SEMINARSKI RAD

TEMA:OBNOVLjIVI I NEOBNOVLjIVI IZVORI ENERGIJE

UVOD

ENERGIJA se može definisati kao sposobnost da se izvrši rad.Jedinica za merenje energije je dzul (J).Na zapadu se često kada je reč o izvorima energije koristi jedinica koja se zove (Britanska jedinica toplote) i koristi se da opiše toplotu koja se može dobiti iz izvora energije.Jedna BTU je toplotna energija potrebna da podigne temperaturu jedne funte vode (1 pound-0,4536 kg) za jedan stepen faranhajta (1F-0,5556 C).Obzirom da je veza stepena faranhajta i celzijusa 1,8:1 može se izračunati da jedna BTU jednaka 1055 J (dzula).Inače BTU je veoma mala jedinica.Na primer ako dozvolimo da potpuno izgori jedna obična drvena šibica ona daje 1 BTU energije.Zato se obično koristi veća jedinica koja se zove KVAD.1 KVAD je jednak kvadrilionu BTU odnosno 1 000 000 000 000 000 BTU. Postije mnogo primarnih izvora energije: nafta,ugalj,prirodni gas,nuklearna goriva,voda sunce,vetar geotermalni izvori…

Primarni izvori energije se mogu podeliti na obnovljive i neobnovljive.Obnovljivi izvori energije su oni koji se mogu napuniti brzo odnosno koji se ne mogu osiromašiti korišćenjem.Takvi su sunce,voda,vetar,biomasa i geotermalni izvori energije. Neobnovljivi izvori energije su oni izvori koji imaju konačan kapacitetAko nastavimo da ih koristimo,posle nekog vremena ćemo ih potrošiti.To su fosilna goriva kao što su ugalj,nafta i prirodni gas. Sa porastom ekonomije i populacije raste i potrošnja energije.Medjutim može se primetiti da je porast potrošnje energije praćen porastom energetske efikasnosti.

SVETSKA POTROŠNJA ENERGIJE

1900-1997

OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE Obnovljivi izvori energije, ne uključujući hidroenergiju, daju manje od 1% ukupno potrebne energije. Taj udeo u budućnosti treba znatno povećati jer neobnovljivih izvora energije ima sve manje, a i njihov štetni uticaj sve je izraženiji u zadnjih nekoliko godina. Sa porastom broja stanovništva na planeti sve više raste i potreba za energijom.Pošto neobnovljivih izvora ima sve manje čovečanstvo se u budućnosti mora okrenuti obnovljivim izvorima energije. U kom stepenu će nadalje razvijene zemlje ulagati u ovaj sektor u ovom trenutku ne zna i biće svakakо predmet budućih rasprava. Obnovljivi izvori energije imaju pozitivne i negativne osobine. Pozitivne osobine: -smanjuje emisiju ugljen-dioksida (CO2) u atmosferu a samim tim se smanjuje efekat staklene bašte -povećanje udela obnovljivih izvora energije pomaže u poboljšanju sigurnosti dostava energije na način da smanjuje zavisnost od uvoza energetskih sirovina i električne energije -očekuje se da će obnovljivi izvori energije u budućnosti postati ekonomski konkurenti neobnovljivim izvorima energije Negativne osobine obnovljivih izvora energije su:

-eksploatacija obnovljivih izvora energije je skuplja i tehnološki zahtevnija od neobnovljivih izvora energije -količina dobijene energije je neuporedivo na strani neobnovljivih izvora energije -nemoguće ih je transportovati u prirodnom obliku osim ako ih transformišemo u el. energiju Najzanimljiviji izvori obnovljive energije su: -energija sunca -energija vetra -energija vode -geotermalna energija

ENERGIJA SUNCA

Većina oblika energije nastala je ili nastaje delovanjem zračenja Sunca, npr. fosilna goriva su akumulirana energija zračenja Sunca koja su došla do Zemlje pre miliona godina. Kada govorimo o energiji zračenja Sunca podrazumeva se na njeno iskorišćenje u trenutku kada dođe do Zemlje, to je neposredno iskorištavanje zračenja Sunca. Dotok energije Sunčevim zračenjem naziva se solarna konstanta, koja je 1400W/m2 pri srednjoj udaljenosti Zemlje od Sunca, uz upadni ugao od 90 stepeni zanemarujući delovanje atmosferske apsorpcije. Pri prolasku kroz

