Získať záujem ľudí o určitú problematiku a udržať ich pozornosť nestačí len dobre spracovaným textom, či slovom a argumentmi. Je dokázané, že vtipný obrázok a k tomu stručný a jasný text, oveľa viac zaujme a motivuje. Svoj projekt o obnoviteľných zdrojoch energie sok preto okrem podrobného textu o kladoch, nedostatkoch a perspektívach ich využívania, doplniť Flash animáciou, ktorá pôsobí aj ako reklama na obnoviteľné zdroje energie. Tieto krátke filmy obohacujú text a motivujú čitateľa k jeho prečítaniu. Pri tvorbe animácie som uplatnil vedomosti získané štúdiom maturitného odboru Technik informačných a komunikačných technológií na Strednej odbornej škole pôšt a telekomunikácií v Košiciach.
1. Enersol 2012
Možnosti a obmedzenia využitia zdrojov
energií
Erik Strišovský
2. Možnosti a obmedzenia využívania
zdrojov energií
• Ekonomické požiadavky-úspešne zaistiť palivá a energie
pre základné potreby a ekonomický rast, podporovať
vedecký a technologický výskum
• Ekologické požiadavky- vyhnúť sa jadrovým nehodám a
nebezpečným odpadom, limitovať vplyv na globálne
otepľovanie, nepoškodzovať životné prostredie.
• Bezpečnostné požiadavky-minimalizovať konflikty pri
zdrojoch surovín, vyhnúť sa šíreniu jadrových zbraní,
zvýšiť bezpečnosť zdrojov proti teroristickým útokom
• Trh so surovinami a globálne otepľovanie sú celosvetové
problémy-závisí od nich budúcnosť ľudstva
3. Ciele EU a Slovenska
• Energetická smernica 20-20-20:
• predstavuje pre krajiny EU záväzok- znížiť do roku 2020
emisie skleníkových plynov a celkovú spotrebu energie
najmenej o 20 percent a okrem toho, aby aspoň 20
percent energie bolo z obnoviteľných zdrojov.
• Obnoviteľné nefosílne prírodné energetické zdroje sú
podľa Energetického zákona:
• energia vetra, energia slnečného žiarenia, geotermálna
energia, energia vody, energia pôdy, energia vzduchu,
energia biomasy, energia skládkových plynov, energia
kalového plynu a energia bioplynu
4. Obnoviteľné zdroje energie
• Sú také, ktorých zásoby sa reálne nedajú
vyčerpať, alebo sa pravidelne obnovujú.
• Patria sem nevyčerpateľné zdroje ako energia
vetra, slnka a vodná, geotermálna, či prílivová
energia, pravidelne môžeme obnovovať energiu
biomasy
• Sú schopné zabezpečiť trvalo udržateľný rozvoj
ľudstva, teda že neobmedzíme budúce
generácie, nezničíme prírodu a jej ekosystémy
• Možno ich viac decentralizovať podľa miestnych
potrieb a podmienok
5. Výhody obnoviteľných zdrojov
• Nevyčerpateľný a trvalo udržateľný zdroj
• Minimálny dopad na životné prostredie
• Minimálne odpady a emisie
• Decentralizácia energetických zdrojov
• Znížená závislosť od cudzích zdrojov
• Sebestačnosť
• Ekonomická a sociálna výhodnosť
6. Nevýhody obnoviteľných zdrojov
• Zatiaľ vysoké investičné nároky
• Dlhá návratnosť investícií v porovnaní s
efektívnosťou
• Fosílne palivá sú zatiaľ lacnejšie a je pre
nich zabezpečená infraštruktúra a
technológie
• Nestály zdroj energie závislý od
atmosférických podmienok
• Energetická kapacita
7. Neobnoviteľné zdroje
• Sú to fosílne palivá/ uhlie, ropa, plyn, suroviny,
energia jadra/, ktoré na Zemi vznikali pred
miliónmi rokov a postupne ich ťažíme viac a
viac, že už o niekoľko sto rokov ich zásoby
vyčerpáme/údaje kedy sa to stane sú rôzne/.
• Spotreba energie vo svete rastie rýchlejšie,
zdroje sa vyčerpávajú a ťažba je sprevádzaná
nebezpečenstvom pre človeka, devastáciou
prírody, vznikom odpadov, emisií a celkovým
globálnym otepľovaním, zvyšovaním rozdielov v
životnej úrovni ľudí na rôznych kontinentoch a
štátoch..
