Zanieczyszczenia powietrza, a energetyka

ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA, A ENERGETYKA

POWIETRZE ATMOSFERYCZNE

Powietrze, którego zasoby oceniane są na 4,5 * 1015 t, jest mieszaniną gazów, odznaczającą się w normalnych warunkach jednakowym składem. Dominują w nim dwa pierwiastki: azot i tlen, dwutlenek węgla i inne gazy szlachetne.
Skład powietrza podany w tabeli odnosi się do troposfery zalegającej do wysokości ok. 13 km ponad powierzchnię Ziemi i jest przyjmowany jako stały. Zachodzą w nim jednak pewne zmiany. Dotyczy to zwłaszcza mierzalnego wahania stężenia CO2 i O2 , których właściwości mogą ulegać zmianie na skutek występujących w atmosferze zanieczyszczeń
Procesy wymiany i mieszania się gazów zachodzą dzięki ścisłemu powiązaniu powietrza z biosferą.
Znajdująca się w atmosferze woda w postaci pary wodnej stanowi około 0,001% całkowitej ilości wody naszego globu. Mimo to odgrywa ona bardzo ważną rolę. Od niej zależy pogoda. Bez wody w atmosferze nie mielibyśmy żadnego zróżnicowania pogody. Cząstki całego zapasu wodnego kuli ziemskiej, systematycznie biorąc, rozszczepiane są przez komórki roślinne i zwierzęce raz na około 2 000 000 lat. Tlen molekularny wytwarzany w procesie fotosyntezy wkracza w atmosferę i ponownie wchodzi w obieg żywych organizmów w czasie około 2000 lat. Dwutlenek węgla wytwarzany w procesie oddychania przez rośliny i zwierzęta wchodzi do atmosfery i jest ponownie wiązany przez rośliny po okresie przebywania w atmosferze trwającym 300 lat.
Co do azotu, to brak jest danych o długości cykli jego wymiany. Można natomiast uważać, że do czasu interwencji człowieka w cykl obiegu azotu, ilość azotu wiązanego z atmosfery na drodze naturalnych procesów równała się ilości azotu wracającego do atmosfery również dzięki działaniu organizmów.
Powietrze jest niezbędne do oddychania jest również surowcem potrzebnym we wszelkiego rodzaju działalności człowieka, jego produkcji przemysłowej i rolnej. Problem niedoboru lub deficytu powietrza nie istnieje. Z tej strony nie zachodzi obawa ograniczania rozwoju gospodarki ludzkiej. Występuje natomiast problem jakości powietrza.
Jakość powietrza oznacza stopień zanieczyszczenia powietrza, rozumiany w ten sposób, że jakość powietrza jest wysoka, jeśli zawartość zanieczyszczeń jest mała. Jakość powietrza może być definiowana na podstawie pomiarów specjalistycznych, szacowana na podstawie oceny estetycznej lub według szkodliwości w aspekcie medycznym, botanicznym lub fizycznym.
Powietrze atmosferyczne, poza składnikami stałymi, zawiera jeszcze wiele innych składników, które są emitowane do atmosfery w formie różnych zanieczyszczeń


ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA
Problemem, który nabrał w ostatnich latach szczególnej wagi, jest zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego. Stanowią je wszystkie substancje stałe, ciekłe lub gazowe, których udziały w powietrzu przekraczają średnią zawartość tych substancji w czystym powietrzu. Zanieczyszczeniami powietrza są składniki, które są emitowane do atmosfery w wyniku działalności samej przyrody lub w wyniku działalności ludzkiej. Równocześnie jednak, przekroczenie średnich zawartości stałych składników powietrza atmosferycznego uważane jest także za jego zanieczyszczenie. Ilość rodzajów zanieczyszczeń, jakie mogą występować w powietrzu, jest niezmiernie duża, a ich szkodliwość dla otoczenia zależy od bardzo wielu czynników, jak: właściwości chemiczno-toksyczne, stan skupienia, stopień dyspersji, stężenie w powietrzu, czas oddziaływania, warunki klimatyczno-meteorologiczne itp. Stały wzrost produkcji przemysłowej i komunikacyjnej wiąże się nieodłącznie ze wzrostem szkodliwych substancji w atmosferze. W niemałym stopniu przyczyniają się do tego 'dymy uchodzące z domów mieszkalnych, jak również produkty spalania powstające w kompleksach wojskowych (kotłownie, silniki pojazdów i sprzętu wojskowego)..
