Spis treści. Wykaz ważniejszych oznaczeń i jednostek 13 Przedmowa 17 Wstęp Odnawialne źródła energii 72

Transkrypt

1 Spis treści Wykaz ważniejszych oznaczeń i jednostek 13 Przedmowa 17 Wstęp 19 1_ Charakterystyka obecnego stanu środowiska Wprowadzenie Energetyka konwencjonalna Paliwa naturalne, zasoby i prognozy zużycia Skażenie powietrza spalinami Składniki spalin i ich oddziaływanie na środowisko Skutki skażenia środowiska Wielkość emisji zanieczyszczeń Koszty środowiskowe Nowe trendy w energetyce konwencjonalnej Rodzaje siłowni Kierunki rozwoju energetyki konwencjonalnej Oczyszczanie spalin Energetyka jądrowa Wprowadzenie Promieniotwórczość Reakcje jądrowe Reaktory jądrowe Paliwo w reaktorach jądrowych Elektrownie jądrowe Kierunki rozwoju energetyki jądrowej 66.6 Zalety i wady energetyki konwencjonalnej 68.7 Charakterystyka działań zmierzających do zahamowania dalszej degradacji środowiska 68 Bibliografia 69 2 Odnawialne źródła energii Wprowadzenie Rys historyczny 73

2 2.3. Podział źródeł energii Charakterystyka pierwotnych odnawialnych źródeł energii l. Energia słoneczna i jej zasoby Energia geotermalna i jej zasoby Energia oddziaływań grawitacyjnych i jej zasoby Techniczne możliwości wykorzystania odnawialnych źródeł energii Plan działań Unii Europejskiej w dziedzinie energii ze źródeł odnawialnych Prognozy rozwoju energii ze źródeł odnawialnych w Polsce Polskie regulacje prawne w zakresie OŹE Podsumowanie 88 Bibliografia 88 3 Energia wody Wprowadzenie Światowe zasoby wody Hydroenergetyka l. Historia wykorzystania energii mechanicznej wody Potencjał hydroenergetyczny świata Zasoby wodne Polski i ich hydroenergetyczny potencjał Sposoby wykorzystania potencjału energetycznego wody Podstawy teoretyczne Duże elektrownie wodne Typy dużych elektrowni wodnych Elektrownie szczytowo-pompowe w Polsce Zalety i wady dużej energetyki wodnej Mała energetyka wodna (MEW) Podział małej energetyki wodnej Turbiny w MEW Mała energetyka wodna w Polsce Opłacalność budowy małych elektrowni wodnych Regulacje prawne dotyczące MEW Zalety MEW Energia pływów Energia fal Energia prądów morskich Energia dyfuzji Metoda PRO Metoda RED 121 Bibliografia Energia wiatru i jej wykorzystanie Rys historyczny Charakterystyka energii wiatru Zależności opisujące energie wiatru Przegląd konstrukcji turbin wiatrowych Światowy rozwój energetyki wiatrowej Doświadczenia polskie Efekt ekologiczny, prognozy i perspektywy aeroenergetyki w Polsce do 2030 roku Koncepcje przyszłościowe energetyki wiatrowej 141

3 4.9. Morskie farmy wiatrowe (MFW) Historia MFW Europejskie MFW Perspektywy MFW w Polsce Małe turbiny wiatrowe (MTW) Charakterystyka MTW Przegląd rozwiązań MTW Polskie rozwiązania MTW Przybliżona metoda obliczania wydajności MTW Wiatrowo-sloneczny system hybrydowy Inne koncepcje zagospodarowania energii z MTW Wady i zalety siłowni wiatrowych 157 Bibliografia Energia promieniowania słonecznego Wprowadzenie Istota promieniowania słonecznego Budowa atomu i struktura materii Podstawy teoretyczne promieniowania słonecznego Wymiana ciepła przez promieniowanie Charakterystyka promieniowania słonecznego Perspektywy wykorzystania energii promieniowania słonecznego do ogrzewania Podział metod konwersji i wykorzystania energii promieniowania słonecznego Historia rozwoju energetyki słonecznej Zalety i wady energii promieniowania słonecznego 184 Bibliografia Pasywne systemy wykorzystania energii słonecznej z elementami teorii wymiany ciepła l. Definicja systemów pasywnych Podstawy teoretyczne wymiany ciepła Przewodzenie ciepła Konwekcja Promieniowanie i konwekcja swobodna Przenikanie ciepła Pasywne ogrzewanie budynków Rodzaje pasywnych rozwiązań w budownictwie Energooszczędne okna Transparentne materiały izolacyjne Pasywne chłodzenie Pasywne systemy magazynowania ciepła w budynkach 202 Bibliografia Aktywne systemy wykorzystania energii słonecznej - kolektory słoneczne Przegląd aktywnych metod wykorzystania energii słonecznej Podstawy teoretyczne kolektorów słonecznych 207

