Czysta Energia

Wstęp

Energia jest podstawową wielkością fizyczną która przekazywana jest w oddziaływaniach fizycznych. Można wyróżnić kilkanaście rodzajów energii jednak w codziennym życiu tak naprawdę wykorzystujemy tylko kilka z nich. Energię elektryczną do napędzania silników, oświetlenia itp.. Energię cieplną wykorzystuje się w termoenergetyce na przykład do ogrzewania domów. Energię wykorzystujemy również podczas zabawy gdy skaczemy na trampolinie ona oddając nam swoją energie wybija nas w powietrze. Zastosowania energii można więc wymieniać w nieskończoność. W pracy przedstawiłem różne rodzaje oraz zastosowanie tak zwanej czystej energii. Zająłem się również budową i działaniem elektrowni oraz urządzeń przetwarzających tą energię w elektryczną, cieplną lub mechaniczną. W referacie starałem się umieścić tylko najciekawsze i najbardziej wartościowsze informacje dotyczące opisywanych zjawisk i urządzeń. Po zasadniczej części referatu nastąpi podsumowanie i zakończenie opisywanej części działu fizyki.

Co to Energia ?

Energia to podstawowa wielkość fizyczna charakteryzująca stan układu, energia jest wielkością skalarną, addytywną i zachowywaną. Energia jest przekazywana w oddziaływaniach fizycznych, ale nie znika i nie może powstawać ex nihil (z niczego) . Występuje w różnych postaciach w opisie zjawisk fizycznych (jako energia: mechaniczna, kinetyczna, potencjalna, cieplna, chemiczna, elektryczna, promieniowania, jądrowa, spoczynkowa itp.). Energię wyraża się obecnie w dżulach (J), dawniej stosowano ergi (erg).

Czysta energia

Czysta energia nie jest wymysłem szalonych naukowców zawartym w ich utopijnych projektach. Od kilkunastu lat wykorzystywana jest z powodzeniem na całym świecie a w przyszłości będzie miała ogromne znaczenie dla całej ludzkości.

W dzisiejszym świecie nauka może prowadzić do poszerzenia horyzontów, zdobycia wiedzy czy też poznania świata. Jest także czymś co pozwala człowiekowi dążyć do polepszenia warunków swojego życia. Właśnie to sprawia, że dane dziedziny nauki rozwijają się szybciej a w efekcie są wdrażane w życie każdego z nas. Można ogólnie stwierdzić, że na rozwój czystej energii największy wpływ mają: wyczerpywanie się źródeł energii konwencjonalnej, wzrost ich cen oraz zwiększony nacisk na ochronę środowiska. Czystą energię można tak naprawdę zamienić na każdą inną i wykorzystać do produkcji energii elektrycznej, cieplnej, napędzania silników czy turbin.

Przykłady czystej energii wykorzystywanej przez człowieka:

Energia Słoneczna

Energia słoneczna docierająca do górnej granicy atmosfery ziemskiej stanowi jedną półmiliardową część energii emitowanej przez Słońce, o strumieniu mocy 1,39 [kW/m2]. W zależności od pory dnia i roku do powierzchni Ziemi dociera na skutek odbicia, absorpcji i rozproszenia średnio ok. 50 [%] tej energii. Natężenie promieniowania słonecznego na powierzchni Ziemi jest zmienne w zależności od wysokości Słońca nad horyzontem. W zależności od stosowanej technologii, energię promieniowania słonecznego można wykorzystać do produkcji energii cieplnej jak i energii elektrycznej. Technologia termicznego wykorzystania energii słonecznej jest w tej chwili tak zaawansowana, że staje się coraz bardziej konkurencyjna w stosunku do ogrzewania tradycyjnego.

Pozyskiwanie energii :

Pozyskiwanie energii słonecznej jest możliwe dzięki kolektorom słonecznym o działaniu bezpośrednim. W kolektorach skupiających, po odbiciu promieniowania słonecznego przez układ luster, następuje jego przetworzenie na energię cieplną, która może być też wykorzystana do produkcji energii elektrycznej. Kolejną metodą wytwarzania promieniowania słonecznego o najwyższym poziomie technicznym są ogniwa słoneczne. Są one bezpośrednim przetwornikiem energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną.

