alternatywne zrodla energii, Studia, SiMR, nie segregowane, SiMR, !!STUDIA!!, ochrona srodowiska


SPIS

TRESCI

1. Wstęp .......................................................................

  1. Alternatywne źródła energii ...................................

  2. Energia wiatru ........................................................

  3. Energia słoneczna ...................................................

  4. Energia geotermalna ..............................................

  5. Energia wodna ........................................................

  6. Inne .........................................................................

  7. Wnioski ...................................................................

  8. Literatura ................................................................

3

4

5

9

11

13

17

18

19

  1. Wstęp

Żyjąc w XXI w. nie potrafimy wyobrazić sobie dnia bez elektryczności. Źródła te mogą różnić się między sobą postacią, formą lub wykorzystaniem. Ale nie zmienia to faktu, że wykorzystujemy ją w każdej dziedzinie naszego życia, począwszy od zwykłego zapalenia światła, a na podróżach kosmicznych kończąc.

Wcześniej energie tą czerpaliśmy ze środowiska naturalnego. Były to zasoby węgla kamiennego i brunatnego, torf, ropa naftowa, gaz i drewno.

W wyniku znacznego rozwoju przemysłu zapotrzebowanie na energie znacznie wzrosło. Pojawił się problem związany z wyczerpywaniem się dostępnych źródeł energii i brakiem nowych. Po latach doświadczeń i eksperymentów udało się opracować innowacyjne metody pozyskiwania energii odnawialnej ze źródeł takich jak: słonce, woda, wiatr, czy naturalne ciepło Ziemi.

  1. Alternatywne źródła energii

Alternatywne źródła energii wykorzystują energię, którą dała nam natura. Można tu zaliczyć m.in. energię promieniowania słonecznego, energię wiatrową czy siłę płynącej wody. Jednak oprócz tych podstawowych można tu znaleźć inne, które przez wielu nie są w ogóle klasyfikowane do alternatywnych źródeł. Do tej grupy można zaliczyć częściowo przetworzone odpady (komunalne oraz przemysłowe - a zwłaszcza tworzywa sztuczne).

 

Zalety źródeł odnawialnych:

 

Rodzaje energii odnawialnej:

  1. Energia wiatru

Człowiek wykorzystuje wiatr od tysięcy lat. Był on niegdyś głównym motorem rozwoju przemysłu.

W Polsce od kilku lat można zauważyć zainteresowanie wiatrakami i energią z nich czerpaną. W pobliżu Lisewa (znajduje się na północy kraju) znajdują się wiatraki, które zasługują na szczególną uwagę. Inwestorzy dokonali zakupu jednej z najnowocześniejszych i najwydajniejszych elektrowni jakie na dzień dzisiejszy są dostępne. Pierwsza z nich została wyprodukowana w 1991r. Trzy łopaty o długości 12m są zainstalowane na wysokości 33m co pozwala na zaopatrzenie około 100 gospodarstw domowych w energie - jest to około 150kW. Brzmi to dość imponująco w szczególności gdy się spojrzy na wynik osiągnięty już w pierwszym roku działalności owego urządzenia - ok. 260MWh. Gdyby ktoś chciał taką sama ilość pozyskać z tradycyjnych elektrowni cieplnej to miało by to ogromne skutki dla środowiska w postaci dwutlenku siarki (1200-2100kg), tlenków azotu (800-1550kg), dwutlenku węgla (200-300t) i popiołu (10-18t).

0x01 graphic

Elektrownie wiatrowe nie emitują żadnych zanieczyszczeń. W sprzyjających warunkach (dot. m.in. siły wiatru) cena za jednostkę energii może być (często też jest) niższa od ceny jednostki z tradycyjnych elektrowni. Sektor ten jest bardzo atrakcyjny dla inwestorów, którzy chętnie ponoszą koszty budowy takich elektrowni. Rozwija się także technologia, która również powoduje spadek kosztów energii (na co dość często zwracają uwagę inwestorzy).

