440 likes | 1.05k Views
Taastuvad energiaallikad ja nende kasutamine. Taastuvad energiaallikad. Taastuvenergial soojuselektrijaamad: Biomassielektrijaamad Taastuvatel energiaallikatel põhinevad: Päikeseenergia soojusenergia elektrienergia Hüdroenergia Laineenergia, tõusu-mõõnalaine energia Tuuleenergia.
E N D
Taastuvad energiaallikad • Taastuvenergial soojuselektrijaamad: • Biomassielektrijaamad • Taastuvatel energiaallikatel põhinevad: • Päikeseenergia • soojusenergia • elektrienergia • Hüdroenergia • Laineenergia, tõusu-mõõnalaine energia • Tuuleenergia
Päikeseenergia Maale langeb 10 000 korda enam päikesekiirgust kui inimkond praegu tarbib. • Päikesepaneeelid soojusenergia akumuleerimiseks Päikesekollektorid soojuse tootmiseks mägihotellile Austria Alpides Styrias
Peegelsüsteemid Sandia riiklik uurimislabor (Parabool)peeglid koondavad päikesekiired kitsasse punkti, kus asub Stirling mootor või aurugeneraator, tekkiv aur suunatakse turbiininile, mis käivitab elektrigeneraatori. Kõige efektiivsemad päikeseelektrijaamad (kasutegur kuni 30%)
Rennpeegelsüsteemid Rennpeegelsüsteem on üks laiemalt levinud päikeselektrijaama tüüpe. Paraboolikujuline peegelrenn koondab päikesekiired ja suunab piki renni asetsevale õliga täidetud torule 30-60korda intensiivsemalt. Õli torus kuumeneb kuni 390°C ja annab selle soojusvaheti kaudu üle aurugeneraatorile, mis käivitav elektrigeneraatoriga ühendatud turbiini.
Päikesetornid Suhteliselt suure võimsusega päikeseelektrijaam, mis on võimeline energiatsalvestama ja seda andma ka öisel ajal. Tuhanded peeglid koondavad päikesekiired torni tipus paiknevale vastuvõtjale, mis sisaldab soojustkandvat vedelikku ja see omakorda annab energia soojusvaheti kaudu üle aurugeneraatorile, mis käivitav elektrigeneraatoriga ühendatud turbiini. Kasutades spetsiaalseid soojustkandvaid lahuseid ja suuri akumulatsioonipaake, on kuuma vedelikku võimalik aurugeneraatorisse suunata vastavalt vajadusele ja sellega reguleerida genereeritavat võimsust.
Fotoelektrilised päikeseelektrijaamad • Päikeseelektrijaamadest kõige kiiremini kasvava osakaaluga. Eeliseks: * modulaarsus – võimalik lihtsalt koostada soovitud võimsusega süsteeme ja soovi korral hiljem täiendavaid paneele lisada; * võimalik paigaldada nii katustele kui fassaadidele * võimalik kasutada autonoomse toiteallikana * sisuliselt hooldusvaba
Fotoelektriliste süsteemide tehnoloogiaid “Sunpower’i” tagaküljel paiknevate kontaktidega süsteem. Kõige efektiivsem tootmises olev fotoelektriline süsteem, mille kõrge kasuteguri tagavad struktureeritud pealispind ning tagaküljele viidud kontaktid.
Fotosünteesi imiteeriv värvaine-sisaldusega Graetzeli päikesepaneelNn. orgaaniline päikesepaneel, kus polümeer-pooljuht toimib elektroni-doonorina ja fullereenid elektroni aktseptorina
Suurimad päikeseenergia kasutajad 10-MW päikeseelektrijaam Pocking’is (Saksamaa lõunaosas). Teoreetiliselt võiks Saksamaal ainuüksi hoonete katuste baasil toota 120 TWh e. 20% kogu elektrienergia tarbest. Lisaks seinapinnad jmt. Tegelikult toodeti 2007.a. Saksamaal 3 TWh. Maailma suurim päikeseelektrijaam (12 MW) asub Saksamaal Baieris Erlasee’s
Maailma suuruselt II, aga oodatavalt kõige tootlikum päikeseelektrijaam Portugalis (Serpa, 11 MW, kokku 52300 päikesepaneeli 60 hektaril). 20 GWh aastas on piisav 8000 majapidamisega linnakese jaoks.