Metody konwersji promieniowania słonecznego

Konwersja fotowoltaiczna - Ogniwo fotowoltaiczne to urządzenie służące do bezpośredniej konwersji energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną, poprzez wykorzystanie półprzewodnikowego złącza typu p-n, w którym pod wpływem fotonów, o energii większej niż szerokość przerwy energetycznej półprzewodnika, elektrony przemieszczają się do obszaru n, a dziury (nośniki ładunku) do obszaru p. Takie przemieszczenie ładunków elektrycznych powoduje pojawienie się różnicy potencjałów, czyli napięcia elektrycznego.

Po raz pierwszy efekt fotowoltaiczny zaobserwował A.C. Becquerel w 1839 r. w obwodzie oświetlonych elektrod umieszczonych w elektrolicie, a obserwacji tego zjawiska na granicy dwóch ciał stałych dokonali 37 lat później W. Adams i R. Day.

Obecnie znanych jest wiele typów materiałów umożliwiających uzyskanie efektu fotowoltaicznego. W przemyśle najczęściej wykorzystywane są ogniwa zbudowane na bazie krzemu monokrystalicznego, ale produkuje się też ogniwa oparte o krzem polikrystaliczny, krzem amorficzny, polimery, tellurek kadmu (CdTe), CIGS i wiele innych. Intensywny rozwój przemysłu fotowoltaicznego w ostatnich latach pociąga za sobą duże zainteresowanie badaniami nad wydajniejszymi i tańszymi ogniwami.

Konwersja fototermiczna - bezpośrednia zamiana energii promieniowania słonecznego na energię cieplną. W zależności od tego, czy do dalszej dystrybucji pozyskanej energii cieplnej używa się dodatkowych źródeł energii (na przykład do napędu pomp), wyróżnia się konwersję fototermiczną pasywną oraz aktywną. W przypadku konwersji pasywnej, ewentualny przepływ nośnika ciepła (na przykład powietrza lub ogrzanej wody) odbywa się jedynie w drodze konwekcji. W przypadku konwersji aktywnej, używane są pompy zasilane z dodatkowych źródeł energii.

Konwersja fototermiczna pasywna wykorzystywana jest głównie w małych instalacjach m.in. do pasywnego ogrzewania budynków. Szczególnie efektywną metodą takiego ogrzewania jest ściana Trombe'a. Wykorzystanie różnicy gęstości pomiędzy powietrzem ogrzanym, a powietrzem chłodnym pozwala na wymuszenie takiego przepływu ciepła, że do budynku jest zasysane chłodne powietrze z zewnątrz. Urządzeniem wykorzystującym to zjawisko do chłodzenia i wentylacji budynków jest komin słoneczny. Konwersję pasywną wykorzystuje się również w termosyfonowych podgrzewaczach wody, w których kolektor jest niżej od zbiornika ciepłej wody oraz przy suszeniu płodów rolnych.

Konwersja fototermiczna aktywna wykorzystywana jest głównie do podgrzewania wody. Popularne są zarówno zastosowania w domkach jednorodzinnych (2-6 m² kolektorów słonecznych) jak i duże instalacje (o powierzchni kolektorów słonecznych powyżej 500 m²) (ciepłownie) dostarczające ciepłą wodę do budynków wielorodzinnych, dzielnic, czy miasteczek.

Konwersja fotochemiczna - metoda fotochemiczna to konwersja energii promieniowania słonecznego na energię chemiczną. Jak dotąd na szeroką skalę nie jest wykorzystywana w technice, ale zachodzi w organizmach żywych i nosi nazwę fotosyntezy. Wydajność energetyczna tego procesu wynosi 19–34%, w przeliczeniu na energię jaka jest gromadzona w roślinach (ok. 1%), jednak istnieją ogniwa fotoelektrochemiczne dysocjujące wodę pod wpływem światła słonecznego.

