Gimnazjum nr 2 im. Karpatczyków w Nysie

Transkrypt

1 Surowce energetyczne możemy podzielić na konwencjonalne (wyczerpywalne) i odnawialne. Do najważniejszych surowców energetyki konwencjonalnej należą: węgiel kamienny, węgiel brunatny, torf, ropa naftowa i gaz ziemny. Do tej grupy zaliczana jest również energetyka jądrowa, gdzie surowcem energetycznym jest m.in. uran. Odkrycie możliwości wykorzystania paliw kopalnych do produkcji energii było bodźcem dla rewolucji przemysłowej oraz podstawą do rozwoju światowej gospodarki. Do dziś paliwa kopalne są najważniejszym surowcem dla energetyki i transportu na świecie.

2 Energetyczne wykorzystanie surowców konwencjonalnych (przede wszystkim węgla i ropy naftowej) jest najważniejszym źródłem antropogenicznej emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. W wyniku spalania paliw konwencjonalnych do atmosfery emitowane są zanieczyszczenia szkodliwe dla środowiska i zdrowia ludzi, m. in.: dwutlenek siarki i tlenki węgla, które przyczyniają się do powstawania kwaśnych deszczy, a tym samym do zakwaszenia wód, gleby i zubożania szaty roślinnej, pyły drobne (szczególnie te o najdrobniejszej frakcji), które mogą powodować choroby układu oddechowego i krążenia. Wydobycie surowców konwencjonalnych, jak również ich energetyczne wykorzystanie przyczynia się do powstawania odpadów i zanieczyszczenia wód.

3 Z uwagi na wyczerpywalność surowców konwencjonalnych maleje ich dostępność, wydobycie staje się coraz trudniejsze i bardziej kosztowne. Ich cena na światowych rynkach systematycznie rośnie. Energetyka musi być przyjazna środowisku, wiąże się przede wszystkim z: oszczędzaniem i poszanowaniem energii, rezygnacją z paliw kopalnych na rzecz odnawialnych źródeł energii, ograniczeniem negatywnego wpływu energetyki konwencjonalnej na środowisko i zdrowie ludzi, promowaniem idei odnawialnych źródeł energii bezpośredniemu użytkownikowi jako energii wytwarzanej lokalnie.

4 Odnawialne Źródła Energii Energetyka wodna Energia morza Energetyka wiatrowa Energetyka słoneczna Energia biomasy i biogazu Energia geotermalna

5 Polska na tle innych krajów w aspekcie korzystania z OZE W krajach Unii Europejskiej odnotowano znaczny wzrost udziału OZE w bilansie produkcji energii elektrycznej do 2010 r. Podczas gdy średniookresowy cel na 2010 r. dla całej UE wynosił 10,7%, do tego czasu udział energii z OZE wyniósł 12,7 %. Ponadto, większość państw członkowskich osiągnęła swoje cele średniookresowe, wskazane w dyrektywie. W przypadku Polski cel wyznaczony do 2020 r. to zwiększenie udziału energii wytwarzanej z OZE do 15% całkowitego zużycia energii, zaś średnioterminowy cel do 2010 r %. Jak wynika raportu do 2010 r. cel ten udało się zrealizować na poziomie 9,5%, a więc wyższym niż zakładany w średnioterminowym celu.

6 Program PROSUMENT Dofinansowanie przedsięwzięć obejmie zakup i montaż nowych instalacji i mikroinstalacji odnawialnych źródeł energii do produkcji: energii elektrycznej, ciepła i energii elektrycznej (połączone w jedną instalację lub oddzielne instalacje w budynku), dla potrzeb budynków mieszkalnych jednorodzinnych lub wielorodzinnych, w tym dla wymiany istniejących instalacji na bardziej efektywne i przyjazne środowisku. Program nie przewiduje dofinansowania dla przedsięwzięć polegających na zakupie i montażu wyłącznie instalacji źródeł ciepła. Beneficjentami programu będą osoby fizyczne, spółdzielnie mieszkaniowe, wspólnoty mieszkaniowe oraz jednostki samorządu terytorialnego i ich związki.

7 Zużycie energii przez poszczególne pomieszczenia szkoły Dyrekcja Inne Klasy Korytarz Pokój nauczycielski Portiernia Sala ginastyczna Sala komputerowa Stołówka Szatnia Świetlica Toaleta 2% 2% 11% 13% 7% 2% 8% 30% 12% 3% 9% 1% Obliczone roczne zużycie energii 73,57 MWh, porównywalne do rzeczywistej wartości, najmniejsze zużycie rzeczywiste w lipcu 3,9 MWh, największe w grudniu 8,2 MWh.

8 Sposoby oszczędzania energii elektrycznej w szkole Nawet drobne zmiany w naszym zachowaniu mogą się przyczynić do przeciwdziałania emisji gazów cieplarnianych. Nie zapominamy o wyłączaniu światła gdy go nie potrzebujemy. Montujemy urządzenia automatycznego włączania i wyłączania oświetlenia (np. czujniki ruchu). Nie pozostawiamy sprzętu elektronicznego w trybie oczekiwania (stand by). Dostosowujemy instalację oświetleniową do wykonywanej pracy. Nie pozostawiamy ładowarki podłączonej do prądu jeżeli nie ładujemy telefonu. Najlepszy wygaszacz ekranu to wyłączony monitor. Jeżeli będą wymieniane żarówki, zamieniamy na energooszczędne, zużywają pięć razy mniej energii niż tradycyjne.

