CO NIE CO, O

ALTERNATYWNYCH

ŹRÓDŁACH ENERGII

Dawid Wielicki, kl.Ia

WSTĘP

Aby mogły pracować wszystkie maszyny i fabryki świata

potrzeba ogromnych ilości energii. Większość tej energii

zapewniają trzy paliwa: ropa naftowa, węgiel i gaz ziemny oraz

energia jądrowa.

Ropę naftową, węgiel i gaz nazywamy paliwami kopalnymi,

gdyż wydobywane są z głębi ziemi.

Paliwa kopalne są przyczyną zanieczyszczeń środowiska, a

odpady jądrowe są niebezpieczne dla istot żywych. Poza tym

ich zasoby wyczerpują się. Ludzie poszukują więc nowych

rodzajów energii.

ALTERNATYWNE ŹRÓDŁA

ENERGII:

SŁOŃCE

WIATR

WODA

ALTERNATYWNE ŹRÓDŁA

ENERGII:

BIOMASA

ENERGIA G

EOTERMALN

A

Terminem

energia odnawialna

określa się energię

pozyskiwaną ze źródeł niewyczerpalnych, w odróżnieniu od

paliw kopalnych.

Energia odnawialna jest energią tanią, przyjazną

człowiekowi i środowisku, a jej źródła są dostępne

praktycznie za darmo.

Korzystanie z energii słońca, wody i wiatru nie

powoduje żadnych zanieczyszczeń środowiska,

natomiast energetyka konwencjonalna, czyli oparta na

spalaniu paliw kopalnych – węgiel kamienny i brunatny, ropa

naftowa, gaz ziemny – jest w największym stopniu

odpowiedzialna za zanieczyszczenie powietrza

atmosferycznego. Emitowane przez nią gazy są powodem

zmian klimatycznych oraz kwaśnych deszczy.

ENERGIA SŁOŃCA

Energia słoneczna może być przetwarzana w kolektorach

wodnych i powietrznych w ciepło służące do:

- ogrzewania mieszkań, zakładów przemysłowych, obiektów

użyteczności

publicznej,

- podgrzewania wody dla gospodarstw domowych, rolnych,

zakładów

przemysłowych, basenów itp.

- suszenia produktów rolnych i drewna.

Energię słoneczną można wykorzystać również do wytwarzania

prądu elektrycznego.

Najprostszym sposobem przetwarzania energii słonecznej jest

skupianie promieniowania słonecznego za pomocą zwierciadeł.

Promienie odbite skupiają się w ognisku, w którym znajduje się

woda, a wytworzona z niej para napędza turbiny. Są to

elektrownie heliotermiczne .

Innym typem są elektrownie helioelektryczne, w których

oświetlany promieniami słońca metal - półprzewodnik

bezpośrednio zmienia energię świetlną na elektryczną.

Fotokonwersja – czyli bezpośrednia zamiana energii świetlnej

na energię elektryczną , wykorzystuje zjawisko

fotowoltaiczne, zachodzące w półprzewodnikach, czyli

wzbudzanie przepływu prądu elektrycznego poprzez

„wybijanie” elektronów przez fotony.

Codziennie miliony małych baterii słonecznych zasilają nasze

zegarki, kalkulatory, zabawki, radia czy przenośne telewizory.

"Solar One" w Kalifornii jest największą na świecie słoneczną

"siłownią" o maksymalnej mocy 10 MW. Ponad 1800 zwierciadeł śledzi

oddzielnie ruch słońca i odbija jego ciepło do kolektora znajdującego

się w centrum urządzenia

Zakrzywione zwierciadła śledzą ruch słońca i skupiają promienie w

celu podgrzania oleju w rurach. Ciepło przenosi się na wodę, która

wrze. Para napędza turbiny podłączone do generatorów prądu

elektrycznego.

ENERGIA WODY

Energia wód śródlądowych – powstanie tej energii związane jest z

cyklem krążenia wody w przyrodzie. Cykl ten powtarza się i polega

kolejno na: opadzie wody, jej spływie oraz odparowaniu. Dzięki temu

zasoby wody ciągle się odnawiają. Cząsteczki wody opadają na

powierzchnię Ziemi, mając energię potencjalną, której wartość zależy

od miejsca, w którym woda opadła. Poziomem odniesienia jest główny

odbiorca wód – morze.

