PRZEWODNIK PO ODNAWIALNYCH ŻRÓDŁACH ENERGII

1. PRZEWODNIK PO ODNAWIALNYCH ŻRÓDŁACH ENERGII

2. JAK TO SIĘ WSZYSTKO ZACZĘŁO ZAKOŃCZ POKAZ SPIS TREŚCI PODZIAŁ ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII

3. JAK TO SIĘ WSZYSTKO ZACZĘŁO Kryzys energetyczny w 1973 r., który spowodował skokowy wzrost najpierw ceny ropy naftowej, a następnie wszystkich innych paliw, względy ochrony środowiska oraz rozwój techniki kosmicznej zwiększyły zainteresowanie nowymi, niekonwencjonalnymi źródłami i technologiami wytwarzania energii elektrycznej. Te nowe, niekonwencjonalne źródła energii elektrycznej można podzielić na źródła odnawialne i źródła nieodnawialne. Do odnawialnych źródeł energii elektrycznej należą: energia słoneczna, energia wiatru, pływów morskich, fal morskich i energia cieplna oceanów (maretermiczna), a do źródeł nieodnawialnych: wodór, energia magneto-hydro-dynamiczna i ogniwa paliwowe. Energię wnętrza ziemi (geotermiczną) można zaliczyć do obu rodzajów źródeł: gejzery są źródłem nieodnawialnym, zaś energia gorących skał jest energią odnawialną. Wykorzystanie prawie wszystkich niekonwencjonalnych źródeł energii elektrycznej jest związane z minimalnym, bądź nawet żadnym wpływem na środowisko. Z tego względu przyszłość należy do nich. Ograniczenia w ich stosowaniu są dwojakiego rodzaju: • technologiczne, ze względu na formę występowania i możliwości praktycznego wykorzystania; • ekonomiczne, związane z dużymi kosztami ich wykorzystania. Na przestrzeni ostatnich lat największy rozwój spośród źródeł odnawialnych zanotowała energetyka wiatrowa. Do 2000 roku przeciętny roczny wzrost mocy zainstalowanej sięgał 40 %, osiągając wówczas poziom 18,5 GW. Jest to wartość wystarczająca do pokrycia zapotrzebowania na energię 8-9 milionów czteroosobowych gospodarstw domowych.

4. PODZIAŁ ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII

5. BUDOWA OGNIWA FOTOWOLTAICZNEGO SIŁOWNIE SŁONECZNE RODZAJE OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH ZALETY OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH ZASTOSOWANIE SYSTEMÓW FOTOWOLTAICZNYCH

6. ZASTOSOWANIE SYSTEMÓW FOTOWOLTAICZNYCH Systemy fotowoltaiczne stosowane są: w nawigacji, do zasilania morskich, śródlądowych i lotniczych znaków nawigacyjnych, do ładowania akumulatorów na jachtach dalekomorskich; w rolnictwie i leśnictwie, do zasilania elektrycznych urządzeń ochrony pastwisk i lasów, urządzeń nawadniających i osuszających, urządzeń ochrony przeciwpożarowej; w telekomunikacji, do zasilania radiowo - telekomunikacyjnych stacji przekaźnikowych; radiostacji w miejscach odosobnionych; przez telefonię komórkową; w transporcie, do zasilania znaków na drogach i linach kolejowych, w szczególności oznakowań odcinków dróg i torów niebezpiecznych, będących w remoncie; do oznakowania lotnisk, itp.; w wojsku, do zasilania elektrycznych urządzeń polowych (radiostacje, stacje namiarowe, urządzenia pomiarowe, punkty oświetleniowe, itp.); w meteorologii, do zasilania odosobnionych stacji meteorologicznych; w gospodarstwach domowych, do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego od kalkulatorów i zegarków począwszy poprzez odbiorniki radiowe i telewizyjne na kompletnych domkach jednorodzinnych kończąc; w medycynie, do zasilania polowych ambulatoriów medycznych w krajach trzeciego świata (szczególnie istotne zasilanie chłodni do przechowywania szczepionek i leków); w turystyce, do autonomicznych systemów zasilających na przyczepach kempingowych, w schroniskach górskich; w automatyce, do zasilania autonomicznych systemów akwizycji danych. 1 m2 modułu fotowoltaicznego może zapewnić oświetlenie żarówką o mocy 80-00 Wat. Zainstalowanie modułów fotowoltaicznych o pow. 100 m2 może dać nam ok. 10 kWh.

