+ All Categories
Home > Documents > TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na...

TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na...

Date post: 23-Aug-2020
Category:
Upload: others
View: 0 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
20
DRUHý ELEKTRONICKý ROčNíK | čASOPIS PRO STUDENTY | ZDARMA GEOTERMáLNí ENERGIE UKRADENé TEPLO ANTéNY NA INFRAZářENí TERMODYNAMICKé ZáKONY TŘÍPÓL | BřEZEN 2009 MAGAZÍN PLNÝ POZITIVNÍ ENERGIE WWW.TRETIPOL.CZ TÉMA ČÍSLA TEPLO
Transcript
Page 1: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

D r u h ý e l e k t r o n i c k ý r o č n í k | č a s o p i s p r o s t u D e n t y | Z d a r m a

Geotermální energieUkradené teplo antény na infrazářenítermodynamické zákony

T Ř Í P Ó L | b ř e z e n 2 0 0 9

M A G A Z Í N P L N Ý P O Z I T I V N Í E N E R G I E

W W W . T R E T I P O L . C Z

TÉMA ČÍSLAteplo

Page 2: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

2

Kdo první správně odpoví na tuto otázku, dostane

od Skupiny ČEZ pěkný dárek!!!

Proč se letadlo, když zatáčí, naklání do zatáčky, a Proč se loď Při zatáčení naklání oPačně?

Své odpovědi posílejte na: [email protected]

Soutěž

z a jímá váS aStronomie a chtěli bySte Se dozvědět něco nového?

Pokud ano, pak je Letošní letní „škola“ ast-

ronomie Astronomická expedice 2009 přesně

to, co hledáte. Letošní expedice se koná od

17. července do 2. srpna 2009 na hvězdárně

v Úpici.

Bližší informace najdete na adrese:

www.tretipol.cz/index.asp?clanek&view&745

obSah02

zajímá vás astronomie a chtěli byste se dozvědět něco nového?

02areva začne těžit v největším uranovém ložisku v africe

03 bude pozlacený igelit vyrábět energii?

04 ccs - zbraň proti klimatickým změnám

05 nová možnost pro skladování elektřiny

05deisa - evropa otevřela počítačovou supersíť

06 jaderná energetika ve vesmíru

08 větrná mytologie

10 tré zákonů/zákazů termodynamických

11 bratranci od pluhu

12 50 let tokamaku

13 ukradené teplo

14 expedice mars

15 jak natankovat uhlí do nádrže auta

16 albireo

17nejdelší pohyblivý přívod elektřiny na světě mají v elektrárně tušimice II

18 vodík na sto způsobů

19 geotermální energie

20 hrátky s teplem

20chcete si vyzkoušet„řídit“ jaderný reaktor?

třípÓl | 1/2009, druhý elektronický ročník | časopis pro studenty | zdarma | součást vzdělávacího programu Svět energie | pro Čez, a. s.,vydává: Cinemax, s. r. o. | redakční rada: tomáš gráf, Pavel duchek, Šárka Beránková, Jan obdržálek, Lukáš rytíř, Jan Píšala, Michaela ratajová, edita dufkovášéfredaktor: Michael Pompe | odpovědná redaktorka: ing. Marie dufková | grafická úprava a sazba: CineMaX, s. r. o. redakce, administrace a inzerce: CineMaX, s. r. o., elišky Přemyslovny 433, Praha 5 tel.: 257 327 239, fax: 257 327 239e-mail: [email protected] | web: www.tretipol.cz | kopírování a šíření pro účely vzdělávání dovoleno | za správnost příspěvků ručí autoři

areva začne těžit v neJvětŠíM UranovéM LožiskU v afriCeFrancouzská jaderná společnost Areva podepsala

5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na

dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je

to největší ložisko v Africe. Dolování začne v roce

2012 a Niger se tak stane druhým největším pro-

ducentem uranu na světě. Areva předpokládá roční

těžbu 5 000 tun po dobu více než 35 let a do

otevření dolu chce investovat 1,2 miliardy eur.

Zájem o uran a jeho dolování ve světě roste. Švédsko

prověřuje své nově objevené ložisko, nechává si

udělat expertizu kvality rudy od odborníků z Aus-

trálie. Slibný zdroj uranu byl objeven v centrálním

Jordánsku – i zde si se smlouvou na příští spolupráci

pospíšila Areva (30. 9. 2008). Společnost Ur-Energy

z kanadského Toronta podala žádost o povolení těžit

uran v lokalitě Lost Creek ve Sweetwater County

ve Wyomingu (březen 2008). Těžba by probíhala

loužením, tj. injektáží směsi okysličené vody a jedlé

sody (NaHCO3) do podzemí, rozpuštěná uranová

hornina se pak čerpá na povrch a uran se separuje.

Japonsko 6. 6. 2008 založilo společný podnik

s Australskou těžební společností Quasar Resources

na těžbu uranu v lokalitě 500 km severozápadně od

australské Adelaide. Těžební koncese zaujímá území

440 000 km2 v centru jižní Austrálie. Austrálie těží

cca 23 % světového uranu, ale odhaduje se, že má

na svém území až 40 % světových zásob.

Podle toho, jak roste zájem o rozvoj jaderné

energetiky a s ním hlad po uranu, objevují se nová

ložiska a přiložená tabulka asi dozná změny! (red)

Známé a těžitelné zásoby uranu (2007)

tuny U% světových

zásob

Austrálie 1,243,000 23 %

Kazachstán 817,000 15 %

Rusko 546,000 10 %

Jižní Afrika 435,000 8 %

Kanada 423,000 8 %

USA 342,000 6 %

Brazílie 278,000 5 %

Namíbie 275,000 5 %

Niger 274,000 5 %

Ukrajina 200,000 4 %

Jordánsko 112,000 2 %

Uzbekistán 111,000 2 %

Indie 73,000 1 %

Čína 68,000 1 %

Mongolsko 62,000 1 %

další státy 210,000 4 %

World total 5,469,000

Zdroj: OECD NEA & IAEA, Uranium 2007: Resources, Production and Demand

třípól | www.tretipol.cz

Březen 2009

Page 3: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

Sluneční anténaBěžné fotovoltaické panely pracují na následujícím

principu (viz všechny články Třípólu, kde jsme o fo-

tovoltaice psali): letící foton dopadne na materiál

panelu, předá svou energii nejbližšímu elektronu

a ten se uvolní ze své pozice a dá se do pohybu.

Leckdy vyvolá celou lavinu elektronů a pokud na

panel dopadá dostatek fotonů, máme ve výsledku

elektrický proud. Tento efekt ovšem nemůže vyvolat

lecjaký foton. V případě infračerveného záření nemá

dostatek energie, aby elektron z atomové mřížky

uvolnil. Zvládne nanejvýš volný elektron rozkmitat.

Když vezmeme vhodný vodič a ozáříme ho, získáme

střídavý proud oscilující ve stejné frekvenci, s jakou

se povedlo rozkmitat elektrony v materiálu. Na tom-

to principu pracuje obyčejná televizní anténa.

Miliony zlatých SpirálekAnténa sbírající energii infračerveného záření má

jeden drobný, ale podstatný háček. Velikost antény

je úměrná délce vlnění, které zachytává. Pro příjem

televizního signálu to bude anténa velká několik

desítek centimetrů, ale s infračerveným zářením si

dokáží poradit jen objekty mnohem menší. Jedná se

o velikosti nanometrů, tedy miliardtiny metru.

Současné technologie zvládají výrobu miniaturních

čipů, výroba nanoantény by tedy neměla být problém.

Výzkumníci z Národní laboratoře v Idahu (Idaho

National Laboratory – INL) se tento problém pokusili

vyřešit. Optimální tvar antén nasimulovali v počítači

a dostali útvary, které dokázaly absorbovat až 92 pro-

cent infračerveného záření. Tyto anténky měly podobu

miniaturních zlatých spirálek nebo čtverečků.

potištěná igelitka – naděje budoucnoSti?Vědci se zaměřili na zpracovávání záření zvané-

ho midIR, což je v podstatě prostřední úsek infračer-

veného spektra s frekvencemi pohybujícími se od 30

do 120 THz. Tato oblast je pro budoucí infračervené

panely nejvýhodnější, protože právě v této oblasti

vyzařuje v noci Země teplo, které nashromáždila ze

Slunce přes den. Anténky by tak mohly dodávat proud

i v noci, i když by ho bylo podstatně méně než ve dne.

Nanoantény vyrobili obdobnou metodou, jakou

se ve velkém vyrábějí čipy. Vytvořili raznici, kterou

nanoantény natiskli jako velikým razítkem. Tato

raznice o průměru šesti palců (zhruba 15 cm) vyro-

bí najednou více než 10 miliónů antének. Za pod-

klad posloužil polyetylen, čili v podstatě materiál

obyčejné nákupní tašky. Výsledné zařízení je tak

krásně tvarovatelné a jde jím obalit či potisknout

prakticky cokoliv.

drahá černá barvaSoustava zlatých nanoantének na igelitové tašce

dosáhla osmdesátiprocentní absorpce infračerveného

záření. Uvážíme-li, že běžné fotovoltaické panely do-

sahují většinou méně než dvacetiprocentní účinnosti,

je to jistě ohromující úspěch. Jenže pozor! Fotovol-

taické panely vyrábějí elektrický proud – a kde je

něco takového z pozlacené tašky? Zatím máme pouze

povrch, který dokáže dobře pohlcovat infračervené

záření. To dokáže ovšem načerno natřená deska také.

Pokud výzkumníci nechtěli jen vytvořit velmi drahou

barvu, musí vyřešit otázku, jak z nanoantén získat

elektrický proud v rozumně využitelné podobě.

neexiStující nanouSMěrňovačeElektrický proud už samozřejmě ve zlatém materiálu

je. Každá anténka je zdrojem střídavého proudu

o terahertzové frekvenci (mění svůj směr biliónkrát

za sekundu), která je pro běžné použití naprosto

nevhodná. Je možno buď tento proud usměrnit, nebo

vytvořit obvod, který by jeho frekvenci změnil na

přijatelných 50Hz a umožnil napojení na elektrickou

rozvodnou síť. Usměrnění by vyžadovalo tvorbu zcela

nových nanousměrňovačů. Teprve na jejich účinnosti

bude záležet, jak dokonalý bude celý panel. Dokud se

nepodaří vyvinout vhodné usměrňovače (či obvody

upravující frekvenci) budou zlaté nanoantény jen

zajímavou hříčkou a o zpracovávání nočního vyzařo-

vání Země si budeme moci jenom nechat zdát.

edita dufková

BUde pozlacený iGelit vyráBět energii?Antény na infrazářeníFotovoltaické panely přeměňují sluneční záření na elektrický proud a v budoucnu by se mohly stát významným zdrojem energie. Ze všech slunečních paprsků, které k nám naše hvězda posílá, si panely ovšem vybírají jen úzkou část, viditelné a částečně i ultrafialové záření. Všechny ostatní části spektra zůstávají nevyužity a přitom nesou takové množství energie! Kupříkladu infračervené záření. Dopadá k nám nejen ve slunečních paprscích, ale vyzařují ho i všechny živé bytosti, pracující stroje a dokonce i zahřátá zem.

www.economist.com/science/displaystory.

cfm?story_id=11959190

https://inlportal.inl.gov/portal/

server.pt?open=514&objID=1269&mode=2&

featurestory=DA_101047

(DA_144483, DA_135292)

, WWW

3 Struktura nanoantén pod elektronovým mikroSkopem

3 Steven novack z laBoratoře inl předvádí plaSto vou fólii neSoucí Sadu čtverců S vyraže-nými nanoanténami, jejichž reliéfy jSou umíStě-ny na vodivé podložce. každý čtverec oBSahuje 260 miliónů nanoantén.

třípól | www.tretipol.cz

Březen 2009 3

Page 4: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

4

první vlaštovkaPrvní evropskou elektrárnu s technologií CCS

(Carbon Capture and Storage, jímání a sklado-

vání oxidu uhličitého) spustil koncem minulého

roku do provozu koncern Vattenfall v areálu dvou

osmisetmegawattových uhelných bloků v německém

Schwarze Pumpe. Zkušební projekt hnědouhelného

bloku o tepelném výkonu 30 MW, který přišel na

70 miliónů eur, má do roku 2015 následovat další

pětisetmegawattový. Komerční tisícimegawattovou

elektrárnu, stejně výkonnou jako jeden temelínský

blok, chce společnost postavit v lužickém hnědou-

helném revíru do roku 2020.

kdy Se to vyplatíBezemisní uhelné elektrárny se vyplatí pouze za

předpokladu, že cena povolenek na vypouštění CO2

překročí hranici 40 eur za tunu. Náklady na jeho jí-

mání v uhelných elektrárnách se pohybují mezi 26

a 37 eury za tunu. Připočítat je třeba ještě výdaje

na přepravu a podzemní ukládání zachyceného CO2,

upozorňuje nedávná studie Reinharda Grünwalda

ze specializované kanceláře Spolkového sněmu

zabývající se dopady používané techniky.

