Odnawialne źródła energii

Transkrypt

1 Podział źródeł energii Odnawialne źródła energii Źródła energii podzielić możemy na odnawialne i nieodnawialne. Wśród nieodnawialnych, czyli takich, których wykorzystywanie prowadzi do nieodwracalnego ubytku ich zasobów, będą dominowały paliwa. Są to takie substancje, które ulegając procesowi utleniania (spalania) wydzielają duże ilości ciepła. Podział paliw Paliwa kopalne- zaliczymy do nich: węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropę naftową, gaz ziemny czy torf. Paliwa niekopalne - są to substancje, które mają inną genezę niż paliwa kopalne, ale ich rozkład również prowadzi do wydzielenia dużej ilości ciepła. Możemy zaliczyć tutaj: - paliwo jądrowe zawierające izotopy pierwiastków chemicznych takich jak uran czy pluton -paliwo alternatywne uzyskiwane z odpadów posiadających wartość opałową Odnawialne źródła energii Odnawialne Źródła Energii (OZE), są to zasoby, których wykorzystanie nie powoduje ich deficytu, ponieważ odnawiają się one w stosunkowo krótkim czasie. Zaliczymy do nich: słońce, wiatr, wodę, energię geotermalną czy biomasę. Zasoby źródeł energii odnawialnej na całym świecie są naprawdę wielkie. W ciągu godziny dociera do Ziemi więcej energii niż świat zużywa w ciągu roku. Największe zasoby na świecie ma energia słoneczna. Energia wiatru Energię wiatru można wykorzystać przetwarzając ją na energię elektryczną, za pomocą turbiny wiatrowej. Zasada działania takiego urządzenia polega na zebraniu energii wiatru przez obracające się łopaty wirnika turbiny i przetworzeniu jej przy użyciu generatora na prąd elektryczny. Podstawowymi elementami budowy każdej turbiny wiatrowej są: maszt ( wysoka wieża w kształcie rury),obecnie spotykane turbiny mają białe maszty rurowe o wysokości przekraczającej 100m.( jest to około 3 razy większa wysokość niż drzewa w lesie) wirnik wraz z łopatami ( najpopularniejsze są 3 łopaty), gondola, w jej wnętrzu znajduję się mechanizm, który zamienia energię wiatru na energię elektryczną

2 Perspektywy dla energii wiatru w Polsce Patrząc na mapę obrazującą warunki wiatrowe w Polsce można dostrzec, że najbardziej korzystne warunki panują na północy kraju, zwłaszcza na samym wybrzeżu. Porównywalnie dobre warunki posiada Wielkopolska. Duże farmy wiatrowe powstają właśnie w północnych województwach. Najmniejsze zasoby wiatru posiada Polska południowa, czyli województwo małopolskie i śląskie. W terenach tych spotkad można jedynie pojedyncze turbiny, nie buduje się tam farm wiatrowych. Wady i zalety energetyki wiatrowej Opinia publiczna bywa niekiedy nieprzychylna takim inwestycjom, gdyż szpecą one krajobraz, generują uciążliwy hałas, oraz stanowią zagrożenie dla ptaków (urazy mechaniczne oraz zakłócenia w ptasiej nawigacji). Dlatego też przyszłość elektrowni takiego typu jest niepewna. Tylko nad Bałtykiem w okolicach Darłowa, Pucka i Kołobrzegu, w okolicach Suwalszczyzny oraz na Podkarpaciu można mówić o korzystnych warunkach pod względem lokalizacji farm wiatrowych. Tam też wiatraki stanowią stały element krajobrazu. W Polsce średnia prędkość wiatrów wynosi 2,8 m/s w porze letniej i 3,8 m/s w zimie tylko w niewielu miejscach sezonowo prędkość wiatru przekracza 5m/sek, co stanowi absolutne minimum do zasilania turbin wiatrowych.

3 Energetyka wodna Energię wody wykorzystuje się w hydroelektrowniach. Woda z rzek spływa z wyżej położonych terenów takich jak góry czy wyżyny do zbiorników wodnych (mórz lub jezior) położonych np. na nizinach. Energia potencjalna, wynikająca z różnicy poziomów terenu, zamienia się w energię kinetyczną i powoduje przepływ wody w rzece. Ta właśnie właściwość, wykorzystywana jest w elektrowniach wodnych, które zamieniają za pomocą turbiny energię kinetyczną wody na energię mechaniczną, a następnie za pomocą generatora na energię elektryczną. Wady i zalety energetyki wodnej Podczas wytwarzania energii przez elektrownię wodną do atmosfery nie dostają się żadne zanieczyszczenia, a poziom emitowanego hałasu (ze względu na małą prędkość obrotową turbin) jest niski. Jednak budowa elektrowni znacząco zmienia ekosystem i krajobraz otoczenia. Aby uzyskać wysoki poziom wody, często trzeba zalać ogromne obszary dolin rzek. Wiąże się to z przesiedleniem ludzi mieszkających dotychczas w tym miejscu oraz prawdopodobną zagładą żyjących zwierząt i roślin. Powstały w miejsce szybkiej, wartkiej rzeki zbiornik zawiera wodę stojącą, co sprawia, że rozwijają się tam zupełnie inne organizmy niż przed powstaniem zapory. Jednocześnie duży zbiornik charakteryzuje się znacznie większym parowaniem i zmienia wilgotność powietrza na stosunkowo dużym obszarze. Wartka dotychczas rzeka po wyjściu z zapory zwykle płynie już bardzo wolno. Zmniejsza się napowietrzanie wody, brak okresowych powodzi prowadzi do zamulenia dna. W celu zniwelowanie niekorzystnych wpływów zapory na środowisko w niektórych MEW stosuje się specjalne progi (przepławki) umożliwiające rybom łososiowatym wpłynięcie w górę rzeki na tarliska. Energia słoneczna Energię słoneczną można wykorzystać: do produkcji ciepła, za pomocą kolektorów słonecznych do produkcji energii elektrycznej przy użyciu ogniw fotowoltaicznych (baterii słonecznych). Aby skutecznie wykorzystać energię słońca kolektory i baterie słoneczne ustawia się zawsze w kierunku południowym. W ciągu roku kąt padania promieni słonecznych ulega zmianie, dlatego istotny jest kąt nachylenia urządzeń. W lecie słońce góruje wysoko na niebie, aby uchwycić jak najwięcej energii słonecznej urządzenia powinny być minimalnie nachylone, niemal płasko. Odwrotnie jest w zimie.