Wskutek działalności człowieka do atmosfery dostają się setki tysięcy różnych substancji, lecz tylko niektóre z nich, najbardziej pospolite i uważane za charakterystyczne zanieczyszczenia powietrza, są przedmiotem stałych badań, głównie z uwagi na ich uciążliwość i toksyczność. Do takich zalicza się pyły, tlenki węgla, tlenki siarki i tlenki azotu. Znajdują się one zarówno w sąsiedztwie wielkich miast i okręgów przemysłowych, jak i w odległych miejscowościach, dokąd przedostają się poprzez cyrkulację powietrza w atmosferze.
Jeżeli chodzi o pyły, emisja ich towarzyszy niemal wszystkim procesom produkcyjnym. Spośród wielu gałęzi przemysłu za szczególnie pyłotwórczy uchodzi przemysł cementowy.
Poważnym źródłem pyłów jest także przemysł chemiczny, metalurgiczny i energetyczny. Najwięcej pyłów emitują elektrownie i kotłownie i ich udział w zapyleniu kraju szacuje się na 46%. Wiąże się to ze spalaniem paliw stałych. W sumie ze spalania węgla w naszym kraju powstaje w ciągu roku około 4-5 milionów ton zanieczyszczeń stałych.
Przeciętnie opada kilkanaście ton pyłów w roku na l km2 powierzchni kraju. W rzeczywistości rozdział zanieczyszczeń atmosferycznych jest bardzo nierówny. W pewnych okolicach może być minimalny, w innych przybiera ogromne rozmiary np. z powodu koncentracji obiektów przemysłowych. W większości miast na Śląsku została przekroczona dopuszczalna granica zapylenia, która wynosi 250 ton pyłu w ciągu roku na l km2 powierzchni.
Wiele pyłów jest silnie toksycznych, zwłaszcza te, które są emitowane przez zakłady przemysłu metalurgicznego. Do tych pyłów należą przede wszystkim cząstki zawierające arsenu, ołowiu manganu, kadmu, selenu, miedzi, fluoru itp.
Za pyły mało szkodliwe uważa się rozpylone wapno palone, węglan wapnia, związki magnezu, związki żelaza, gips, węgiel i inne. Jednakże, są one tak długo "mniej szkodliwe", jak długo kontakt z nimi jest przypadkowy.
Oddziaływanie pyłów na ludzi jest niebezpieczne i prowadzi często do uszkodzenia lub chorób oczu, podrażnienia naskórka, zapalenia górnych dróg oddechowych, pylicy płuc, nowotworów gardła, krtani i płuc, może być przyczyną astmy, chorób alergicznych itp.
Zadymienie powietrza atmosferycznego w dużych miastach i okręgach przemysłowych jest przyczyną znacznego wzrostu zachmurzenia nieba i większej ilości dni mglistych i pochmurnych w ciągu roku. W wyniku tego następuje osłabienie dopływu promieni słonecznych, a zwłaszcza tak ważnych dla zdrowia ludzkiego promieni ultrafioletowych Zmniejszenie dopływu promienistej energii słonecznej znajdują odbicie w stanie zdrowia ludności zamieszkującej zadymiony obszar kraju. Sprzyja to bowiem rozwojowi bakterii, zmniejsza odporność ludzi na zakażenie, przyczynia się do występowania chorób spowodowanych awitaminozą - zwłaszcza krzywicy.
Źródłem zapylenia przyziemnych warstw atmosfery jest w znacznej mierze ruch pojazdów, wzniecających tumany kurzu oraz transport materiałów sypkich.