4 7.3. Zasoby energii słonecznej w Polsce Wartość użyteczna promieniowania słonecznego Budowa kolektorów słonecznych Obliczanie słonecznego systemu podgrzewania wody użytkowej Przykład uproszczonych obliczeń i doboru kolektora Aspekt ekonomiczny instalacji kolektorów słonecznych Aspekt ekologiczny stosowania kolektorów słonecznych Charakterystyka dostępnych na rynku kolektorów słonecznych Nowe typy kolektorów słonecznych Badanie kolektorów słonecznych Normy badawcze kolektorów słonecznych 227 Bibliografia Aktywne systemy konwersji energii słonecznej - stawy i kominy słoneczne Wprowadzenie Stawy słoneczne Budowa i zasada działania Przegląd pracujących instalacji Podsumowanie - wady i zalety stawów słonecznych Kominy słoneczne Wprowadzenie Zasada działania komina słonecznego Potencjał energetyki opartej na kominach słonecznych Stan zaawansowania budowy kominów słonecznych 237 Bibliografia Podstawy termodynamiki i metody przetwarzania energii słonecznej na pracę Wprowadzenie Podstawy teoretyczne termodynamiki Pojęcia podstawowe Zasady termodynamiki Perpetuum mobile i sprawność obiegu Rzeczywiste silniki termodynamiczne Silnik Stirlinga Silnik Ericssona Wysokotemperaturowy system zdecentralizowany Wysokotemperaturowy system scentralizowany 259 Bibliografia Niskotemperaturowa energia termiczna mórz i oceanów Wprowadzenie Rys historyczny 265

5 10.3. Konwersja energii termicznej oceanu w energię mechaniczną Zalety i wady systemu OTEC Obecny stan zaawansowania systemu OTEC Konwersja energii termicznej oceanu w energię elektryczną 270 Bibliografia _ Energia geotermalna Wprowadzenie Rys historyczny i współczesne metody wykorzystania energii geotermalnej Natura źródeł geotermalnych Sposoby wykorzystania źródeł geotermalnych Zasoby geotermalne w Polsce i ich wykorzystanie Historia polskiej geotermii Zasoby wód geotermalnych Geotermalne zasoby energetyczne Obecny stan polskiej energetyki geotermalnej Głęboka geotermia - szansą dla Polski Płytka geotermia Wnioski końcowe Porównanie energetyki geotermalnej z konwencjonalną Wpływ energetyki geotermalnej na środowisko Zagadnienia techniczno-ekonomiczne energetyki geotermalnej 297 Bibliografia 298 n Systemy wspomagające wykorzystanie energii ze źródeł odnawialnych Wprowadzenie Różne formy magazynowania energii Magazynowanie energii cieplnej Magazynowanie energii chemicznej Przetwarzanie niskotemperaturowej energii cieplnej Przetwarzanie i magazynowanie wysokotemperaturowej energii cieplnej 309 Bibliografia Pompy ciepła Wprowadzenie Rys historyczny Zasada działania pompy ciepła Przegląd typów pomp ciepła Sprężarkowe pompy ciepła Czynniki robocze sprężarkowych pomp ciepła a dziura ozonowa Absorpcyjne pompy ciepła Pompy ciepła pozostałych typów Dolne źródła pomp ciepła Pompy ciepła w Polsce 325

6 Polskie Stowarzyszenie Pomp Ciepła Charakterystyka domowych pomp ciepła stosowanych w Polsce Efekty ekonomiczne stosowania pomp ciepła Pompy ciepła pracujące w kogeneracji z innymi OŹE Przykłady zastosowania pomp ciepła w Polsce Podsumowanie 331 Bibliografia Ogniwa i moduły fotowoltaiczne Historia ogniw fotowoltaicznych Technologie fotowoltaiczne l. Technologie fotowoltaiczne pierwszej generacji - ogniwa krzemowe z krystalicznego krzemu Technologie fotowoltaiczne drugiej generacji - ogniwa cienkowarstwowe Technologie fotowoltaiczne trzeciej generacji Efekt fotowoltaiczny Typy półprzewodników Generowanie swobodnych nośników ładunku w obszarze złączap-n Budowa ogniw słonecznych krzemowych Ogniwo fotowoltaiczne Moduł fotowoltaiczny Charakterystyka prądowo-napięciowa i parametry elektryczne ogniw i modułów PV Łączenie szeregowe i równoległe ogniw i modułów PV Instalacje fotowoltaiczne Koncentratory promieniowania Współpraca modułów fotowoltaicznych z innymi urządzeniami do konwersji energii Systemy fotowoltaiczne hybrydowe - połączenie kilku źródeł energii elektrycznej Układ moduł fotowoltaiczny--kolektor słoneczny Recykling modułów fotowoltaicznych Perspektywy i strategia rozwoju ogniw fotowoltaicznych l. Światowa sytuacja na rynku systemów fotowoltaicznych Kierunki rozwoju systemów fotowoltaicznych Polskie doświadczenia energetyki fotowoltaicznej Perspektywy rozwoju fotowoltaiki w Polsce Znaczenie ogniw fotowoltaicznych w kosmonautyce Zalety systemów fotowoltaicznych 368 Bibliografia Biomasa Wprowadzenie Cechy charakterystyczne biomasy Biomasa jako odnawialne źródło energii Energetyczny potencjał biomasy Charakterystyka biomasy jako nośnika energii Metody energetycznego wykorzystania biomasy 378