atmosferu deo energije se troši u složenim procesima, a deo se reflektuje i reemituje u svemir. Taj deo iznosi oko 1/3 energije koja je dospela na rub atmosfere, pa dotok energije do površine Zemlje iznosi prosečno 920W/m2. Ako je projekcija površine Zemlje 127.106 km2, dotok energije iznosi 117400TW. Zbog rotacije Zemlje ta se energija raspoređuje po celoj površini Zemlje (510.1.106 km2), pa je prosečni dotok energije 230W/m2, odnosno 5.52kWh/m2 dnevno. To su, naravno prosečne vrednosti,a stvarne zavise o geografskoj širini, delu dana, pojavi oblaka, zagađenju itd. Energija zračenja Sunca koja dolazi do Zemljine površine iznosi, dakle, oko 109TWh (8.6.1013toe) godišnje. Ta je energija oko 170 puta veća nego energija u ukupnim rezervama uglja u svetu. To je ogromni energetski izvor kojim se mogu zadovoljiti energetske potrebe za veoma dugo vreme. Energija zračenja koja dopire do površine Zemlje zavisi u prvom redu o trajanju insolacije (trajanju sijanja Sunca, odnosno o vremenu kroz koje se Sunce nalazi iznad horizonta). Trajanje insolacije zavisi od geografske širine i o godišnjem dobu. Razlika između vremena izlaska i vremena zalaska Sunca daje vreme trajanja insolacije kojoj je izložena horizontalna i nezaštićena površina. Ono iznosi za našu zemlju oko 15h leti i oko 9h zimi. Stvarno trajanje insolacije je znatno kraće zbog pojave oblaka i magle, ali i zbog stanja atmosfere na posmatrnom području (zagađenost). Ona se razlikuje za površine koje su postavljene horizontalno, vertikalno, ili pod nekim uglom u odnusu na površinu Zemlje. Npr. realno trajanje insolacije za Beograd (na horizontalnu površinu) iznosi 2071h godišnje, od toga 70.5% u periodu od aprila do septembra meseca i 29.5% u periodu od oktobra do marta. Za Podgoricu je to vreme 2442h. Ipak, dotok energije Sunčeva zračenja nije proporcionalan trajanju insolacije. Naime, deo energije se gubi prolaženjem kroz atmosferu zbog apsorpcije kiseonika, ozona i ugljen dioksida. Gubitak je veći što je Sunce bliže horizontu. Osim toga, energija zračenja se u prolazu kroz atmosferu raspršuje, a najveći gubitak je neposredno nakon zalaska Sunca. Deo raspršene energije ipak dođe do površine Zemlje(oko 50%). Prema tome, ukupno zračenje koje dođe do površine Zemlje sastoji se od neposrednog i difuzionog zračenja koje je deo raspršene energije zračenja. Zbog svega toga snaga zračenja koja dođe na površinu, a koja bi se mogla energetski iskorištavati, znatno se menja tokom dana, a njene promene zavise o godišnjem dobu i položaju obasjane površine.

Veoma se često energija zračenja prikazuje kao energija koja dođe do površine Zemlje tokom dana, naravno za vreme trajanja insolacije. Ta energija zavisi od stanja oblačnosti i osobinama atmosfere, ali je poželjno poznavati i potencijalnu energiju zračenja. To je maksimalna energija koja dođe do površine kroz suvu i vlažnu atmosferu. Ona zavisi od geografske širine i nadmorske visine. Ona postaje sve manja sa smanjenjem nadmorske visine i povećanjem geografske širine. Na geografskoj širini od 43 stepena pot. energija iznosi oko 2500kWh/m2 godišnje, a na geografskoj širini od 46 stepena oko 2400kWh/m2 godišnje. Stvarna energija zračenja koja dođe do površine znatno je manja od potencijalne zbog pojave oblaka, vlage i zagađenosti atmosfere. U Srbiji je ona u proseku oko 3.5kWh/m2 na dan, a u primoriju Crne Gore oko 4kWh/m2 dnevno. Sve ovo pokazuje veliku promenjivost snage zračenja. Ipak, te su promene laganije od promena snage vetra i one se mogu s većom ili manjom tačnošću predviditi, jer je poznat ritam pojava (izlazak i zalazak Sunca). Intezitet zračenja koje nam stoji na raspolaganju ne možemo predviditi s većom sigurnošću. Kao izvor energije Sunčevo zračenje je povoljnije od vetra s obzirom na predvidivost pojave, ali je nepovoljnije s obzirom na to da zračenja nema u toku noći, te da je manje intezivno tokom zime kada je potrošnja energije najveća. Postrojenja mogu raditi samo u toku dnevnog ciklusa, što se ne poklapa sa ritmom potražnje energije. Moraju se graditi dodatna postrojenja ili osigurati akumulaciju energije pomoću koje bi vršili snadbevanje potrošača noću.