Gazy zanieczyszczające atmosferę są jeszcze większym zagrożeniem środowiska przyrodniczego niż różne pyły. Po pierwsze są one w większości silnie toksyczne, po drugie -bardzo trudne do opanowania. Spośród gazów emitowanych w przestrzeń pierwsze miejsce co do ilości zajmuje dwutlenek węgla, który wytwarza się przy wszystkich procesach spalania
Szczególnym problemem, jeśli chodzi o zniszczenie atmosfery, jest stały wzrost dwutlenku siarki. Gaz ten dostaje się do atmosfery w wyniku spalania ogromnych ilości paliw zawierających siarkę lub jej związki. Do tej pory technika nie opracowała jeszcze metody generalnego odsiarczania paliw. Przykładowo jedna elektrociepłownia o mocy zainstalowanej 100 MW emituje rocznie do atmosfery około 12 000 ton S02.
Do innych czynników uważanych za charakterystyczne zanieczyszczenia atmosfery należą tlenki azotu, zwłaszcza dwutlenek azotu. U ludzi dwutlenek azotu powoduje podrażnienie oczu, skóry, dróg oddechowych, uporczywy kaszel, bóle głowy, zaburzenia obiegu krwionośnego, a przy większym stężeniu zatrucia śmiertelne. Wyrzucany z dymami przez kominy oraz rozprzestrzeniany razem z innymi spalinami przez ruch samochodowy jest dużym niebezpieczeństwem dla ludności miejskiej i jedną z przyczyn powstawania tzw. smogu.
Szczególne znaczenie dla składu powietrza atmosferycznego ma występujący w czystym powietrzu atmosferycznym dwutlenek węgla. Gaz ten jest produktem końcowym procesów metabolicznych i w naturalnej wymianie w atmosferze jest wiązany przez rośliny po okresie przebywania w atmosferze około 300 lat. Emisja dwutlenku węgla do atmosfery odbywa się nie tylko z procesów oddychania ale również z procesów przemysłowych i użytkowania pojazdów i urządzeń z silnikami spalinowymi. Ilość dwutlenku węgla zwiększa się znacznie, a szczególnie z procesów technologicznych powoduje wzrost tego gazu w atmosferze. Tworzy to warunki do występowania efektu cieplarnianego. Charakterystyczną właściwością dwutlenku węgla jest to, że przepuszcza krótkofalowe promieniowanie słońca i pochłania długofalowe cieplne promieniowanie z Ziemi, czyli przeciwdziała wypromieniowaniu ciepła z Ziemi. Wzrost zawartości dwutlenku węgla w atmosferze prowadzi zatem do wzrostu temperatury Ziemi Podobnymi własnościami odznaczają się inne gazy np. metan, freony, podtlenek azotu itp Źródłem gazów powodujących efekt cieplarniany są przede wszystkim procesy spalania węgla i ropy naftowej. Istotny wkład na podwyższanie temperatury Ziemi ma również wycinanie lasów, co przyczynia się do zmniejszania ilości pochłanianego dwutlenku węgla przez roślinność.

Najważniejsze skutki zanieczyszczenia powietrza:
* efekt cieplarniany,
* kwaśne deszcze,
* zmniejszanie warstwy ozonu,
* zmniejszanie zasobów paliw kopalnych,
* zachwianie równowagi ekologicznej między tlenem i dwutlenkiem węgla
* zachwianie równowagi biologicznej ekosystemów,
* pogarszanie jakości żywności,
* zanieczyszczanie gleby i wody.
· .
Dla ograniczenia emisji zanieczyszczeń do atmosfery należy stosować technologie energooszczędne, w których efektywniej wykorzystuje się energię bez obniżania poziomu życia i realizacji zadań w wojsku.
Trucizny I grupy: gazy

Wśród gazów, które ludzka działalność beztrosko wypuszcza w powietrze są groźne trucizny. Mogą zabijać ludzi, mogą spowodować, że na połowie powierzchni naszego kraju nie będzie żadnych drzew iglastych. Może to i lepiej, że ich skutki są tak dramatyczne, bo mogą nas doprowadzić do opamiętania, zanim znikną ostatnie lasy na Śląsku. Na szczęście, wszystkie gazy stosunkowo prędko zmieniają się w substancje niegroźne dla środowiska żywego. Gdyby dzisiaj ograniczyć ich wytwarzanie, to już za rok byłoby widać oznaki poprawy. Niestety ograniczenie ich wytwarzania musiałoby oznaczać radykalną przebudowę naszego przemysłu, motoryzacji, sposobu myślenia i wyznawanych wartości.