7. ZALETY OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH Ogniwa fotowoltaiczne mają następujące zalety: 1. Energia elektryczna wytwarzana jest bezpośrednio. 2. Sprawność przetwarzania energii jest taka sama, niezależnie od skali produkcji. 3. Moc jest wytwarzana nawet w pochmurne dni przy wykorzystaniu światła rozproszonego. 4. Obsługa i konserwacja wymagają minimalnych nakładów. 5. W czasie produkcji energii elektrycznej nie powstają szkodliwe gazy.

8. RODZAJE OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH Istnieje wiele różnych typów ogniw fotowoltaicznych w zależności od używanego materiału (krzem, półprzewodniki złożone, półprzewodniki organiczne, itd.) i struktury materiału (monokrysztaliczna, polikrysztaliczna, amorficzna). Są to: 1. Ogniwa fotowoltaiczne z krzemu monokrystalicznego. 2. Ogniwa fotowoltaiczne z krzemu polikrystalicznego. 3. Cienkowarstwowe ogniwa fotowoltaiczne z krzemu amorficznego. 4. Cienkowarstwowe ogniwa fotowoltaiczne ze związków półprzewodnikowych: a)   CdTe (tellurek kadmu), b)   CIS (selenek indowo-miedziowy - CIS). Ogniwa z krzemu amorficznego stanowią ok. 16% światowej produkcji ogniw PV i udział ten szybko wzrasta z roku na rok. Amerykańskie firmy dostarczające energię elektryczną zwracają się ku tej technologii budując pilotażowe elektrownie fotowoltaiczne. Firmy Solarex Enron, United Solar i Canon uruchomiły fabryki o mocy produkcyjnej 10 MWp/rok każda. Oznacza to silne potwierdzenie przekonania w przyszłość tej technologii ze strony amerykańskich inwestorów. Natomiast, w Japonii, która była pionierem w komercjalizacji ogniw fotowoltaicznych z krzemu amorficznego istnieje program GENESIS, w którym te ogniwa uważane są podstawę fotowoltaiki.

9. BUDOWA OGNIWA FOTOWOLTAICZNEGO Są to urządzenia służące do przemiany światła słonecznego bezpośrednio na energię elektryczną. Podstawowym elementem modułu jest ogniwo fotowoltaiczne. Składa się ono z płytki z półprzewodnika posiadającej złącze P - N (positive - negative). W strukturze takiej występuje pole elektryczne (bariera potencjału). W chwili, gdy na ogniwo pada światło słoneczne powstaje para nośników o przeciwnych ładunkach elektrycznych, elektron - dziura, które zostają następnie rozdzielone przez pole elektryczne. Rozdzielenie ładunków powoduje, iż w ogniwie powstaje napięcie. Po podłączeniu obciążenia (urządzenia pobierającego energię) następuje przepływ prądu elektrycznego. Objaśnienia do schematu budowy i działania ogniwa fotowoltaicznego: 1. elektrody, 2. półprzewodnik typu N, 3. bariera potencjału, 4. półprzewodnik typu P, Obecnie fotoogniwa najczęściej produkuje się z krzemu (98% światowej produkcji), który jest drugim (po tlenie) najpopularniejszym pierwiastkiem na kuli ziemskiej (występuje m.in. w piasku).

10. ELEKTROWNIE WIATROWE ENERGIA WIATRU LOKALIZACJA ELEKTROWNI SCHEMAT BLOKOWY ELEKTROWNI AREODYNAMIKA WIRNIKA GENERATORY ŁOPATY WIRNIKA KONSTRUKACJA WIERZY SKRZYNIA BIEGÓW NIETYPOWE ROZWIĄZANIA SPOSOBY REGULACJI MOCY WSPÓŁPRACA Z SIECIĄ LINKI

11. LINKI Oto kilka adresów stron internetowych o podobnej tematyce www.elektrownie.tanio.net http://fotowoltaika.spec.pl/ www.kolektory.brenna.pl www.oze.agh.edu.pl www.pv.pl www.google.pl www.elektrownie.tanio.net/galerie.html