Na karti koja prikazuje insolacijski nivo vidi se da Evropa nije na vrlo pogodnom području za eksploataciju, ali uprkos tome u Evropi je direktno iskorišćavanje sunčeve energije u velikom porastu. Većinom je to rezultat politike pojedinih država koje subvencioniraju instaliranje elemenata za pretvaranja sunčeve energije u iskoristivi oblik energije. Osnovni problemi iskorišćavanja su mala gustoća energetskog toka, velike oscilacije intenziteta zračenja i veliki investicijski troškovi. Osnovni principi direktnog iskorištavanja energije Sunca su: - solarni kolektori - pripremanje vruće vode i zagrijavanje prostorija - fotonaponske ćelije – direktno pretvaranje sunčeve energije u električnu energiju - fokusiranje sunčeve energije - upotreba u velikim energetskim postrojenjima Solarni kolektori

Na karti koja prikazuje insolacijski nivo vidi se da Evropa nije na vrlo pogodnom području za eksploataciju, ali unatoč tome u Europi je direktno iskorištavanje sunčeve energije u velikom porastu.

Solarni kolektori pretvaraju sunčevu energiju u toplotnu energiju vode (ili neke druge tečnosti). Sistemi za grejanje vode mogu biti ili otvoreni, u kojima voda koju treba zagrijati prolazi direktno kroz kolektor na krovu, ili zatvoreni, u kojima su kolektori popunjeni tečnošću koja se ne smrzava (npr. antifriz). Zatvoreni sistemi mogu se koristiti bilo gde, čak i kod temperatura ispod nule. Tokom dana, ako je lepo vreme, voda može biti grejana samo u kolektorima, a ako vreme nije lepo, kolektori pomažu u grejanju vode i time smanjuju potrošnju struje. Solarni kolektori su vrlo korisni i kod grejanja bazena. U tom slučaju temperatura vode je niska i jednostavnije je održavati temperaturu pomoću otvorenih sistema grejanja. Na takav način optimalna temperatura bazena održava se nekoliko nedelja više u godini nego bez sistema grejanja vode. Postoje i kolektori koji direktno greju vazduh. Ti sistemi cirkuliraju vazduh kroz kolektore i na taj način prenose veliki deo energije na vazduh. Taj se vazduh kasnije vraća u grejanu prostoriju i na taj način se održava temperatura u prostoriji. Kombinacijom grejanja vazduha i grejanja vode može se postići vrlo velika ušteda. U Evropskoj Uniji znatno se povećava količina ugrađenih sistema za grejanje vode i prostorija. U 2000. godini prvi put se premašila granica od milion m2 novo instaliranih sunčevih kolektora (instalirano je 1046140 m2 sunčevih kolektora). Nemačka i Austrija su lideri u iskorištavanju energije sunca za grejanje. Nemačka kampanja za promociju toplotne energije sunca "Solar Na Klar", pokazuje veliku efikasnost. U 2001. je instalirano 900 000 m2, a u 2000. 615 000 m2 (+46.3%). U odnosu na celu Evropu u Nemačkoj je 2000. godine instalirano više od 60% sistema. Plan Evropske Unije je instalirati 100 miliona m2 do 2010. godine. Trenutni pokazatelji su da će biti instalirano oko 80 miliona m2 do 2010.

Solarni kolektori se najčešće montiraju na krov kuće. Vrlo su pogodni za grejanje vode po

sunčanim vremenu. Kad je vreme loše mogu se koristiti u kombinaciji s električnim grejačem

vode.

Materijali koji imaju osobine crnog tela (potpuno apsorbiraju sunčevu energiju) pogodni su za izgradnju kolektora. Oni se mogu postavljati na krov (kao krovni pokrivač), fasadu ili noseću konstrukciju. Stepen korisnog dejstva pri pretvaranju solarne energije u toplotnu je od 60 do 70%. Sastavni delovi kolektora su: kućište (od Al profila), termoizolacija (mineralna vuna debljine 50mm), apsorber (od Al lemela kroz koje su provučene bakarne cevi), stakleni pokrivač debljine 4mm i ram kolektora (od Al profila). Ovo su neki teh. podaci solarnog kolektora NAIS 80 firme Nisal iz Niša. Za grejanje stana od 60m2 na solarnu energiju potrebne su investicije od 1 do 1.5 hiljada €, a za toplu vodu oko 500 €. Procene su da bi solarna energija mogla podmiriti oko 5% energetskih potreba naše zemlje. Leti bi mogla obezbediti 80% potreba za toplom vodom, a zimi između 35 i 50%. SISTEM ZA GREJANJE I TOPLU VODU

Fotonaponske ćelije

Fotonaponske ćelije su poluprovodni elementi koji direktno pretvaraju energiju sunčevog zračenja u električnu energiju. Efikasnost im je od 10% za jeftinije izradjene od amorfnog silicijuma, do 25% za skuplje izrade. Za sada su još uvijek ekonomski nerentabilni jer im je cijena oko 6000 $/kW. Na slici prikazan je princip izrade fotonaponskih ćelija. Fotonaponske

