Univerzitet u Tuzli Fakultet elektrotehnike Odsijek:Energetska elektrotehnika Predmet:Energija i okolina

1. Univerzitet u TuzliFakultet elektrotehnikeOdsijek:Energetska elektrotehnikaPredmet:Energija i okolina SEMINARSKI RAD Tema:Energija sunca i njen uticaj na okolinu Profesor: Student: Dr.sc.Mirsad Đonlagić, red.prof. Zulić Sanel Birparić Adnan

2. ENERGIJA SUNCA

3. Sunce kao energija • Sunce je nama najbliža zvjezda te,neposredno ili posredno,izvor gotovo sve raspoložive energije na Zemlji.Sunčeva energija potječe od nuklearnih reakcija u njegovom središtu,gdje temperatura doseže 15 milijuna °C. • Radi se o fuziji,kod koje spajanjem vodonikovih atoma nastaje helij uz oslobadjanje velike količine energije. • Ova se energija u vidu svjetlosti i topline širi u svemir pa tako jedan njezin mali dio dolazi i do Zemlje.

4. Svake godine svi ljudi svijeta potroše onoliko energije koliko bi se dobilo sagorijevanjem deset milijardi tona uglja (crna loptica). • Sve svjetske rijeke daju količinu energije koja je jednaka količini energije koju svi ljudi svijeta potroše tokom jedne godine, okeani daju duplo više energije, iz geotermalnih izvora se može dobiti količina energije koja je pet puta veća od trenutne potrošnje energije, biogas i bioenergija mogu osigurati 20 puta više energije u odnosu na trenutnu potrošnju, vjetar 200 puta veću količinu dok Sunce isija 2850 puta više energije u odnosu na naše trenutne potrebe.

5. Primjena sunčeve energije • SOLARNO GRIJANJE • Zagrijavanje prostorija pomoću solarnih kolektora • PRETVORBA U ELEKTRIČNU ENERGIJU • Direktna pretvorba sunčeve energije u električnu energiju. • Fokusiranje sunčeve enrgije-upotreba u velikim energetskim postrojenjima

6. SOLARNO GRIJANJE

7. Aktivno solarno grijanje • Solarno grijanje je proces zagrijavanja prostora,vode ili vazduha pomoću konvertovane sunčeve energije. • Sunčeva enrgija zračenja se pretvara u toplotnu energiju uz pomoć toplotnih prijemnika sunčeve energije koji se obično nazivaju solarni kolektori koji mogu biti: • Ravni solarni kolektor • Solarni kolektori sa vakuumiranim cijevima

8. Ravni pločasti kolektori • Ravni pločasti kolektori odlikuju se vrlo visokim koeficijentom absorbcije Sunčevog zračenja što rezultira visokim stupnjem iskoristivosti. • Tokom mirivanja sistema ukolektoru se mogu postići vrlo visoke temperature i do 150 C. • Mogu se ugrađivati na kose ili ravne krovove s podkonstrukcijom. • Najčešće se koriste za zagrijavanje u zgradama jer su im cijene prihvatljive.

9. Cijevni vakumski kolektori • Imaju vakumirane cijevi čime su im toplinski gubici prema okolini svedeni na minimum. • Efikasniji su od ravnih pločastih kolektora. • Za usporedbu, kod sustava za pripremu tople vode potrošne¸vode efikasniji su za 25-30 %,a kod sistema gdje se traže visoke temperature vode i do 50 % . • Nešto su više cijene ali zbog fleksibilnosti različitim načinima montaže često puta i jedini izbor.

10. Princip rada solarnog kolektora • Apsorber pločastog kolektora pretvara sunčevu energiju u toplotnu i prenosi se na solarnu tečnost,koja kruži u kolektoru. • Solarna tečnost se vrlo brzo zagrjeva i pri tome nivo zagrijane tečnosti podiže zahvaljujući manjoj gustini. • Podizanjem nivoa ,solarna tečnost dospjeva u rezervoar tople vode , gdje izolacija osigurava minimalne gubitke toplote. • Rezervoar je spojen direktno na vodenu mrežu, tako da se dopuna rezervoara hladnom vodom vrši ispuštanjem zagrejane tople vode.