Energetyka wiatrowa jest jedną z najszybciej rozwijających się sektorów energetyki niekonwencjonalnej na świecie.

Dziś są trzy takie elektrownie. Każda rzecz ma swoje dobre i złe strony. Tą złą w przypadku elektrowni wiatrowych jest hałas, który pojawia się przy bardzo dużej ilości turbin (na tzw. farmach).

W Polsce przeciętna prędkość prądów powietrznych wynosi ok. 4 m/s - jest to minimalna prędkość startowa większości elektrowni. Pomimo tego są one wystarczające aby w przypadku właściwej polityki Państwa stały się bardzo wydajnym źródłem energii elektrycznej.

Energia czerpana z wiatru, jest wykorzystywana na większą skalę w wielu domostwach . Rozwiązanie to jest stosunkowo tanie, gdyż urządzenia i ich eksploatacja są łatwe i proste w obsłudze.

Z obliczeń specjalistów wynika, że całkowity potencjał energii pozyskane z wiatru zaspokoiłby zapotrzebowanie na energię elektryczną.

Energię wiatru możemy wykorzystywać do budowy:

0x08 graphic
Farmy wiatrowe są to skupiska ustawionych obok siebie elektrowni wiatrowych, pozwala to na uzyskanie większej mocy. Farmy, podobnie jak pojedyncze wiatraki cieszą się dużym zainteresowaniem inwestorów.

Zalety elektrowni wiatrowych to:

Wady elektrowni wiatrowych to:

Dlaczego w naszych domach większa część energii pozyskana jest z elektrowni cieplnych, a nie z wiatrowych?

Ponieważ panujące na rynku zasady handlu energią elektryczną oraz przepisy prawne regulujące współpracę między elektrowniami (ekologicznymi oraz energetyką) nie są sprzyjające dla rozwoju elektrowni wiatrowych..

Rysunek 1. Wzrost produkcji energii z elektrowni wiatrowych

0x01 graphic

Tabela 1. Zestawienie elektrowni wiatrowych z obszaru Unii Europejskiej

Kraj

Stan na koniec 2003 [MW]

Zainstalowane w 2004 [MW]

Razem

Austria

415

192

606

Belgia

68

28

96

Cypr

2

0

2

Czechy

9

9

18

Dania

3 115

9

3 124

Estonia

2

3

5

Finlandia

52

30

82

Francja

253

138

391

Grecja

375

90

465

Hiszpania

6 203

2 65

6468

Holandia

910

197

1107

Irlandia

191

148

339

Litwa

0

7

7

Luxemburg

22

14

36

Łotwa

26

0

26

Malta

0

0

0

Niemcy

14 609

2 037

16 646

Polska

63

0

63

Portugalia

296

226

522

Słowacja

3

3

6

Słowenia

0

0

0

Szwecja

399

43

442

Węgry

3

3

6

Wielka Brytania

648

240

888

Włochy

904

221

1 125

  1. Energia słoneczna

Energia promieniowania słonecznego stanowi obecnie największe źródło energii, jakim dysponuje współczesna ludzkość. Dużym problemem nie jest pozyskanie tej energii, lecz jej zmagazynowanie i wykorzystanie we właściwym czasie.

Cały czas trwają pracę nad lepszym wykorzystaniem energii słońca. Teoretycznie jego potencjał w Polsce szacowany jest na około 3,3 do 4 GJ/m2 rocznie. Oznacza to, że rocznie w przeliczeniu na powierzchnię kraju (głównie od kwietnia do września) występują średnie warunki nasłonecznienia. W porównaniu z Włochami mamy ponad 60% mniej słońca rocznie. Jednak z opracowanej dla Polski mapy zasobów energii słonecznej wynika, że najlepsze warunki występują we wschodniej części Polski.

Energia słoneczna może być przetwarzana na prąd i ciepło przez instalacje zamontowane na dachach budynków i w miejscach zabudowanych. Takie rozwiązania stosowane są na około 0,5% powierzchni Polski.


