Vsebina te spletne strani je povzeta po visokošolskem učbeniku:

Matija Tuma: Energetski sistemi, str. 1-8

1. izd., Ljubljana, 1985

ENERGETIKA

Energija spada med tri velika področja na katerih se je človek udejstvoval že od pamtiveka. To so: masa - energija- informacija. Na teh področjih se je udejstvoval z etničnim namenom, da si olajša tegobe vsakdanjega življenja.

MASA	ENERGIJA	INFORMACIJA
sprememba geometrijske         fizikalnih in                                                          oblike mase           kemičnih                                 lastnosti mase      lastnosti mase	preobrazba energij v zaželeno obliko	sprejem, prenos, shranjevanje, predelava informacij
OBDELOVALNA    PROCESNA         TEHNIKA         TEHNIKA	ENERGETIKA	KIBERNETIKA
Primeri:             Primeri:  livarstvo,           sušenje,.  obdelava mat.   vparjanje,  varjenje             rektifikacija  predelava          klimatizacija   papirja	Primeri: turbine, motorji, generatorji	Primeri: radio, televizija, knjiga, računalnik, regulacija, merjenje

Energetika je veja znanosti, ki se ukvarja s preobrazbami s preobrazbami energije iz ene oblike v drugo, razvijala pa se je vzporedno z obdelovalno in procesno tehniko.

Največkrat gre za pretvorbo prvotne primarne energije v sekundarno obliko, kakršno potrebuje potrošnik. Preobrazbe energije se vršijo v energetskih procesih.

Kibernetika je skupno ime za sprejem, prenos, shranjevanje in predelavo tehničnih informacij.

ENERGIJA JE ZELO POMEMBNA ZA NAŠO BODOČNOST, SAJ LAHKO LAKOTO IN REVŠČINO ZMANJŠAMO LE TAKO, DA SI V NASLEDNJIH LETIH ZAGOTOVIMO DOVOLJ CENENE ENERGIJE.

ENERGIJA, EKSERGIJA, ANERGIJA

V nekem omejenem sistemu je vsota vseh energij konstanta. To je vsebina 1. glavnega stavka termodinamike: energije ni mogoče »uničiti« , lahko pa jo v nekem energetskem procesu spreminjamo iz ene oblike v drugo. Praktično popolna preobrazba ene oblike energije v drugo ni izvedljiva, vedno ostane del energije v prvotni obliki ali pa se spremeni v obliko, ki ni zaželena. Pravimo, da je vsak energetski proces zvezan z določenim »izkoristkom«. Preobrazbe energij in izkoristki so zato za vsakega inženirja dva nerazdružljiva pojma: ena od njegovih osnovnih nalog je, da pazi, da je preobrazba energije v zaželeno obliko čim popolnejša, da je torej izkoristek energetskega procesa čim višji. Prvi glavni stavek seveda ne velja za jedrske procese, pri katerih je treba upoštevati spremembo energije na račun spremembe mase.

Prav tako prvi glavni stavektermodiamike ne pove ničesar o vrednosti posameznih oblik energije; ni važno za kakšne vrste energije gre pri nekem procesu: za notranjo energijo, za kinetično energijo, za električno energijo, itd. To se lepo vidi iz naslednjega primera.

V Dalmaciji moramo plačati za 1 kg ledu višjo ceno kot za 1 kg vode;razumljivo je, da je cena v Sibiriji obratna: 1 kg vode stane več kot 1 kg ledu. Pri nas je potrebno za pripravo ledu hladilniku (ki stane denar) dovesti mehansko delo (ki prav tako stane denar), medtem ko je treba v Sibiriji led staliti (kar zopet stane denar). Strogo termodinamično gledano je to nenavadno, saj cena leda ne more biti višja kot cena vode. Da dobimo led, moramo namreč vodi odvzeti energijo in ta energija nam vendar ostane na razpolago! Energija stane denar in na prvi pogled je nespametno za led, ki ima manj energije, plačati višjo ceno kot za vodo, ki vsebuje več energije. Nasprotje je navidezno! Gospodarstvo razume namreč pod energijo samo energijo, ki jo je vsaj deloma mogoče preobraziti v mehansko delo, medtem ko gleda fizik drugače: tudi toploto morja smatra za energijo, ki je enakovredna drugim energijam.

