Odnawialne źródła energii to takie,

których używanie nie wiąże się z

długotrwałym ich deficytem - ich zasób

odnawia się w krótkim czasie oraz których

eksploatacja powoduje możliwie najmniej

szkód w środowisku.

Wszyscy wiemy, że wyczerpują się pomału złoża ropy naftowej, gazu, węgla oraz grożą nam braki

energii. Zaczynamy rozglądać się za nowymi zasobami, które pozwoliłyby produkować prąd i ciepło w wystarczających ilościach. Zapomnijmy na chwilę o ekonomicznych aspektach produkcji energii z niekonwencjonalnych źródeł. Wiadomo,

że niektóre sposoby nie zawsze się opłacają, czasami koszty wytwarzania urządzeń są

niewspółmierne do efektów, czasami wydajność źródła jest niewielka. Przyjrzyjmy się za to, jak pomysłowi potrafią być ludzie i na jakie metody

pozyskania upragnionej energii wpadli.

Źródła energii możemy podzielić na odnawialne i nieodnawialne. Ja zajmę się odnawialnymi

źródłami energii. Jako odnawialne źródła energii wykorzystujemy m.in.:

wodę słońce wiatr

biomasai

energię geotermalną

92,50%

0,05% 0,05%5,50%

1,50%0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%100,00%

woda słońce wiatr biomasa energiageotermalna

Energia wodna to wykorzystywana

gospodarczo energia mechaniczna płynącej wody. Współcześnie energię wodną zazwyczaj przetwarza się na

energię elektryczną.Można ją także

wykorzystywać bezpośrednio do napędu maszyn – istnieje wiele rozwiązań, w których

płynąca woda napędza turbinę lub koło wodne.

Woda pokrywa aż trzy czwarte naszej planety. Od dawna

znajdowała zastosowanie w domach, rolnictwie, przemyśle czy transporcie. Dziś stanowi również jeden z największych potencjałów energetycznych.

Energia prądów morskichEnergia prądów morskich

Umieszczone pod wodą turbiny napędzane są energią

prądów morskich. Produkowana energia

elektryczna transportowana jest podwodnym kablem do

sieci na lądzie.

Moc fal ocenia się na 3 TW, jednak wykorzystanie tej energii sprawia pewne trudności pomimo, iż

opracowano wiele teoretycznych metod konwersji energii falowania na energię elektryczną.

Największym problemem jest zmienność wysokości fal i wytrzymałość elektrowni.

Najważniejsze sposoby konwersji energii fal na elektryczną:

Energia falowaniaEnergia falowania

elektrownie pneumatyczne - fale wymuszają w nich ruch powietrza, które napędza turbinę

elektrownie mechaniczne - wykorzystują siłę wyporu do poruszania się prostopadle do dna, co powoduje obracanie się wirnika połączonego z prądnicą elektrownie indukcyjne - wykorzystują ruch pływaków do wytwarzania energii elektrycznej poprzez zastosowanie poruszających się wraz z pływakami cewek w

polu magnetycznym elektrownie hydrauliczne - w których przez ścianki nieruchomego zbiornika przelewają się jedynie szczyty fal, a woda wypływająca ze zbiornika napędza

turbinę.

Energia spadku wodyEnergia spadku wody

Energia mechaniczna wody wprawia w ruch turbinę i za pomocą alternatora przekształcana jest w energię elektryczną. Moc zależy od wysokości

spadku wody i od przepływu.

Zapora Itaipu na rzece Parana, ma prawie 8km długości. Zbudowano na niej największą na świecie elektrownię wodną.

Zapory wodneZapory wodne

Zapora Hoovera-widoczna korona i 4 wieże wlotowe - ujęcia wody dla

turbin.