Promieniowanie słoneczne jest wykorzystywane głównie w rolnictwie, ciepłownictwie (cieplne kolektory słoneczne) oraz elektroenergetyce (ogniwa fotowoltaiczne). Jednakże największe szanse rozwoju w krótkim okresie mają technologie oparte na wykorzystaniu kolektorów słonecznych.

Do przetwarzania promieniowania słonecznego w użytkową energię cieplną służą między innymi kolektory słoneczne wytwarzane i użytkowane już dziś na całym świecie w dość dużych ilościach.

0x08 graphic

Są to urządzenia wychwytujące energię słoneczną i zamieniające na energię cieplną. Zazwyczaj instalowane są na dachach. Istnieje możliwość montażu na ścianie południowej budynku na specjalnie przygotowanym stelażu lub na ziemi. Przy wyborze miejsca należy pamiętać, że musi ono zapewniać jak najdłuższe operowanie słońca na płytę kolektora. Płaszczyzna kolektora powinna być skierowana w kierunku południowym. Optymalny kont nachylenia kolektora do poziomu wynosi 45°.

Kolektory są najczęściej stosowane do podgrzewania wody użytkowej, w basenach, rzadziej zaś jako ogrzewanie domów.

Szczegółowe analizy dotyczące terenu Polski wykazały, że można zaoszczędzić około 70% energii konwencjonalnej w procesach przygotowywania ciepłej wody użytkowej i około 20% w procesach ogrzewania pomieszczeń.

CIEKAWOSTKA

Wyobraźmy sobie, że udało nam się zbudować domek jednorodzinny, którego powierzchnia dachu, nadająca się do zamontowania jakiegoś urządzenia przetwarzającego energię słoneczną w energię cieplną i elektryczną, wynosi 100 m 2 .

Powiedzmy, że na początek chcemy Słońcem ogrzać nasz dom, wodę do kąpieli i zmywania naczyń. Ot, takie minimalistyczne wymagania cywilizacyjne.

Do ogrzania pomieszczeń potrzeba, podczas normalnej zimy, nie jakiejś zimy stulecia, około 100 kWh dziennie. Jeżeli przyjąć, że do naszego ogródka dociera 4,8 kWh/m 2 i podgrzewamy dom za pomocą płaskiego kolektora, w którym promieniowanie ogrzewa krążący w cienkich rurkach płyn niezamarzający, to przy około 50-cio procentowej sprawności potrzebujemy na to około 45 m 2 . Podobnie, aby podgrzać 400 l wody z 10o do 50o C, potrzeba dodatkowo 20 m2 . Ponieważ urządzenie nasze nie będzie działać w nocy, dobrze by było zgromadzić zapas energii. Najefektywniejszym termodynamicznie sposobem jest jej magazynowanie w podgrzanej wodzie. Można oszacować, że potrzeba na to około 20 ton wody. Dwie duże cysterny na domek!

To rozwiązanie z pozoru jest łatwym, prostym i oszczędnym. Ale nie można zapominać, że w chwili rozpoczęcia takiej inwestycji jej koszty będą duże i nie zwrócą się szybko.

  1. Energia geotermalna

Ogólnie możemy ją określić jako energię zgromadzoną w gruntach, skałach i płynach wypełniających pory i szczeliny skalne. O energii geotermalnej mówi się przede wszystkim, gdy jej nośnikiem  jest woda i para wodna. Energia ta biorąc pod uwagę okres istnienia cywilizacji ludzkiej, jest praktycznie niewyczerpalna, gdyż powstaje we wnętrzu Ziemi. Enegetyka geotermalna bazuje na gorących wodach cyrkulujących w przepuszczalnej warstwie skalnej skorupy ziemskiej, występujących poniżej 1000 m.

 

O atrakcyjności tych źródeł świadczą:

Wody geotermalne znajdują się pod powierzchnią blisko 80% terytorium Polski. Pomimo tak licznego występowania wód ich eksploatacja nie jest łatwa. Główną przeszkodą są zarówno warunki wydobycia jak i ekonomiczna strona tego typu przedsięwzięcia.

