η pot ) ⋅ η kot = (1 - 0,98) ⋅ 0,85 = 0,017 ≈ q´pot = 1,70 %
Kondenzátor q´k = (1 - η t ) ⋅ η kot ⋅ η pot = (1 - 0,3098) ⋅ 0,85 ⋅ 0,98 = 0,5749 ≈ q´k = 57,49 %
Turbína q´m = (1 - η m ) ⋅ η kot ⋅ η pot ⋅ η t =
= (1 - 0,97) ⋅ 0,85 ⋅ 0,98 ⋅ 0,3098 = 0,0077 ≈ q´m = 0,77 %
Generátor q´g = (1 - η g ) ⋅ η kot ⋅ η pot ⋅ η t ⋅ η m =
= (1 - 0,96) ⋅ 0,85 ⋅ 0,98 ⋅ 0,3098 ⋅ 0,97 = 0,01 ≈ q´g = 1,00 %
Účinnost celkem η el t = 100 - q´kot - q´pot - q´k - q´m - q´g =
= 100 - 15 - 1,7 - 57,49 - 0,77 - 1 = 24,04 %
iko
⋅ηkot
⋅η
pot 121⋅
0,85⋅
0,98
Obíhající teplo q ko = =
= 0,0305
i − i 3430 −121
p
ko
≈ q ko = 3,05 %
-5-

q´kot
q´pot
q´m
q´g
100 %
Využitelná práce
(energie)
q ko
q´k
Obr. 4. Sankeyův diagram pro případ soustrojí s kondenzační (expanzní) turbínu.
Příklad 2
Jak se změní tepelná bilance a celková účinnost z příkladu 1 pokud se bude jednat o teplárnu
s protitlakým soustrojím dle schématu naznačeného na Obr. 5. Teplota kondenzátu je 29 °C.
Sestavte Sankeyův diagram tepelných toků.
t p , p p , i p
turbína
t r , p r , i r
tepelný
konzum
t ko , i ko
Obr. 5. Zjednodušené blokové schéma tepelné elektrárny s protitlakou turbínou.
Zadané hodnoty:
Teplota přehřáté páry na vstupu do odběru t r = 220 °C
Tlak přehřáté páry na vstupu do odběru p r = 0,9 MPa
Měrná tepelná kapacita prac. média (vody) c H2O = 4,18 kJ ⋅ kg -1 ⋅ Κ -1
Teplota kondenzátu t ko = 29 °C
Účinnost na spojce (mechanická) η m = 0,97
El. výkon (brutto) na svorkách generátoru P el = 25 MW
-6-

Řešení:
Z i-s diagramu určíme entalpii i r = 2 890 kJ · kg -1 jako průsečík křivek s parametrem t r a p r ,
entalpii kondenzátu i ko se vypočítá z měrné tepelné kapacity vody:
i ko = c ko ⋅ t ko = 4,18 · 10 3 ⋅ 29 = 121 · 10 3 J ⋅ kg -1 = 121 kJ ⋅ kg -1 .
Tepelná bilance teplárny
Spotřeba páry pro turbínu:
3600⋅
Pel
M =
( i − i ) ⋅η ⋅η
p
r
m
g
3600⋅
25
−1
M = = 179 t ⋅ h
( 3430 − 2890 ) ⋅0,
97 ⋅0,
96
(t ⋅ h -1 ; s · h -1 , MW, kJ ⋅ kg -1 ,-)
Spotřeba tepla pro turbínu:
Q = M ⋅ ( i p
− iko)
(MJ ⋅ h -1 ; t ⋅ h -1 , kJ ⋅ kg -1 )
Q
3 −1
−1
= 179⋅(
3430 −121)
= 529,
3⋅10
MJ ⋅ h ≈ 529,
3GJ
⋅ h
Celková spotřeba tepla v teplárně (v elektrárně s protitlaku turbínou):
Q
Qtep
= (GJ ⋅ h -1 ; GJ ⋅ h -1 , -, -)
η ⋅η
Q tep
kot
pot
529,
3
−
= = 635,
4 GJ ⋅ h
0,
85⋅0,
98
1
Spotřeba paliva:
Qtep
M
u
= (t ⋅ h -1 ; GJ ⋅ h -1 , MJ ⋅ kg -1 )
kv
635,
4
−1
M u
= = 33,
44 t ⋅ h
19
Množství tepla vstupujícího do konzumního odběru:
Q = M ⋅( i − i ) ko
(GJ ⋅ h -1 ; t ⋅ h -1 , kJ ⋅ kg -1 )
dod
r
Q dod
3 −1
−1
= 179⋅(
2890 −121)
= 495,
7 ⋅10
MJ ⋅ h 495,
7 GJ ⋅ h
Tepelná účinnost cyklu:
ip
− ir
η
t
=
(-; kJ · kg -1 , kJ ⋅ kg -1 )
i − i
η
t
p
ko
3430 − 2890
=
= 0,1632
3430 −121
≈
16,32%
Celková účinnost teplárny:
tep P
el
+ Qdod
η
t
= 3600 ⋅
(-; s · h -1 , MW, MJ ⋅ h -1 , MJ ⋅ h -1 )
Q
tep
3
tep 3600⋅
25 + 495,
7 ⋅10
η
t
=
= 0,
9218 ≈ 92,
18%
3
635,
4⋅10
-7-

