Współczesne źródła energii

Paliwa naturalne, takie jak węgiel i ropa naftowa, eksploatowane nadal w takim tempie jak obecnie wyczerpią się w przyszłym stuleciu. A więc istniała potrzeba wybudowania elektrowni które zasilane by były energią odnawialną. Przykładem takiej elektrowni jest elektrownia jądrowa.

Energetyka Jądrowa Rozwój techniki w drugiej połowie XIX w i powstanie ogromnej ilości urządzeń elektrycznych wymusił rozwój elektrowni, których zadaniem jest dostarczać prąd elektryczny do poszczególnych odbiorców. Elektrownie mogą pobierać energię potrzebną do wytworzenia prądu z różnych źródeł. W latach czterdziestych w związku z powstaniem pierwszych reaktorów powstał nowy typ elektrowni - elektrownie jądrowe. Istnieje kilka rodzajów el które różnią się reaktorami wyróżniamy reaktory wodny ;wrzący ;ciśnieniowy, jednorodny; wysoko temp oraz powielający, W elektrowni jądrowej energię uzyskujemy nie ze spalania paliw kopalnych, lecz z rozszczepiania jąder atomowych. Kocioł zostaje tu zastąpiony reaktorem jądrowym, czyli urządzeniem, w którym wytwarzana jest energia jądrowa. W reaktorze przebiega kontrolowana reakcja łańcuchowa, podczas której rozszczepiane jest tyle jąder, ile potrzeba do wytworzenia energii elektrycznej.

Obecnie w 31 krajach działa 437 reaktorów jądrowych. Wytwarzają one ok. 17% energii elektrycznej. Na energetykę jądrową „postawiły” kraje Dalekiego Wschodu
Elektrowni
Plusy i minusy zastosowania elektrowni jądrowych
-plusy Paliwa są niewyczerpalne ,koszty produkcji energii z gazu są 10 razy większe niż w elektrowni jądrowych a koszty energii z węgla nawet stu krotne większe. paliwa jądrowego potrzeba niewielka ilość, łatwo jest go zgromadzić, ograniczony transport a co za tym idzie zanieczyszczenie środowiska , mniejsza liczba odpadów niż w
elektrowni węglowych,

minusy budowa el atomowej jest o polowe droższa od budowy el węglowej ,awarie maja zasięg globalny a ich skutki odczuwane są przez wiele lat, przechowywanie odpadów Które musza być odizolowane od środowiska przez ok. pól miliona
Elektrownie jądrowe budzą mieszane uczucia a wiec czemu by nie użyć innych energii odnawialnych Energia słoneczna dociera na Ziemię w ilościach prawie nieograniczonych w stosunku do potrzeb człowieka. Dlaczego jej nie wykorzystać?

Energia Słoneczna:.
Ze wszystkich źródeł energii odnawialnej, energia słoneczna jest najbezpieczniejsza.
Słońce jest podstawowym źródłem energii na naszej planecie. Jako najbliższa gwiazda względem Ziemi ma decydujący wpływ na na nasze życie. Bez Słońca życie by nie powstało. Około 30% promieniowania słonecznego dochodzącego do naszej planety jest odbijane przez atmosferę, 20% jest przez nią pochłaniane, a tylko 50% energii dociera do powierzchni ziemi.
Ta ogromna kula gazowa, gdzie zachodzi bezustannie przemiana wodór w hel stała się punktem prac nad wykorzystaniem energii słonecznej .
dachach
Baterie słoneczne są to urządzenia elektroniczne, które wykorzystują zjawisko fotowoltaiczne do zamiany światła na prąd elektryczny. Każde małe ogniwo wytwarza mały prąd, ale duża liczba ogniw, wzajemnie połączonych jest w stanie wytworzyć prąd o użytecznej mocy. Ogniwa są zbudowane z cienkich warstw półprzewodników, zwykle z krzemu. Czasem wykorzystuje się arszenik galu, ponieważ pozwala na pracę ogniw o wysokich temperaturach. Jest to istotne w zastosowaniach w przestrzeni kosmicznej, gdzie promieniowanie słoneczne jest dużo silniejsze.
Elektrownie słoneczne odznaczają się wysokimi kosztami eksploatacyjnymi, co powoduje, że większe nadzieje wiąże się z wykorzystaniem energii słonecznej w małych instalacjach, do produkcji ciepłej wody. Kolektory słoneczne umieszczone na dachu domu umożliwiają ogrzanie wody do 40C, co przy ogrzewaniu podłogowym wystarcza do ogrzania całego domu Większe kolektory słoneczne, podgrzewające wodę do temperatury 65C. Wykorzystywane są w rolnictwie, do ogrzewania basenów kąpielowych oraz do wytwarzania ciepłej wody tam, gdzie nie ma systemów ciepłowniczych.

