Podstawowe źródła energii:

Prezentacja na temat: "Podstawowe źródła energii:"— Zapis prezentacji:

1 Podstawowe źródła energii:
Jednym z wykładników rozwoju jest zużycie energii przypadające na jednego człowieka: Człowiek prehistoryczny (energia pożywienia) 10 MJ/doba Człowiek po opanowaniu ognia (5 tys. lat p.n.e.) 20 MJ/doba Człowiek wykorzystujący zwierzęta (3 tys. lat p.n.e.) 50 MJ/doba Po pierwszej rewolucji technicznej (koniec XVIII wieku) 200 MJ/doba Obecnie w krajach uprzemysłowionych – 1000 MJ/doba

2 WLVEC – siłownia oparta o prądy morskie
OTEC – siłownia oparta o różnicę temperatur wody na różnych głębokościach

3

4 ODNAWIALNE I NIEODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII
Zasoby mórz i oceanów energia pływów - zjawisko cykliczne 12H i 25 minut wynikające z przyciągania Księżyca i Słońca (dominuje Księżyc) - na otwartym oceanie nie dostrzega się pływów - na Atlantyku wynoszą średnio 1 – 3 , ekonomiczne to te powyżej 5 m wysokości, a maksymalne mają 20 m - pierwsza elektrownia powstała we Francji w Rance w 1966 roku (pływ dochodzi do 13,5 m wysokości, moc 240 MW i pracuje 4 – 8 godzin na dobę) b) energia fal - jest to efekt wzajemnego oddziaływania fal i wiatru - długość fal 60 – 600 m, okres 5 – 20 sekund, wysokość 2 – 20 m (maksymalne wartości dotyczą wiatrów o prędkościach od 20 do 30 m/s) - przeciętna fala na Morzu Północnym ma moc 40 kW - przekształcając energię fal na elektryczną wykorzystujemy efekty falowe: zmiana poziomu wody, kołysanie wzdłużne fal, przestrzenny rozkład prędkości wody, zmienne nachylenie powierzchni swobodnej wody, ciśnienie hydrodynamiczne, zmienne ciśnienie hydrostatyczne - jest to energia o małej koncentracji mocy i dużej zmienności w czasie - są to systemy stosowane do zasilania boi nawigacyjnych - w Norwegii do sieci eektrycznej podłączona jest elektrownia o mocy 0,5 MW

5

6 c) energia prądów morskich
- prędkość 0,4 – 5 m/s, warstwy o szerokości do 100 km i głębokości 1 km (mają największą gęstość energii w morzach) - zbudowany ze spadochronów o średnicy 100 m połączonych łańcuchem o długości 18 km

7 d) energia z różnicy zasolenia
- jest to najmniej poznana energia oceanów - na granicy dwóch ośrodków o różnej gęstości mamy do czynienia ze zjawiskiem ciśnienia osmotycznego - woda morska o zasoleniu 3,5% ma ciśnienie osmotyczne o wartości 2,4 Mpa; mieszając wodę słodką w ilości 1 m3/s z wodą morską o zasoleniu 3,5% można uzyskać ok. 2MW

8 e) energia z temperatury wody na różnych głębokościach
- promieniowanie słoneczne absorbowane jest w 60% przez warstwę 1m wody, a 90% przez 10 m - różnica temperatury pomiędzy ogrzaną powierzchnią wody i wodą na głębokości 400 m dochodzi do 12 – 20 oC - przy różnicy temperatury 15 – 26 oC teoretyczna sprawność waha się w granicach 10 – 15 %

9 ENERGIA WIATRU: Wiatr jest ruchem mas powietrza wywołanym nierównomiernym nagrzewaniem się powierzchni ziemi pod wpływem promieniowania słonecznego (wirowanie ziemi i ruch planet wpływają w bardzo małym stopniu). Szacuje się, że woatr mógł by pokryć około 5% zapotrzebowania na energię. Warunki optymalne to np. 8 – 12 m/s wiatru, posadowienie siłowni na niezbyt wysokich wzgórzach (do 1000 m, co uwzględnia spadek gęstości). Cechy charakteryzujące siłownie wiatrowe: Moc użyteczna Wyróżnik szybkości Zn (prędkość liniowa końca płata wirnika do prędkości wiatru: Zn <1,5 wolnoobrotowe, 1,5 < Zn < 3,5 średnio obrotowe, Zn > 3,5 szybkoobrotowe. Typ silników wiatrowych: Wolnobieżne: - bębnowe - karuzelowe - rotorowe b) szybkobieżne: - wielołopatowe - śmigłowe c) średnio bieżne: - wielołopatowe d) O pionowej osi obrotu (pneumony)

10 Układy energetyczne: PT – moc turbiny wiatrowej PG – moc generatora i pozostałych źródeł energii PT  5PG – turbiny pracujące najczęściej samodzielnie PT  PG – układ dwugeneratorowy podłączony do niedużej sieci 5PT  PG – moce od 3 MW do 50 kW

11 HYDROENERGETYKA: W Polsce energia ta stanowi około 7% energii ze źródeł pierwotnych i charakteryzują się różnorodnymi rozwiązaniami zależnymi od lokalnych warunków. Z punktu widzenia kryteriów wyróżnia się w odniesieniu do rzeki: wartość spadku system pracy sposób zagospodarowania zasobów wodnych sposób doprowadzenia wody do turbiny Najistotniejszy jest podział ze względu na spadek: H < 15 m – niskospadkowe 15 < H < 50 m – o średnim spadzie H > 50 m – wysokospadkowe Ze względu na sposób gospodarowania dopływem wody: zbiornikowe ze zbiornikiem retencyjnym szczytowo-pompowe przy-zaporowe przy-jazowe z derywacją zakolową, gdy występują zakola rzeki z derywacją rurociągową

12 W Polsce w roku 2004 mieliśmy działających 119 siłowni zawodowych i 200 siłowni niezawodowych.

13 GEOTERMIA: Źródłem energii jest rozpad pierwiastków radioaktywnych występujących w granicie i bazalcie. Przyrost temperatury w głębi ziemi wynosi od 40 do 80oC/km. Np. w RPA w kopalni złota na 1,5 km mimo wentylacji panuje 42oC. Zasoby geotermalne dzielą się na: Hydrotermiczne – złoża wodne i parowo-wodne o temperaturze ponad 200oC Petrotermiczne – suche skały o wysokiej temperaturze

14 Instalacje muszą być odporne na: NaCl, KCl, CaCl2, SiO2 oraz gazy CO2 i N2.
Najważniejsze cechy źródła: Temperatura Ilość rozpuszczonych soli Zawartość rozpuszczonych gazów Ciśnienie na dnie studni geotermalnej Temperatura źródła geotermalnego pomiędzy 120 a 150 oC zapewnia obecnie opłacalność eksploatacyjną źródła do produkcji energii elektrycznej (sprawność elektrowni 50 – 60 %. Przy temperaturze 70oC opłacalność zbliżona jest do kotłowni opalanej węglem. Wody geotermalne to drugie po węglu kamiennym zasoby energii w Polsce. Pierwsza instalacja w Polsce powstała w 1994 w Bańskiej- Biały Dunaj i ogrzewa około 200 domów. Druga instalacja powstała w Pyrzycach koło Szczecina o mocy około 50 MW, woda wydobywana z dwóch otworów o temperaturze 61oC i wydajności 350 m3/h, a odległość otworów wlotowych i wylotowych wynosi około 1,5 km.