Elektrownie wodne – moda czy konieczność? www.biomasa.org/edukacja Elektrownie wodne – moda czy konieczność? prezentacja dla uczniów szkół gimnazjalnych Prezentacja przygotowana w ramach projektu Fundacji Partnerstwo dla Środowiska współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Ziemia – „błękitna planeta” Z pewnością każdy z Was widział kiedyś zdjęcia Ziemi robione z kosmosu. Czy oglądając je nie przypomnieliście sobie często powtarzanego określenia „błękitna planeta”? A jeśli tak, to dlaczego? Courtesy of DOE/NREL Co sprawia, że nasza planeta naprawdę jest błękitna? www.biomasa.org/edukacja

Woda w przyrodzie Charakterystyczną błękitną barwę nadaje Ziemi woda, pokrywająca aż ¾ powierzchni naszej planety. Woda jest niezbędna do życia: organizmy żywe potrzebują jej do procesów życiowych, poza tym jest ona środowiskiem, w którym zachodzi wiele reakcji, a także produktem i substratem wielu różnych przemian. © Marek Cios www.biomasa.org/edukacja

Woda w życiu człowieka Człowiek nie mógłby żyć bez wody. Już od zarania dziejów służy mu ona do wielu rozmaitych celów. Czy wiecie: w jaki sposób wykorzystywano wodę dawniej? jak wykorzystujemy ją dzisiaj? w jakich dziedzinach życia woda jest nam niezbędna? Courtesy of DOE/NREL www.biomasa.org/edukacja

Gdzie i jak wykorzystujemy wodę? W DOMU DO: picia gotowania celów higieny osobistej sprzątania Courtesy of DOE/NREL Courtesy of DOE/NREL W TRANSPORCIE: morskim śródlądowym W ROLNICTWIE: do nawadniania upraw w hodowli zwierząt www.biomasa.org/edukacja

Gdzie i jak wykorzystujemy wodę? DO REKREACJI, A KONKRETNIE DO: pływania plażowania uprawiania sportów wodnych W PRZEMYŚLE: do chłodzenia w procesach technologicznych Courtesy of DOE/NREL W ENERGETYCE: w elektrowniach wodnych www.biomasa.org/edukacja

Energia wody Woda to także wielki światowy magazyn energii. Jest to energia odnawialna, bezpieczna dla środowiska. Jej wykorzystanie nie powoduje emisji gazów cieplarnianych, wywołujących zmiany klimatyczne. Poza tym energia wody może z powodzeniem zastępować paliwa kopalne, których zasoby powoli się wyczerpują. Courtesy of DOE/NREL www.biomasa.org/edukacja

Energia wody w historii człowieka Już w I wieku p.n.e. starożytni Rzymianie wykorzystywali energię wody do napędzania mielących zboże żaren. W Polsce koła wodne stosowano od XII wieku. Służyły do napędzania kół w młynach wodnych oraz urządzeń w tartakach i w kuźniach. W Skandynawii energię wody wykorzystywano do napędzania pił podczas wielkich wyrębów lasów. www.biomasa.org/edukacja

Energia wody w energetyce Przełom w wykorzystywaniu energii wody nastąpił gdy w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną. Energia wody zaczęła służyć do produkcji prądu. Pierwszą na świecie elektrownię wodną uruchomiono w roku 1882 na rzece Fox River w stanie Wisconsin (Stany Zjednoczone). Tematem naszych zajęć będzie właśnie wykorzystanie energii wody na cele energetyczne, a ściślej mówiąc - w elektrowniach wodnych. www.biomasa.org/edukacja

Koła wodne podsiębierne Koła podsiębierne są napędzane przez wody przepływającej rzeki, naciskające na dolne łopatki koła.   Wyprodukowana podczas obrotu koła energia jest następnie przekazywana kamieniom młyńskim.  www.biomasa.org/edukacja