Jak dotąd na terenie Polski funkcjonują cztery geotermalne zakłady ciepłownicze:

 

Najbardziej popularnym sposobem wykorzystania energii geotermalnej oprócz produkcji energii elektrycznej jest budowa ciepłowni geotermalnych. Ponadto wykorzystuje się ją w balneologii, ogrzewaniu budynków przy pomocy pomp ciepła, uprawach, przemyśle chemicznym, suszarnictwie, przetwórstwie, hodowli ryb, basenach kąpielowych, itp.


Na świecie ok. 40 krajów zużywa energię goetermalną na potrzeby inne niż produkcja energii elektrycznej co daje sumaryczną wartość 11 400 MW. Największymi odbiorcami ciepła z energii geotermalnej są Japonia, Chiny, Węgry, byłe republiki ZSRR, Islandia i USA. W Europie warto zwrócić uwagę na Islandię, ponieważ aż 85% zapotrzebowania na ciepło pochodzi tam z energii  geotermalnej co daje aż 46% energii pierwotnej kraju.

 

Coraz popularniejsze stają się systemy ogrzewania domów w oparciu o energię geotermalną, tak zwane pompy ciepła.

Wśród dostępnych na rynku urządzeń, które pozwoliłyby na zmniejszenie kosztów ogrzewania domów są pompy ciepła - urządzenia proekologiczne, nowoczesne i coraz bardziej przystępne inwestycyjnie.

 

Pompy ciepła są to urządzenia umożliwiające wykorzystanie ciepła niskotemperaturowego oraz odpadowego do ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Zasada ich działania jest prosta i podobna do zasady działania lodówki. Pompa ciepła pobiera energię (ciepło) z powietrza lub ziemi z zewnątrz budynku, kumuluje je do odpowiedniej wysokości i przekazuje do wymiennika ciepła. Pozyskana energia może być przeznaczona na ogrzewanie wody użytkowej lub budynku. Podstawową zaletą wyróżniającą pompy ciepła od innych systemów grzewczych jest to, że aż 75% energii potrzebnej do celów grzewczych czerpanych jest bezpłatnie z otoczenia, a pozostałe 25% stanowi prąd elektryczny.  Powoduje to, że pompy ciepła, w obecnej chwili są najtańszymi w eksploatacji urządzeniami w porównaniu z innymi urządzenia grzewczymi.

Elektrownie na gaz ziemny

Gaz ziemny jest paliwem znacznie droższym od węgla, ale równocześnie o wiele czystszym ekologicznie. Budowa elektrowni gazowych trwa krócej i wymaga mniejszych nakładów niż elektrowni węglowych. Sprawność elektrowni gazowo- parowych jest prawie o 20% wyższa i wobec tego mniejsze jest zużycie wody niezbędnej do chłodzenia. W porównaniu z elektrownią węglową emisja szkodliwych substancji przez elektrownię gazową - przy wytwarzaniu tej samej ilości energii elektrycznej - jest mniejsza: CO2 o 50%, SO2 o 99.9%, NOx o 75%, pyłów o 99.6%.

W Polsce planuje się budowę kilku takich elektrowni m.in. w Żarnowcu i Władysławowie.

 

  1. Energia wodna

Energetykę wodną można podzielić na dwa rodzaje:

Potencjał energetyczny naszych wód ocenia się na 12 TWh rocznie. Wykorzystywany jest obecnie w ok. 15%. Uwzględniając prawie całkowity brak ujemnego wpływu na środowisko, ten margines energetyki jest dla gospodarki bardzo ważny.

Tabela 2. Stopień wykorzystania energii rzek

Stopień wykorzystania energetycznego rzek w wybranych krajach Europy

1. Szwajcaria

2. Francja

3. Hiszpania

4. Norwegia

5. Szwecja

6. Austria

7. POLSKA

92%

82%

79%

63%

63%

49%

14-15%

Tabela 3. Udział elektrowni wodnych w zestawieniu energetycznym

Udział elektrowni wodnych w krajowej mocy zainstalowanej w wybranych krajach Europy

1.Norwegia

2.Austria

3.Portugalia

4.Szwecja

5.Włochy

6. POLSKA

99,8%

66,7%

48,0%

47,3%

31,5%

7,3%

Tabela 4. Zestawienie elektrowni wodnych w Polsce

Moc ważniejszych elektrowni wodnych w Polsce w MW

ZEW - zespół elektrowni wodnych
EW - elektrownia wodna
ESP - elektrownia szczytowo pompowa

1. ESP Żarnowiec

2. ZEW Porąbka - Żar - Tresna

3. EW Włocławek

4. ESP Żydowo

5. ZEW Solina - Myczkowice

6. ZEW Dychów

7. ZEW Rożnów - Czchów

8. ZEW Koronowo - Tryszczyn - Smukała

9. ZEW Płoty

10.EW Dębe

11.ZEW Straszyn

12.ZEW Jastrowice

13.ZEW Żur- Grodek

14.EW Wały

15.ZEW Pilichowice

16.SUMA

716

533,6

160,2

150

144,3

100,9

64

33,3

33

20

13,7

12,9

11,9

10,8

9,2

1813,8

Kilka słów o największej w Polsce elektrowni szczytowo pompowej w Żarnowcu. W początkowych planach miała współpracować z elektrownią jądrową. Jej moc wynosi 800/716MW. Sztuczny zbiornik na szczycie wzgórza morenowego o pojemności prawie 14 mln metrów sześciennych i powierzchni 135 hektarów (bardziej obrazowo - 130 boisk piłkarskich) znajduje się 100 metrów powyżej Jeziora Żarnowieckiego, do którego spuszczana jest woda 4 rurami (średnica pozwalająca na wjazd autobusu). Dno zbiornika górnego jest wysłane asfaltem. Przecieki z niego mogłyby zakończyć się tragicznie!

Zasada działania: woda ze zbiornika górnego w godzinach szczytowego poboru mocy spuszczana jest rurami w dół; na końcu trafia na turbinę z generatorem i wytwarza prąd; trwa to około 4,5-5 godzin. Najczęściej nocą, gdy zapotrzebowanie na prąd elektryczny w sposób naturalny radykalnie spada - przeprowadza się cykl odwrotny. Silnik napędzający turbinę (w poprzednim cyklu pełnił rolę generatora) pobiera energię elektryczną z sieci - o tej porze jest jej nadmiar i należałoby odstawić bloki w elektrowniach cieplnych, co jest i nieekonomiczne, i kłopotliwe technicznie, elektrownia szczytowo-pompowa akurat odbiera nadmiar mocy. W ciągu 6 godzin zbiornik górny jest ponownie napełniony.

Elektryczność powstaje dzięki poruszaniu przez wodę urządzenia zwanego turbiną, połączonego bezpośrednio z prądnicą. Turbina to wydajniejsza wersja dawnego koła wodnego. Jest ona tak zaprojektowana, aby odbierać poruszającej się wodzie możliwie jak najwięcej energii.

Hydroelektrownie buduje się często w terenach górzystych, gdzie występuje dużo opadów. Jezioro lub zbiornik wodny gromadzi wodę wysoko ponad elektrownią. Ilość potencjalnej energii zależy od wysokości spadku wody. 

Energetyczne zasoby wodne Polski są niewielkie (wykorzystanie potencjału zaledwie w 11%) ze względu na niezbyt obfite i niekorzystnie rozłożone opady, dużą przepuszczalność gruntów i niewielkie spadki terenów. Największa koncentracja zasobów wody ma miejsce w dorzeczu Wisły - ok. 68% (połowa w dolnym odcinku) i Odry i rzek przymorza, około 30%. Najczęściej są umiejscowione one na wybrzeżu (województwa: zachodniopomorskie, pomorskie, warmińsko-mazurskie). Jest ich także sporo w północnej części województwa kujawsko-pomorskiego. Ogólnie najsłabsze zagęszczenie elektrowni jest w Polsce wschodniej i centralnej. Sporo jest ich natomiast na ścianie zachodniej i wzdłuż granicy z Czechami i Słowacją.

