• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Veterná, SoláRna, GeotermáLna Energia
 

Veterná, SoláRna, GeotermáLna Energia

on

  • 4,925 views

 

Statistics

Views

Total Views
4,925
Views on SlideShare
4,701
Embed Views
224

Actions

Likes
1
Downloads
20
Comments
0

4 Embeds 224

http://udrzatelne.sk 181
http://www.slideshare.net 35
http://oikosbratislava.tym.sk 7
http://www.udrzatelne.sk 1

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft PowerPoint

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Veterná, SoláRna, GeotermáLna Energia Veterná, SoláRna, GeotermáLna Energia Presentation Transcript

    • Ing. Pavol Bystriansky, CSc. pedagóg Katedra elektrotechniky a automatizácie Mechanizačná fakulta Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre mail : Pavol.Bystriansky # uniag.sk  037 /641 4763
    • Obnoviteľné zdroje energie
      • Veterná energia
      • Solárna energia
      • Geotermálna energia
      • Vodná energia
      • Biomasa
      • Energia morských vĺn, morského prílivu a príboja, využitie teplotnej diferencie vody v oceánoch
    • VYUŽÍVANIE VETERNEJ ENERGIE
    • Vietor
      • Vznik vetra: nerovnomerným ohrevom zemského povrchu slnečnými lúčmi
      • Charakteristické vlastnosti vetra: rýchlosť a smer prúdenia vzdušných más (horizontálna zložka, vertikálna zložka)
    • Energia vetra
    • Účinnosť využitia energie vetra
    • Využitie energie vetra
      • Pomocou veterných motorov:
      • Odporový princíp (lopatka, plachta)
      • veterné koleso
      • Vztlakový princíp (krídlo, vrtuľa)
      • veterná turbína
    • Princíp veternej turbíny
    • Druhy veterných turbín
      • S horizontálnou osou (listová vrtuľa, farmárske koleso, holandské koleso)
      • S vertikálnou osou (Darrieus, Savonius)
    • Účely využitia veternej energie
      • Doprava (pohon lodí)
      • Pohon mlynov
      • Pohon vodných čerpadiel
      • Výroba elektrickej energie
    • Schéma veternej elektrárne
    • Energia vetra – ešte raz
    • Výkon veternej elektrárne
    • Meranie rýchlosti a smeru vetra
      • ANEMOMETER – prístroj na meranie vetra
      • Vrtuľový
      • Miskový
      • Termistorový
      • Ultrazvukový
    • Veterné elektrárne na súši
    • Veterné elektrárne na mori
    • Veterná elektráreň s výkonom 5 MW
    •  
    • Prevádzka veterných elektrární
    • Inštalo-vané výkony veterných elektrární v Európe
    • VYUŽÍVANIE SOLÁRNEJ ENERGIE
    • SLNKO - zdroj solárnej energie
    • SLNKO – hviezda dňa
      • Slnko je hviezda.
      • Je jednou z miliárd hviezd vo Vesmíre.
      • Nie je ničím výnimočná.
      • Pre človeka je jedinečná.
      • Jeho lúče prinášajú životodarnú energiu na planétu Zem.
    • SLNKO – parametre
      • Má tvar gule s priemerom 1,39 . 10 9 km , teda jeho priemer je asi 109-krát väčší než priemer Zeme.
      • Slnko je zložené zo zmesi vodíka (70 %) a hélia (28 %) s nepatrnou prímesou ostatných prvkov periodickej sústavy (2 %) . Všetky prvky sú tu v skupenstve plazmy.
    • Porovnanie veľkostí Slnka a planét
    • SLNKO – prírodný termonukleárny reaktor
      • Vnútorným zdrojom energie Slnka je termonukleárna reakcia (iné názvy sú jadrová syntéza alebo jadrová fúzia ), ktorá prebieha v centrálnych oblastiach Slnka. Fúzia prebieha pri teplote asi 13 . 10 6 K a tlaku asi
      • 2 . 10 10 MPa . Pri týchto podmienkach sú všetky atómy ionizované. Jadrá atómov vodíka strácajú svoj elektrónový obal. Do reakcie vstupujú 4 protóny vodíka , spájajú sa a vytvárajú jadro hélia . Hmotnosť vzniknutého jadra hélia je menšia než hmotnosť
      • 4 protónov vodíka, rozdiel hmoty sa pri reakcii premení na energiu , ktorú emituje do priestoru .