ćelije mogu se koristiti kao samostalni izvori energije ili kao dodatni izvor energije. Kao samostalni izvor energije koristi se npr. na satelitima, putnim znakovima, digitronima i udaljenim objektima koji zahtevaju dugotrajni izvor energije. U svemiru je i snaga sunčevog zračenja puno veća jer Zemljina atmosfera apsorbuje veliki deo zračenja pa je i dobijna energija veća. Kao dodatni izvori energije fotonaponske ćelije mogu se na primer priključiti na električnu mrežu, ali za sada je to neisplativo. Fotonaponski efekt uveo je 1890. godine Henri Becquerel. Jedina Nobelova nagrada koju je dobio Albert Ainštajn bila je za istraživanje solarne energije. 1954. su Bell Labs u SAD-u predstavili prvi fotonaponski članak koji je generirao upotrebljivu količinu električne energije, a do 1958. počelo je ugrađivanje u komercijalne aplikacije (narocito za svemirski program).U Evropskoj uniji trenutno je 40% godišnji rast instalirane snage fotonaponskih ćelija. To se naizgled čini kao velik rast, ali radi se o vrlo malim količinama, pa rast od 40% ne utiče posebno na ukupnu zastupljenost takvih izvora energije. U 2000. godini u Evropskoj Uniji bilo je instalirano 183.5 MWp, a to je 43.6% povećanja u odnosu na 1999. I u tom području Nemačka je sa 113.8 MWp (uključujući 100 MWp priključenih na električnu mrežu) vodeća država u Evropi. To može se zahvaliti Nemačkom zakonu o obnovljivim izvorima energije. Po tom zakonu otkupna cena energije iz

fotonaponskih ćelija je 0.5 € po kWh za prvih 350 MWp. Plan Evropske Unije je instaliranje 3000 MWp do 2010. godine, ali sadašnji pokazatelji su da će do onda biti instalirano oko 1780 MWp. Fokusiranje sunčeve energije POWER TOWER DISH Fokusiranje sunčeve energije upotrebljava se za pogon velikih generatora ili toplotnih pogona. Fokusiranje se postiže pomoći mnogo leća ili češće pomoću zrcala složenih u tanjur ili konfiguraciju tornja. Na slikama su prikazane konfiguracije tipa "Power Tower" i "Dish". "Power tower" konfiguracije koriste kompjuterski kontrolirano polje zrcala za fokusiranje sunčevog zračenja na centralni toranj, koji onda pokreće glavni generator. Do sada su napravljeni demonstracijski sistemi koji imaju izlaznu snagu i iznad 10 MW. Ti novi sistemi imaju i mogućnost rada preko noći i za lošeg vremena tako da spremaju vruću tečnost u vrlo efikasni spremnik (neka vrsta termo boce). "Dish" sistemi prate kretanje Sunca i na taj način fokusiraju

sunčevo zračenje. Postoji još i "Trough" sistem fokusiranja sunčeva zračenja, koji može biti vrlo efikasan. Takve elektrane mogu biti vrlo jake: u Kaliforniji je instalirana elektrana snage 354 MW. Kada nema dovoljno energije od Sunca, sistemi koji fokusiraju sunčevo zračenje mogu se bez većih problema prebaciti na prirodni gas ili neki drugi izvor energije. To je moguće jer Sunce koristimo za grejanje tečnosti, a kad ga nema tečnost zagrevamo ne neki drugi način. Problem kod fokusiranja je veliki potrebni prostor za elektranu, ali to se rješava tako da se elektrana radi npr. u pustinji. U pustinjama je ionako snaga sunčevog zračenja najizraženija. Veliki problem je i cena zrcala i sistema za fokusiranje. Prednosti solarne energije: - Sunce je neiscrpan izvor energije - Ne zagadjuje vodu i vazduh ni na koji način Nedostaci solarne energije: - Uredjaji koji su potrebni za korišćenje Sunčeve energije su joč uvek preskupi - Količina kolektovane energije zavisi od toga koliko imamo sunčevih dana

ENERGIJA VETRA

Iskorišćavanje energije vetra je najbrže rastući segment proizvodnje energije iz obnovljivih izvora. U zadnjih nekoliko godina turbine na vetar znatno su poboljšane. Najbolji primjer je Nemačko tržište turbina na kojemu se prosečna snaga od 470 kW 1995. godine povećala na 1280 kW 2001. godine. Ovo povećanje snage postiglo se