q´kot
q´pot
q´m
q´g
100 % Využitelná práce
(energie) η t
tep
q el
q r
q ko
Obr. 6. Sankeyův diagram pro případ soustrojí s protitlakou turbínou.
-8-

Vodní elektrárny
Základní pojmy
1. Stálé nadržení (stálá zásoba; V st ) - nejnižší stav (napuštění) vodní hladiny v nádrži, při
tomto stavu nelze dále odebírat vodu z vodní nádrže.
2. Užitný obsah (objem; V u ): objem vodní nádrže mezi stálou zásobou a nejvyšším provozním
stavem, tedy nejvyšší provozní stav hladiny.
3. Retenční obsah (objem; V r ): objem vodní nádrže nad užitným obsahem sloužící
k zachycení povodňových vln.
4. Energetický ekvivalent (E o ): zásoba potenciální energie užitného obsahu vodní nádrže
Příklad 1
Určete roční výrobu elektrické energie ve vodní elektrárně, která měla následující měsíční
průměry zatížení (průměrné dodávky EE do elektrizační soustavy (ES))!
Měsíc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Výkon
(MW)
16 18 21 22 19 14 15 17 20 23 24 22,4
Průměrná dodávka el. energie do ES ..... P str (MW) - viz. tabulka výše.
Počet dnů v měsíci j ..... n j (-) dle počtu měsíců.
Číslo měsíce ..... j (-).
Celková výroba elektrické energie ve vodní elektrárně činila
12
A = 24 ⋅ ∑ P strj
⋅n
(MWh;MW, -)
j=
1
j
A = 24 ⋅ (16 ⋅ 31 + 18 ⋅ 28 + 21 ⋅ 31 + 22 ⋅ 30 + 19 ⋅ 31 + 14 ⋅ 30 + 15 ⋅ 31 +
17 ⋅ 31 + 20 ⋅ 30 + 23 ⋅ 31 + 24 ⋅ 30 + 22,4 ⋅ 31) = 169 · 10 3 MWh
A = 169 GWh
Příklad 2
Vypočítejte, jak se změní velikost užitného objemu vodní elektrárny, je-li průměrný přítok do
nádrže 5 m 3 · s -1 , průtok turbínou 20 m 3 · s -1 , nepřerušovaná špička 6 h a přerušovaná špička -
špička 4 h, přestávka 5 h a špička 2 h! (např. 5., 9., 14. a 16. h)
Hltnost (průtok) turbíny vodní elektrárny Q = 20 m 3 ⋅ s -1
Průměrný přítok do nádrže Q p = 5 m 3 ⋅ s -1 (t p = 24 h)
a) nepřerušovaná špička t š = 6 h
b) přerušovaná špička t š1 = 4 h, t přes = 5 h, t š2 = 2 h.
a) Pro nepřerušovanou špičku:
V u = 3600 ⋅ (24 - t š ) ⋅ Q p (m 3 ; s (h), m 3 · s -1 )
V u = 3600 ⋅ (24 - 6) ⋅ 5 = 324 ⋅ 10 3 m 3
-1-