    • Vzdialenosť Zeme od Slnka
    • Dopad slnečných lúčov na Zem
    • Algoritmus výpočtu polohy Slnka
    • NITRA – zemepisná poloha
      • Geografická poloha mesta :
      • 48° 19´ severnej zemepisnej šírky
      • 18° 05´ východnej zemepisnej dĺžky
      • Nadmorská výška:
      • 138 m n.m.
      • Časové pásmo:
      • GMT + 1
    • Azimut Slnka
    • Výška Slnka (elevačný uhol)
    • Máj 2007-súradnice a časy východov a západov
    • Čo je solárna energia?
      • Termonukleárna reakcia je silno exotermická, uvoľňuje sa veľké množstvo energie v podobe fotónov , ktorá je vyžarovaná do kozmického priestoru.
      • Merný tok energie (intenzita žiarenia) je asi 6 . 10 7 W.m -2 .
      • Solárne žiarenie zahŕňa široké spektrum vlnových dĺžok od 10 -10 m (rentgenové a ultrafialové žiarenie) až do niekoľkých metrov (rádiové vlny) .
    • Spektrum slnečného žiarenia
    •  
    • Skleníkové plyny
    • Koľko je solárnej energie?
      • Solárne žiarenie dopadajúce na hranicu atmosféry Zeme je prakticky v takej podobe, v akej opustilo Slnko, avšak má značne zmenšenú intenzitu, pretože výkon sa s rastúcou vzdialenosťou rozptýli na väčšiu plochu.
      • Intenzita solárneho žiarenia na vstupe do atmosféry Zeme (vo výške zhruba 1000 km nad zemským povrchom) dosahuje hodnotu 1376 W.m -2 . Táto hodnota sa nazýva solárna konštanta.
      • Solárna konštanta - je to intenzita solárneho žiarenia na hranici zemskej atmosféry. Jej spresnená hodnota je podľa WMO (World Meteorological Organization)
      • I 0 = 1376 W.m -2 .
    • Solárna energia - meranie jej parametrov
      • Intenzita žiarenia
      • (iným názvom hustota toku energie alebo merný tok energie)
      • sa označuje zvyčajne symbolom I
      • a jej namerané hodnoty sú vyjadrené
      • v jednotkách W.m -2
    • Zložky slnečného žiarenia
      • Solárne žiarenie dopadajúce na zemský povrch rozdeľujeme
      • z aspektu jeho merania na :
      • • globálne
      • • priame
      • • difúzne
      • • odrazené
    • Globálne žiarenie
      • Globálne žiarenie je hemisférické slnečné žiarenie prijímané vodorovnou plochou s rozlohou
      • 1 m 2 . Globálne žiarenie je súčtom priameho žiarenia, difúzneho žiarenia a reflexného žiarenia.
    • Priame žiarenie
      • Priame žiarenie je solárne žiarenie dopadajúce na plochu priamo zo smeru slnečného kotúča. Je energeticky najvýdatnejšie a je závislé od sklonu slnečných lúčov voči zemskému povrchu pri prechode atmosférou.
    • Difúzne žiarenie
      • Difúzne žiarenie (iným názvom rozptýlené žiarenie) je slnečné žiarenie dopadajúce na plochu po zmene smeru žiarenia vplyvom rozptylu v atmosfére.
    • Reflexné žiarenie
      • Reflexné žiarenie (iným názvom odrazené žiarenie) je slnečné žiarenie dopadajúce na plochu po odraze priameho žiarenia od okolitých plôch.
    • Campbell-Stokesov heliograf
    • Hviezdicový pyranometer
    • Termistorový pyranometer
    • Polovodičový pyranometer
    • Merač fotosynteticky aktívnej radiácie (FAR)
    • Spektrum FAR
    • Meranie FAR
    • Kalibrácia pyranometrov G,U,K číslo vzorky
    • Denný záznam nameraných hodnôt. Suma energie je 3822 Wh.m -2
    • SHMÚ - namerané údaje - ukážka
    • Meranie zložiek žiarenia metódouRSP
    • Význam pre pôdohospodárstvo
      • Pre pôdohospodárstvo má najväčší význam oblasť viditeľného žiarenia (svetla) a infračerveného žiarenia. Svoje miesto a účinok majú všetky spektrálne zložky (napr. aj ultrafialové žiarenie). Dôležitý je kvantitatívny parameter týchto zložiek. Atmosféra zohráva úlohu filtra a ak dôjde k narušeniu jeho funkcie, objavujú sa škodlivé účinky solárnej energie na Zemi (napr. globálne oteplenie a zmena klímy, kožné ochorenia atď.).