12. AREODYNAMIKA WIRNIKA Nowoczesne elektrownie wiatrowe wykorzystują zaawansowane technologie, niektóre znane z przemysłu lotniczego, ponieważ muszą pracować w bardzo różnym środowisku, przy zmiennych prędkościach i kierunkach wiatru Powstawanie siły nośnej. Powietrze opływające górną część skrzydła ma większą drogę do pokonania, a więc porusza się szybciej, dzięki czemu ciśnienie jest mniejsze niż na dolnej części skrzydła. Po przekroczeniu pewnego kąta natarcia (umowny kąt zawarty między osią podłużną skrzydła, a kierunkiem strumienia powietrza), zwanego krytycznym, nastąpi oderwanie strug powietrza na górnej części skrzydła, co prowadzi do zaniku siły nośnej. Zjawisko to nosi nazwę przeciągnięcia (stall), czasami używa się też określenia "utknięcie". Przepływ powietrza przez łopaty wirnika. Wypadkowy kierunek powietrza uderzający w łopaty jest inny niż kierunek wiatru w terenie, za wyjątkiem sytuacji, gdy wirnik jest nieruchomy. Dzieje się tak, ponieważ łopaty same się poruszają. Dlatego łopata wirnika musi być skręcona, aby utrzymać optymalne kąty natarcia na całej jej długości.

13. WSPÓŁPRACA Z SIECIĄ • Zdecydowana większość dużych elektrowni wiatrowych oddaje wytworzoną moc do publicznych sieci elektroenergetycznych. Jak wskazują doświadczenia, elektrownie wiatrowe mają także niekorzystne z punktu widzenia systemu cechy techniczne. Zależność obciążenia od prędkości wiatru powoduje: • konieczność zwiększenia rezerw mocy w innych źródłach, • utrudnione prowadzenie ruchu systemu, np. wskutek gwałtownych zrzutów obciążenia i zmian kierunków przepływu energii w sieciach, • trudności w planowaniu bilansu mocy i energii. Należy zatem postawić pytanie o wpływ pracy elektrowni wiatrowej na jakość energii. Wśród czynników pogarszających parametry jakości energii w sieci elektroenergetycznej powodowanych pracą elektrowni wiatrowych można rozpatrzyć cztery rodzaje: • wahania mocy • wahania napięcia • migotanie • wyższe harmoniczne

14. NIETYPOWE ROZWIĄZANIA Elektrownie wiatrowe o pionowej osi obrotu Posiadają one kilka niepodważalnych zalet: • generator i skrzynie biegów można umieścić na ziemi, co znacznie upraszcza obsługę, • nie potrzeba wieży, • odpada mechanizm odchylenia wirnika Jednak górę biorą wady: • Wiatr tuż nad ziemią jest zdecydowanie słabszy, co obniża efektywność konstrukcji, • Wirnik Darrieus'a wymaga wstępnego rozpędzenia, gdyż nie posiada użytecznego momentu rozruchowego, • Wymiana głównego łożyska wymaga rozebrania całej elektrowni Elektrownie wiatrowe z wirnikiem Darrieus'a. Z lewej elektrownia w Cap Chat w Kanadzie z wirnikiem o średnicy 100 m, która obecnie już nie pracuje ze względu na awarię łożyska głównego

15. Elektrownie z wirnikiem typy down-wind. Wirniki można również podzielić pod względem ustawienia względem wiatru w stosunku do położenia masztu. Chodzi o to czy wirnik znajduje się przed, czy za masztem (w stosunku do wiejącego wiatru). W terminologii angielskiej nazywane jest to up-wind i down-wind. Większość elektrowni posiada rozwiązanie typu up-wind. Pozwala ono uniknąć niekorzystnego cienia aerodynamicznego wytwarzanego przez wieże i gondolę. Wymaga jednak ono mechanizmu odchylania wirnika. Poza tym łopaty muszą być wykonane ze sztywnego materiały i odsunięte od wieży, aby uniknąć zderzenia z nią. Turbiny o osi poziomej wyposażone w dyfuzor. Zgodnie z prawem Bernouliego dotyczącym zachowania się ośrodka (np. gazu) w rurze, w której występują zmiany średnicy zmienia się również prędkość przepływu gazu. W związku z tym, jeśli tradycyjny wirnik zabudujemy w tunelu (a dokładnie w jego przewężeniu) będzie on wirował w powietrzu przepływającym szybciej niż wiatr poza tym tunelem. Dzięki temu da więcej energii niż wirnik bez otunelowania Elektrownie jedno i dwułopatowe. Na całym świecie największą popularność zyskała koncepcja trójpłatowego wirnika, ale dosyć często można także spotkać siłownie z dwoma łopatami.