Zalety i wady kół podsiębiernych PLUSY + pracują nawet przy niewielkich spiętrzeniach wody, która szybko płynąc omywa ich łopatki + mają prostą budowę MINUSY - funkcjonowanie tych kół jest uzależnione od stanu wody w zbiorniku - cechują się niską efektywnością www.biomasa.org/edukacja

Koła wodne nasiębierne Koła nasiębierne wprawia w ruch wysoko spiętrzona woda, spadająca na ich zakrzywione łopatki. Koła te są znacznie efektywniejsze od kół podsiębiernych, a ich funkcjonowanie w zasadzie nie zależy od poziomu wody w zbiorniku.  www.biomasa.org/edukacja

Małe i duże elektrownie wodne Elektrownie wodne dzieli się na: małe (w skrócie MEW), duże – o mocy powyżej 5 MW. Małe elektrownie wodne uchodzą za bardziej ekologiczne od dużych, które znacznie ingerują w środowisko naturalne. Courtesy of DOE/NREL www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wody Około 20% energii elektrycznej wytwarzanej współcześnie na świecie produkowane jest z energii wody. www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje elektrowni wodnych Do turbin wodnych, pracujących we wszystkich elektrowniach wodnych można doprowadzać wodę na wiele różnych sposobów. To właśnie sposób doprowadzenia wody do turbiny jest kryterium, według którego wyróżniamy różne rodzaje elektrowni wodnych. www.biomasa.org/edukacja

Elektrownia przepływowa nie posiada zbiornika wodnego jest zlokalizowana w korycie rzeki, w budynku będącym przedłużeniem jazu może pracować prawie bez przerwy ilość produkowanej przez nią energii jest uzależniona od ilości wody, przepływającej w danej chwili w rzece www.biomasa.org/edukacja

Elektrownia zbiornikowa (regulacyjna) posiada zbiornik wodny może produkować energię o większej mocy, niż moc odpowiadająca chwilowemu dopływowi dostosowuje się do zmian w zapotrzebowaniu na energię i sezonowych wahań ilości przepływającej wody www.biomasa.org/edukacja

Elektrownia szczytowo-pompowa posiada dwa zbiorniki wodne – górny i dolny gromadzi potencjalną energię, przepompowując wodę ze zbiornika dolnego do górnego gdy zapotrzebowanie na energię wzrasta, uwalnia wodę z górnego zbiornika i produkuje energię www.biomasa.org/edukacja

Znaczenie elektrowni szczytowo-pompowych są wielkimi magazynami energii pełnią rolę interwencyjną w przypadku awarii systemu elektroenergetycznego: w razie nagłego niedoboru mocy zaczynają produkować energię w razie nagłego nadmiaru mocy zaczynają gromadzić energię www.biomasa.org/edukacja

Elektrownia pływowa do produkcji energii wykorzystuje przypływy i odpływy morza bądź oceanu jest zlokalizowana przy ujściu rzeki, przegrodzonej wyposażoną w turbiny zaporą produkuje energię, gdy woda porusza turbiny: wpływając do zbiornika w czasie przypływu wypływając ze zbiornika w czasie odpływu Courtesy of DOE/NREL www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii pływów energię pływów można wykorzystywać tylko w około 20 rejonach świata, bo tylko tam występuje odpowiednio duża amplituda pływów pierwszą na świecie elektrownię pływową uruchomiono w 1966 roku we Francji przy ujściu rzeki La Rance do kanału La Manche elektrownie pływowe posiadają też Chiny, Rosja i Wielka Brytania www.biomasa.org/edukacja Wykorzystanie energii pływów w Polsce nie jest możliwe.