    • Spôsoby využitia slnečnej energie
    • VYUŽÍVANIE SLNEČNEJ ENERGIE
      • Pasívne využitie vhodnou architektúrou kde  tvar  a výstavba budov je  navrhnutá  tak, aby dopadajúce žiarenie a následne jeho skladovanie a distribúcia po budove viedli k maximálnemu efektu
      • Využitie fototermálnych slnečných kolektorov na prípravu teplej úžitkovej vody resp. vykurovanie  priestorov alebo aj na výrobu elektrickej energie
      • Výroba elektrickej energie slnečnými (fotovoltaickými) článkami alebo inými systémami konvertujúcimi slnečné žiarenie
    • PASÍVNE VYUŽÍVANIE SLNEČNÉHO ŽIARENIA
      • Pasívna slnečná architektúra (dizajn) je v súčasnosti využívaná v budovách pomocou existujúcich technológií a materiálov s cieľom zohrievať (resp. chladiť) a osvetľovať priestory budov. Takáto architektúra v sebe zahrňuje integrovanie tradičných stavebných elementov ako je kvalitná izolácia alebo energeticky účinné okná a umiestnenie budovy resp. rozmiestenie vnútorných priestorov budov tak, aby bol dosiahnutý maximálny energetický účinok.
    • AKUMULÁCIA TEPLA V BUDOVE
      • Slnečné žiarenie dopadajúce na povrchy stien, okien a iných štruktúr je budovou  absorbované a skladované v závislosti na tepelnej kapacite materiálov. Takto uskladnená energia je potom vyžarovaná do vnútorných priestorov budovy.
    • PLOCHÉ KOLEKTORY
      • Ploché kolektory sú najčastejšie používanými kolektormi na prípravu teplej vody. Typický kolektor predstavuje izolovaný box so skleneným alebo iným pokrytím z priesvitného materiálu a čierny plochý absorbátor. Bočné strany kolektora sú izolované podobne ako spodná strana, čím sa znižujú straty energie.
    • Kolektor Thermosolar s pyranometrom
    • Solárny systém s prirodzenou cirkuláciou
    • Okruh so solárnym kolektorom s núteným obehom vody
    • KONCENTRUJÚCE KOLEKTORY ŽĽABOVÉ
      • Tieto systémy využívajú parabolické zrkadlá v tvare koryta, ktoré koncentruje slnečné žiarenie do potrubia umiestneného do ohniska zariadenia. V potrubí prúdi kvapalina, ktorá sa ohrieva na takmer 400 stupňov Celzia a je prečerpávaná cez sústavu tepelných výmenníkov tak, že na konci vzniká para s veľmi vysokou teplotou, ktorá poháňa turbínu generátora vyrábajúcu elektrinu.
    • Solárna termálna elektráreň so žľabovými kolektormi v Kalifornii
    • KONCENTRUJÚCE KOLEKTORY TANIEROVÉ
      • Tieto systémy využívajú sústavu parabolických zrkadiel v tvare tanierov (podobných satelitným anténam), ktoré koncentrujú slnečné žiarenie do absorbátora umiestneného v ohnisku taniera. Kvapalina v absorbátore sa zohrieva až na 1000 stupňov Celzia a je využívaná priamo na výrobu elektriny v malej turbíne (napr.
      • v Stirlingovom motore) pripojenej
      • k absorbátoru. Výhodou týchto zariadení je aj ich stavebnicový charakter, ktorý umožňuje ich použitie na odľahlých miestach.
    • SOLÁRNE REFLEXNÉ VARIČE
      • Najjednoduchším typom reflexného solárneho variča je konštrukcia pozostávajúca z držiaka varnej nádoby umiestnená do ohniska, do ktorého sú nasmerované slnečné lúče odrážané parabolickým zrkadlom (zrkadlami). Zrkadliacu plochu môže tvoriť kovová (hliníková) parabola alebo tiež viacero malých plochých zrkadiel pripevnených na parabolickom povrchu.
    • KONCENTRUJÚCE SOLÁRNE VEŽE
      • Solárne veže využívajú kruhové pole osadené veľkými zrkadlami natáčanými smerom k Slnku a koncentrujúcimi lúče do ohniska centrálnej veže. Absorbované teplo sa odovzdáva kvapaline, z ktorej sa v parogenerátore vyrába para poháňajúca turbínu vyrábajúcu elektrinu. Teploty, ktoré sú dosahované v absorbátore sa pohybujú od 538 stupňov Celzia do 1482 stupňov Celzia. Sú možné využitia aj v priemysle a poľnohospodárstve.
