Odnawialne źródła energii to coraz częściej poruszany temat i nie ma się czemu dziwić! W końcu OZE, to idealne rozwiązanie dla wszystkich, którzy chcą zaoszczędzić, a do tego ograniczyć negatywny wpływ na środowisko, poprzez pozyskiwanie energii z paliw kopalnych. Dowiedz się więcej, jak dynamicznie rozwijający się sektor energii odnawialnej pozwoli Ci na ograniczenie negatywnego wpływu na środowisko, a także na generowanie oszczędności w Twoim domu i firmie! Odnawialne źródła energii to alternatywa dla konwencjonalnych, czyli nieodnawialnych źródeł energii. Przez dynamiczny rozwój gospodarczy, jak i wzrost populacji, zasoby surowców nieodnawialnych, które są niezbędne do wytwarzania prądu elektrycznego zaczęły się zmniejszać w bardzo szybkim tempie. Takie działania wpłynęły na konieczność szukania alternatywy dla konwencjonalnych źródeł energii, takich jak węgiel kamienny, węgiel brunatny, gaz ziemny, ropa naftowa oraz uran. Aktualnie za OZE uznaje się energię słoneczną, wiatrową, wody, geotermalną i biomasę. To co cechuje OZE, to to iż zasoby, które są wykorzystywane do generowania energii elektrycznej, mechanicznej czy też cieplnej nie ulegają zmniejszeniu lub też ich odnawianie nie jest procesem długotrwałym, jak przykładowo energia z biomasy. Szczegółową definicję OZE przedstawiła IEA – Międzynarodowa Agencja Energetyczna, opisując OZE słowami: Odnawialna energia jest tą ilością energii jaką uzyskuje się w naturalnych procesach przyrodniczych stale odnawialnych. Występując w różnej postaci, jest generowana bezpośrednio lub pośrednio przez energię słoneczną lub z ciepła pochodzącego z jądra Ziemi. Zakres tej definicji obejmuje energię generowaną przez promieniowanie słoneczne, wiatr, z biomasy, geotermalną cieków wodnych i zasobów oceanicznych oraz biopaliwo i wodór pozyskiwany z wykorzystaniem wspomnianych odnawialnych źródeł energii. Charakterystyka konwencjonalnych rozwiązań Konwencjonalne źródła energii, czyli różnego typu paliwa kopalniane ulegają szybkiemu zużyciu, a proces przetwarzania ich na energię, przyczynia się do zanieczyszczania środowiska przyrodniczego. Dlatego OZE stanowi alternatywę dla nieodnawialnych źródeł. Co więcej, obecnie energia produkowana z paliw kopalnych wymaga mniejszych kosztów związanych z jej wytwarzaniem, w porównaniu do OZE. Do grupy nieodnawialnych źródeł energii, zalicza się: węgiel brunatny, węgiel kamienny, uran, torf, ropa naftowa gaz ziemny. Energia odnawialna – energetyka słoneczna Jednym ze sposobów pozwalających na pozyskanie prądu elektrycznego jest energetyka słoneczna. Do tej pory jest to najbardziej rozpowszechniona i znana forma uzyskiwania mocy elektrycznej. Proces ten polega na bezpośredniej produkcji energii elektrycznej, bezpośredniej produkcji energii cieplnej, jak i pośredniej produkcji energii elektrycznej z energii cieplnej. Każdy z rodzajów pozyskiwania energii wymaga różnorodnych instalacji, które zostały wymienione poniżej – odpowiednio przy każdej z metod. Bezpośrednia produkcja energii elektrycznej Opcja pierwsza, czyli – produkcja bezpośrednia, polega na przetworzeniu promieniowania słonecznego na energię elektryczną za pomocą ogniw fotowoltaicznych. Ogniwa są łączone w cały szereg zwany panelem fotowoltaicznym. Na dachach oraz innych specjalnych konstrukcjach montowane są różne ilości paneli PV, w zależności od dostępnego miejsca czy też ilości prądu jaką chcemy wytworzenia energii elektrycznej, która pochodzi ze słońca potrzebne są panele fotowoltaiczne. Na rynku dostępnych jest kilka rodzajów paneli PV, które różnią się zastosowanymi ogniwami, jak: ogniwa amorficzne: na budowę ogniw składa się nie wykrystalizowany krzem, którego kolor wpada w barwę bordową. Sprawność ogniw to około 6-10%. ogniwa polikrystaliczne: to takie ogniwa, które wykonane są z wykrystalizowanego krzemu, a ich barwa jest niebieska. Sprawność ogniw to 14-18%. ogniwa monokrystaliczne: elementy te, tworzone są z jednego dużego kryształu krzemu. Cechują się ciemną barwą oraz wysoką sprawnością – 18-22%. Im wyższa sprawność ogniw, tym koszt zakupu