RODZAJE ELEKTROWNI WODNYCH



przepływowe,



pompowe,



zbiornikowe,



zbiornikowe z

pompowaniem,



pływakowe, pływów

morskich i fal.

Zapora Itaipu na rzece Parana, ma prawie 8km długości. Zbudowano

na niej największą na świecie elektrownię wodną.

    

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

Podczas budowy zapory wykorzystuje się grodzę, tymczasową przegrodę.

Grodza ukazana na tym rysunku stanie się częścią zapory

Elektrownia wodna Tumut 3 jest częścią węzła hydroenergetycznego

Snowy Mountains w Nowej Południowej Walli w Australii

ELEKTROWNIE

ZBIORNIKOWE

Elektrownie wodne zbiornikowe działają na zasadzie wykorzystania energii

potencjalnej masy wody spadającej z wysokości zwanej spadem. W miarę

spadania wody jej energia potencjalna przekształca się w energię kinetyczną

przekazywaną na dolnym poziomie turbinie. Główne elementy elektrowni

zbiornikowej to: zapora, gromadząca wodę w zbiorniku; rurociąg

doprowadzający wodę do turbiny; turbina wodna przejmująca energię

kinetyczną wody; prądnica (generator) prądu przemiennego przetwarzająca

energię mechaniczną na elektryczną; wyposażenie pomocnicze niezbędne do

regulacji mocy, napięcia i częstotliwości oraz do zapewnienia bezpiecznej

pracy urządzeń.

                                                    

Jedyna na świecie elektrownia wykorzystująca pływy morskie,

zbudowana w ujściu rzeki Rance we Francji.

Na zaporze zamontowano turbiny pracujące w czasie przypływu i odpływu.

Wydajność elektrowni jest stosunkowo niska.

Rozmieszczenie elektrowni wodnych w

Polsce

ZALETY ENERGII WODY



oszczędność paliw i produkcja energii ekologicznie czystej,



brak zanieczyszczeń środowiska naturalnego,



regulacja poziomu wód w rowach melioracyjnych, zahamowanie

niekontrolowanego spływu wód,



zabezpieczenie przed erozją gleb i spływem najwartościowszych

cząstek gleby,



 zbiorniki retencyjne zapobiegają powodziom,



wykorzystanie zbiorników zaporowych dla rozwoju gospodarki

rybnej i turystyki,



małe elektrownie wodne wymagają mniejszych nakładów

eksploatacyjnych niż elektrownie cieplne.

ENERGIA WIATRU

Wiatr jest odnawialnym źródłem energii. Jest to ruch powietrza

spowodowany różnicą gęstości ogrzanych mas powietrza i ich

przemieszczaniem ku górze. Powoduje to różnicę ciśnień, a

naturalna tendencja do ich wyrównywania powoduje

powstawanie wiatru

Nie wymyślono do dzisiaj lepszego sposobu wykorzystania

energii wiatru niż wiatrak, jednak dziś budowane są całe zespoły

wiatraków. Budowane są one szczególnie na wybrzeżach, a więc

w miejscach o dość dużych ilościach dni wietrznych w roku. Dziś

są one coraz bardziej znaczącym źródłem energii, tym bardziej,

iż dają one energię w 100 % czystą.

Elektrownia wiatrowa nie wydziela zanieczyszczeń. Lecz żeby osiągnąć

odpowiednią moc, musi się ona składać z dużej liczby turbin. Bywa to

przyczyną oskarżeń o niszczenie krajobrazu,

hałas oraz wpływ na dzikie ptactwo na szlakach migracji sezonowych.

 

                                              

             

 

                                  

          

Moce wiatrowych zespołów

prądotwórczych zawierają się w

granicach 1-10kW, przez setki kW, do

największych instalacji o mocy 3-5MW.

Małe instalacje współpracują z

bateriami akumulatorów, z pompami

ciepła, duże zaś z małymi

elektrowniami wodnymi i z

elektrowniami dieslowskimi.

