5. Podział źródeł energii
Źródła energii dzielimy zwyczajowo na odnawialne i
nieodnawialne.
Te drugie, obejmujące energię zawartą w kopalnych
paliwach mineralnych, takich jak: węgiel, ropa
naftowa, gaz ziemny i wyczerpują się bezpowrotnie,
a ich zużyciu towarzyszą niekorzystne efekty
środowiskowe.
Źródła nieodnawialne występują w ilościach
skończonych. Zwłaszcza w ostatnich stuleciach ich
zasoby bardzo poważnie zostały ograniczone, a ich
odnowienie niemożliwe jest w wyobrażalnym
horyzoncie czasowym.
7. Czynniki generujące rozpraszanie
energii
wzrost konsumpcji
cywilizacyjnych
wzrost dynamiki
demograficznej
kryzysy geopolityczne
Przyrost ludności Świata
0
0,5
1
1,5
2
2,5
700 1000 1500 2000
Rok
%przyrosturocznego
8. Odnawialne źródła energii
Odnawialne źródła energii mają tę
szczególną właściwość, że nie
zużywają się w procesie ich
użytkowania, a ich wykorzystanie nie
zubaża potrzeb przyszłych pokoleń i
walorów środowiska naturalnego
15. Energia słoneczna
konwersje fototermiczna (bezpośrednia produkcja
ciepła)
fotowoltaiczna (bezpośrednia produkcja energii
elektrycznej)
Konwersja termiczna promieniowania słonecznego w
atmosferze ziemskiej i na Ziemi prowadzi do
powstania także wtórnych, pośrednich form energii
promieniowania słonecznego jakimi są:
energia wiatru -związana z cyrkulacją mas powietrza wywołaną
nierównomiernym nagrzewaniem atmosfery przez Słońce;
energia fal morskich -wywołanych działaniem wiatru;
energia kinetyczna rzek, którą wywołują opady powstające na
skutek parowania podgrzewanej promieniami słonecznymi wody
energia prądów morskich wynikająca z różnicy temperatur wody
oceanicznej wywołanej nierównomiernym ogrzewaniem mas wody
przez promieniowanie słoneczne.
23. Usłonecznienie
Jednym z parametrów, decydującym o możliwościach
efektywnego wykorzystania energii promieniowania
słonecznego są średnioroczne sumy promieniowania
słonecznego (ilości godzin czasu trwania promieniowania
słonecznego w ciągu roku)
24. Nasłonecznienie Polski
Rejonizacja średniorocznych sum promieniowania
słonecznego całkowitego padającego na jednostkę
powierzchni poziomej w kWh/m2/rok.
Roczna gęstość strumienia
energii promieniowania
słonecznego na płaszczyznę
poziomą waha się w granicach
950 - 1250 kWh/m2.
Średnie usłonecznienie dla
Polski wynosi 1600 godzin
25. Rodzaje konwersji energii Słońca
Ze względu na fizykochemiczną naturę przemian
energetycznych promieniowania słonecznego na
Ziemi wyróżnić można trzy podstawowe i pierwotne
rodzaje konwersji :
konwersję fotochemiczną - prowadzącą dzięki
fotosyntezie do wiązania energii w związkach
chemicznych budowanych przez rośliny w procesach
asymilacji
konwersję fototermiczną - prowadzącą do
przetworzenia energii promieniowania słonecznego na
ciepło
konwersję fotowoltaiczną - prowadzącą do
przetworzenia energii promieniowania słonecznego w
energię elektryczną.
26. Jak do tej pory największe znaczenie dla
cywilizacji miała konwersja fotochemiczna
promieniowania słonecznego przebiegająca
dzięki zjawisku fotosyntezy w roślinach
zielonych w procesach ich wzrostu.
Procesy te, choć zachodzą z niewielką
sprawnością, zapewniają nieprzerwaną produkcję
biomasy.
Przetwarzanie energii na biomasę związane jest
jednocześnie z magazynowaniem przetworzonej
energii w elementach roślin.