Odhaduje, že výrobní cena jedné kilowatthodiny

uhelného proudu se při nasazení této technologie

až zdvojnásobí ze současných německých tří až

čtyř na pět až sedm eurocentů. Toto zvýšení ozna-

čuje za „cenu za zápas s klimatickými změnami“,

již zaplatí podnikatelé a domácnosti. Předpoklá-

dá, že za dvacet let se tak proud z bezemisních

uhelných elektráren dostane na stejnou cenovou

úroveň jako dnes velice drahé obnovitelné zdroje.

co na to odborníci„Jímání a ukládání oxidu uhličitého z uhelných

elektráren není zdaleka technologicky vyřešeno,“

říká chemik z oldenburské univerzity Jürgen

Metzger: „Při podzemním skladování musíme vzít

v úvahu i možnost zemětřesení, jaké přednedáv-

nem postihlo třeba uhelné Sársko. Vysoké budou

i energetické náklady na samotnou separaci CO2.

Vlastní spotřebu elektráren zvýší použití tech-

nologie CCS o pětinu, což sníží jejich účinnost,“

tvrdí Metzger.

„Při využívání uhlí se musí zavádět moderní

technologie typu integrovaného zplynovacího

cyklu (IGCC) a tlakového fluidního cyklu (PBFC),

případně jímání a ukládání oxidu uhličitého (CCS).

Nové postupy zpracování uhlí dokážou z miliónu

tun vyprodukovat 500 miliónů kWh elektřiny nebo

350 tisíc tun plynných paliv nebo 400 tisíc tun me-

tanolu nebo 370 miliónů m3 syntetického zemního

plynu,” říká ředitel polského Ústředního hornického

ústavu prof. Józef Dubiński.

Na web stránce www.vattenfall.com/www/co2_

en/co2_en/879177tbd/879211pilot/901887-

test/index.jsp najdete živé záběry z webkamery ze

staveniště této první elektrárny s technologií CCS.

(jlm)

3 Schéma oddělení co2

3 princip ukládání co2 pod zem

ccS

Oxid uhličitý vznikající při spalování fosilních paliv lze jímat a trvale, na milióny let, ukládat pod zemí nebo mořským dnem. Nedostane se tedy do atmosféry, kde přispívá ke skleníkovému efektu.

zBraň Proti kLiMatiCkýM zMěnáM

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

Page 5: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

29. ledna 2009 zahájila Evropská komise provoz

superpočítačové sítě pro vědce, kteří se podílejí

na projektu ITER, tj. prvního reaktoru využívají-

cího jadernou fúzi.

Rozšířená evropská infrastruktura pro superpočí-

tačové aplikace (Distributed European Infrastructu-

re for Supercomputing Applications – DEISA) spo-

juje 12 ze sta nejvýkonnějších počítačů na světě.

Přístup k tomuto mocnému komunikačnímu nástroji

mají od 29. ledna vědci pracující na ovládnutí

termonukleární energie. Umožní jim provádět i tak

složité simulace, jako je provoz fúzního reaktoru.

„Očekáváme, že DEISA bude znamenat ohromný

přínos pro výzkum tohoto důležitého energetického

zdroje budoucnosti a posílení role Evropy v tomto

projektu,“ řekla komisařka pro informační společ-

nost a média Viviane Redingová a dodala: „Sdílení

nejlepších vědců pomůže evropské společnosti

zůstat na čele celosvětového výzkumu.“

Řízená termojaderná syntéza je procesem, kterým

svou enormní energii získávají hvězdy jako je naše

Slunce, a který má šanci stát se trvale udržitelným

budoucím energetickým zdrojem lidstva. Na projek-

tu fúzního reaktoru ITER spolupracuje EU, Japon-

sko, Čína, Indie, Jižní Korea, Rusko a USA, reaktor

se staví v jihofrancouzském Cadarache. Pro plánová-

ní budoucích fúzních experimentů jsou nezbytné

velkorozsahové simulace procesů uvnitř reaktoru

a chování materiálů v extrémních podmínkách

„hvězdných“ teplot a tlaků. „Nyní se tyto výpočty

mohou dělat s plným nasazením nejmodernější a

nejvýkonnější počítačové techniky,“ řekl ředitel

podpory aplikací německého superpočítačového

centra RGZ, Dr. Hermann Lederer.

DEISA, která přišla na 26 milionů euro používá

evropskou multi-gigabitovou počítačovou síť Géant

computer network. Jde o síť užívanou exklusivně

pro výzkumné a akademické účely. Projekt DEISA

byl zahájen v roce 2004 a na jeho řešení se podílí

11 partnerů z výzkumných organizací, síťových

technologií a průmyslu ze 7 zemí Evropy. V

mezinárodním měřítku DEISA úzce spolupracuje s

obdobným americkým projektem TeraGrid.

Více informací získáte na www.deisa.eu.

(red)

Texaská univerzita vyvíjí nové kondenzátory, tzv.

ultrakapacitory, založené na principu grafeno-

vých vrstev. Grafen je název pro nový materiál

na bázi uhlíku. Je tvořen plochými molekulami

o šířce jednoho atomu uhlíku, patří do skupiny

fullerenů. Jeho pomocí lze vytvořit atomární

tenké vrstvy.

Jeden gram takového materiálu je možné rozpro-

střít na ploše až 2630 m2 (cca polovina fotbalo-

vého hřiště!). Elektrická vodivost grafenu je až

stokrát lepší než vodivost křemíku, jeho použití by

tedy doslova znamenalo revoluci ve výrobě tran-

sistorů a dalších součástek. Při použití v elektro-

lytických kondenzátorech se díky němu významně

zvýší plocha, která je v kontaktu s elektrolytem.

Tým texaských vědců zkoumá chemické modifikace

grafenu a nové kombinace elektrolytů. Oproti dnes

komerčně používaným kondenzátorům se očekává

až dvojnásobné zvýšení jejich kapacity.

Technologie ultrakapacitorů založených na

bázi grafenu by významně zlepšila životnost,

výkon a užitnou hodnotu baterií do mobilních

telefonů, notebooků, elektrických automobilů,

vlaků, tramvají atd. Uvažuje se, že by mohla řešit

i problém skladování energie z větrných elektráren

(vítr fouká kdy chce a ne kdy to spotřeba energie

vyžaduje – rozvoji větrných elektráren by tedy

řešení problému skladování elektrické energie

velmi pomohlo).

Projekt podpořila Universita v Texasu a Austinu

a grant Korejské nadace pro výzkum.

marie dufková

chemnanotech.blogspot.com/2008/09/

graphene-ultracapacitors.html

pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl802558y

en.wikipedia.org/wiki/Graphene

, WWW3 Grafenová vrStvička na Snímku z elektronového mikroSkopu

3 Simulace Struktury Grafenu

3 architektura Sítě Géant

3 počítače Sítě deiSa Sídlí v těchto úStavech

nová možnoSt Pro Skladování elektřiny

deisa evropa otevřela PoČítaČovoU SuperSíť

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

5

Page 6: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

6

naSa zvažuje vybudovat jadernou elektrárnu na MěSíci Americká NASA hledá vhodný zdroj energie pro

astronauty, kteří by se měli vrátit na Měsíc do roku

2020. Nové základny na Měsíci navrhuje vybavit

jaderným reaktorem (o rozměrech běžného kance-

lářského koše na papír), který by měl být základem

energetického hospodářství. Jde o optimální

řešení, protože baterie a palivové články jsou jen

krátkodobým řešením a panely přeměňující sluneční

záření na elektrický proud mají jen omezenou

použitelnost (měsíční noc trvá 354 hodin).

NASA navrhuje vybudovat miniaturní jadernou

elektrárnu se štěpným procesem, nazvanou FSP (Fis-

sion Surface Power). Obsahuje jaderný reaktor ulože-

ný pod povrchem Měsíce, který by vyráběl dostatek

tepla a poháněl generátor elektrické energie. Jeho

výkon 40 kW by byl dostatečný pro potřeby čtyř ast-

ronautů a jejich obydlí, pro získání dostatku kyslíku

z měsíčních hornin a pro pohon lunárního vozidla.

Jde o stejnou kapacitu, která na Zemi obvykle stačí

k pokrytí potřeb osmi amerických domácností.

Malá jaderná elektrárna FSP může elektřinu

potřebnou pro astronauty vyrábět nejen na Měsíci,

ale i na dalších tělesech patřících do sluneční

soustavy. Prototyp takové elektrárny má být

připraven do pěti let. NASA jej připravuje ve svém

výzkumném centru v Clevelandu (Glenn Research

Center, Ohio). Navazuje přitom na starší obdobné

projekty, které se zabývaly využitím jaderné energie

pro výpravy kosmických lodí s lidskou posádkou,

například při zkoumání Marsu nebo měsíců planety

Jupiter. V příštích letech vynaloží na nový projekt

10 miliónů dolarů ročně.

reaktor Se Schová pod povrchMalý jaderný reaktor bude dopraven na povrch

Měsíce prázdný, palivo dostane až po vybudování

celé elektrárny. NASA předpokládá, že reaktor scho-

vá pod povrch, měsíční horniny tak budou tvořit

část jeho ochranné obálky.

NASA již také pro tyto účely uzavřela dva kontrakty

na vývoj a výrobu potřebných zařízení, která by

převedla tepelnou energii získanou pomocí štěpné

jaderné reakce na elektrickou energii. Společnost

Sunpower Inc. (Athens, Ohio) dodá systém se dvěma

pístovými motory spojenými s alternátory na principu

Stirlingova motoru o celkovém výkonu 12 kW. Firma

Barber Nichols Inc. (Arvada, Colorado) vyvine další

jednotku obsahující vysokorychlostní turbínu a kom-

presor na společném hřídeli s alternátorem (Bray-

tonův motor). I tato jednotka má mít výkon 12 kW.

Obecně se při přeměně jaderné energie na elektrickou

počítá s větším uplatněním principu Braytonova

motoru, kterému se přisuzuje větší spolehlivost.

Tvůrci projektu se při stavbě malých kompaktních

systémů musejí vypořádat s mimořádně těžkými

podmínkami. Především je třeba vybrat takové

materiály, které by odolaly obrovským teplot-

ním výkyvům a intenzivnímu záření kosmických

paprsků. Nicméně podobně jako na Zemi má jaderná

energetika ve srovnání například se slunečními

panely velkou přednost v plynulé a nepřerušova-

né dodávce elektřiny. Noc na Měsíci je extrémně

dlouhá – 354 hodin, souputník Země se totiž otočí

jednou za 29,5 dne. Na Marsu trvá noc sice jen

12 hodin, ale intenzita dopadající sluneční energie

dosahuje pouze 20 procent hodnot obvyklých na

povrchu Měsíce.

rychlý reaktor uMožní dlouhodobé pobyty výzkuMníkůUskuteční-li se plány na návrat člověka na Měsíc,

budou zde lidé chtít pracovat a žít po stále delší

dobu. Energetické nároky takových základen budou

stále větší. Proto se připravuje i projekt s variantou

rychlého reaktoru. Má označení RAPID-L a je odvo-

zen od koncepce Rychlého reaktoru RAPID

(Refuelling by All Pins Integrated Design). Jeho vel-

kou výhodou je rychlá a jednoduchá výměna paliva.

Tepelný výkon reaktoru RAPID-L má být 5000 kW,

hrubý elektrický výkon 240 kW, čistý elektrický

výkon 200 kW. Palivem bude obohacený nitrid uranu

a jako chladivo poslouží lithium. Reaktorová nádoba

jaderná enerGetika ve veSmíru eLektřina Pro sondy, kosMiCké Lodě a z ákLadny na PLanetáCh

Více než půlstoletí se člověk snaží poznat a ovládnout nejbližší okolí mateřské planety Země, prozkoumat Měsíc a vydat se ke vzdálenějším planetám sluneční soustavy. Automatické vesmírné sondy obvykle vystačí s menším zdrojem elektřiny, ale dlouhodobý pobyt člověka ve vesmíru vyžaduje podstatně větší výkon velmi spolehlivého zdroje. Tím může být, podobně jako na Zemi, pouze zařízení využívající principů jaderné energetiky.

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

Page 7: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

o průměru 2 m a výšce 6,5 m bude také ukryta pod

povrchem Měsíce. Palivový soubor s 2 700 palivový-

mi tabletami je umístěn v jakési „maxinábojnici“.

