Projekt zrealizowany w ramach programu

Prezentacja na temat: "Projekt zrealizowany w ramach programu"— Zapis prezentacji:

1 „Kształcenie w dziedzinie odnawialnych źródeł energii – wymiana doświadczeń kadry edukacyjnej”
Projekt zrealizowany w ramach programu „Uczenie się przez całe życie” – Leonardo da Vinci

2 „Uczenie się przez całe życie – Leonardo da Vinci”.
W dniach od 19 do 25 kwietnia 2009 r. grupa 15 nauczycieli z miast : Kraków, Nowy Sącz, Gorlice i Tychy, uczestniczyła w projekcie pt. „Kształcenie w dziedzinie odnawialnych źródeł energii – wymiana doświadczeń kadry edukacyjnej”. Projekt realizowany został przez Fundację Internationaler Bund Polska we współpracy z Internationaler Bund w Dreźnie, Centrum Kształcenia Praktycznego w Krakowie oraz Zespołem Placówek Kształcenia Zawodowego w Nowym Sączu. Projekt został sfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach programu „Uczenie się przez całe życie – Leonardo da Vinci”.

3 Projekt miał charakter praktyczny (zwiedzanie obiektów energetyki odnawialnej, pomiary laboratoryjne – badanie fotomodułu i montaż miernika mocy promieniowania słonecznego) oraz teoretyczny (wykłady, dyskusje, prezentacje multimedialne).

4 Jednym z celów projektu było zdobycie wiedzy, doświadczenia i umiejętności z zakresu źródeł odnawialnych przydatnych w pracy nauczycielskiej a także dających możliwość zainteresowania tą tematyką instytucji odpowiedzialnych za kształcenie zawodowe czy wizerunek miasta oraz przedsiębiorstw zajmujących się energią odnawialną.

5 W ramach części praktycznej uczestnicy mogli zapoznać się z następującymi obiektami zlokalizowanymi w Dreźnie i okolicach: 1. Elektrownia fotowoltaiczna, 2. Przedsiębiorstwo „Solarwatt” produkujące fotomoduły, 3. „Punkt Energetyczny – Centrum Odnawialnych Źródeł Energii” przy stowarzyszeniu Internationaler Bund (IB), a w nim m.in. : a) instalacja fotowoltaiczna wraz z falownikiem, b) instalacja z wykorzystaniem pompy ciepła, 4. Zespół elektrowni wiatrowych, 5. Dom o niskim zapotrzebowaniu energetycznym (dom pasywny) wyposażony m.in. w instalację kolektorów słonecznych.

6 Zajęcia laboratoryjne służące badaniu fotomodułu polegały na pomiarach prądu i napięcia, obliczeniach mocy i wydajności tego źródła energii oraz wykreśleniu charakterystyki zewnętrznej (prądowo-napięciowej) U = f(I). Montaż miernika mocy promieniowania słonecznego polegał na zlutowaniu elementów tego urządzenia zgodnie z przygotowanym schematem ideowym i montażowym.

7 Energia wiatru - jako darmowe źródło energii

8 Wiatraki jako darmowe źródło energii
# HISTORIA # POTENCJAŁ I WYKORZYSTANIE WIATRU # ASPEKTY EKOLOGICZNE ENERGII WIATRU # BUDOWA GONDOLI ELEKTROWNI WIATROWEJ # RODZAJE ELEKTROWNI WIATROWYCH # Elektrownia wiatrowa 160 kW produkcji NOWOMAG S.A. - POLSKA

9 Historia Wiatr jako darmowe źródło energii i napędu wykorzystywano już w starożytności jako napęd do okrętów. Wraz z rozwojem cywilizacji wiatr zaczęto wykorzystywać na lądzie.

10 Historia Pierwsze silniki wiatrowe wiatraki pojawiły się około 200 lat przed naszą erą w Presji oraz w Chinach.

11 W roku 250 wiatraki dotarły na tereny Imperium Rzymskiego.
Historia W roku 250 wiatraki dotarły na tereny Imperium Rzymskiego. Wiatraki szybko znalazły szerokie i różnorodne zastosowanie: wykorzystywano je do nawadniania pól, z powodzeniem stosowano je również jako napęd żaren mielących zboże

12 na ziemiach polskich (od XIV w), niewielkie wiatraki tzw. „koźlaki”.
Historia W Europie wiatraki pojawiły się ok. VIII w. Około XII w. na terenach Belgii i Francji na ziemiach polskich (od XIV w), niewielkie wiatraki tzw. „koźlaki”.

13 Nieco później powstają duże, 4 skrzydłowe konstrukcje wieżyczkowe,
Historia Nieco później powstają duże, 4 skrzydłowe konstrukcje wieżyczkowe, w których budowie szczególnie wyspecjalizowali się Holendrzy stąd nazwa „holender”.

14 Historia We wczesnym średniowieczu silnik wiatrowy wykorzystano m.in. w młynach prochowych. Równocześnie, mając do dyspozycji „darmową i odnawialną energię”, w niektórych krajach wiatraki zastosowano do osuszenia (pod uprawy) terenów podmokłych. pod koniec XVIII w.,pewien Szkot — zastąpił żagle listewkami, które samoczynnie otwierały się i zamykały,podobnie jak żaluzje.

15 powstała pierwsza turbina wiatrowa o mocy 1 MW. wyposażona w 2 stalowe
Historia W latach 30. XX w. wiatraków powszechnie używano na farmach w Stanach Zjednoczonych do produkcji energii elektrycznej i pompowania wody. W 1941 r. w Vermoncie powstała pierwsza turbina wiatrowa o mocy 1 MW. wyposażona w 2 stalowe łopaty o długości 53 m (każde).

