ENERGIE A ÚČINNOST

6. listopadu 2022 (SEČ) 10:13

Je lepší účinnost solárních panelů nebo jaderné / uhelné elektrárny ?

Značky, štítky a poznámky: účinnost, energie, jaderná energetika, solární energie

Stále častěji se setkávám s obrovským nepochopením účinnosti standardních (jaderných, uhelných) parních elektráren. Lidé porovnávají účinnost turbín a vůbec parních elektráren s účinností solárních panelů, přitom jim vypadává jeden důležitý objekt a jeho vyzařování nevyužité (odpadní) tepelné energie do svého okolí. Ano je to zdroj tepla / energie, který všechno mění v neprospěch jádra, uhlí, plynu. Tepelný výkon neproměněný na elektřinu je doslova vyhozen oknem elektrárny do vzduchu.

Výsledkem je, že lidé ve většině porovnávají účinnost cca 34% u fosilních a jaderných elektráren s 20% účinností solárních panelů. Na první pohled tak mají argument pro tradiční zdroj energie, spalování uhlí nebo jadernou energii.

Základní jejich omyl a chyba ve výpočtu je zdroj tepla. Zatímco jadérka nebo uhelná elektrárna musí vyrobit teplo a neproměněných 66% doslova vyvrhne nám do přírody (čili každý 1kWh, který doma spotřebujete automaticky někde na znojemsku vypustíte lidem do přírody jako kilowathodiny dvě, oni pak nadávají, že maj příliš teplo a sucho). Neřešíme jen znečištění oxidy dusíků, síry a uhlíku. Podstatné je také přímé oteplování konkrétních míst, kde zdroje tepla jsou.

Naopak solární panel teplo / energii odebere. Čili opět pokud na Znojemsku solární panel vyrobí 1kwh a pošle ji na severní Moravy tak právě o tu jednu kilowathodinu se Znojmo ochladí, téměř tak prosté to je. To téměř platí stejně pro jadérky, uhelné, soláry a větrné, přesný výpočet to mírně upraví, ale v zásadě princip je jasně daný. Uhelné a jaderné elektrárny vytvářejí odpadní teplo a tím zavšivují náš životní prostor. Solarní panel, větrná elektrárny nebo geovrty naopak energii už zde na zemi nacházející odeberou a už jen dále předávají, výsledkem je místní ochlazení.

Argument, že elektrárna jako zdroj tepla je malý v porovnání s přírodou je lichý. Je to podobný argument jako ruský pokus zavlažit části země s tím, že nikdy nemůžou vysušit moře / jezero. Tak stalo se. Aralské jezero už neexistuje, bylo vysušeno. Stačí jednoduchý pokus. Zapalte u vás na zahradě oheň. Udržujte ohniště dva roky. Za dva roky se podívejte do okolí ohniště. Samozřejmě u sousedů se téměř nic nezměnilo, ale kolem vašeho ohniště je úplně jiná příroda, jiná vlhkost. Ovlivnili jste dění v okolí ohniště. Výkon venkovního ohniště je v řádu jednotek kilowattů. Teplný odpad z jaderné elektrárny je v jednotkách GW. Čili ne tisíc ohnišť ve vašem okolí, ale milion ohnišť hořících den co den, hodinu co hodinu, minutu co minutu - nekompromisní spálující výheň (jen není vidět, ale jde změřit a spočítat). Pokud existuje někdo kdo si myslí, že jeden milion ohnišť nezmění okolí jaderné elektrárny tomu není pomoci. Samozřejmě, že změní. Je to praktická místní katastrofa.

Aktuální situace na Ukrajině navíc ukazuje, že zabezpečit jadernou elektrárnu a ještě důležitější jaderný smrtelně toxický odpad prakticky není možné. Vlády nám říkají, že odpad z jaderné elektrárny se musí uložit bezpečně na stovky tisíc let. Neuteklo ani padesát let od boomu jaderných elektráren a ruští vojáci se hrabou v jaderném odpadu v Záporoží, někam ho vyvážejí, útočí přímo na budovu jaderné elektrárny a bezprostřední blízkost jednotlivých reaktorů. Takže stačilo desítky let ne stovky tisíc let a je jasné, že zabezpečit jaderný odpad (ani samotný provoz) není v lidských silách, je to nereálná představa, pouhy nesplnitelný sen. Hloupost, naivita, pouze politický blud, lidské selhání. Problémem je absolutnost případných havárií. Když vybuchne jaderná bomba, hoří prakticky tak dokonale, že už za pár let můžete obnovit celé město. Ne tak u atomových elektráren, jaderné hoření je tam natolik nedokonalé a špatné, že jaderná katastrofa jako je Černobyl nebo Fukušima poznamená okolí na dlouhé stovky let a celý pozemský svět z lidského pohledu prakticky navždy (některých produktů hoření se už prakticky nikdy - z pohledu lidských životů - nezbavíme, přibyly, jsou nebezpečné a jsou kolem nás).

