energetika - naslovnica · obnovljivi izvori energije (oie) fakultet kemijskog inženjerstva i...

ENERGETIKA

Studij: Kemijsko inženjerstvo (V semestar)

prof. dr. sc. Igor Sutlović

Fakultet kemijskog inFakultet kemijskog inžženjerstva i tehnologijeenjerstva i tehnologije

Zavod za termodinamiku, strojarstvo i energetikuZavod za termodinamiku, strojarstvo i energetiku

EU 20-20-20 ciljevi

Smanjenje emisije stakleničkih plinova u EU za 20% u odnosu na one iz 1990., 20% potrošnje energije u EU osigurati treba biti iz obnovljivih izvora, smanjiti 20% potrošnju primarne energije u odnosu na očekivanu razine, kroz mjere energetske učinkovitiosti.

Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije, Zavod za termodinamiku, strojarstvo i energetiku

Energetika, prof. dr. sc Igor Sutlović

Obnovljivi izvori energije (OIE)


Obnovljivi izvori energije u hrvatskom se “Zakonu o energiji” definiraju kao:

„izvori energije koji su sačuvani u prirodi i obnavljaju se u cijelosti ili djelomično, posebno energija vodotoka, vjetra, neakumulirana sunčeva energija, biodizel, biomasa, bioplin, geotermalna energija itd.”

Iz “Uredbe o minimalnom udjelu električne energije proizvedene iz obnovljivih izvora energije i kogeneracije čija se proizvodnja potiče” (Vlada RH 2007.g):


PRAVILNIK O KORIŠTENJU OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE I KOGENERACIJE (NN 67/07)

Ciljevi

članak 2.

Korištenjem obnovljivih izvora energije i kogeneracije ostvaruju se interesi Republike Hrvatske u području energetike, utvrđeni Strategijom energetskog razvitka Republike Hrvatske, zakonima i drugim propisima kojima se uređuje obavljanje energetskih djelatnosti, osobito u pogledu:dugoročnog smanjenja ovisnosti o uvozu energenata,učinkovitog korištenja energije i smanjenja utjecaja uporabe fosilnih goriva na okoliš,otvaranja novih radnih mjesta i razvoja poduzetništva u energetici,poticanja razvoja novih tehnologija i domaćeg gospodarstva u cjelini,diverzifikacije proizvodnje energije i sigurnosti opskrbe.



Udio OIE u ukupnoj potrošnji energije u RH (izvor: Ministarstvo gospodarstva RH, 2006.g.)


„Novi“ OIE (male hidroelektrane električne snage manje od 10 MW, vjetroelektrane, geotermalne elektrane, elektrane na biomasu, fotonaponske elektrane i drugi izvori).

U EU se planira povišenje udjela OIE s 8,5% u 2005. na 20% u 2020. godini!


Koji su glavni oblici OIE?

Sunčeva energija,energija vjetra,hidroenergija,biomasa, otpad i biogoriva,geotermalna energija,energija plime i oseke, morskih struja i valova,vodik i gorive ćelije.



Fotonaponske ćelije

Fotonaponska solarna ćelija - uređaj u kojem se odvija direktna pretvorba energije sunčevog zračenja u električnu energiju

Tipovi FN ćelija od kristalnih poluvodiča su:

Silicijeve Si monokristalne, polikristalne i amorfne (140 W, 130 W, 50 W)Galij arsenidne GaAs (300 W)Gali iridium fosfidne (GaInP)/GaAs Kadmij-telurijeve CdTe (160 W u labaratorijskim uvjetima)


http://hr.wikipedia.org/wiki/Slika:Solar_cell.png

Solarna ćelija – solarni modul – solarni generator

Princip rada fotonaponskih ćelija zasniva se na fotoelektričnomefektu



Potencijal Sunčeva zračenja u Hrvatskoj



Postoje tri osnovna principa iskorištavanja energije Sunca, a to su:

· solarni kolektori – pripremanje tople vode i zagrijavanje prostorija · fotonaponske ćelije - direktna pretvorba Sunčeve energije u električnu energiju · fokusiranje Sunčeve energije -upotreba u velikim energetskim postrojenjima

Suvremena oprema za proizvodnju tople vode –kolektori Sunčeve topline – montiraju se na krov kuće-moguće ih je kombinirati s klasičnim-fosilnim energentima.

U njima se nalaze cijevi s vodom (ili medijem) koja se zagrijava pod utjecajem Sunčevih zraka.

U Hrvatskoj je trenutno daleko najzastupljenija proizvodnja tople vode pomoću solarnih kolektora



http://energopak.hr/images/uploads/solarni-kolektori-14-v.jpg

Prema podacima Energetskog instituta Hrvoje Požar, pretpostavlja se da je u Hrvatskoj ugrađeno oko 15.000- 20.000 metara kvadratnih sunčevih kolektora, a procjenjuje se da je u sunčevim ćelijama instalirano oko 52 kilovata.