11. Solarni kolektor u domaćinstvu

12. Proizvodnja električne energija

13. Pretvorba u elktričnu energiju • Direktna pretvorba sunčeve energije u električnu energiju. • Fokusiranje sunčeve enrgije-upotreba u velikim energetskim postrojenjima

14. Direktna pretvorba • Ako električnu energiju dobivamo direktnom pretvorbom energije sunčeva zračenjatada govorimo o sunčevoj fotonaponskoj (FN) energiji. • Ufiziciovakva pretvorbaenergije poznata je pod nazivom fotoelektrični efekt. Uređaji u kojima se odvijafotonaponska pretvorba energije zovu se solarne ćelije.

15. Princip rada • Fotonaponske ćelije izgrađene su od dva sloja – pozitivnog i negativnog, a razlika potencijala između ta dva sloja ovisi o intenzitetu solarnog zračenja. • Prilikom pada na površinusolarne ćelije ti fotoni predajusvoju energiju panelu i na taj načinizbijaju negativno nabijene elektrone iz atoma. • Izbijeni elektroni kreću se premadrugoj (negativnoj) strani panela i na tajnačin dolazi do razlike potencijala, tj. generirase električna energija. • Fotonaponske ćelije grade se od silicija, a silicij je jedan od najzastupljenijih elemenata na Zemlji.

16. Upotreba fotonaponskih ćelija • Fotonaponskećelijesutreći i najpoželjnijinačiniskorištavanjaenergijeSunca, alizbogslabeefikasnosti i visokecijenetrenutno se ne koriste u velikojmjeri. • Fotonaponskećelijedirektnopretvaraju solarnuenergiju u električnuenergiju. • Fotonaponskećelijeuobičajenose koristetamogdjenijemogućedovesti nekidrugiizvorenergije,npr. nasatelitima, na znakovimauzceste i slično.

17. TûranorPlanetSolar brod potpuno pogonjen solarnom energijom 500 m^2 solarnih panela, 93 kw , 200 putnika ,Kiel Germany

18. Solarne elektrane 19.9 MW, Sevilja, 2650 solarnih panela, 25000 domova, prostire se na 185 hektara zemlje

19. Nacin rada solarne elektrane Solarneelektranesupostrojenja u kojima se solarnaenergijapretvara u toplinsku, zatim u električnu. Solarna se energijafokusirajućimkolektorimapretvara u toplinskuenergijukojagrijeradnifluid. Radni fluid pokrećeturbinu, turbinasvojmehaničkiradpredajegeneratoru, gdje se pretvara u električnuenergiju.

20. Tabelarniprikazinstaliranihsolarnihsistema u Evropskojuniji

21. Karta dozračenesunčeveenergije u Evropi

22. Primjeri o otvaranjunovihradnihmjesta u sektorusolarnihtoplinskihsistema Njemačka: 19.000 NRM, 1.2 milijarde € prihoda Austrija: 6.500 NRM, 400 miliona € prihoda, 75% proizvedenihkolektora je izvoz Grčka: 3.000 NRM, 200 miliona € prihoda Španija: 3000 NRM, 140 miliona € prihoda Tržišta u snažnomrazvoju: Portugal, Italija, Francuska… Ove države takođe obezbjeđuju poticajna srestva za građane koji se odluče za instaliranje solarnih sistema. Tako Slovenija daje 125 €/m2 kolektora (cca 20-25% ukupnih troškova), Austrija od 100-140 €/m2 uz dodatnih 1000€ za instalaciju cjelokupnog sistema itd.

23. Uticaj na okolinu neobnovljivih izvora energije Globalno zagrijavanje se najbolje da objasniti pomoću sljedeca tri broja: 275, 390 i 350. Prije 300 godina udio CO2 u atmosferi je bio 275 ppm (parts per million), što prestavlja odnos molekula karbon dioksida nasuprot milion molekula u atomsferi. Danas kada čovjek vec 300 godina koristi fosilna goriva za proizvodnju energije i drugih dobara taj broj iznosi 390 i svake godine raste za 2 ppm. Veliki udio u svemu ovome ima čovjek jer svaki put kada kuha, upali svjetlo ili unistava sume uzima milionima godina skladišteni ugljik u vidu fosilnih goriva ispod zemlje i oslobađa ga u atmosferu.