) Pro přerušovanou špičku:
V u = 3600 ⋅ [24 – (t š1 + t š2 )] ⋅ Q p - 3600 ⋅ t přes ⋅ Q p (m 3 ; s (h), m 3 · s -1 )
V u = 3600 ⋅ [24 – (4 + 2)] ⋅ 5 - 3600 ⋅ 5 ⋅ 5 = 234 · 10 3 m 3
Přerušovaná špička
0 8 16 24
0
-20 0 Vu/3600
-40
-35
-60
-60 -65
-80
čas
0
Obr. Průběh vyprazdňování užitného obsahu během jednoho cyklu (dne) při přerušované provozní špičce.
Příklad 3
Přečerpávací vodní elektrárna se soustrojím s instalovaným výkonem 2 x 35 MW ve třístrojovém
uspořádání má umělou horní nádrž s užitným obsahem 6 ⋅ 10 5 m 3 ve výšce 220 m
nad hladinou spodní nádrže. Určete teoretický energetický ekvivalent, skutečnou elektrickou
energii vyrobenou a spotřebovanou v elektrárně, celkovou dobu špičkového provozu a dobu
čerpání vody, celkovou účinnost a dobu využití elektrárny!
Instalovaný výkon přeč. vodní elektrárny P i = 2 × 35 MW
Průměrný spád vodní elektrárny H str = 220 m
Užitný objem horní nádrže V u = 6 ⋅ 10 5 m 3
Zemské tíhové zrychlení g = 9,81 m · s -2
Měrná objemová hmotnost (hustota) vody ρ = 1000 kg · m -3
Účinnost motor-generátoru – generátorický chod η g = 0,97
Účinnost motor-generátoru – motorický chod η m = 0,96
Účinnost turbíny η t = 0,88
Účinnost čerpadla η č = 0,86
Účinnost potrubí v generátorickém chodu η pg = 0,97
Účinnost potrubí v motorickém chodu η pm = 0,99
Teoretický energetický ekvivalent:
g ⋅ ρ ⋅Vu
⋅ Hstr
Et
=
(Wh; m·s -2 , kg·m -3 , m 3 , m, -)
3600
5
9,81⋅1000⋅6⋅10
⋅ 220
8
E t
=
= 3,597 ⋅10
Wh = 359, 7 MWh
3600
-2-

Skutečně vyrobená elektrická energie (skutečný energetický ekvivalent):
6
6
E = E ⋅η
⋅η
⋅η
= 359,7 ⋅10
⋅0,97⋅0,88⋅0,97
= 297,8 ⋅10
Wh = 297,
s t g t pg
8
Spotřebovaná elektrická energie:
A = E t / (η m ⋅η č ⋅η pm ) = 360 / 0,96⋅0,86⋅0,99 = 440,1 MWh
Celková doba špičkového provozu:
t š = E S / P i = 297,8 / 2 · 35 = 4,25 h (h; MWh, MW)
Doba čerpání vody ze spodní nádrže do horní:
t č = A / P i = 440,1 / 2 · 35 = 6,29 h (h; MWh, MW)
Celková účinnost elektrárny:
η = η g ⋅ η t ⋅ η pg ⋅ η m ⋅ η č ⋅ η pm = E s / A = 297,8 / 440,1 = 0,677 ≈ 67,7 %
Roční využití elektrárny při čerpání v noci:
τ = t š ⋅365 = 4,25 ⋅ 365 = 1551,3 h
MWh
Příklad 4
Turbína o výkonu 11 260 kW, která pracovala s průtokem 75 m 3 · s -1 při spádu 18 m,
s počtem otáček 166,6 ot. · min -1 bude pracovat při spádu 11 m. Určete účinnost turbíny při
spádu 18 m, otáčky, hltnost a výkon turbíny při spádu 11 m za předpokladu stejné účinnosti!
Instalovaný výkon turbíny vodní elektrárny P i = 11,26 MW
Původní průměrný spád vodní elektrárny H str = 18 m
Nový průměrný spád vodní elektrárny H str’ = 11 m
Max. hltnost turbíny vodní elektrárny Q max = 75 m 3 ⋅ s -1
Počet otáček n = 166,6 ot. · min -1
Účinnost turbíny vodní elektrárny vypočítáme následovně:
Pi 11,260⋅10
η =
=
= 0,
8502 ≈ 85,
02 %
g ⋅ ρ ⋅Q
⋅ H 9,
81⋅1000⋅75⋅18
max
str
6
(-; W, m · s -2 , kg · m -3 , m 3 , m)
Nové otáčky turbíny vypočítáme v souvislosti se vztahem mezi rotační kinetickou energií
soustrojí a potenciální energií pracovního média (vody):
/
/ H
str
11
-1
n = n⋅
= 166,6
⋅ = 130,2 ot. ⋅ min (ot.·min -1 ; m, m, ot.·min -1 )
H
str
Nový průtok turbínou odvodíme z Bernoulliho rovnice:
18
Q
/
Hstr
11
= Q ⋅ = 75⋅
= 58,
63 m ⋅
H 18
str
/
3 s -1
(m 3 · s -1 ; m 3 · s -1 , m, m)
Nový výkon turbíny vypočítáme na základě vztahu pro účinnost:
-3-

