Proiect la Tehnici de Comunicare ProfesionalaProfesor coordonator: Conf. Dr. Ing. Rusinaru

Denisa

Student: Bitoanca Florin ConstantinGrupa: 9101Specializarea: Inginerie Electrica si Calculatoare

Cuprins

1. SECTORUL DE ENERGIE EOLIANA IN EUROPA SI IN ROMÂNIA………….….…………………………………………………………..…………… 3-4

2. PRINCIPIUL ENERGIEI EOLIENE…………………………………………….……… 4

3. TURBINE EOLIENE - VARIANTE CONSTRUCTIVE ŞI PARTICULARITĂŢI. . 5-8

4. AVANTAJELE SI DEZAVANTAJELE ENERGIEI EOLIENE……………………... 8-9

5. CONCLUZII…………………………………………………………………..…….……….9

6.BIBLIOFRAFIE…………………………………………………………….…………..……10

2

1.BIOMASA-DEFINIRE,FORMARE

Termenul de biomasa se foloseste pentru a denumi materia biologica vie sau moarta ce poate fi folosita pentru producerea combustibilului sau a productiei industriale.Cel mai adesea termenul de biomasa se foloseste ca referire la materia obtinuta din plante, folosita pentru obtinerea combustibilului ecologic, dar acest termen include si materia animala sau vegetala folosita la obtinerea fibrelor, chimicalelor sau caldurii. Biomasa se cultiva de obicei din cateva plante cum ar fi canepa, porumbul, plopul, salcia, rachita, trestia etc. Desi combustibilii solizi au originea din biomasa, acestia nu sunt considerati ca facand parte din ea deoarece contin carbon, ce nu a fost inclus in circuitul natural de foarte mult timp.

Deci, biomasa este ansamblul materiilor organice nonfosile in care se inscriu deseurile lemnoase, deseurile agricole, deseurile vegetale din sectorul forestier, agricol si industrial, dar si cerealele si fructele. Principala diferenta dintre energia obtinuta din combustibilii clasici si respectiv biomasa este urmatoarea: combustibilii fosili nu pot fi transformati in energie utilizabila decat dupa mii de ani, in timp ce energia biomasei este regenerabila putand fi folosita an de an.Biomasa reprezinta componentul vegetal al naturii. Ca forma de pastrare a energiei Soarelui în forma chimica, biomasa este unul din cele mai populare si raspândite resurse de pe Pasigura nu doar hrana, ci si energie, materiale de constructie, hârtie, tesaturi, medicamamânt. Ea ente si substante chimice. Biomasa este utilizata în scopuri energetice din momentul descoperirii de catre om a focului. Astazi combustibilul din biomasa poate fi utilizat în diferite scopuri – de la încalzirea încaperilor pâna producerea energiei electrice si combustibililor pentru automobile.

2.MATERIALELE CE COMPUN BIOMASA

Rezervele de biomasasunt in special deseurile de lemn, deseurile agricole, gunoiul menajer si culturile energetice. Producerea de biomasa nu reprezinta doar o resursa de energie regenerabila ci si o oportunitate semnificativa pentru dezvoltarea rurala durabila. In prezent, in Uniunea Europeana, 4% din necesarul de energie este asigurat din biomasa. La nivelul UE, se estimeaza crearea a cca. 300.000 de noilocuri de munca in mediul rural, prin exploatarea biomasei.Specialistii apreciaza ca Romania are un potential energetic ridicat de biomasa, evaluat la circa 7.594 mii tep/an (tone echivalent petrol), ceea ce reprezinta aproape 19% din consumul total de resurseprimare la nivelulanului 2000, impartit pe urmatoarele categorii de combustibil: reziduuri din exploatari forestiere si lemn de foc (1.175 mii tep), deseuri de lemn (487 mii tep), deseuri agricole rezultate din cereale (4.799 mii tep), biogaz (588 mii tep), deseuri si reziduuri menajere urbane (545 mii tep). Cantitatea de caldura rezultata din valorificarea energetica a biomasei detine ponderidiferite in balanta resurselor primare, in functie de tipul de deseuri utilizat sau dupa destinatia consumului final. Astfel, 54% din caldura produsa pe baza de biomasa se obtine din arderea de reziduuri forestiere sau 89% din caldura necesara incalzirii locuintelor s iprepararea hranei (mediul rural) este rezultatu lconsumului de reziduuri si deseuri vegetale.