Zalety i wady energii słonecznej

Zalety

Wady

Energia Wiatrowa

Energia wiatru jest jednym z najstarszych odnawialnych źródeł energii wykorzystywanych przez człowieka. Jej historia zaczyna się ponad 2500 lat temu od wiatraków nawadniających pola uprawne, następnie młynów wiatrowych oraz holenderskich tartaków napędzanych siłą wiatru. Obecne turbiny wiatrowe przekształcają prędkość przepływu powietrza (siłę wiatru) na energię elektryczną za pośrednictwem wiatraków z długimi najczęściej trzema łopatami.

Opinia publiczna bywa niekiedy nieprzychylna takim inwestycjom, gdyż szpecą one krajobraz, generują uciążliwy hałas, oraz stanowią zagrożenie dla ptaków (urazy mechaniczne oraz zakłócenia w ptasiej nawigacji). Dlatego też przyszłość elektrowni takiego typu jest niepewna. Jednak niewielkie pojedyncze turbiny mogą być dobrym źródłem energii w miejscach oddalonych od centrów cywilizacyjnych, gdzie brak jest połączenia z krajową siecią energetyczną.

Wykorzystanie energii wiatrowej

Przed decyzją o wyborze miejsca na siłownię wiatrową należy przeprowadzić szczegółowe badania siły wiatru w wybranym pod inwestycję miejscu. Badania i pomiary takie powinny trwać nie krócej niż rok, a pojedyncze badania powinny byś przeprowadzone w tym okresie częstotliwością co 10 min. Na tej podstawie w odniesieniu do turbin jakie mają być zainstalowane można w miarę dokładnie określić wielkość produkcji energii.

 

Energia wiatru zależy od jego prędkości w trzeciej potędze w związku z tym niezwykle ważnym aspektem jest miejsce lokalizacji wiatraków. Dogodne miejsca to takie gdzie częstości występowania silnych wiatrów 10-20 m/s jest najwyższa. Wysoce zaawansowane wiatraki prądotwórcze pracują przy prędkości wiatru od 3 do 30 m/s. Dla turbiny wiatrowej o mocy 1 MW minimalna średnioroczna prędkość wiatru gwarantująca opłacalność inwestycji to 5 m/s. Aby uzyskać 1 MW mocy, poza odpowiednią siłą wiatru, wirnik turbiny wiatrowej powinien mieć średnicę około 50 metrów. Konwencjonalna elektrownia ma moc sięgającą nawet 1 GW. Uzyskanie tej samej mocy wymaga użycia 1000 generatorów wiatrowych. W celu optymalnego wykorzystania miejsc w których występują korzystne warunki lokalizacyjne budowane są elektrownie wiatrowe składające się z wielu ustawionych blisko siebie turbin - tzw. farmy wiatrowe.

 

W Polsce średnia prędkość wiatrów wynosi 2,8 m/s w porze letniej i 3,8 m/s w zimie tylko w niewielu miejscach sezonowo prędkość wiatru przekracza 5m/sek, co stanowi absolutne minimum do zasilania turbin wiatrowych. Konsekwencją niskiej wietrzności jest to, że elektrownia wiatrowa wybudowana w Danii dostarczy 100 kW, podczas gdy taka sama elektrownia wybudowana w rejonie Szczecina dostarczy tylko 17,3 kW. Tylko nad Bałtykiem w okolicach Darłowa, Pucka i Kołobrzegu , w okolicach Suwalszczyzny oraz na Podkarpaciu można mówić o korzystnych warunkach pod względem lokalizacji farm wiatrowych. Tam też wiatraki stanowią stały element krajobrazu. Specjaliści z Politechniki Szczecińskiej twierdzą wręcz, że rola energii wiatrowej w bilansie energetycznym Polski jest i będzie w przyszłości mała. Problem ciszy wiatrowej dotyka także niemieckich fermy wiatrowe licznie lokalizowanych wzdłuż granicy z Polską. 16 tysięcy turbin wiatrowych, zainstalowanych w całych Niemczech, mogących produkować do 15% zapotrzebowania na energię elektryczną, jednak problemy ze zjawiskiem ciszy wiatrowej powodują, że produkują zaledwie 3%.