3
2
⎛
/
⎞
/
⎜
Hstr
6 ⎛11⎞
P = P ⎟
i ⋅ = 11 26 ⋅10
⋅ ⎜ ⎟ = 5 379 ⋅10
,
,
⎝ Hstr
⎠
⎝18
⎠
(P ~ Q · H = H 3/2 )
3
2
6
W = 5,379 MW
(W; W, m, m)
-4-

Jaderné elektrárny
Příklad 1
Určete velikost koeficientu štěpení η tepelnými neutrony pro palivo:
a) přírodní uran - obsah 0,714 % U 235 ,
b) obohacený uran - obsah 3 % U 235 .
Zanedbejte únik neutronů z reaktoru (nekonečně velké rozměry reaktoru).
Při štěpení jádra U 235 se uvolní asi ν = 2,5 rychlých neutronů. Protože všechny neutrony
nezpůsobí štěpení, bude střední počet rychlých neutronů uvolněných zachycením 1
tepelného neutronu menší:
η
σ
= ν ⋅
σ
f
a
kde
σ
f
je účinný průřez pro štěpení pomalými neutrony,
σ
a
je celkový účinný průřez pohlcení tepelných neutronů.
Počet neštěpených záchytů je potom ν − η .
Koeficient štěpení η tepelnými neutrony pro uranové palivo:
σf235
η = ν
235
⋅
N238
σa235
+ ⋅σa238
N235
kde N je množství atomů U 235 resp. U 238 ve směsi.
V našem případěν 235 = 2,47, σ f235 = 582 ⋅ 10 -28 m 2 , σ a235 = 694 ⋅ 10 -28 m 2 a σ a238 = 2,73 ⋅ 10 -28
m 2 .
N
238 100 − 0,
714
a) =
= 139
N
235
0,
714
582
η = 2 , 47 ⋅
134 ,
694 + 139 ⋅ 2,
73
=
N
238
100 − 3
b) = = 32,
33
N
235
3
582
η = 2 , 47 ⋅
183 ,
694 + 32,
33⋅
2,
73
=
Při uvolnění n tepelných neutronů se pak uvolní n ⋅ η rychlých neutronů.
Obohacením paliva roste koeficient štěpení tepelnými neutrony η.
-1-

Příklad 2
Určete potřebné množství přírodního uranu pro roční provoz JE s výkonem P e = 450 MW, jeli
její celková účinnost η JE = 0,275 a zatěžovatel ξ = 0,8 pro případ teoretického 100 %
vyhoření U 235 bez započítání plutonia. Avogadrovo číslo N A = 6,02 ⋅ 10 26 částic ⋅ kmol -1 , m a
= 235 kg ⋅ kmol -1 .
energie vyrobená elektrárnou za rok:
W
8760⋅ξ
⋅ Pe
=
η
JE
8760⋅0,
8⋅
450
=
0,
275
= 11,
47 ⋅10
9
kWh⋅
rok
-1
Štěpením jednoho jádra U 235 se uvolní energie E 1 = 200 MeV.
Pro pravděpodobný podíl jader U 235 , které se rozštěpí pomalým neutronem:
η
= σ
σ
582
=
694
f235
f
=
a235
0,
84
a pro počet jader U 235 v 1 kg:
N 6,022 ⋅10
j
= 10
m 235
26
A
24
n =
= 2,56 ⋅ (atomů ⋅ kg -1 ; částic ⋅ kmol -1 , kg ⋅ kmol -1 )
a
Využitelná energie štěpení jednoho kg přírodního uranu (1 kWh = 3,6 ⋅ 10 6 J):
W
0,714
100
Obohacení
0,714
100
1,6 ⋅10
3,6 ⋅10
−19
8
24
5
-1
1
= ⋅ E1
⋅ nj
⋅ηf
= ⋅ 2 ⋅10
⋅ ⋅ 2,56 ⋅10
⋅ 0,84 = 1,366 ⋅10
kWh ⋅ kg
6
Což představuje 137/24 = 5,7 MWd ⋅ kg -1
Množství přírodního uranu pro roční výrobu elektrárny:
9
W 11,47 ⋅10
-1
M
u
= = = 84 t ⋅ rok
W
5
1,366 ⋅10
1
Měrné množství uranu:
m u = M u / P e = 84 / 450 / 8760 = 21,3 kg ⋅ (GWh) -1
Při skutečném provozu reaktoru přechází U 238 po absorpci neutronů a následných β -
rozpadech na Pu 239 , přičemž je plutonium zároveň jaderným palivem. S průběhem kampaně
se podíl Pu 239 zvyšuje a na konci kampaně může jeho podíl za provozu dosahovat 1/3 až 1/2
spalovaného jaderného paliva. Pro každý reaktor a také pro každou kampaň se tento poměr
samozřejmě může měnit.
Jaderná elektrárna Dukovany tak pro uran obohacený na 3,6 % uvádí skutečné vyhoření 42
MWd ⋅ kg -1 a bez započtení plutonia by to bylo podle předchozího výpočtu jen 3,6/0,714⋅5,7
= 29 MWd ⋅ kg -1 .
-2-

