Odnawialne źródła energii

1. Odnawialne źródła energii Energia płynąca nie tylko z morza Patryk Gacek kl. Id

2. Energia odnawialna to taka, której źródła są niewyczerpane i których eksploatacja powoduje możliwie najmniej szkód w środowisku naturalnym Patryk Gacek kl. Id

3. Zapotrzebowanie na energie odnawialne • Alternatywa dla energii kopalnych • Zmniejszenie emisji gazów • Dostęp do elektryczności dla około 2 miliardów ludzi na terenach gdzie nie ma innych źródeł energii Patryk Gacek kl. Id

4. Źródła produkcji elektryczności na świecie [%] Patryk Gacek kl. Id

5. Udział procentowy w światowej produkcji energii odnawialnych • Wodna - 92,5 • Biomasy - 5,5 • Geotermalna - 1,5 • Wiatru - 0,5 • Słoneczna - 0,05 Patryk Gacek kl. Id

6. Typy energii odnawialnych Biomasa - to materia pochodzenia organicznego; jej energię możemy wykorzystywać spalając ją, rozkładając lub przekształcając chemicznie Patryk Gacek kl. Id

7. BIOMASA Z A L E T Y • duży potencjał techniczny (dostępność ziemi uprawnej) w niektórych regionach • utylizacja niektórych odpadów i ścieków • zagospodarowanie i wykorzystanie terenów pod uprawy W A D Y • konieczność prowadzenia uprawy • zajmowanie pod uprawę terenów cennych przyrodniczo • spalanie – wydzielanie szkodliwych substancji • jałowienie gleb Patryk Gacek kl. Id

8. Typy energii odnawialnych Geotermia - w niektórych skałach, na pewnych głębokościach krąży energia w postaci pary wodnej lub gorącej wody Patryk Gacek kl. Id

9. Energia geotermalna Z A L E T Y • czyste źródło energii W A D Y • nie wszędzie dostępna • droga instalacja • trudne technicznie utrzymanie • uwalnianie radonu i siarkowodoru Patryk Gacek kl. Id

10. Typy energii odnawialnych Wiatr - energia kinetyczna wiatru (minimum 15 km/h) powoduje ruch obrotowy turbiny i produkcję elektryczności Patryk Gacek kl. Id

11. Energia wiatru Z A L E T Y • czyste źródło energii • możliwość wykorzystania w gospodarstwach oddalonych od innych źródeł energii W A D Y • hałas • ingerencja w krajobraz • zależność od pogody • dość wysoki koszt budowy • zakłócanie fal radiowych i telewizyjnych • zagrożenie dla ptaków i innych gatunków migrujących Patryk Gacek kl. Id

12. Typy energii odnawialnych Słońce - kolektor słoneczny termiczny, kolektor słoneczny fotowoltaiczny, piec słoneczny – kolektor skupiający, Parabola Stirlinga [receptor słoneczny wychwytuje energię słoneczną i ogrzewa znajdujący się w nim gaz (wodór) - ogrzany gaz napędza silnik Stirlinga i produkuje elektryczność. Parabola jest w fazie eksperymentu, w mniejszym wymiarze mogłaby być wykorzystana do produkcji elektryczności w pojedynczych domach] Patryk Gacek kl. Id

13. Energia Słoneczna Z A L E T Y • brak emisji zanieczyszczeń atmosferycznych i gazów cieplarnianych • łatwe utrzymanie/ konserwacja urządzeń • możliwość wykorzystania w gospodarstwach oddalonych od innych źródeł energii W A D Y • ogniwa fotowoltaiczne budowane są z użyciem szkodliwych substancji • ustawione ogniwa zajmują dużą powierzchnię Patryk Gacek kl. Id

14. Typy energii odnawialnych Woda – energia spadku wody, energia pływów morskich, energia prądów morskich, energia termiczna mórz, energia fal morskich Patryk Gacek kl. Id

15. Energia pływów morskich W korzystnych warunkach topograficznych możliwe jest wykorzystanie pływów morza. Ujście 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. Patryk Gacek kl. Id

16. Energia pływów morskich 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. Patryk Gacek kl. Id

17. Energia pływów morskich Takie elektrowniepracują również w Kanadzie, Chinach i byłym ZSRR, a są projektowane w Wielkiej Brytanii, Kanadzie, Korei Południowej i Indiach. Dla ekonomii pracy elektrowni wykorzystujących pływy nie jest bez znaczenia, że ich okres eksploatacji jest liczony na 100 lat. Wadami elektrowni tych jest zasalanie ujść rzek oraz erozja ich brzegów wskutek wahań wody, a także utrudnianie wędrówek ryb w górę rzek Patryk Gacek kl. Id

18. Energia fal morskich Istnieją dwa rozwiązania wykorzystania energii fal morskich napędzających albo turbinę wodną albo powietrzną. Patryk Gacek kl. Id

19. Energia fal morskich W pierwszymrozwiązaniu woda morska pchana kolejnymi falami wpływa zwężającą się sztolnią do położonego na górze zbiornika. Gdy w zbiorniku tym jest wystarczająca ilość wody, wówczas przelewa się ona przez upust i napędza turbinę rurową Kaplana, sprzężona z generatorem. Po przepłynięciu przez turbinę woda wraca do morza. Wykorzystana jest więc przemiana energii kinetycznej fal morskich w energię potencjalną spadu. Instalacja taka pracuje od 1986r. na norweskiej wyspie Toftestallen koło Bergen dając moc 350kW. Takie rozwiązanie jest znane pod skrótem OWC Patryk Gacek kl. Id