 

Problemy energetyki wiatrowej w Polsce dodatkowo potęgują kłopoty wynikające z polityki energetycznej firm - odbiorców energii. Żądają one zapewnienia stałej wielkości dostaw oraz fakt, że na terenie Niziny Szczecińskiej istnieje zespół elektrowni konwencjonalnych zaspokajających potrzeby tego regionu, a przesył energii ze względu na straty jest nieopłacalny. Rozwojowi energetyki wiatrowej w Polsce wydają się też nie sprzyjać przepisy prawne - szacuje się, że same wydatki dot. uzyskania pozwolenia na budowę wiatraków często stanowią nawet 25% kosztów ogólnych uruchamiania elektrowni wiatrowej, natomiast możliwość uzyskania kredytów na taką budowę jest w Polsce niewielka.

 

Pomimo tych wszystkich (mniejszych i większych) kontrowersji, Niemcy w Zatoce Pomorskiej chcą zbudować jedną z największych na świecie farm wiatrowych: 35 kilometrów na wschód od Rugii ma stanąć ok. 200 zakotwiczonych w dnie morskim wiatraków, których łączna moc zainstalowana ma docelowo wynieść ok. 1 GW. Projektanci tego przedsięwzięcia zapewniają, że zadbali o to, by wiatraki nie kolidowały z trasami przelotu ptaków ani z międzynarodowymi szlakami żeglugi. Całość ma być ukończona do 2010 roku.

Zalety i wady energetyki wiatrowej

Zalety

Wady

Energia wodna

Energetyka wodna (hydroenergetyka) zajmuje się pozyskiwaniem energii wód i jej przetwarzaniem na energię mechaniczną i elektryczną przy użyciu silników wodnych (turbin wodnych) i hydrogeneratorów w siłowniach wodnych (np. w młynach) oraz elektrowniach wodnych, a także innych urządzeń (w elektrowniach maretermicznych i maremotorycznych). Energetyka wodna opiera się przede wszystkim na wykorzystaniu energii wód śródlądowych (rzadziej mórz – w elektrowniach pływowych) o dużym natężeniu przepływu i dużym spadzie – mierzonym różnicą poziomów wody górnej i dolnej z uwzględnieniem strat przepływu.

 

Najpopularniejsze wykorzystanie wody do produkcji energii to elektrownie wodne, które zamieniają energię spadku, lub przepływu wody na energię elektryczną za pośrednictwem turbin wodnych. Turbina wodna często nosi nazwę turbiny hydraulicznej i jest nic innego jak silnik wodny przetwarzający energię mechaniczną wody na ruch obrotowy za pomocą wirnika z łopatkami. Obracający się wirnik z łopatami napędza prądnicę lub ich układ.

 

Wykorzystanie w elektrowniach energii wód śródlądowych oraz pływów wód morskich polega na zredukowaniu w granicach pewnego obszaru ( odcinek strumienia , rzeki , część zatoki ) naturalnych strat energii wody i uzyskaniu jej spiętrzenia względem poziomu odpływu . Poza energetycznym, elektrownie wodne zbiornikowe mogą spełniać jednocześnie inne zadania, jak zabezpieczenie przeciwpowodziowe, regulacja przepływu ze względu na żeglugę. Duże znaczenie mają elektrownie wodne szczytowo-pompowe, pozwalające na użycie wody jako magazynu energii. Rozwój hydroenergetyki jest uzależniony od zasobów energii wód, tak zwanych zasobów hydroenergetycznych.