Reaktor nemá regulační tyče. Místo nich používá

tři moduly pro regulaci reaktivity. Může pracovat

automaticky bez výměny paliva až deset let. Je

projektován tak, aby splnil bezpečnostní a provozní

podmínky práce na povrchu Měsíce. Jeho provoz

nevyžaduje kvalifikovanou obsluhu. Okolo reaktoru

jsou čtyři tepelné výměníky (segmenty pro přeměnu

energie), každý segment má smyčku pro odvod tepla

propojenou s radiátory. Osm radiátorových panelů

je uspořádáno kolem tepelných výměníků, celková

plocha radiátorů je 240 m2. Každý segment je složen

z 18 termoelektrických modulů, které jsou vybaveny

polovodiči SiGe.

Palivo se bude vyměňovat každých deset let.

Koncepce reaktoru RAPID-L umožňuje rychlou

a snadnou výměnu paliva již po dvou týdnech po

odstavení reaktoru, kdy rozpadové teplo aktivní

zóny je 10 kW. Při výměně je celá „maxinábojnice“

obsahující integrovaný palivový soubor s lithiem

vyzvednuta z reaktorové nádoby a uložena do

skladovacího kontejneru, který rovněž obsahuje

lithium. Po uložení vyhořelého paliva do skladovací-

ho kontejneru je na něj umístěn radiátor pro odvod

tepla. Kompletní skladovací kontejner je umístěn do

vyhloubené válcové dutiny.

I když je reaktor RAPID-L vyvíjen pro aplikace na

Měsíci, může být použit i na Zemi – v městských

oblastech vyspělých zemí pro výpomoc ve špičkách,

nebo v rozvojových zemích v oblastech vzdálených

od elektrických sítí, nebo tam, kde je ekonomicky

výhodné zajistit místní výrobní kapacity. Může být

využit i pro odsolování mořské vody.

na oběžných drahách i na hranicích Sluneční SouStavyNejčastěji se jaderná energie využívá v kosmických

zařízení v podobě radioizotopových zdrojů. Jejich

první vývoj se uskutečnil v USA již v polovině 50. let

20. století. Šlo hlavně o radioizotopové zdroje,

které uvolňují teplo rozpadem radioaktivních jader.

Následně lze pak tepelnou energii přeměnit na

elektrickou. Nejčastěji se k tomu používají radioi-

zotopové termoelektrické generátory (Radioisotope

Thermoelectric Generator – RTG). Využívá se přitom

Seebeckova jevu, kdy rozdíl teplot mezi dvěma spoji

dvou různých kovů vyvolá na koncích vodičů napětí,

jehož velikost je přímo úměrná tepelnému rozdílu.

Německý vědec Thomas Johann Seebeck přišel

s tímto objevem již v roce 1821. Dnes se k získání

elektřiny tímto způsobem používají spíše polovodi-

čové materiály, například Bi2Te3, PbTe a SiGe, nebo

i BiSb a FeSi2, s horkým koncem 1000 °C a studeným

koncem 300 °C. S těmito materiály se dosahuje

účinnosti mezi 5 až 10 procenty.

Základem návrhu je vybrat vhodný radioizotop,

jehož poločas rozpadu je dostatečně dlouhý, aby

zdroj pracoval dostatečně dlouhou dobu a jeho

výkon příliš rychle neklesal. Nesmí však být příliš

dlouhý, aby měrná aktivita zdroje nebyla příliš

nízká (jinak by totiž nešlo dosáhnout potřebné-

ho výkonu). Nejčastěji se v umělých kosmických

objektech používá radioizotop plutonia 238Pu ve

formě oxidu plutoničitého 238PuO2 s velmi výhodným

poločasem rozpadu 87,7 roku. Při přeměně se

vyzařují částice alfa, jejichž kinetická energie se

přemění v teplo.

Výhody radioizotopových zdrojů ve srovnání

s ostatními typy zdrojů elektřiny jsou nespor-

né. Dokážou po dlouhou dobu udržet potřebný

elektrický výkon, například u sondy Galileo je to

zhruba 500 W. Pro srovnání: plocha slunečních

fotovoltaických baterií srovnatelného výkonu by

musela být velmi velká, v tomto případě až 150 m2,

a ještě by sonda musela mít vysoce účinné zařízení

pro neustálé natáčení jejich polohy vůči Slunci.

Dosavadní modely radioizotopových zdrojů se velmi

úspěšně používaly na mnoha vesmírných zařízeních.

Bylo tomu tak například na sondách Voyger, které

se po průletu okolo velkých planet stále vzdalují od

Slunce, nebo na sondě Cassini, která úspěšně zkou-

má okolí Saturnu. Je jimi vybavena i sonda New

Horizons, která směřuje na okraj sluneční soustavy

k Plutu a Charonu.

jaderný pohon vozidla na MarSuNová kosmická zařízení budou již vybavena pokro-

čilejšími typy radioizotopových zdrojů s označením

MMRTG (Multi-mission RTG). Elektřina se v nich

vyrábí prostřednictvím termoelektrického jevu s vy-

užitím polovodičů na bázi sloučenin teluru. MMRG

má mít osm modulů, každý se čtyřmi tabletami

plutonia, s celkovým tepelným výkonem 2 kW, který

se přemění na 100 W elektrického výkonu.

Poprvé mají být použity u automatického

vozidla, které má zkoumat povrch Marsu. Bude

na něm umístěna laboratoř, která má zpracovávat

analýzy a předávat je na Zemi. Raketa s vozidlem

a laboratoří měla být vypuštěna již koncem roku

2009, začátkem prosince 2008 ale NASA rozhodla,

že start přesune až na rok 2011. Získá se tak

dostatek času na lepší přípravu vozidla a pojízdné

laboratoře.

Další připravovaná varianta radioizotopových

zdrojů využije k přeměně tepelné energie z roz-

padu plutonia na elektrickou Stirlingova motoru.

Navrhovaný SRG (Stirling Radioisotope Genera-

tor) má vyšší účinnost (20 procent), při stejném

elektrickém výkonu tedy bude potřeba jen čtvrtina

plutonia. Celková hmotnost bude nižší. Tepelný

výkon navrhovaného zdroje se dvěma moduly je

500 W, elektrický kolem 125 W.

Bedřich choděra

hp.ujf.cas.cz/~wagner/popclan/sondy/

sondy.html

www.astrovm.cz/userfiles/file/dokumenty_

ke_stazeni/seminare/Kosmonautika08.pdf

ojs.ujf.cas.cz/~wagner/popclan/sondy/

jadernezdroje.html

www.popsci.com/node/29544

mars.jpl.nasa.gov/msl/

www.nasa.gov/home/hqnews/2008/dec/

HQ_08-319_MSL_2011.html

, WWW

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

7

Page 8: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

8

3 větrná elektrárna čez na vrchu mravenčník

1. větrné elektrárny budou Mít dopad na krajinný rázJde o problém velice subjektivní, každý může mít na

umístění větrných elektráren v krajině jiný názor. Do-

pady větrných elektráren na krajinný ráz každopádně

nejsou o nic rušivější než stávající dominantní prvky

v krajině – např. sloupy vysokého napětí, televizní

vysílače, tovární komíny, rozhledny atd.

2. větrné elektrárny vyroStou lideM příMo za doMyPřestože zatím není legislativní norma, počítá se

při výstavbě s dodržením vzdálenosti elektráren

cca 1 000 metrů od obydlených stavení. Např.

v případě uvažované větrné farmy u Stříbra je

vzdálenost k Těchlovicím a Otročínu kolem 1 km,

nejbližší vzdálenost ke Stříbru je 3 km.

3. větrné elektrárny jSou hlučné Hladina hluku na úrovni 500 m od stroje se pohy-

buje okolo 35–40 dB – což je zhruba hladina hluku

v obývacím pokoji. Stroje jsou navíc plánovány ve

velké vzdálenosti od obydlených oblastí, vzdálenost

k nejbližšímu obydlí je v rozmezí 700–1200 m.

Moderní stroje mají oproti starším typům navíc

upraveny listy rotoru tak, aby hluk minimalizovaly.

Povolené hladiny hluku v místě nejbližší budovy

jsou podle českých zákonů na úrovni 50 dB (den)

a 40 dB (noc). Tyto limity dodrží větrné elektrárny

zcela bez problémů. Je důležité si uvědomit, že

elektrárna vydává hluk tehdy, pokud se otáčejí

lopatky – tedy pouze pokud fouká vítr. Hluk

vydávaný lopatkami tak do značné míry zaniká

ve zvucích okolního prostředí. Agentura ochrany

přírody a krajiny uvádí, že les ve vzdálenosti

200 metrů vydává při rychlostech větru 6–7

m/s přibližně stejný hluk jako větrná elektrárna ve

stejné vzdálenosti.

Vezmeme-li za příklad opět farmu u západočes-

kého Stříbra, pak výpočet hlukových emisí vychází

i při nejhorším možném případě (maximálně možný

odrazivý povrch – půda zmrzlá, pokrytá krustou

sněhu a území bez lesů) v Těchlovicích a Otročíně

mezi 37–38 dB, ve Stříbře pak kolem 20 dB.

4. větrné elektrárny jSou zdrojeM infrazvukuNěmecký spolkový zdravotní úřad prováděl na toto

téma podrobný výzkum. Výsledky měření prokázaly,

že intenzita produkovaného infrazvuku je zanedba-

telná. Infrazvuk bývá v tomto případě patrně mylně

zaměňován za hluk větrného proudění.

5. větrné elektrárny ruší televizní a rozhlaSový SignálRušení signálu by hrozilo pouze v případě, že by

kovový sloup turbíny stál přímo mezi nedalekou

anténou a vysílačem. Ovšem tak blízko domů se

elektrárny nestavějí.

Jiná situace nastává u točícího se rotoru. Tam

dochází k podobnému jevu jako u stroboskopické-

ho efektu, kdy je elektromagnetické vlnění střída-

vě zastiňováno a intenzita signálu kolísá. Stejný

efekt způsobují projíždějící automobily nebo

vlaky. Zmíněné kolísání je však patrné jen v bez-

prostřední blízkosti pohybujících se předmětů.

V běžných televizních a rozhlasových přijímačích

je usměrňuje automatické vyrovnávání citlivosti,

proto je diváci či posluchači vůbec nepostřehnou.

větrná my toloGieVýhrady občanů proti větrné energii a stavbě větrných elektráren často vycházejí z mylných nebo zkreslených informací. Přinášíme odpovědi na nejčastější mýty. Jako příklad uvádíme projekt větrných elektráren u Stříbra v západních Čechách.

...společnost ČEZ Obnovitelné zdroje připravu-

je v současnosti výstavbu zhruba 70 větrných

elektráren, které mají souhlas měst a obcí,

zajištěnou rezervaci vyvedení elektrického

výkonu a z velké části vyřešené pozemky?

Cílem projektů je snaha o posílení podílu

výroby z obnovitelných zdrojů ve Skupině ČEZ

i v rámci ČR a příspěvek ke snížení produkce

skleníkových plynů.

V rámci Skupiny ČEZ zároveň vzniká i projekt

největší přímořské větrné farmy v Evropě – ru-

munské větrné farmy v Dobrudži ve Fontanele

a Cogealac. První fáze počítá již do roka se

zprovozněním 350 MW instalovaného výkonu

z celkově předpokládaných 600 MW.

, Víte, že...

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

Page 9: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

Plány Skupiny ČEZ ve výstavbě větrných

elektráren

www.cez.cz/cs/energie-a-zivotni-prostredi/

energie-z-obnovitelnych-zdroju/vitr.html

Více o projektu Větrného parku Stříbro

www.cez.cz/cs/energie-a-zivotni-prostredi/

energie-z-obnovitelnych-zdroju/vitr/vetrny-

park-stribro.html

www.pro-vetrniky.cz/cs/vizualizace-ve-ve-

stribre.html

Vše o fungování větrných elektráren včetně

flash modelu výroby elektřiny z větru

www.cez.cz/cs/energie-a-zivotni-prostredi/

energie-z-obnovitelnych-zdroju/vitr/flash-

model-jak-funguje-vetrna-elektrarna.html

Více o infrazvuku na webových stránkách

Národní referenční laboratoře

www.nrl.cz

Stránky České společnosti pro větrnou energii

www.csve.cz

, WWW

Navíc se dnes vrtule turbín nevyrábějí z kovu,

nýbrž z umělých pryskyřic, takže elektromagnetic-

ké vlny neodrážejí.

6. větrné elektrárny zabíjejí ptáky a ruší volně žijící zvěřChování ptáků, ale i divokých zvířat v blízkosti vě-

trných elektráren je rozdílné: zatímco některé druhy

ptáků staví klidně svá hnízda i v úkrytu generátoro-

vých skříní, jiné druhy se okolí elektráren vyhýbají.

