Odnawialne źródła energii

ODNAWIALNE ŹRÓDŁA
ENERGII
ENERGETYKA
SŁONECZNA
ENERGIA
FAL
ENERGIA
WIATRU
ELEKTROWNIE
WODNE
ENERGIA
BIOMASY
ENERGIA
ZIEMI
ENERGETYKA SŁONECZNA
 Słońce jest podstawowym źródłem energii dla
naszej planety. Przed milionami lat energia słońca
docierająca do ziemi została uwięziona w węglu,
ropie naftowej, gazie ziemnym itp. Również słońcu
zawdzięczamy energię jaką niesie ze sobą wiatr czy
fale morskie. Można także bezpośrednio
wykorzystywać energię słoneczną poprzez
zastosowanie specjalnych systemów do
pozyskiwania i akumulowania energii słonecznej.
Promieniowanie słoneczne jest to strumień energii
emitowany przez Słońce równomiernie we
wszystkich kierunkach…
…Miarą wielkości promieniowania słonecznego
docierającego ze słońca do ziemi jest tzw. stała
słoneczna. Jest ona wartością gęstości strumienia
energii promieniowania słonecznego na
powierzchni stratosfery i obecnie wynosi 1,4
kW/m2. W promieniowaniu słonecznym
docierającym do powierzchni Ziemi wyróżnia się
trzy składowe promieniowania:
 bezpośrednie pochodzi od widocznej tarczy
słonecznej
rozproszone powstaje w wyniku wielokrotnego
załamania na składnikach atmosfery
odbite powstaje w skutek odbić od elementów
krajobrazu i otoczenia.
Elektrownia "Solar one" w
Kalifornii
 "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
 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.
Zakrzywione zwierciadła
ENERGIA FAL
 W korzystnych warunkach topograficznych możliwe
jest wykorzystanie pływów morza. Ujcie rzeki
wpływającej do morza i wysokie jej brzegi
umożliwiają budowę zapory, pozwalającej na
wpłynięcie wód morskich w dolinę rzeki podczas
przypływu i wypuszczeniu ich poprzez turbiny
wodne podczas odpływu.
 Największa na świecie taka elektrownia znajduje
się we Francji. Ma ona 24 turbiny wodne
rewersyjne o mocy po 10MW, a więc cała
elektrownia ma moc 240MW. Pracuje od 1967
roku.
Rząd "kiwających się kaczek"
 Rząd "kiwających się kaczek" - urządzeń,
które absorbują energię fal morskich i
umożliwiają przetworzenie jej na
elektryczność.
Jedyna na świecie
elektrownia wykorzystująca
pływy morskie
 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.
ENERGIA WIATRU
 Energia wiatru jest dziś powszechnie
wykorzystywana - w gospodarstwach domowych,
jak i na szerszą skalę w elektrowniach wiatrowych.
Stosowanie tego typu rozwiązań nie jest bardzo
kosztowne, ze względu na niezbyt skomplikowaną
budowę urządzeń jak i nieskomplikowaną
eksploatację.
Energia wiatru w poszczególnych miesiącach roku (wykres
powstał na podstawie pomiarów na terenie Danii, ale jest
wspólny dla klimatu umiarkowanego).
Typowa zmienność prędkości wiatru w ciągu doby.
Budowa
elektrowni
wiatrowej
1) kontroler 2) siłownik mechanizmu przestawiania łopat 3) główny wał 4) chłodnica oleju
5) skrzynia przekładniowa 6) wieloprocesorowy układ sterowania 7) hamulec postojowy 8)
dˇwig dla obsługi 9) transformator 10) piasta łopaty 11) łożysko łopaty 12) łopata 13)
układ hamowania wirnika 14) układ hydrauliczny 15) tarcza hydraulicznego układu
hamowania wirnika 16) pierścień układu kierunkowania 17) fundament 18) koła zębate
układu kierunkowania 19) generator 20) chłodnica generatora powłok przymocowanych
do belki nośnej.
Budowa elektrowni wiatrowej
ENERGIA ZIEMI
 Zasoby petrotermiczne są zmagazynowane w
warstwach skalnych i mają znaczenie
perspektywiczne. Sposób wykorzystania zasobów
geotermalnych zależy od temperatury czynnika
grzejnego. Przyjęto, że przy temperaturze powyżej
120-150° C opłaca się go wykorzystać do produkcji
energii elektrycznej. Przy niższych temperaturach
czynnika grzejnego wchodzi w rachubę
wykorzystanie do celów ciepłowniczych,
klimatyzacyjnych, wytwarzania ciepłej wody
użytkowej w systemach miejskich i przemysłowych,
do ogrzewania szklarni, hodowli ryb, do celów
balneologicznych i rekreacyjnych.
