Pogranicze z energią

Transkrypt

1 Pogranicze z energią Efektywność energetyczna i świadomość ekologiczna pogranicza w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska

2 Pogranicze z energią Efektywność energetyczna i świadomość ekologiczna pogranicza w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska

3 Gaz, węgiel czarny czy brunatny, ropa naftowa są najbardziej znaczącymi sposobami pozyskiwania energii? Nie to Słońce jest głównym źródłem energii docierającej do Ziemi. Jest jej codziennie tysięcy razy więcej niż wynosi zapotrzebowanie światowej populacji. 30 minut promieniowania Słońce jako główne źródło energii tej centralnej gwiazdy naszego układu przekracza roczne zużycie energii na całej planecie. ROK 2050 Szacuje się, iż od około roku 2050 energetyka słoneczna 02 będzie stanowić główną pozycję w wykorzystaniu źródeł energii. Dlatego w rozwoju odnawialnych źródeł energii kluczową rolę Ogniwa fotowoltaiczne odgrywa technologia zamiany promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Do tego celu służą ogniwa fotowoltaiczne. Energia słoneczna pod szczęśliwą gwiazdą Ogniwa to element półprzewodnikowy, w którym następuje przemiana energii 03 promieniowania słonecznego w energię elektryczną w wyniku zjawiska Jak to działa fotowoltaicznego, czyli poprzez wykorzystanie półprzewodnikowego złącza typu p-n. Pod wpływem fotonów o energii większej niż szerokość przerwy energetycznej półprzewodnika następuje przemieszczanie się ładunków elektrycznych, a następnie pojawia się różnica potencjałów, czyli napięcie elektryczne. w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska

4 KOLEKTORY SŁONECZNE Pomimo, że nasłonecznienie w Polsce nie jest tak intensywne jak w krajach południowych, jest zupełnie wystarczające, aby wykorzystywać W przypadku instalowania kolektorów na dachu ważne są następujące kwestie: Czy jest wystarczająca ilość miejsca na dachu dla planowanej powierzchni kolektorów słonecznych? 2) Czy powierzchnia dachu, gdzie mają być zamontowane kolektory słoneczne, nie jest zacieniona przez drzewa lub inne budynki? 3) Czy dach ma odpowiednio wytrzymałą konstrukcję? kolektory słoneczne w sposób efektywny. Właściwie zaprojektowana i zamontowana instalacja powinna w polskich warunkach klimatycznych zaspokoić ok. 60% rocznego zapotrzebowania na ciepło do przygotowania ciepłej wody użytkowej (cwu) i tym samym znacznie obniżyć koszty potrzebnej energii. W okresie przejściowym (wiosna, jesień) dogrzewanie pomieszczeń w Polsce może stanowić znaczniejszy wkład energetyczny. Szacuje się, że przy pomocy instalacji słonecznej można pokryć do 30% rocznego zapotrzebowania na ciepło do dogrzewania pomieszczeń. Na całkowite koszty ponoszone z tytułu zakupu i użytkowania instalacji słonecznych do podgrzewania ciepłej wody użytkowej składają się: całkowite nakłady inwestycyjne wydatek rzędu średnio ok zł/m2 powierzchni instalacji słonecznej oraz pomijalnie w tym przypadku, niskie koszty eksploatacyjne (związane z pracą pompy obiegowej, rzędu zł/rok oraz z okresowym serwisem, przede wszystkim wymianą czynnika roboczego raz na 5 lat). Instalacje słoneczne są szczególnie zalecane do podgrzewania cwu w budynkach mieszkalnych, jedno- i wielorodzinnych, w hotelach, na campingach, w budynkach użyteczności publicznej (biura, szpitale). w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska

5 Ciekawostka: Republika Czeska to prawdziwa potęga w wykorzystaniu energii słonecznej w Europie Środkowej. Największa w tym kraju to elektrownia Ralsko Solar Park. Jest ona jednocześnie jedną z 50 największych elektrowni fotowoltaicznych na świecie. Składa się z pięciu części, z 14,269 MW, 12,869 MW, 6,614 MW i 4,517 MW, zlokalizowanych km od siebie, w sumie 38,3 MW. Kompleks został zbudowany na dawnym terenie wojskowym. Na drugim co do wielkości miejscu w Czechach jest Vepřek Solar Park. Moc elektrowni to 35 MW. W budowie zakładu wykorzystano sztuk paneli fotowoltaicznych Phonosolar 185 i 190 Wp.Cały kompleks złożony z 26 bloków rozciąga się na powierzchni 82,5 ha, co stanowi obszar wielkości ponad stu boisk piłkarskich. Każda z tych elektrowni zaspakaja całkowite zużycie energii dla około dziesięciu tysięcy gospodarstw domowych. Największa farma w Polsce znajduje się w Wierzchosławicacho, jest to farma o mocy 1 MW, zmontowana z 4445 paneli fotowoltaicznych. Największa farma w Polsce znajduje się w Wierzchosławicacho, jest to farma o mocy 1 MW, zmontowana z 4445 paneli fotowoltaicznych. w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska

6 Typy modułów Moduły fotowoltaiczne wykonane na bazie krystalicznego krzemu wyróżnia się głównie: monokrystaliczne (mc-si) długa żywotność, najwyższa sprawność dochodząca nawet do 15%. polikrystaliczne (multikrystaliczne, c-si) mniejsza moc niż monokrystaliczne, proste w produkcji, niska cena. amorficzne (a-si) niski koszt produkcji, niska sprawność do 8,5%. Osobną grupę stanowią moduły zbudowane z ogniw organicznych. Produkowane są z materiałów organicznych o małym ciężarze cząsteczkowym lub z polimerów aktywnie uczestniczących w konwersji energii świetlnej na elektryczną. Ich zaletą jest fakt, że są lekkie, elastyczne, giętkie, tanie w produkcji i częściowo przeźroczyste. Mogą być wytwarzane na dużej powierzchni. Z tego względu zakres zastosowań fotowoltaiki organicznej w przyszłości znacznie się rozszerzy, np. w zakresie zasilania przenośnych urządzeń elektronicznych, montażu na ścianach, dachach i oknach budynków, przemysłu odzieżowego, turystycznego i wojskowego. w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska

7 Biomasa Zielona nadzieja Jednym z najważniejszych źródeł energii odnawialnej jest biomasa. Określa się tym terminem masę zawartą w organizmach żywych, zarówno roślinnych (fitomasa), jak i zwierzęcych (zoomasa). W procesie fotosyntezy następuje kumulacja energii słonecznej w organizmach roślinnych. W pewnym sensie zatem energia biomasy jest pochodną oddziaływania Słońca. Poprzez łańcuch pokarmowy jest ona gromadzona także w organizmach zwierzęcych. półprzewodnikowego (Si, Ge, związki półprzewodnikowe CdTe, CdS), struktura półprzewodnika (monokrystaliczne, polikrystaliczne, amorficzne), typ złącza (homozłączowe, heterozłączowe) oraz oparte na złączach metal-półprzewodnik lub p-i-n), grubość ogniwa, np. cienkowarstwowe (poniżej 20 μm), grubowarstwowe. W Polsce na potrzeby produkcji biomasy efektywna jest uprawa roślin szybko rosnących: wierzba wiciowa (Salix viminalis) ślazowiec pensylwański lub inaczej malwa pensylwańska (Sida hermaphrodita) topinambur czyli słonecznik bulwiasty (Helianthus tuberosus) róża wielokwiatowa znana też jako róża bezkolcowa (Rosa multiflora) rdest sachaliński (Polygonum sachalinense) trawy wieloletnie, jak np.: miskant: miskant olbrzymi czyli trawa słoniowa (Miscanthus sinensis gigantea) miskant cukrowy (Miscanthus sacchariflorus) spartina preriowa (Spartina pectinata) palczatka Gerarda (Andropogon gerardi) w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska

8 Biomasa Zielona nadzieja Z biomasy produkuje się różnego rodzaju biopaliwa: stałe słoma w formie bel, kostek lub brykietów, granulat trocinowy lub słomiany tzw. pellet, drewno, siano i inne przetworzone odpady roślinne; ciekłe otrzymywane w procesie fermentacji alkoholowej węglowodanów do etanolu, fermentacji butylowej biomasy do butanolu lub z estryfikowanych w biodiesel olejów roślinnych (np. olej rzepakowy) czy etanol z kukurydzy jako jedyne biopaliwo produkowane na skalę przemysłową w Stanach Zjednoczonych gazowe: biogaz - powstaje w wyniku fermentacji beztlenowej ciekłych i stałych odpadów rolniczej produkcji zwierzęcej (gnojowica, obornik, słoma itp.); gaz generatorowy (gaz drzewny) powstaje w procesie zgazowania biomasy. MW. W budowie zakładu wykorzystano sztuk paneli fotowoltaicznych Phonosolar 185 i 190 Wp. Cały kompleks złożony z 26 bloków rozciąga się na powierzchni 82,5 ha, co stanowi obszar wielkości ponad stu boisk piłkarskich. Każda z tych elektrowni zaspakaja całkowite zużycie energii dla około dziesięciu tysięcy gospodarstw domowych. W wyniku zastosowania odpowiednich technologii te zasoby energii można wykorzystać w przemyśle różnego rodzaju oraz w gospodarstwach domowych. W wyniku spalania biomasy oraz produktów jej rozkładu powstaje ciepło, z którego uzyskuje się energię elektryczną. Jako źródła pozyskania biomasy stosuje się najczęściej drewno o niskiej jakości technologicznej oraz odpadowe, odchody zwierząt, osady ściekowe, słomę, makuchy i inne odpady produkcji rolniczej, wodorosty uprawiane specjalnie w celach energetycznych, odpady organiczne np. wysłodki buraczane, łodygi kukurydzy, trawy, lucerny, oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce. proste w produkcji, niska cena. amorficzne (a-si) niski koszt produkcji, niska sprawność do 8,5%. Osobną grupę stanowią moduły zbudowane z ogniw organicznych. w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska

9 Elektrownie wiatrowe Wiatr w żagle ekologii Energia wiatru to energia przemieszczających się w wyniku różnic ciśnienia mas powietrza jest ona więc wytwarzana w naturze, bezpłatna, dostępna. Dzięki użyciu specjalnych generatorów w postaci turbin wiatrowych przetwarzana jest w energię elektryczną. W założeniach Polityki energetycznej Polski do 2025 roku istnieje zapis, że do 2020 roku 2,5% produkowanej energii będzie pochodziło z elektrowni wiatrowych, w tym z małych elektrowni wiatrowych. Zasada ta jest nieco inna w różnych rodzajach turbin. Obecnie najczęściej stosuje się turbinę śmigłową trójpłatową (rzadziej dwu- lub jednopłatową, ewentualnie o większej liczbie łopat. Całość umieszczona jest na wieży o wysokości do 100 m. W polskiej wsi Paproć wybudowano najwyższe na świecie turbiny wiatrowe. Wysokość kratownicowych masztów tych turbin wynosi 160 m, a długość łopat wirnika - 50 m. w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska

10 Zalety elektrowni czystość ekologiczna brakspalania i emisji gazów do atmosfery wiatr jest źródłem energii, która nigdy się nie wyczerpie częściowe uniezależnienia od dostawców prądu, zwłaszcza ta, gdzie często dochodzi do przerw w dostawie z wyjątkiem nakładów inwestycyjnych - energia darmowa. Alternatywnym rozwiązaniem, redukującym negatywne strony wykorzystania siły wiatru, są coraz częściej użytkowane i coraz tańsze małe elektrownie wiatrowe. Są to jednostki o mocach poniżej 100 kw. Najczęściej zaspokajają one potrzeby domów i gospodarstw właścicieli. Sprawdzają się świetnie w przypadku oświetlania i ogrzewania budynków mieszkalnych, szklarni, czy pomieszczeń gospodarczych, stawów rybnych i hodowlanych. Wady elektrowni niestabilność zmienność i nieprzewidywalność siły wiatru wymagana duża przestrzeń, z dala od aglomeracji miejskich wytwarzanie hałasu duże nakłady inwestycyjne zagrożenie dla ptaków i zwierząt, ze względu na emitowane drgania, negatywny wpływ na walory krajobrazu w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska

11 Małe przydomowe elektrownie wiatrowe Są to jednostki o mocach poniżej 100 kw. Najczęściej zaspokajają one potrzeby domów i gospodarstw właścicieli. Sprawdzają się świetnie w przypadku oświetlania i ogrzewania budynków mieszkalnych, szklarni, czy pomieszczeń gospodarczych, stawów rybnych i hodowlanych Przykładem budowy małego przydomowego wiatraka, który jest sposobem na pozyskanie tzw. darmowej energii przy niskich kosztach inwestycyjnych jest wiatrak o mocy znamionowej 4 kw,skonstruowany w Beskidach, w powiecie żywieckim. Powstał on tzw. systemem gospodarczym, bez analizy średnich prędkości wiatru. W celu uniknięcia konieczności uzyskania pozwoleń na budowę, zastosowano konstrukcję bez fundamentów - mocowanie masztu na odciągach. Użyte zostały materiały dostępne w gospodarstwie. Jedyny istotny element zakupiony za ok zł stanowiła prądnica z magnesami trwałymi, wyprodukowana w Ośrodku Komel w Katowicach. Jako generator została użyta profesjonalna bezszczotkowa prądnica z magnesami trwałymi, która charakteryzuje się bardzo wysoką sprawnością oraz niezawodnością ruchową. Następnie obliczono konieczne przełożenie przekładni, którą wykonano z kół zębatych i łańcucha pochodzących z motocykla Jawa. Wiatrak ustawia się do wiatru za pomocą steru głównego. Został on też zaopatrzony w zabezpieczenie przeciwburzowe, powodujące ustawianie się koła wiatrowego bokiem do kierunku wiatru w przypadku bardzo silnych porywów. Masa całego wiatraka wynosi około 150 kg. Z tego względu możliwe było umieszczenie go na drewnianym maszcie o wysokości 12 m. Maszt jest utrzymywany za pomocą odciągów, nie wymaga fundamentów. Energia elektryczna uzyskiwana z wiatraka służy do ogrzewania wody w bojlerze oraz do podgrzewania pomieszczeń. W czasie silnego wiatru uzyskiwano moc elektryczną nawet około 3.5 do 4 kw. Przewiduje się, że po planowanym usytuowaniu na szczycie wzniesienia, będzie on rocznie produkował około 6000 kwh energii elektrycznej (PN *365dni *24godz *0.2). Na rynku obecnie znajduje się wiele różnych rozwiązań przydomowych elektrowni wiatrowych. Dużo łatwiej jest znaleźć dobry wiatrak poziomy, ze względu na większą jego popularność. Producenci i dystrybutorzy tych urządzeń chwalą się przeróżnymi parametrami. w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska

12 Największe źródło energiiefektywność energetyczna w budownictwie Czy wiesz, że Aż 40 % światowego zużycia energii pochłania mieszkalnictwo czyli energia na potrzeby bytowe ludzi i ogrzewanie mieszkań? Nieuzasadnione straty energii powstają głównie w starych, nieocieplonych budynkach, ogrzewanych mało efektywnymi systemami grzewczymi zanieczyszczającymi środowisko Dlatego tak ważne jest wprowadzanie nowoczesnych sposobów budowania, tzw.budownictwa pasywnego i energooszczędnego, w których roczne koszty na potrzeby energetyczne mogą być wielokrotnie niższe. Ogrzewanie takich domów wspomagane jest energią pozyskiwaną ze źródeł odnawialnych. Ciekawostka Dom o pow.150 m2 zbudowany metodą tradycyjną potrzebuje rocznie od kwh/m2, co pochłania 4 5 tys. zł Taki sam dom zbudowany w technologii pasywnej - to zaledwie 15 kwh/m2, natomiast koszt zł. Zgodnie z Dyrektywą Unijną o efektywności energetycznej wszystkie budynki oddawane do użytku po roku 2020 powinny być prawie zero energetyczne, czyli samowystarczalne pod względem energetycznym, natomiast obiekty użyteczności publicznej do roku w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska

13 TERMOMODERNIZACJA Ocieplanie budynków mieszkalnych i publicznych TERMOMODERNIZACJA W Polsce około 60%budynków mieszkalnych powstało przed rokiem 1960, a więc ma ponad Termomodernizacja obejmuje ulepszenie zarówno w systemach ogrzewania i wentylacji, jak i strukturze budynku oraz instalacjach doprowadzających ciepłą wodę. Najczęściej przeprowadzane działania to: 50 lat, a okołó 20 % to budynki przedwojenne wymiana lub modernizacja systemów grzewczych. docieplanie ścian zewnętrznych i stropów wymiana okien na wysokiej jakości okna trzyszybowe zamiana konwencjonalnych źródeł energii na odnawialne źródła niekonwencjonalne w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska

14 1 Każde przekręcenie włącznika, każde włączenie kontaktu oznacza spalanie paliw i emisje do atmosfery CO2 czyli zanieczyszczenie środowiska. 2 Współczesne elektrownie dostarczają nam energię elektryczną prawie bez ograniczeń, ale ropa naftowa, gaz ziemny i węgiel wyczerpią się któregoś dnia. Dlatego należy racjonalnie korzystać z energii. Racjonalne gospodarowanie energią w gospodarstwach domowych Racjonalne użytkowanie energii to wykorzystywanie urządzeń w taki sposób, aby dawały nam jak najwięcej korzyści przy minimalnym zużyciu energii Oświetlenie Oświetlenie jest odpowiedzialne za ok. 35% zużywanej w gospodarstwie domowym energii elektrycznej. Na rynku oświetleniowym pojawiły się lampy zwane świetlówkami kompaktowymi (lub lampami energooszczędnymi) oraz żarówki halogenowe. SPRZĘT RTV Zmniejszenie zużycia energii to przede wszystkim wyłączenie telewizora innego odbiornika RTV, gdy nikt z niego nie korzysta. Ocieplanie ścian budynków, na przykład styropianem jak też montując szczelne okna, które nie wypuszczają ciepła. Domy, mieszkania należy wietrzyć krótko a intensywnie, temperaturę w nich regulować poprzez instalowanie na kaloryferach termostatów. Pamiętajmy, oszczędzając energię zmniejszamy nie tylko wydatki, ale także ograniczamy zniszczenie środowiska naturalnego. w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska Rzeczpospolita Polska