8. Klady a nedostatky
• Najviac používané • Emisie
• Dostatočný a • Odpady
regulovateľný výkon • Globálne otepľovanie
• Veľká účinnosť • Míňajúce sa zásoby
• Nízka cena, kým sú • Závislosť krajín od
zdroje surovín
• Ohrozenie budúcich
generácií
9. Geotermálna energia
• Je najstaršou energiou na Zemi, pretože ju Zem získala pri svojom
vzniku z materskej hmloviny, následnými zrážkami kozmických
telies a aj rádioaktívnym rozpadom niektorých prvkov v zemi.
• Geotermálna energia nie je v pravom slova zmysle obnoviteľným
zdrojom energie, pretože má pôvod v horúcom jadre Zeme, z
ktorého uniká teplo cez vulkanické pukliny v horninách
prostredníctvom zemetrasení, zemských vrásnení, sopkami,
gejzírmi a horúcimi prameňmi.
• Vzhľadom na obrovské, takmer nevyčerpateľné zásoby tejto
energie, býva zaraďovaná medzi obnoviteľné zdroje.
• Teplota jadra Zeme sa odhaduje na viac ako 4 000 °C a v
desaťkilometrovej vrstve zemského obalu, ktorá je dostupná
súčasnej vŕtacej technike, sa nachádza dostatok energie na pokrytie
spotreby energie ľudstva na obdobie niekoľko tisíc rokov.
• Teplo sa šíri zo žeravého zemského jadra k povrchu. Teplotný
nárast sa pohybuje od 20 do 40 °C na vertikálny kilometer. V hĺbke
asi 2 500 metrov sa často nachádza voda teplá až 200 °C.
10. Využitie geotermálnej energie
• Spôsoby využitia geotermálnej energie:
• hĺbkovým spôsobom sa využíva najmä
vysokopotenciálové teplo Zeme
• povrchovým spôsobom sa využíva najmä
nízkopotenciálové teplo Zeme pomocou
tepelných čerpadiel.
11. Výhody
• Obnoviteľný zdroj • Hlboké vrty a náročná
• Nezaťažuje životné technika
prostredie • Termálne zdroje nie sú
• Možnosť kombinácie so tam, kde je to potrebné
slnečnou energiou • Sprievodné
• Slnečnými kolektormi nebezpečenstvo
zohriať vodu a naplniť -jedovaté plyny, aktívne
ňou podzemné priestory nestále územie/
do zásoby a čerpať teplú zemetrasenia, sopky...
vodu, keď ju
potrebujeme, ak sme
pôvodné zdroje vyčerpali
12. Slnečná energia-hnací motor života na
Zemi
• Jej zdrojom je Slnko.
• Dopadá na Zem vo forme tepelnej a svetelnej energie elektromagnetického
žiarenia vlnových dĺžok od 0,28 až do3 mikrometrov. Má pôvod vo fúznej
protón- neutrónovej reakcii, ktorá prebieha pri teplote až 14 miliónov
stupňov Celzia, pričom na povrchu Slnka je len 6000 stupňov.
• Vedci predpokladajú, že Slnko má ešte energiu na viac ako 5 miliárd
rokov/jadrovým palivom na Slnku je syntéza jadier vodíka na jadrá hélia/.
• Na Zem dopadá 14000 krát viac energie zo Slnka ako sa v súčasnosti
spotrebováva. Problém je len v jej využití.
• Ohrieva povrch Zeme, oceány a atmosféru, vytvára vietor, spôsobuje
odparovanie vody, poháňa vodné toky, dodáva životnú energiu
• Zo slnečnej energie pochádzajú aj fosílne palivá a ostatné obnoviteľné
zdroje energie – veterná a vodná, aj energia biomasy. Ľudstvo však fosílne
zdroje spotrebováva rýchlejšie, za pár generácií sa vyčerpajú.