„Solarna kuća – Špansko“

10 m2 Sunčanih kolektora

36,1 kW od tvrtke Stilin d.o.o.

5,6 kW na obiteljskoj kući u Čakovcu

7,14 kW instalirane električne vršne snage



FN ćelije najčešće možemo vidjeti kao bazno napajanje izoliranih sustava (off-grid) kao što su, telekomunikacijski i radijski sistemi, svjetionici, cestovna signalizacija ili pak naplata parkirališta.

Koriste se i u dekorativne svrhe kao npr. u Zadru (instalaciji Pozdrav Suncu).



"...Kada bismo samo 3 posto teritorija Hrvatske prekrili Sunčevim pretvornicima u toplinsku i električnu energiju, dobili bismo oko osam puta više od današnje ukupne energetske potrošnje u Hrvatskoj."

Dr.sc. Natko Urli s Instituta "Ruđer Bošković"

Energetika, doc. dr. sc Igor Sutlović


Potencijal Sunčeva zračenja u Europi

Prva europska zemlja po iskorištenosti sunčeve energije u Europi je Njemačka.



U Njemačkoj već danas najveća postrojenja koja pretvaraju svjetlost u električnu energiju proizvode dovoljno energije za milijunski grad.

Udio solarne energijeUdio električne energije koja dolazi iz sunca u Njemačkoj trebao bi značajno porasti: sada je 0,6 posto, a uskoro će iznositi šest posto.

Solarna elektrana kod Marburga


Snaga 35 MW

smanjenje emisije od 25.000 tona CO2 godišnje

20 do 40% jeftinija energija

SOLARNI PARK WALDPOLENZ

2000 m dužine

600 m širine

550,000 solarnih ploča

40 MW električne energije za oko 40,000 kuća

SOLARNI PARK MUEHLHAUSEN6,3 MW

redukcija emisije 6200 tona CO2 godišnje

57,600 solarnih ploča

SOLARNI PARK GöTTELBORN8,4 MW

Smanjenje emisije od 6500 tona CO2 godišnje

Španjolska se ozbiljno posvećuje iskorištavanju energije sunca. Na jugu te zemlje nastao je jedan od najvećih solarnih pogonskih kompleksa na svijetu

U Španjolskoj se gradnja solarnih elektrana već sada pokazala rentabilnom.

.»Andasol 1« je prva od tri solarne elektrane koje bi se trebale sljedećih godina sagraditi u podnožju Sierre Nevade.

Stručnjaci smatraju da će za 20 godina cijena solarne struje biti ista kao i cijena energije dobivene eksploatacijom ugljena.


ANDASOL 1, Španjolska

50 MW električne energije

smanjenje emisije CO2 od 152,000 tona godišnje

cijena 260 milijuna eura

Spain, Crevillent(Alicante)

6,2 MW

7500 tons CO2 emission reduction annually

Spain, Olmedilla(Castila La Mancha)

60 MW

Solarni park Merida/DonAlvaro

30 MW

SERPA, Portugal11 MW

52, 000 solarnih panela

75 milijuna dolara

površina 60 hektara

redukcija emisije od 30,000 tona CO2godišnje

Parabolični koncentrirajući solarni kolektori -Concentrating Solar Power (CSP)

Snaga 64MW, površina 1,6km2, od čega 1,2km2

otpada na polje kolektora

Smanjenje emisije CO2jednako emisiji 20000 automobila godišnje

- Nevada Solar One- pustinja Mojave, Nevada, SAD, pored Las Vegasa, u pogonu od srpnja 2007g.

Godišnja proizvodnja el. energije 134 milijuna kWh

Više od 182 000 zrcala, 18200 cijevi na koje se fokusira zračenje, temperatura koja se postiže u njima 390°C

DUBAI «Dynamic Tower»

2002

Njemačka 11,994

Španjolska 4,825

Danska 2,889

Italija 788

Nizozemska 693

UK 552

Grčka 297

EU-Ukupno 23,159 28,542 EU-Ukupno

375 Grčka

649UK

912Nizozemska

904Italija

3,110 Danska

6,202 Španjolska

14,609 Njemačka

2003

Red. bro

j

Naziv VE Proizvođačagregata

Broj agregatakom

Snaga agrega

ta (kW)

Ukupna snaga

VE (kW)

Napon priključ

enja(kV)

U pogonu od

1. Trtar-Krtolin

Enercon 14 800 11.200 30 2007.