16. SPOSOBY REGULACJI MOCY Przenoszenie się zmienności wiatru na moc określone jest przez krzywą mocy elektrycznej w funkcji prędkości wiatru. Przebieg tych krzywych zależy od konstrukcji turbiny (a w szczególności płatów wirnika) i jej układów regulacji. Charakterystyczne dla tej krzywej są: • Punkt startu (cut on) jest to prędkość wiatru począwszy od której śmigła zaczynają się obracać i na wale turbiny pojawia się moment mechaniczny. W zależności od konstrukcji turbiny punkt startu ma wartość od 3 m/s do 5 m/s • Punkt wyłączenia (cut off) jest to prędkość, przy której następuje zatrzymanie turbiny ze względu na zagrożenie mechaniczne konstrukcji. Punkt wyłączenia ma wartość z przedziału 23 d0 27 m/s • Punkt prędkości znamionowej jest to prędkość wiatru, przy której turbina osiąga swoją moc znamionową. Zazwyczaj jest to prędkość od 11 do 16 m/s Regulacja przez ustawienia kąta łopat (pitch controlled) Pasywna regulacja przez przeciągnięcie (stall controlled) Aktywna regulacja przez przeciągnięcie (active stall controlled) Regulacja przez zmianę kierunku (Yaw Control) Regulacja przez zmianę obciążenia (Load Control) Regulacja lotkami łopat wirnika (Aileron Control) Regulacja przez zmianę poślizgu generatora.

17. SKRZYNIA BIEGÓW Moc z wirnika jest przekazywana do generatora za pomocą wału wolnoobrotowego (głównego), skrzyni biegów i wału szybkoobrotowego. Pominięcie tego układu przy tradycyjnym generatorze dwu, cztero lub sześciobiegunowym nie wchodzi w grę, gdyż prędkość wirnika musiałaby wtedy wynosić 1000 - 3000 obr/min (średnio prędkość ta wynosi 22 obr/min ). Przy wirniku o średnicy 43 metry, jego końcówka poruszałaby się dwa razy szybciej od dźwięku Skrzynia biegów w turbinie pracuje przy jednym, stałym przełożeniu. Przykładowo dla elektrowni o mocy 600 kW jest to zazwyczaj przełożenie 1:50. Siłownia wiatrowa bez przekładni głównej. Można ją poznać na pierwszy rzut oka po bardzo zwartej sylwetce gondoli.

18. KONSTRUKACJA WIERZY Wieże dla większych turbin są wykonane w postaci stalowej rury, kratownicy, lub żelbetonowej rury. Rozwiązanie w postaci masztu, utrzymywanego w poziomie za pomocą lin, jest stosowane tylko w małych turbinach (służących na przykład do ładowania baterii akumulatorów).

19. ŁOPATY WIRNIKA • Projektowanie łopaty jest zadaniem niezwykle skomplikowanym. Płat musi posiadać następujące cechy: • odpowiednią sztywność (aby przy mocniejszych podmuchach nie doszło do zderzenia łopat z wieżą), • możliwie niską masę, • trwałość (powinien wytrzymać cały cykl życia siłowni a więc minimum 20 lat), • niski poziom generowanego hałasu (decydujące znaczenie ma kształt końcówki płata, gdyż ona porusza się najszybciej), • odporność na zabrudzenia i oblodzenie (łopaty projektuje się tak, aby wytrzymały ewentualny dodatkowy ciężar wynikający z tych czynników lub dodaje się instalacje przeciwoblodzeniową), • kształt zapewniający odpowiednie własności aerodynamiczne, • odporność na wyładowania atmosferyczne. Większość nowoczesnych łopat w elektrowniach wiatrowych zrobiona jest z włókna szklanego wzmocnionego poliestrem lub żywicą epoksydową. Jako wzmocnienie używa się też włókien węglowych lub kevlaru, ale takie rozwiązanie jest bardzo kosztowne, szczególnie przy większych łopatach. Dostępne są też rozwiązania polegające na wykorzystaniem drewna wzmocnionego żywicą epoksydową lub innymi tworzywami sztucznymi, ale jak dotąd nie zdobyły one większej popularności. W bardzo małych turbinach stosuje się też łopaty stalowe i aluminiowe. Są one jednak bardzo ciężkie i podatne na zmęczenie materiału.