Energia WodnaEnergia Wodna

WADY:WADY:• ingerencja w środowisko naturalne (duże elektrownie) – erozja, zamulenie• zmiana/zniszczenie naturalnych siedlisk• wysokie koszty instalacji• zależność od opadów• nie wszędzie dostępna

ZALETYZALETY• nie zanieczyszcza środowiska (brak odpadów, emisji gazów)• łatwe gromadzenie energii• długi czas działania instalacji• wzrost retencji (zbiorniki)

W promieniowaniu słonecznym docierającym do powierzchni Ziemi wyróżnia się trzy składowe promieniowania:

- bezpośrednie pochodzi od widocznej tarczy słonecznej- rozproszone powstaje w wyniku wielokrotnego załamania na

składnikach atmosfery- odbite powstaje w skutek odbić od elementów krajobrazu i

otoczenia.

Największym problemem nie jest pozyskanie tej energii lecz jej

zmagazynowanie i wykorzystanie we właściwym czasie.

Kolektor słonecznyKolektor słonecznyKolektor słoneczny to podstawowy element instalacji słonecznej. Jego zadaniem jest przekształcenie energii słonecznej w energię cieplną poprzez specjalną płytę absorpcyjną. Najczęściej stosuje

się tzw. kolektory płaskie cieczowe.

Każdy kolektor tego typu składa się z:-przezroczystej szyby-powłoki absorpcyjnej

-systemu rurek miedzianych w których przepływa ciecz solarna-ocieplenia od spodu

-obudowy aluminiowej w której zamknięte są ww. elementy.

W zależności od użytych materiałów współczynnik pochłaniania energii słonecznej może osiągnąć wartość do 95-97%.

Parabola StirlingaParabola Stirlinga

Receptor słoneczny wychwytuje energię słoneczną i ogrzewa

znajdujący się w nim gaz (wodór). Ogrzany gaz napędza

silnik Stirlinga i produkuje elektryczność. Parabola jest w

fazie eksperymentu, w mniejszym wymiarze mogłaby być wykorzystana do produkcji elektryczności w pojedynczych

domach.

Piec słoneczny – kolektor skupiającyPiec słoneczny – kolektor skupiający

Kolektor skupiający, inaczej wysokotemperaturowy>100°C, to

ogromne wklęsłe zwierciadło, które odbiera promieniowanie z ruchomych reflektorów. Energia jest przetwarzana

i magazynowana za pomocą cykli chemicznych i ciepła. Następnie ciepło

przekształcane jest w energię elektryczną. Można tak uzyskać bardzo

wysoką temperaturę co pozwala na wykorzystanie przemysłowe -

wypalanie ceramiki lub testowanie metali do konstrukcji np. statków

kosmicznych.

piec słoneczny w Odeillo

Promieniowanie słoneczne bezpośrednio ogrzewa pokój. Dodatkowa przestrzeń zwiększa skuteczność

systemu.

Energia słonecznaEnergia słoneczna

ZALETYZALETY• brak emisji zanieczyszczeń atmosferycznych i gazów cieplarnianych • łatwe utrzymanie/ konserwacja urządzeń • możliwość wykorzystania w gospodarstwach oddalonych od innych źródeł energii

WADYWADY• ogniwa fotowoltaiczne budowane są z użyciem szkodliwych substancji• ustawione ogniwa zajmują dużą powierzchnię

Współcześnie stosowane turbiny wiatrowe przekształcają ją na

energię mechaniczną, która dalej zamieniana jest na elektryczną.

Wiatrak, wynaleziony około I w.p.n.e. i używany do mielenia zboża lub pompowania wody, znajduje dzisiaj, choć w innej

postaci, zastosowanie w elektrowniach wiatrowych.

Energia wiatru zależy od jego prędkości w trzeciej potędze, przez co lokalizacje pod siłownie wiatrowe dobierane są

bardzo starannie pod kątem częstości występowania silnych (7-20 m/s) wiatrów.

Turbina wiatrowaTurbina wiatrowa

Budowa turbiny:1. Fundament2. Wyjście do sieci elektroenergetycznej3. Wieża4. Drabinka wejściowa5. Serwomechanizm kierunkowania elektrowni6. Gondola7. Generator8. Wiatromierz9. Hamulec postojowy10. Skrzynia przekładniowa11. Łopata wirnika12. Siłownik mechanizmu przestawiania łopat13. Piasta

Turbina wiatrowa to urządzenie zamieniające

energię kinetyczną wiatru na pracę

mechaniczną w postaci ruchu obrotowego

wirnika.