Elektrownia maremotoryczna (falowo-wodna) produkuje energię elektryczną z energii fal lub prądów morskich bądź oceanicznych, której zasoby są ogromne, lecz trudne do akumulacji pierwszy zakład tego typu oddano do użytku w drugiej połowie XX wieku w Bouchaux-Praceique we Francji energię fal wykorzystuje się też w Rosji, Norwegii, Wielkiej Brytanii i Stanach Zjednoczonych. Courtesy of DOE/NREL www.biomasa.org/edukacja

Elektrownia maretermiczna (oceanotermiczna) Wykorzystuje do produkcji energii elektrycznej energię cieplną, której źródłem jest różnica temperatur między ciepłymi warstwami powierzchniowymi a zimnymi warstwami głębinowymi morza. Różnica taka występuje w strefie równikowej. Elektrownie tego typu pracują na Hawajach, w Japonii, na Bali i na Tahiti. www.biomasa.org/edukacja

Duże elektrownie wodne w Polsce Udział energii wody w produkcji całkowitej energii z OZE (odnawialnych źródeł energii) wynosi w Polsce 7,3% (wliczając duże elektrownie wodne), zaś bez dużych elektrowni wodnych – 1,3%. www.biomasa.org/edukacja LOKALIZACJA DUŻYCH ELEKTROWNI WODNYCH

Najważniejsze polskie elektrownie wodne Rodzaj Nazwa Moc zainstalowana w MW szczytowo-pompowa Żarnowiec 680 Porąbka-Żar 500 Żydowo 150 przepływowa Włocławek 160 Solina 138 Dychów 80 Rożnów 50 W Polsce najwięcej mocy zainstalowanej przypada na elektrownie szczytowo-pompowe. Wśród elektrowni przepływowych największe znaczenie mają niskospadowe elektrownie z zaporami ziemnymi. www.biomasa.org/edukacja

Energia wody jako odnawialne źródło energii Produkcja energii elektrycznej z energii wody nie powoduje: emisji gazów cieplarnianych, powstawania zanieczyszczeń, wytwarzania odpadów. Energia elektryczna pozyskiwana z energii wody nie pochodzi z importu, lecz jest produkowana w kraju. Dlatego wykorzystując energię wody do produkcji prądu zwiększamy bezpieczeństwo energetyczne naszego kraju. www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wodnych Zalety wszystkich elektrowni wodnych to: łatwość gromadzenia zapasów energii, długi okres eksploatacji elektrowni. Małe elektrownie wodne są przyjazne dla środowiska gdyż: nie ingerują w krajobraz, są energooszczędne (zużywają niewiele energii na potrzeby własne), zwiększają małą retencję wodną. www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wodnych Duże elektrownie wodne umożliwiają wykorzystanie zbiornika wodnego do: celów ochrony przeciwpożarowej i przeciwpowodziowej, nawadniania upraw, rybołówstwa, celów rekreacyjnych, uprawiania sportów wodnych. Courtesy of DOE/NREL www.biomasa.org/edukacja

Wady elektrowni wodnych niewielka ilość miejsc, odpowiednich do budowy elektrowni wodnych i związana z tym konieczność budowy zapory negatywne konsekwencje budowy zapory: konieczność przesiedlenia okolicznych mieszkańców zalanie terenów rolniczych i miejsc historycznych znaczna ingerencja w środowisko naturalne i w krajobraz uniemożliwienie rybom wędrówki w górę i w dół rzeki pogorszenie się jakości wody i związany z tym negatywny wpływ na rośliny wodne www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie O wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii, w tym energii wody mówi się w ostatnich czasach dużo. Zasoby paliw konwencjonalnych wyczerpują się, nasilają się za to niekorzystne zmiany klimatyczne, spowodowane ich spalaniem. Na zajęciach dowiedzieliście się, jak wykorzystuje się energię wody, jakie rodzaje elektrowni wodnych wyróżniamy, a także jakie zalety i jakie wady ma wykorzystywanie energii wody do produkcji elektryczności. www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wodne – moda czy konieczność? Teraz sami możecie ocenić, czy budowa elektrowni wodnych jest tylko chwilową, przemijającą modą czy też może kierunkiem, w którym będzie zmierzał przyszły rozwój energetyki. Jakie jest Wasze zdanie na ten temat? © Marek Cios www.biomasa.org/edukacja