3

3. FORMAREA BIOMASEI

Bioxidul de carbon din atmosfera si apa din sol participa în procesul obtinerii glucidelor (zaharidelor), care formeaza „blocurile de constructie” a biomasei. Astfel, energia solara, utilizata la fotosinteza, îsi pastreaza forma chimica în structura biomasei. Daca ardem efectiv biomasa (extragem energia chimica), atunci oxigenul din atmosfera si carbonul din plante reactioneaza formînd dioxid de carbon si apa. Acest proces este ciclic, deoarece bioxidul de carbon poate participa din nou la procesul de formare a biomasei. Pe parcursul ultimelor secole omenirea a învatat sa obtina formele fosile de biomasa, în deosebi, în forma de carbune. Combustibilii fosili prezinta rezultatul reactiei chimice foarte lente de transformare a polizaharidelor în compusi chimici asemanatoarei fractiei ligninice. În rezultat compusul chimic al carbunelui asigura o sursa de energie mai concentrata. Toate tipurile de combustibil fosil, utilizate de catre omenire – carbune, petrol, gaze naturale – reprezinta, în sine, biomasa straveche. Timp de milioane de ani resturile vegetale se transforma în combustibil. Desi combustibilul extras are aceeasi compozitie – hidrogen (H2) si carbon (C) - ca si biomasa ”proaspata”, el nu poate fi asimilat resurselor energetice regenerabile, pentru ca formarea lui necesita o perioada lunga de timp. Ca adăugare la sensul său estetic de floră pămîntească a planetei, biomasa prezintă o rezervă resursă utila şi importanta pentru om. Pe parcursul a mii de ani oamenii extrăgeau energia soarelui, păstrată în formă de energiei legăturilor chimice, arzînd biomasa în calitate de combustibil sau utilizînd-o în alimentaţie, utilizînd energia zaharidelor şi celulozei. Pe parcursul ultimelor secole, omenirea a învăţat să obţină tipurile fosile de biomasă, în deosebi, în formă de cărbune. Combustibilii fosili prezintă rezultatul reacţiei chimice foarte încete de transformare polisaharidelor în compuşi chimici asemănătoarei fracţiei ligninice. În rezultat compusul chimic al cărbunelui asigură o sursă de energie mai concentrată. Toate tipurile de combustibil fosil, utilizate de către omenire - cărbune, petrol, gaze naturale - reprezintă (prin sine) biomasă străveche. Timp de milioane de ani pe Pămînt resturile plantelor (vegetale) se transformă în combustibil. Deşi combustibilul extras constă din aceleeaşi componente - hidrogen şi carbon - ca şi biomasa "proaspătă", el nu poate fi atribuit la surse energetice renovabile, pentru că formarea lui necesită o perioadă îndelungată de timp. Utilizarea biomasei creşte cu tempuri rapide. În unele state dezvoltate biomasa este utilizată destul de intens, spre exemplu, Suedia, care îşi asigură 15% din necesitatea în surse energetice primare. Suedia planifică pe viitor creşterea volumului biomasei utilizate concomitent cu închiderea staţiilor atomo- şi termo-electrice, care utilizează combustibil fosil. În SUA 4%, unde din energie este obţinută din biomasă, aproape de cantitatea obţinută la staţiile atomo-electrice, astăzi funcţionează instalaţii cu capacitatea totală de 9000 MW, unde se arde biomasa cu scopul obţinerii energiei electrice. Biomasa cu uşurinţă poate asigura peste 20% din necesităţile energetice a ţării. Altfel spus, resursele funciare existente şi infrastructura sectorului agrar permite înlocuirea completă a tuturor staţiilor atomice, fără a influenţa preţurile la produsele alimentare. De asemenea, utilizarea biomasei la producerea etanolului poate micşora importul petrolului cu 50%.

4

Fig.3.1 Formarea biomasei

4.UTILIZAREA BIOMASEI

Folosita atat pentru obtinerea de curent electric, cat si a agentului termic pentru locuinte, energia extrasa din biomasa ridica, mai nou, probleme de etica, intrucat in multe zone ale lumii e nevoie mai degraba de hrana, decat de combustibili. Desi folosirea biomasei in scopuri energetice este una dintre cerintele Uniunii Europene, exista voci care sustin ca folosirea acestei resurse necesita precizari si reconsiderari. Motivele scepticilor sunt doua: poluarea si lipsa de hrana. Chinezii au anuntat deja ca renunta la proiectul de a produce etanol pentru automobile din porumb, intrucat – din cauza secetei – anul acesta e nevoie de toata productia de cereale pentru hrana animalelor si a oamenilor. Biomasa este ansamblul materiilor organice nonfosile, in care se inscriu: lemnul, pleava, uleiurile si deseurile vegetale din sectorul forestier, agricol si industrial, dar si cerealele si fructele, din care se poate face etanol. La fel ca si energiile obtinute din combustibilii fosili, energia produsa din biomasa provine din energia solara inmagazinata in plante, prin procesul de fotosinteza. Principala diferenta dintre cele doua forme de energie este urmatoarea: combustibilii fosili nu pot fi transformati in energie utilizabila decat dupa mii de ani, in timp ce energia biomasei este regenerabila, putand fi folosita an de an. Lemnul,inaintea carbunelui In ultimele cateva sute de ani, omul a exploatat biomasa mai ales sub forma de carbune. Acest combustibil fosil a rezultat in urma unor transformari chimice indelungate. Combustibilii fosili sunt constituiti din aceleasi elemente chimice