2. Ravne-Pag Vestas 7 850 5.950 10 20073. Orlice Enercon 8 + 3 900 +800 9.600 30 20094. Vrataruša Vestas 14 3.000 42.000 110 20105. Velika

PopinaSiemens 4 2.300 9.200 35 2011

6. Pometeno Brdo

Končar 1 1.000 1.000 110 2010

7. Crno Brdo(p

.p)

Leitwind 7 1.500 10.500 10 2011

8. Ukupno 58 89.450

Satna proizvodnja od 1.01.- 31.10.2011. godineProsječna satna proizvodnja 21,3 MW, maksimalna satna proizvodnja 72,71 MW.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 349 697 1045 1393 1741 2089 2437 2785 3133 3481 3829 4177 4525 4873 5221 5569 5917 6265 6613 6961

MW

Satna proizvodnja Krivulja trajanja Prosječna proizbodnja Instalirana snaga

Dnevna proizvodnja u Listopadu

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

MW

h/dn

evno

Krtolin Orlice Pag Velika Popina Vrataruša Pometeno Brdo Crno brdo

Prosječna satna proizvodnja u pojedinom mjesecu - vidi se utjecaj temperature zraka na dijagram proizvodnje

0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

sati

MW

SiječanjVeljačaOžujakTravanjSvibanjLipanjSrpanjKolovozRujanListopad

Prosjek

Mjesečne krivulje trajanja proizvodnje VE

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 32 63 94 125 156 187 218 249 280 311 342 373 404 435 466 497 528 559 590 621 652 683 714

MW

Siječanj Veljača Ožujak Travanj Svibanj

Lipanj Srpanj Kolovoz Rujan Listopad

Broj sati rada na godišnjem nivou

27102482 2423

2231

1906

14951353

483

0

500

1000

1500

2000

2500

3000V

E V

elik

aPo

pina

VE

Trta

r-Kr

tolin

VE V

rata

ruša

Uku

pno

VE

Orli

ce

VE C

rno

Brdo

VE

Rav

ne P

ag

VE

Pom

eten

obr

do

(bro

j sat

i)

VE Velika Popina VE Trtar- Krtolin VE Vrataruša Ukupno

VE Orlice VE Crno Brdo VE Ravne Pag VE Pometeno brdo

0,373

0,284

0,169

0,338

0,305

0,078

0,282

0,340

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

Krtolin Orlice Pag VelikaPopina

Vrataruša Pometenobrdo

Crno Brdo Ukupno

Krtolin Orlice Pag Velika PopinaVrataruša Pometeno brdo Crno Brdo Ukupno

Pokrivanje konzuma Hrvatske s proizvodnjom VE u ListopaduMaksimalno pokrivanje je bilo : 5,1 % dana 9. listopada u 05 sati.Na mjesečnom nivou VE su podmirile 1,5 % konzuma HR.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1 51 101 151 201 251 301 351 401 451 501 551 601 651 701

sati

MW

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

%

Konzum HR Postotak podmirenja konzuma HR

Pod pojmom biomase se podrazumijevaju dvije kategorije:

Biomasa koja je nastala kao proizvod probavnog sustava domaćih životinja-stajski gnoj i biomasa koja se dobiva izravno preradom ili drva ili se drvo pak koristi isključivo za tu namjenu

izvor ZORG™

izvor: www.seilnacht.com/referate/biogas01.htm

U fermentatoru se u kontroliranim uvjetima iz izmeta životinja-stajskog gnoja proizvodi bioplin koji sadrži metan. Taj metan se može do potrebne čistoće izdvojiti iz bioplina te ga je moguće utiskivati u plinovod zajedno sa prirodnim plinom (tzv. zeleni plin). Moguće ga je izravno koristiti kao energent u kogeneracijskom postrojenju za proizvodnju električne i toplinske energije.

Iz drvne biomase dobivaju se tri osnovna proizvoda koji se koriste u energetske svrhe. peleti, briketi i sječka

gustoća ≈650 kg/m3

promjer: ≈6mm

dužina do 30 mm

sadržaj vode do 10%

udio drvne prašine 1 % (javlja se kod transporta)

d. topl. vrijednost ≈5 kWh/kg (18000kJ/kg)

ostatak pepela nakon gorenja: 0,5%

Osnovne karakteristike peleta:

Upravljanje energijom, prof. dr. sc Igor Sutlović

svojstva drveni briket ogrijevno drvo smeđi ugljen

oblik i mjere ø 90 mm - -

sadržaj vlage oko 10% 10 - 20% 12 - 60%

sadržaj pepela 0,35% < 0,5% 2 - 10%

sadržaj sumpora ø ø 2%

gornja topl. vrijednost 17.600 kJ/kg - -

donja topl.vrijednost 16.500 kJ/kg 14.700 - 16.700 kJ/kg 8.400 - 20.100 kJ/kg

Osnovne karakteristike briketa:


Sječka

Sustav za dovod goriva

Sustav za dovod goriva

Odvod pepela iz ložišta

Odvod pepela iz ložišta

Filtri za odvod pepela

Filtri za odvod pepela

LožišteLožište

Izmenjivačtopline-kotaoIzmenjivač

topline-kotao

Pročišćavanje dimnih plinova Pročišćavanje dimnih plinova

DimnjaciDimnjaci

Regulacijska tehnika

Regulacijska tehnika

Izgaranje biomase


Neka druga razmišljanja.

energetika - naslovnica · obnovljivi izvori energije (oie) fakultet kemijskog inženjerstva i...

Documents