Cesko.wiki Konvektivní dostupná potenciální energie
Author
Albert FloresKonvektivní dostupná potenciální energie je forma energie, která je přítomna ve vzduchu a může být využita ke generování elektřiny. Tato forma energie je často přítomná ve větrných oblastech, kde je proudění vzduchu výrazné. Konvektivní dostupná potenciální energie je spojena se změnou teploty a hustoty vzduchu, která je způsobena slunečním zářením. Využití konvektivní dostupné potenciální energie je nejčastěji prováděno pomocí větrných elektráren. Tyto elektrárny využívají pohybu vzduchu ke generování elektřiny prostřednictvím větrných turbín. Konvektivní dostupná potenciální energie je tak využívána jako obnovitelný zdroj energie, který neprodukuje emise skleníkových plynů nebo jiné škodlivé látky. Tato forma energie má také několik výhod, jako je dostupnost ve větrných oblastech, obnovitelnost a ekologičnost. Nicméně, využití konvektivní dostupné potenciální energie může být ovlivněno různými faktory, jako je nízká rychlost větru nebo přítomnost překážek, které brání proudění vzduchu. Konvektivní dostupná potenciální energie je tak jedním ze způsobů, jak využít přírodní procesy pro výrobu elektřiny, a přispět k udržitelnému rozvoji a snížení závislosti na fosilních palivech.
teploty rosného bodu, LCL je výstupná kondenzační hladina, LFC hladina volné konvekce, EL hladina nulového vztlaku, znázorněna je suchá adiabata - křivka adiabatického výstupu nenasycené vzduchové částice, a pseudoadiabata - křivka výstupu vzduchové částice poté, co dojde k jejím nasycení. CIN (convective inhibition) je pak energie, kterou musí daná vzduchová částice vynaložit, aby dosáhla hladiny volné konvekce. Konvektivní dostupná potenciální energie nebo též CAPE (z anglického ) je dostupná energie instability rovnající se celkovému množství práce, kterou vykoná adiabaticky ochlazovaná vzduchová částice při výstupu z hladiny volné konvekce do hladiny nulového vztlaku. Udává se v m2·s−2 = J·kg−1 a je definována vztahem: :\mathrm{CAPE} = \int_{HVK}^{HNV}B \mathrm{d}z = \int_{HVK}^{HNV}g \left(\frac{T_\mathrm{v,parcel} - T_\mathrm{v,env}}{T_\mathrm{v,env}}\right) \, \mathrm{d}z,
kde je výška hladiny volné konvekce, je výška hladiny nulového vztlaku, je vztlak, \mathit{g} tíhové zrychlení, virtuální teplota vzduchové částice a virtuální teplota okolního vzduchu. Hodnotu CAPE lze vyčíst také z aerologického diagramu jako plochu mezi křivkou teplotního zvrstvení a křivkou virtuální teploty adiabatického výstupu vzduchové částice (která je nad kondenzační hladinou nasycená vodní parou).
Mechanismus a význam
Konvektivní dostupná potenciální energie (CAPE) existuje v prostředí podmíněné instability v troposféře, ve kterém se vystupující vzduchová částice nad hladinou volné konvekce ocitá teplejší, a tedy lehčí, než je okolní prostředí, a proto může dále stoupat. Jakákoli hodnota CAPE větší než 0 J/kg značí instabilitu v atmosféře a tedy možnost vzniku konvektivních bouří a nebezpečných jevů s nimi spojených.
