NIeodnawialne źródła energii
Nieodnawialne źródła energii to wszelkie źródła energii, które nie odnawiają się w krótkim okresie. Ich wykorzystanie jest znacznie szybsze niż uzupełnianie zasobów. Są podstawowym źródłem energii dla przemysłu, energetyki, transportu i gospodarstw domowych.
Źródłami nieodnawialnymi są przede wszystkim paliwa kopalne: węgiel kamienny, torf, węgiel brunatny, ropa naftowa, gaz ziemny
Odnawialne źródła energii Nowoczesne technologie
Energie odnawialne to takie, których źródła są niewyczerpane i których eksploatacja powoduje możliwie najmniej szkód w środowisku.
Dlaczego energie odnawialne? Alternatywa dla energii kopalnych Zmniejszenie emisji gazów Energia zgodna z ideą zrównoważonego rozwoju Szansa na dostęp do elektryczności dla ponad 2 miliardów ludzi na terenach gdzie nie ma innych źródeł energii
Źródła produkcji elektryczności na świecie [%] 63% węgiel / ropa en. nuklearna odnawialne źródła energii 17% 20%
Dzięki nowoczesnym technologiom można coraz efektywniej wykorzystywać naturalny potencjał energetyczny. Rozwój technologii to również spadek kosztów produkcji energii i niezależność energetyczna państw.
Istnieje pięć grup energii odnawialnych Wodna Biomasy Geotermalna Wiatru Słoneczna Udział procentowy w światowej produkcji en. odnawialnych: 92,5 5,5 1,5 0,5 0,05
Woda pokrywa aż trzy czwarte naszej planety. Od dawna znajdowała zastosowanie w domach, rolnictwie, przemyśle czy transporcie. Dziś stanowi również jeden z największych potencjałów energetycznych. Energia wody
Technologie tradycyjne Energia spadku wody Energia mechaniczna wody wprawia w ruch turbinę i za pomocą alternatora przekształcana jest w energię elektryczną. Moc zależy od wysokości spadku wody i od przepływu.
Technologie przyszłości Energia pływów morskich Woda wlewając/wylewając się ze zbiorników podczas przypływu/odpływu porusza turbiny produkując energię. zdjęcie: elektrownia pływowa, źródło: www.ise.pl
Technologie przyszłości Energia prądów morskich Umieszczone pod woda turbiny napędzane są energią prądów morskich. Produkowana energia elektryczna transportowana jest podwodnym kablem do sieci na lądzie. źródło: www.ifremer.fr, MCT Ltd
Technologie przyszłości Energia termiczna mórz zdjęcie: próbny projekt " Sagar Shakti " we współpracy indyjsko-japońskiej, 2000, źródło: www.ifremer.fr Ciepła woda (ok. 25 C) zasysana z powierzchni morza przekazuje ciepło cieczy o niskiej temp. wrzenia (np.amoniak) i zamienia ją w parę. Para wprowadza w ruch turbogenerator a następnie odprowadzana jest do kondensatora chłodzonego wodą z głębi morza (ok. 2-5 C) gdzie ulega skropleniu. Wytworzona energia elektryczna doprowadzana jest do lądu kablami.
Technologie przyszłości Energia fal morskich źródło: www.ifremer.fr, OPD Ltd Energia fal morskich przekształcana jest w energię elektryczną. W zależności od systemu działania można wyróżnić elektrownie hydrauliczne, mechaniczne, pneumatyczne i indukcyjne. Problem stanowi wysokość fal zależna od wiatru.