Dwutlenek siarki
Dwutlenek siarki jest wytwarzany podczas palenia wszystkich substancji zawierających siarkę, jak o tym wspomina się w publikacjach. W praktyce głównym jego źródłem są elektrownie opalane węglem kamiennym lub, co gorsza, brunatnym. Wytwarzają one w przybliżeniu tyle samo gazu, co wszystkie pozostałe piece i paleniska przemysłowe i domowe razem wzięte.
Dwutlenek siarki jest bardzo szkodliwy dla wszystkiego co żyje, zwłaszcza dla roślin. Działa on nawet w stężeniach 1-2 ppm, chociaż człowiek wyczuwa węchem dopiero stężenie 3-5 ppm. Jeżeli więc czujesz w powietrzu zapach palonej siarki to znaczy, że twój organizm już został zaatakowany.
W powietrzu dwutlenek siarki ulega dalszemu utlenieniu do S03 i z wodą daje kwas siarkowy - najważniejszą przyczynę kwaśnych deszczów, które niszczą nasze lasy, lasy wielu innych krajów Europy, lasy USA. Groźba kwaśnych deszczów jest tym większa, że mogą one padać i zabijać nawet bardzo daleko od komina, z którego ulatuje dwutlenek siarki. Pod względem odległości transportu i rozmiarów skażonych obszarów S02 nie ma sobie równych. Znamienne, że alarm w tej sprawie jako pierwsi podnieśli Szwedzi, gdy w ich jeziorach poginęły ryby od tego, co wypuścili w powietrze Niemcy, Brytyjczycy i my, Polacy.
Tlenki azotu
Tlenki azotu - głównie NO i N02 - powstawały zawsze i nadal powstają od energii błyskawic, po czym w wodzie tworzą jon azotanowy, niezbędny dla roślin. Stąd bierze się jednak niewiele tych jonów i powoduje znikome stężenia, poniżej progu szkodliwości dla istot żywych. Dla człowieka ten próg wynosi 10 ppm N02 i 50 ppm NO. Współcześnie tlenki azotu są wytwarzane w wielu różnych procesach przemysłowych, przede wszystkim przy spalaniu w wysokich temperaturach. Są to ilości tak duże, że często pojawiają się stężenia szkodliwe dla życia. Ponadto, gdy znajdą się w glebie, mogą tam ulegać przemianom do związków o nazwie nitrozoamin. Nitrozoaminy są silnie rakotwórcze, a pobrane z gleby przez warzywa mogą znaleźć się w pożywieniu ludzkim. Wreszcie - jak prekursor kwasu azotowego - tlenki azotu maja też udział w tworzeniu kwaśnych deszczów i ich niszczącym działaniu.
Odrębna rola tlenków azotu w bezpośrednim zagrożeniu zdrowia ludzkiego wiąże się z rozwojem motoryzacji w miastach. W 1990 roku silniki spalinowe były odpowiedzialne za 37,5% wszystkich tlenków azotu wytworzonych w Polsce. Zarówno wytwarzanie, jak też i zagęszczenie jest największe w miastach - tym większe, im większe miasto.