24. Uticaj na klimu U zadnjih nekoliko godina postalo je veoma jasno da podizanje nivoa CO2 u atmosferi utiče na nasu planetu mnogo brže i mnogo ozbiljnije nego sto naučnici predviđali. Nekoliko primjera uticaja CO2 koje već mozemo primjetiti su: Podizanje nivoa mora (u ovom stoljeću se podigao za nekoliko metara sto je ugrozilo domove miliona ljudi) Vremenske uslovi su dosta oštriji ( sve češći uragani, suše,tajfuni postaju jači i nepredvidljiviji) Ubrzano topljenje glečera (koji su jedini izvor pitke vode za stotine miliona ljudi) Širenje komaraca (pojaljuju se na mjestima na kojima nikad nisu bili i donose sa sobom malariju i tropsku groznicu) Okeani se zagadjuju uništavajuci pritom ogromne količine korala.

25. Ubrzano topljeneje glecera • Artik nam daje najbolju sliku sta se trenutno dogadja sa klimom. • Do ljeta 2007 granice Artičkog leda su se smanjile za 40%. • Ako se ovaj trend nastavi leda na Artiku ce nestati do ljeta 2013 godine sto je 80 godina prije svih naučnih predviđanja.

26. Siguran nivo CO2 u atmosferi • 350 ppm je posljednji broj koji treba zapamtiti a koji prestavlja sigurnu zonu za planetu Zemlju. • Čovječansto što prije mora naći načina da se spusti na ovaj nivo sa 390 ppm jer u suprotnom rizikuje sa potpunom promjenom klime i ugrožavanjem života svih ljudi na planeti.

27. Upotreba energije sunca u Bosni i Hercegovini BosnaiHercegovinaimaodličanpotencijalzakorištenjeenergijesunca, posebnojužnidiodržave (2500 - 2700 sunčanih sati). Naprimjer, suncezagodinudananapodručjeTuzlepribližnodozrači 1450 KWh energijepometrukvadratnom. Akoovuenergijuprekosolarnogkolektorapovršine 1m2 transformišemo u toplotnuenergiju, zboggubitaka u solarnomsistemudobijemooko 800 KWh energije. Sa ovolikoenergijemožemozagrijatioko 16000 litaravodenatemperaturu 55 ˚C. To je dovoljnoda se zagrije 200 osmdesetlitarskihbojleravode. U praksi je ovomalodrugačije. U ljetnomperioduimamoogromnukoličinusunčeveenergije, pa bi pomoćunjednevnomoglizagrijatinatemperaturu 55 ˚C prosječno100-120 litarapo 1m2, a u zimskomperioduprosječno 30-35 litaravode.

28. Zato se solarni sistem za zagrijavanje potrošne tople vode dimenzionira u odnosu na zimski period. Tako je, naprimjer, za četveročlano domaćinstvo potrebno instalirati sistem od 4m2 solarnih kolektora i bojlerom od 200 litara (50L po članu domaćinstva). Sa jednim ovakvim solarnim sistemom može se uštediti oko 600 KM na godišnjem nivou. Cijena ovakvog sistema na našem tržištu se kreće od 3000-6000KM u zavisnosti od kvaliteta opreme. Vijek trajanja ovih sistema je oko 25 godina. Dakle, ako se investicija otplati za 10 godina, ovaj sistem nastavlja da zarađuje u narednih 15 godina po 600 KM godišnje( 9000 KM za 15 godina).

29. Zakljucak Imajući u vidu sve navedeno lako je zaključiti da covjecanstvo nema puno opcija na raspolaganju a vremena je sve manje. Jedina nada je postepeno smanjenje korištenja klasičnih izvora energije (fosilnih goriva) i njihova zamjena novim i prije svega “čišćim” obnovljivim izvorima. Sve to mora ići mnogo brže od današnjeg trenda promjena. Poticaji za korištenje obnovljivih izvora moraju biti veći i svijet mora ulagati mnogo više u obnovljive izvore od onog sto se danas ulaže.

30. Zakljucak BiH se obavezala da će do 2020 godine  provođenjem mjera energetske efikasnosti uštediti 20% energije, zatim proizvesti 20% energije iz obnovljivih izvora i smanjiti emisiju stakleničkih plinova za 20%. Za ispunjenje ovih uslova biće potrebno, između ostalog, instalirati mnogo solarnih kolektora. Možda je to prilika da se pokrene proizvodnja solarne opreme u BiH.