produktu jest wyższy. Co więcej, krzem to nie jedyny pierwiastek, z którego wykonywane są ogniwa. Produkuje się ogniwa także z tellurku kadmu (CdTe) lub z miedzi (Cu), indu, galu (Ga), selenu (Se), a nawet panele organiczne. Bezpośrednia produkcja energii cieplnej Ten rodzaj pozyskiwania energii ze słońca wymaga wykorzystania, tzw. kolektorów słonecznych. Funkcjonowanie opisywanego urządzenia nie jest skomplikowane. Bardzo ważne w tym procesie jest odpowiednie umieszczenie kolektorów, które powinno montować się po południowej stronie dachu. Pod wpływem promieniowania słonecznego substancja, która umieszczona jest w kolektorach nagrzewa się, a następnie pompa tłoczy ją do zbiornika z wodą, który powinien znajdować się wewnątrz budynku. Zbiornik z wodą jest ogrzewany poprzez ciepły płyn z kolektorów za pomocą specjalnej wężownicy. Po schłodzeniu płyn, na nowo jest pompowany – tym razem z powrotem do kolektorów w celu ponownego ogrzania. Kolektory montuje się na stałe w jednej płaszczyźnie. Wyróżnia się kolektory płaskie oraz próżniowe rurowe. Pośrednia produkcja energii cieplnej Po uzyskaniu energii cieplnej z energii słonecznej jest możliwa zamiana energii cieplnej na energię elektryczną. Do tego celu wykorzystuje się tzw. wieże słoneczne, w których promienie słoneczne ogrzewają powietrze. Przez to iż, w sposób naturalny ciepłe powietrze unosi się ku górze, to specjalne wiatraki wprawiane są w ruch, dzięki czemu produkowana jest energia elektryczna. Wady i zalety energetyki słonecznej Energia z wiatru Do grupy odnawialnych źródeł energii zalicza się energię wiatru. Dzięki poziomym ruchom powietrza względem ziemi, powstaje wiatr, którego prędkość jest większa na wyższych wysokościach. Z tego powodu generatory wiatrowe umieszczane są na dużych wysokościach. Coraz częściej spotykane na terenie Polski – elektrownie wiatrowe wykorzystuje się do wyprodukowania prądu elektrycznego. Wady i zalety turbin wiatrowych Energetyka wodna Energia wodna, bardzo często nazywana hydroenergią to jedno z najstarszych odnawialnych źródeł wykorzystywanych przez człowieka. Przed wynalezieniem nowoczesnych maszyn, najczęściej stosowano hydro energię do napędzania młynów, tartaków, kuźni. Do wytworzenia prądu elektrycznego wykorzystuje się w zależności od lokalizacji siły grawitacji, piętrzenia wody lub wody przepływające. Najważniejszym elementem, który jest wykorzystywany do tworzenia elektrowni wodnych stanowi turbina. Element ten, napędza cały system elektrowni wodnej, a co więcej zależny jest od tego podział hydroelektrowni. Od zastosowanego rodzaju turbiny zależy sposób dostarczania do niej H2O. Podział turbin wodnych Turbiny wodne dzielimy na: akcyjne: turbina Peltona, stosuje się ją na rzekach o dużych spadkach, turbina Banki-Michella, stosuje się ją na rzekach o małych spadkach. reakcyjne turbina Francisa, stosowana na rzekach o średnim spadku; turbina Kaplana, stosowana na rzekach o małym spadku. Podział elektrowni wodnych Elektrownie wodne można podzielić ze względu na typ oraz ze względu na moc. Podział ze względu na typ: • elektrownia przepływowa – te instalacje budowane są na rzekach o małym spadku, gdzie nie ma możliwości gromadzenia. Ilość wyprodukowanej energii jest zależna od prędkości płynącej rzeki, • elektrownia zbiornikowa (regulacyjna). Elektrownie tego typu posiadają zbiornik wodny, w których mogą gromadzić wodę. Dzięki temu mogą energię wody zamieniać na energię elektryczną w dowolnym czasie i ilości tyle ile jest potrzebne, • elektrownia szczytowo – pompowa, te rodzaje elektrowni posiadają dwa zbiorniki, usytuowane na różnych poziomach, zazwyczaj jeden powyżej i jeden poniżej elektrowni. Mogą produkować energię wtedy, gdy jest na nią zapotrzebowanie. Nocą nadmiar wyprodukowanej energii jest wykorzystywany do przepompowania wody z dolnego zbiornika do górnego, • elektrownia pływowa, wykorzystuje energię odpływów lub przypływów mórz i oceanów, • elektrownia falowo – pływowa, w tym przypadku energia pochodząca z fal lub prądów morskich wykorzystywana jest do wyprodukowania prądu elektrycznego. Podział