20. LOKALIZACJA ELEKTROWNI Wydajność siłowni wiatrowych w dużej mierze zależna jest od ich lokalizacji w terenie. Na wydajność siłowni zasadniczy wpływ ma ukształtowanie terenu (podłużne wzgórza, pojedyncze wzgórza i góry, skarpy zagłębienia, przełęcze), przeszkody (budynki, drzewa). Płaski obszar porośnięty trawą jest typowym przykładem terenu o jednolitej szorstkości. Na tym obszarze prędkość wiatru na wybranej wysokości jest prawie jednakowa. Przeszkody terenowe (budynki, rzędy drzew, pojedyncze drzewa), znajdujące się na drodze przesuwających się mas powietrza, powodują gwałtowne zmniejszenie prędkości wiatru i wzrost turbulencji w jej pobliżu Charakterystyka klas szorstkości. Zależność prędkości wiatru od wysokości

21. GENERATORY Generatory do elektrowni wiatrowych powinny spełniać następujące wymagania i zalecenia: • konstrukcja generatora powinna zapewnić długotrwała pracę bez wymiany i konserwacji podzespołów, • dla efektywniejszego wykorzystania energii wiatru korzystniejszy jest wariant generatora pracującego ze zmienną prędkością wirowania, • współczynnik mocy powinien być bliski jedności (należy unikać pobierania mocy biernej przez generator), • należy zmniejszyć do minimum udział wyższych harmonicznych prądu dostarczanego do sieci, • należy utrzymywać parametry sieci. Generator w elektrowni wiatrowej ma za zadanie zamienić energię mechaniczną w elektryczną. Jego konstrukcja nieco odbiega od typowych prądnic. Jednym z powodów jest to, że źródło mocy (wirnik turbiny wiatrowej) dostarcza zmieniający się, w zależności od warunków wiatrowych, moment napędowy. Generatory w europejskich elektrowniach wiatrowych wg mocy i rodzaju rozwiązania

22. Najpopularniejsze schematy układów konwersji w elektrowniach wiatrowych pracujących na sieć wydzieloną z prądnicami prądu stałego Najpopularniejsze schematy układów konwersji w elektrowniach wiatrowych pracujących na sieć wydzieloną z prądnicami prądu przemiennego

23. Schematy najczęściej stosowanych układów w energetyce zawodowej

24. SCHEMAT BLOKOWY ELEKTROWNI Uproszczony schemat budowy typowej siłowni wiatrowej dla energetyki zawodowej Elektrownia wiatrowa Vestas V80 (2 MW) 1) sterownik piasty2) cylinder systemu sterowania łopatami3) oś główna 4) chłodnica oleju 5) skrzynia przekładniowa 6) sterownik VIP z konwerterem7) hamulec postojowy 8) dźwig serwisowy 9) transformator 10) piasta wirnika 11) łożysko łopaty12) łopata 13) układ blokowania wirnika14) układ hydrauliczny 15) tarcza hydraulicznego układu hamowania wirnika16) pierścień układu kierunkowania17) rama 18) koła zębate układu kierunkowania 19) generator 20) chłodnica generatora.

25. 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. Światowe zasoby energii wiatru, które nadają się do wykorzystania z technicznego punktu widzenia, to 53 tys. TWh/rok. Ta ilość energii jest 4 razy większa niż wynosiło globalne zużycie energii elektrycznej w 1998 roku. Najbardziej istotną cechą energii wiatrowej jest jej duża zmienność, zarówno w przestrzeni (geograficzna) jak i w czasie.Zmienność wiatru w czasie dotyczy bardzo szerokiej skali czasu - od sekund do lat. Wyróżnia się następujące Rodzajezmienności w czasie:WIELOLETNIĄ I ROCZNĄ. Energia wiatru w poszczególnych miesiącach roku oraz w ciągu doby (wykres powstał na podstawie pomiarów na terenie Danii, ale jest wspólny dla klimatu umiarkowanego). Moc wiatru można obliczyć ze wzoru: P=1/2*g*v3*t [J/m2 ] gdzie: g-gęstość powietrza [kg/m3] v – prędkość wiatru [m/s2 ] t – czas [s] Turbiny wiatrowe wykorzystują mniej niż 50% mocy wiatru. Rozkład gęstości mocy w funkcji wiatru. .