 

Wykorzystanie energii z wody:

Do lat 80 tych ubiegłego wieku panował powszechny pogląd, że elektrownie wodne są źródłem "czystszej" energii, to znaczy, że są najmniej szkodliwe dla środowiska naturalnego. Podczas wytwarzania energii przez elektrownię wodną do atmosfery nie dostają się żadne zanieczyszczenia, a poziom emitowanego hałasu (ze względu na małą prędkość obrotową turbin) jest niski. Jednak budowa elektrowni znacząco zmienia ekosystem i krajobraz otoczenia. Aby uzyskać wysoki poziom wody, często trzeba zalać ogromne obszary dolin rzek. Wiąże się to z przesiedleniem ludzi mieszkających dotychczas w tym miejscu oraz prawdopodobną zagładą żyjących zwierząt i roślin. Powstały w miejsce szybkiej, wartkiej rzeki zbiornik zawiera wodę stojącą, co sprawia, że rozwijają się tam zupełnie inne organizmy niż przed powstaniem zapory. Jednocześnie duży zbiornik charakteryzuje się znacznie większym parowaniem i zmienia wilgotność powietrza na stosunkowo dużym obszarze. Wartka dotychczas rzeka po wyjściu z zapory zwykle płynie już bardzo wolno. Zmniejsza się napowietrzanie wody, brak okresowych powodzi prowadzi do zamulenia dna. W celu zniwelowanie niekorzystnych wpływów zapory na środowisko w niektórych MEW stosuje się specjalne progi (przepławki) umożliwiające rybom łososiowatym wpłynięcie w górę rzeki na tarliska.

 

Wykorzystanie energii kinetycznej i potencjalnej cieków wodnych jest powszechnie znane. Aktualnie energia ta jest przekształcana do postaci energii elektrycznej przesyłanej w sieci elektroenergetycznej lub wykorzystywanej lokalnie. W przeszłości hydroenergia była użytkowana jedynie lokalnie do napędu prostych urządzeń mechanicznych; młynów czy tartaków. IEA (Międzynarodowa Agencja Energetyczna) nie wyodrębnia tutaj elektrowni wodnych o dużej mocy, mimo że te budowane były jako przedsięwzięcia komercyjne i nie wymagały, ani nie wymagają, dodatkowego wsparcia finansowego ze środków publicznych, jak ma to miejsce w przypadku małych hydroelektrowni. Wszystkie je zalicza do odnawialnych źródeł energii danego państwa.

 

 Dla Polski dominujące znaczenie ma hydroenergetyki maja dolna Wisła oraz Dunajec. W 1990 roku produkcja energii elektrycznej z energii wód w Polsce wynosiła 3,3 TW*h, a na świecie – około 2162 TW*h. Ostatnio coraz większą uwagę poświęca się energetycznemu wykorzystaniu niewielkich cieków wodnych przez budowę tak zwanych małych elektrowni wodnych; w pierwszej kolejności dotyczy to tych cieków, na których istnieją już urządzenia piętrzące wykorzystywane do innych celów. Za rozwojem hydroenergetyki przemawia fakt , że koszt energii elektrycznej produkowanej w elektrowni wodnej jest niższy niż energii elektrycznej produkowanej w elektrowni cieplnej .

 

Zasoby hydroenergetyczne Polski szacuje się na 13,7 TWh rocznie, z czego 45,3% przypada na największą Polskę rzekę Wisłę. 43,6% na dorzecza Wisły i Odry, 9,8% na samą Odrę. Pozostałe 1,8% na rzeki Pomorza. To bardzo duży i niewykorzystywany obecnie potencjał. Przed II wojną światową elektrownie wodne na rzekach pomorskich dostarczały energię elektryczną do portu morskiego w Gdyni, Kartuzom oraz mieszkańcom Gdańska i jego okolic.

 

Obecnie Polska wykorzystuje swoje zasoby hydroenergetyczne jedynie w 12%, co stanowi 7,3% mocy zainstalowanej w krajowym systemie energetycznym. Liderem i niedoścignionym wzorcem w tej dziedzinie jest Norwegia, uzyskuje z energii spadku wody 98% energii elektrycznej.