16 1957 r. Na wybrzeżu Gedser w Danii zbudowano elektrownię wiatrową,
Historia 1950 r. Inżynier Johannes Juul, jeden z pierwszych studentów la Coura, jako pierwszy skonstruował siłownię wiatrową z generatorem prądu przemiennego. 1957 r. Na wybrzeżu Gedser w Danii zbudowano elektrownię wiatrową, o mocy 200 kW, której założenia techniczne do dziś są uważane za nowoczesne.

17

18 POTENCJAŁ I WYKORZYSTANIE WIATRU
Elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede wszystkim do produkcji energii elektrycznej. Wiatraki wytwarzające energię mogą być podpięte do sieci energetycznej lub pracować jako zasilanie zakładów, gospodarstw rolnych, domów mieszkalnych. Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują wiatr do pompowania wody, napowietrzania zbiorników itp.

19 POTENCJAŁ I WYKORZYSTANIE WIATRU
Mapa mocy MW wytwarzanych przez elektrownie wiatrowe w poszczególnych krajach Europy

20 POTENCJAŁ I WYKORZYSTANIE WIATRU
Polska należy do krajów średnio zasobnych w energię wiatru. Wykorzystując energię wiatru możemy pokryć 17% zapotrzebowania na energię elektryczną Kraj Potencjał energii wiatru w PJ/rok Polska 36 Dania 97 Szwecja 209 Wielkość potencjału technicznego energii możliwy do pozyskania z energii wiatru w ciągu roku.

21 POTENCJAŁ I WYKORZYSTANIE WIATRU
Odpowiednie warunki do wykorzystania energii wiatru istnieją na 1/3 powierzchni naszego kraju. Według danych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW) na obszarze 60 tys. km2, czyli na około 30% terytorium kraju średnia prędkość wiatru przekracza 4m/s. Poza tym obszarem odpowiednie warunki do lokalizacji farm wiatrowych istnieją na powierzchni 30 tys. km2

22 POTENCJAŁ I WYKORZYSTANIE WIATRU
Aby określić zasobność Polski w energię wiatru opracowano rozpoznanie tego żródła dwuetapowo : I etap - ocena zasobów energii wiatru w skali regionalnej (mezoskali), II etap - ocena zasobów energii wiatru w skali lokalnej uwzględniając warunki topograficzne i szorstkość terenu w tej skali

23 POTENCJAŁ I WYKORZYSTANIE WIATRU
Etap pierwszy jest podstawowym, wiarygodnym przybliżeniem umożliwiającym szacunek zasobów energii w mezoskali. Do oceny zasobów energii wiatru w mezoskali posłużono się użyteczną energią wiatru, która określa dolne ograniczenie prędkości v > 4,0 m/s. Energię wiatru obliczono następującym wzorem:     E = 0,5 * r * v3 * t * 2,778 * 10-7 gdzie: r - gęstość powietrza v - prędkość t - czas.

24 E(siłowni) = E * A, (w kWh / rok)
POTENCJAŁ I WYKORZYSTANIE WIATRU Znając powierzchnię skrzydeł, można już w prosty sposób obliczyć wydajność energetyczną siłowni:   E(siłowni) = E * A, (w kWh / rok) gdzie: E - energia użyteczna wiatru A - powierzchnia zakreślona skrzydłami wirnika, m2 Analiza map energii użytecznej wykazuje przede wszystkim duże zróżnicowanie przestrzenne wielkości tej energii na obszarze kraju

25 POTENCJAŁ I WYKORZYSTANIE WIATRU
Do określenia jej na dowolnej wysokości zastosowano wzór, zgodnie z którym stosunek energii E1 na wysokości Z1 do energii E2 na wysokości Z2 wynosi: E1 / E2 = (Z1 / Z2)3a gdzie: E - energia wiatru w kWh * m2 * rok -1 na wysokościach Z1 i Z2, a - wykładnik potęgowy zależny od szorstkości podłoża, prędkości wiatru, stanu równowagi atmosferycznej i czasu uśredniania prędkości wiatru

26 POTENCJAŁ I WYKORZYSTANIE WIATRU

27

28 Rozmieszczenie wiatraków

29 Rozmieszczenie wiatraków

30 Rozmieszczenie wiatraków
Strona internetowa Polskiego Towarzystwa Energetyki Wiatrowej

31 Opływ ciała stałego strumieniem powietrza
Jeżeli umieścimy płaską płytę w strumieniu powietrza pod kątem  do kierunku ruchu powietrza, to będzie na nią oddziaływać wypadkowa siła P. Silę tą rozkładamy na dwa kierunki: zgodnie z kierunkiem prędkości W nazywamy Px  oraz prostopadłą do niego Pz . Rozkład sił obrazuje poniższy rysunek, natomiast wartości sił obliczmy ze wzorów:

32 Opływ ciała stałego strumieniem powietrza
Pióra posiadają różny profil w płaszczyźnie x - z. Ich kształt projektuję się tak, aby miały mały współczynnik Cx Siły aerodynamiczne dla różnych profilów Współczynniki Cx , Cz dla danego profilu są funkcjami  kąta natarcia alfa. Dane te otrzymuje się na drodze doświadczalnej

33 ASPEKTY EKOLOGICZNE ENERGII WIATRU
Na aspekty ekologiczne trzeba patrzeć globalnie, gdyż zanieczyszczenia atmosfery nie uznają żadnych granic. Dla przykładu emisje uniknięte poprzez wykorzystanie energii wiatru do produkcji 1 TWh energii elektrycznej to około: 5 500     ton SO      ton NOx ton CO    ton pyłów i żużlu

