ASD142002.pps
advertisement
Materiał edukacyjny wytworzony w ramach projektu „Scholaris - portal wiedzy dla nauczycieli” współfinansowanego przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. IV etap edukacyjny CHEMIA ENERGETYKA JĄDROWA Energia jądrowa jest pozyskiwana w wyniku rozszczepienia jąder ciężkich pierwiastków albo poprzez fuzję dwóch jąder pierwiastków lekkich w jedno cięższe. Jako paliwo stosowany jest głównie uran – 238, z rudy uranowej i wzbogacony uranem – 235; albo pluton – 239 i tor – 232. Z 1 grama uranu uzyskuje się tyle energii, co przy spaleniu ponad dwóch ton węgla. Reakcje jądrowe przebiegają w sposób łańcuchowy - to znaczy po zainicjowaniu produkty wywołują kolejne rozpady jąder atomowych. Według rządowych planów w Polsce do 2020 roku ma powstać pierwsza elektrownia jądrowa. Rozważane są lokalizacje na północy kraju – w Żarnowcu, Gąskach lub Choczewie. Elektrownia Fukushima – stan sprzed tsunami. Wciąż istnieje wiele kontrowersji i obaw związanych z energetyką jądrową, które spotęgowały się po niedawnej awarii elektrowni Fukushima w Japonii, po trzęsieniu ziemi i falach tsunami, w marcu 2011. WODÓR JAKO NOŚNIK ENERGII W przyszłości ogniwa paliwowe mogą zasilać telefony komórkowe, komputery, czy samochody, obecnie są wykorzystywane jako źródła prądu i wody na statkach kosmicznych. Wytworzenie ogniw paliwowych związane jest z zastosowaniem wodoru jako nośnika energii w ogniwie. Wartość opałowa wodoru to około 120 MJ/kg (to 3 razy więcej niż benzyna). W wyniku reakcji elektrochemicznej zachodzącej w ogniwie otrzymuje się energię elektryczną, wodę i ciepło. Największy problem przy wykorzystaniu wodoru jako bardzo czystego ekologicznie paliwa samodzielnego to względy bezpieczeństwa podczas jego otrzymywania, transportu i przechowywania. BIOMASA I BIOPALIWA Szacuje się, że temperatura wnętrza Ziemi może dochodzić do 7000 K. Gorące wody geotermalne wypływać mogą na powierzchnię w postaci gorących źródeł (do 1500C), gejzerów czy wulkanów, albo poprzez specjalne odwierty. Energia wnętrza Ziemi to również gorąca para wodna i gorące skały. Słynne na całym świecie baseny termalne Blue Lagoon na Islandii. Energia z wód geotermalnych jest wykorzystywana w basenach, w instalacjach CO do ogrzewania domów oraz do produkcji energii elektrycznej. Ponadto wykorzystuje się ją także w rolnictwie, lecznictwie, do suszenia produktów rolnych i konserwowania żywności oraz klimatyzowania budynków. Ciepło skał jest natomiast odbierane przy wykorzystaniu pompy ciepła i wykorzytuje się je do ogrzewania domów. W Polsce potencjalnie 40% powierzchni kraju ma możliwości stosowania takiej energii z gorących skał. ENERGIA SŁONECZNA Energia słoneczna może być zamieniana na energię elektryczną w ogniwie albo na energię cieplną w kolektorze słonecznym. Promieniowanie słoneczne jest ograniczone ruchem dobowym Ziemi wokół własnej osi, grubością warstwy chmur i kątem padania promieni słonecznych na powierzchnię Ziemi. Kolektory słoneczne działają na zasadzie konwersji fototermicznej – zaabsorbowane ciepło może być wykorzystane do podgrzewania wody i do wspomagania ogrzewania centralnego. Promieniowanie słoneczne może zostać przekształcone w energię elektryczną w ogniwach fotowoltaicznych. Takie ogniwa są wykorzystywane nie tylko jako panele na dachach domów jednorodzinnych i wielorodzinnych, ale i w zegarkach, kalkulatorach, do zasilania świateł na skrzyżowaniach, kamer monitoringu, terenowych urządzeń pomiarowych w meteorologii, czy do oświetlenia znaków informacyjnych przy trasach drogowych. Ogniwa na bazie krzemu pojawiają się w załogowych i bezzałogowych statkach kosmicznych. Większe ilości energii elektrycznej pozyskuje się także przy użyciu soczewek lub zwierciadeł zw. heliostatami (które skupiają wiązkę promieni i przetwarzają na energię elektryczną). ENERGIA WIATROWA Pozyskiwanie energii wiatrowej oparte jest na zjawiskach fizycznych: energia kinetyczna wiatru jest przekształcana na energię mechaniczną i elektryczną przy wykorzystaniu specjalnych turbin wiatrowych. Turbiny (wiatraki) zwykle są instalowane na tzw. farmach wiatrowych – skupiskach turbin wiatrowych, które pracują na płaskim terenie zasobnym w stale wiejące wiatry, z dala od skupisk ludności oraz dużych populacji nietoperzy i są podłączone do sieci elektrycznej. Optymalna prędkość wiatru jest szacowana na 20m/s, ale budowa elektrowni wiatrowej jest opłacalna już przy 5m/s. Poza siłą wiatru ważna jest również tzw. wietrzność, czyli częstość występowania wiatru na danym terenie. SKĄD CZERPAĆ ENERGIĘ? Jest to obecnie najszybciej rozwijająca się gałąź energetyki odnawialnej w naszym kraju, zwłaszcza, że nie wpływa na zanieczyszczenie wody, powietrza czy gleby. Pewnym mankamentem jest hałas od obracających się łopat wirnika czy zakłócenia w odbiorze telewizji. ENERGIA WODNA W przypadku energii uzyskiwanej z wody następuje zamiana energii mechanicznej na energię elektryczną poprzez hydrogeneratory, skąd prąd jest przesyłany do sieci. Zapora Hoovera w Czarnym Kanionie w Kolorado to jedna z najbardziej znanych elektrowni wodnych na świecie. Wśród elektrowni wodnych wyróżniamy: elektrownie przepływowe, zaporowe i zbiornikowe (szczególnym rodzajem elektrowni zbiornikowych są elektrownie szczytowo – pompowe). Ten rodzaj energii nie powoduje zanieczyszczenia środowiska, elektrownie wodne są wydajniejsze niż konwencjonalne, a zapory mają dodatkowe znaczenie przeciwpowodziowe. Jednakże budowa elektrowni wodnych może powodować zakłócenia w okolicznych ekosystemach, zmianę ukształtowania terenu, stosunków hydrologicznych itp. Jest to najczęściej wykorzystywane w Polsce źródło energii alternatywnej. Materiał edukacyjny wytworzony w ramach projektu „Scholaris - portal wiedzy dla nauczycieli” współfinansowanego przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