Ciepło może być pobierane z :
 Wodya) powierzchniowej (rzeki, jeziora, sztuczne zbiorniki)
b) gruntowej: ma przeważnie przez cały rok temperaturę w granicach +8 do
+10 C.
Konieczne jest budowanie studni do pobierania i odprowadzania oziębionej
wody po oddaniu ciepła w pompie.
c) ścieków: mają ograniczone zastosowanie ze względu na stopień
zanieczyszczenia powietrza z otoczenia.
 Gruntów jest dobrym akumulatorem ciepła, ponieważ na całej
powierzchni pochłania energię słoneczną oraz przejmuje energię cieplną za
pomocą konwekcji i deszczu.Dopływ ciepła następuje z górnej powierzchni
gruntu i w bardzo znikomej części z jego głębi. Następuje więc samoregulacja
cieplna gruntu. Pobór energii przez pompę ciepła następuje drogą pośrednią,
przez zakopanie w ziemi kolektory gruntowe wykonane najczęściej z rur
polietylenowych, wewnątrz przepływa roztwór o obniżonej temperaturze
krzepnięcia, przekazujący ciepło z gruntu do wymiennika płytowego
(parownika) gdzie jest ono przejmowane przez parujący czynnik chłodniczy.
Budowa pompy do pobierania
energii z Ziemi :
 Energia
geotermalna to
naturalne ciepło Ziemi
skumulowane w
gruntach, skałach,
wodach i parach
wypełniających pory i
szczeliny skalne.
Występuje pod
przykryciem
nieprzepuszczalnych skał
o niskiej przewodności
cieplnej. Na powierzchnię
ziemi wydobywa się
dzięki przewodzeniu i
konwekcji.
Przypuszcza się, że
energia ta jest wynikiem
rozpadu pierwiastków
promieniotwórczych w
skorupie ziemskiej,
któremu towarzyszy
wydzielanie ciepła.
ENERGIA BIOMASY
 Biomasę okrela się jako masę materii organicznej, zawartą w
organizmach zwierzęcych lub roślinnych. Wyrażana jest w jednostkach tzw.
świeżej masy (naturalna masa organizmów) oraz suchej masy (masa
bezwodna).
 Termin biomasa dotyczy całego szeregu odnawialnych technologii
energetycznych, obejmujących:
spalanie biomasy roślinnej
spalanie śmieci komunalnych
Energię można uzyskać ze:
 Słomy
 Drewna
 Oleju rzepakowego
 Spirytusu – etanol
 biogazu z nawozu organicznego produkcji
zwierzęcej
 biogazu z osadów ściekowych, odpadów
komunalnych płynnych i stałych
Energię można również
odzyskiwać ze spalania śmieci
w przeznaczonych do tego celu
piecach. Ten londyński zakład
spala 1300 ton śmieci dziennie,
a uzyskaną energię sprzedaje
ELEKTROWNIE WODNE
 Pobieranie energii wodnej jest bardzo korzystne zarówno ze
względu na ekologiczny, jak i ekonomiczny charakter, bowiem
dostarcza ona ekologicznie czystej energii i reguluje stosunki
wodne zwiększając retencję wód powierzchniowych, co
polepsza warunki uprawy roślin oraz warunki zaopatrzenia
ludności i przemysłu w wodę.
 Działanie elektrowni wodnych jest dość proste. Woda z rzek
spływa z wyżej położonych terenów takich jak np. góry, czy
wyżyny do zbiorników wodnych (mórz lub jezior) położonych
np. na nizinach. Przepływ wody w rzece spowodowany jest
różnicą energii potencjalnej wód rzeki w górnym i dolnym
biegu. Energia potencjalna zamienia się w energię kinetyczną
płynącej wody. Fakt ten wykorzystuje się właśnie w
elektrowni wodnej przepuszczając przez turbiny wodne
płynącą rzeką wodę.
Małe Elektrownie Wodne
ZALETY:
 nie zanieczyszczają środowiska i
mogą być instalowane w licznych
miejscach na małych ciekach
wodnych
 mogą być zaprojektowane i
wybudowane w ciągu 1-2 lat,
wyposażenie jest dostępne
powszechnie, a technologia dobrze
opanowana
 prostota techniczna powoduje
wysoką niezawodność i długą
żywotność
 mogą być sterowanie zdalnie
Podział elektrowni ze względu
na wielkość
elektrownie duże o mocy
zainstalowanej 10 MW i więcej
elektrownie małe o mocy w przedziale
200 kW - 10 MW
mikroelektrownie wodne poniżej 200
kW mocy
Wyróżnia się trzy podstawowe
typy kół wodnych
 nasiębierne,
 śródsiębierne,
 podsiębierne.
Budowa elektrowni wodnej: