Odnawialne źródła energii materiały

Odnawialne źródła energii
Podział źródeł energii
Źródła energii podzielić możemy na odnawialne i nieodnawialne.
Wśród nieodnawialnych, czyli takich, których wykorzystywanie prowadzi do
nieodwracalnego ubytku ich zasobów, będą dominowały paliwa. Są to takie substancje, które
ulegając procesowi utleniania (spalania) wydzielają duże ilości ciepła.
Podział paliw
• Paliwa kopalne- zaliczymy do nich: węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropę naftową, gaz
ziemny czy torf.
•Paliwa niekopalne - są to substancje, które mają inną genezę niż paliwa kopalne, ale ich
rozkład również prowadzi do wydzielenia dużej ilości ciepła. Możemy zaliczyć tutaj:
- paliwo jądrowe zawierające izotopy pierwiastków chemicznych takich jak uran czy pluton
-paliwo alternatywne uzyskiwane z odpadów posiadających wartość opałową
Odnawialne źródła energii
Odnawialne Źródła Energii (OZE), są to zasoby, których wykorzystanie nie powoduje ich
deficytu, ponieważ odnawiają się one w stosunkowo krótkim czasie. Zaliczymy do nich:
słońce, wiatr, wodę, energię geotermalną czy biomasę.
Zasoby źródeł energii odnawialnej na całym świecie są naprawdę wielkie. W ciągu godziny
dociera do Ziemi więcej energii niż świat zużywa w ciągu roku.
Największe zasoby na świecie ma energia słoneczna.
Energia wiatru
Energię wiatru można wykorzystać przetwarzając ją na energię elektryczną, za pomocą
turbiny wiatrowej. Zasada działania takiego urządzenia polega na „zebraniu” energii wiatru
przez obracające się łopaty wirnika turbiny i przetworzeniu jej przy użyciu generatora na prąd
elektryczny.
Podstawowymi elementami budowy każdej turbiny wiatrowej są:

maszt ( wysoka wieża w kształcie rury),obecnie spotykane turbiny mają białe maszty
rurowe o wysokości przekraczającej 100m.( jest to około 3 razy większa wysokość niż
drzewa w lesie)