Ogniwa słoneczne są niezawodne. Raz zamontowane nie wymagają konserwacji przez wiele lat.
Ze względu na fizyko-chemiczną naturę procesów przemianom energetycznych promieniowania słonecznego na powierzchni Ziemi wyróżnić można trzy podstawowe i pierwotne rodzaje konwersji:

Konwersja fotochemiczna
Procesy konwersji fotochemicznej zapewniają nieprzerwaną produkcję biomasy, która może być w dalszych procesach biochemicznych i termo chemicznych przekształcona w energie cieplną, elektryczną lub paliwa płynne.

.: Konwersję fototermiczną energii promieniowania słonecznego wykorzystuje się do bezpośredniej produkcji ciepła dwoma sposobami: sposobem pasywnym i aktywnym W obu przypadkach zamiana energii promieniowania słonecznego odbywa się w absorberach.. Systemy pasywne do swego działania nie potrzebują dodatkowej energii z zewnątrz natomiast system aktywny tak , zwykle do napędu pomp przetłaczających czynnik roboczy przez kolektor słoneczny. Funkcjonowanie kolektora słonecznego jest związane z podgrzewaniem przepływającego przez absorber czynnika roboczego, który przenosi i oddaje ciepło w części odbiorczej instalacji grzewczej

Konwersja fotowoltaiczna polega na bezpośredniej zamianie energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Odbywa się to dzięki wykorzystaniu tzw. efektu fotowoltaicznego polegającego na powstawaniu siły elektromotorycznej w materiałach o niejednorodnej strukturze.

Energia wiatru.

Energia wiatru jest najbardziej znaną, energią niekonwencjonalną, jeżeli chodzi o stosowanie jej dość powszechnie w gospodarstwach domowych, czy w elektrowniach wiatrowych.
Wiatr jest zjawiskiem powszechnym i wykorzystywanym przez ludzi na ich użytek już od tysięcy lat. Szacuje się, że globalny potencjał energii wiatru jest równy obecnemu zapotrzebowaniu na energię elektryczną prędkość wiatru, a więc i energia jaką można z niego czerpać, ulega zmianom dziennym, miesięcznym i sezonowym. Energia z wiatru dostępna wówczas, gdy jest potrzebna.

Od czasu kryzysu energetycznego (1973 r.) powstało na świecie tysiące instalacji wykorzystujących wiatr do produkcji energii elektrycznej. Najwięcej w Niemczech, 5850.i Danii 4700. siłowni wiatrowych O opłacalności tych instalacji decyduje duża prędkość wiatru i stałość jego występowania w danym miejscu min prędkość wiatru nie może być mniejsza niż 2m/s. Elektrownie wiatrowe nie są "liderem" jeśli chodzi o wydajność. Aby uzyskać 1MW mocy, wirnik turbiny powinien mieć średnicę ok. 50 metrów. Ponieważ duża konwencjonalna elektrownia ma moc sięgającą nawet 1GW , to jej zastąpienie wymagałoby użycia nawet 1000 takich generatorów wiatrowych.

Plusy i minusy zastosowania elektrowni wiatrowych
Plusy wypieranie z sieci energetycznej mocy tradycyjnych el , wiatr czyste źródło energii nie emitujące żadnych zanieczyszczeń , cena energii wiatrowej jest tańsza od konwencjonalnych el cieplnych, przemysł el wiatrowej tworzy nowe miejsca pracy dla wysoko kwalifikowanych pracowników, rozwija nowoczesne technologie , małe turbiny są doskonałym źródłem energii w miejscach oddalonych centrów cywilizacyjnych

Minusy zmiany krajobrazu, hałas zagrożenie dla wędrownego ptactwa

Ele wodne . woda na kuli ziemskiej stanowi większość. Dlatego siła wodna znalazła dość duże zastosowanie w procesie otrzymywania energii. turbiny wodne napędzają potężne generatory wielkich elektrowni wodnych. Energetyka wodna wykorzystuje potencjał grawitacyjny cieków Budowa dużych elektrowni wodnych związana jest z ogromnymi nakładami
Korzyści z energetycznego wykorzystania wody
• wytwarzanie "czystej" energii elektrycznej - brak emisji jakichkolwiek gazów lub wytwarzania ścieków;
• zużywanie niewielkich ilości energii na potrzeby własne, ok. 0,5-1%, przy ok.10% w przypadku elektrowni tradycyjnych;
• charakteryzują się niewielką pracochłonnością - do ich obsługi wystarcza sporadyczny nadzór techniczny;
energia z MEW może być wykorzystywana przez lokalnych odbiorców tak, że można mówić o minimalnych stratach przesyłu;
• mogą stanowić awaryjne źródło energii w przypadku uszkodzenia sieci przesyłowej;
• regulują stosunki wodne w najbliższej okolicy, co może mieć wpływ na obszary rolnicze;
• budowa budowli piętrzącej powoduje powstanie zbiornika wodnego, który stając się cennym elementem krajobrazu może decydować o rozwoju turystyki i rekreacji w danym regionie;
• pobudzają aktywność w środowisku wiejskim (nowe miejsca pracy, obiekty towarzyszące);
• budowla piętrząca może również w pewnym stopniu osłabić wielkość zatapiania okolic w przypadku występowania powodzi.
Negatywne oddziaływanie elektrowni wodnych:
• zmniejszenie naturalnego przepływu wody może wpłynąć niekorzystnie na istniejącą biocenozę rzeki
• w przypadku podniesienia poziomu wody może wystąpić erozja brzegów zatapianie nadbrzeżnych siedlisk lęgowych ptaków.

Aktualnie wykorzystuje się również energię pływów morskich, fal morskich oraz energię cieplną mórz. Przewiduje się wykorzystanie energii prądów morskich.. Wykorzystanie fal morskich można wykorzystać na wiele sposobów, np.:
• pływak poruszany w górę i w dół, w miarę falowania powierzchni wody. Ruch ten napędza pompę, która dostarcza wodę pod ciśnieniem na turbinę, zasilając generator.
• elektrownia, działająca na zasadzie oscylującego słupa wody. Współzanurzona , otwarta u dołu komora wypełniona jest do pewnej wysokości wodą, a nad nią znajduje się powietrze. Gdy fala przepływa, podnosi słup, który wypycha powietrze na powierzchnię. Ten ruch popędza turbinę, zasilającą
generator. Dogodne ujścia rzek do morza, umożliwia budowę elektrowni wodnych wykorzystujących siłę pływów. Zasada działania jest podobna do działania zwykłej elektrownii wodnej- obracająca turbina połączona z generatorem.
Energię uzyskuje się też przez wykorzystanie różnicy temperatury wody oceanicznej na powierzchni i w głębi oceanu.. Cała instalacja, wraz z generatorem, znajduje się na pływającej platformie i nosi nazwę elektrowni maretermicznej. Energia elektryczna jest przesyłana na ląd kablem podmorskim.

*energia geotermalna*
. W ostatnich latach wydatnie wzrosło na świecie wykorzystanie energii geotermalnej. Dzięki postępowi technicznemu geotermika staje się coraz tańsza, a przez to bardziej ekonomiczna.
Energia geotermalna jest obecna praktycznie w każdym zakątku Ziemi. Jednak jej wykorzystanie nie zawsze jest możliwe ze względu na skład chemiczny wody, problemy techniczne lub finansowe, pomimo iż potencjał geotermalny jest 380.000 razy większy niż całkowite roczne zużycie energii pierwotnej na świecie. Od temperatury zależy możliwość wykorzystania wód termicznych do różnych celów. Wody o bardzo wysokiej temperaturze, w postaci pary wykorzystywane są do produkcji elektryczności. Wody o niższej temperaturze stosuje się głównie do ogrzewania lub chłodzenia pomieszczeń W przemyśle używa się wód geotermalnych do: produkcji papieru, pasteryzacji mleka, hodowli grzybów i ryb. Wody goetermalne uważane są powszechnie za odnawialne źródło energii.
**Energia Biogazu**
Biogaz nadający się do celów energetycznych może powstawać w procesie fermentacji beztlenowej
• odpadów zwierzęcych w biogazowniach rolniczych, • osadu ściekowego na oczyszczalniach ścieków,
• odpadów organicznych na komunalnych wysypiskach śmieci. Biogaz o dużej zawartości metanu
(powyżej 40%) może być wykorzystany do celów użytkowych, głownie do celów energetycznych lub w innych procesach technologicznych. Typowe przykłady wykorzystania obejmują:• produkcję energii elektrycznej w silnikach
iskrowych lub turbinach, • produkcję energii cieplnej w przystosowanych kotłach gazowych,
• produkcję energii elektrycznej i cieplnej w jednostkach skojarzonych, • dostarczanie gazu wysypiskowego do sieci gazowej, • wykorzystanie gazu jako paliwa do silników trakcyjnych/ pojazdów, 001• wykorzystanie gazu w procesach technologicznych, np. w produkcji metanolu.