Energia wody Z A L E T Y nie zanieczyszcza środowiska (brak odpadów, emisji gazów) łatwe gromadzenie energii długi czas działania instalacji wzrost retencji (zbiorniki) W A D Y ingerencja w środowisko naturalne (duże elektrownie) erozja, zamulenie zmiana/zniszczenie naturalnych siedlisk wysokie koszty instalacji zależność od opadów nie wszędzie dostępna
Biomasa to materia pochodzenia organicznego. Jej energię możemy wykorzystywać spalając ją, rozkładając lub przekształcając chemicznie. Biomasa
Biomasa - spalanie zdjęcie, źródło: www.fnh.org Spalając materię organiczną uzyskujemy energię cieplną, która może posłużyć do produkcji energii elektrycznej. Używa się do tego najczęściej odpadów drewna, słomy, niektórych odpadów domowych, rolniczych i przemysłowych. Ilość emitowanego CO 2 w wyniku spalania jest równa jego asymilacji przez okres wzrostu rośliny.
Biomasa przemiany chemiczne Niektóre uprawy takie jak np. rzepak, wierzba, trzcina cukrowa, kukurydza, czy niektóre zboża mogą być przekształcone w biopaliwa.
Biomasa fermentacja zdjęcie: beztlenowa fermentacja komorowa, źródło:www.cieplej.pl W wyniku fermentacji materii organicznej (np. odchodów zwierzęcych, odpadów komunalnych) otrzymujemy m.in. metanol, etanol i biogaz, wykorzystywane jako paliwo lub do produkcji energii.
Biomasa Z A L E T Y W A D Y duży potencjał techniczny (dostępność ziemi uprawnej) w niektórych regionach utylizacja niektórych odpadów i ścieków zagospodarowanie i wykorzystanie terenów pod uprawy konieczność prowadzenia uprawy zajmowanie pod uprawę terenów cennych przyrodniczo spalanie wydzielanie szkodliwych substancji jałowienie gleb
Energia geotermalna W niektórych skałach, na pewnych głębokościach krąży energia w postaci pary wodnej lub gorącej wody. Ta cieplna energia wnętrza Ziemi może być wykorzystana w sposób bezpośredni lub pośredni.
Energia geotermalna Gejzery zdjęcie, źródło: wyprawy.onet.pl Zebrana gorąca woda gejzerów (samoistnie wyrzucana na powierzchnię ziemi) może być wykorzystana bezpośrednio do ogrzewania lub do produkcji elektryczności.
Elektrownia geotermalna zdjęcie, źródło: www.isafold.de Tam, gdzie ciepła woda znajduje się na większej głębokości wykonuje się odwierty i pompuje wodę na powierzchnię. Wodę, która oddała już swoje ciepło wtłacza się z powrotem innym odwiertem. Para wodna może jednocześnie napędzać turbiny i produkować elektryczność.
Energia geotermalna Z A L E T Y W A D Y czyste źródło energii nie wszędzie dostępna droga instalacja trudne technicznie utrzymanie uwalnianie radonu i siarkowodoru
Wiatrak, wynaleziony około I w.p.n.e. i używany do mielenia zboża lub pompowania wody, znajduje dzisiaj, choć w innej postaci, zastosowanie w elektrowniach wiatrowych. Energia wiatru
Technologie tradycyjne Turbina wiatrowa Energia kinetyczna wiatru (minimum 15 km/h) powoduje ruch obrotowy turbiny i produkcję elektryczności. Zasada podobna do tej w rowerowym dynamo. zdjęcie, źródło: www-esigec.univ-savoie.fr
Energia wiatru Z A L E T Y czyste źródło energii możliwość wykorzystania w gospodarstwach oddalonych od innych źródeł energii hałas W A D Y ingerencja w krajobraz zależność od pogody dość wysoki koszt budowy zakłócanie fal radiowych i telewizyjnych zagrożenie dla ptaków i innych gatunków migrujących
Technologie tradycyjne Kolektor słoneczny termiczny Kolektor termiczny (inaczej niskotemperaturowy <100 C lub płaski) przekształca energię słoneczną w ciepło. W szczelnie zamkniętej instalacji kolektora absorbery wychwytują energię słoneczną i oddają ciepło znajdującej się w niej cieczy. Kolektory te znajdują zdjęcie, źródło: http://fr.wikipedia.org/wiki/panneau_solaire zastosowanie w instalacjach grzewczych i do produkcji ciepłej wody.