34 Aspekty ekologiczne energii wiatru
Przy omawianiu zalet energii elektrycznej uzyskiwanej z wiatru należy pamiętać o najważniejszej zalecie, o nie wyczerpalności tego źródła. Przy obecnej eksploatacji złóż energii pierwotnej starczą one jeszcze na tyle lat co przedstawiono obok. Jak widać poszukiwanie i stosowanie odnawialnych źródeł energii jest tendencją przyszłościową

35 Aspekty ekologiczne energii wiatru

36 Aspekty ekologiczne energii wiatru
Często zarzuca się elektrowniom wiatrowym, że  szpecą krajobraz, wytwarzają podczas pracy hałas i mogą spowodować nowe nieznane dotąd zagrożenia ekologiczne. Ale są to wady nie mające dużego znaczenia, gdyż można budować elektrownie wiatrowe na obszarach o dużym potencjale energetycznym i małym zaludnieniu. Energia wiatru jest niezależna, powszechnie dostępna i uniezależniona od wymian handlowych między krajami.

37 Budowa gondoli elektrowni wiatrowej
1 - skrzydło wirnika 2 - łopata skrzydła 3 - konstrukcja nośna (gondola) 4 - podpora wirnika (łożysko) 5 - wał napędowy I 6 - skrzynia przekładniowa (3 - stopniowa) 7 - tarcza hamulca 8 - wał napędowy II 9 - prądnica 10 - chłodnica systemu chłodzenia prądnicy i skrzyni przekładniowej 11 - elementy pomiarowe systemu pomiaru wiatru (anemometr, chorągiewka pomiarowa) 12 - układ sterowania 13 - układ hydrauliczny (utrzymanie i kontrola ciśnienia w układzie hamulcowym) 14 - układ naprowadzania na wiatr 15 - łożysko nośne gondoli 16 - pokrywa gondoli 17 - wieża typu tubulama.

38 Budowa gondoli elektrowni wiatrowej
Przy budowie siłowni wiatrowych coraz częściej wykorzystuje się osiągnięcia przemysłu lotniczego. Za przykład może posłużyć konstrukcja polska WE-10 wykonana przez Instytut Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa, w której to zostały adaptowane łopaty ze skrzydeł nośnych śmigłowca Mi2. Do budowy śmigieł wykorzystywane są również różnorodne materiały takie jak np. stal, kompozyt, włóko szklane itp.

39 Budowa gondoli elektrowni wiatrowej
Systemy sterowania w obecnie produkowanych turbinach są bardzo rozbudowane i obejmują: automatyczne naprowadzanie wirnika na wiatr w celu maksymalnego wykorzystania energii wiatru, automatyczną płynną regulacje napięcia i częstotliwości generatora prądu, załączanie i wyłączanie elektrowni, odkręcanie kabli wiązki energetyczno-sygnałowej, współpracę z kompleksem zewnętrznym (monitoring, rozkazy), rejestrację i opracowanie statystyki pracy poszczególnych podzespołów elektrowni, rejestrację tzw. "czarnej skrzynki" dla sytuacji awaryjnych.

40 Budowa gondoli elektrowni wiatrowej
Aby uzyskać sterowanie powyższymi parametrami dokonać pomiaru wielkości takich jak: prędkość wiatru, kierunek wiatru prędkość obrotowa wirnika, prędkość obrotowa generatora, kąt skręcenia kabli, temperatura generatora, temperatura przekładni, napięcie generatora i prądy fazowe, moc przekładni, kąt natarcia łopat krańcówka skręcenia kabli, stycznik główny, stan zużycia hamulców tarczowych przyciski sterujące, sygnały potwierdzeń, wyłącznik.

41 Rodzaje elektrowni wiatrowych
Horizontal Axis Wind Turbines * Turbina wiatrowa o poziomej osi obrotu. * Liczba łopat uzależniona od projektanta. * Zwiększenie łopat powoduje zwiększenie momentu startowego. * Budowane z przekładniami lub bez. Zastosowanie: Napędzanie pomp wodnych (USA)

42 Rodzaje elektrowni wiatrowych
2. Vertical Axis Wind Turbines Turbiny wiatrowe o pionowej osi obrotu. Stanowią niewielki procent. Praktycznie zerowy moment startowy. Przykładem rozwiązania tego problemu jest zdjęcie obok ukazujące wirnik Darrieus'a wyposażony w dwa pomocnicze wirniki Savoniusa. Jest to dość nietypowe rozwiązanie - zwykle do tego celu wykorzystuje się silnik elektryczny.     W laboratoriach SANDIA NATIONAL LABORATORIES (USA) opracowano konstrukcję nazwaną EHD co można przetłumaczyć jako zwiększony stosunek wysokości do średnicy. Wiatrak ze zmodyfikowanym wirnikiem Darrieusa o stosunku wysokości do średnicy 2,8 i średnicy 17 m dawał moc 300 kW.

43 Rodzaje elektrowni wiatrowych
3. Turbiny o osi poziomej wyposażone w dyfuzor Zwiększenie prędkości obrotowej przy zwężeniu tunela. Zwężający się wlot powoduje wzrost prędkości przepływu przed wirnikiem, a szczelina w dyfuzorze która znajduje się za wirnikiem powoduje dodatkowo powstanie strefy podciśnienia powodując dodatkowo przyrost prędkości przepływu powietrza przez wirnik. Komercyjne rozwiązanie o nazwie Maxi Vortec ma 54 m średnicy wirnika i daje 3,5 MW energii. Daje to ok 1,5kW/m2 co jest bardzo wysokim współczynnikiem. Prędkość obrotowa wirnika wynosi 27 obr./min. , przekładnia 45:1 (!).