9 Zużycie prądu w kwh Porównanie zużycia rocznego energii elektrycznej w szkole Porównanie zużycia prądu Gim 2 Nysa Rodzina 4 osoby 0 Ponad 800 mln zł rocznie przepłacają Polacy za prąd tylko dlatego, że zostawiają urządzenia w trybie stand-by. Średnio w polskim domu w trybie stand-by działają cztery urządzenia, a ich roczne zużycie prądu wynosi 175 kwh, co przekłada się na wydatki na energię wyższe o zł.

10 Roczna emisja CO 2 przy produkcji energii elektrycznej na potrzeby szkoły 80,4 ton dwutlenku węgla Dla porównania w ciągu miesiąca autobus z normą emisji spalin Euro 6 wytwarza ok kg CO 2 (rocznie 69,6 tony).

11 Roczna kompensacja emisji CO 2 powstałego podczas spalania węgla w celu wyprodukowania energii elektrycznej na potrzeby szkoły. 108 drzew zneutralizuje wyprodukowany CO 2

12 Zasady działania fotowoltaiki Fotowoltaika to dziedzina nauki i techniki zajmująca się przetwarzaniem światła słonecznego w energię elektryczną. W 1839 roku francuski fizyk Aleksander E. Becquerel odkrył efekt fotowoltaiczny polegający na zamianie w elemencie półprzewodnikowym energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Absorpcja światła polega na przekazywaniu przez fotony całej swojej energii atomom i cząsteczkom substancji. Fotony docierające do struktury atomowej materii mogą wybijać elektrony z orbit walencyjnych na poziom przewodnictwa.

13 Schemat działania systemu fotowoltaicznego 1. półprzewodnik n 2. złącze p-n 3. półprzewodnik p 4-5. metaliczne połączenia 6. materiał antyrefleksyjny Ogniwo fotowoltaiczne składa się z wysokiej czystości krzemu, na którym uformowana została bariera potencjału w postaci złącza p-n (positive-negative). Padające na złącze fotony powodują powstawanie pary nośników o przeciwnych ładunkach elektrycznych, elektrondziura (ładunek dodatni), które na skutek obecności złącza p-n zostają rozdzielone w dwie różne strony. Elektrony trafiają do złącza n, a dziury do złącza p. Na złączu powstanie napięcie elektryczne.

14 Wydajność systemu fotowoltaicznego Wydajność modułu fotowoltaicznego w pierwszej kolejności zależy od technologii w jakiej wykonany jest moduł fotowoltaiczny (krystaliczna, amorficzna). Dodatkowo duży wpływ na wydajność modułów fotowoltaicznych ma ich temperatura im wyższa tym spada wydajność. Zmiany wydajności systemu od natężenia promieniowania w zależności od pogody i nasłonecznienia.

15 Rodzaje systemów fotowoltaicznych Panele monokrystaliczne zbudowane są z pojedynczych ogniw, które tworzone są z jednorodnego kryształu krzemu. Powstają one poprzez cięcie bloku krzemu o odpowiedniej wielkości, na warstwy o grubości ok. 0,3 mm. Wyprodukowany wówczas panel posiada najwyższy poziom sprawności i żywotności. Panele polikrystaliczne zbudowane są z ogniw, które są połączeniem wielu małych kryształów krzemu. Dlatego ich powierzchnia jest niejednolita, a przez to są nieznacznie mniej wydajne i równocześnie tańsze. Systemy można podzielić na instalacje typu off-grid, gdzie system nie jest połączony z siecią zewnętrzną i sam gromadzi energię w akumulatorach oraz on-grid, gdzie nadwyżka/niedobór energii są bilansowane poprzez połączenie z zewnętrzną siecią elektryczną.

16 Instalacje fotowoltaiczne w Polsce i Europie EU Niemcy Włochy Czechy Belgia Francja Hiszpania Grecja Portugalia Reszta UE 5,6 GW 3,8 GW 711 MW 411 MW 292 MW 185 MW 69 MW 36 MW 32 MW 63 MW Szybki rozwój fotowoltaiki na świecie jest zasługą głównie państw Unii Europejskiej, a w jej ramach szczególnie Niemiec. Łączna moc wszystkich paneli fotowoltaicznych w Polsce nie przekracza 3 MW.

17 Instalacja fotowoltaiczna na potrzeby sali komputerowej, roczne zużycie prądu 5 MWh. (6,7% zużycia energii elektrycznej szkoły). Moc systemu fotowoltaicznego na potrzeby sali komputerowej 6 kw, pokryje 100% zapotrzebowania sali, potrzeba montażu 25 modułów.

18 Instalacja fotowoltaiczna na potrzeby sali komputerowej, roczne zużycie prądu 5 MWh. (6,7% zużycia energii elektrycznej szkoły). - ogniwa na potrzeby sali - możliwe miejsca montażu Położenie geograficzne: N ,2, E ,5 Nachylenie dachu budynku: dach płaski Wartości naświetlenia: 1100 Brak przeszkód w terenie zmniejszających powierzchnię możliwą do zainstalowania systemu fotowoltaicznego. Ogniwa montowane nad salą komputerową. Moc systemu fotowoltaicznego na potrzeby sali komputerowej 6 kw, pokryje 100% zapotrzebowania sali, potrzeba montażu 25 modułów.

19 Roczna produkcja energii elektrycznej zaprojektowanego w szkole systemu fotowoltaicznego 5708 kwh Koszt instalacji systemu 39112,08 zł Roczna wartość wyprodukowanego prądu 3710,20 zł Zwrot kosztów inwestycji po 10,5 latach