Očitno je treba najti veličino, ki določa uporabnost energije, ki jo ima neka snov. Kot primerna veličina za presojanje uporabnosti se je izkazala eksergija. Eksergija pove, koliko je v najugodnejšem primeru delo, ki je potrebno, da se energija neke snovi preobrazi v obliko, ki jo želimo. Z drugimi besedami :koliko je povračljivo delo, da preide energija iz prvotnega stanja v zaželeno stanje. Pri tem velja, da so vse količine toplote odvzete toplotnemu rezervoarju s temperaturo okolice To; pri tej temperaturi imamo namreč zastonj na razpolago (teoretično gledano)poljubno veliko količino toplote.

Da dobimo pri 0C 1 kg ledu iz 1 kg vode, ki ima tudi 0C, moramo vodi pri T = 273 K odvzeti talilno toploto Dh = 333,6 kJ/kg, za kar je potrebno pri temperaturi okolice To delo:

W = T-To/T* Q > 0

Za toliko je narasla eksergija vode s tem, da se je voda spremenila v led.

Čim večji delež eksergijeje v neki energiji, tem več je vredna ta energija. Električno, potencialno ali kinetično energijo je mogoče popolnoma preobraziti v druge energije, energija se sestoji samo iz eksergije. Drugače je pri toploti ali pri notranji energiji nekega telesa: energijo sestavljata dragocena eksergija in anergija. Značilni primer zaanergijo je že omenjena notranja energija okolice.

V splošnem eksergija in anergija nista veličini stanje ampak procesni veličini, enako kot delo ali toplota.

ENERGETSKI IN EKSERGETSKI IZKORISTEK

Definicija energetskega izkoristka:

Definiran je kot razmerje med energijo W, ki nam ostane na razpolago po končanem procesu, in energijo Wdo, ki smo jo dovedli v proces. Vrednost energetskega izkoristka se seveda ne spremeni, če računamo s prosto močjo W=P, ki nam ostane na razpolago po končanem procesu, in močjo Wd0 = Pd0, ki smo jo dovedli v proces:

Definicija eksergetskega izkoristka:

Analogno je definiran kot razmerje eksergijeE (eksergijsgega toka E), ki nam je na razpolago, in eksergije Edo (eksergijskega toka Edo ), ki smo jo dovedli v proces:

Pravo merilo za presojo in ocenitev popolnosti nekega procesa je samo njegov eksergetskiizkoritek, ki je lahko v idealnem prav za vsak proces enak 1. Vzrok da je njegova vrednost običajno manjša od 1, je izključno v nepopolnosti naših naprav in strojev v nepopolnosti načina, kako te naprave ali stroje uporabljamo.

Energetski izkoristek se od eksergetskega ne razlikuje, če imamo opravka z energijami, ki so popolnoma pretvorljiveiz ene oblike v drugo. Drugačen pa je, če uporabljamo pojem energetskega izkoristka pri energijah, ki zaradi same narave niso popolnoma pretvorljive . Npr. : pri toploti ali pri notranji energiji.

PRIMER:

1. Eksergetski izkoristek hidroelektrarne je v idealnem primeru lahko enak 1. Ker je potencialna energija vode popolnoma pretvorljiva v električno, ke v tem idealiziravem primeru tudi njen energetski izkoristek enak 1. Dejansko imamo seveda zaradi nepopolnosti postrojenja (hidravlične, mehanske, električne in druge izgube) opravka z določenimi izgubami.

Zato je:e= e1*e2*e3» 0.7 + 0.94h=h1*h2h3» 0.7 + 0.94

2.Pri Carnotovem krožnem procesu, se maximalna možna količina toplote preobrazi v mehansko delo, kar prikazuje naslednja skica: