Czy energia odnawialna to przyszłość? - wokolonas.pl : wokolonas.pl
Najnowsze artykuły / Komercyjne

Czy energia odnawialna to przyszłość?

Systemy przetwarzania energii (źródło: tomcat.emcgroup.kei.pl)Są dwa główne powody dla których warto inwestować w odnawialne źródła energii. Po pierwsze główne dotychczasowe zasoby energetyczne w postaci węgla, gazu ziemnego i ropy kurczą się, a ich użytkowanie wiąże się z uwalnianiem ogromnych ilości szkodliwego dwutlenku węgla i dwutlenku siarki do atmosfery. Po drugie tylko użytkując ten rodzaj energii możemy funkcjonować na naszej planecie bez jej dalszej szkodliwej eksploatacji i przyczyniania się do nieodwracalnej degradacji środowiska, a w tym unicestwiania nas samych.

Im szybciej zdecydujemy się uniezależnić od energii pozyskiwanej w szkodliwy dla nas wszystkich sposób tym lepiej. Niestety na razie światowe pozyskiwanie energii ze źródeł nieodnawialnych jest niewspółmierne do używania tych odnawialnych i znacznie je przewyższa.

Odnawialne źródła energii

Odnawialne źródła energii to przede wszystkim otaczające nas żywioły: woda, wiatr i słońce. Oprócz promieni słonecznych, siły wiatru i wody zdrową energię możemy uzyskać z biomasy, ciepła wnętrza ziemi, a nawet części odpadów komunalnych i przemysłowych. Te źródła są praktycznie niewyczerpalne, ponieważ ich zasoby są wciąż odnawiane w procesach naturalnych. Ich dostępność w skali globalnej nie jest jednakowa, bo zależy min. od szerokości geograficznej, występowania wód i odpowiednio silnych i częstych wiatrów. Najbardziej dostępne źródła takiej energii to słońce i biomasa.

Często koszt inwestycji w elektrownię pozyskującą energię z odnawialnego źródła jest duży. Koszt stworzenia takich elektrowni jest tym mniejszy, im na mniejszą skalę są używane, a więc nasze prywatne inwestycje mogą znacząco wpłynąć na kondycję środowiska i naszą energetyczną niezależność.S

Siła Słońca

Około 5 miliardów lat temu powstała nasza planeta, a sąsiedztwo słonecznej gwiazdy rozpoczęło kaskadę wielu procesów zachodzących na niej do dziś. Energia słoneczna zaczęła być magazynowana i oddawana przez Ziemię pod różnymi postaciami. Można powiedzieć, że cała energia jest tak naprawdę pochodną słonecznej „działalności”. Słońce jako pierwotne i bezpośrednie źródło energii daje nam możliwość wytworzenia elektryczności i ciepła.

Przykład heliotermicznej elektrowni w Barstow w USAPozyskujemy ją w dwojaki sposób: metodą heliotermiczną i helioelektryczną. W pierwszej promienie słoneczne oddają ciepło poprzez zwierciadła na tzw. absorber, który oddaje następnie energię do turbin. Eksploatacja takich zbiorczych elektrowni jest dość kosztowna dlatego większe nadzieje pokłada się w wykorzystaniu podobnych systemów bezpośrednio przez prywatnego odbiorcę. Te małe instalacje wykorzystujące dachowe kolektory słoneczne pomogą nam uzyskać ciepłą wodę niezależnie od systemów ciepłowniczych. Instalacje nagrzewające wodę już do 40° C dobrze nadają się np. do ogrzewania podłogowego. W krajach europejskich o zbliżonym klimacie do Polski – czyli Szwecji, Niemczech, Danii, Holandii i Anglii – podobne instalacje funkcjonują już od dawna na szeroką skalę. Daje to obraz korzystnego i opłacalnego pozyskiwania energii w naszych własnych domach.

Drugi sposób na pozyskiwanie energii ze słońca odbywa się poprzez metodę helioelektryczną. Tu energia słoneczna jest bezpośrednio zamieniana na energię elektryczną dzięki Schemat działania elektrowni helioelektrycznejogniwom fotoelektrycznym. Zaletą tego systemu jest fakt, że absorbowane jest również promieniowanie rozproszone przy zachmurzonym niebie, a nie tylko mocne promieniowanie bezpośrednie. Niezaprzeczalnymi atutami baterii słonecznych są ich bezgłośność oraz odporność na zużycie. Nie wymagają też chłodzenia ani paliwa.

Już w 2030 roku planuje się otwarcie systemu baterii umieszczonych na satelicie geostacjonarnym. Promieniowanie ze słońca dawałoby na takim satelicie 10-krotnie większą ilość energii niż na Ziemi. Energia w postaci fal ultrakrótkich byłaby przesyłana na naszą planetę i tu zmieniana w prąd.

Siła wody

Na początku było koło wodne wprawiające w ruch młyńskie żarna. Dziś energia spadku wód na rzekach i jeziorach może bez problemu zasilać sieć elektroenergetyczną. Ilość energii w przypadku rzeki zależy od ilości wody przepływającej w danym momencie. Istnieją też bardzo efektywne elektrownie korzystające z dwóch zbiorników wodnych, górnego i dolnego. Gdy woda spuszczana jest z impetem z górnego zbiornika w dół można w razie potrzeby zasilić sieć w dodatkową ilość energii. Energia spadku wód pozwala rocznie zaoszczędzić tysiące ton węgla.
Na podobnej zasadzie wykorzystuje się energię pływów morza. Przypływy i odpływy mają duży potencjał energetyczny. W odpowiednich warunkach topograficznych buduje się zaporę na wysokim brzegu rzeki wpadającej do morza lub oceanu. Podczas odpływu woda jest oddawana morzu poprzez turbiny – w ten sposób wytwarza się energia. Dodatkowym atutem elektrowni pływowych jest bardzo mały koszt wytworzonego przez nie prądu.
Trzecią energetyczną możliwość jaką daje nam woda, to siła fal morskich. Fale mogą wpływać w głąb lądu przez specjalny korytarz i gromadzić się w wysokim zbiorniku. Przelewająca się przez zbiornik woda oddaje energię jak w poprzednich przypadkach. Pomysł wykorzystania energii fal zrodził się w 1799 roku i od tego czasu powstało wiele patentów na tego typu elektrownie.Elektrownia wodna na zaporze Itaipu na Paranie (granica Brazylii z Paragwajem)

Morza i oceany zwłaszcza na szerokościach równikowych dają nam jeszcze jedno źródło energii – tym razem termalnej. Różnica temperatury wody przy powierzchni (30°) i na głębokości 300-500 m (7°) daje możliwość pozyskania wymiernych ilości energii. Instalacja wraz z generatorem prądu unosi się na powierzchni wody, a efektywność tego systemu jest bardzo wysoka, ponieważ na równiku różnice temperatur mają prawie stałe wartości niezależnie od pory roku i dnia. Takie elektrownie znajdują się też w Japonii, a więc nie tylko na typowych ciepłych morzach.

Pozyskiwanie energii z przepływu wody jest kosztowne jeśli ma służyć ludziom w skali kraju. Jednak rozwój małych elektrowni wodnych o zasięgu lokalnym, a nawet służącym pojedynczym gospodarstwom wydaje się być dobrym i opłacalnym rozwiązaniem.

Największe zalety stosowania małych elektrowni wodnych (MEW):
– wytwarzają „czystą” energię elektryczną – brak emisji jakichkolwiek gazów lub wytwarzania ścieków,
– charakteryzują się niewielką pracochłonnością – do ich obsługi wystarcza sporadyczny nadzór techniczny,
– mogą stanowić awaryjne źródło energii w przypadku uszkodzenia sieci przesyłowej,
– regulują stosunki wodne w najbliższej okolicy, co może mieć wpływ na obszary rolnicze,
– budowa budowli piętrzącej powoduje powstanie zbiornika wodnego, który stając się cennym elementem
krajobrazu może decydować o rozwoju turystyki i rekreacji w danym regionie,
– pobudzają aktywność w środowisku wiejskim (nowe miejsca pracy, obiekty towarzyszące),
– budowla piętrząca może również w pewnym stopniu osłabić wielkość zatapiania okolic w przypadku
występowania powodzi,
– budowa MEW, zwłaszcza na istniejących jazach, ma znikomy negatywny wpływ na otoczenie, podczas gdy
większe elektrownie wodne mogą negatywnie wpływać na stan naturalnych linii brzegowych i żyjących tam
gatunków.

Siła wiatru

Wiatr od dawna wykorzystywany jest do pozyskania energii. Jego prędkość wciąż Ferma wiatrowa (źródło: dlafirmy.info.pl)ulega zmianom dziennym, miesięcznym i rocznym. Globalny potencjał energetyczny poruszających się mas powietrza jest równy obecnemu zapotrzebowaniu na energię elektryczną.

Głównymi elementami elektrowni wiatrowej są wysokie trzypłatowe wiatraki. Urządzenia takie pracują przy wietrze wiejącym z prędkością 4-25 m/s. Gdy parametry te zostaną przekroczone siłownia zostaje automatycznie zatrzymana, a wiatrak ustawia się „bokiem” do wiatru. Średniej wielkości 60-metrowa siłownia z wirnikiem o rozpiętości 44 m może zapewnić dostawy prądu dużemu zakładowi przemysłowemu lub 300-400 gospodarstwom domowym.
Turbiny wiatrowe instaluje się na morzu i na lądzie. Mogą stać pojedynczo lub grupowo na farmach wiatrowych. Najkorzystniejsze warunki dla takich elektrowni panują w rejonach nadmorskich i na morzu gdzie produkcja energii jest równomierna. Elektrownia o mocy 1MW musi leżeć na obszarze 1 ha powierzchni ziemi, więc instalacje te znajdują się raczej z dala od dużych miejscowości. Obszar 500-metrowy wokół masztu wiatraka jest objęty strefą ochronną.Porównanie efektywności energii fotowotaicznej i wiatrowej (fot. www.sunnylife.pl)

Pojedyncza elektrownia wiatrowa może mieć różne przeznaczenie i zastosowanie:
– produkcja energii elektrycznej na potrzeby własne i na sprzedaż do sieci państwowej,
– praca na sieć wydzieloną – oświetlenie, ogrzewanie pomieszczeń mieszkalnych, przemysłowych
i rolniczych (domy mieszkalne, kościoły, jednostki wojskowe, porty, schroniska, zabudowania rolnicze),
– rolnictwo, zasilanie elektryczne maszyn i urządzeń gospodarczych,
– zasilanie pomp melioracyjnych (nawadnianie, odwadnianie),
– hodowla ryb, zasilanie urządzeń do napowietrzania i rekultywacji zbiorników wodnych (jeziora, stawy),
podgrzewanie wody,
– oczyszczalnie ścieków – zasilanie urządzeń elektrycznych oraz dotlenianie osadników,
– rzemiosło – zasilanie elektryczne silników maszyn i urządzeń ogrodniczych – oświetlenie
i ogrzewanie elektryczne,
– w produkcji szklarniowej,
– zasilanie elektryczne (małych) skupisk ludzkich w strefach odosobnionych lub ekologicznie chronionych
(stacje meteo, klasztory, latarnie morskie, stacje naukowe, jednostki wojskowe, farmy hodowlane itp.).

Energia z biomasy

Rzepak jest jedną z najcenniejszych roślin wykorzystywnych do produkcji biomasy (źródło: www.odnawialna.eu)Materia organiczna pochodząca z roślin i zwierząt jest wykorzystywana w Europie dużo częściej niż pozostałe źródła energii odnawialnej. Taką tendencję widać również w Polsce. Z 1 ha użytków rolnych rocznie zbiera się około 10 ton biomasy, co równa się około 5 tonom węgla kamiennego. Podczas spalania biomasy praktycznie nie wydzielają się szkodliwe związki siarki i azotu. Gaz cieplarniany, czyli CO2, jest w tych okolicznościach szybko przyswajany przez roślinność wzrastającą na polach, przez co jego stężenie w atmosferze nie zwiększa się. Popioły to tylko 1% spalanej masy, które przy spalaniu węgla wynoszą aż 20%.

Energię z biomasy uzyskujemy poprzez:
– spalanie roślinności (drewno, słoma, rośliny z upraw energetycznych),
– wytwarzanie oleju opałowego z roślin oleistych (np. rzepak),
– fermentację alkoholową trzciny cukrowej, ziemniaków i innych roślin, ulegających takiej fermentacji,
– beztlenową fermentację metanową odpadowej masy organicznej (np. odpady z produkcji rolnej lub przemysłu
spożywczego).

W Polsce biomasa pochodzi głównie z rolnictwa Słoma jest jesdnym z surowców, wykorzystwanych przy produkcji bimasy (źródło: www.green-eko.pl)i leśnictwa, a więc odpadów drzewnych i słomy. Potencjał techniczny energii płynący ze źródeł drzewnych można byłoby podnieść obsadzając więcej ubogich oraz skażonych terenów szybko rosnącymi lasami. Natomiast najcenniejsza energetycznie słoma powstaje z rzepaku, bobiku i słonecznika.
Coraz częściej sięga się do tzw. upraw energetycznych. Niewątpliwie wierzba jest w tym przypadku rośliną wiodącą, a jej wszechstronne właściwości w dużym stopniu odciążają środowisko naturalne. Wierzba wiciowa (Salix viminalis) w wyniku krzyżowania i prac selekcyjnych jest rośliną o dużym i szybkim przyroście masy (12-krotnie przewyższa roczny przyrost biomasy lasu), co przy bardzo łatwej uprawie daje optymalne wyniki. Jedna uprawa może służyć gospodarstwu przez 30 lat, a pozyskiwanie materiału odbywa się co 2-3 lata. Wierzbę można spalać, ale jeszcze lepsze wyniki grzewcze uzyskuje się po tzw. zgazowaniu wierzbowego drewna. Wierzba posiada jeszcze kilka innych korzystnych właściwości.To 8-metrowe drzewo nadaje się idealnie do oczyszczania gleb m.in. ze szkodliwych metali ciężkich i związków toksycznych, poprzez wbudowanie ich w swoje tkanki. Jej korzenie przyswajają około 80% zanieczyszczeń.

Z biomasy możemy pozyskać również biogaz z fermentacji beztlenowej odpadów zwierzęcych, osadów ściekowych i innych odpadów organicznych. Podczas procesu około 60% biomasy zmienia się w biogaz, służący z powodzeniem do produkcji energii elektrycznej i cieplnej.

Główne korzyści pozyskiwania energii z biomasy to:
– znaczna redukcja zanieczyszczeń powietrza,
– zmniejszone koszty działania systemu grzewczego,
– łatwiejsza obsługa kotłowni i sieci ciepłowniczej,
– aktywizacja ekonomiczna lokalnej społeczności wiejskiej.

Ciepło bijące z ziemi

Rozkład temperatur we wnętrzu Ziemii (źródło: www.biomasa.org)Również naturalne ciepło ziemi może być dla nas dobrym sposobem na pozyskanie energii. Kumuluje się ona w gruntach, skałach, wodzie oraz zgromadzonych parach pod przykryciem nieprzepuszczalnych skał o niskiej przewodności cieplnej. Bezpośrednim źródłem są wody geotermalne. Ekonomiczna opłacalność pozyskiwania tej energii pozwala uzyskać ją z głębokości 3 km (200° C), chociaż wody takie sięgają nawet kilkunastu km pod powierzchnię ziemi. Aby pozyskiwać energię elektryczną na większą skalę temperatura wód nie może być niższa niż 150° C. Niższe wartości dają jednak możliwość ogrzania m.in. pomieszczeń, hodowli szklarniowych oraz kąpielisk.

Wszędzie tam gdzie aktywność sejsmiczna Ziemi jest większa od przeciętnej, można wykorzystywać tę energię na szerszą skalę. W Islandii 46% energii elektrycznej i aż 85% ciepła pochodzi z naturalnie ogrzanych ziemi i wód. W Polsce istnieją bardzo dobre warunki pozyskiwania tej energii, bo aż 80% powierzchni naszego kraju zajmują podziemne baseny z wodami geotermalnymi. Chociaż dostanie się do źródła wody może być często utrudnione, wiele gospodarstw decyduje się na zamontowanie instalacji pozyskującej energię geotermalną. Pozwala to uniezależnić się od sieci elektroenergetycznej i ciepłowniczej, czerpiących z nieodnawialnych źródeł energii.

 

Zobacz też: Nowoczesne ławki do parku

 

Tagi:


Dodaj nowy

Nick:
Treść:

Pierwsze miejsce w Google dla Twojej strony. Pozycjonowanie stron internetowych, kampanie AdWords, strony internetowe. AUCH board.
Newsletter
Zapisz się do newslettera wokolonas.pl,
aby być informowanym o aktualnych tematach

  • http://psiapaczka.pl Miejsce w sieci, gdzie możesz zdobyć ekologiczne woreczki na psie nieczystości, zapakowane w praktyczną i estetyczną formę. Wspierajmy razem pozytywne zachowania społeczne wszystkich właścicieli piesków.
  • http://psipakiet.pl Meble miejskie o różnym zastosowaniu oraz funkcjach. Kosze na psie kupy, dystrybutory worków na psie odchody, kosze uliczne na odpady, ławki miejskie. To wszystko łączy jedna marka PSI PAKIET.