Wyróżniamy duże elektrownie wodne takie jak:

Przepływowa – jest to elektrownia wodna, w której wykorzystuje się dopływ naturalny chwilowy i która rozwija moc równoważną dopływowi w granicach swego przełyku.

Regulacyjna – z dużym zbiornikiem wodnym umożliwiają regulację w cyklu dobowym i tygodniowym. Zbiornik spełnia również funkcję przeciwpowodziową.

Zbiornikowa – z małym zbiornikiem pozwalają na regulację krótkoterminową (w godzinach szczytu).

Kaskadowa – stosuje się w niej wiele zbiorników, które umożliwiają regulację napełniania i opróżniania indywidualnie jak i zbiorowo. Dzięki temu można magazynować nadmiar energii. Elektrownie te również pełnią funkcję przeciwpowodziową

Pompowo – Szczytowa może zarówno oddawać energię jak i ją odbierać. Kumuluje ona energię elektryczną poprzez wykorzystanie nadmiaru mocy z okresów niewielkiego zapotrzebowania i przepompowują wodę z niższych poziomów na wyższe, a w okresie największego zapotrzebowania zwraca energię do sieci elektroenergetycznej poprzez spuszczanie wody z poziomów wyższych na niższe przy pomocy turbin wodnych.

W elektrowniach tych są stosowane zespoły składające się z turbin i sprzęgniętych z nimi prądnic są one nazywane turbogeneratorami odwracalnymi. Prądnice pracują w kierunku przeciwnym niż silniki, które służą jako pompy do podnoszenia wody na wyższy poziom. Gdy woda zostaje uwolniona i napędza turbiny, wówczas prądnice wytwarzają energię elektryczną.

Tego typu elektrownie buduje się pod ziemią (jeśli pozwalają na to warunki geologiczne) lub przy dolnym zbiorniku. Cechą elektrowni szczytowych jest bardzo krótki czas uruchomienia.

Małe elektrownie wodne (MEW)

Małe elektrownie wodne w dużym stopniu nieposiadaną wad ich większych odpowiedników. Energia produkowana przy ich pomocy może zasilać lokalne społeczności. Ich ingerencja w środowisko naturalne jest znacznie mniejsza a ich liczność może w znaczącym stopniu poprawić bilans hydrologiczny i hydrobiologiczny kraju

Podział ze względu na moc:

Zalety i wady energetyki wodnej

Zalety

Wady

Energia jądrowa

Energia jądrowa obok energii pozyskiwanej z paliw kopalnych jest jednym z głównych źródeł energii na świecie. Jest to jednocześnie najnowocześniejsze źródło energii, po raz pierwszy wykorzystane w połowie XX wieku, a także rodzaj „zasilania”, z którym wiąże się największe nadzieje. Energia jądrowa wydziela się podczas przemian jądrowych, które mogą zachodzić w sposób kontrolowany lub całkowicie przypadkowy. Dokładniej mówiąc przemiany te polegają na rozpadzie jąder atomowych niektórych pierwiastków, z których powstają jądra atomowe innych pierwiastków lub izotopy. Cały proces jest oczywiście bardzo skomplikowany i trudny do opanowania. Po raz pierwszy tego typu przemiana została przeprowadzona w 1919 roku. Energia jądrowa jest bardzo efektywnym źródłem energii. Bierze się to z tego, że reakcje jądrowe są milion razy bardziej efektywne od reakcji chemicznych. Reakcja syntezy jądrowej jest głównym źródłem energii emitowanej przez ciała niebieskie. Jest ona źródłem promieniowania Słońca i innych gwiazd. Z kolei we wnętrzu Ziemi, znajduje się pewna ilość ciężkich pierwiastków promieniotwórczych ulegających ciągłemu rozpadowi. Energia ta, poza energią pozostałą po formowaniu się Ziemi, może być źródłem wzrostu temperatury ziemi wraz z głębokością. Z drugiej jednak strony, energia jądrowa jest tematem bardzo kontrowersyjnym i obecnie na całym świecie prowadzi się dyskusje na temat jej wykorzystywania.