Žádný výzkum zatím nepotvrdil, že by počet ptáků

případně zasažených vrtulí elektrárny byl vyšší než

počet ptáků zabitých na silnicích.

Liché jsou také obavy, že větrné elektrárny

budou rušit nebo vyhánět zajíce, srnčí, lišky

a další zvířata. Potvrdil to tříletý výzkum, který

prováděl Ústav pro výzkum divoce žijících zvířat

na Veterinární univerzitě v Hannoveru. Sledoval

rozsáhlé území s celkem 36 větrnými elektrárnami

i srovnávací oblasti, kde turbíny nejsou. Hustota

zvěře na území s elektrárnami zůstávala stejná,

nebo se dokonce zvyšovala. Z průzkumu mezi mys-

livci Dolního Saska vyšlo najevo, že nespatřují ve

větrných elektrárnách vážné zdroje rušení domácí

nízké zvěře. Ke stejnému názoru došli i myslivci

v obci Břežany.

V souhrnu lze říct, že zvířata si na zařízení

zvyknou – zvěř totiž ruší pohyby trhavé, nepravi-

delné. Pohyb rotoru větrné elektrárny je proti tomu

plynulý, s max. otáčkami cca 16–20 ot/min.

7. větrná elektrárna vrhá zneklidňující pohyblivé StínyVětrné elektrárny jsou umístěny dostatečně daleko

od obydlí a otáčející se stíny se budou pohybovat

3 větrné elektrárny lokalitě kryštofovy hamry u StříBra (provozuje Spol. ecoenerG)

3 čez počítá S výStavBou větrných parků i v rumunSku

3 krajina v okolí StříBra před inStalací větných jednotek a po ní (vizualizace)

3 u StříBra v západních čechách má vyrůSt nový větrný park (vizualizace)

nad poli a lesy. V slunečných dnech, kdy k tomu

dochází, navíc umožňuje ovládání elektrárny takové

nastavení, aby po dobu několika minut denně byla

elektrárna zastavena. Při přípravě projektů se počí-

tá nejvyšší doba, po kterou v daném místě působe-

ní tohoto jevu hrozí (pokud by stále svítilo slunce,

nikdy se nevyskytovaly mraky a rotor byl neustále

kolmo k pozorovateli a vrhal tedy největší možný

stín) a skutečná doba působení podle reálných

meteorologických podmínek. Pokud zahrneme svit

slunce, oblačnost a měnící se směr větru, celkově

jde zhruba o pět až šest hodin v součtu za celý rok!

8. poStavení větrných elektráren neoMezí výrobu v uhelných elektrárnáchVýroba v uhelných elektrárnách samozřejmě neskon-

čí hned, bude ovšem postupně klesat podle toho,

jak bude končit životnost jednotlivých uhelných

elektráren. To začne již v roce 2015, další výrazný

útlum se předpokládá kolem roku 2035, kdy „do-

slouží“ hned několik uhelných elektráren. Nahradit

je bude muset právě vhodný mix jaderné energie

a obnovitelných zdrojů, což např. doporučila také

zpráva tzv. Pačesovy komise.

9. výStavba obnovitelných zdrojů je vyhazováníM peněz a zdražuje cenu elektřinyČeská republika přijala určité závazky vůči EU

také v oblasti obnovitelných zdrojů energie.

Cílem ČR je vyrábět v roce 2020 celkem 13,5 %

energie z obnovitelných zdrojů. Úměrně tomu je

také nutné do obnovitelných zdrojů investovat.

Obnovitelné zdroje budou vyrábět energii i v době,

kdy konvenční (zejména uhelné) elektrárny budou

postupně končit. Už nyní je proto třeba investovat

do energetické budoucnosti.

Údajný vliv obnovitelných zdrojů na zdražování

elektřiny je jedním z mýtů. Ceny elektrické energie

u nás kopírují vývoj celosvětových cen, rozhodně

je nezdraží výstavba několika set MW instalovaného

výkonu ve větrných elektrárnách, který se plánuje

pro celou Českou republiku.

10. při velMi nízkých teplotách Může vzniknout na lopatkách větrné elektrárny náMraza, která je rotací „rozhazována“ do okolí elektrárny

Stroje mají speciálně upravené lopatky tak, aby

na nich námraza vznikala co nejméně. Pokud přesto

námraza vznikne, stroj se zastaví a zastaven zůsta-

ne až do doby, kdy bude opět bezpečné jej spustit.

marie dufková

3vizualizace

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

9

Page 10: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

10

Jak asi víte ze školy, rozdíl teplot 1 K byl

zvolen stejný jako rozdíl teplot 1 °C; stupnice

Celsiova je jen vůči kelvinům posunutá tak, že

0 K = –273,15 °C. Nižší teplotu dosáhnout nejde;

to nám zapovídá 3. zákon termodynamiky. Jak se

ostatně dočtete, pokud vydržíte až do konce tohoto

článku. A jak je to možné?

zákon terModynaMiky prvý: nezíSkáš SyStéMu SvéMu energie jen tak zbůhdarMa.Neboť tak stojí psáno v Knize knih Přírody: 

Energie-li se systému tvému zachce, může ji míti; 

jedině však tehdáž, pakliže jemu dodáš buďsi 

teplo, buďsi práci, buďsi práci chemickou (totiž 

systému toho složení tak či onak pozměníš).

Jazykem dnešním bychom řekli:

Jestliže se nemění chemické složení systému,

potom je přírůstek ∆U vnitřní energie systému

roven součtu úhrnného tepla Q a práce W dodaných

systému, tedy

∆U = Q + W

Pokud se chemické složení systému mění, přiřa-

díme každé z K komponent – neboli složek systému

– chemický potenciál µ ; může být kladný i záporný

podle toho, o kterou látku se jedná a jakou

teplotu T a tlak p má: µ=µ (T, p). Přidáme-li j–té

komponenty množství ∆nj , pak energie systému

vzroste o

∆U = Q + W + µ1∆n1 + µ2∆n2 + ... + µK∆nK

Jak známo, motor, který by stále dodával energii

z ničeho, se nazývá „perpetuum mobile“ neboli

„věčný samohyb“ – přesněji perpetuum mobile

1. druhu. (Neberte tento historický název doslova.

Přežívá v něm aristotelovská představa, že k pohybu

je potřebná síla. Tato představa ale byla newtonov-

skou mechanikou překonaná. Nejde jen o to, aby

se něco pořád pohybovalo – to umí třeba Brownův

pohyb –, ale aby to přitom dodávalo energii.)

Trošku to ale upřesníme: za perpetuum mobile bys-

te jistě nepokládali natažený budík, který jistou dobu

klape, ale pak dojde a vy ho musíte znovu natáhnout.

Perpetuum mobile by se muselo umět „natáhnout

samo“, tedy z jistého výchozího stavu projít řadu

stavů jiných a nakonec se zase vrátit do původního

stavu, a během tohoto cyklického děje by muselo

tré z ákonů/z áka zů termodynamickýchZákon prvý pak tobě praví: „Nezískáš systému svému energie jen tak zbůhdarma“. Zákon druhý vece: „Neproměníš tepla všeho za práci dle libosti své“, anebo taktéž „Ve chladu odpočívaje, toliko prochladnouti můžeš“. Zákon třetí: „Nedojdeš nikdá pořádku úplného, leč jen v potu tváře se tomuto blížiti smíš“. Znějí vám zákony termodynamiky poněkud archaicky? Nedivte se, platí totiž od nejstarších věků a nejspíš také platit budou, co fyzika fyzikou bude. Pro současníky tkví jejich kouzlo v tom, že i přes svou nepochybně negativní formulaci (jde jen o zákazy, ostatně jako v případě skoro všech zákonů vymyšlených lidmi pro obyvatele naší planety) jsou kupodivu velmi konstruktivní. Dokonce do té míry, že z nich lze odvodit pozitivní výsledky, ba i návod, jak měřit a číselně stanovit teplotu. Ta se pak nazývá teplotou termodynamickou a měří se v Kelvinech (K).

3 perpetuum moBile je utopie. příklad jednoho z nich – perpetuum moBile johanna ernSta eliaSe BeSSlera z roku 1719 (a my Bychom upřeSnili: perpetuum moBile 1. druhu)

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

Page 11: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

vyrobit a dodat do okolí víc energie, než by ji ze

svého okolí přijalo. Jaké štěstí, že to nejde! Nejsme-

li zrovna v chemické továrně, tak prakticky všechna

mechanická práce, kterou na zemi vykonáme, se

„promění v teplo“, tj. koneckonců zahřeje naší

planetu. Už vidím, jak by si lidi udělali tolik a tak

výkonných perpetuí, že by si přehřáli svou rodnou

planetu ještě mnohem rychleji, než si ji mrháním

v minulosti uložených energií přehřívají dnes.

Dodejme ještě, že vnitřní energie U je stavová

veličina. To znamená, že má rozumný smysl pro

systém, který je v určitém stavu (horká voda v hrn-

ci, taška plná dynamitu). Pro něj lze říct, jakou

má energii neboli jaká energie je v něm uložena.

Naproti tomu teplo Q, práce W, chemická práce Wch

jsou veličiny dějové, tedy vázané na konkrétní děj:

teplo dodané při zahřívání, práce vykonaná při

smrštění zahřáté gumy, energie uvolněná chemickou

reakcí. Můžeme tedy třeba říct, že jsme použili dvou

watthodin (2 Wh = 7 200 Ws = 7,2kJ) chemické

práce hořícího svítiplynu a dodali z nich do vody

třeba jednu watthodinu tepla. V teplé vodě však

není navíc 1 Wh tepla, ale 1 Wh energie. Z hrnku

teplé vody už nikdy nepoznáte, zda a jaká část

energie se do vody dostala přenosem tepla, nebo

konáním práce, nebo chemickou prácí.

Je to asi jako u peněz ve spořitelně. Výše vašeho

konta (finanční stav) je stavová veličina. Výpis

stavu dnešního dne vám řekne, že tam máte

12 000 Kč, ale nemůže říct, jaká část z nich připlula

dějem „převod z jiného konta“, dějem „úrok“ nebo

dějem „vklad v hotovosti“. Tyto tři veličiny jsou

dějové, a sledujete-li, co se s vaším kontem děje,

pak je navzájem snadno rozlišíte. Pokud ale máte

k dispozici nikoli popis celého děje, ale jen jeho

výsledek – okamžitý stav, pak má smysl mluvit jen

o stavové veličině (výše konta, energie). Nelze z ní

však poznat, zda a kolik vám přibylo konkrétním

dějem (úrokem u konta, zahřátím u vody).

Pokračování příště

Doporučená literatura k tématu:

Standardní učebnice termodynamiky nebo fyzikál-

ní chemie z libovolného nakladatelství odborné či

pedagogické (nikoli alternativní!) literatury.

Na webu, jako obvykle, Wikipedie:

cs.wiki pedia.org/wiki/Termodynamický_zákon

(napsat s diakritikou!)

Pozn. autora: Zatímco perpetuum mobile 1. druhu

už vynálezce omrzelo, 2. zákon termodynamiky na-

chází stále své „přemožitele“, pokud se totiž místo

skutečného pokusu jen citují jiní „přemožitelé“, vy-

užívá se „éterická energie“ apod., pak lze všelicos,

viz např. týž článek na třech různých adresách

www.upramene.cz/energie/view.php?cisloclan-

ku=2006112301

www.atlantislabs.sk/peter-lindemann-termody-

namika-a-volna-energia?page=2

www.mwm.cz/clanek1.php?id=120&pjme-

no=&kredit=&p1=

doc. jan oBdržálek

František hospodařil na rodinném statku

v Rybitví u Pardubic, neměl žádné technické

vzdělání, ale zato mu nechybělo nadání

a zručnost. Uměl si poradit se vším. Od mládí se

vyznal v mlýnských strojích, což byla na tehdejším

venkově špičková technika, po širém okolí spravoval

hodiny. Dokonce se traduje, že vynalezl jakýsi fukar,

zařízení, které se v zemědělství rozšířilo až mnohem

později. Jeho životním snem – splněným – však

bylo ruchadlo.

veverče obrací i kypříJe velmi pravděpodobné, že slovo „ruchadlo“ už

několika generacím mnoho neříká. Musíme si ovšem

uvědomit, že ještě na počátku 19. století byly pluhy

vybaveny celkem primitivní hákovou radlicí, v pod-

statě stejnou jako ve středověku. František Veverka

se rozhodl vymyslet nářadí, které by půdu při orání

nejen rozhrnovalo, ale také obracelo a kypřilo. A tak

radlici pro tento účel všelijak „křivil“ a přizpůso-

boval – postupoval prostě metodou pokus a omyl.