5

(hidrogen si carbon) ca si biomasa proaspata. Cu toate acestea, ei nu sunt considerati surse de energie regenerabila din cauza timpului indelungat de care au nevoie pentru a se forma. In aceeasi situatie se afla si gazele naturale si petrolul. Azi, omenirea e obligata sa revina la folosirea energiilor regenerabile. Dupa energia solara, biomasa a fost folosita in scopuri energetice inca de cand a fost descoperit focul, pentru ca primii oameni s-au incalzit arzand lemne si abia mai tarziu au descoperit carbunii si petrolul.  Si deseurile contin energie Deseurile alimentare si cele industriale, apele uzate si deseurile menajere sunt surse specifice de biomasa. Aceasta se prezinta sub forma solida, lichida sau gazoasa si poate avea nenumarate aplicatii. La ora actuala, energia biomasei provine in cea mai mare parte din elemente solide, precum aschiile de lemn, rumegusul, unele deseuri menajere, dar si din elemente lichide, intre care se numara in primul rand detergentii proveniti din coacerea lemnului in industria papetariei. Biomasa prezinta multe avantaje ca sursa de energie. Ea poate fi folosita atat pentru producerea de electricitate, cat si pentru obtinerea de energie termica. Dar aici intervine problema poluarii. Ultimele studii arata ca arderea deseurilor produce mult prea mult dioxid de carbon si, prin urmare, ce se economiseste pe o parte se pierde pe alta.  Etanol si biogaz din deseuri Astazi, cercetarile se concentreaza pe conversia biomasei in alcool, care ar putea servi drept carburant pentru suplimentarea si chiar inlocuirea benzinei si a motorinei. Alte forme lichide de energie obtinute din biomasa ar fi uleiurile vegetale. Metanolul produs prin distilarea lemnului si a deseurilor forestiere este considerat un carburant alternativ pentru transport si industrie, la preturi care ar putea concura cu cele ale combustibililor obtinuti din bitum si din lichefierea carbonului. Etanolul ar fi un combustibil mai ieftin, dar problema mare este ca utilizeaza resurse alimentare, cum sunt porumbul sau graul. Daca insa etanolul s-ar obtine exclusiv din deseuri alimentare sau agricole, desi costurile sale de productie ar fi mai mari, efortul s-ar justifica pentru ca se recicleaza deseurile. La alcooli se adauga si biogazul, respectiv forma gazoasa a biomasei. Acest gaz cu o putere calorica destul de slaba, continand in principal metan, se obtine din materii organice, precum apele uzate sau balegarul.  Lemnul este principala sursa bio Exista o larga varietate de surse de biomasa, printre care se numara copacii cu viteza mare de dezvoltare (plopul, salcia, eucaliptul), trestia de zahar, rapita, plantele erbacee cu rapiditate de crestere si diverse reziduuri cum sunt lemnul provenit din toaletarea copacilor si din constructii, paiele si tulpinele cerealelor, deseurile rezultate dupa prelucrarea lemnului, deseurile de hartie si uleiurile vegetale uzate. Principala resursa de biomasa o reprezinta insa lemnul. 

6

Fig.4.1 Schema biomasei in natura

5.TIPURI DE CONVERSIE ALE

BIOMASEI

Principalele tipuri de procese de conversie ale biomasei pot fi clasificate în patru grupe:- fizice (măcinare, separare, uscare, brichetare etc.);- biologice / biochimice (fermentare: anaerobă, aerobă, alcoolică);- termice (combustie, piroliză, gazeificare, hidrogenare);- chimice (de exemplu, fabricarea biodieselului din uleiuri și grăsimi vegetale sau animale).Din biomasa vegetală, sub diferitele ei forme se pot obţine biocombustibili, care, spre deosebire de combustibilii din resurse contribuie la protecția mediul înconjurător, deoarece, pe de o parte produc mult mai puţine emisii nocive în atmosferă, iar pe de altă parte, tehnologiile de producere a biocombustibililor de a doua generație contribuie la procesarea și epurarea reziduurilor din care se obțin acești biocombustibili (biogaz, bioetanol, biodiesel din reziduuri agricole, forestiere, industriale, sau menajere).Majoritatea guvernelor stimulează generarea şi utilizarea de energie din resurse regenerabile ca energia solară, eoliană, hidroenergetica şi biomasa.