elektrowni wodnych ze względu na moc: małe elektrownie wodne – moc do 5 MW, duże elektrownie wodne – moc powyżej 5 MW. Wady i zalety hydroelektrowni Energetyka geotermalna Kolejnymi istotnymi elementami uważanymi za źródła energii odnawialnej są elektrownie geotermalne. Ciepło pochodzące z głębi Ziemi wydobywa się na powierzchnię w postaci gejzerów, gorących wód gruntowych czy też gorącej magmy. Wewnątrz ziemi zgromadzone są ogromne ilości mocy, która jest niewyczerpalna. Przyjmuje się, iż na każdy kilometr w głąb Ziemi temperatura wzrasta o około 25 stopni Celsjusza. Podział zasobów geotermalnych Ze względu na różne nośniki ciepła, które pochodzi z głębi ziemi obecnie wyróżniamy: zasoby hydrotermiczne, gdzie nośnikiem ciepła jest gorąca woda lub mieszanina wody i pary wodnej, petrotermiczne, gdzie nośnikiem ciepła jest woda wprowadzana do górotworu. Wady i zalety energii geotermalnej Biomasa Biomasa należy do OZE i służy głównie do produkcji ciepła. Na biomasę składają się pozostałości, jak i odpady organiczne, które mogą zostać wykorzystywane energetycznie. W celu uzyskania biomasy produkuje się także rośliny, które cechują się dużym przyrostem rocznym oraz niewielkimi wymaganiami glebowymi, jak np. wierzba wiciowa. Proces uzyskiwania energii z biomasy polega na odzyskiwaniu energii zawartej w roślinach poprzez ich spalanie i pozyskiwanie ciepła, które można zamienić na energię elektryczną. Źródła biomasy: drewno, np. kawałki drewna, odpady drzewne, słoma i odpady rolnicze, np. słoma zbóż, pozostałości po zbiorach, pozostałe odpady organiczne, np. odchody zwierząt, osady ściekowe. Ponadto wyróżniamy podział ze względu na stan stały, płynny i gazowy biomasy. Biopaliwa stałe: brykiety, pelety, plony z plantacji roślin energetycznych, słomę z roślin oleistych, strączkowych, drewno odpadowe. Biopaliwa gazowe: biogaz z wysypisk komunalnych, biogaz z bio upraw, biogaz z odpadów organicznych. Biopaliwa płynne: biodiesel, etanol, metanol, butanol, oleje roślinne. Wady i zalety biomasy Podsumowanie To co jest najważniejsze w wykorzystywaniu możliwości jakie daje energia odnawialna to przede wszystkim aspekty ekologiczne. Po pierwsze, OZE to rozwiązanie, dzięki któremu zmniejsza się ilość gazów cieplarnianych, jak i substancji szkodliwych (pyłów, dwutlenku siarki, tlenku węgla, dwutlenku azotu), w porównaniu do stosowania konwencjonalnych źródeł. OZE to także wytwarzanie mniejszej ilości odpadów, aniżeli w procesie przetwarzania tradycyjnych surowców energetycznych. Korzystanie z alternatywy energetycznej, jaką jest OZE oddziałuje na wzrost atrakcyjności turystycznej czy też walorów przyrodniczych regionów. Kolejnymi argumentami, które przemawiają za tym, że odnawialne źródła energii stanowią zdecydowanie dobre rozwiązanie, jest to, iż są one dostępne na całym świecie, a ich wykorzystywanie jest nieograniczone. Dostępność do OZE przyczynia się do wzrostu bezpieczeństwa energetycznego kraju, gdyż państwa stosując OZE uniezależniają się od dostaw paliw potrzebnych do wyprodukowania ciepła i prądu. Następnym powodem przemawiającym za tym, że warto pomyśleć o OZE jest ekonomia. Produkując prąd poprzez wykorzystanie OZE, możemy sporo zaoszczędzić. Jeśli spojrzymy na instalację np. fotowoltaiki, służącej do wytworzenia prądu w dłuższej perspektywie czasu to nie tylko zwrócą nam się koszta poniesione na inwestycję paneli PV, ale będziemy mieli także możliwość własnej produkcji prądu! Warto być na bieżąco w kwestii OZE, gdyż z roku na rok koszty np. paneli PV spadają, a ilość rozwiązań, które oddziałują na zmniejszenie zużycia prądu w naszym domu czy firmie, rośnie. Co więcej na rynku funkcjonuje system dofinansowań do instalacji OZE, jak np. Program Mój Prąd oraz dostępne są lokalne programy wsparcia. Dobrze mieć na uwadze, iż w niektórych przypadkach dofinansowanie może sięgać nawet 100%! Dlatego, jeżeli zależy Ci na tym, aby przestać płacić wysokie rachunki za prąd, a do tego obniżyć emisję szkodliwych substancji do środowiska – postaw na odnawialne źródła energii, które pozwolą Ci obniżyć koszty!