Zasada działania:Każda turbina wiatrowa posiada wirnik składający się z łopat i piasty umieszczonej na przedniej części gondoli ustawionej na

wiatr. Wirnik przymocowany jest do głównego wału wspierającego się na łożyskach. Wał przenosi energię obrotów przez przekładnię

do generatora, który przekształca ją w energię elektryczną.

Energia wiatruEnergia wiatru

ZALETYZALETY• czyste źródło energii• możliwość wykorzystania w gospodarstwach oddalonych od innych źródeł energii

WADYWADY• hałas• ingerencja w krajobraz• zależność od pogody• dość wysoki koszt budowy• zakłócanie fal radiowych i telewizyjnych• zagrożenie dla ptaków i innych gatunków migrujących

Poprzez fotosyntezę energia słoneczna jest akumulowana w biomasie, początkowo organizmów roślinnych, później w łańcuchu

pokarmowym także zwierzęcych.

Energię zawartą w biomasie można wykorzystać dla celów człowieka.

Podlega ona przetwarzaniu na inne formy energii poprzez spalanie biomasy lub spalanie produktów

jej rozkładu.

W wyniku spalania uzyskuje się ciepło, która

może być przetworzona na

inne rodzaje energii np.

energię elektryczną.

Do celów energetycznych wykorzystuje się Do celów energetycznych wykorzystuje się najczęściej:najczęściej:

drewno o niskiej jakości technologicznej oraz odpadowe odchody zwierząt osady ściekowe

słomę, makuchy i inne odpady produkcji rolniczej wodorosty uprawiane specjalnie w celach energetycznych

odpady organiczne np. wysłodki buraczane, łodygi kukurydzy, trawy, lucerny

oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce

Spalanie biomasySpalanie biomasy

Spalając materię organiczną uzyskujemy energię cieplną, która może posłużyć do produkcji energii elektrycznej. Używa się do tego

najczęściej odpadów drewna, słomy, niektórych odpadów domowych, rolniczych i przemysłowych. Ilość emitowanego CO2 w

wyniku spalania jest równa jego asymilacji przez okres wzrostu rośliny.

Spalanie biomasy jest uważane za korzystniejsze dla

środowiska niż spalanie paliw kopalnych, gdyż zawartość szkodliwych pierwiastków

(przede wszystkim siarki) w biomasie jest niższa.

Oprócz bezpośredniego spalania wysuszonej biomasy, Oprócz bezpośredniego spalania wysuszonej biomasy, energię pochodzącą z biomasy uzyskuje się również energię pochodzącą z biomasy uzyskuje się również

poprzez:poprzez:

zgazowanie - gaz generatorowy (głównie wodór i tlenek węgla) powstały ze zgazowania biomasy w zamkniętych reaktorach (tzw.

gazogeneratorach) - jest on spalany w kotle lub bezpośrednio napędza turbinę gazową bądź silnik spalinowy, może być też

surowcem do syntezy Fischera-Tropscha. w wyniku fermentacji biomasy otrzymuje się biogaz, metanol,

etanol, butanol i inne związki, które mogą służyć jako paliwo. estryfikację - biodiesel.

BiomasaBiomasa

ZALETYZALETY• duży potencjał techniczny (dostępność ziemi uprawnej) w niektórych regionach • utylizacja niektórych odpadów i ścieków • zagospodarowanie i wykorzystanie terenów pod uprawy

WADYWADY• konieczność prowadzenia uprawy• zajmowanie pod uprawę terenów cennych przyrodniczo• spalanie – wydzielanie szkodliwych substancji• jałowienie gleb

Polega na wykorzystywaniu cieplnej energii wnętrza Ziemi, szczególnie w obszarach działalności wulkanicznej i

sejsmicznej. Woda opadowa wnika w głąb ziemi, gdzie w kontakcie z młodymi intruzjami lub aktywnymi ogniskami

magmy, podgrzewa się do znacznych temperatur. W wyniku tego wędruje do powierzchni ziemi jako gorąca woda lub para

wodna.