Există trei forţe majore care le impun:• Securitatea energetică: se estimează că necesarul mondial de energie se va dubla până în anul 2050. Acest necesar nu poate fi satisfăcut doar de rezervele de ţiţei, gaze naturale, cărbune şi energia nucleară. Economia mondială depinde de un număr limitat de ţări exportatoare de petrol şi gaz, aşadar, resursele alternative de energie vor avea un rol important în securitatea energetică a ţărilor.• Emisiile de carbon și schimbările climatice: reducerea emisiilor de CO2 şi alte gaze cu efect de seră prin reducerea arderii combustibililor fosili.• Dezvoltare economiilor locale: exploatarea resurselor locale pentru obţinerea de alimente, energie şi noi materiale nepoluante.

7

Multe dintre turbinele eoliene moderne de putere mare (mai ales cele „gear-less”, unde frecvenţa curentului indus depinde drastic de turaţia elicei) sunt prevăzute cu sisteme de controlare a unghiului de înclinare a palelor. Astfel, când viteza vântului variază semnificativ, aceste acţionări electro-mecanice modifică unghiul de atac al elicei pentru a menţine turaţia rotorului în limitele nominale de operare. Unghiul de răsucire a palelor poate varia între 0 şi 90°, iar o valoare extremă este aplicată inclusiv pentru oprirea (blocarea) elicei pe durata reviziilor tehnice sau a furtunilor. Cum mai toate turbinele mari au elice cu trei pale, în butucul elicei se află trei sisteme de acţionare independente, câte unul pentru fiecare pală. Majoritatea acestor acţionări se bazează pe transmisii mecanice cu roţi dinţate, dar pot exista şi varainte mai originale (precum cea cu curea dinţată, de la Vensys). Decizia de modificare a unghiului de atac se ia atât pe baza datelor de la anemometru (privind viteza determinată a vântului), cât şi monitorizând turaţia rotorului (sau puterea electrică generată). Când viteza mişcării de rotaţie devine prea mare, se emite automat o comandă către acea acţionare electrică spre a determina o uşoară rotire a palelor elicei, în sensul de a fi mai puţin sensibile la suflul vântului. Această funcţie de reglare automată nu doar că menţine procesul de conversie energetică într-un domeniu nominal, dar asigură şi o eficienţă aerodinamică şi respectiv o reducere a solicitărilor mecanice (în structura turnului, în structura elicei, în lagăre şi în transmisii), prelungind viaţa turbinei şi scăzând costurile de mentenanţă. În plus, recunoscând importanţa funcţiei de reglare a unghiului de atac al elicei, cele trei sisteme de acţionare nu doar că sunt independente, dar sunt şi prevăzute cu alimentare electrică redundantă (şi din surse alternative).

Fig.3.4 Butucul unei elicii

8

4. AVANTAJELE SI DEZAVANTAJELE ENERGIEI EOLIENE

a) Avantaje

În contextul actual, caracterizat de creşterea alarmantă a poluării cauzate de producerea energiei din arderea combustibililor fosili, devine din ce în ce mai importantă reducerea dependenţei de aceşti combustibili. Energia eoliană s-a dovedit deja a fi o soluţie foarte bună la problema energetică globală. Utilizarea resurselor regenerabile se adresează nu numai producerii de energie, dar prin modul particular de generare reformulează şi modelul de dezvoltare, prin descentralizarea surselor. Energia eoliană în special este printre formele de energie regenerabilă care se pretează aplicaţiilor la scară redusă. Principalul avantaj al energiei eoliene este emisia zero de substanţe poluante şi gaze cu efect de seră, datorită faptului că nu se ard combustibili. Producerea de energie eoliană nu implică producerea nici unui fel de deşeuri.Costuri reduse pe unitate de energie produsă. Costul energiei electrice produse în centralele eoliene moderne a scăzut substanţial în ultimii ani, ajungând în S.U.A. să fie chiar mai mici decât în cazul energiei generate din combustibili, chiar dacă nu se iau în considerare externalităţile negative inerente utilizării combustibililor clasici. În 2004, preţul energiei eoliene ajunsese deja la o cincime faţă de cel din anii 80, iar previziunile sunt de continuare a scăderii acestora, deoarece se pun în funcţiuni tot mai multe unităţi eoliene cu putere instalată de mai mulţi megawaţi. Costuri reduse de scoatere din funcţiune. Spre deosebire de centralele nucleare, de exemplu, unde costurile de scoatere din funcţiune pot fi de câteva ori mai mari decât costurile centralei, în cazul generatoarelor eoliene, costurile de scoatere din funcţiune, la capătul perioadei normale de funcţionare, sunt minime, acestea putând fi integral reciclate.