odgovarajućim povećavanjem veličine turbina gonjenih

vetrom. Trenutno su u razvoju turbine koje će moći generirati snagu između 3 i 5 MW. Neki proizvođači već su predstavili svoje prototipove u tom razredu snage (nemačka kompanija Enercon trebala bi proizvesti turbinu snage 4.5 MW). Na slici levo prikazana je uporedjenje plana Evropske unije sa trenutnim stanjem proizvodnje energije iz vetra. Prema sadašnjim pokazateljima plan će biti ostvaren, čak će biti premašen za pola. Vrednosti na slici su u megavatima (MW) i iz toga se vidi da je ukupna proizvedena energija zanemariva prema energiji dobijenoj iz neobnovljivih izvora energije. Zbog početne ekonomske neisplativosti i nestalnosti vetra, instalacija vetrenjača je privilegija koju si mogu priuštiti samo bogate zemlje. Trenutno je cena vetrenjače veća od cene termoelektrane po MW instalirane snage (vetrenjača košta oko 1000 €/kW instalirane snage, a termoelektrana 700 €/kW), ali razvojem tehnologije ta razlika sve je manja. Ukupna potrošnja energije u svijetu procijenjena je na oko 410x1015 (kvadriliona Btu) u 2000. godini, što iznosi 1.2x1014 kWh godišnje. Ukupno instalirana snaga vetroelektrana do kraja 2000. godine predviđena je na 17415 MW s prosečnim godišnjim radom elektrana od 2 500 sati, što daje 0.044x109 kWh godišnje raspoložive količine energije. Dakle, udeo energije vetra u ukupnoj potrošnji energije je vrlo mali.

Trend rasta proizvodnje energije iz vetra i uporedjenje sa ciljem Evropske unije do 2010.

godine. Zadati cilj će verojatno biti premašen za oko 100%.

Nemačka je trenutni lider u proizvodnji električne energije iz vetra sa 8750 MW, a to je više od jedne trećine ukupno instalirane snage vetrenjača u svetu. Toliko instaliranih vetrenjača u Nemačkoj rezultat je politike nemačke vlade koja podsticajnim merama pomaže instalaciju novih kapaciteta. Zbog toga u 2001. godini ukupno instalirana snaga povećala se za 43.7%. U Španiji, Danskoj i Italiji takođe raste instalirani kapacitet. Od sveukupne proizvodnje električne energije Danska dobija 14% od vetra i dalje ubrzanim tempom gradi nove kapacitete. Namera Danske je da takvim pristupom do 2030. godine 50% energetskih potreba domaćinstva zadovolji iskorišćavanjem energije vetra. U SAD-u je trenutno instalirano 6.374 MW vetrenjača. Tako mala instalirana snaga u najjačoj zemlji sveta rezultat je tradicionalnog američkog oslanjanja na fosilna goriva. Albert Betz, nemački fizičar dao je još davne 1919. godine zakon energije vetra, a koji je publiciran 1926. godine u knjizi “Wind-Energie”. Njime je dat kvalitativni aspekt znanja iz mogućnosti iskorišćavanja energije vetra i turbina na vetar. Njegov zakon kaže da možemo pretvoriti manje od 16/27 ili 59% kinetičke energije vetra u mehaničku energiju pomoću turbine na vetar. 59% je teoretski maksimum, a u praksi se može pretvoriti između 35% i 45% energije vetra.

IZGLED ELEKTRIČNE TURBINE NA VETAR

Evropska Unija i SAD izradile su atlase svojih resursa vetra za brzine vetra na 45 metara iznad površine zemlje. Trenutno za Srbiju ne postoji takav atlas jer je merenje potrebnih brzina vetra dugotrajan i skup proces. Iz tih karata može se videti da je jedna četvrtina površine Europske unije idealna za instaliranje vetrenjača. Danska meri svoje potencijale vetra još od 1979. godine. Rezultat toga je da Danska danas ima najpreciznije informacije o vetru, a to iskorišćava za postavljanje novih vetrenjača. Sjedinjene Američke Države uložile su ogromna sredstva u izradu atlasa potencijalne energije vetra za sva svoja područja. Gotovo 50 % ukupne površine SAD-a izuzetno je povoljno za iskorištavanje energije vetra. Tu, dakako, dolaze visoki prostori zapadne i jugoistočne obale , naročito severna područja uz Kanadu, gdje se udeo električnih potencijala vetra kreće od 15% do čak 36%. Taj centralni deo prostora SAD-a odnosi se na velike površine pod prerijama. Uz geografsko pozicioniranje vetrenjača, vrlo je bitna i visina tornjeva. Za svakih 10 metara visine tornja cena se povećava za 15 000 dolara. Veće turbine daće više energije, ali zato različiti promeri zahtevaju veću visinu tornja, a oni diktiraju veću ili manju snagu turbine. Tako će za snagu turbine od 225 kW rotor imati raspon 27 metara, za 600 kW 43 metra, a za 1500 kW 60 metara. Danas se smatra da potreban minimum mora biti zadovoljen u pogledu rada vetrenjače, a to je brzina vetra od 25 km/h ili 6,9 m/s. U novije vreme grade se multi-megavatne turbine, poput one koja je krajem 1999. godine montirana u Danskoj: NEG Micon vetrenjača od 2 MW ima rotor prečnika 72 metra i nalazi se na 68 metara visokom tornju. Mogućnosti u Srbiji Sistematska istraživanja i razvoj vetroenergetskih sistema kod nas praktično ne postoje ili ako postoje stalno se nalaze u početnoj fazi. Do danas je u razvoj vetroenergetike (ako se uopšte može govoriti o razvoju) tekao dispergovano, uglavnom kroz zalaganje entuzijasta, kako u naučnim ustanovama tako i u privrednim organizacijama. Entuzijasti su samostalno izgradili nekoliko malih sistema, bilo je i uvoza vetrogeneratora radi testiranja i korišćenja ali ni jedan od tih pokušaja nije bio klica nekog šireg razvoja. Merenja vetra i podaci o njemu ne mogu se direktno koristiti za detaljnu procenu eolske energije, već samo za globalnu. Po ispitivanjima koji je