44 Elektrownia wiatrowa 160 kW produkcji NOWOMAG S.A. - POLSKA
Rodzaje elektrowni wiatrowych Elektrownia wiatrowa 160 kW produkcji NOWOMAG S.A. - POLSKA Elektrownia ta jest produktem NFUG "NOWOMAG" S.A. w Nowym Sączu. Dane dotyczące tej elektrowni wiatrowej zaczerpnięte zostały z materiałów informacyjnych. Elektrownia taka działa w miejscowości Wrocki koło Brodnicy. Opisywana elektrownia wiatrowa jest największą konstrukcją (pod względem mocy) produkowaną w Polsce i w pełni opracowaną przez polski zespół inżynierów. W swojej jakości nie ujmuje produktom świtowych klas. Jej nowoczesność określa w pełni zautomatyzowana obsługa dzięki elektronicznym sterownikom opracowanym specjalnie dla tej elektrowni

45 Elektrownia wiatrowa 160 kW produkcji NOWOMAG S.A. - POLSKA
Rodzaje elektrowni wiatrowych Elektrownia wiatrowa 160 kW produkcji NOWOMAG S.A. - POLSKA Podstawowe parametry techniczne:

46 Elektrownia wiatrowa 160 kW produkcji NOWOMAG S.A. - POLSKA
Rodzaje elektrowni wiatrowych Elektrownia wiatrowa 160 kW produkcji NOWOMAG S.A. - POLSKA

47 Elektrownia wiatrowa 160 kW produkcji NOWOMAG S.A. - POLSKA
Rodzaje elektrowni wiatrowych Elektrownia wiatrowa 160 kW produkcji NOWOMAG S.A. - POLSKA

48 Elektrownia wiatrowa 160 kW produkcji NOWOMAG S.A. - POLSKA
Rodzaje elektrowni wiatrowych Elektrownia wiatrowa 160 kW produkcji NOWOMAG S.A. - POLSKA

49 Elektrownia wiatrowa 160 kW produkcji NOWOMAG S.A. - POLSKA
Rodzaje elektrowni wiatrowych Elektrownia wiatrowa 160 kW produkcji NOWOMAG S.A. - POLSKA

50 Rodzaje elektrowni wiatrowych
Dane techniczne:

51 Przykładowe rozwiązania elektrowni wiatrowych w Niemczech

52

53

54

55

56

57

58

59

60 FOTOWOLTAIKA FOTOWOLTAIKA

61 SPOSOBY WYKORZYSTYWANIA ENERGIII SŁONECZNEJ
Jednym ze sposobów wykorzystywania energii promieniowania słonecznego jako źródła energii odnawialnej jest zastosowanie tzw. „baterii słonecznych” do wytwarzania napięcia, a w rezultacie prądu zasilającego odbiorniki energii elektrycznej. „Słoneczne” systemy zasilania budowane są na bazie modułów fotowoltaicznych, których zasada działania zostanie omówiona poniżej. Technologia produkcji modułów fotowoltaicznych została opracowana w latach 50-tych XX wieku w laboratoriach firmy Bell w USA. Obecnie urządzenia do przetwarzania energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną stosowane są na całym świecie. Najczęściej spotykane zastosowania to: zasilanie budynków wolnostojących znajdujących się poza zasięgiem sieci energetycznej (instalacje zwane „wyspowymi”), zasilanie domków letniskowych, a także przyczep campingowych, produkcja energii w niedużych elektrowniach słonecznych w celu odsprzedaży energii do sieci energetycznej, zasilanie urządzeń telekomunikacyjnych, sygnalizacyjnych oraz automatyki przemysłowe, zasilanie drobnych urządzeń przenośnych stosowanych na wolnym powietrzu.

62 1.) Zasada działania ogniwa fotowoltaicznego
W ogniwie wykorzystuje się półprzewodnik (np. krzem) i zjawiska występujące w przypadku występowania złącza P –N (positive-negative). W tego typu strukturze występuje pole elektryczne. Jeśli na ogniwo pada światło słoneczne, powstaje para nośników o przeciwnych ładunkach elektrycznych: elektron – dziura, które następnie zostają rozdzielone na powierzchnie zewnętrzną i wewnętrzną ogniwa przez pole elektryczne. Pole elektryczne powstaje na skutek implantacji krzemu krystalicznego atomami np. fosforu-typ N lub boru-typ P. Powstające pod wpływem padania promieni słonecznych napięcie na okładkach ogniwa, może być następnie wykorzystane do zasilania prądem określonego odbiornika. Rysunek nr 1 przedstawia przekrój krzemowego, krystalicznego ogniwa słonecznego.

63 2.) Budowa paneli ogniw słonecznych
Z pojedynczych omawianych powyżej modułów konstruowane są panele O różnych rozmiarach w zależności od potrzeb Na rys. 2a przedstawiony jest pojedynczy moduł fotowoltaiczny, na rysunku 2b zestawiony z pojedynczych modułów panel.

64 Panele złożone z modułów fotowoltaicznych umieszcza się np
Panele złożone z modułów fotowoltaicznych umieszcza się np. na dachach domów wybierając tą cześć dachu, która w ciągu roku jest najdłużej nasłoneczniona. Istotny jest także kąt nachylenia paneli, który powinien być tak dobrany, aby promienie słoneczne jak najdłużej padały w miarę prostopadle do ich powierzchni. Zdjęcia pokazują przykładowe instalacje paneli fotowoltaicznych na konkretnych budynkach.