26. ELEKTROWNIE WODNE RODZAJE ELEKTROWNI WODNYCH BUDOWLE HYDROTECHNICZNE, ELEMENTY ELEKTROWNI WODNYCH INNE ROZWIĄZANIA ELEKTROWNI WODNYCH ROZMIESZCZENIE ELEKTROWNI WODNYCH W POLSCE

27. RODZAJE ELEKTROWNI WODNYCH Elektrownie wodne cechuje wyjątkowa różnorodność rozwiązań, wynikająca z konieczności każdorazowego dostosowania się do istniejących warunków lokalnych. Elektrownie wykorzystujące energię wód śródlądowych można podzielić na grupy według następujących kryteriów: • wartości spadu • sposobu pokrywania obciążeń w układzie elektroenergetycznym • sposobu gospodarowania zasobami wodnymi Najbardziej rozpowszechniony jest następujący podział elektrowni: • elektrownie przepływowe • elektrownie zbiornikowe • elektrownie szczytowo-pompowe • małe elektrownie wodne

28. BUDOWLE HYDROTECHNICZNE, ELEMENTY ELEKTROWNI WODNYCH • Budowle hydrotechniczne, w zależności od przeznaczenia, można podzielić na: • budowle piętrzące, do których zaliczyć należy zapory i jazy; - ujęcia wody; • budowle doprowadzające i odprowadzające wodę, do których należą kanały, rurociągi i sztolnie wraz z budowlami towarzyszącymi; • inne budowle, takie jak: śluzy żeglugowe, przepławki dla ryb i pochylnie dla tratew W budownictwie hydrotechnicznym wyróżnia się zapory betonowe, zapory ziemne i kanały. W Polsce najbardziej są rozpowszechnione zapory betonowe typu ciężkiego. Zapory ziemne są budowane na terenach nizinnych. W celu ujęcia wody filtrującej przez zaporę stosuje się system drenażowy. Zapory są wykorzystywane często jako drogi komunikacji publicznej. Kanały energetyczne łączące zbiornik z elektrownią są prowadzone w wykopie lub w półwykopie. Umocnienia kanałów wykonuje się płytami betonowymi, żelbetowymi lub asfaltobetonowymi.

29. Elektrownia wodna składa się z następujących podstawowych elementów: blok elektrowni (część podwodna) hala maszyn hala montażowa pomieszczenia gospodarcze ciągi komunikacyjne W elektrowni niskospadowej większa część bloku znajduje się pod wodą i tworzy budowlę piętrzącą wodę. Wymiary bloku zależą od sposobu doprowadzenia wody, zatem od rodzaju i wielkości turbiny.

30. INNE ROZWIĄZANIA ELEKTROWNI WODNYCH Elektrownie pływakowe Wiatr wiejący nad morzami i oceanami przekazuje wodzie duże wartości energii potencjalnej. Jednym z najlepszych sposobów na wykorzystanie tej energii jest urządzenie zwane kolumnąoscylacyjną (oscillating water column -OWC)..Gdy fale uderzają kolumnę osadzoną na wale połączonym z pompą, obroty wału powodują kompresję powietrza które napędza generator. Pierwszy model takiej elektrowni został użyty w Japonii do zasilania światła na szczycie boji nawigacyjnej. Takie kolumny są na razie w trakcie eksperymentów. Jedno z takich urządzeń, które jest najbardziej zaawansowanym przetwornikiem energii fal na energięPojedyncze pływaki łączone są w łańcuchy po 25. Gdy falują w dół i górę napędzają pompę. W tej chwili prowadzone są prace nad poprawieniem sprawności tych urządzeń. elektryczną, pracuje w Tofteshallen w Norwegii gdzie produkuje 500 kilowatów elektryczności. Pojedyncze pływaki łączone są w łańcuchy po 25. Gdy falują w dół i górę napędzają pompę. W tej chwili prowadzone są prace nad poprawieniem sprawności tych urządzeń. Elektrownie te wykorzystują zjawisko przypływów i odpływów morza. Przypływy przychodzą i odchodzą, więc można za pomocą elektrowni przypływowych można przekształcić energię przypływów w energię elektryczną. Elektrownie te mogą być usytuowane w deltach i ujściach rzek, na plażach i innych miejscach do których dociera przypływ. Najpierw ustawia się zaporę na rzece bądź plaży. Gdy nadchodzi przypływ woda napełniając zbiornik porusza turbiną produkując energię. Gdy przypływ osiąga maksimum zagradza się wlew, i gdy nadchodzi odpływ można ponownie otworzyć wlew i woda wypływając ze zbiornika ponownie porusza turbiną.

