Odnawialne źródła energii Nowoczesne technologie Prezentacja dla uczniów klas II-III gimnazjum i klasy I liceum Aleksandra Rybnikow dla Narodowej Fundacji Ochrony Środowiska

Energie odnawialne to takie, których źródła są niewyczerpane i których eksploatacja powoduje możliwie najmniej szkód w środowisku.

Dlaczego energie odnawialne? Alternatywa dla energii kopalnych Zmniejszenie emisji gazów Energia zgodna z ideą zrównoważonego rozwoju Szansa na dostęp do elektryczności dla ponad 2 miliardów ludzi na terenach gdzie nie ma innych źródeł energii

Dzięki nowoczesnym technologiom można coraz efektywniej wykorzystywać naturalny potencjał energetyczny. Rozwój technologii to również spadek kosztów produkcji energii i niezależność energetyczna państw.

Istnieje pięć grup energii odnawialnych Wodna Biomasy Geotermalna Wiatru Słoneczna Udział procentowy w światowej produkcji en. odnawialnych: 92,5 5,5 1,5 0,5 0,05

Energia wody Woda pokrywa aż trzy czwarte naszej planety. Od dawna znajdowała zastosowanie w domach, rolnictwie, przemyśle czy transporcie. Dziś stanowi również jeden z największych potencjałów energetycznych.

Technologie tradycyjne Energia spadku wody Energia mechaniczna wody wprawia w ruch turbinę i za pomocą alternatora przekształcana jest w energię elektryczną. Moc zależy od wysokości spadku wody i od przepływu.

Technologie przyszłości Energia pływów morskich Woda wlewając/wylewając się ze zbiorników podczas przypływu/odpływu porusza turbiny produkując energię. zdjęcie: elektrownia pływowa, źródło: www.ise.pl

Technologie przyszłości Energia prądów morskich Umieszczone pod woda turbiny napędzane są energią prądów morskich. Produkowana energia elektryczna transportowana jest podwodnym kablem do sieci na lądzie. źródło: www.ifremer.fr, MCT Ltd

Technologie przyszłości Energia termiczna mórz Ciepła woda (ok. 25°C) zasysana z powierzchni morza przekazuje ciepło cieczy o niskiej temp. wrzenia (np.amoniak) i zamienia ją w parę. Para wprowadza w ruch turbogenerator a następnie odprowadzana jest do kondensa- tora chłodzonego wodą z głębi morza (ok. 2-5°C) gdzie ulega skropleniu. Wytworzona energia elektryczna doprowadzana jest do lądu kablami. zdjęcie: próbny projekt " Sagar Shakti " we współpracy indyjsko-japońskiej, 2000, źródło: www.ifremer.fr

Technologie przyszłości Energia fal morskich Energia fal morskich przekształcana jest w energię elektryczną. W zależności od systemu działania można wyróżnić elektrownie hydrauliczne, mechaniczne, pneumatyczne i indukcyjne. Problem stanowi wysokość fal zależna od wiatru. źródło: www.ifremer.fr, OPD Ltd

Energia wody W A D Y Z A L E T Y nie zanieczyszcza środowiska (brak odpadów, emisji gazów) łatwe gromadzenie energii długi czas działania instalacji wzrost retencji (zbiorniki) W A D Y ingerencja w środowisko naturalne (duże elektrownie) – erozja, zamulenie zmiana/zniszczenie naturalnych siedlisk wysokie koszty instalacji zależność od opadów nie wszędzie dostępna

Biomasa Biomasa to materia pochodzenia organicznego. Jej energię możemy wykorzystywać spalając ją, rozkładając lub przekształcając chemicznie.

zdjęcie, źródło: www.fnh.org Biomasa - spalanie Spalając materię organiczną uzyskujemy energię cieplną, która może posłużyć do produkcji energii elektrycznej. Używa się do tego najczęściej odpadów drewna, słomy, niektórych odpadów domowych, rolniczych i przemysłowych. Ilość emitowanego CO2 w wyniku spalania jest równa jego asymilacji przez okres wzrostu rośliny. zdjęcie, źródło: www.fnh.org