A právě při těchto pokusech mu byl účinným po-

mocníkem jeho bratranec Václav, kovář, který radlice

podle Františkových pokynů koval. Kdy přesně se

jejich dílo podařilo a zrodilo se ruchadlo dokonalého

tvaru, nevíme, bylo to asi někdy po roce 1824 (to

bylo Františkovi pouhých 25 let). Z dochovaných

písemností je však jisté, že v roce 1827 už ve Lhotě

pod Libčany orali ruchadlem zvaným veverče.

I když to dnes nemusíme úplně chápat, šlo

o vskutku geniální vynález, který měl dalekosáhlé

důsledky, dokonce zřejmě velmi přispěl k urych-

lení přechodu od tradičního trojhonného systému

k modernímu střídavému hospodaření. Pluh osazený

ruchadlem značně šetřil práci lidí i tažných zvířat,

neboť jediným úkonem nahradil řadu dříve nutných

činností a především za sebou nechával mnohem

kvalitněji zpracovanou půdu. Vynález se proto velice

rychle rozšířil jak po celých českých zemích, tak

v rámci habsburské monarchie, ale i v cizině, ba

dokonce až za mořem.

geniální vynález nepřineSl Slávu ani peníze

Sami objevitelé však z toho valný prospěch

neměli. Na nějaké patentování a z něho plynoucí

zisk nemohli ani pomyslet. Naopak mnohdy museli

bojovat i o uznání priority. Tak třeba už v roce

1832 se na hospodářské výstavě objevil pluh

J. Heinze (též Kainze), hospodářského úředníka

z Choltic, nápadně podobný „veverčeti“. Tehdy ještě

C. k. vlastenecká hospodářská společnost osvědčila,

že skutečnými vynálezci jsou bratranci Veverkové,

ale reálný výsledek to nemělo ani doma, natož

v cizině. A tak například pouhá jedna berlínská

firma Eckert vyrobila a expedovala během 30 let

přes milion pluhů s ruchadly, aniž z toho objevitelé

měli sebemenší prospěch.

Naopak – František Veverka upadl do bídy, rodný

stateček v Rybitví byl nucen prodat a odstěhoval

se do malé chalupy v Břehách u Přelouče. Roku

1847 mu zemřela manželka a krátce na to vyhořel.

Navíc ho stíhala jedna nemoc za druhou, takže smrt

v únoru 1849 se mu stala vysvobozením. Ani Václav

nezbohatl. I když měl na ruchadla dost zakázek,

zůstal prostým venkovským kovářem, na výrobu ve

velkém ani nepomyslel. Svého bratrance Františka

přežil jen o několik dní.

Dnes nám oba bratrance a jejich úžasný vynález

připomíná jen několik památníků, především po-

mník odhalený v Pardubicích roku 1883 u příleži-

tosti národopisné slavnosti. Pavel augusta

bratranci od PLUhUPrvní „biografický“ medailonek roku 2009 zahájíme hned dvěma osobnostmi a dokonce třemi výročími. Vynálezce ruchadla František Veverka se totiž narodil 3. března roku 1799 (tj. před 210 roky) a zemřel 12. února 1849 (před 160 roky). Jeho o něco starší (*1790) bratranec a spolupracovník Václav Veverka zemřel ve stejném roce.

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

11

Page 12: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

12

TOKAMAK – Toroidalnaja kamera v magnitnych

katuškach (toroidální komora v magnetických

cívkách). Experimentální zařízení, které po

konferenci v Novosibirsku v roce 1968 zaujalo

čelné postavení v pelotonu a žlutý trikot lídra od

té doby nikomu nepřepustilo. Od průlomového

modelu T-3 k největšímu tokamaku na světě –

tokamaku JET – bylo tehdy v roce 1968 ještě

daleko. Věda a technika tuto vzdálenost zvládla

na výbornou a s vervou se pustila do díla, které

nemá v historii světové vědy a techniky obdoby.

Sedm vyspělých států se dnes zcela rovnoprávným

způsobem podílí na realizaci posledního kroku

před výrobou elektřiny pomocí termojaderné

fúze, na stavbě zařízení ITER. Tokamak má vyrá-

bět desetkrát více výkonu než spotřebuje.

rok plný výročíRok 2008 byl doslova nabit výročími týkajícími

se řízené termojaderné fúze: uplynulo 50 let od

nepravdivé zprávy o termojaderných neutronech

anglického zařízení ZETA, před 50 lety se uskuteč-

nila II. Mezinárodní konference Atomy pro mír, kdy

se 5000 odborníků ze 62 států sešlo v Ženevě, aby

rozbili fúzní informační oponu napadrť. Před 40 lety

na novosibirské konferenci L. A. Arcimovič oznámil

konsternovanému světu úžasnou teplotu 10 mili-

ónů stupňů Celsia (desetkrát větší, než jaké bylo

dosaženo na jakémkoli jiném zařízení), změřenou

na moskevském tokamaku T-3, před 30 lety na

tokamaku PLT otevřeli američtí vědci v Princetonu

bránu termojaderných teplot 82 milióny stupňů

Celsia, když jim zafungovaly čtyři svazky rychlých

neutrálních částic dodatečného ohřevu o výkonu

0,9 MW současně a konečně před 25 roky bylo

zapáleno první plazma na největším tokamaku na

světě – na evropském tokamaku JET, který si jako

první vůbec poradil se směsí tritia a deuteria. 16 W

fuzního výkonu z roku 1997 je dosud nepřekonaný

světový rekord.

Státní prograM podepSal StalinVýzkum v bývalém Sovětském svazu „zapálil“

seržant Rudé armády končící vojenskou službu na

poloostrově Sachalin! Jeho návrh elektrostatického

termojaderného reaktoru v dopise adresovaném

ÚV KSSS inspiroval A. D. Sacharova a jeho učitele

I. E. Tamma k výpočtům magnetického termojader-

ného reaktoru, které po několikeré oponentuře vede-

né otcem sovětské atomové bomby, I. V. Kurčato-

vem, ředitelem Laboratoii izmeritělnych priborov AN

(dnes Kurčatovovův ústav atomové energie) skončily

u šéfa komise pro atomovou energii – u nechvalně

známého L. P. Beriji.

Byrokratickou přestávku ukončila až zpráva argen-

tinského prezidenta J. Perona o tom, že na ostrově

Huemal „argentinský“ vědec R. Richter otázku

řízené fúze vyřešil! Princip předběžné opatrnosti

postrčil L. P. Beriju a 5. května 1951 J. V. Stalin

podepsal státní program o výzkumu řízené termo-

jaderné syntézy pomocí magnetického reaktoru.

Zhruba o měsíc později dostal od americké vlády na

podobný projekt jménem Matterhorn podporu autor

zařízení zvaného stelarátor L. Spitzer.

terMojaderný prograM řídilo knížeSověti postavili do čela termojaderného programu

brilantního fyzika, potomka litevských knížat, L. A.

Arcimoviče. Toho Arcimoviče, který o 17 let později

oznámil úspěch tokamaků v Novosibirsku. První

nesmělá zařízení postavená už za vedení geniálního

konstruktéra i fyzika N. A. Javlinského v oddělení

výzkumu plazmatu LIPAN měla nestabilní plazma

s nízkými teplotami. V roce 1953 Šafranov (nezá-

visle na něm v USA M. D. Kruskal) odvodil kritérium

stability spojující geometrické a elekromagnetické

parametry plazmatického sloupce ve vnějším

magnetickém poli. Po krátké odbočce k lineárním

pinčům se Rusové vrátili k toroidálním výbojům,

tentokrát vyzbrojeni kritériem Šafránova-Kruska-

la. TMP (Torus v magnetickém poli) s keramickou

výbojovou komorou už měl všechny základní para-

metry tokamaků. Tedy až na jméno. To se zásluhou

I. N. Golovina objevilo právě před 50 roky.

„Zásluhou“ vyzařování nečistot v plazmatu

a tepelných ztrát způsobených nestabilitami byla

teplota plazmatu stále nízká. Tokamak T-1 už měl

komoru z nerezové oceli a jeho následník tokamak

T-2 mohl svou komoru odplyňovat vypékáním na

450 °C. Tak se krůček po krůčku blížili moskevští

odborníci průlomovému velkému tokamaku T-3, díky

němuž fúzní komunita slaví 40 let impozantního

vstupu tokamaku na světovou scénu.

Základní řada tokamaků označovaná jako „T“

měla své mladší sourozence s názvy začínajícími

písmeny „TM“ – tokamak malyj. TM-2 kupříkla-

du zjistil, že nestabilní plazma na T-2 vyžaduje

splnění kritéria Šafranova-Kruskala nejen na okraji

plazmatu, ale po celém jeho průřezu. Poznatek

uplatnili v Moskvě na tokamaku-legendě T-3. TM-1

zprvu studoval adiabatický ohřev plazmatu stla-

čením plazmatu pomocí magnetického pole, a pak

už pod názvem TM-1 VČ jiný způsob dodatečného

ohřevu, a to pomocí vysokofrekvenčního elektro-

magnetického pole.

v praze MáMe goleMaNěkdejší Československo mělo ve studiu interak-

ce vysokofrekvenčního pole a plazmatu dlouhou

tradici. Díky této skutečnosti a v důsledku

intenzivních kontaktů s ruskou fúzní komunitou

se tokamak TM-1 VČ objevil v roce 1977 i v Praze.

Od roku 1985 sloužil zcela přestavěný TM-1 VČ

Akademii věd až do Silvestra 2007 pod názvem

CASTOR (Czech Academy of Science Torus), aby se

poté přestěhoval na Fakultu jadernou a fyzikálně

inženýrskou a přijal jméno Golem. Studenti na něm

budou získávat praktické zkušenosti s vysokotep-

lotním plazmatem. První z nich, kteří se zaměřili

na obor Fyzika a technika termojaderné fúze,

se pustili do svých diplomek již ve školním roce

2008/2009. Tokamak CASTOR uvolnil své místo

modernějšímu tokamaku COMPASS.

milan říPa

50 Let tokamaku

3 a. l. arcimovič na návštěvě úStavu fyziky plazmatu čSav v roce 1965. vedle arcimoviče je karel koláček, za arcimovičem Stojí j. Ďatlov a j. pohanka (foto archiv úfp av čr)

3 první experimentální zařízení neSoucí jméno tokamak (t-1) (uveřejněno S laSkavým Svolením n. holoWeye)

3 zleva:v. S. muchovatov, S. v. mirnov, l. a. arcimovič, v. S. Strelkov před tokamakem t-3a (©kurčatovův úStav atomové enerGie)

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

Page 13: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

Asi vás to překvapí, ale zájemci o podobnou

výpravu existují i v České republice. Sice

zatím ještě chodí do školy, ale už teď mají

jasno v tom, čeho by jednou chtěli dosáhnout.

Právě pro takové nadšence připravila Dětská tisková

agentura a Český rozhlas 2 Praha soutěž „Expedice

Mars 2008“. Zúčastnit se jí mohli studenti středních

a základních škol z celé České republiky a na vítěz-

né týmy čeká skutečně lákavá odměna – finále celé

akce totiž proběhne v Evropském vesmírném centru

v Belgii! Patronem soutěže se navíc stal první český

kosmonaut Vladimír Remek.

rozhodovaly znaloSti i dovednoStiPodobně jako u skutečného letu, byli i jednotliví

soutěžící, kteří poustoupili do finále, vybráni na

základě svých znalostí a schopností. Kromě toho,

že museli úspěšně odpovědět na celou řadu testo-

vých otázek, čekalo na ně také důležité rozhodnutí

v podobě výběru „odbornosti“, kterou budou

v posádce zastávat. Celkem měli na výběr z pěti

různých možností.

palubní inženýr – počítačový expertÚkolem palubního inženýra – počítačového experta

je řídit let na Mars a zpátky. Zajišťuje bezpečnost

pobytu na Marsu a dohlíží na veškeré systémy

kosmické lodi a technické vybavení mise. Má na

starosti vývoj kosmické lodi a systémů ještě před

samotným letem.

palubní lékař – pSychologPalubní lékař a psycholog dohlíží před letem, za

letu i na povrchu Marsu na zdravotní stav posádky,

zajišťuje psychické zázemí, denně prověřuje zdra-

votní stav kosmonautů, zkoumá životní podmínky

na Marsu. Vede zdravotní dokumentaci jednotlivých

kosmonautů.

letec dokuMentariStaLetec dokumentarista zachycuje všední i nevšední

život posádky, pořizuje zápisy, fotografie, vede pa-

lubní deník, připravuje tiskové zprávy pro veřejnost

a pořizuje záznamy pro budoucí publikaci. Po při-

stání odpovídá za zpracování záznamů a fotografií.

letec biolog – palubní trenérZkoumá možnosti pěstování životně důležitých

rostlin a zvířat za letu a při pobytu na Marsu, mož-

nosti jejich využití a zpracování pro úspěšné přežití

posádky. Stará se o fyzickou kondici posádky, která

je důležitá pro správné plnění úkolů.

letec architekt – geologÚkolem této profese je navržení základny, vybrání

vhodného stavebního materiálu a místa jeho výsky-

tu. Na něm záleží, jak bude základna na Marsu vypa-

dat a fungovat. Zkoumá nerostné bohatství a zabývá

se geologickým vznikem a vývojem planety.

vítězové poletí do veSMíruZe 165 zájemců postoupilo do druhé části soutěže

25 soutěžících. Jakmile si zvolili svou odbornost,

čekal na ně druhý úkol v podobě vypracování

samostatného projektu, který prověřil jejich

znalosti z dané problematiky. Semifinále celé

soutěže, včetně obhajoby jednotlivých projektů,

se uskutečnilo na Hvězdárně a planetáriu Mikuláše

Koperníka v Brně od 12. do 13. prosince. V závěru

soutěže byly vybrány dva pětičlenné týmy, na které

čeká vánoční pobyt v Evropském vesmírném centru

a simulovaný let do vesmíru.