Węglowodory
Wiele węglowodorów to gazy albo ciecze o dość dużej lotności. W naszym otoczeniu znajdują się przede wszystkim w postaci gazowej. O ich obecności w gazach spalinowych była mowa wyżej. O szkodliwości dla organizmów zwierzęcych można by powiedzieć w największym skrócie i trochę w przenośni, że jest tym większa "im bardzie? węglowodór jest pierścieniowy. To znaczy, że stosunkowo najmniej toksyczne są węglowodory o budowie łańcuchowej - alifatyczne. Bardziej od nich groźne są węglowodory pierścieniowe -aromatyczne, najgorsze zaś - węglowodory zbudowane z wielu pierścieni. Te ostatnie są silnie rakotwórcze. Wszystkie stają się z reguły jeszcze bardziej toksyczne po przyłączeniu grupy aminowej, nitrowej lub nitrozowej. Pojawiają się dookoła nas podczas procesów przetwarzania ropy naftowej i węgla oraz przy używaniu otrzymanych produktów, na przykład rozmaitych rozpuszczalników, paliw, smoły, asfaltu. Warsztaty lakiernicze, z których dochodzi zapach rozpuszczalników, stanowią zagrożenie zdrowia ludzkiego, aczkolwiek udowodnienie tego w każdym konkretnym przypadku napotykałoby trudności podobne do tych wspomnianych przy smogu z 1952 roku w Londynie. Jednym z poważniejszych zagrożeń zdrowia jest benzopiren, wielopierścieniowy węglowodór, który powstaje między innymi podczas "przetwarzania" tytoniu w palącym się papierosie. To on jest współodpowiedzialny za rozpowszechnienie raka krtani i raka płuc wśród palaczy. W środowisku naturalnym węglowodory z czasem ulegają utlenieniu przez mikroorganizmy do dwutlenku węgla i wody, ale te procesy samooczyszczania przebiegają bardzo powoli. Tempo ich jest zupełnie niewspółmierne do tempa zanieczyszczania środowiska, na przykład dookoła pierwszej z brzegu stacji benzynowej.
Odrębnym, ogromnym zagadnieniem są katastrofy ekologiczne, powodowane na morzach przez rozlanie tam ropy naftowej. Najbardziej znaną tego przyczyną są katastrofy tankowców. Pierwszym efektem, poruszającym serca wielu ludzi jest śmierć setek tysięcy ptaków (które giną, oblepione ohydną mazią), tysięcy fok, tysięcy wydr morskich. Tego, co się dzieje pod powierzchnią morza, oko nie widzi, ale zniszczenia bywają nie mniej dramatyczne Powłoka ropy na powierzchni wody odcina dopływ tlenu, a zarazem dopływ światła dla producentów, którzy są przecież również "producentami" tlenu! Giną wszystkie zwierzęta osiadłe, ryjące w dnie, mniej sprawne w ruchu. Ryby mogą ratować się ucieczką, ale wśród nich spustoszenia są ogromne. Tankowce powodują katastrofy zwracające powszechną uwagę, ale w skali całej Ziemi większe szkody powodują "drobne" zanieczyszczenia: wycieki z nieszczelnych urządzeń na platformach wiertniczych na morzu, przy przeładunkach ropy, przy płukaniu zbiorników na morzu, które jest co prawda zakazane prawem, ale tańsze od legalnych metod oczyszczania w porcie .
Tlenek węgla
Tlenek węgla - w mowie potocznej znany jako czad - jest śmiertelną trucizną dla organizmu człowieka i każdego innego, który używa hemoglobiny do transportu tlenu (na przykład dla wszystkich kręgowców). Łączy się on z hemoglobiną w sposób trwały, blokując w ten sposób przenoszenie tlenu. Powstaje podczas spalania węgla (w sensie chemicznym) przy niedostatecznym dostępie powietrza. Od czasu do czasu zdarzają się nieszczęścia, spowodowane przez piec, opalany drewnem lub węglem. Jeżeli zamknąć zbyt szczelnie piec, w którym jest dużo rozżarzonych węgli, może powstać czad. Jeżeli dzieje się to nocą w pokoju, w którym śpi cała rodzina, skutki mogą być tragiczne.
Współcześnie mieszkańcy miast są codziennie zatruwani częściowo tlenkiem węgla zawartym w spalinach samochodowych. Gazy spalinowe zawierają tlenku węgla prawie dwa razy więcej niż tlenków azotu i węglowodorów razem wziętych i są dokładnie tak samo trujące jak czad z pieca.
Trucizny II grupy: pyły Pyły znajdują się w spalinach silników, powstają ze ścierających się opon samochodowych i ze ścieranych nimi nawierzchni dróg.W środowisku naturalnym pyły, które nie są szczególnie trujące, mogą jednak szkodzić roślinom. Pył osadzający się na powierzchni liści pochłania światło, a może również zatykać aparaty szparkowe i w ten sposób utrudniać fotosyntezę. Najczęściej jednak pyły rozsiewane przez przemysł po naszym kraju składają się z substancji trujących i od tego głównie zależy sposób ich oddziaływania na środowisko.