Päikese-elektri hind Päikesepaneelide hinnad langevad masstootmise ja uute tehnoloogiate tõttu kiiresti. Tagasiteenimine sõltub aga ilmast – soe talv annab tagasilöögi
tundi Eesti päikeseenergia Aastane soojus- energia potentsiaal 350 kWh/m2 elektri puhul 100 kWh/m2 Aasta keskmine energiatoodang 80-120 kWh/m²
Laineenergia Punkt-absorberid. Põhjakülge on kinnitatud magnetrootor, lained liigutavad selle ümber veepinnal hulpivat kesta Punkt-absorberid. Laine liigutab ujukit üles-alla ja selle käigus põhja kinnitatud silindris liikuv kolb paneb tööle generaatori
Laineenergia Wave-Draggon Ujuv Pelton’i turbiin
Tuuleenergia • Kõige kiiremini kasvav taastuvenergia valdkond • Hoogne kasv USA-s, Euroopas, Hiinas • Kasvav trend – meretuulikupargid • Uued tehnoloogilised lahendused suurendavad üksiktuulikute võimsust
Tuulikud Pisituulikud on enamasti püsimagnetdünamoga, kõrgus kuni 15 m, tiiviku läbimõõt kuni 4 m ja võimsus ulatub 3 kW-ni. Väiketuulikud (võimsus 3-100 kW) on tavaliselt kasutuses üksikmajapidamistes iseseisva elektrienergia allikana (tarbevool, kütteks jne.). Suured tuulikud on enamasti elektrienergia tootmiseks ühtsesse elektrivõrku, nende võimsus ulatub 100 kW kuni 6 MW-ni, tiiviku läbimõõt jääb vahemikku 20-114 meetrit ning torni kõrgus 30-120 meetrit.
Darrieuse tuulik O-tüüpi H-tüüpi
Erinevad tüübid KulptuulikTuulemootor Korti düüsiga tuulik
Erinevat tüüpi tiivikuga tuulikute võimsuse maksimaalne kasutegur ei erine oluliselt, küll aga on see väga erinev normaalsel ja algpöörd-momendil. Tuuliku kasutegur
Suurema tiivikuala katvusega ja aeglasema pöörlemisega tuulikutel on väiksem kasutegur kuid töötavad aastas rohkemate tundide jooksul (oluline nõrgema tuulega sisemaal), kiiremakäigulised väiksema tiivikuala katvusega tuulikud töötavad vähem tunde kuid kasutavad tuules leiduvat energiat efektiivsemalt. Tuuliku kasutegur
Suurima tuuleenergia osakaaluga riigid: Taani 19% Hispaania 9% Portugal 9% Saksamaa 6% Iirimaa 6% 2007.a. installeeritud tuulikute võimsus kümnes kiiremini arenevas riigis
Meretuulikupargid (Off-shore) Ujuv kolmik (Taani) Ujuv tuulik (Itaalia)
Meretuulikupargid (Off-shore) Repower 4-jalgne vundament Šotimaa rannikul 5-MW tuulikutele Põhjaimev vundament (Enercon)
Meretuulikupargid (Off-shore) Bard kolmjalg, mis sobib massiliseks seeriatootmiseks Sway (Norra)
Biomass • Energiavõsa • Õlikultuurid • Tselluloosi tooraine • Etanooli tooraine
Suurimad biomassist etanooli tootjad on USA, Brasiilia ja Argentiina. Biodiislit toodavad Saksamaa, USA, Argentiina, Hispaania Etanooli tootmine USA-s Maisi kasvatamine etanooli tootmiseks (vasak joonis) ja etanooli tootmine (parempoolne joonis) USA-s 1980-2006
Õlipalm Õlipalmist biodiisli tootmine on suurendanud survet keskkonnale ja vähendanud toidukultuuride kasvatamiseks sobiliku maa pindala. Indoneesia tootis õlipalmist 14.7 milj. t õli, peamine osa biodiislist eksporditi. Saksamaal töötab 7 õlipalmi õlil töötavat el jaama (koguvõimsus 180 MW).
Perspektiivikas õlikultuur Ariidses kliimas perspektiivikas õlitaim Jatropha (piimalilleliste hulgast) on sukulentne põõsastaim