izvršio RHMZ, naša zemlja se ubraja u područja sa znatnim energetskim potencijalom. Izrazito vetrovita područja su u planinskim oblastima i duž Jadranskog mora. U Srbiji se izdvajaju delovi Vojvodine i planinske oblasti Južne i Istočne Srbije, uglavnom iznad 100-1500 m nadmorske visine. Prema ovoj opštoj proceni raspodele vetra računat je fluks energije vetra za standardnu visinu 10 i 50m iznad površine tla i kreće se od 400-800 W/m2. Ova relativno povoljna ocena energetskog potencijala vetra treba da omogući dalja istraživanja u zavisnosti od lokaliteta, kao i uticaje meteoroloških pojava koje mogu ograničiti ili potpuno onemogućiti njihovo korišćenje - velike ledene naslage, jaki udari vetra, udari groma itd. Za pouzdanu procenu vetroenergetskog potencijala neophodna su dodatna istraživanja. Trenutno u našoj zemlji nema nijedne eolske elektrane. Postoji u okolini Subotice jedna zapuštena vetrenjača za koju ima interesovanja da se obnovi u cilju istraživanja, ali za sada je i to u formi projekta. Jedini privredni subjekt koji se interesuje za praktičnu primenu trenutno jesu Srbija šume, koje žele da u Deliblatskoj peščari u udaljenim krajevima za svoje potrebe podignu dve male vetrenjače za pumpanje vode. Ovim projektom trenutno se bave u Institutu "Nikola Tesla". Prednosti vetra kao izvora energije - to je slobodan energetski izvor - ne izaziva zagadjenje ni vode ni vazduha - zemlja u okolini farme vetrova se može koristiti za bilo koju drugu namenu Nedostaci vetra kao izvora energije - zahteva konstantnu i značajnu količinu vetrova - farme vetrova zauzimaju značajne površine zemljišta - imaju značajan vizuelni uticaj na pejzaž

ENERGIJA VODE Energija vode (hidroenergija) je najznačajniji obnovljivi izvor energije, a ujedno i jedini koji je ekonomski konkurentan fosilnim gorivima i nuklearnoj energiji. U posljednjih 30-ak godina proizvodnja energije u hidroelektranama je utrostručena, ali je time udeo hidroenergije povećan za samo 50% (sa 2.2% na 3.3%). U nuklearnim elektranama u istom je razdoblju proizvodnja povećana gotovo sto puta, a udeo 80 puta. To je zbog toga jer korištenje hidroenergije ima svoja ograničenja. Ne može se koristiti svuda jer podrazumeva obilje brzo tekuće vode, a poželjno je i da je ima dovoljno cele godine, jer se električna struja ne može jeftino uskladištiti. Da bi se poništio uticaj oscilacija vodostaja grade se brane i akumulacijska jezera. To znatno diže cijenu cele elektrane, a i diže se nivo podzemnih voda u okolici akumulacije. Nivo podzemnih voda ima dosta uticaja na biljni i životinjski svet, pa prema tome hidroenergija nije sasvim bezopasna za okolinu. Veliki problem kod akumuliranja vode je i zaštita od potresa, a u zadnje vreme i zaštita od terorističkog čina. Procenjuje se da je iskorišćeno oko 25 % svetskog

Hidroelektrana. Da bi se sprečio uticaj oscilacije protoka vode na rekama se grade ogromne brane. Zbog toga se

menja biološka slika kraja.