27. BIOMASA
Biomasa - masa materii
organicznej powstałej w
procesach fotosyntezy.
Jako surowiec
energetyczny, najczęściej
przetwarzana jest na
granulaty lub biopaliwa
płynne.
28. Energetyczne wykorzystanie biomasy
Najpopularniejszymi formami biomasy są biopaliwa
stałe. Stosuje się je w kotłach energetycznych
produkujących energię cieplną. Są to głównie drewno
i słoma oraz:
Plantacje energetyczne
rośliny uprawne roczne tj. zboża, konopie, kukurydza, rzepak,
słonecznik, trzcina,
rośliny drzewiaste szybkiej rotacji: topola, osika, wierzba,
szybko rosnące, trwałe rośliny trawiaste wieloletnie np. miskant
olbrzymi - Miscanthus sinensis giganteus (z 1 tony suchej biomasy
poddanej procesowi pirolizy otrzymać można 590 kg biooleju, 210
kg koksu oraz 130 kg biogazu)
30. Budowa kolektora słonecznego
Przekrój panelu kolektora słonecznego do podgrzewania wody. l - rama, 2 - szkło, 3 -
lamele (żebra) aluminiowe, 4 - wężownica, 5 - kolektor zbiorczy, 6 - uszczelka, 7 -
izolacja termiczna, 8 -korpus
31. Wartość temperatury równowagi
można określić na podstawie prawa
sformułowanego przez Maxa Plancka:
gdzie Ao – natężenie promieniowania słonecznego, B –
stała Boltzmana, α, ε – odpowiednio współczynniki
absorpcji i emisji promieniowania dla konkretnego
materiału absorbera.
54. Zasada działania turbiny wiatrowej
Przykład elektrowni z generatorem wolnobieżnym,
Enercon E40, 500 kW. 1 - układ orientacji na wiatr, 2
- napęd układu orientacji na wiatr. 3 - stojan
generatora, 4 - wirnik generatora, S - układ zmiany
kąta nastawienia skrzydła, 6 - napęd układu
nastawiania skrzydła- 7 - nieruchomy wał główny- 8
- mocowanie skrzydła do piasty, 9- nasada skrzydła
59. ENERGIA WODY
Energetyka wodna wykorzystuje potencjał
grawitacyjny cieków wodnych. Jest ona w Polsce
wykorzystywana w niewielkim stopniu ponieważ
wykorzystuje ten potencjał zaledwie w 11%, co
stawia nas na ostatnim miejscu w Europie.
W Polsce rozwija się dział energetyki wodnej o
małych mocach jednostkowych, tzw. mała energetyka
wodna - budowana przeważnie na istniejących
(często zdewastowanych) stopniach wodnych.
61. Charakterystyka
Wnętrze Ziemi jest gorące z dwóch powodów: pozostałość po
procesie formowania się planety oraz naturalny rozkład
pierwiastków promieniotwórczych we wnętrzu Ziemi.
Wody geotermalne powstają w wyniku ogrzewania wód
podziemnych przez magmę lub gorące skały.
Temperatura zmienia się wraz z głębokością i bezpośrednio
przy powierzchni rośnie o ok. 30 oC na każdym kilometrze.
Ten przyrost temperatury, nazywany stopniem geotermicznym
nie jest taki sam dla różnych rejonów geograficznych i może
osiągać wartość znacznie mniejszą lub większą nawet do ok.
60 oC/km.
63. Już 100 km pod powierzchnią Ziemi temperatura
osiąga ok. 930 0C. Wody geotermalne występują
na głębokości od kilku do kilkunastu kilometrów
pod powierzchnią, jednak ich wydobycie jest
ograniczone- dotychczas najgłębszy otwór sięga
ok. 8 km w głąb Ziemi, a wydobycie wód jest
ekonomicznie opłacalne do 3 km w głąb ziemi-
tu temperatury osiągają do nawet 200 stopni
Celsjusza, gdzie woda występuje pod postacią
gorącej pary.