65 Fotografie nr 2 i 3 przedstawiają instalację złożoną z paneli fotowoltaicznych na dachu Muzeum Higieny w Dreźnie (tzw. Elektrownia Obywatelska)

66 3.) Kryteria doboru miejsca umieszczania paneli fotowoltaicznych, a także kąta pod jakim powinny one być mocowane Rysunki 3a i 3b pokazują przykładowe nachylenie paneli w Sydney.

67 Przy podejmowaniu decyzji o instalacji paneli fotowoltaicznych należy wziąć pod uwagę różną ilość promieniowania słonecznego dla rozmaitych obszarów kraju. Rysunek 4 pokazuje całkowitą ilość napromieniowania słonecznego dotyczącą określonych obszarów Polski.

68 Rysunek 5 przedstawia średnie roczne napromieniowanie słoneczne określonych obszarów Niemiec. Z mapy wynika, że instalacje fotowoltaiczne będą bardziej efektywne w Bawarii niż na północy Niemiec.

69 4.) Praktyczne zastosowanie źródeł napięcia fotowoltaicznego
Rysunek 6 przedstawia wykorzystanie napięcia fotowoltaicznego do ładowania akumulatora. Prąd z akumulatora może zasilać konkretny odbiornik prądu stałego. Rysunek 7 pokazuje przypadek z zastosowaniem przetwornika prądu stałego na prąd zmienny z możliwością wysłania prądu do sieci energetycznej. Ilość wysyłanego prądu mierzona jest przy pomocy odpowiedniego licznika.

70 W instalacjach nie podłączonych do sieci energetycznej (tzw
W instalacjach nie podłączonych do sieci energetycznej (tzw. „wyspowych”) stosujemy urządzenia przetwarzające prąd z ładowanego akumulatora na prąd zmienny (rys. 6). Standardowe napięcie na wyjściu urządzeń dostosowane jest do napięcia zasilania odbiorników stosowanych w gospodarstwie domowym (230 woltów). Umieszczone poniżej zdjęcia nr 4 i 5 pokazują jak wyglądają tego typu urządzenia.

71 Rysunek 8 przedstawia schemat instalacji fotowoltaicznej nie podłączanej do sieci energetycznej. Znajduje ona zastosowanie w przypadku budynków znacznie oddalonych od takiej sieci lub wtedy, kiedy dostęp do nich jest utrudniony.

72 Prowadzone są próby zasilania z ogniw fotowoltaicznych różnych urządzeń wymagających dopływu prądu. Poniższe zdjęcia pokazują zastosowanie takich ogniw w celu dostarczenia dodatkowej energii elektrycznej do instalacji samochodowej.

73 5.) Perspektywy rozwoju fotowoltaiki
W porównaniu z innymi odnawialnymi źródłami energii fotowoltaika ma potencjał zdolny pokryć całkowite zapotrzebowanie ludzkości na energię elektryczną. Ponadto, fotowoltaika uznawana jest za najbardziej przyjazna środowisku technologię wytwarzania energii elektrycznej. Pozyskiwaniu energii elektrycznej z baterii słonecznych nie towarzyszą emisje szkodliwych substancji. Wadą systemów fotowoltaicznych są natomiast: nadal znaczne koszty produkcji ogniw, a także całych instalacji potrzebnych do korzystania z wytwarzanej przy ich pomocy energii elektrycznej. Dlatego też systemy fotowoltaiczne stosuje się obecnie głównie w miejscach, gdzie nie ma zainstalowanych sieci energetycznych. Prowadzone w Europie i na świecie badania idą w kierunku zwiększenia wydajności ogniw fotowoltaicznych, a także zmniejszenia kosztów związanych z ich produkcją Ważną perspektywę stanowi zastosowanie w produkcji ogniw materiałów organicznych (dotychczas najszerzej stosowano krzem) ze względu na niski koszt wytwarzania i instalacji. Zaletą ogniw wytwarzanych z tych materiałów jest lekkość, elastyczność i giętkość co stwarza nowe możliwości zastosowania ich w praktyce Możemy się spodziewać, że już w niedalekiej przyszłości systemy fotowoltaiczna pojawią się na fasadach i dachach domów. Według prognoz ceny energii elektrycznej wytworzonej przez systemy fotowoltaiczne już w roku 2020 mogą osiągnąć poziom cen energii wytwarzanej w elektrowniach konwencjonalnych. Jeśli jednak koszty produkcji tych ogniw zmaleją może stać się to znacznie wcześniej.

74

75 GEOTERMIA

76 1.Zarys historyczny. 2.Geotermia a inne źródła energii odnawialnej. 3. Zasoby geotermalne Polski i Niemiec. 4.Uwarunkowania prawne w Polsce i Unii Europejskiej w zakresie wykorzystania geotermii. 5. Wykorzystanie źródeł niskotemperaturowych – pompy ciepła.

77 Dziękujemy za uwagę! Zarys historyczny.
Wiek XIX charakteryzował się wykorzystaniem głównie węgla i pary, wiek XX był wiekiem wykorzystania ropy naftowej, gazu oraz energii jądrowej natomiast wiek XXI będzie wiekiem odnawialnych źródeł energii oraz wykorzystanie wodoru. Rozważając zasoby energetyczne oraz możliwości ich wykorzystania Polska posiada duże zasoby geotermalne określane jako kilkakrotnie większe niż mają nasi sąsiedzi (porównywalne zasoby ma tylko Ukraina). Ponadto zasoby wód geotermalnych w Polsce są dobrze udokumentowane i dokonano tego przy okazji poszukiwań gazu ziemnego. Dziękujemy za uwagę!