Úspory energie
Příklad 1
Jestliže v bytě uniká 40% tepla okny, totéž množství stěnami, 10% stropem a též podlahou,
kolik tepla je možno ušetřit v domácnosti, lze-li výměnou a utěsněním oken ušetřit 15%
prostupujícího tepla a izolací stěn asi 35%
15 % ze 40 % je 6 % pro okna a 35 % ze 40 % je 14 % izolací stěn
celkem možno v bytě ušetřit: 6 + 14 = 20 % tepla
Příklad 2
Jaká bude úspora na instalovaném výkonu 10 GW při úspoře 20 % energie v domácnosti a při
úspoře 20 % tepla v domácnosti Předpokládejme energetickou skladbu platnou pro
Bavorsko:
domácnost - 48 % z toho :
79 % - teplo
15 % - teplá voda
5 % - domácí spotřebiče
1 % - rádio, televizor, světlo
doprava - 27 %
průmysl - 25 %
20 % ze 48 % je 9,6 % tedy 960 MW
20 % ze 79 % je 15,8 % a ze 48 % je asi 7,6 tedy 760 MW
Příklad 3
Snížení teploty v místnosti o 1°C představuje úsporu asi 5 % energie. Jakou úsporu
energie v domácnosti a ve státě představuje snížení teploty v bytech o 2 °C
Pokles o 2 °C odpovídá úspoře 10 % tepla ze 79 % tj. asi 8 % energie v domácnosti a 8 %
ze 48 % představuje úsporu asi 3,8 % energie ve státě tzn. téměř 2 bloky 200 MW.
Příklad 4
Krátká sprcha představuje spotřebu asi 1 kWh energie. Jak dlouho by mohl být při stejné
spotřebě energie provozován: holicí strojek, televizor, žárovka 60 W nebo vysavač
holicí strojek 5 W t = 1000/5 = 200 h
televizor 80 W t = 1000/80 = 12,5 h
žárovka 60 W t = 1000/60 = 17 h
vysavač 400 W t = 1000/400 = 2,5 h
-1-

Příklad 5
Kolikrát více energie se spotřebuje při koupeli v plné vaně ( 100 l ) oproti krátké sprše,
jestliže byla voda ohřátá z 15 °C na 40 °C O kolik °C by stoupla teplota vody ve vaně,
kdybychom jí předali energie krátké sprchy
Q = m.c.∆ϑ = 100.4186.(40-15) / 3600 = 2907 Wh tedy asi 3x
∆ϑ = 3600 / 100 / 4,186 = 8,6 °C
Příklad 6
Jaké budou úspory v energii teplé vody a celkové energie v domácnosti, budeme-li se
sprchovat místo koupání, je-li spotřeba teplé vody na koupání 60 %, pro kuchyň 25 % a
pro umývání 15 %
Sprcha sníží spotřebu teplé vody ke koupání na třetinu a v domácnosti se tedy ušetří 40 %
teplé vody. 40 % z 15 % (viz př. o2) představuje úsporu 6 % energie v domácnosti
-2-