Woda geotermiczna wykorzystywana jest bezpośrednio (doprowadzana systemem rur),

bądź pośrednio (oddając ciepło chłodnej wodzie i pozostając w obiegu zamkniętym).

Wykorzystanie energii geotermalnej:Wykorzystanie energii geotermalnej:

Sposób wykorzystania energii zależy od jej temperatury. Energia

geotermiczna o wyższym potencjale temperaturowym jest

wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej poprzez napędzanie

turbin generujących energię elektryczną. Natomiast energia o

niższym i średnim potencjale wykorzystywana jest w

ciepłownictwie (ogrzewanie mieszkań, szklarni), przemyśle,

ogrodnictwie, rolnictwie, do celów rekreacyjnych, leczniczych, do

hodowli ryb.

GejzeryGejzery

Gejzer jest to rodzaj gorącego źródła występującego na obszarze czynnego lub niedawno wygasłego wulkanu. Charakteryzuje się tym, że okresowo wyrzuca gorącą wodę i parę wodną. Otwór gejzeru na powierzchni ziemi jest ujściem

wąskiego i głębokiego przewodu w rodzaju komina skalnego, często połączonego z bocznymi korytarzami i podziemnymi pustkami. Gromadzą się w nich wody gruntowe ogrzane od otaczającej skały, która z kolei ogrzewa się

od zalegającej poniżej magmy.

Gejzery wybuchają z różną częstotliwością (od kilkudziesięciu minut do kilkunastu dni) i siłą (woda jest wyrzucana na wysokość od kilku

do 70 m). Największe skupisko gejzerów znajduje się w parku narodowym Yellowstone w USA, w stanach Wyoming i Montana,

gdzie jest ich ok. 250. Najsławniejszy jest gejzer Old Faithful, działający regularnie od ponad stu lat, kiedy został odkryty. Co

godzinę przez 4 minuty wyrzuca 40 tys. litrów wody na wysokość 45 m.

Gejzery w Parku Narodowym Yellowstone

Energia geotermalnaEnergia geotermalna

WADYWADY• nie wszędzie dostępna• droga instalacja • trudne technicznie utrzymanie• uwalnianie radonu i siarkowodoru

ZALETYZALETY• czyste źródło energii• niski koszt produkcji energii cieplnej • niezależność od zmiennych warunków klimatycznych i pogodowych • nie zanieczyszcza środowiska naturalnego

Warto wykorzystywać energię ze źródeł Warto wykorzystywać energię ze źródeł odnawialnych, ponieważ jest to:odnawialnych, ponieważ jest to:

- alternatywa dla energii kopalnych - zmniejszenie emisji gazów

- tanie i przyjazne człowiekowi oraz środowisku - szansa na dostęp do elektryczności dla ponad 2

miliardów ludzi na terenach gdzie nie ma innych źródeł energii

Korzyści wynikające z zastosowania Korzyści wynikające z zastosowania odnawialnych źródeł energii:odnawialnych źródeł energii:

- wprowadzenie niewyczerpalnych i tanich źródeł energii w miejsce trudniej dostępnych i coraz droższych paliw

kopalnych- zmniejszenie uzależnienia od obcych źródeł energii

- stworzenie nowych stanowisk pracy (redukcja bezrobocia w regionach rolniczych)

- wykorzystanie nadwyżek produkcji rolnej- zredukowanie emisji zanieczyszczeń powietrza związanych z przetwarzaniem paliw kopalnych

- redukcja efektu cieplarnianego- zmniejszanie ilości odpadów

- uregulowanie stosunków wodnych- ograniczenie zachorowań wynikających z zanieczyszczeń

środowiska

Podsumowanie:Podsumowanie:Głównym argumentem potwierdzającym konieczność stosowania alternatywnych

źródeł energii jest fakt iż roczna produkcja energii elektrycznej przez odnawialne

źródło o mocy 160 kw. zapobiega wyemitowaniu do atmosfery następujących

zanieczyszczeń:• dwutlenek siarki 2.000kg• dwutlenek azotu l. 500kg

• dwutlenek węgla 250.000kg• pyły i żużle 17.500kg