78 Geotermia a inne źródła energii odnawialnej.
Energię geotermalną dzielimy na : wysokotemperaturową (umożliwia bezpośrednie wykorzystanie ciepła ziemi w obiegu otwartym). Może być wykorzystana bezpośrednio w ciepłownictwie, rolnictwie, rekreacji itp.). Wykorzystanie tego typu energii wiąże się z dużymi nakładami finansowymi dlatego wykorzystanie nie jest powszechne (niedostępne dla drobnych inwestorów) niskotemperaturową (wymaga stosowania pomp ciepła jako urządzenie podwyższające temperaturę nośnika ciepła). Wykorzystanie tego typu energii może być dostępne dla każdego przeciętnego inwestora.

79 Wykorzystanie energii odnawialnej a szczególne geotermalnej aby było znaczące musi być na obecnym etapie współfinansowane ze środków przeznaczonych na rozwój. Udział geotermii w produkcji ciepła użytkowego na tle innych odnawialnych źródeł energii w Uni Europejskiej w 2000 roku wynosił około 1.5 % natomiast prognozuje się w roku 2010 wzrost do 2.7% ,2020 do 3.1 % (źródło EREC2 –Renouvelable energet in Europe 20% by 2020 – raport). Można jednak stwierdzić że Polska posiada szczególnie duże zasoby wód geotermalnych wysokotemperaturowych oraz jest to stabilne źródło energii ( niezależne od nasłonecznienia, wiatru czy zasobów biogazu).Natomiast nie posiadamy złóż wody bardzo gorącej oraz pary przydatnej do produkcji energii elektrycznej. Ogólne prognozy europejskie prognozują szybsze wzrosty produkcji energii w oparciu o biomasę czy też wiatr i energię słoneczną niż geotermię.

80 Zasoby geotermalne Polski i Niemiec

81 Zasoby geotermalne Polski
W naszym kraju istnieją bogate złoża energii geotermalnej i ze wszystkich odnawialnych źródeł energii posiada ona największy potencjał techniczny. Możliwości wykorzystania wód geotermalnych wysokotemperaturowych występują na ponad 60 % powierzchni kraju i tereny występowania pokrywają się z aglomeracjami o dużym zagęszczeniu. Na obecnym etapie rozwoju ekonomiczne jest wykorzystanie zasobów geotermalnych na głębokości do 2000 metrów o temperaturze ponad 65 stopni i zasoleniu mniejszym niż 30 g/l. Główne rejony występowania wód geotermalnych w Polsce to: w rejon miast wielkopolski (głębokość występowania 1600 do 2200 m – temperatura 50 do 90 stopni), na Podhalu (głębokość zalegania 2300 do 3550m – temperatura 80 do 96 stopni), na Pomorzu Zachodnim (głębokość 1600 do 2200m – temperatura 50 do 90 stopni). W rejonach tych mogą być wytwarzane znaczne moce cieplne a więc wykorzystanie może być ekonomicznie uzasadnione.

82 Ujęcie Bańska PGP-1 o rekordowym wypływie 550m3/h – zdjęcie z art
Ujęcie Bańska PGP-1 o rekordowym wypływie 550m3/h – zdjęcie z art. ”Geotermia –gorący temat” Państwowy Instytut Geologiczny

83 Zasoby geotermalne Niemiec.
Zasoby geotermalne Niemiec w wody wysokotemperaturowe są znacznie mniejsze niż Polski. Natomiast zajmują drugie miejsce w Europie (po Szwecji) pod względem mocy zainstalowanej pompach ciepła. Rozwojowi rynku pomp ciepła sprzyja powszechny system wsparcia finansowego jak również dopracowanie technologiczne instalacji.

84 Zasoby geotermalne Europy wg: http://www. geni

85 Uwarunkowania prawne w Unii Europejskiej i Polsce w zakresie geotermii.
Brak jest obecnie uregulowań prawnych odnoszących się geotermii a szczególności geotermii niskotemperaturowej. Tworzona jest obecnie polityka mówiąca o wykorzystywaniu odnawialnych źródeł energii i ich procentowym udziale w rynku paliw. Obowiązek sporządzania charakterystyki energetycznej budynków może także przyczynić się do wykorzystania odnawialnych źródeł energii w tym pomp ciepła. Główną siłą napędową rozwoju wykorzystania odnawialnych źródeł energii w tym geotermii mogą jest dążenie UE do mniejszego uzależnienia się od ropy i gazu oraz ochrona środowiska naturalnego. Obecne dofinansowania do wykorzystania geotermii często zależą od lokalnych programów i uwarunkowań.

86 Wykorzystanie źródeł niskotemperaturowych – pompy ciepła.
Nazwa „pompa ciepła” powstała przez analogię do „pompy hydraulicznej”. Działanie pompy ciepła jest analogiczne jak działanie lodówki sprężarkowej tylko wykorzystanie jest odwrotne. Czynnik roboczy (freon, amoniak lub sprężony dwutlenek węgla) odparowuje w parowniku znajdującym się w środowisku z którego pobieramy ciepło (gleba, woda w studni i.t.p.) następnie jest sprężany i skraplany w skraplaczy gdzie oddaje ciepło. Czynnik roboczy kierowany jest w obiegu zamkniętym z powrotem do parownika.