Pokud vás Expedice Mars 2008 zaujala a chtěli

byste se o ní dozvědět více, navštivte stránky

www.mars.zde.cz, kde naleznete také řadu foto-

grafií ze semifinále. Poslechnout si můžete také

pořad Domino na Českém rozhlasu 2 Praha, který

o soutěži čile informoval v průběhu semifinále

přímo z brněnské hvězdárny a planetária.

jan Píšala

eXPediCe marS 2008Když v roce 1969 úspěšně přistáli první lidé na Měsíci, zavládla mezi odborníky, kteří se podíleli na přípravě celého projektu Apollo, optimistická nálada. Podle jejich mínění měli lidé do konce 20. století dobýt také planetu Mars. Jak se brzy ukázalo, tyto první odhady byly značně nadsazené a až do dnešních dnů se žádná výprava s lidskou posádkou k planetě Mars neuskutečnila. To však neznamená, že by se podobný projekt neplánoval. A je docela možné, že budoucí posádka je již na světě.

3 orGanizátoři Soutěže Byli na účaStníky doko-nale připraveni, Samozřejmě v duchu letů do veSmíru!

3 výherci Semifinále Se můžou těšit na nevšední zážitek v evropSkém veSmírném centru v BelGii, kde prožijí několik dní z vánočních prázdnin.

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

13

Page 14: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

14

Využívání nízkopotenciálního geotermální-

ho tepla má však i svá úskalí. Při použití

zemních kolektorů nebo mělkých blízkých

vrtů tepelné čerpadlo odebere poměrně velký

tepelný příkon, tedy ovlivní podstatně větší prostor,

než jaká je plocha kolektoru. Využívání tepelných

čerpadel pro vytápění domů nebo ohřívání užitkové

vody ještě není v současnosti do té míry rozšířené,

aby ze vzájemného ovlivnění odběru geotermální

energie sousedícími subjekty vznikl nepřekonatelný

problém. Nicméně problém to je a je zajímavé,

podívat se na něj s předstihem.

nad kolektoreM přichází jaro pozdějiV okolí kolektoru dochází k velkému podchlaze-

ní půdy. V zahradě, v níž byl pod úroveň terénu

zabudován kolektor tepelného čerpadla, bývá

nástup vegetace o dva měsíce opožděn. Je zde tedy

takřka nemožné pěstovat např. zeleninu. Soused,

který vybuduje zemní kolektor až ke hranicím svého

pozemku, ovlivní podstatně pěstební podmínky

i v širším okolí. Když si vybudují zemní kolektory

dva sousedi blízko u sebe, může dojít ke zklamání

nad nedostatečnou tepelnou kapacitou a tedy

nedostatečnou funkcí tepelného čerpadla, nebo ke

„stržení“ tepla podobně, jako může nastat ztráta

vody ve studni při vyvrtání jiné v její blízkosti.

co MůžeMe od tepelného čerpadla u náS čekatZemní kolektor pro tepelné čerpadlo se v našich

podmínkách umísťuje do hloubky 0,5 až-3 metry

a odebírá cca 10 W/m2. Plošné tepelné zatížení je

stokrát větší, než střední geotermální tepelný tok!

Stahuje tedy teplo z mnohem většího prostoru.

Odběr tepla je v průběhu sezóny nerovnoměrný

– vzniká prostorové nestacionární vedení tepla.

Pomocí rovnic pro vedení tepla v tuhých tělesech

jde spočítat plochu, která musí být k dispozici pro

tepelné čerpadlo s určitým výkonem (viz tabulka).

co ukázal výzkuMZ měření a simulací (analýzy se dělaly zejména ve

Švýcarsku, které je v počtu tepelných čerpadel na

obyvatele světovým lídrem) vyplývá, že

v prvních letech provozu odebírá tepelné čerpa-1.

dlo teplo akumulované v okolní hornině

v létě nestačí tepelné toky v půdě odebrané 2.

teplo nahradit a proto teplota okolí klesá

pokles teploty v okolí kolektoru snižuje teplotu 3.

v okruhu tepelného čerpadla

odběrem tepla je ovlivňováno stále širší okolí4.

po několika letech provozu dojde k ustálenému 5.

stavu, ale podmínky pro odběr geotermálního tepla

jsou podstatně horší než v prvních letech provozu.

Zdroj:

J. Kadrnožka: Limity při využívání geotermální

energie tepelnými čerpadly, Energetika 6/ 200 8,

str. 192 – 195.

Další zdroje:

P. Čížek: Jak geologické poměry ovlivňují provoz

tepelných čerpadel, Alternativní energie

4/ 200 4, str. 14–15.

M. Hadrová: Geotermální energie

a její využití, UÚG Praha, 1981

J. Petrák: Tepelná čerpadla,

ČVUT Praha, 2004

Ukradené teploTepelná čerpadla jsou stále populárnějším zařízením využívaným pro alternativní vytápění. Jsou poháněna elektřinou a pro vytápění umějí využívat nízkopotenciální teplo, tedy teplo z našeho okolí. Fungují jednoduše – jako obrácená lednička. Z vnějšího prostředí (půda, voda apod.) odebírají teplo a dodávají ho do domu či bytu.

3 Schéma zemního kolektoru pro tepelné čerpadlo

Průměrný geotermální tepelný tok je

62,8 mW/m2 a na jednotlivých místech na

Zemi se velmi liší (Afrika – 50,23 mW/m2,

Asie – 62,35; Austrálie – 67,81; Evropa –

49,81; Severní Amerika – 59,81 mW/m2).

Nejčastěji se pohybuje mezi 30 – 120 mW/

m2. Geotermální energii je výhodné využívat

v oblastech, kde vysokoteplotní zdroje

(nejlépe v souvislosti s výskytem horké

vody) vyvěrají na povrch, jako je tomu např.

na Islandu, v Itálii, nebo na Azorech. Jde

o oblasti s tektonickou činností, geologicky

mladé, nejnižší geotermální toky jsou na

starých pevninských štítech.

Tepelná čerpadla je možné využívat i v mís-

tech s relativně nízkým geotermálním tepel-

ným tokem. Stav v některých místech naší

republiky ukazuje tabulka. Nejchladnější jsou

jižní Čechy (průměrně 50 mW/m2), nejteplejší

Podkrušnohoří (cca 100 mW/m2), a dále hrani-

ce mezi Českým masivem a Karpaty od Vsetína

po Hodonín a místa na Ostravsku a Litoměřic-

ku. S hloubkou teplota stoupá.

Příklady geotermálních tepelných toků v České republice (mW/m2)

Teplice 185

Dubí 105

Kostelní Hlavno 95,9

Stonava 90,9

Benátky n. Jizerou 79,6

Frenštát p. Radhoštěm 75,8

Lidečko 70,7

Slaný 62

Příbram 57,4

Skuhrov 47,7

Nikolčice 44

Požadovaný výkon tepelného čerpadla (kW) 3 9 15 21

Tepelný výkon odebíraný kolektorem (kW) 2 6 10 14

Plocha kolektoru (m2) 200 600 1000 1400

Ovlivněná (ochlazená) plocha (m2) 33000 100000 167000 233000

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

Page 15: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

Obří závod, který má ročně zpracovat 3,5

miliónu tun uhlí a vyrobit z něj milión tun

ropných produktů, se připravuje k uvedení

do provozu v Ordosu v čínské autonomní oblasti

Vnitřní Mongolsko. Technologii pro investici za

bezmála sedm miliard dolarů dodávaly zejména

německé společnosti. Denní produkce podniku do-

sáhne 20 tisíc barelů, když Čína dnes spotřebovává

7,2 miliónu barelů ropy.

V dolech v sousedství města, v němž žije milion

a půl obyvatel, se ročně dobývá 150 miliónů tun

uhlí, což představuje šestinu čínské těžby. Ambici-

ózní plán rozvoje této technologie brzdí zejména

hrozící nedostatek vody – na jednu tunu produkce

se jí spotřebuje plná tuna a čerpat se má ze Žluté

řeky, v jejímž povodí žije na 150 miliónů lidí.

je to ekonoMické a ekologické?Syntetické pohonné hmoty z uhlí obvykle řeší

naléhavý problém nedostatku ropy. Za druhé svě-

tové války je vyrábělo nacistické Německo a plnou

třetinu domácí spotřeby jimi pokrývá Jihoafrická

republika. Vyplatí se pouze v zemích s obřími

uhelnými zásobami a, jak se shodují ekonomičtí

analytici, jejich produkce může dokonce výrazně

prodloužit „ropnou éru“. Z ekologického hlediska

je však přínos této technologie více než sporný.

Kromě mimořádně vysoké spotřeby vody při výrobě

„uhelného benzínu“ se prokázalo, že z důvodu nízké

účinnosti ovlivňuje uhelný benzín klima dvakrát

více než klasický.

jak Se to děláZa nejperspektivnější metodu zkapalňování uhlí se

dnes považuje takzvaný Fischerův-Tropschův pro-

ces. Při něm vodní pára za zvýšené teploty, tlaku

a za přítomnosti katalyzátorů (kobaltu nebo niklu)

působí na oxid uhelnatý vznikající nedokonalým

spalováním uhlí. Výsledkem je směs uhlovodíků

(alkanů a alkenů), ze které se pak vyrábějí kapalné

uhlovodíky včetně benzinu. Jinou metodou je

převedení směsi oxidu uhelnatého a vodíku na me-

tylalkohol, který může být použitý jako palivo nebo

přísada do paliva. Bude tedy možná jen otázkou

času, kdy zase začneme jezdit na uhlí – byť už bez

přikládání do kotle. (red)

Jak natankovat UhLí do nádrže autaUhlí si postavení dominantního energetického zdroje na Zemi udrží ještě po staletí. A to i přes výhrady některých ekologistů vůči jeho využívání. Není dokonce vyloučeno, že jeho význam dále poroste – s ubývajícími zásobami ropy se zkapalňování uhlí a výroba syntetických pohonných hmot vyplatí.

Statistiky německých uhelných svazů

www.kohlenstatistik.de

British Petrol

www.bp.com

Popis metod zkapalňování uhlí

en.wikipedia.org/wiki/Coal_liquefaction

, WWW3 šatna uhelného dolu3 závod na zkapalňování uhlí v německu Bottrop

Ověřené zásoby uhlí na Zemi činí 850 miliard

tun. Při současné roční těžbě 6,4 miliardy tun

tak vystačí na 133 let, uvádí letošní Světový

energetický přehled zpracovaný analytiky pet-

rochemického koncernu BP. Za posledních de-

set let stoupala světová těžba každoročně o tři

procenta. Německý Svaz uhelného průmyslu

soudí, že při nynějším tempu spotřeby nám

vydrží dokonce 270 let. Kromě toho existuje

velké množství zatím neprozkoumaných zásob,

navíc lze předpokládat, že nové technologie

umožní dobývat i dosud netěžitelné sloje. Vět-

šina odhadů proto počítá s tím, že uhlí vystačí

až 300 let, podle jiných zdrojů až 600 let.

V zemích Evropské unie se uhlí podílí na

výrobě elektřiny 28,7 procenty. Na jaderný

proud připadá 29,5 procenta, na plyn 20,2

procenta a na vodu a další obnovitelné zdroje

17,8 procenta. Největší závislost na uhlí (přes

90 procent) vykazuje elektroenergetika Polska

a Estonska, s velkým odstupem, avšak stále

přes polovinu, následují Česko (58,9), Dánsko

(53,9) a Řecko (53,1).