    • POUŽITIE TERMÁLNYCH SLNEČNÝCH KOLEKTOROV
      • príprava teplej vody v domácnostiach, priemysle a poľnohospodárstve
      • ohrev vody pre bazény
      • vykurovanie budov
      • sušenie rastlín
      • vykurovanie a chladenie priestorov
      • destilácia vody a slnečné varenie
    • FOTOVOLTAICKÉ KOLEKTORY
      • Využitie fotovoltaického javu ( iným názvom tzv. vnútorný fotoefekt)
      • Priama premena žiarivej energie (svetla) na elektrickú energiu
      • Fotovoltaický článok, fotovoltaický modul, fotovoltaický panel (kolektor)
    • Vývoj slnečných fotovoltaických článkov
      • 1839 francúzsky fyzik Edmund Becquerel objavil fotovoltaický jav.
      • 1883 americký elektrikár Charles Edgar Fritts skonštruoval selénový solárny článok.
      • 1950 bol Czochralskim vyvinutý spôsob výroby vysoko čistého – polovodičového kremíka.
      • 1954 Bell Telephone Laboratories vyrobili kremíkový slnečný článok s účinnosťou 4 % .
      • 1958 bol v americkom vesmírnom satelite Vanguard inštalovaný malý rádiový vysielač s výkonom 1 Watt napájaný kremíkovým solárnym článkom.
      • 1973-74 veľk á ropn á kríz a ) . V iac krajín začalo investovať do vývoja a výroby fotovoltaických článkov, čo malo za následok inštalovanie viac ako 3100 systémov na výrobu elektriny len v USA.
    • Fotovoltaický článok
    • Účinnosť premeny energie žiarenia
    • Spektrálna citlivosť FV článku
    • VA charakteristika FV článku
    • Materiály pre FV články
      • Kremík monokryštalický
      • Kremík polykryštalický
      • Kremík amorfný hydrogenizovaný
      • T elurid kademnat ý CdTe
      • S ulfid kademnat ý CdS
    • Dimenzovanie FV generátora
      • Energetický výnos generátora
      • Je to vlastne denná elektrická energia poskytovaná FV modulom na každý inštalovaný Watt výkonu generátora pre danú lokalitu. Táto hodnota je udávaná pre vodorovne umiestnený fotovoltaický modul a  je pre každý mesiac v roku iná. Najnižšia je v zimných mesiacoch, naopak v lete je energetický výnos panelu najvyšší.
    • FV elektráreň – 40 kW – MU Brno
    • Pohyblivý FV panel - tracker
    • SPU Nitra - tracker
    • SPU Nitra – tracker - pohony
    • FV závlahový systém
    • Výroba a využitie vodíka pomocou FV
    • VYUŽÍVANIE GEOTERMÁLNEJ ENERGIE
    • GEOTERMÁLNA ENERGIA
      • Považuje sa za obnoviteľný zdroj energie.
      • Nie je však v pravom slova zmysle obnoviteľným zdrojom energie, nakoľko má pôvod v horúcom jadre Zeme.
    • GEOTERMÁLNA ENERGIA – možnosti využitia:
      • Liečenie a rekreácia
      • Vykurovanie budov
      • Vyhrievanie skleníkov
      • Výroba elektrickej energie
    • GEOTERMÁLNA ENERGIA – ďalšie možnosti využitia:
    • GEOTERMÁLNA ENERGIA – možnosti využitia v SR : Geotermálna energia má obrovský potenciál podobne ako vodná energia a pohybuje sa 21,456 TJ ročne. Slovensko má dobré podmienky pre rozvoj a využívanie tohoto OEZ. Výkon tepla z termálnych tokov dosahuje až 70 MW/m3. Geotermálny gradient zdrojov na Slovensku dosahuje v priemere 37 Kelvinov/km, čo je viac ako celosvetový priemer 30 Kelvinov/km. Na Slovensku existuje 25 lokalít so zdrojmi geotermálnej vody, s teplotou 25 – 150 °C. Teplota vody je vhodná pre kaskádové použitie na vykurovanie domácností, na využitie v priemysle a v poľnohospodárstve. Celkový energetický termálny potenciál je 5 538 MWt. Pri využití 40% tohto potenciálu by sa vytvorilo 2 200 MWt termálnej energie.
    • GEOTERMÁLNA ELEKTRÁREŇ
    • GEOTERMÁLNA ENERGIA – využitie v poľnohospodárstve a potravinárstve :
      • Skleníkové hospodárstvo
      • Pestovanie jedlých húb
      • Kompostovanie
      • Výroba tepla a elektriny
    • Ďakujem za pozornosť !