Alternatywne źródła energii część I

Alternatywne źródła energii
W mojej pracy chciałabym poruszyć temat tylko trzech z wielu możliwych alternatywnych źródeł energii, a mianowicie: energię słoneczną, energię wiatru i biomasę. Uważam, że są one najbardziej ciekawe i najbezpieczniejsze dla środowiska.
Elektrownie słoneczne
Ludzie podobnie jak z energią wiatru już dawno dostrzegli możliwość praktycznego wykorzystania energii jaką niosą ze sobą promienie słoneczne - 400 lat p.n.e. Grecy wykorzystywali promienie słoneczne skupione w szklanej kuli wypełnionej wodą do rozniecania ognia Około 30% energii słonecznej docierającej do Ziemi jest odbijana przez atmosferę, 20% jest przez nią pochłaniane, a tylko 50% dociera do powierzchni ziemi. Te "zaledwie" 50% to aż 27*1.000.000.000 MW, przy czym należy zaznaczyć że zapotrzebowanie ludzkości w energie ( nie tylko elektryczna, również mechaniczna i cieplna ) wynosi 0,01*1.000.000.000 MW. Energii ta jest praktycznie nie wyczerpywalna, a jej pozyskiwanie jest nie szkodliwe dla środowiska. Niestety źródło to ma wadę. Aby zaopatrzyć całą Ziemie w energie pochodzenia słonecznego należałoby pokryć 745.000 km2 Jej powierzchni panelami fotowoltaicznymi. Rozwiązaniem tego problemu jest rozmieszczenie paneli na dachach budynków które mają one zaopatrywać w energie. Energii promieniowania słonecznego nie musimy przetwarzać tylko w energie elektryczną. Istnieje również możliwość wykorzystywania tej energii w sposób pasywny. Polega to na zastosowaniu takiej architektury domu (lub innego budynku ), aby wpuścić do pomieszczenia maksymalnej ilości światła bądź ciepła w takiej formie w jakiej występują. Dzięki temu zbędne są skomplikowane urządzenia i instalacje przetwarzające energie słoneczną w prąd elektryczny lub ciepło.
Energia wiatru
Ludzie już stosunkowo dawno zauważyli możliwość pozyskiwania energii z wiatru. Historia mówi o tym iż w VI wieku naszej ery Persowie mełli ziarno używając młynów wiatrowych. W VIII wieku n. e. powstały pierwsze wiatraki w Holandii. Jednak największe znaczenie miały one w XVI i XVII wieku. Po wynalezieniu maszyny parowej ich znaczenie zmalało aby mogły przeżyć ponowny renesans pod koniec XX wieku. Ich liczba ciągle wzrasta a ich produkcja jest obecnie tak duża, ze stanowią np. trzeci główny produkt eksportowy takich "wiatrakowych potęg" jak Dania. Ich liczba w tym kraju wynosi ok. 4000 sztuk. W chwili obecnej wiatraki używane są przeważnie do produkcji energii elektrycznej. Energia elektryczna pozyskana z wiatru jest ekologicznie czysta, gdyż w procesie jej wytwarzania nie dochodzi do spalania paliwa. Aby uzyskać l MW mocy wirnik turbiny takiego wiatraka powinien mieć średnice około 50 metrów. Ponieważ duża konwencjonalna elektrownia ma moc nawet do 1000 MW to jej zastąpienie wymagałoby użycia wielu wiatraków. W niektórych krajach budowane są elektrownie wiatrowe, składające się z wielu ustawionych obok siebie turbin. Jednak opinia publiczna często bywa nieprzychylna takim inwestycjom ze względu na to iż " szpecą krajobraz " Dlatego też przyszłość takich elektrowni nie jest pewna. Jednakże niewielkie pojedyncze turbiny są doskonałym źródłem energii w miejscach oddalonych od cywilizacji, gdzie brak jest połączenia z krajową siecią. W krajach takich jak Australia czy USA wiatraki są używane już od kilkudziesięciu lat przez rolników i w nie małym stopniu przyczyniły się one do rozwoju i bogactwa tych krajów. Obecnie używanych na skale nie przemysłową jest około miliona tego typu urządzeń w różnych zakątkach tego świata. O ich sukcesie zadecydowały:
- niskie koszty eksploatacji
- ekologiczna technologia
- niski koszt początkowy w porównaniu z innymi urządzeniami do wytwarzania energii
Nowoczesny wiatrak jest zupełnie zautomatyzowany co znacznie upraszcza jego obsługę. Do poprawnego działania instalacji wystarczy już wiatr o prędkości 3-5 m/s przy czym wiatraki uzyskują optimum przy prędkości 15 " 20 m/s. Biomasa są to suche rośliny. Na ogół jest to słoma bądź drewno z drzew szybko rosnących jak np. wierzba. Przy ich spalaniu emisja CO2 jest równa ilości tego związku jaką pobrała roślina w czasie wzrostu, co w bilansie końcowym wychodzi na "0". Jako źródło energii biomasa jest również, przy racjonalnej gospodarce, odnawialna (w przeciwieństwie do pokładów ropy czy gazu). Nie ma również problemu z utylizacja popiołu gdyż Jest znakomitym nawozem. Jest to paliwo stosunkowo wydajne; dwie tony suchej biomasy w postaci słomy lub drewna, są równoważne energetycznie tonie węgla kamiennego. Również ze względów ekonomicznych warto się zastanowić nad zmianą dotychczasowego paliwa:
- wytwarzanie energii cieplnej przy pomocy biomasy jest tańsze o 200% - 300%
- zwrot kosztów inwestycji w odpowiedni piec waha się od 2 - 4 lat
Biomasa
Obecnie w Polsce mnóstwo biomasy marnuje się; produkujemy rocznie ok. 25 mln. ton słomy z czego gnije bądź jest spalane na polach 8-12 mln. ton. Dodajmy do tego drewno, które mogłoby wyrosnąć na polach stojących odłogiem to otrzymamy stosunkowo dużą ilość paliwa. Paliwo to może być stosowane systemach grzewczych ale również po zamontowaniu turbiny i instalacji towarzyszącej można produkować prąd elektryczny.