------ populárně i odborně ------

Téma se týká také albeda, odrazivosti. To vše není započteno právě v principu předávání energie solárním panelem. Jinými slovy solární panel přijímá a zároveň předává (odráží) energii právě jen stávající v hypotetické krychli (hranolu, kouli) své elektrárny. Naopak jadérka ve své hypotetické krychli (nad svým pozemkem) energii výrazně zvyšuje.

Entropie. Platí co je uvedeno výše. Atomovka nebo plynová, uhelná elektrárna zvyšuje entropii svého okolí. Solární panel, větrná elektrárna, geotermální zdroj záporně nebo zanedbatelně - věechny tyto tři zdroje fungují analogicky tepelnému čerpadlu (v konečném důsledku jen přemisťují už stávající energii).

Termodynamika, zachování energie. Vše co je zde a výše vysvětleno plně respektuje a v konečném důsledku zcela podtrhuje základní fyzikální zákony.

Carnotův cyklus. Nejúžší hrdlo účinnosti omezuje celou soustavu právě na tuto a jistě menší účinnost (mými slovy). Tady velké upozornění. Solární panel je první v řadě a v tomto duchu (Carnotův kruh, cyklus) není účinnost panelu cca 20% ale naopak 100% (je přímým zdrojem konkrétních 100% energie). Nehraje zde roli účinnost proměny sluneční energie, protože se jedná o energii beztak už na zemi jsoucí (čili jen navíc využitou). Naopak ne tak u jaderných a uhelných elektráren, kde prvním zdrojem energie není zeměkoule samotná, ale konkrétní zářič (u jaderných elektráren) nebo konkrétní chemická reakce (u uhelných a plynových elektráren). Tady je taky vidět jak prosté je počítat účinnost solárního panelu pro tuto rovnici (prakticky plných 100%) aniž se dopustíme hrubé chyby. Ne tak u atomovek a uhelných, kde už první přechod energie (u jaderných z prostoru zářiče na vnitřní prostor a obálku reaktoru, u uhelných první ztráta z předání energie z chemické reakce svému okolí). znamená první citelné ztráty.

------ poděkování ------

Za slušnou diskuzi, trpělivost a inspiraci k dalšímu rozvoji této stránky Františku Janečkovi (diskuze na FB)

------ poznámka pod čarou ------

Výše zveřejněný přispěvek vznikl na základě diskuze zde dne 6.11.2022 kdy jedna z uživatelek FB se oháněla perfektní znalostí matematiky (Johanna von Stern - nakolik jde o fiktantku :) netuším) vysvětlovala účinnost jaderných elektráren a mimo jiné přišla s tvrzením, že ze Slunce dopadá na zem 180 000 000 GW a jaderky vyrobí 391GW a pokud tedy 2/3 jdou vniveč (260GW) což je 0,00000000000000000000000000000000001% "z energie slunce, které ohriva zemi" jak všichni vidíme 260GW z ze 180 000 TW je přitom docela obyčejných 0,000001444% a nikoli hausnumero uvedené v příspěvku.

Další zajímavé tvrzení bylo o bezpečnosti jaderných elektráren. Tak nevím. Já jsem byl kdysi fanda atomovek, ale zdá se, že jejich čas už přešel. Jsou tady nějaké snahy restartovat jadérky s menším výkonem, ale já stále nechápu proč se tím bordelem vůbec zatěžovat, když je kolem nás energie na rozdávání, jen to chce trošku máknut správným směrem a ne pořád hledat složitá a zastaralá řešení. Jaderné elektrárny už z principu a zkušenosti bezpečné nejsou. Především nakládání s odpady po dobu stovky tisíc let je naprostá lidská iluze bezpečnosti. Nic takového není v lidských silách zajistit. První armáda, která to bude potřebovat sklady otevře a nebezpečné "jedy" (ale jistě nejsou to chemické jedy, ale toxické jaderné odpady - čili ještě mnohem hůř než prosté chemické jedy) vyzvedne a roztrousí mezi lidi. Jediná bezpečnost = neexistence takového odpadu.