wirnik wraz z łopatami ( najpopularniejsze są 3 łopaty),

gondola, w jej wnętrzu znajduję się mechanizm, który zamienia energię wiatru na
energię elektryczną
Perspektywy dla energii wiatru w Polsce
Patrząc na mapę obrazującą warunki wiatrowe w Polsce można dostrzec, że najbardziej korzystne
warunki panują na północy kraju, zwłaszcza na samym wybrzeżu. Porównywalnie dobre warunki
posiada Wielkopolska. Duże farmy wiatrowe powstają właśnie w północnych województwach.
Najmniejsze zasoby wiatru posiada Polska południowa, czyli województwo małopolskie i śląskie. W
terenach tych spotkad można jedynie pojedyncze turbiny, nie buduje się tam farm wiatrowych.
Wady i zalety energetyki wiatrowej
Opinia publiczna bywa niekiedy nieprzychylna takim inwestycjom, gdyż szpecą one
krajobraz, generują uciążliwy hałas, oraz stanowią zagrożenie dla ptaków (urazy mechaniczne
oraz zakłócenia w ptasiej nawigacji). Dlatego też przyszłość elektrowni takiego typu jest
niepewna.
Tylko nad Bałtykiem w okolicach Darłowa, Pucka i Kołobrzegu , w okolicach Suwalszczyzny
oraz na Podkarpaciu można mówić o korzystnych warunkach pod względem lokalizacji farm
wiatrowych. Tam też wiatraki stanowią stały element krajobrazu. W Polsce średnia prędkość
wiatrów wynosi 2,8 m/s w porze letniej i 3,8 m/s w zimie tylko w niewielu miejscach
sezonowo prędkość wiatru przekracza 5m/sek, co stanowi absolutne minimum do zasilania
turbin wiatrowych.
Energetyka wodna
Energię wody wykorzystuje się w hydroelektrowniach. Woda z rzek spływa z wyżej
położonych terenów takich jak góry czy wyżyny do zbiorników wodnych (mórz lub jezior)
położonych np. na nizinach. Energia potencjalna, wynikająca z różnicy poziomów terenu,
zamienia się w energię kinetyczną i powoduje przepływ wody w rzece. Ta właśnie
właściwość, wykorzystywana jest w elektrowniach wodnych, które zamieniają za pomocą
turbiny energię kinetyczną wody na energię mechaniczną, a następnie za pomocą generatora
na energię elektryczną.
Wady i zalety energetyki wodnej
Podczas wytwarzania energii przez elektrownię wodną do atmosfery nie dostają się żadne
zanieczyszczenia, a poziom emitowanego hałasu (ze względu na małą prędkość obrotową
turbin) jest niski. Jednak budowa elektrowni znacząco zmienia ekosystem i krajobraz
otoczenia. Aby uzyskać wysoki poziom wody, często trzeba zalać ogromne obszary dolin
rzek. Wiąże się to z przesiedleniem ludzi mieszkających dotychczas w tym miejscu oraz
prawdopodobną zagładą żyjących zwierząt i roślin. Powstały w miejsce szybkiej, wartkiej
rzeki zbiornik zawiera wodę stojącą, co sprawia, że rozwijają się tam zupełnie inne organizmy
niż przed powstaniem zapory. Jednocześnie duży zbiornik charakteryzuje się znacznie
większym parowaniem i zmienia wilgotność powietrza na stosunkowo dużym obszarze.
Wartka dotychczas rzeka po wyjściu z zapory zwykle płynie już bardzo wolno. Zmniejsza się
napowietrzanie wody, brak okresowych powodzi prowadzi do zamulenia dna. W celu
zniwelowanie niekorzystnych wpływów zapory na środowisko w niektórych MEW stosuje się
specjalne progi (przepławki) umożliwiające rybom łososiowatym wpłynięcie w górę rzeki na
tarliska.
Energia słoneczna
Energię słoneczną można wykorzystać:
do produkcji ciepła, za pomocą kolektorów słonecznych
do produkcji energii elektrycznej przy użyciu ogniw fotowoltaicznych (baterii
słonecznych).
Aby skutecznie wykorzystać energię słońca kolektory i baterie słoneczne ustawia się zawsze
w kierunku południowym. W ciągu roku kąt padania promieni słonecznych ulega zmianie,
dlatego istotny jest kąt nachylenia urządzeń. W lecie słońce góruje wysoko na niebie, aby
uchwycić jak najwięcej energii słonecznej urządzenia powinny być minimalnie nachylone,
niemal płasko. Odwrotnie jest w zimie.
Perspektywy dla energii słonecznej w Polsce
Poniższa mapa ilustruje nasłonecznienie w Polsce, pokazując gdzie są najlepsze perspektywy
dla energetyki słonecznej.
Energia geotermalna
Energia geotermalna (energia Ziemi) jest to energia cieplna pochodząca z wnętrza Ziemi. Jest
stale uzupełniana przez strumień ciepła przenoszonego z gorącego wnętrza Ziemi ku jej
powierzchni.
Złoża wód geotermalnych powstają zwykle w ten sposób, że wody opadowe przenikają w
głąb Ziemi, gdzie ogrzewane są przez ciepło pochodzące z jej wnętrza. W niektórych
miejscach złoża ciepłych i gorących wód oraz par znajdują się na tyle blisko powierzchni
Ziemi (na głębokości około 3 km lub płycej), że mogą być wydobywane za pomocą otworów
wiertniczych. Część gorącej wody poprzez uskoki i szczeliny wydostaje się też na
powierzchnię ziemi jako gorące źródła albo gejzery.
Wady i zalety energii geotermalnej
Zalety:
- teoretyczna nieograniczoność i odnawialność;
- powszechność występowania wód geotermalnych;
- niezależność od zmiennych warunków klimatycznych i pogodowych;
- możliwość użytkowania bez powodowania zakłóceń w środowisku naturalnym
- elektrownie geotermalne w odróżnieniu od zapór wodnych czy wiatraków nie wywierają
niekorzystnego wpływu na krajobraz.
Wady
- pozyskiwanie energii geotermalnej wymaga poniesienia dużych nakładów inwestycyjnych
na budowę instalacji,
- istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji,
-choć energia geotermalna jest szeroko rozpowszechniona, nie wszędzie, gdzie występuje
można ją łatwo pozyskiwać.
Energia geotermalna w Polsce
W Polsce występują naturalne baseny sedymentacyjno-strukturalne, wypełnione gorącymi
wodami podziemnymi o zróżnicowanych temperaturach. Temperatury tych wód wynoszą od
kilkudziesięciu do ponad 90°C, a w skrajnych przypadkach osiągają sto kilkadziesiąt stopni
co sprawia, że znajdują one zastosowanie głównie w energetyce cieplnej.
Jak dotąd na terenie Polski funkcjonuje osiem geotermalnych zakładów ciepłowniczych:
Bańska Niżna, Pyrzyce Stargard Szczeciński, Mszczonów (Uniejów, Słomniki, Lasek oraz
Klikuszowa). W fazie realizacji jest projekt geotermalny w Toruniu.
Energia z biomasy
Biomasa jest to paliwo, wytworzone z materii organicznej: roślin, zwierząt czy
mikroorganizmów. Do celów energetycznych wykorzystuje się: drewno i odpady drzewne,
słomę, ziarna zbóż czy rzepaku, odpady z produkcji rolniczej, osady ściekowe, odchody
zwierząt, oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce. Biomasę, można spalać bezpośrednio lub
poddawać ją procesom chemicznym w celu uzyskania innej formy paliwa np. biodiesla czy
biogazu. Biomasa to głównie pozostałości i odpady. Niektóre jej formy są jednak celem, a nie
efektem ubocznym produkcji. Specjalnie po to, by pozyskiwać biomasę uprawia się pewne
rośliny – przykładem wierzba wiciowa, rdest czy trzcina pospolita. Do tych upraw
energetycznych nadają się zwłaszcza rośliny charakteryzujące się dużym przyrostem rocznym
i niewielkimi wymaganiami glebowymi.
Rośliny energetyczne
Rośliny energetyczne to takie, które po wysuszeniu dają duże plony. Poza tym są odporne na
warunki atmosferyczne, choroby, oraz nie mają dużych wymagań co do żyzności gleby.
Uprawa takich roślin nie może być kosztowna, gdyż uzyskana energie byłaby za droga.
Uprawa roślin energetycznych może się odbywać na glebach, które są skażone i nie nadają się
upraw żywności dla człowieka. W Polsce do roślin energetycznych zalicza się: wierzba
energetyczna, słonecznik bulwiasty- topinambur.
Biomasa odpadowa
Biomasa to nie tylko specjalne plantacje i uprawiane rośliny. Ważną gałęzią biomasy jest
biomasa odpadowa. W przeciwieństwie do plantacji roślin energetycznych nie potrzeba
żadnych nakładów by ją uzyskać. Są to po prostu odpady, np. przemysłu drzewnego takie jak
trociny. Biomasa to także słoma, która pozostaje po żniwach. Ale biomasa może mieć też
postać płynną. Gnojowica i obornik to także biomasa. Z odpadów tych możliwa jest
produkcja biogazu.