Wykorzystanie energii jądrowej

Energia jądrowa, która pojawiła się po raz pierwszy w latach 20 XX wieku okazała się świetnym źródłem energii i dzisiaj jest ona wykorzystywana do bardzo różnych celów. Niestety oprócz celów energetycznych, znajduje ona również wykorzystanie w procesie zbrojenia. Energia jądrowa jest głownie wykorzystywana w energetyce. Elektrownie atomowe to miejsca, w których zachodzi stały, kontrolowany rozpad jąder atomowych wraz z wydzielaniem się energii. Obecnie ten sposób pozyskiwania energii zaspokaja w 16% potrzeby energetyczne świata. Obecnie na świecie pracuje 441 reaktorów energetycznych w 29 państwach (stan na dzień 29.08.2010). Moc zainstalowana wynosi 374,633 GWe. 5 reaktorów jest w stanie długoterminowego wyłączenia. Innym zastosowaniem energii atomowej są silniki atomowe. Wykorzystuje się je głównie w armii – do napędzania nowoczesnych jednostek marynarki wojennej, głównie łodzi podwodnych i lotniskowców. Taki rodzaj energii wykorzystują też sondy kosmiczne. Oprócz celów energetycznych, energia jądrowa jest niestety także wykorzystywana przy tworzeniu broni masowej zagłady. Są to różnego rodzaju bomby jądrowe, których siła jest nieporównywalnie większa od wszelkich innych konwencjonalnych broni.

Elektrownia jądrowa

Elektrownia jądrowa należy do grupy elektrowni cieplnych, w których znaczącą rolę odgrywa ciepło. Do produkcji energii elektrycznej jest w niej wykorzystywany proces rozszczepienia jąder atomowych pierwiastków. Pierwsza elektrownia jądrowa powstała w oku 1954 w Obnińsku w ZSRR. Początkowo jednak zadaniem elektrowni atomowych była produkcja materiałów potrzebna do produkcji broni atomowej. Zmieniło się to dopiero po zimnej wojnie. Działanie elektrowni nie jest wcale trudne do zrozumienia. Najczęstszym paliwem w elektrowniach atomowych jest Uran w postaci naturalnej lub jeden z jego izotopów. Głównym elementem elektrowni atomowej jest reaktor jądrowy, w którym zachodzą skomplikowane procesy chemiczne, dzięki którym możliwe jest pozyskiwanie energii. Wytworzone w reaktorach ciepło powoduje wytworzenie się pary wodnej, która z kolei napędza turbiny parowe. Te są połączone z generatorami prądu. Wszystkie obiegi w elektrowniach są oddzielone, dzięki czemu uzyskuje się większe bezpieczeństwo w przypadku wycieku pary z turbiny.

Katastrofa w Czarnobylu

Był to największy na świecie wypadek jądrowy mający miejsce 26 kwietnia 1986, do którego doszło w wyniku wybuchu wodoru z reaktora jądrowego bloku energetycznego nr 4 elektrowni atomowej w Czarnobylu. Była to największa katastrofa w historii energetyki jądrowej i jedna z największych katastrof przemysłowych XX wieku. Razem z awarią elektrowni jądrowej Fukushima I została zakwalifikowana do siódmego, najwyższego stopnia w skali INES. W wyniku awarii skażeniu promieniotwórczemu uległ obszar od 125 000 do 146 000 km2 terenu na pograniczu Białorusi, Ukrainy i Rosji, a wyemitowana z uszkodzonego reaktora chmura radioaktywna rozprzestrzeniła się po całej Europie. W efekcie skażenia ewakuowano i przesiedlono ponad 350 000 osób.