4 Perspektywy dla energii słonecznej w Polsce Poniższa mapa ilustruje nasłonecznienie w Polsce, pokazując gdzie są najlepsze perspektywy dla energetyki słonecznej. Energia geotermalna Energia geotermalna (energia Ziemi) jest to energia cieplna pochodząca z wnętrza Ziemi. Jest stale uzupełniana przez strumień ciepła przenoszonego z gorącego wnętrza Ziemi ku jej powierzchni. Złoża wód geotermalnych powstają zwykle w ten sposób, że wody opadowe przenikają w głąb Ziemi, gdzie ogrzewane są przez ciepło pochodzące z jej wnętrza. W niektórych miejscach złoża ciepłych i gorących wód oraz par znajdują się na tyle blisko powierzchni Ziemi (na głębokości około 3 km lub płycej), że mogą być wydobywane za pomocą otworów wiertniczych. Część gorącej wody poprzez uskoki i szczeliny wydostaje się też na powierzchnię ziemi jako gorące źródła albo gejzery. Wady i zalety energii geotermalnej Zalety: - teoretyczna nieograniczoność i odnawialność; - powszechność występowania wód geotermalnych; - niezależność od zmiennych warunków klimatycznych i pogodowych; - możliwość użytkowania bez powodowania zakłóceń w środowisku naturalnym - elektrownie geotermalne w odróżnieniu od zapór wodnych czy wiatraków nie wywierają niekorzystnego wpływu na krajobraz. Wady - pozyskiwanie energii geotermalnej wymaga poniesienia dużych nakładów inwestycyjnych na budowę instalacji, - istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą uciec z miejsca eksploatacji, -choć energia geotermalna jest szeroko rozpowszechniona, nie wszędzie, gdzie występuje można ją łatwo pozyskiwać.

5 Energia geotermalna w Polsce W Polsce występują naturalne baseny sedymentacyjno-strukturalne, wypełnione gorącymi wodami podziemnymi o zróżnicowanych temperaturach. Temperatury tych wód wynoszą od kilkudziesięciu do ponad 90 C, a w skrajnych przypadkach osiągają sto kilkadziesiąt stopni co sprawia, że znajdują one zastosowanie głównie w energetyce cieplnej. Jak dotąd na terenie Polski funkcjonuje osiem geotermalnych zakładów ciepłowniczych: Bańska Niżna, Pyrzyce Stargard Szczeciński, Mszczonów (Uniejów, Słomniki, Lasek oraz Klikuszowa). W fazie realizacji jest projekt geotermalny w Toruniu. Energia z biomasy Biomasa jest to paliwo, wytworzone z materii organicznej: roślin, zwierząt czy mikroorganizmów. Do celów energetycznych wykorzystuje się: drewno i odpady drzewne, słomę, ziarna zbóż czy rzepaku, odpady z produkcji rolniczej, osady ściekowe, odchody zwierząt, oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce. Biomasę, można spalać bezpośrednio lub poddawać ją procesom chemicznym w celu uzyskania innej formy paliwa np. biodiesla czy biogazu. Biomasa to głównie pozostałości i odpady. Niektóre jej formy są jednak celem, a nie efektem ubocznym produkcji. Specjalnie po to, by pozyskiwać biomasę uprawia się pewne rośliny przykładem wierzba wiciowa, rdest czy trzcina pospolita. Do tych upraw energetycznych nadają się zwłaszcza rośliny charakteryzujące się dużym przyrostem rocznym i niewielkimi wymaganiami glebowymi. Rośliny energetyczne Rośliny energetyczne to takie, które po wysuszeniu dają duże plony. Poza tym są odporne na warunki atmosferyczne, choroby, oraz nie mają dużych wymagań co do żyzności gleby. Uprawa takich roślin nie może być kosztowna, gdyż uzyskana energie byłaby za droga. Uprawa roślin energetycznych może się odbywać na glebach, które są skażone i nie nadają się upraw żywności dla człowieka. W Polsce do roślin energetycznych zalicza się: wierzba energetyczna, słonecznik bulwiasty- topinambur. Biomasa odpadowa Biomasa to nie tylko specjalne plantacje i uprawiane rośliny. Ważną gałęzią biomasy jest biomasa odpadowa. W przeciwieństwie do plantacji roślin energetycznych nie potrzeba żadnych nakładów by ją uzyskać. Są to po prostu odpady, np. przemysłu drzewnego takie jak trociny. Biomasa to także słoma, która pozostaje po żniwach. Ale biomasa może mieć też postać płynną. Gnojowica i obornik to także biomasa. Z odpadów tych możliwa jest produkcja biogazu.