Turbina wiatrowa Darrieusa o pionowej osi nie wymaga żadnej zmiany

ustawienia, gdy zmienia się kierunek wiatru.

POMPY WIATROWE

Pompy wiatrowe wykorzystują energię wiatru do pompowania wody. Stara technika

pompowania wody z pomocą siły wiatru, rozwinęła się bardzo w ciągu ostatnich

dwudziestu lat, dzięki nowoczesnej technice. Za pomocą pomp wiatrowych można

pompować wodę z wszelkiego rodzaju zbiorników zwłaszcza:

- studni (w tym głębinowych)

- otwartych zbiorników wodnych (stawy, jeziora, baseny)

- rzek, potoków

- morza (np. do produkcji soli)

Pompy wiatrowe mogą pompować wodę na znaczne odległości i wzniesienia. Wydajność

pompy zależy od prędkości wiatru, odległości, na jaką ma być pompowana woda oraz

wielkości wzniesienia

Turbiny wiatrowe napędzające pompy, wydobywające wodę ze studni. Obrotowy ruch
łopatek wirnika jest przekształcany na ruch posuwisto-zwrotny tłoka pompy.

ENERGIA BIOMASY

Biomasa to nic innego jak suche rośliny. Na ogół jest to słoma bądź

drewno z drzew szybko rosnących jak np. wierzba. Przy ich spalaniu

emisja CO

2

jest równa ilości tego związku, jaką pobrała roślina w czasie

wzrostu, co w bilansie końcowym wychodzi na zero. Jako źródło energii

biomasa jest również, przy racjonalnej gospodarce, odnawialna, gdyż

rośliny mają to do siebie, że odrastają (w przeciwieństwie do np.

pokładów ropy). Nie ma również problemu z utylizacją popiołu gdyż

jest znakomitym nawozem. Wbrew pozorom jest to paliwo wydajne;

dwie tony suchej biomasy, czy to słomy czy drewna, są równoważne

energetycznie tonie węgla kamiennego. Również ze względów

ekonomicznych warto się zastanowić nad zmianą dotychczasowego

paliwa; ogrzewanie biomasą jest tańsze o 200% - 300%.

Sadzonki wierzby w pęczkach po 200 sztuk

ENERGIA GEOTERMALNA

Występujące w głębi skorupy ziemskiej naturalne izotopy promieniotwórcze rozpadają

się, uwalniając ciepło. Nagromadzona energia w niektórych miejscach wydostaje się na

powierzchnię ziemi poprzez wulkany i gejzery. Woda ogrzana we wnętrzu Ziemi zasila

elektrownie geotermalne.

Najistotniejsze źródło energii znajduje się na Filipinach i Islandii. W Polsce elektrownie

geotermalne działają m.in. na Podhalu.

Erupcja gejzeru w Islandii

ZAKOŃCZENIE

Lata dziewięćdziesiąte były świadkiem bezprecedensowego wzrostu światowego rynku

odnawialnych źródeł energii, m. in. przeciętnego rocznego wzrostu o 25,7% energii

pochodzącej wiatru i o 16,8% energii słonecznej w latach 1990 - 1997. Te nowe źródła

energii, chociaż startowały z niskiego poziomu, rozwijają się 10-krotnie szybciej niż

przemysł paliw kopalnych. Odnawialne źródła energii przyciągają również rosnącą ilość

lokalnych społeczności i małych inwestorów, jak również duże międzynarodowe koncerny.

Pomimo tego rozwój odnawialnych źródeł energii jest hamowany przez zużycie

dziesiątków miliardów ton paliw kopalnych. Pozostaje jeszcze wiele do zrobienia w

nadchodzących dekadach, ażeby odnawialne źródła energii zmniejszyły zależność świata

od paliw kopalnych i znacznie zmniejszyły emisję gazów szklarniowych. Udział

odnawialnych źródeł energii w bilansie energetycznym jest ciągle zbyt mały w stosunku

do możliwości, jakie one stwarzają.

!!!DZIĘKUJĘ

ZA UWAGĘ!!!