Biomasa – przemiany chemiczne Niektóre uprawy takie jak np. rzepak, wierzba, trzcina cukrowa, kukurydza, czy niektóre zboża mogą być przekształcone w biopaliwa.

zdjęcie: beztlenowa fermentacja komorowa, Biomasa – fermentacja W wyniku fermentacji materii organicznej (np. odchodów zwierzęcych, odpadów komunalnych) otrzymujemy m.in. metanol, etanol i biogaz, wykorzystywane jako paliwo lub do produkcji energii. zdjęcie: beztlenowa fermentacja komorowa, źródło:www.cieplej.pl

Biomasa Z A L E T Y duży potencjał techniczny (dostępność ziemi uprawnej) w niektórych regionach utylizacja niektórych odpadów i ścieków zagospodarowanie i wykorzystanie terenów pod uprawy W A D Y konieczność prowadzenia uprawy zajmowanie pod uprawę terenów cennych przyrodniczo spalanie – wydzielanie szkodliwych substancji jałowienie gleb

Energia geotermalna W niektórych skałach, na pewnych głębokościach krąży energia w postaci pary wodnej lub gorącej wody. Ta cieplna energia wnętrza Ziemi może być wykorzystana w sposób bezpośredni lub pośredni.

Energia geotermalna Gejzery Zebrana gorąca woda gejzerów (samoistnie wyrzucana na powierzchnię ziemi) może być wykorzystana bezpośrednio do ogrzewania lub do produkcji elektryczności. zdjęcie, źródło: wyprawy.onet.pl

Elektrownia geotermalna Tam, gdzie ciepła woda znajduje się na większej głębokości wykonuje się odwierty i pompuje wodę na powierzchnię. Wodę, która oddała już swoje ciepło wtłacza się z powrotem innym odwiertem. Para wodna może jednocześnie napędzać turbiny i produkować elektryczność. zdjęcie, źródło: www.isafold.de

Energia geotermalna W A D Y Z A L E T Y czyste źródło energii nie wszędzie dostępna droga instalacja trudne technicznie utrzymanie uwalnianie radonu i siarkowodoru

Energia wiatru Wiatrak, wynaleziony około I w.p.n.e. i używany do mielenia zboża lub pompowania wody, znajduje dzisiaj, choć w innej postaci, zastosowanie w elektrowniach wiatrowych.

Technologie tradycyjne Turbina wiatrowa Energia kinetyczna wiatru (minimum 15 km/h) powoduje ruch obrotowy turbiny i produkcję elektryczności. Zasada podobna do tej w rowerowym dynamo. zdjęcie, źródło: www-esigec.univ-savoie.fr

Energia wiatru Z A L E T Y W A D Y czyste źródło energii hałas możliwość wykorzystania w gospodarstwach oddalonych od innych źródeł energii W A D Y hałas ingerencja w krajobraz zależność od pogody dość wysoki koszt budowy zakłócanie fal radiowych i telewizyjnych zagrożenie dla ptaków i innych gatunków migrujących

Energia Słoneczna Pasywną energię słoneczną można wykorzystywać bezpośrednio do ogrzewania budynków o nowoczesnej konstrukcji. Technologia pozwala także przekształcać energię słoneczną w ciepło lub w energię elektryczną.

Technologie tradycyjne Kolektor słoneczny termiczny Kolektor termiczny (inaczej niskotemperaturowy <100°C lub płaski) przekształca energię słoneczną w ciepło. W szczelnie zamkniętej instalacji kolektora absorbery wychwytują energię słoneczną i oddają ciepło znajdującej się w niej cieczy. Kolektory te znajdują zastosowanie w instalacjach grzewczych i do produkcji ciepłej wody. zdjęcie, źródło: http://fr.wikipedia.org/wiki/Panneau_solaire

Technologie tradycyjne Kolektor słoneczny fotowoltaiczny W odróżnieniu od kolektora termicznego, kolektor fotowoltaiczny przekształca energię słoneczną w elektryczną. Kolektor składa się z półprzewodnikowych złączy zawierających elektrony. Wzbudzone przez promieniowanie słoneczne elektrony przemieszczając się produkują elektryczność. zdjęcie, źródło: www.energierenouvelable-direct.com