hidroenergetskog potencijala. Međutim, i potpuna iskorišćenost zadovoljila bi samo 80 % današnjih potreba za električnom energijom. Većina neiskorišćenog potencijala nalazi se u nerazvijenim zemljama, što je povoljno jer se u njima očekuje znatan porast potrošnje energije. Najveći projekti, planirani ili započeti, odnose se na Kinu, Indiju, Maleziju, Vijetnam, Brazil, Peru... Rastuća potreba za energijom pri tome često preteže nad brigom o uticajima na okolinu, a dimenzije nekih zahvata nameću dojam da je njihovo izvođenje ne samo stvar energije nego i prestiža. Hidroelektrane su energetska postrojenja u kojima se potencijalna energija vode pretvara prvo u meh. energiju (preko hidrauličnih turbina), a potom u električnu energiju (podsredstvom el.generatora). Energetski kapaciteti svake HE zavise od vodotoka na kome se ona gradi, odnosno od protoka, ukupne raspoložive vode i njene raspodele tokom godine i pada. Protok, pad i količina vode ne mogu se po volji birati, jer su to inherentne k-ke svakog rečnog toka i položaja elektrane. Međutim, konstrukcionim merama mogu se poboljšati uslovi za korišćenje prirodnog vodnog potencijala, u prvom redu pregrađivanjem vodnog toka branom i formiranjem akumulacionih jezera. Na taj se način podiže nivo vode i iskoristivi pad se koncentriše na znatno kraću deonicu rečnog toka, uz istovremeno smanjenje gubitaka pada. Tipovi HE Postoje tri osnovne vrste hidroelektrana: protočne, akumulacijske i reverzibilne hidroelektrane. Po definiciji protočne hidroelektrane su one koje nemaju uzvodnu akumulaciju ili se njihova akumulacija može isprazniti za manje od dva sata rada kod nazivne snage. To znači da se kinetička energija vode koristi skoro direktno za pokretanje turbina. Takve hidroelektrane je najjednostavnije izvesti, ali su vrlo zavisne o trenutnom protoku vode. Prednost takve izrade je vrlo mali uticaj na okolinu i nema dizanja nivoa podzemnih voda.

Na slici desno prikazan je princip akumulacijske hidroelektrane (pribranske). Postoje dve vrste akumulacijskih hidroelektrana: pribranska i derivacijska. Pribranska se nalazi ispod same brane, a derivacijska je smeštena puno niže od brane i cevovodima je spojena na akumulaciju. Akumulacijske hidroelektrane su najčešći način dobijanja električne energije iz energije vode. Problemi nastaju u letnim mesecima kad prirodni dotok postane premali za funkcionisanje elektrane. U tom slučaju se brana mora zatvoriti i potrebno je održavati bar nivo vode koja je biološki minimum. Veliki problem je i dizanje nivoa podzemnih voda.

Princip pribranske akumulacijske hidroelektrane.

Ako je postrojenje (mašinska hala) HE smeštena neposredno u podnožju brane koja je omogućila koncentraciju pada možemo upotrebiti sav dotok koji dolazi doHE. PRIBRANSKA HE

Kod većih padova gradimo derivacioni tip gde vodu kanalima ili cevima dovodimo do mašinske hale. Ovde ostaje neiskorišteni dotok između brane i postrojenja pa je još veća razlika između tehnički iskoristive i bruto energije vodotoka. DERIVACIONE HE Potrošnja električne energije zavisi o dobu dana, danu u nedelji, godišnjem dobu itd. U ponedjeljak je špica potrošnje, ali je vrlo velika potrošnja i u svim ostalim radnim danima. Vikendom obično pada potrošnja električne energije. Za popunjavanje dnevnih špica potrošnje grade se koriste reverzibilne hidroelektrane. Ove hidroelektrane slične su derivacijskim, ali protok vode je u oba smjera kroz derivacijski kanal. Kad je potrošnja energije mala voda se pumpa iz donjeg jezera u gornju akumulaciju. To se obično radi noću, jer je tada potrošnja energije najmanja. Danju se prebacuje

na proizvodnju električne energije i tada se prazni gornja akumulacija. To nije baš energetski najbolje rešenje, ali je bolje nego napraviti još nekoliko termoelektrana za pokrivanje dnevnih špica potrošnje.

ŠEMA TIPIČNE REVERZIBILNE HE Pregled o tehničkim iskoristivim vodnim snagama Najveće su snage u Americi (oko 36% ukupnih), zatim u Aziji (oko 30%) i Africi (oko 16.3%). Evropa ima tek oko 7% ukupnog iznosa Ukupan, tehnički iskoristiv hidroenergetski potencijal Srbije je oko 17 TWh, od čega oko 15 TWh u elektranama snage preko 10 MW. Do danas je aktivirano nešto preko 10 TWh, odnosno oko 60%. Najveći deo preostalog potencijala je u slivovima reka Drine i Morave. Preostali potencijal srednjeg i donjeg toka reke Drine se deli izmedju Srbije i Crne Gore i Bosne i Hercegovine. Mana izgradnji HE je plavljenje zemljišta, kako bi se obezbedio prostor za akumulaciju. Neka skorašnja istraživanja pokazuju da raspadanje (truljenje) potopljene vegetacije uzrokuje emitovanje gasova koji pomažu efekat

staklene bašte. Nije ni zanemariv uticaj na vodu i životinjski svet, jer se pregrađivanjem rečnog roka utiče na kvalitet i količinu vode nizvodno od brane, te menjanje mikro klime. Ove pojave treba uključiti u ukupne troškove izgradnje HE. Prednosti energije vode - ima je dovoljno čista je i bezopasna - lako se čuva u rezervoarima - relativni je jeftino od nje proizvesti električnu energiju - nudi takodje pogodnosti za rekreaciju na veštačkim jezerima (ribolov,jedrenje...) Nedostaci energije vode - može da ima značajan uticaj na okruženje - može da se koristi jedino onde gde ima vodotokova - akomulaciona jezera su već napravljena na mestima gde je bilo najpogodnije da se naprave

GEOTERMALNA ENERGIJA Geotermalna energija se dobija iz toplote koja potiče iz unutrašnjosti zemlje.Ta toplota je proizvedena radioaktivnim raspadanjem elemenata ispod zemljine površine.Kada govorimo o geotermalnoj energiji mislimo na onu koja je akumulirana u stenama Zemljine kore, a ne na onu koja provođenjem struji ka površini.

