20110130863

Edukacja ekologiczni

Energię słoneczną wykorzystywano już w starożytnym cesarstwie rzymskim - do otrzymywania soli z wody morskiej przez odparowanie. Obecnie coraz częściej wykorzystuje się ją do podgrzewania wody oraz ogrzewania wnętrz budynków. Służą do tego kolektory ciepła słonecznego W światowych planach rozwoju energetyki potencjalnie duże znaczenie ma inny rodzaj urządzeń — ogniwa fotowoltaiczne przetwarzające światło słoneczne bezpośrednio na prąd przy zastosowaniu półprzewodników. Spore nadzieje w skali gospodarki światowej pokłada się w wykorzystaniu baterii słonecznych w elektrowniach satelitarnych, co będzie możliwe już w bieżącym stuleciu. Przechwycona energia w postaci fal ultrakrótkich byłaby przesyłana na Ziemię, gdzie z dużą wydajnością byłaby zamieniana na energię elektryczną. W ten sposób można uniknąć: osłabiającego promieniowania płaszcza atmosfery, wpływu zjawisk pogodowych oraz występowania dnia i nocy przerywających produkcję energii.

Kolektor słoneczny jest, w najprostszym przypadku, płaską skrzyniąz podwójnymi szybami i poczernioną, metalową płytą stanówlącą odbiornik ciepła. W sąsiedztwie płyty instalowane są metalowe rurki, przez które przepływa woda, odprowadzając ciepło do miejsc przeznaczenia. Nośnikiem ciepła zamiast wody może być powietrze. Kolektory są w stanie przetwarzać na ciepło 30-75% przechwyconej energii słonecznej.

W państwach klimatu ciepłego oraz umiarkowanego coraz bardziej rozpowszechnione jest stosowanie kolektorów na dachach budynków mieszkalnych. Na przykład w Izraelu podgrzewa się w ten sposób wodę w 10% budynków. W Miami (USA) kolektory działają na ponad 50 tys. budynków.

W polskim klimacie kolektor słoneczny umieszczony na dachu domu umożliwia ogrzanie _Wody do 40°C, co przy ogrzewaniu podłogowym wystarcza do ogrzania całego domu. Niestety, w Polsce mamy do czynienia z bardzo nierównym rozkładem promieniowania słonecznego w cyklu rocznym. Około 80% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia przypada na sześć miesięcy wiosenno-letnich.

Możliwości wykorzystania energii słonecznej są w Polsce zróżnicowane, co wynika m in zc ścierania się wpływów klimatu atlantyckiego i kontynentalnego. Zdecydowanie nąjkorzystniejsze warunki nasłonecznienia występują w pasie nadmorskim. Wyróżniającym się regionem jest tez rejon podłasko-lubelski zc względu na częsty napływ suchych mas powietrza znad Ukrainy. Najmniej korzystne warunki obserwujemy w regionach: podgórskim, suwalskim, warszawskim i górnośląskim

Generalnie jednak kolektory mogą być stosowane z powodzeniem wc wszystkich szerokościach geograficznych naszego kraju. Warunki nasłonecznienia Polski me wykazują większych różnic w porównaniu z Niemcami czy środkową i północną Francją, natomiast są korzystniejsze niż na przykład w Wielkiej Brytanii czy krajach skandynawskich.

W 1999 r. w Polsce użytkowano ponad 1500 kolektorów słonecznych wodnych o łącznej mocy | MW ciepła, 50 kolektorów słonecznych powietrznych o łącznej mocy 1,5 MW chapla oraz prawie 160 systemów fotowoltatcznycb, z czego 3 zasilały lampy uliczne. Systemy kolektorów wykorzystywane są do suszenia zbóż oraz podgrzewania wody użytkowej. Potencjał techniczny do wykorzystania energii słonecznej jest w Polsce wykorzystywany zaledwie w niespełna jednej setnej procenta.

faurgłiaM

Pubka roa stosunkowo mnie zasoby energii wodnej. Wynika to z niewielkich spadków Terenu, niezbyt obfitych opadów i znacznej przepuszczalności gruntów. Dlatego me jest

i BI

możliwe pójście w ślady Norwegii, gdzie prawie cala wytwarzana energia elektryczna pochodzi z elektrowni wodnych, ani nawet Austrii, Szwecji czy Portugalii, gdzie mniej więcej połowa energii pochodzi z tego źródła. Istniejące w Polsce zasoby energii wód są wykorzystywane zaledwie w kilkunastu procentach (tab. 28.1) ■

Tab. 28.1. Stopień wykorzystani* energetycznego rzek w wybranych krajach Europy

> Szwajcaria	92% •
Francja	• 82%‘
: Hiszpania	3 “9%
Norwegii	Er. 63%
'' J Szwecja ,	h- J. .<53%' '
gj Austria i'	49 %
POLSKA .	14%

(za: www-dcococrgia.pl)

Ze względu na zainstalowaną moc umownie wyróżnia się:

-    elektrownie duże o mocy 10 MW i więcej,

-    elektrownie małe o mocy w przedziale 200 kW - 10 MW,

-    mikroelektrownie wodne poniżej 200 kW mocy.

Łączna moc dużych elektrowni wodnych wynosi w Polsce około 630 MW. Ponadto funkcjonuje około 430 małych elektrowni wodnych o łącznej mocy 156 MW.

Do odnawialnych źródeł energii zalicza się elektrownie przepływowe i zbiornikowe, natomiast nie zalicza się elektrowni szczytowo-pompowych. Elektrownia zbiornikowa działa dzięki temu, że przed nią znajduje się zbiornik wodny wyrównujący sezonowe różnice w ilości płynącej wody oraz zapewniajmy, dzięki zaporze o określonej wysokości, warunki do spadku wody na turbinę. Elektrownia przepływowa nie pomada zbiornika; ilość wyprodukowanej energii zależy od ilości wody płynącej w rzece w danym momencie.

Elektrownia szczytowo-pompowa położona jest między dwoma zbiornikami wodnymi. W okresie małego zapotrzebowania no energię (w nocy), kosztem energii z sieci woda z dolnego zbiornika jest pompowana do górnego, Natomiast w okresie większego zapotrzebowania woda jest spuszczana ze zbiornika górnego do dolnego, u turbiny wodne służą do zannuy energii wodnej na elektryczną na tej samej zasadzie, co w zwykłej elektrowni wodnej.

Wykorzystanie energii wodnej ma swoje dobre I złe strony. Najefektywniejsze ekonomicznie są wielkie elektrownie istniejące przy zaporach na wielkich rzekach. Budowa tokuj zapory wiąże się jednak często z drastycznymi zmianami środowiskowymi na dużych obszarach i słusznie staje się przedmiotem protestów okolicznej ludności oraz ekologów. Przykładem jest, planowana do niedawna, budowa stopnia wodnego w Nieszawie, gdzie groziło zniszczenie naturalnego krajobrazu oraz różnorodności (lory i fauny doliny Wisty.

Mimo wszystko energetyczny potencjał polskich rzek jest wart wykorzystania. Tyle zc uzasadnione jest budowanie małych elektrowni wodnych na mniejszych ciekach. Elektrownie takie mogą być wykonywane przy użyciu miejscowych materiałów i siły roboczej, u ich prostota techniczna powoduje wysoką niezawodność i długą żywotność Małe elektrownie można instalować na już istniejących spiętrzeniach lub przy okazji realizacji wojewódzkich programów malej retencji. Według niedawnych obliczeń, spośród 800 niewielkich spiętrzeń planowanych do utworzenia na polskich rzekach, uż 400 nadawałoby się do utworzenia małych elektrowni