• Slnečná energia sa prejavuje ako tepelná/svetlo/, mechanická/vietor/ a
chemická/fotosyntéza/
13. Využitie slnečnej energie
• Aktívne:
• pomocou slnečných kolektorov, kvapalinových plochých, trubicových a bazénových na výrobu
teplej vody
• teplovzdušných na výrobu tepla
• fotovoltaických panelov a solárno-termických elektrární na výrobu elektriny
• Pasívne:
• úpravou konštrukcií domov na príjem slnečného žiarenia s cieľom zohrievať, chladiť a
osvetľovať/záhrady, balkóny, okná /
• Nepriame využitie energie Slnka
• - energiou vody –využitie spádu alebo prietoku
• - energiou vetra – využitie prúdenia vzduch, vplyvom rozdielu teplôt
• - využitie stúpajúceho prúdu teplého vzduchu (nad púšťou)
• -využitie vlnenia morskej hladiny
• - energiou morských prúdov spôsobených rozdielnou teplotou a salinitou
• Priame využitie energie Slnka
• 1.fotovoltaika, je priama premena slnečného žiarenia na elektrickú energiu
• 2.fotothermika, je využitie tepelného žiarenia na ohrev látok rôzneho skupenstva
• ◦solárne panely
• ◦slnečná pec
• ◦slnečnáelektráreň
14. Klady a nedostatky slnečnej energie
• Obnoviteľný zdroj energie • Pomerne vysoké vstupné
• Stála cena tepla po dobu investičné náklady
životnosti zariadení asi 20- až 30 • Systémy nepokryjú potrebu počas
rokov celého roka, závislosť od počasia
• Nezávislosť od dodávateľov • / na Slovensku asi 9 mesiacov/,
energií a rastu cien od sklonu lúčov
• Žiadne negatívne ekologické • Najefektívnejšie pracujú v oblasti
vplyvy na prostredie teplôt do 100 stupňov Celzia
• Zanedbateľné prevádzkové • Závislosť od frekvencie a intenzity
náklady žiarenia
• Relatívne pomerne vysoká • Obmedzené zásoby minerálov, z
účinnosť ktorých sa vyrábajú kolektory,
• Podpora štátu a eurofondov solárne panely, citlivé povrchy na
poškodenie, znečistenie
• Ak nie sú na strechách, zaberú
veľa miesta
15. Perspektívy
• Zvládnuť nové technológie výroby
polovodičových článkov s väčšou absorpciou/,
aby pracovali na väčšom rozsahu frekvencií, čím
by sa zväčšilo množstvo vyrobenej energie
• Objaviť nové materiály, ktoré by pri rozpade
produkovali energiu
• Kombinovať solárne články a fotovoltaické
panely tak, aby zohrievali vodu a aj vyrábali
elektrinu
• Inštalovať panely na strechy ako doplnkové
zdroje/ napr. na našu školu/
16. Veterná energia
• Energia vetra je len jedna z foriem slnečnej energie, ktorá vzniká pri
nerovnomernom ohrievaní zemského povrchu v dôsledku rozdielu
tlaku zohrievaných oblastí vzduchu v zemskej atmosfére.
• Asi 1 až 2 % energie, ktorú Slnko vyžiari na Zem, sa mení na
energiu vetra. Je to 50 až 100-krát viac ako energia, ktorú premenia
všetky rastliny na Zemi na živú biomasu.
• Aj keď vietor, ako primárny zdroj energie je zadarmo a je takmer
všadeprítomný, ekonomicky výhodne ho možno využiť iba
obmedzene v lokalitách s vhodnými poveternostnými
charakteristikami.
• Energiu vetra využívame veternými kolesami na odporovom
princípe a veternými turbínami na vztlakovom princípe
• Možno ju premeniť na
• elektrickú veternými turbínami
• mechanickú veternými mlynmi
• tepelnú v kombinácii s tepelným čerpadlom
17. Využitie veternej energie
• Potenciál veternej energie na Slovensku sa
odhaduje na úrovni asi 4 000 GWh ročne, čo sú
asi 4 % celkovej spotreby elektriny v SR
• (t.j. asi 1 % celkovej spotreby energie v SR).
• U nás sa však na rozdiel od iných krajín EÚ –
najmä Rakúska, Dánska alebo Nemecka -
veterná energia zatiaľ takmer nevyužíva
• / denne sa zo školy pozeráme na nekrútiacu sa
turbínu na Furči/.