Technologie przyszłości Piec słoneczny – kolektor skupiający Kolektor skupiający, inaczej wysokotemperaturowy>100°C, to ogromne wklęsłe zwierciadło, które odbiera promieniowanie z ruchomych reflektorów. Energia jest przetwarzana i magazynowana za pomocą cykli chemicznych i ciepła. Następnie ciepło przekształcane jest w energię elektryczną. Można tak uzyskać bardzo wysoką temperaturę co pozwala na wykorzystanie przemysłowe - wypalanie ceramiki lub testowanie metali do konstrukcji np. statków kosmicznych. zdjęcie: piec słoneczny w Odeillo

Technologie przyszłości Parabola Stirlinga Receptor słoneczny wychwytuje energię słoneczną i ogrzewa znajdujący się w nim gaz (wodór). Ogrzany gaz napędza silnik Stirlinga i produkuje elektryczność. Parabola jest w fazie eksperymentu, w mniejszym wymiarze mogłaby być wykorzystana do produkcji elektryczności w pojedynczych domach.

Energia Słoneczna Z A L E T Y W A D Y brak emisji zanieczyszczeń atmosferycznych i gazów cieplarnianych łatwe utrzymanie/ konserwacja urządzeń możliwość wykorzystania w gospodarstwach oddalonych od innych źródeł energii W A D Y ogniwa fotowoltaiczne budowane są z użyciem szkodliwych substancji ustawione ogniwa zajmują dużą powierzchnię

Energia atomowa Energię atomową trudno jest jednoznacznie zakwalifikować do energii odnawialnych. Wykorzystywany do rozszczepienia uran, tor i deuter występują na Ziemi w niewielkich ilościach lecz ich zasoby nie są niewyczerpane.

Energia atomowa Elektrownia jądrowa W reaktorze jądrowym przeprowadza się kontrolowane rozszczepienie ciężkich jąder atomów. Energia jądrowa przekształcana jest w energię cieplną, która napędza turbiny i produkuje energię elektryczną. Przebieg reakcji kontroluje się wychwytując nadmiar neutronów (by reakcja się zbyt nie rozwijała) lub ochładzając neutrony (by usprawnić reakcje). zdjęcie: elektrownia atomowa w Temelinie (Czechy), źródło: www.temelin.de

Energia atomowa Z A L E T Y W A D Y wydajne źródło energii niska emisja CO2 W A D Y niebezpieczny transport, składowanie i utylizacja odpadów promieniotwórczych ryzyko awarii, ataku terrorystycznego problemy ekonomiczne: wysoki koszt utrzymania i likwidacji, ograniczony czas funkcjonowania elektrowni duży opór społeczny

Zastanów się: Czy wykorzystanie energii odnawialnych to dzisiaj konieczność? Co dałoby wprowadzenie nowych technologii lub ulepszenie już istniejących? Jakie odnawialne źródła energii mają największą przyszłość w Polsce? Jak oszczędzać energię?

Zostań konstruktorem i pomysłodawcą nowych technologii Zostań konstruktorem i pomysłodawcą nowych technologii !! Niektóre technologie są jeszcze za drogie w eksploatacji co pozostawia duże pole do działania dla naukowców. Czekają na Ciebie ciekawe specjalizacje na Politechnikach i Uniwersytetach w Polsce i na całym świecie! Energie odnawialne to przyszłość całej naszej Planety, może także i Twoja!

Linki www.energia-odnawialna.net www.pl.wikipedia.org

Członek Światowej Unii Ochrony Przyrody Narodowa Fundacja Ochrony Środowiska 01-445 Warszawa, ul. Erazma Ciołka 13 tel./fax: (48) (22) 877 23 59 – 62 e-mail: nfos@nfos.org.pl www.nfos.org.pl NIP: 522-000-18-89 Niniejsza prezentacja przygotowana została w ramach praktyk dla studentów i absolwentów studiów przyrodniczych, odbywających się w Narodowej Fundacji Ochrony Środowiska. Jej wykorzystywanie do celów edukacyjnych możliwe jest wyłącznie z podaniem źródła. Wykorzystywanie do innych celów, w tym zwłaszcza komercyjnych, wymaga każdorazowo zgody NFOŚ.