Technologie tradycyjne Kolektor słoneczny fotowoltaiczny zdjęcie, źródło: www.energierenouvelable-direct.com W odróżnieniu od kolektora termicznego, kolektor fotowoltaiczny przekształca energię słoneczną w elektryczną. Kolektor składa się z półprzewodnikowych złączy zawierających elektrony. Wzbudzone przez promieniowanie słoneczne elektrony przemieszczając się produkują elektryczność.
Technologie przyszłości Piec słoneczny kolektor skupiający Kolektor skupiający, inaczej wysokotemperaturowy>100 C, to ogromne wklęsłe zwierciadło, które odbiera promieniowanie z ruchomych reflektorów. Energia jest przetwarzana i magazynowana za pomocą cykli chemicznych i ciepła. Następnie ciepło przekształcane jest w energię elektryczną. Można tak uzyskać bardzo wysoką temperaturę co pozwala na zdjęcie: piec słoneczny w Odeillo wykorzystanie przemysłowe - wypalanie ceramiki lub testowanie metali do konstrukcji np. statków kosmicznych.
Technologie przyszłości Parabola Stirlinga Receptor słoneczny wychwytuje energię słoneczną i ogrzewa znajdujący się w nim gaz (wodór). Ogrzany gaz napędza silnik Stirlinga i produkuje elektryczność. Parabola jest w fazie eksperymentu, w mniejszym wymiarze mogłaby być wykorzystana do produkcji elektryczności w pojedynczych domach.
Energia Słoneczna Z A L E T Y brak emisji zanieczyszczeń atmosferycznych i gazów cieplarnianych łatwe utrzymanie/ konserwacja urządzeń możliwość wykorzystania w gospodarstwach oddalonych od innych źródeł energii W A D Y ogniwa fotowoltaiczne budowane są z użyciem szkodliwych substancji ustawione ogniwa zajmują dużą powierzchnię
Energia atomowa Energię atomową trudno jest jednoznacznie zakwalifikować do energii odnawialnych. Wykorzystywany do rozszczepienia uran, tor i deuter występują na Ziemi w niewielkich ilościach lecz ich zasoby nie są niewyczerpane.
Energia atomowa Elektrownia jądrowa zdjęcie: elektrownia atomowa w Temelinie (Czechy), źródło: www.temelin.de W reaktorze jądrowym przeprowadza się kontrolowane rozszczepienie ciężkich jąder atomów. Energia jądrowa przekształcana jest w energię cieplną, która napędza turbiny i produkuje energię elektryczną. Przebieg reakcji kontroluje się wychwytując nadmiar neutronów (by reakcja się zbyt nie rozwijała) lub ochładzając neutrony (by usprawnić reakcje).
Energia atomowa Z A L E T Y wydajne źródło energii niska emisja CO2 W A D Y niebezpieczny transport, składowanie i utylizacja odpadów promieniotwórczych ryzyko awarii, ataku terrorystycznego problemy ekonomiczne: wysoki koszt utrzymania i likwidacji, ograniczony czas funkcjonowania elektrowni duży opór społeczny
Zastanów się: Czy wykorzystanie energii odnawialnych to dzisiaj konieczność? Co dałoby wprowadzenie nowych technologii lub ulepszenie już istniejących? Jakie odnawialne źródła energii mają największą przyszłość w Polsce? Jak oszczędzać energię?
Zostań konstruktorem i pomysłodawcą nowych technologii!! Niektóre technologie są jeszcze za drogie w eksploatacji co pozostawia duże pole do działania dla naukowców. Czekają na Ciebie ciekawe specjalizacje na Politechnikach i Uniwersytetach w Polsce i na całym świecie! Energie odnawialne to przyszłość całej naszej Planety, może także i Twoja!
Zbadaj swój ślad ekologiczny! http://www.wwf.pl/mozesz_pomoc/dzialaj_teraz/sl ad_ekologiczny/