87 Innym przykładem wykorzystania wód geotermalnych oraz ciepła z gruntu i powietrza z wykorzystaniem pomp ciepła. Współczynnik efektywności pomp ciepła wynosi około tzn. że około 70 % energii pochodzi z dolnego źródła a 30 % z sieci elektrycznej

88 Schemat poglądowy pompy ciepła (źródło „Wikipedia”)
skraplacz zawór dławiący parownik sprężarka

89 Wykorzystanie wód głębinowych.
Przykłady wykorzystania pomp ciepła (źródło Wykorzystanie wód głębinowych.

90 Przykłady wykorzystania pomp ciepła (źródło www.ekoterm.net)
Gruntowa instalacja pozioma.

91 Gruntowa instalacja pionowa.
Przykłady wykorzystania pomp ciepła (źródło Gruntowa instalacja pionowa.

92 Leonardo da Vinci Program Leonardo da Vinci jest jednym z czterech głównych programów sektorowych programu Unii Europejskiej Uczenie się przez całe życie, obok takich programów jak Comenius, Erasmus, Grundtvig. Program Leonardo da Vinci promuje innowacyjne podejścia do edukacji i doskonalenia zawodowego, w taki sposób, aby systemy kształcenia jak najpełniej odpowiadały potrzebom rynku pracy. Program wspiera także mobilność pracowników na europejskim rynku pracy, aby absolwenci i pracownicy zdobywali nowe kwalifikacje w czasie staży i praktyk zawodowych oraz doskonalili swoje umiejętności według nowoczesnych standardów. Niezwykle ważne jest przy tym kształtowanie otwartości i wrażliwości międzykulturowej, nauka języków obcych oraz umiejętności adaptowania się do warunków życia i pracy w różnych krajach europejskich. 

93 Leonardo da Vinci W ramach Programu Leonardo da Vinci realizowane są trzy rodzaje działań – projekty mobilności (staże i wymiany doświadczeń), projekty partnerskie oraz projekty wielostronne. Projekty staży zagranicznych obejmują projekty: - Praktyk zawodowych dla młodzieży uczącej się - IVT (Placements for People in Initial Vocational Training), - Staży zawodowych dla absolwentów, osób pracujących i poszukujących pracy - PLM (Placements for People on Labour Market). Cele projektów stażowych: Wspieranie uczestników działań szkoleniowych w zdobywaniu i wykorzystywaniu wiedzy, umiejętności i kwalifikacji w nowym środowisku zawodowym, aby ułatwiać im dalszy rozwój osobisty. Umożliwienie uczestnikom poznania środowiska zawodowego, organizacji i kultury pracy w innym kraju, zachęcanie do otwartości i współpracy, wspieranie zdolności adaptacyjnych oraz uwrażliwienie na różnice mentalne i kulturowe.

94 Leonardo da Vinci Projekty wymiany doswiadczen VETPRO sa to wyjazdy zagraniczne osób odpowiedzialnych za kształcenie i szkolenie zawodowe i/lub rozwój zasobów ludzkich w instytucjach szkoleniowych i przedsiebiorstwach w celu transferu ciekawych rozwiazan oraz doskonalenia i modernizacji metod/praktyk w zakresie kształcenia zawodowego. Maja na celu zarówno osobisty rozwój zawodowy uczestników, jak i poprawe systemów kształcenia i szkolenia zawodowego przez wprowadzanie nowych rozwiazan w instytucji wysyłajacej. Cele projektów VETPRO: - Wspieranie uczestników w kształceniu i przyszłych działaniach szkoleniowych, w zdobywaniu i wykorzystywaniu wiedzy, umiejetnosci i kwalifikacji, aby ułatwiac rozwój osobisty w kontekscie zawodowym. - Wspieranie w doskonaleniu jakosci i innowacji w kształceniu zawodowym, w systemach kształcenia zawodowego, instytucjach i popularyzowanie dobrych praktyk.

95 Instytucje i organizacje zaangażowane w realizację projektu Internationaler Bund Polska – wnioskodawca Internationaler Bund e.V. w Dreźnie Centrum Kształcenia Praktycznego w Krakowie Zespół Placówek Kształcenia Zawodowego w Nowym Sączu

96 Internationaler Bund Polska
Ul. Bronowicka 42, Kraków, Fundacja Internationaler Bund (IB) Polska z siedzibą w Krakowie została założona przez stowarzyszenie Internationaler Bund Freier Träger der Jugend-, Sozial- und Bildungsarbeit z siedzibą we Frankfurcie nad Menem. Zarejestrowana została w 2005 roku. Fundacja stara się budować symboliczne „pomosty” pomiędzy polskimi i niemieckimi organizacjami i instytucjami, bazując przy tym w dużej mierze na wieloletnich doświadczeniach fundatora. We współpracy z partnerem niemieckim Fundacja przygotowuje projekty w zakresie edukacji młodzieży i dorosłych, kształcenia zawodowego i wymiany międzynarodowej, których beneficjentami są zarówno młodzi ludzie: uczniowie, bezrobotni absolwenci, jak i osoby dorosłe: czynne zawodowo, pogłębiające swoją wiedzę i doświadczenie oraz osoby, szukające możliwości powrotu na rynek pracy poprzez podnoszenie kwalifikacji. Fundacja Internationaler Bund Polska od kilku lat realizuje różnego rodzaju projekty, które mają na celu integrację zawodową młodzieży i dorosłych oraz podnoszenie kwalifikacji zawodowych osób zatrudnionych w instytucjach rynku pracy i odpowiedzialnych za edukację zawodową. Fundacja zorganizowała i wyposażyła w Tychach (2007 rok) warsztaty krawieckie w których realizowała kursy zawodowe dla osób bezrobotnych oraz realizuje przyuczenie do zawodu dla uczennic gimnazjum dla dorosłych/OHP. Natomiast w ramach programu Leonardo da Vinci zorganizowane zostały w Niemczech staże zawodowe dla bezrobotnych absolwentów oraz programy wymiany dla doradców zawodowych i nauczycieli zawodu z Tychów, Chorzowa, Mysłowic i Wodzisławia Śląskiego. W grudniu 2008 roku Fundacja uzyskała status Centrum Integracji Społecznej w Tychach (Decyzja Wojewody Śląskiego nr PS/IXa/9051/2/08). CIS rozpoczął działalność 1 kwietnia roku.