Trucizny III grupy: "metale śmierci"
Metale, jak np. potas, magnez, żelazo, miedź i cynk mogą mieć dla organizmów żywych bardzo różne znaczenie.
ELEKTROWNIE KONWENCJONALNE I ELEKTROCIEPŁOWNIE
Elektrownie i elektrociepłownie mają wpływ na powietrze atmosferyczne, glebę i wody, a za ich pośrednictwem na rośliny, zwierzęta i ludzi, a także na materiały i konstrukcje inżynierskie (korozja). Z tego względu przy projektowaniu i w eksploatacji tych obiektów zagadnienie ochrony środowiska zajmuje ważne miejsce.
Należy podkreślić, że ochrona środowiska w problematyce energetycznej jest dziedziną stosunkowo nową. Od początku lat sześćdziesiątych obserwuje się intensywny jej rozwój. Obszerne badania były prowadzone w latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych. Ponadto cechą charakterystyczną ochrony środowiska jest jej interdyscyplinarność. Obejmuje ona bardzo wiele gałęzi wiedzy — poczynając od hydrobiologii, chemii, fizyki, a na naukach medycznych kończąc.
Obecnie najlepiej rozpoznane jest oddziaływanie konwencjonalnych elektrowni cieplnych i elektrociepłowni oraz stacji i linii elektroenergetycznych na środowisko. Oddziaływanie to jest w wielu aspektach niekorzystne, dlatego też poszukuje się nowych technologii energetycznych, takich jak: odsiarczanie i odazotowywanie spalin, kotły fluidalne, układy gazowo-parowe i zgazowywanie paliw stałych.
Elektrownie jądrowe ze względu na ochronę środowiska są teoretycznie korzystniejsze niż cieplne elektrownie konwencjonalne. W ich przypadku brak jest krajowych doświadczeń eksploatacyjnych, dlatego też oparto się na danych prezentowanych w literaturze zagranicznej oraz na doświadczeniach projektowania pierwszej polskiej Elektrowni Jądrowej Żarnowiec.
Bada się i w miarę możliwości wprowadza nowe, mało uciążliwe dla środowiska technologie wytwarzania energii elektrycznej, takie jak wykorzystanie energii wiatru, energii słonecznej, energii geotermicznej, energii maretermicznej, energii fal i pływów morskich, biomasy, wodoru, energii magnetohydrodynamicznej (MHD) i ogniw paliwowych. Niektóre z nich są już wprowadzane w naszym kraju.
Technologia wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej.
W konwencjonalnej elektrowni kondensacyjnej następuje w procesie spalania przemiana energii chemicznej paliwa w energię cieplną pary, a następnie — w procesie ekspansji termicznej zachodzącej w turbinie
— przemiana energii cieplnej w energię kinetyczną (mechaniczną) i wreszcie — w napędzanym przez turbinę generatorze — przemiana energii kinetycznej w energię elektryczną. Wytworzona w generatorze energia elektryczna jest transformowana na wysokie napięcie i przesyłana liniami elektroenergetycznymi do odbiorców.
W elektrociepłowni konwencjonalnej — oprócz energii elektrycznej wytwarzanej w sposób podany powyżej — jest wytwarzana energia cieplna — w postaci pary bądź gorącej wody. Para wodna po częściowym rozprężeniu się w turbinie parowej zostaje z niej pobrana i bądź wykorzystana bezpośrednio (para technologiczna), bądź służy do podgrzewania wody sieciowej, krążącej w obiegu zamkniętym i ogrzewającej budynki. Para pobrana z turbiny nie podlega kondensacji w skraplaczu, co zmniejsza straty ciepła unoszone przez wodę chłodzącą. Zwiększa to sprawność elektrociepłowni w porównaniu z elektrownią kondensacyjną.