7 Polskie Stowarzyszenie Pomp Ciepła Charakterystyka domowych pomp ciepła stosowanych w Polsce Efekty ekonomiczne stosowania pomp ciepła Pompy ciepła pracujące w kogeneracji z innymi OŹE Przykłady zastosowania pomp ciepła w Polsce Podsumowanie 331 Bibliografia Ogniwa i moduły fotowoltaiczne Historia ogniw fotowoltaicznych Technologie fotowoltaiczne l. Technologie fotowoltaiczne pierwszej generacji - ogniwa krzemowe z krystalicznego krzemu Technologie fotowoltaiczne drugiej generacji - ogniwa cienkowarstwowe Technologie fotowoltaiczne trzeciej generacji Efekt fotowoltaiczny Typy półprzewodników Generowanie swobodnych nośników ładunku w obszarze złączap-n Budowa ogniw słonecznych krzemowych Ogniwo fotowoltaiczne Moduł fotowoltaiczny Charakterystyka prądowo-napięciowa i parametry elektryczne ogniw i modułów PV Łączenie szeregowe i równoległe ogniw i modułów PV Instalacje fotowoltaiczne Koncentratory promieniowania Współpraca modułów fotowoltaicznych z innymi urządzeniami do konwersji energii Systemy fotowoltaiczne hybrydowe - połączenie kilku źródeł energii elektrycznej Układ moduł fotowoltaiczny--kolektor słoneczny Recykling modułów fotowoltaicznych Perspektywy i strategia rozwoju ogniw fotowoltaicznych l. Światowa sytuacja na rynku systemów fotowoltaicznych Kierunki rozwoju systemów fotowoltaicznych Polskie doświadczenia energetyki fotowoltaicznej Perspektywy rozwoju fotowoltaiki w Polsce Znaczenie ogniw fotowoltaicznych w kosmonautyce Zalety systemów fotowoltaicznych 368 Bibliografia > Biomasa Wprowadzenie Cechy charakterystyczne biomasy Biomasa jako odnawialne źródło energii Energetyczny potencjał biomasy Charakterystyka biomasy jako nośnika energii Metody energetycznego wykorzystania biomasy 378

8 17 Ogniwa paliwowe Rys historyczny Zasada działania ogniwa paliwowego Klasyfikacja ogniw paliwowych Ogniwa z polimerową membraną (PEMFC) Ogniwa alkaliczne (AFC) Ogniwa fosforanowe (PAFC) Ogniwa węglanowe (MCFC) Ogniwa tlenkowe (SOFC) Ogniwa zasilane metanolem (DMFC) lub kwasem mrówkowym (DFAFC) Rozwiązania konstrukcyjne ogniw paliwowych Zastosowanie ogniw paliwowych Podsumowanie 439 Bibliografia Wodór Wprowadzenie Właściwości wodoru Przemysłowe metody otrzymywania wodoru Metody otrzymywania wodoru w przyszłości Magazynowanie wodoru Najnowsze zastosowania wodoru Wodór jako paliwo XXI wieku l. Analiza dotychczasowego wykorzystania wodoru Zalety i wady energetycznego wykorzystania wodoru Światowe kierunki rozwoju energetyki wodorowej Możliwości wykorzystania wodoru w Polsce 454 Bibliografia Oszczędzanie energii Ochrona środowiska przez oszczędzanie energii Modyfikacja tradycyjnych systemów energetycznych Energooszczędne technologie Śmieci jako potencjalne odnawialne źródło energii Kierunki oszczędzania energii Indywidualne kierunki oszczędzania energii Oszczędzanie energii cieplnej Oszczędzanie energii elektrycznej Oszczędzanie oświetlenia Oszczędzanie wody Oszczędzanie dóbr konsumpcyjnych Podsumowanie 478 Bibliografia 478 Skorowidz 481