Ekologiczne, odnawialne źródła energii

Transkrypt

1 Instytut Elektrotechniki Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu Ekologiczne, odnawialne źródła energii prof. dr hab. inż. Bolesław Mazurek Ekologiczne, odnawialne źródła energii 1

2 Urządzenia realizujące fuzję jądrową w warunkach ziemskich TOKOMAK JET TOKOMAK ITER Ekologiczne, odnawialne źródła energii 2

3 Energia słońca Ekologiczne, odnawialne źródła energii 3

4 Nasłonecznienie w ciągu roku na stacji badawczej IEL/OW W [kwhxm -2 ] styczeń luty marzec kwiecień maj czerwiec lipiec sierpień wrzesień październik listopad grudzień 930 kwh/m 2 Ekologiczne, odnawialne źródła energii 4

5 Podstawowe metody konwersji energii promieniowania słonecznego Konwersja fotowoltaiczna Konwersja fototermiczna pasywna Konwersja fototermiczna aktywna Ekologiczne, odnawialne źródła energii 5

6 Heterozłącze firmy SANYO o sprawności 22% źródło MRS Bulletin Ekologiczne, odnawialne źródła energii 6

7 Samolot zasilany ogniwem fotowoltaicznym Ekologiczne, odnawialne źródła energii 7

8 Ogniwa fotowoltaiczne o mocy 2 MW w Arizonie Ekologiczne, odnawialne źródła energii 8

9 Przyrost produkcji modułów fotowoltaicznych źródło MRS Bulletin Ekologiczne, odnawialne źródła energii 9

10 Kolektory słoneczne pasywne Ekologiczne, odnawialne źródła energii 10

11 Kolektory koncentryczne 600 W/m 2 Ekologiczne, odnawialne źródła energii 11

12 Wielki piec przemysłowy w Mont Lois 3000 o C Ekologiczne, odnawialne źródła energii 12

13 Siłownia słoneczna w IEl/OW Ekologiczne, odnawialne źródła energii 13

14 Łączne wykorzystanie efektu folowoltaicznego i fototermicznego Ekologiczne, odnawialne źródła energii 14

15 Uporządkowane nanorurki źródło Carbon 43 (2005) Ekologiczne, odnawialne źródła energii 15

16 Różne metody gromadzenia energii Ekologiczne, odnawialne źródła energii 16

17 Magazynowanie energii elektrycznej Technologie wodorowe i ogniwa paliwowe, Superkondensatory, Nadprzewodzące zasobniki energii. Ekologiczne, odnawialne źródła energii 17

18 Rozkład wody pod wpływem prądu elektrycznego H 2 O + energia elektryczna = H 2 + ½O 2 130% energii wyjściowej = 100% energii H % strat wodór energia energia woda Ekologiczne, odnawialne źródła energii 18

19 Generator wodoru metodą roztwarzania Al 2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 Ekologiczne, odnawialne źródła energii 19

20 Gromadzenie energii w postaci: elektrostatycznej W = ½CU 2 lub magnetycznej W = ½Li 2 Ekologiczne, odnawialne źródła energii 20

21 Energię elektrostatyczną można przedstawić w postaci: W 1 E 2 V 2 gdzie r E 0 - przenikalność elektryczna [F/m] - natężenie pola elektrycznego [V/m] V - objętość dielektryka [m 3 ] Ekologiczne, odnawialne źródła energii 21

22 Schemat superkondensatora powierzchnia elektrod 2000 m 2 /g pojemność 2000 F/g Ekologiczne, odnawialne źródła energii 22

23 Wykorzystanie wodoru stosowanego do chłodzenia nadprzewodników Ekologiczne, odnawialne źródła energii 23

24 Wnioski W okresie najbliższych kilkunastu lat energetyka polska będzie się opierać tradycyjnie na surowcach kopalnych, głównie węglu. W tym czasie musi zapaść decyzja odnośnie budowy elektrowni jądrowej, która wydaje się nie mieć alternatywy. W ciągu 20 lat otrzymamy wyniki badania eksperymentalnej siłowni wykorzystującej fuzję jądrową INTER. Polska winna w tych pracach uczestniczyć choćby ze względów szkoleniowych i dydaktycznych. Równolegle muszą być prowadzone prace badawcze nad technologiami energetyki odnawialnej, głównie słońca, wiatru i geotermii. Jednym z najważniejszych problemów do rozwiązania są metody magazynowania energii pozyskiwanej ze źródeł odnawialnych, w tym wytwarzanie i magazynowanie wodoru. Winniśmy uczestniczyć w międzynarodowych programach dotyczących rozwoju ogniw paliwowych, zarówno niskotemperaturowych typu PEMFC jak i wysokotemperaturowych typu SOFC. Podobnie wskazany jest dalszy udział polskich zespołów naukowych w pracach nad udoskonalaniem technologii wytwarzania ogniw słonecznych i superkondensatorów oraz aplikacją tych urządzeń w różnych dziedzinach techniki. Ekologiczne, odnawialne źródła energii 24