Zalety i wady energii jądrowej

Jak pokazują statystyki największe gospodarcze potęgi świata znaczą część energii pozyskują z elektrowni atomowych. Można się więc domyślać, że jest to związane z korzyściami, jakie niesie to źródło energii. Główną zaletą elektrowni atomowych jest przyjazność dla środowiska. Nie ma tutaj emisji gazów ani pyłów, które zagrały by środowisku, co jest w energetyce ewenementem, który łatwo zauważyć przyglądając się emisji dwutlenku węgla z elektrowni węglowych. Elektrownie jądrowe to także inwestycja w przyszłość – zasoby paliw jądrowych starczą jeszcze na tysiące lat. Ale energetyka jądrowa ma także poważne wady. Największą z nich jest oczywiście bezpieczeństwo. Rok 1986 i awaria reaktora w Czarnobylu jest tutaj najlepszym przykładem. Dzisiaj podobna awaria mogłaby spowodować śmierć milionów ludzi. Elektrownie atomowe wiążą się także z problemem składowania radioaktywnych opadów. Należy do tego dodać jeszcze wysokie koszty budowy i eksploatacji tych elektrowni, a fakt opłacalności tej inwestycji stanie pod znakiem zapytania

Kontrowersje związane z energią jądrową

Temat energii jądrowej jest bardzo często poruszany na forum międzynarodowym i można nazwać go jednym z największych kontrowersji w obecnym świecie. Na pewno trzeba przyznać, że energia atomowa jest potrzebna i można go skutecznie wykorzystywać. Zawsze jednak pojawia się ryzyko. Kontrolowanie tak wielkiej potęgi jakim są procesy jądrowe jest trudne i może wymknąć się spod naszej kontroli. Taka sytuacja stała się chociażby w Czarnobylu, a jej skutki są widoczne do dziś. Nie mamy żadnej pewności, że nic takiego nie powtórzy się w przyszłości. Kontrowersji związanych z tematem energetyki jądrowej jest więcej. Rozwój tej nauki wiąże się z rozwojem bomb jądrowych, które będą coraz potężniejsze. Gdy dostaną się w niepowołane ręce, mogą wywołać nawet koniec świata. Innym problemem jest składowanie odpadów promieniotwórczych, które wpływają w negatywny sposób na żywe organizmy. To wszystko sprawia, że rodzi się pytanie - czy warto ryzykować życie milionów istnień po to, aby mieć dobre źródło energii?

Źródła

Treść

Grafika

Podsumowanie i Zakończenie

Podsumowując. Tak zwaną czystą energie możemy pozyskiwać z wielu źródeł. Są to między innymi wiatr, woda, słońce itp. Pozyskana energię możemy wykorzystać przede wszystkim do produkcji tej najpopularniejszej czyli energii elektrycznej. Przygotowując referat wybrałem taki temat ponieważ od zawsze interesowało mnie nowoczesne i skuteczne sposoby pozyskiwania energii. Bardzo fascynującą rzeczą jest również sposób działania i budowy elektrowni które czasami nawet z niewielkich źródeł czystej energii potrafią zasilić całe miasta.

Pisząc ten referat dowiedziałem się wielu ciekawych rzeczy na temat budowy i powstawania elektrowni oraz wykorzystywania tak zwanej czystej energii. Szczególnie dużo wiedzy nabyłem na temat różnych sposobów wykorzystania energii. Moją największą uwagę zwróciło to że już od dawnych lat ludzie wykorzystywali czystą energię jednak stosunkowo niedawno zaczęto zwracać większą uwagę na jej wielki potencjał. Czeka nas ludzi jeszcze sporo pracy aby odkryć wszystkie sposoby pozyskiwania nieskończonej ilości energii.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Jogging to czysta energia
Wpływ procesów wytwarzania energii na środowisko przyrodnicze
Energia słoneczna
Sposoby oszczędzania energii elektrycznej i cieplnej domy zeroemisyjne
8 Właściwa Praca, moc, energia całość
Prezentacja Rynek Energii
oszczędność energii
Zasady zasilania energią obiektu szpitalnego
ENERGIA JĄDROWA
37 Generatory Energii Płynu ppt
Odnawialne źródła energii
Energia alternatywna
Praca, moc, energia teoria0001
13032834 Energia Sonecznaid 149 Nieznany
Odnawialne źródła energii
ENERGIA3

więcej podobnych podstron