•
18. Veterná energia
• Klady • Nedostatky
• Jednoduchá a lacná výroba elektriny, • hlučné, neestetické, ohrozujú vtákov,
• Vie vyrobiť až 100 kW energie na 1 netopiere, ľudia ich nechcú v blízkosti
turbínu obydlí, spôsobujú stroboskopický
• efekt/ligotanie/
Jednoduchá inštalácia veterných
turbín za krátky čas • rentabilita a efektivita veterných
• elektrární veľmi závisí od
Nové typy turbín už nepotrebujú silný a poveternostných podmienok/ problém
stály vietor, ale majú nižšiu účinnosť námraza/ a členitosti terénu,
• Už ich možno stavať aj na vysokých • potrebujú veľa miesta na stavbu,
budovách, kde môžu napájať rozostupy musia byť
klimatizačné zariadenia
• mechanické časti veterných turbín
• Pri úzkej spolupráci s meteorológmi kladú veľké nároky na ich konštrukciu
/početnosť dní s vetrom/možno a kvalitu použitých materiálov
regulovať ich zapojenie
• výstavba veternej elektrárne je
• Inštalácia na odľahlých miestach/ kapitálovo pomerne náročná
viacúčelové využitie ako energetický
zdroj, na čerpanie vody, na napájanie • problémy so spätným vplyvom na
telekomunikačných zariadení, na napájaciu sústavu, do ktorej sú
prípravu teplej vody aj v kombinácii so pripojené
solárnymi zdrojmi/
19. Perspektívy
• Inštalovať malé turbíny na doplnkovú
výrobu energie, pohon klimatizačných
jednotiek na budovách, inštalovať turbíny
aj do vyšších polôh, vo výške1 km už je
prúdenie bez prekážok, hľadať nové
technológie na bezhlučný chod.
20. Biomasa
Je to každý nefosílny organický zdroj založený na
fotosyntéze a slnečnom žiarení obsahujúci viazanú
chemickú energiu:
všetka vodná a suchozemská vegetácia
drevo a drevný odpad v rôznych formách,
poľnohospodárske plodiny a odpad z nich,
odpady zo živočíšnej a potravinárskej produkcie,
biologicky rozložiteľné frakcie priemyselného a
komunálneho odpadu.
• Vzniká vďaka slnečnej energii a z energetického
pohľadu slúži ako jej akumulátor, je to
zakonzervovaná energia.
• Vyrábajú sa z nej plyny, oleje, palivá
21. Výhody a nevýhody využitia biomasy
• Výhody: • Nevýhody
• Dá sa ňou energia pomerne • Nízka účinnosť premeny na
jednoducho a dlhodobo skladovať energiu.
• Nízke výrobné náklady. • Z hektára poľa sa dá za rok získať
• Náhrada ropy a zemného plynu biomasa s energetickým obsahom
• 40 až 90 MWh, podľa typu plodiny.
Zníženie odpadov
• To je menej než 1 % slnečného
• Možnosť malých a miestnych žiarenia, ktoré na túto plochu za
prevádzok na výrobu biomasy rok dopadne.
• Ďalšie škody pri spracovaní,
nepriaznivý vplyv na životné
prostredie spaľovaním, ťažbou,
záber pôdy, doprava, odpady..
• Problém s CO2
• Menej poľnohospodárskych
plodín, zvýšenie ich ceny
• Sezónnosť, nutnosť robiť zásoby
22. Perspektívy
• Nájsť nové suroviny a plodiny, zlepšiť
technológie spracovania, pestovať alebo
aj ťažiť z mora riasy, hľadať biologické
suroviny vyrábané baktériami, ktoré
konzumujú cukor.
• Orientovať na túto oblasť bioinžinierstvo.
Lepšie spracovávať každý odpad.
23. Vodná energia
• Voda je na Zemi a v jej atmosfére v neustálom pohybe.
V dôsledku žiarenia zo Slnka sa odparuje z vodných
plôch, vytvára oblaky pary a padá k Zemi vo forme
dažďa alebo snehu.
• Množstvo energie obsiahnutej v zemskom vodnom cykle
je obrovské, ale jej využitie nie je vždy jednoduché.
• Voda je obnoviteľný energetický zdroj, ktorého
využívanie nezaťažuje atmosféru žiadnymi emisiami.
• Dá sa využiť na okamžité pokrytie spotreby energie
(výroba elektriny v prietokovej elektrárni) a je možné ju
využiť aj na uskladňovanie energie (v prečerpávacej
elektrárni, ktorá v čase menšej spotreby "ukladá" energiu
čerpaním vody do zásobnej nádrže nad
turbínami).Potrebný je výškový rozdiel.
24. Využitie energie vody
• Po vyrobení vodnej turbíny na začiatku 19. storočia sa začala rýchlo
presadzovať výroba elektriny v rôznych druhoch vodných elektrární.
• Malé vodné elektrárne môžu výborne dopĺňať iné obnoviteľné energetické
zdroje na lokálnej a regionálnej úrovni, ak sú vhodne a citlivo navrhnuté.
• Veľké vodné diela sú investične náročné a výrazne negatívne ovplyvňujú
životné prostredie a komunity.