b) Dezavantaje:

Principalele dezavantaje sunt resursa energetică relativ limitată, inconstanţa datorită variaţiei vitezei vântului şi numărului redus de amplasamente posibile. Puţine locuri pe Pământ oferă posibilitatea producerii a suficientă electricitate folosind energia vântului. La început, un important dezavantaj al producţiei de energie eoliană a fost preţul destul de mare de producere a energiei şi fiabilitatea relativ redusă a turbinelor. În ultimii ani, însă, preţul de producţie pe unitate de energie electrică a scăzut drastic, ajungând, prin îmbunătăţirea parametrilor tehnici ai turbinelor, la cifre de ordinul 3-4 eurocenţi pe kilowatt oră.

9

Un alt dezavantaj este şi "poluarea vizuală" - adică, au o apariţie neplăcută - şi de asemenea produc "poluare sonoră" (sunt prea gălăgioase). De asemenea, se afirmă că turbinele afectează mediul şi ecosistemele din împrejurimi, omorând păsări şi necesitând terenuri mari virane pentru instalarea lor. Argumente împotriva acestora sunt că turbinele moderne de vânt au o apariţie atractivă stilizată, că maşinile omoară mai multe păsări pe an decât turbinele şi că alte surse de energie, precum generarea de electricitate folosind cărbunele, sunt cu mult mai dăunătoare pentru mediu, deoarece creează poluare şi duc la efectul de seră. Un alt dezavantaj este riscul mare de distrugere în cazul furtunilor, dacă viteza vântului depăşeşte limitele admise la proiectare. Oricât de mare ar fi limita admisă, întotdeauna există posibilitatea ca ea să fie depăşită.

5. CONCLUZII

Utilizarea energiei eoliene a luat o foarte mare amploare în Uniunea Europeană . Pentru România, ca ţară membră a U.E. ar trebui ca această problemă să fie abordată mai serios şi chiar insistent, dacă înainte de 1989, utilizarea energiilor neconvenţionale (aşa cum erau denumite atunci) constituia o problemă naţională, în ultimii 15 ani, aceasta a fost neglijată, cercetătorii care s-au ocupat de această temă au accentuat mai mult problematica utilizării directe sau a posibilitilor de stocare a energiei elec-trice pentru utilizarea ei în perioadele de calm. Studiile efectuate până în 1989 au pus în evidenţă câte-va tipuri de rotori care pot fi folosiţi în funcţie de regimul vânturilor, mai ales cei cu ax orizontal,mul-tipal (mai mult de 3 palete) sau cu ax vertical. Încadrarea României în targetele stabilite pentru U.E. vor necesita eforturi susţinute şi, mai ales, voinţă politică şi capacitate administrativă. Dupăcum se ştie, capacitatea administrativă este domeniul cel mai des criticat de U.E. În prezent Romania cunoaste o crestere masiva a numarului de proiecte ce au la baza surse de energie regenerabile, in special energia eoliana. Marii jucatori din domeniul energiei eoliene dezvolta proiecte de avengura pe teritoriul tarii noastre, un exemplu ar fi prezenta celui mai mare parc eolian din sud-estul Europei, in judetul Constanta, in localitatea Fântânele-Cogealac si numara 240 de turbine eoliene cu o capacitate de peste 600 MW. O parte negativa a acestor proiecte este faptul ca ele sunt subvenţionate intr-o proporţie destul de mare de consumatorii finali, prin introducere pe facturi a asa numitelor „certificate verzi” datorita masurilor luate de Guvernul Romaniei pentru a învigora sectorul energiilor regenerabile.

10

Bibliografie

1. Horst Crome, Tehnica Utilizarii Energiei Eoliene, Mast, 20112. Victor Dragan, Victor Burchi, Energiile Regenerabile si Utilizarea

Acestora, Ceres, Bucuresti, 20123. Paul Gipe, Wind Power, Revised Edition: Renewable Energy for

Home, Farm and Business, 20094. http://energie-verde.ro/turbine-eoliene5. http://www.energie-eoliana.com

11