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

15

Page 16: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

16

Stručně o projektuRedakční systém je druh webové aplikace, která běží

v pozadí internetových stránek a umožňuje jejich

snadnou úpravu a tvorbu. Uživatel tak pro jejich

správu a udržování nemusí znát žádné programovací

jazyky ani technologické postupy.

Albireo bylo navrženo pro co nejjednodušší a při-

tom efektivní správu a tvorbu internetového obsahu.

Používáme k němu technologie a postupy typické

pro Web 2.0 a webové operační systémy (WOS),

jako jsou Ajax, DHTML a například s jejich pomocí

realizovaná mobilní dialogová okna se schopností

transparence. Díky flexibilní asynchronní komuni-

kaci se serverem dokáže systém přepisovat aktivně

obsah prezentace. Protože je Albireo volně šiřitelné,

snažili jsme se dosáhnout maximální přenositelnosti

a možnosti rozšíření. Pro instalaci systému je třeba

přenést na server jediný soubor o velikosti 20 kB.

V neposlední řadě náš systém vyniká v nebývalé

podpoře standardů W3C a šířce nasazení XML.

zadarMo a pro každéhoPrvní (a nejdůležitější) otázka, na kterou se

spousta lidí zeptá, je: „A kolik to stojí?“ Dobrá

zpráva – nic. Albireo je totiž volně šiřitelný

software a freeware. Albireo proto má být veřejně

k dispozici a mít zdrojové kódy, které má každý

právo upravovat podle své vlastní potřeby. Podle

dostupných informací jde o první český redakční

systém poskytovaný zcela zdarma.

V čem se Albireo liší od svých placených či

zahraničních sourozenců? Rozhodli jsme se uchopit

tvorbu svého systému trochu jinak. Naším hlavním

cílem je, aby prakticky kdokoli byl schopen produkt

používat. Vycházíme z toho, že použité postupy jsou

známé každému, kdo vlastní počítač s operačním

systémem Windows (dialogová okna, menu, metody

táhni a pusť), kdo používal textový editor, jako je

Microsoft Word (editor pro úpravu jednotlivých článků

publikovaných na webu) nebo kdo pracoval se soubo-

rovým manažerem Total Commander (dvoupanelový

manažer obsahu jak pro virtuální soubory – webové

články, tak i pro fyzické soubory – obrázky na serveru,

apod.).

Stejně jednoduchá je i instalace. Stačí na server

nahrát jediný soubor, ten si otevřít v prohlížeči a dr-

žet se instrukcí na obrazovce. Ty vás případně upo-

zorní na problémy a možnost jejich řešení. Podobně

je řešena i instalace rozšíření, které přidává funkce

nedostupné v samotném systému, např. fulltextové

vyhledávání nebo automatickou fotogalerii.

ÚSpěch bohatě vynahradil trápeníTvorba jakéhokoli obsáhlejšího programu s sebou

nese spoustu úskalí. Je to práce mnohdy nevděčná

a složitá, zvláště pak v prostředí internetových

stránek. Může se stát, že programátor zoufale sedí

nad několika řádky kódu a snaží se zjistit, proč to

vlastně nedělá, co by mělo. Když pak po třech ho-

dinách zjistí, že se přepsal a použil například malé

písmeno místo velkého, přichází hlasitý, mnohdy

zoufalý a hysterický smích.

Když však přemůže pocity beznaděje a nakonec

všechno funguje tak, jak má, dostaví se pocit

spokojenosti a osvícení (známé „heuréka!“, které

pozná každý, kdo se snažil na něco přijít). Barvy

jsou barevnější, život je příjemnější a člověk může

opět na chvíli vypnout a věnovat se dalším svým

zálibám a vyrazit za přáteli, na které málem kvůli

soustředění na nerozlousknutelný problém zapo-

mněl. Samozřejmě se každý větší i dílčí úspěch musí

patřičně oslavit, protože nejen prací člověk je živ.

SMěr webtopyS tvorbou systému jsme začali v roce 2006 poté, co

nám přestala stačit tvorba obyčejných stránek obo-

hacených jen o jednoduché skripty. Společně se sys-

témem jsme rostli i my a postupně se naučili ovládat

i moderní techniky objektového programování pomocí

návrhových vzorů nebo asynchronní komunikace. Od

počátku bylo naším cílem vytvořit systém, který bude

jiný než ostatní a hlavně bude mnohem jednodušší

k ovládání.

Přestože Albireo bylo navrhováno jako redakční

systém, ukázaly se jeho možnosti i naše ambice větší.

Proto se nyní snažíme řešení rozšířit na obecný infor-

mační systém a zaměřit se na výzkum a vývoj týkající

se webových operačních systémů nebo webtopů, což

je v českých a poměrně i ve světových podmínkách

raritou (ze zahraničních projektů stojí za zmínku ze-

jména výzkum na University of California, Berkeley).

Zároveň však dáváme důraz na to, aby s nárůstem

funkčnosti nenarůstala i složitost ovládání.

Věříme, že jak bude Albireo procházet evolucí,

vyvine se z něj ještě unikátnější systém, který bude

maximálně přívětivý ke svým uživatelům.

Na www.albireo.name se můžete podívat, kam

jsme došli.

Petr kunc a martin novák

studenti Prvního ročníku fakulty informatiky

masarykovy univerzity Brno

albireo

Albireo je nový redakční systém připravený dvěma studenty Fakulty informatiky Masarykovy univerzity Brno. Svůj název dostal podle hvězdy v souhvězdí Labutě. V té době ještě uničovští gymnasisté se s tímto projektem zúčastnili v loňském roce finále 15. ročníku soutěže vědecko-technických projektů studentů středních škol. Jak o sobě autoři projektu napsali, jsou první, kdo v České republice vytvořil svobodný redakční systém šířený pod licencí GPL. Dnes na něm dále pracují a baví je to čím dál víc.

3 „kraBice“. nejedná Se přímo o hmotné pouzdro, protože SyStém nevydáváme na cd neBo na jiném médiu, ale šíří Se pouze po internetu. pouzdro je jen Grafickým ztvárněním upozorňujícím na SkutečnoSt, že jde o „kuS“ SoftWaru, který je možný Stáhnout a používat.

Autoři získali za tento projekt

Cenu Intel Excelence in Computer Science

Award v soutěži Vědeckotechnických projektů

středoškolských studentů v r. 2008.

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

Page 17: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

Nový přívod je součástí modernizace elekt-

rárny, která ČEZ přijde na 25 miliard korun.

Po spojení původně dvou samostatných

elektráren do jedné bylo třeba vyřešit dodávku

elektřiny pro tři skládkové stroje obsluhující

uhelnou skládku o ploše 600 x 50 metrů. Tento

technický oříšek vyřešili odborníci ze společnosti

Hennlich Engineering (odštěpný závod rakouské

společnosti Hennlich Industrietechnik) tzv. ener-

getickými řetězy. Ty přivádějí energii do zařízení

(2 mostové nakladače, skládkový stroj), jež „krmí“

elektrárnu uhlím. Unikátní technické řešení na-

hrazuje původně používané kabelové shrnovačky

a navíjecí bubny, jejichž funkčnost negativně

ovlivňovaly povětrnostní podmínky.

celý den 800 kwVybudování přívodu trvalo tři měsíce a v provozu

je již od prosince 2008. Systém je schopen do-

dávat celodenně energii 800 kW. Podobné, avšak

kratší zařízení slouží již v elektrárně Počerady.

Obdobná zařízení se mohou kromě elektráren, tep-

láren a úpraven uhlí uplatnit i v jiných oblastech

průmyslu, kde je třeba spolehlivě přivádět různé

druhy a množství energie na delší vzdálenosti.

darina Boumová

ne jdelší pohyblivý přívod elektřiny na Světě Ma Jí v elektrárně tušimice iiSkutečným unikátem se může pochlubit severočeská elektrárna Tušimice II Skupiny ČEZ. Využívá totiž nejdelší pohyblivý přívod energie na světě. Jeho celková délka přesahuje 600 metrů! Konkurentem jí může být asi jen 500metrové vedení v Singapuru. Jen pro představu: tušimické vedení by stačilo přetnout šest fotbalových hřišť naskládaných za sebou.

3 pohled na zařízení v elektrárně tušimice ii

3 jak může vypadat WeB poStavený na alBireu

3 zálohování

3 Správa oBSahu

3 Správa oBSahu

3 Správa oBSahu

Odštěpný závod HENNLICH ENGINEERING

je investorsko-inženýrský a výrobní závod,

který se specializuje na řešení problema-

tiky prašnosti v průmyslových provozech.

Je důležitým partnerem pro společnosti ze

strojírenského, automobilového, chemického,

papírenského či důlního průmyslu. Zabývá

se také instalacemi tepelných čerpadel.

Firma je součástí evropské skupiny Henn-

lich, jejíž historie sahá do roku 1922, kdy

v severočeském Duchcově založil Hermann

Hennlich firmu specializovanou na dodávky

pro strojírenství a doly. Od konce války sídlí

v rakouském Schärdingu, po roce 1989 rozší-

řila aktivity i do dalších deseti zemí střední

a východní Evropy.

, Hennlich Engineering

Hennlich: Nejdelší energetický přívod na světě

pro elektrárnu Tušimice

www.hennlich.cz/index.php?fn=910&dn

=1270&dokument=10102

, WWW

Březen 2009

třípól | www.tretipol.cz

17

Page 18: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

1818

číM Se zabývá icelandic new energy?Icelandic New Energy propaguje použití vodíku jako

paliva. Všechna elektřina na Islandu pochází buď

z vodních nebo geotermálních zdrojů a vytápění

v domácnostech a průmyslu je pokryto geotermál-

ním teplem. I když ropu dovážíme pouze pro účely

přepravy a rybářské flotily, zabírá 28 % spotře-

bované energie v zemi. Pokud dokážeme použít

elektřinu přímo (například vodík vyrobený z vody

nebo dostupné obnovitelné zdroje elektřiny), tak

nebudeme potřebovat dovážet žádnou energii

a celá ekonomika bude založena pouze na obnovi-

telných zdrojích.

a číM vy oSobně?Zajišťuji sběr dat a průzkum týkající se technologie

využití vodíku. Také mám na starosti přípravu nej-

různějších brožur a článků na toto téma i studenty

z Islandské univerzity. Od 8.30 do 18.00 h sedím

u počítače nebo na poradách s techniky a specia-

listy na energii a geologii. Přibližně dvakrát týdně

prezentuji zájemcům naši práci a odpovídám na

dotazy novinářů. Do práce se snažím jezdit co nej-

více na kole. A také si půjčuji jedno z našich aut na

vodík, které teď testujeme v městském provozu.

na čeM zajíMavéM pracujete?Asi před rokem jsem připravovala naši předváděcí

místnost na palubě lodi Elding sledující velryby,

kde testujeme pomocnou výkonovou jednotku

fungující na bázi vodíku. Je to poprvé na světě,

co je vodík testován v reálných podmínkách pro

využití na plavidle. Místnost je navržena tak, aby

navodila pocit, že se noříte dolů do moře, odkud

bereme vodu na výrobu vodíku. Představujeme zde

řadu vodíkových projektů jako autobusový projekt

ECTOS, vodíkovou čerpací stanici, a také výhledy do

budoucna v tomto novém energetickém oboru.

Při příznivém počasí je možné vypnout hlavní mo-

tor, většinou dieselový, takže loď je zcela nehlučná.

Vodíkový pohon přitom vyrobí dostatek energie pro

napájení světel, navigaci apod.

MySlíte, že vodíkové technologie Mohou nahradit v budoucnoSti uhlí a ropu?

Všechny problémy okolo vodíkového paliva jde

vyřešit. Spíše je otázkou, kolik zemí používá své

vlastní obnovitelné zdroje energie. Fosilní paliva

budou vyčerpána, a proto je čas začít investovat do

solární a vodní energie, používat tepelná čerpadla

nebo biomasu čistě a efektivně. Zlepšovat účinnost

uhelných energetických systémů je dobré, ale

pořád budou vypouštět skleníkové plyny a zdroje

uhlí nejsou nevyčerpatelné. Čím dříve lidé začnou

používat obnovitelné zdroje, tím snáze celý svět

zvítězí nad ropou. Na Islandu se první elektrárna

postavila v roce 1904 a první geotermální tepelný

systém v roce 1930. Investice v posledním tisíciletí

byly obrovské, ale teď můžeme naše know-how šířit

do celého světa. Počítám, že do nové energetické

éry se dostaneme za jednu až dvě generace.

jak lidé u váS přijíMají vodíková vozidla?