• Najnovšie technológie výroby elektriny z vody využívajú energiu morského
prílivu, morských vĺn alebo teplotného rozdielu vody v oceánoch.
• Z týchto druhov vodnej energie len energia morského prílivu nie je
výsledkom aktivity Slnka, ale je spôsobovaná príťažlivou silou Mesiaca.
Pôsobí na vodnú masu a spôsobuje príliv a odliv. To sa využíva v zálivoch,
kde sa zdvíha hladina najvyššie. Táto voda sa uzavrie a pri odlive sa pustí k
turbínam a tak vytvorený rozdiel hladín ich roztočí.
• Energia morských vĺn je priamym dôsledkom sily vetra, ktorý je
spôsobovaný činnosťou Slnka.
25. Výhody a nevýhody
• Obnoviteľný zdroj • Zabezpečiť výškový rozdiel
• Vlastné toky hladín
• Činnosť možno regulovať, teda • Na mieste nádrží je záber
aj zastaviť prietok, meniť pôdy
výkon podľa potreby- • Nebezpečenstvo povodní v
energetické špičky prípade nehôd
• Nádrže sú viacfunkčné/ • Ohrozenie živočíchov a
ochrana pred povodňami, rastlinstva priechodnosťou a
zásobárne vody v čase sucha/ únikom mazadiel, turbínami,
• Neznečisťuje životné eróziou, zmenou okolia krajiny
prostredie • Vysoké investičné náklady
• Možno ich inštalovať v
odľahlých oblastiach
• Nízke prevádzkové náklady
vzhľadom na dlhú životnosť
26. Perspektívy
• Rozširovať vodné nádrže už nie je veľmi
kam, skôr viac prečerpávať ešte do
vyšších polôh a robiť malé vodné
elektrárne ako doplnkové miestne zdroje s
veľkým ohľadom na životné prostredie.
27. Úspora energie tým, že ju nebude treba
vyrobiť
• Energiu šetríme už pri nákupe spotrebičov
• Vyberať spotrebiče podľa energetickej triedy
uvedenej na energetických štítkoch
• A až G energetická trieda/ od najviac po
najmenej úsporné/A+,A++ viac úsporné
• Politické ekologické rozhodnutie
• Zákaz klasických žiaroviek
• 1.9.2009-všetky matné žiarovky a priesvitné od
80 W vyššie
• 1.9.2010-žiarovky nad 65 W
• 1.9.2011-žiarovky nad 45 W
• 1.9.2012- všetky ostatné žiarovky
28. Ako šetriť
• Energiu potrebujeme
• Musíme ňou šetriť, teda znižovať energetickú
náročnosť všetkej činnosti
• Využívať obnoviteľné a alternatívne zdroje podľa
vhodnosti pre región až na jednotlivého
spotrebiteľa
• Úloha pre každého občana/učíme sa to v škole/
• Nahradzovať zastarané zdroje a spotrebiče
efektívnejšími napr.žiarovka-žiarivka-LED
• Minimalizovať negatívny vplyv energetických
zdrojov a spotrebičov na životné prostredie
29. Zdroje
• Stránky na internete druhy energií a ich
úspora
• http://ec.europa.eu/geninfo/legal_notices_
sk.htm
• (zdroj: Wikipedia.org)
• Enviromentální vzdělávaní, výchova,
osvěta SOŠ a SOU Uničov, Moravské
nám.681
30. Environmentálne prínosy
• Lokálne zlepšenie ovzdušia - znižovanie emisií z fosílnych palív
• Ochrana klímy - zníženie globálnych emisií CO2
• Úspory energie
• Využitie miestnych zdrojov
• Využitie obnoviteľných zdrojov
• Sociálne prínosy energetickej sebestačnosti
• Ekonomické prínosy energetickej sebestačnosti
• Tok financií v regióne, príjmy obce z daní právnickych a fyzických osôb a z predaje energie
• Nezávislosť na svetových cenách energie, energetická bezpečnosť
• Priaznivé ceny energie a jej úspora
• Podpora miestnych producentov napr. dreva či iných palív
• Vylúčiť zbytočnú spotrebu energie
• Efektívne využívať existujúcu energiu a nahradiť ju vhodnejšími druhmi energie
• Solárnou energiou ako zdrojom elektriny a tepla
• Drevom na výrobu tepla
• Pestovať a spracovávať biomasu, biopalivá
• Vyrábať elektrinu v bioplynových staniciach, v kogeneračných jednotkách,spracovávať bioodpady
• Veterná energia
• Vodná energia
• Tepelné čerpadlá