Obieg technologiczny elektrowni konwencjonalnej może być podzielony na następujące ogniwa:
— obieg paliwowy;
— obieg parowy;
— obieg wodny;
— obieg elektryczny.
W obiegu paliwowym występują:
a) nawęglanie (dostawa, rozładunek, składowanie, transport wewnętrzny, mielenie, zmagazynowanie węgla w zasobnikach kotłowych);
b) usuwanie i oczyszczanie spalin kotłowych (odpylanie, odsiarczanie i odazotowywanie spalin, wentylatory spalin, czopuchy i komin);
c) usuwanie popiołu lotnego wychwyconego przez odpylacze spalin:
— instalacja pneumatyczna — aparaty wydmuchowe, rurociągi,
sprężarki, zbiorniki pyłu, odpylacze powietrza nośnego, pompy zbiornikowe;
- instalacja hydrauliczna — kanały, pompy bagrowe, rurociągi pulpy*, składowisko popiołu, pompy wody powrotnej, rurociągi wody powrotnej, dysze pobudzające przepływ pulpy w kanałach;
- instalacja mechaniczna — zbiorniki pyłu, ślimaki nawilżające lub granulatory popiołu lotnego, przenośniki taśmowe, wagony bezpylne, cementowozy;
d) usuwanie żużla spod kotłów:
- instalacja hydrauliczna - - kruszarki żużla, kanały, pompy bagrowe, rurociągi pulpy, składowisko żużla, pompy wody powrotnej, rurociągi wody powrotnej, dysze pobudzające przepływ pulpy w kanałach,
- instalacja pneumatyczna — kruszarki żużla, rurociągi, sprężarki, zbiorniki żużla, odpylacze powietrza nośnego, wagony, samochody;
e) usuwanie odpadów (lub gipsu) z instalacji odsiarczania spalin:
- instalacja pneumatyczna, mechaniczna lub hydrauliczna. Obieg parowy tworzą: kocioł, rurociągi parowe, turbina ze skraplaczem pary, pompy skroplin, rurociągi skroplin, pompy wody zasilającej, podgrzewacze regeneracyjne, odgazowywacz i rurociągi wody zasilającej. Obieg ten jest obiegiem zamkniętym, uzupełnianym wodą dodatkową.
Obieg wodny obejmuje:
- obieg wody chłodzącej zamknięty: chłodnie, kanały, pompownia, rurociągi, skraplacze turbin lub otwarty: rzeka (jezioro), pompownia, rurociągi, skraplacze turbin, kanały;
- instalację wody dodatkowej - - uzupełniającej obieg parowy i uzupełniającej zamknięty obieg wody chłodzącej.
Obieg elektryczny obejmuje: generator, transformator podwyższający napięcie (blokowy), linię wyprowadzającą moc, transformator obniżający napięcie (odczepowy), urządzenia potrzeb własnych elektrowni (rozdzielnie, kable, transformatory, silniki elektryczne
Na środowisko oddziałują przede wszystkim produkty spalania paliw, a więc pochodzące z obiegu paliwowego elektrowni. Należą do nich: spaliny, zawierające niewychwycony przez odpylacze popiół lotny (pył), dwutlenek siarki, tlenki azotu, tlenek i dwutlenek węgla, popiół lotny wychwycony przez odpylacze spalin, żużel spod kotłów, odpady i ścieki z instalacji odsiarczania spalin.
* Pulpa jest to mieszanina popiołu (żużla) z wodą.
W obiegu paliwowym następuje także pylenie powierzchniowe: przy rozładunku, składowaniu i czerpaniu węgla ze składów, jak również przy transporcie, składowaniu i załadunku popiołu i żużla.
Głównymi źródłami hałasu w obiegu paliwowym są maszyny rozładowcze, kruszarki i młyny węgla, wentylatory spalin, sprężarki.
Obieg parowy, zamknięty w budynku głównym, na zewnątrz jest źródłem hałasu, wytwarzanego sporadycznie przy pracy zaworów bezpieczeństwa kotłów i stacji rozruchowo-zrzutowych (rozruch i odstawienie z pracy urządzeń).
