Czym są Odnawialne źródła energii
Działanie energii słonecznej jest wykorzystywane przez człowieka od zarania dziejów. Już nasi przodkowie korzystali z niej w celu suszenia mięsa, ryb oraz owoców by w krótce budować domy z glinianych cegieł, które również schły na słońcu. Od tamtych czasów minęły tysiące lat, a człowiek nauczył się wykorzystywać energię słoneczną w celu wytwarzania ciepła (OZE-T) oraz energii elektrycznej (OZE-E).
Cechą charakterystyczną dla energii słonecznej jest duże zróżnicowanie dobowe, miesięczne i roczne w jej pozyskiwaniu. Promienie słoneczne w miesiącach letnich mogą przewyższać nasłonecznienie w miesiącach zimowych aż siedmiokrotnie: w czerwcu i lipcu miesięcznie na 1m2 dociera ponad 150kWh energii słonecznej, podczas gdy w grudniu i styczniu niespełna 25kWh.
Kolektory słoneczne – bezpośrednia produkcja energii cieplnej.
Zadaniem kolektorów słonecznych jest zamienianie promieniowania słonecznego na ciepło, które wykorzystywane jest do ogrzewania instalacji wodnych oraz wspomagania ogrzewania. Najważniejszym elementem kolektora słonecznego jest absorber, który jest odpowiedzialny za przechwytywanie promieniowania słonecznego i zamienianie go na ciepło w czynniku grzewczym, którym może być np. krążący w instalacji wodny roztwór glikolu lub woda.
Ilość pozyskiwanej energii jest uwarunkowana od godzinowych i sezonowych sum energii słonecznej docierającej do absorbera, a także sprawności urządzeń i odpowiedniego usytuowania kolektorów.
Kolektory słoneczne najczęściej są stosowane do podgrzewania wody użytkowej, wspomagania centralnego ogrzewania, chłodzenia budynków oraz wytwarzania ciepła technologicznego.
Oprócz korzyści finansowych dzięki instalacji kolektorów słonecznych dbamy o środowisko: produkując ciepło kolektory nie emitują szkodliwych związków i nie powodują powiększania się dziury ozonowej.
Panele Fotowoltaiczne – bezpośrednia produkcja energii elektrycznej
Panele fotowoltaiczne służą do zamieniania mocy promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Główną częścią urządzenia jest ogniwo fotowoltaiczne, które tworzą cienkie warstwy półprzewodników, najczęściej wykonane z krzemu. Ogniwa te generują napięcie elektryczne, gdy padają na nie promienie słoneczne.
Ilość wyprodukowanej przez moduły fotowoltaiczne energii jest uzależniona nie tylko od wydajności samych urządzeń, ale także od poziomu nasłonecznienia i umiejscowienia instalacji PV.
Moduły są łatwe do zainstalowania i zintegrowania z budynkami, a dodatkową korzyścią z instalacji PV jest oszczędność, gdyż nie trzeba martwić się częstymi podwyżkami cen prądu. W ostatnich latach ceny prądu rosły średnio o 5 % rocznie.
Turbiny wodne
Turbiny wodne są wykorzystywane do pozyskiwania energii mechanicznej. Najważniejszym elementem turbiny jest wirnik, w którym zachodzi zmiana wiru wody i wytwarzanie momentu obrotowego. Do działania instalacji wykorzystywana jest energia ciśnienia i energia prędkości.
Turbiny wodne można podzielić ze względu na postać energii doprowadzanej do wirnika na: turbiny akcyjne (natryskowe), w których woda doprowadzana jest do wirnika pod ciśnieniem atmosferycznym i używają energii kinetycznej, oraz
turbiny reakcyjne (naporowe), w których woda doprowadzana jest do wirnika pod ciśnieniem wyższym od ciśnienia atmosferycznego i korzystające głównie z energii ciśnienia wody i energii kinetycznej.
Do zalet elektrowni wodnych można zaliczyć m.in. możliwość instalacji nawet na niewielkich ciekach wodnych oraz łatwość przyłączenia do sieci energetycznej i łatwość obsługi.
Człowiek wykorzystywał wiatr jako odnawialne źródło energii już w starożytności kiedy to wiatraki nawadniały pola uprawne. Siła wiatru napędzała także młyny. W dzisiejszych czasach turbiny wiatrowe przekształcają przepływ powietrza w energię elektryczną wykorzystując ku temu wiatraki z długimi (najczęściej trzema) łopatami.
Według Europejskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej odsetek nowych mocy w sektorze energetyki wiatrowej przewyższa wszystkie inne technologie wytwarzające energię elektryczną.
Wartość energii wiatru jest zależna od wartości jego siły podniesionej do potęgi trzeciej, dlatego bardzo ważna jest odpowiednia lokalizacja elektrowni wiatrowej. Odpowiednie miejsca to takie, gdzie częstość występowania silnych wiatrów (10-20 m/s) jest najwyższa. W Polsce średnia prędkość wiatrów w ciągu roku wynosi 3,8 m/s zimą i tylko 2,8 m/s latem, czyli absolutne minimum potrzebne do zasilania turbin wiatrowych.
Pionowe turbiny wiatrowe
Turbiny pionowego obrotu są technologią, która pozwala na pracę przy wietrze wiejącym z prędkością 0,6-0,8 m/s. Parametry techniczne konstrukcji są obiecujące: turbina umożliwia osiągnięcie wysokiej efektywności bez potrzeby budowania wysokich masztów oraz pozwala na przenośną konstrukcję dzięki łatwemu montażowi i demontażowi.
Charakterystyczne dla pionowych turbin wiatrowych jest m.in. to, że nie posiadają ruchomych elementów na zewnątrz turbiny oraz pracują niezależnie od kierunku wiatru. Ponadto można je budować nawet w ciężkim terenie, a prosty i szybki sposób łączenia elementów umożliwia składanie konstrukcji o dużych mocach.
Moc pojedynczej turbiny waha się od 2 do 50 kW, rocznie produkując ok. 3600 MWh.
Dzięki niskiemu hałasowi, możliwości zastosowaniu niskiego masztu, lub pracy bez masztu oraz znacznie większej wydajności, turbiny mogą być zastosowane w ośrodkach miejskich bez zakłócania pracy miejskiej infrastruktury.
Poziome turbiny wiatrowe
Poziome turbiny wiatrowe są to urządzenia starszej generacji, które od pionowych turbin wiatrowych różnią się przede wszystkim miejscem osi obrotu. W pionowych turbinach wiatrowych oś obrotu znajduje się w pionie, zaś w poziomych turbinach wiatrowych osie usytuowane są w poziomie.
Praca małych elektrowni wiatrowych (MEW) polega na przemianie energii ruchu mas powietrza w energię kinetyczną ruchu obrotowego wirnika turbiny. Wirnik połączony z generatorem wytwarza energię elektryczną.
Ilość wyprodukowanej energii jest zależna od wielkości i mocy turbiny oraz prędkości wiatru.
Biomasa (ziemia) jest najczęściej wykorzystywanym odnawialnym źródłem energii. Stanowi całość istniejącej na Ziemi materii organicznej oraz wszystkie jej stałe i ciekłe substancje pochodzenia zwierzęcego lub roślinnego ulegające biodegradacji. Dzięki wykorzystywaniu biomasy możliwe jest spożytkowanie odpadów oraz zagospodarowanie nieużytków.
Biomasę przelicza się na jednostki wagowe (gramy, kilogramy) a także jednostki energii (kaloria, dżule) oraz węgiel organiczny. Biomasa po odparowaniu wody przybiera postać suchej lub świeżej masy organizmów żywych.
Pompy ciepła
Są to urządzenia, które wykorzystują do ogrzewania ciepło wytwarzane dzięki przemianom termodynamicznym. Ich zadanie polega na wymuszaniu przepływu ciepła z obszaru o niższej temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej. Pompa dostarcza ciepło do źródła górnego, w którym ogrzewa wodę (lub powietrze), która krąży w instalacji grzewczej. Pompy ciepła nie wytwarzają zatem ciepła, a jedynie przekazują je z dolnego do górnego źródła.
Pompa ciepła pobierając 1 kWh energii elektrycznej pobiera ze środowiska 1-4 kWh ciepła. Następnie przekazuje do otoczenia łącznie 2-5 kWh ciepła. Urządzenie jest tanie w eksploatacji ponieważ dostarcza więcej ciepła, niż zużywa energii. Z tego samego powodu pompa ciepła jest najtańszym elektrycznym sposobem na ogrzewanie elewacji. Dodatkowo jest atrakcyjna wszędzie tam, gdzie nie jest możliwe skorzystanie z innych odnawialnych źródeł ciepła.
Biomasa (ziemia) jest najczęściej wykorzystywanym odnawialnym źródłem energii. Stanowi całość istniejącej na Ziemi materii organicznej oraz wszystkie jej stałe i ciekłe substancje pochodzenia zwierzęcego lub roślinnego ulegające biodegradacji. Dzięki wykorzystywaniu biomasy możliwe jest spożytkowanie odpadów oraz zagospodarowanie nieużytków.
Biomasę przelicza się na jednostki wagowe (gramy, kilogramy) a także jednostki energii (kaloria, dżule) oraz węgiel organiczny. Biomasa po odparowaniu wody przybiera postać suchej lub świeżej masy organizmów żywych.
Pompy ciepła
Są to urządzenia, które wykorzystują do ogrzewania ciepło wytwarzane dzięki przemianom termodynamicznym. Ich zadanie polega na wymuszaniu przepływu ciepła z obszaru o niższej temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej. Pompa dostarcza ciepło do źródła górnego, w którym ogrzewa wodę (lub powietrze), która krąży w instalacji grzewczej. Pompy ciepła nie wytwarzają zatem ciepła, a jedynie przekazują je z dolnego do górnego źródła.
Pompa ciepła pobierając 1 kWh energii elektrycznej pobiera ze środowiska 1-4 kWh ciepła. Następnie przekazuje do otoczenia łącznie 2-5 kWh ciepła. Urządzenie jest tanie w eksploatacji ponieważ dostarcza więcej ciepła, niż zużywa energii. Z tego samego powodu pompa ciepła jest najtańszym elektrycznym sposobem na ogrzewanie elewacji. Dodatkowo jest atrakcyjna wszędzie tam, gdzie nie jest możliwe skorzystanie z innych odnawialnych źródeł ciepła.
Biogazownie
Biogazownie pozwalają na wytwarzanie energii elektrycznej oraz ciepła jednocześnie.
Do produkcji biogazu w biogazowniach jako substratów używa się organicznych materiałów wsadowych takich jak komunalne odpady organiczne, osady ściekowe, obornik, odpady zielone oraz substraty z produkcji roślinnej i upraw energetycznych.
W fermentorze pozbawionym tlenu i światła w temperaturze ok 40°C mikroorganizmy rozkładają substraty. Produktem końcowym fermentacji jest biogaz, którego głównym składnikiem jest metan. Biogaz zawiera także żrący siarkowodór. Resztki przefermentowanych substratów można wykorzystać jako wysokiej jakości nawóz.
Wytworzony w biogazowni prąd jest przesyłany bezpośrednio do sieci elektrycznej.
Uzyskane w procesie ciepło może być wykorzystywane do ogrzewania budynków lub suszenia np. drewna.
Biogazownie pozwalają na wytwarzanie energii elektrycznej oraz ciepła jednocześnie.
Do produkcji biogazu w biogazowniach jako substratów używa się organicznych materiałów wsadowych takich jak komunalne odpady organiczne, osady ściekowe, obornik, odpady zielone oraz substraty z produkcji roślinnej i upraw energetycznych.
W fermentorze pozbawionym tlenu i światła w temperaturze ok 40°C mikroorganizmy rozkładają substraty. Produktem końcowym fermentacji jest biogaz, którego głównym składnikiem jest metan. Biogaz zawiera także żrący siarkowodór. Resztki przefermentowanych substratów można wykorzystać jako wysokiej jakości nawóz.
Wytworzony w biogazowni prąd jest przesyłany bezpośrednio do sieci elektrycznej.
Uzyskane w procesie ciepło może być wykorzystywane do ogrzewania budynków lub suszenia np. drewna.