20. Energia fal morskich W drugim rozwiązaniu zbiornik jest zbudowany na platformach na brzegu morza. Fale wlewają się na podstawę platformy i wypychają powietrze do górnej części zbiornika. Sprężone przez fale powietrze wprawia w ruch turbinę Wellsa, która napędza generator. Rozwiązanie takie jest znane pod skrótem MOSC. Na rysunku pokazano schemat takiej elektrowni, zbudowanej na wyspie Jslay u wybrzeży Szkocji. Norwegia buduje elektrownie wykorzystujące fale morskie o mocy 2MW na wyspie Tongatapu na południowym Pacyfiku, kosztem 7,1$. Elektrownię typu MOSC projektuje się obecnie w Szkocji. Będzie ona miała moc 2000MW i będzie składała się z modułów po 5MW. Będzie ona też ochraniała brzeg morski przed zniszczeniem Patryk Gacek kl. Id

21. Energia falowania • Moc fal ocenia się na 3 TW, jednak wykorzystanie tej energii sprawia pewne trudności pomimo, iż opracowano wiele teoretycznych metod konwersji energii falowania na energię elektryczną. Największym problemem jest zmienność wysokości fal i wytrzymałość elektrowni. Najważniejsze sposoby konwersji energii fal na elektryczną: • elektrownie pneumatyczne - fale wymuszają w nich ruch powietrza, które napędza turbinę • elektrownie mechaniczne - wykorzystują siłę wyporu do poruszania się prostopadle do dna, co powoduje obracanie się wirnika połączonego z prądnicą • elektrownie indukcyjne - wykorzystują ruch pływaków do wytwarzania energii elektrycznej poprzez zastosowanie poruszających się wraz z pływakami cewek w polu magnetycznym • elektrownie hydrauliczne - w których przez ścianki nieruchomego zbiornika przelewają się jedynie szczyty fal, a woda wypływająca ze zbiornika napędza turbinę. Patryk Gacek kl. Id

22. Energia cieplna oceanu W Szkocji budowana jest elektrownia wytwarzająca prąd z energii dostarczanej przez morskie fale. Schemat działania. Strzałka oznacza kierunek fal Patryk Gacek kl. Id

23. Energia jest przetwarzana na prąd przez ogromne tuby przyczepione do stałego punktu na morzu, wyglądem przypominające morskie węże. Fale poruszają elementami węża na różne strony powodując przepływanie płynu hydraulicznego przez generator prądu Długość węża wynosi 140m. Szkocja planuje umieścić 30 takich urządzeń 5km w głąb morza. Uzyskana energia ma być wykorzystana do zasilenia 15 tysięcy mieszkań. Patryk Gacek kl. Id

24. Energia cieplna oceanu Przemiana energii cieplej oceanu to wykorzystanie różnicy temperatury wody na powierzchni i w głębi morza lub oceanu. Jest to możliwe na obszarach równikowych; woda morska ma tam na powierzchni temperaturę ok. 30 0C, a na głębokości 300-500m temperaturę ok. 7 0C. Wykorzystanie tej różnicy polega na zastosowaniu czynnika roboczego, który paruje w temperaturze wody powierzchniowej i jest skraplany za pomocą wody czerpanej z głębokości 300-500m. Czynnikiem takim jest amoniak, freon lub propan. Cała instalacja wraz z generatorem znajduje się na platformie pływającej Patryk Gacek kl. Id

25. Podwodne boje energetyczne Wyglądem przypominają miny głębinowe, lecz ich zadaniem nie jest niszczenie. Pierwsze z tych podwodnych urządzeń czerpiących energię z fal powinny pojawić się przy brytyjskim wybrzeżu w roku 2008 Patryk Gacek kl. Id

26. Podwodne boje energetyczne Generatory powierzchniowe są nieodporne na silne sztormy. Urządzenie firmy AWS, wykonane z tych samych materiałów, co podwodne sekcje platform wiertniczych, spoczywa spokojnie na pewnej głębokości, a energię wytwarza wskutek zmian ciśnienia, jakie są wywoływane poprzez zwiększanie i zmniejszanie kolumny wody nad boją, gdy przechodzą fale.Boje są wypełnione wewnątrz ściśliwym gazem, dzięki czemu górna ich część może poruszać się w górę i w dół. Gdy na powierzchni przechodzi fala, kolumna wody jest większa, rośnie lokalne ciśnienie wody wywierane na boję, więc jej górna część zostaje pchnięta w dół. Pomiędzy falami ciśnienie jest mniejsze, tak więc górna część boi unosi się.To pompowanie przez wodę jest przetwarzane na elektryczność, którą można normalnie włączyć w sieć energetyczną . Patryk Gacek kl. Id

27. Energia prądów morskich Moc prądów morskich jest oceniana na 7 TW (to prawie dwa razy więcej niż moc możliwa do otrzymania ze spadku wód śródlądowych). Jednak jej wykorzystanie jest bliskie zeru z powodu problemów technicznych i obawy przed zaburzeniem naturalnej równowagi. Wielu badaczy uważa, że prądy morskie mają fundamentalne znaczenie dla klimatu i uszczuplenie ich energii, choćby niewielkie, mogłoby doprowadzić do nieobliczalnych zmian klimatycznych. Patryk Gacek kl. Id

28. Energia wody Z A L E T Y • nie zanieczyszcza środowiska (brak odpadów, emisji gazów) • łatwe gromadzenie energii • długi czas działania instalacji • wzrost retencji (zbiorniki) W A D Y • ingerencja w środowisko naturalne (duże elektrownie) – erozja, zamulenie • zmiana/zniszczenie naturalnych siedlisk • wysokie koszty instalacji • zależność od opadów • nie wszędzie dostępna Patryk Gacek kl. Id

29. Patryk Gacek kl. Id

30. Dziękuję za uwagę Patryk Gacek kl. Id