W ostatnich latach ze względu na wysokie koszty inwestycyjne, długi okres budowy i niekorzystny wpływ na środowisko atrakcyjność wielkich systemów obniżyła się. Natomiast rozwija się dział energetyki wodnej o małych mocach jednostkowych, tzw. małe elektrownie wodne budowane przeważnie na istniejących stopniach wodnych.

 

Zalety małych elektrowni wodnych to m. in.:

  1. Inne

W N I O S K I

Mając na uwadze wyczerpywalność dostępnych źródeł energii w postaci paliw kopalnych i innych stających się widocznym problemem dzisiejszych czasów, musimy zwrócić się w nowych poszukiwaniach w inną stronę. Najlepszym kierunkiem rozwoju jest inwestowanie w odnawialne źródła energii. Mimo, iż nakłady początkowe są duże zwracalność takiej inwestycji jest szybka.

Należałoby się uczyć od innych krajów jak zminimalizować zużycie energii i brać przykład z ich polityki wewnętrznej dotyczącej gospodarki energetycznej.

Pojedyncze próby wprowadzania omówionych wyżej rodzajów pozyskiwania energii znajdujemy najczęściej w niewielkich miejscowościach. Gdzie są one wykorzystywane na małą skalę. Głównymi zwolennikami takich metod są osoby młode, które poprzez wpajane im zasady ekologii chcą żyć zgodnie ze środowiskiem.

W Polsce istniejący problem wynikły z powodu wyczerpywania się złóż kopalnianych skłania do szukania innych źródeł energetycznych o zbliżonych parametrach kaloryczności. A co za ty idzie do szybkich zmian w polityce energetycznej kraju.

Literatura

Nauka zajmująca się badaniem właściwości leczniczych wód podziemnych i borowin oraz zastosowaniem ich w lecznictwie, zwłaszcza terapii chorób przewlekłych.

2

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Alternatywne źródła energii, Studia, ekologia
Główne źródła emisji hałasu, Studia, SiMR, nie segregowane, SiMR, !!STUDIA!!, ochrona srodowiska
recykling, Studia, SiMR, nie segregowane, SiMR, !!STUDIA!!, ochrona srodowiska
ochrona środowiska w miejscu zamieszkania, Studia, SiMR, nie segregowane, SiMR, !!STUDIA!!, ochrona
recykling2, Studia, SiMR, nie segregowane, SiMR, !!STUDIA!!, ochrona srodowiska
metody uzdatniania wody, Studia, SiMR, nie segregowane, SiMR, !!STUDIA!!, ochrona srodowiska
Kopia d, Studia, SiMR, nie segregowane, SiMR, !!STUDIA!!, ochrona srodowiska
Gospodarka odpadami-regulacje prawne w krajach unii europejskiej, Studia, SiMR, nie segregowane, SiM
20050314224702, Studia, SiMR, nie segregowane, SiMR, !!STUDIA!!, ochrona srodowiska
wyniki tabela zad7, Ochrona Środowiska, semestr V, Alternatywne źródła energii, PROJEKT 2
Alternatywne źródła energii
druk Energia wiatrowa, Energetyka, odnawialne źródła energii, OZE, odnawialne, alternatywne źródła e
technologie proekologiczne opracowanie, Energetyka, odnawialne źródła energii, OZE, odnawialne, alte
alternatywne źródła energii egzamin
Krew Alternatywne źródła energii(6)
Ochrona energii i alternatywne źródła energii
ALTERNATYWNE ZRODLA ENERGII, Ekologia

więcej podobnych podstron