31. Elektrownia przypływowa została skonstruowana po raz pierwszy na początku XX wieku. Wtedy jeszcze nie posiadały dwukierunkowych turbin, więc mogły wykorzystać tylko połowę energii przypływu. Elektrownie tego typu pracują w Kanadzie, Francji, byłym Związku Republik Radzieckich i w Chinach, przy czym największym urządzeniem tego typu jest elektrownia na rzece Rance w Francji która produkuje 320 MW elektryczności.Wybudowanie takiej elektrowni jest bardzo kosztowne, i często produkują energię w porze w której zapotrzebowanie na nią jest najmniejsze. Elektrownie przepływowe  Poza tym budowle tego typu mają spory wpływ na środowisko, m.in. zagradzają drogę rybom podążającym w górę rzeki na tarło oraz znacznie zmieniają ekosystem. Elektrownie typu OTEC Elektrownie typu OTEC (The Ocean Thermal Energy Converter - Oceaniczny konwerter energii cieplnej) są urządzeniami zaprojektowanymi do produkowania energii elektrycznej w ciepłych, tropikalnych wodach. OTEC używa cieplejszej wody (na powierzchni) do ogrzania cieczy, która wrze w niskich temperaturach (freon, amoniak). Wytworzona w ten sposób para napędza turbinę połączoną z generatorem. Następnie gaz jest wpuszczany do skraplacza w którym chłodziwem jest zimna woda (pobrana z dna).

32. ROZMIESZCZENIE ELEKTROWNI WODNYCH W POLSCE

33. ENERGIA GEOTERMALNA CO TO JEST ENERGIA GEOTERMALNA RODZAJE ENERGII GEOTERMALNEJ OKRĘGI GEOTERMALNE W POLSCE WYKORZYSTANIE ENERGII GEOERMALNEJ

34. WYKORZYSTANIE ENERGII GEOTERMALNEJ W 2000 roku energię geotermalną do produkcji energii elektrycznej wykorzystano w 23 krajach. Zainstalowana moc w elektrowniach geotermalnych osiągnęła wartość około 8000 MW, przy rocznym zużyciu energii blisko 50000 GWh Bezpośrednie wykorzystanie energii z wód geotermalnych o niskich iśrednich temperaturach od wartości kilkudziesięciu do ponad 100 °C obejmuje bardzo szeroki zakres zastosowań praktycznych, od wykorzystania w ciepłownictwie po wykorzystanie w przemyśle, rolnictwie, ogrodnictwie, hodowli ryb, balneologii i rekreacji (tab.2). Struktura wykorzystania zasobów energii geotermalnej na świecie przestawiono na fig.6. Ogólna moc instalacji geotermalnych w 58 krajach świata wykorzystujących bezpośrednio energię gorących wód osiąga wielkość ponad 15000 MW.

35. OKRĘGI GEOTERMALNE W POLSCE Wody geotermalne znajdują się pod powierzchnią prawie 80% terytorium Polski. Na poniższej mapce przedstawiony jest podział na prowincje i okręgi geotermalne. Pomimo tak licznego występowania wód ich eksploatacja nie jest łatwa, przeszkodą są zarówno warunki wydobycia jak i ekonomiczna strona tego typu przedsięwzięcia. Na terenie Polski, wody geotermalne posiadają stosunkowo niską temperaturę do 80 0C, tak wiec ich wykorzystanie nie może być uważane za w pełni odnawialne. Dotychczas w Polsce wykorzystuje się bardzo znikomą część potencjału geotermalnego. Zakłady geotermalne istnieją w Pyrzycach k. Szczecina i Bańskiej Niżnej k. Zakopanego. W najbliższym czasie planuje się zakończenie budowy instalacji ogrzewania geotermalnego dla Zakopanego i Mszczonowa k. Warszawy.

36. RODZAJE ENERGII GEOTERMALNEJ W skorupie ziemskiej występuje kilka rodzajów energii geotermalnej. Jest to energia magmy i energia geociśnień, energia gorących suchych skał, i energia geotermalna nagromadzona w wodach podziemnych. Szczególnie sprzyjające warunki do powstania systemów geotermalnychistnieją w obrębie krawędzi płyt litosfery w tzw. strefach ryftowych i strefach subdukcji.

37. CO TO JEST ENERGIA GEOTERMALNA Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi nagromadzonym w skałach oraz w wodach wypełniających pory i szczeliny skalne. Jeżeli spojrzymy na przekrój naszej planety, to ogromna ilość ciepła nagromadzona jest w jądrze i w skorupie ziemskiej. W jądrze temperatura dochodzi do 4000-4500° C, a pod skorupą ziemską do 1000 °C. Zachodzi nieustający przepływ ciepła od wnętrza Ziemi do górnych warstw skorupy i na powierzchnię Ziemi.