97 Internationaler Bund e.V. – oddział w Dreźnie
Stowarzyszenie Internationaler Bund w Niemczech jest jedną z największych organizacji pozarządowych działających w sektorze oświatowym i socjalnym. IB został założony w roku 1949 jako niezależna organizacja ponadpartyjna i ponadwyznaniowa. Opieka, kształcenie i „budowa mostów” między ludźmi to motywy przewodnie jakimi kieruje się IB udzielając pomocy i wsparcia ponad dzieci, młodzieży i dorosłych w planowaniu ich życia prywatnego i zawodowego. Stowarzyszenie IB posiada na terenie Niemiec 700 ośrodków, w których pracuje ok pracowników realizujących projekty z ponad 20 krajami na całym świecie. IB podzielone jest na 16 oddziałów regionalnych. Stowarzyszenie Internationaler Bund, Oddział w Dreźnie realizuje cele poprzez m.in. kształcenie zawodowe, przekwalifikowanie oparte o nowoczesne metody oraz indywidualizację, zwłaszcza osób defaworyzowanych, wsparcie opiekuńczo- wychowawcze, psychologiczno-pedagogiczne, działania integracyjne. IB VB Drezno prowadzi "Punkt Energetyczny- Centrum Odnawialnych Źródeł Energii"- centrum edukacyjne i eksperymentalne dla uczniów, nauczycieli oraz osób zainteresowanych tą tematyką. IB realizuje w tej dziedzinie projekty międzynarodowe, szkolenia dla nauczycieli, zajęcia dla uczniów szkół średnich, jak również zajęcia ekologiczne dla dzieci i młodzieży.

98 Centrum Kształcenia Praktycznego w Krakowie
Centrum Kształcenia Praktycznego w Krakowie powstało w 1996 roku. Wraz z podobnymi instytucjami w innych miastach, tworzy na terenie Polski sieć placówek edukacyjnych, udostępniających pracownie zawodowe oraz wykwalifikowaną kadrę, zarówno młodzieży jak i osobom dorosłym, dla potrzeb edukacji zawodowej. CKP w Krakowie prowadzi działalność edukacyjną w trzech branżach: mechanice/mechatronice, elektryce/elektronice, budownictwie. Do Centrum trafia młodzież, której umożliwia się odbycie zajęć praktycznych w nowocześnie wyposażonych pracowniach pod okiem wysoko wykwalifikowanej i doświadczonej kadry. Centrum ma w swojej ofercie kursy zawodowe przeznaczone dla osób dorosłych, które chcą zdobyć lub poszerzyć swoje umiejętności zawodowe. Także nauczyciele przedmiotów zawodowych, korzystając z pomocy CKP, mogą podnieść swoje kwalifikacje. Centrum umożliwia zdobycie państwowych certyfikatów potwierdzających nowe uprawnienia i kwalifikacje. Nauczyciele Centrum są uprawnieni do przeprowadzania egzaminów zawodowych w 21 zawodach (akredytacja Okręgowej Komisji Egzaminacyjnej).

99 Zespół Placówek Kształcenia Zawodowego w Nowym Sączu
Zespół Placówek Kształcenia Zawodowego został powołany do życia 1 września 2007r. w wyniku połączenie Centrum Kształcenia Praktycznego (CKP) i Ośrodka Dokształcenie i Doskonalenia Zawodowego (ODiDZ). Jako samodzielna placówka funkcjonujemy już od ponad 10 lat. Zespół Placówek Kształcenia Zawodowego jest bazą dla zajęć praktycznych, specjalistycznych i praktyk dla kilkunastu szkół regionu nowosądeckiego. Zadania ZPKZ to m.in.: organizowanie zajęć praktycznych i laboratoryjnych dla uczniów i słuchaczy szkół zawodowych, zasadniczych, średnich i policealnych, dla kierunków elektronicznych, informatycznych, mechanicznych i elektrycznych. Dla osób dorosłych ZPKZ organizuje kursy podwyższające kwalifikacje, specjalistyczne doskonalenie nauczycieli, jak również prowadzi poradnictwo zawodowe i przeprowadza egzaminy z nauki zawodu. ZPKZ współpracuje z Urzędami Pracy w zakresie dokształcania i przekwalifikowania osób bezrobotnych oraz z Wojewódzkim Ośrodkiem Metodycznym w zakresie doskonalenia nauczycieli zawodowych. W roku 2006 ZPKZ (wówczas CKP) był partnerem IB Polska w projekcie stażu dla młodzieży „Elektronik – zawód z przyszłością”. ZPKZ dokłada wszelkich starań, aby uczniowie mogli zdobyć kwalifikacje odpowiadające wymogom rynku pracy oraz poszerzać swoją ofertę edukacyjną.