Razlikujemo 4 grupe geotermalnih energetskih izvora: - hidro geotermalna energija izvora vruće vode - hidro geotermalna energija izvora vodene pare - hidro geotermalna energija vrele vode u velikim dubinama - petrotermička energija-energija vrelih i suvih stena Voda koja se pojavljuje u izvorištima vruće vode i vodene pare dospela je u dublje slojeve kroz vodopropusne slojeve. Ona akumulira toplotu vrelih stena i onu koja dolazi iz većih dubina te dostiže temp. od oko 400C. Ako voda pronađe put do površine Zemlje bilo kroz bušotine, ili preko gornjeg nepropusnog sloja stena, ona se javlja u obliku vruće, ili ključale vode (fumarole), ili u obliku pare (gejziri). Postoje slojevi Zemlje koji su toliko nepropusni da do njih ne može stići voda sa površine. {to je veća dubina poroznost je sve manja i temp. sve veća pa se smatra da u dubini Zemlje postoje ogromne količine enrgije akumulirane u suvim stenama. Što se tiče izvora vode u velikim dubinama to je ona voda koja je u ranijim geološkim razdobljima došla ispod površine Zemlje i tu ostala zarobljena ispod nepropusnih stena. Ona se nalazi pod pritiskom koji odgovara masi stena iznad nje. U Meksičkom zalivu postoje takva nalazišta u kojima vlada pritisak od 760 bara, a u toj je vodi otopljen metan. Još uvek tehnički nije rešeno iskorištavanje energije akumulirane u suvim stenama ni energije akumulirane u vodi na velikim dubinama U neposrednoj budućnosti i do časa kada bude ostvarena tehnologija koja će omogućiti iskorišćavanje ove energije, ostaje kao energetski izvor samo hidrogeotermalna energija. Podaci o rezervama hidro geotermalne energije u zavisnosti od temperature.

mperatura (°C) Rezerve Indeks (%) Iskoristivo za proizvodnju el.energije Iskoristivo za grejan

0°C 8.61 87.8 / 0.62

0-150°C 0.909 9.2 / 0.064

0-200°C 0.266 2.7 0.04 0.016

0°C 0.014 0.3 0.002 0.0008

upno 9.799 100 0.042 0.7008 REZERVE HIDROGEOTERMALNE ENERGIJE Od ove energije za grejanje je iskoristivo 7%, a za proizvodnju električne energije samo 0.4%. Vidi se da veliki deo izvora vruće vode ili pare ima preniske temperature za proizvodnju vodene pare takvih karakteristika koje su potrebne za proizvodnju el. energije, pa se takva energija može upotrebiti za grejanje ili slične namene. Osim toga transport vruće vode ili pare na velike daljine je skup i vezan sa velikim gubicima pa se ovakvi izvori energije moraju lokalno iskoristiti (grejanje prostorija i staklenika, neki tehnološki procesi u industriji). Stanje u SCG U SCG postoji mnogo vrućih izvora, ali je njihova temperatura između 20 i 80C. Rezerve energije su procenjene na oko 600Mtoe (što je približno ekvivalentno oko 550 miliona tona nafte). Dosadašnja istraživanja su pokazala da je najperspektivnije područje za eksploataciju od Beograda do reke Drine, sa južnim Sremom i Semberijom (BiH). Procenjuje se da se ovaj rezervoar sa termalnim vodama prostire na 2000km2, a dosad su utvrđene sledeće maksimalne temperature: Bogatić 80C Debrc 58C

Lukovska banja 80C Inđija 62C Kupinovo 54C Ova sa voda osim za grejanje može i koristiti za piće. Rezerve termalne vode su na različitim dubinama: od 207m u Bogatiću, 600-700m u Sremu, pa do 2500m kod Bjeljine. Ukupan hidrotermički potencijal u ovom basenu iznosi oko 150Mtoe, što je približno ekvivalentno oko 120 miliona tona nafte. Prednosti geotermalne energije - obezbedjuje neograničeno napajanje energije - ne izaziva zagadjenje vode i vazduha Nedostaci geotermalne energije - početak korišćenja i razvoj bi mogao da košta dosta - troškovi održavanja,izazvani korozijom mogli bi da budu problem Miloš Nikolić br.indexa 337 Los Angeles Lakers guard #8 Kobe Bryant PMF NIŠ 16.12.2004.