Veřejnost, řidiči autobusů, místní úřady i média

reagují pozitivně a velice se o tento projekt

zajímají. Byl to pro mě jeden z nejlepších zážitků

vidět, s jakým zájmem sleduje veřejnost dění

v této oblasti. I když jsou ceny této energie oproti

očekávání veřejnosti vyšší, technologie se musí

otestovat, aby se mohla časem dostat na běžný trh.

Veřejnost chápe, že je nutné někde začít. Někteří

lidé zdůrazňují efektivnost a této technologii stále

nevěří, nicméně jich je menšina.

Naše společnost testuje vodík a nic nehlásáme,

dokud nemáme v rukou výsledky. Ostatní testují

a používají metan z polí nebo používají auta na

elektrické baterie. Nevnímám to jako soupeření, ale

jako výzvu, na kterou musíme odpovědět jednoznač-

ným výsledkem. Každé řešení má své pro a proti, ale

problém je stejný. Jsem si jistá, že v budoucnosti

zde bude mix různých technologií podle dostupných

zdrojů. V našem případě jsou to elektřina a voda.darina Boumová

(rozhovor Byl se svolením autorky redakčně krácen a uPraven.)

vodík na sto zPůsoBů

Paní María Hildur Maack je z Islandu. Pracuje jako Environmental manager ve společnosti Icelandic New Energy. Vystudovala obor Environmentální management a politika na International Institute for Industral Environmental Economics a biologii na University of Iceland. Získala licenci jako průvodce po Islandu, mluví pěti jazyky. Má ráda procházky nebo jízdu na kole, ráda maluje akvarely a dělá sochy ze starého haraburdí. Myslí si, že život stojí za pracovní úsilí a užívá si toho, že má možnost podílet se na nevyhnutelné změně světa energie. Paní Maack nám odpověděla na několik otázek.

Icelandic New Energy

www.newenergy.is/newenergy/en/

Více informací o vodíkovém hospodářství a au-

tech na vodík v dalších článcích Třetího pólu:

Vodík bezpečnější než benzín

www.tretipol.cz/index.asp?clanek&view&675

Hudba budoucnosti: 1 000 km/l benzínu

www.tretipol.cz/index.asp?clanek&view&337

Co je to palivový článek

www.tretipol.cz/index.asp?clanek&view&181

Vodík – palivo budoucnosti

www.tretipol.cz/index.asp?clanek&view&182

, WWW

3 paní maack S vlaStní Sochou „poklona míru“

3 hildur maack

třípól | www.tretipol.cz

Březen 2009

Page 19: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

První geotermální elektrárna byla vybudována

v roce 1904 v severní Itálii na místě, kde

ze země při teplotách 140 až 260 °C uniká

pára. Pára pohání přímo elektrické generátory. Na

místech s přírodním únikem zemského tepla byly

geotermální elektrárny postaveny také na Novém

Zélandu, Filipínách, Islandu, v Kalifornii a v Mexi-

ku. Ve většině případů však geotermální zdroj závisí

na hlubinných vrtech.

Podle odhadů je ve velkých hloubkách planety

k dispozici výkon 40 tisíc gigawattů energie (to je

jako 20 tisíc Jaderných elektráren Temelín). Celkový

instalovaný výkon geotermálních elektráren ve

světě se odhaduje na osm tisíc megawattů, tedy na

čtyři Temelíny.

principVyužití zdroje geotermální energie začíná vyhloube-

ním dvou vrtů, do kterých se čerpá voda. Využívají

se vrty hluboké dva až osm kilometrů, do nichž se

tlačí voda. V pětikilometrové hloubce dosahuje voda

již nejméně 200 °C. Prvním vrtem proudí do skály,

protéká jejími štěrbinami, a druhým vrtem se vrací na

zemský povrch. Po návratu na povrch do atmosféric-

kého tlaku se přemění na páru, která pohání turbínu.

Jedna elektrárna bývá napojena na několik vrtů. Další

systém elektrárny je podobný jakékoliv jiné klasické

tepelné elektrárně. Vystupující voda se vypouští do

řek anebo vrací zpět do vrtu. Typické jsou takové

zdroje např. pro Island. Mezi státy s nejvyšším

instalovaným výkonem geotermálních elektráren patří

USA, Japonsko, Filipíny, Itálie a Mexiko.

výhodyJde o čistý, nevyčerpatelný, obnovitelný zdroj

energie. Vyžaduje zpravidla větší investiční pro-

středky, ale v provozu je velice ekonomický, protože

„palivo“ je zdarma.

probléMy• jen málo míst na zemském povrchu vyhovuje

• minerály z horké vody se usazují v trubkách

a způsobují korozi turbín

• ztráta vody pumpované do vrtů – v podobě horké

vody se vrací pouze třetina vody vháněné do vrtů

• nutnost vrtání velmi hlubokých vrtů

Náklady na výrobu elektřiny klesají s rostoucí

teplotou geotermálního zdroje. Elektrárna je eko-

nomicky efektivní pokud je průměrná teplota zdroje

vyšší než 180 °C. Elektřinu je možné vyrábět i při

nižších teplotách, ale v tom případě je třeba použít

místo vody organickou kapalinu, jejíž páry proudí

turbínou. Tato kapalina se odpařuje v tepelném

výměníku pomocí geotermálního tepla.

plány i v čeSkuI když v České republice není dostatečný potenciál

geotermálních zdrojů, s jejich využitím se počítá

i zde. Pokud vše půjde podle plánu, do konce

letošního roku by na severu Čech měly být zahájeny

tři kontrolní vrty do hloubky pěti kilometrů. Celkové

náklady na výstavbu geotermální elektrárny v Liberci

město odhaduje na 1,2 miliardy korun, dokončena

by mohla být do roku 2010, nejpozději do roku

2013. Geotermální elektrárna by měla podle před-

běžných odhadů poskytnout zhruba 50 megawattů

tepelné a asi pět megawattů elektrické energie.

Záleží však na výsledcích průzkumných vrtů.

Kromě Litoměřic a Liberce se o využití geotermální

energie zajímá celá řada měst a obcí jako Pardubice,

Dobruška, Rumburk, Český Krumlov nebo Heřmanův

Městec. Průzkumné vrty plánují Úvaly u Prahy, Nová

Paka, Nové Město pod Smrkem, Opočno či Semily.

Odborníci už vytipovali na území České republiky

nejméně šedesát lokalit vhodných pro výrobu elek-

třiny s celkovým výkonem 250 megawattů a v pří-

padě tepla na vytápění s výkonem okolo dvou tisíc

megawattů. Experti předpokládají, že do budoucna

by se v České republice mohly postavit geotermální

elektrárny o celkovém výkonu 3200 megawattů.

V Česku využívá geotermální energii např. město

Ústí nad Labem, kde slouží k vytápění plaveckých

bazénů a od května 2006 také k vytápění zoologické

zahrady. Geotermální teplo využívá i město Děčín, a to

z podzemního jezera v hloubce 550 metrů. (red)

3 Schéma elektrárny využívající Geotermální enerGii u rjekjavíku

cs.wikipedia.org/wiki/Geotermální_energie

zdrojeenergie.blogspot.com/200 8/ 10/

geotermalni-energie.html

www.spvez.cz/pages/geoterm.htm

sf.zcu.cz/rocnik07/cislomm/1-5def.html

, WWW

geoterMáLní enerGieNěkteré části zemské kůry se více zahřívají vlivem tepla, vznikajícího při radioaktivních přeměnách v ložiscích radioizotopů, nebo díky vulkanické činnosti. Energeticky je možné využít teplo z horkých pramenů nebo horké horniny – čerpá se přes ně voda, kterou ohřívají, a vzniklá pára se energeticky využívá. Čerpat lze i teplou vodu a přes tepelné výměníky odvádět získané teplo přímo k vytápění. Na některých místech je možné dokonce postavit geotermální elektrárny, které klasickým způsobem pomocí turbíny a generátoru vyrábějí elektřinu.

třípól | www.tretipol.cz

Březen 2009 19

Page 20: TŘÍPÓL | březen 2009 · 2016. 12. 15. · 5. ledna 2009 kontrakt s nigerijskou vládou na dolování uranu v ložisku Imouranen v Nigeru. Je to největší ložisko v Africe.

2020

Počítačový program matematicky simuluje a názor-

ným způsobem ukazuje procesy probíhající v jaderné

elektrárně. Pro konkrétní uspořádání jednotlivých

zařízení v modelu a hlavní parametry byla vzorem

Jaderná elektrárna Temelín s reaktory typu VVER

1000. Složitost modelu byla volena tak, aby program

mohl běžet na standardním osobním počítači v re-

álném čase nebo rychleji. Simulační model obsahuje

klíčové komponenty všech okruhů jaderné elektrárny.

Po spuštění programu je simulátor uveden do

nominálního stavu bloku, tzn. na 100 % výkonu

reaktoru. Uživatel programu může následně ovládat

jednotlivé regulační prvky simulátoru (regulační

tyče reaktoru, regulační ventily, čerpadla, vyvedení

elektrického výkonu apod.) a sledovat odezvy na

své zásahy. Simulaci lze kdykoliv pozastavit a zno-

vu spustit, nebo úplně zastavit a spustit znovu

z výchozího stavu, nebo vypisovat protokol o prů-

běhu simulace. Simulátor nabízí tři hlavní panely

se schématy primárního, sekundárního a terciárního

(chladicího) okruhu. Kromě toho je možné zobrazit

další tři panely s časovými průběhy vybraných pa-

rametrů všech okruhů. Přepínání panelů, spouštění

a zastavování simulace je umožněno z centrálního

ovládacího panelu. Program je určen k seznámení

s funkcemi i základními parametry nejdůležitějších

zařízení jaderné elektrárny.

Simulátor je pro svou názornost vhodný pro

školy i všechny zájemce, kteří se o problematiku

jaderných elektráren zajímají. Ke stažení včetně

návodu je na: www.cez.cz/cs/vzdelavani/multi-

media/4.html.

Program byl vytvořen ve spolupráci s informač-

ním střediskem Jaderné elektrárny Temelín, jeho

autorem je Ing. Jiří Punčochář. Autor programu

bude poskytovat technickou podporu na webových

stránkách jesim.aspweb.cz.

(red)

obSahKahánek, Jak cestuje teplo, Přenos tepla prou-

děním, Tepelné záření, Termoska, Teplo třením,

Ochlazování plynu při expanzi, Mráz, Mrazicí směs,

Hřejivý polštářek, Roztažnost skla a vody, Bimetal,

Vážení tepla, Balón na teplý vzduch, Tepelné

stroje, Lodička na páru, Zážehový motor, Pijící čáp,

Termočlánek, Čerpání tepla.

autor Mgr. Zdeněk Polák, Náchod

hrátky S teplem

ChCete si vyzkoUŠet „řídit“ jaderný reaktor?

Víte, že prakticky veškerá energie, se kterou se setkáváme a kterou využíváme ke svému prospěchu,

byla teplem nebo jako teplo končí? Pokud ne, objednejte si brožuru ze vzdělávacího programu ČEZ

Svět energie „Hrátky s teplem“. Najdete v ní návody na zajímavé pokusy, které vás zavedou do svě-

ta tepla, jeho vlastností, šíření, projevů, jeho měření a pozorování jeho účinků. Brožurka odpoví na

otázky Co je teplo? Jaké má vlastnosti a kde vzniká? Co se stane s látkami, kterým teplo předáme,

nebo naopak vezmeme?

Pokud ano, vyzkoušejte simulátor JeSim 2006. Složité matematické rovnice, které popisují například neutronově fyzikální a tepelně hydraulické procesy probíhající v aktivní zóně reaktoru, mohou být totiž naprogramovány a výsledky jejich řešení graficky znázorněny. „Řídit“ jaderný reaktor tak můžete přímo na vašem PC!

3 Sekundární okruh

3 primární okruh

3 terciární okruh

Simulátor • JeSim 2006 je určen pro výkon-

nější počítače PC s operačním systémem

Microsoft Windows 2000/XP. Doporučen je

počítač s procesorem s frekvencí vyšší než

2 GHz a s pamětí RAM o velikosti minimálně

256 MB.

Simulaci dějů v jaderné elektrárně lze sle-•

dovat ve více panelech (oknech) současně,

k dispozici jsou také panely s časovými gra-

fy. Výhodné je spouštět program ve vyšších

rozlišeních monitoru, jednotlivé panely lze

pak skládat přehledně vedle sebe. Minimální

rozlišení je 1024 x 768 bodů.

, Parametry

Mgr. ZDENĚK POLÁK

HRÁTKY S TEPLEM

S.E_teplo_obalka.indd 1 22.10.2007 11:48:53

Brožura je pro školy a studenty zdarma!!!

Můžete si ji objednat na:

www.cez.cz/vzdelavaciprogram

nebo na tel. 211042681.

třípól | www.tretipol.cz

Březen 2009


Recommended