38. ENERGIA BIOMASY POJĘCIE - BIOMASA GŁÓWNE RODZAJE BIOMASY STOSOWANE NA CELE ENERGETYCZNE WŁAŚCIWOŚCI POSZCZEGÓLNYCH RODZAJÓW BIOMASY ZALETY STOSOWANIA BIOMASY

39. POJĘCIE - BIOMASA Biomasa stanowi trzecie, co do wielkości na świecie, naturalne źródło energii. Według definicji Unii Europejskiejbiomasa obejmuje wszelką substancję organiczną pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, jak też wszelkie pochodne substancje uzyskane z transformacji surowców pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. Jako surowiec energetyczny wykorzystywana jest głównie biomasa pochodzenia roślinnego, powstała w procesie fotosyntezy. Produkty rolnicze: słoma roślin zbożowych gałęzie z przecinek sadów oraz inne odpady produkcji roślin i warzyw alkohole (surowce: ziemniak, burak cukrowy, zboże) jako dodatki do benzyn silników gaźnikowych olej rzepakowy (surowce: rzepak uprawiany na gruntach częściowo skażonych) jako paliwo dla silników wysokoprężnych biogaz z nawozu organicznego produkcji zwierzęcej biogaz z osadów ściekowych, odpadów komunalnych płynnych i stałych Produkty leśne: drzewa i gałęzie z przecinek i cięć sanitarnych lasów gałęzie z cięć produkcyjnych odpady z przemyslu drzewnego, trociny itp. plantacje lasów energetycznych lisciastych (grubizna do budowy domów jednorodzinnych), czuby i gałęzie pocięte na łupki do spalania w piecach grzewczych o mocy cieplnej okolo 200 kW

40. GŁÓWNE RODZAJE BIOMASY STOSOWANE NA CELE ENERGETYCZNE • drewno i odpady z przerobu drewna: drewno kawałkowe, trociny, wióry, zrębki, kora itp. • rośliny pochodzące z upraw energetycznych: rośliny drzewiaste szybkorosnące (np. wierzby, topole, eukaliptusy), wieloletnie byliny dwuliścienne (np. topinambur, ślazowiec pensylwański, rdesty), trawy wieloletnie (np. trzcina pospolita, miskanty) • produkty rolnicze oraz odpady organiczne z rolnictwa: np. słoma, siano, buraki cukrowe, trzcina cukrowa, ziemniaki, rzepak, pozostałości przerobu owoców, odchody zwierzęce • frakcje organiczne odpadów komunalnych oraz komunalnych osadów ściekowych • niektóre odpady przemysłowe, np. z przemysłu papierniczego Obecny udział biomasy w zaspokojeniu światowych potrzeb energetycznych wynosi 14% i bazuje głównie na odpadach z rolnictwa i leśnictwa oraz bezpośredniego wykorzystania lasów. W przyszłości większy udział będą miały uprawy roślin energetycznych zakładane na gruntach marginalizowanych Biomasa jest podstawowym źródłem energii odnawialnej wykorzystywanym w Polsce, jej udział w bilansie wykorzystania OZE w 1999 roku wynosił 98,05%.

41. WŁAŚCIWOŚCI POSZCZEGÓLNYCH RODZAJÓW BIOMASY Według Europejskiego Centrum Energii Odnawialnej EC BREC obecny potencjał techniczny biomasy w Polsce szacowany jest na ok. 755 PJ/rok, jednak w stosunku do możliwości zasoby biomasy są wykorzystywane tylko w 12%

42. ZALETY STOSOWANIA BIOMASY Zalety stosowania biomasy: • ograniczenie emisji gazów cieplarnianych • wykorzystanie lokalnych zasobów energetycznych • decentralizacja wytwarzania energii • zróżnicowanie źródeł energii • ograniczenie szkód w środowisku związanych z wydobyciem paliw kopalnych • zagospodarowanie odpadów • wspieranie rozwoju społeczno-gospodarczego poprzez tworzenie nowych miejsc pracy Biomasa do celów energetycznych może być wykorzystywana w postaci stałej, ciekłej lub gazowej. Paliwa stałe produkowane z biomasy są wykorzystywane w procesie spalania, gazyfikacji lub pyrolizy do produkcji energii cieplnej i elektrycznej. Biopaliwa ciekłe (olej, alkohol) znajdują zastosowanie głównie w transporcie. Alkohol metylowy i etylowy pochodzenia roślinnego może być dodawany do paliw tradycyjnych. Natomiast biogaz powstały w wyniku fermentacji beztlenowej zawierający około 50-70% metanu służy do produkcji energii elektrycznej lub cieplnej albo jest dostarczany do sieci gazowej.