Ścieki bytowo-gospodarcze oraz ścieki przemysłowe, wytwarzane przy uzdatnianiu wody do obiegu parowego i do obiegu chłodzącego oraz z instalacji odsiarczania spalin, a także podgrzewanie wody w rzekach (jeziorach) w przypadku otwartego obiegu chłodzenia skraplaczy turbin stanowią o wpływie obiegu wodnego elektrowni na środowisko.
Chłodnie stosowane w zamkniętym obiegu chłodzenia skraplaczy turbin (kominowe lub wentylatorowe) są źródłem hałasu i roszenia przyległego terenu.
Obieg elektryczny wpływa na środowisko poprzez hałas transformatorów i silników oraz oddziaływanie pól elektromagnetycznych pod napowietrznymi liniami wysokiego napięcia i w rozdzielniach wysokiego napięcia.





EKOLOGICZNE FORMY PRODUKCJI ENERGII
Ogniwa fotowoltaiczne
Przemiana energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną (przemiana fotowoltaiczna) jest jedynym znnym sposobem bezpośredniej przemiany światla prowadzącym do wytworzenia uniwersalnego nośnika energii jakim jest prąd elektryczny. Podstawowym przetwornikiem w tym procesie konwersji jest fotoogniwo półprzewodnikowe ze złączem p-n (ogniwo fotowoltaiczne). W celu zwiększenia sprawności konwersji ogniw słonecznych stosuje się odpowiednie materiały półprzewodnikowe.

Chociaż średnia odległość słońca od Ziemi wynosi 149,6 mln km, promieniowanie słoneczne dostarcza olbrzymiej ilości energii od kilku miliardów lat, stanowiąc główne źródło energii. Całkowita moc promieniowania słonecznego wynosi 3,83x10-20 MW i można przyjąć, że jeszcze przez 6 miliardów lat moc ta niewiele się zmieni, gdyż w czasie miliarda lat Słońce "chudnie" tylko o 1%, pomimo, że w każdej sekundzie około 600 mln ton wodoru w głębi Słońca przemienia się w hel w rezultacie reakcji termojądrowych. Promieniowanie padające na górne warstwy atmosfery ziemskiej - egzosferę, jak wykazały bezpośrednie pomiary satelitarne, dostarcza 1,36 kW/m2 gęstości powierzchniowej strumienia energii. Znaczna część promieniowania dociera do powierzchni Ziemi.
Atmosfera eliminuje część widma i zmienia natężenie promieniowania, tak, że maksimum gęstości strumiemia energii docierającego do Ziemi w obszarze podzwrotnikowym wynosi około 1kW/m2.
Energia promieniowania słonecznego wewnątrz atmosfery obejmuje:
· ultrafiolet niosący 9% energii
· promieniowanie widzialne przenoszące 44% energi
· promieniowanie podczerwone zawierające 47% energii
System fotowoltaiczny składa się z modułów, paneli lub kolektorów fotowoltaicznych, oraz elementów dostosowujących wytwarzany w ogniwach prąd stały do potrzeb zasilanych urządzeń. Gdy system jest przewidziany do dostarczania energii elektrycznej w nocy, konieczne jest stosowanie odpowiedniego systemu magazynowania energii (akumulator) wyprodukowanej ciągu dnia. Jeżeli system zasila urządzenie stałoprądowe potrzebny jest kontroler napięcia. Do zasilania z systemu fotowoltaicznego urządzeń zmiennoprądowych konieczne jest użycie falownika. Potrzebna jest także odpowiednia konstrukcja kierująca moduły lub panele w kierunku Słońca oraz zabezpieczająca przed kradzieżą.





Energia wiatru

Wiatr o prędkości użytecznej może by wykorzystany do celów energetycznych. wiatraki zaczęto budowa w sredniowieczu około roku 1100 w Normandii. Dawne wiatraki, w których przetwarzano energię wiatru na prac stanowiy źródło energii mechanicznej do napędu młynów. Nowoczesne zaś turbiny wiatrowe z horyzontalnymi osiami obrotu wału ustawionymi równolegle do prędkości chwilowej wiatru służą do wytwarzania energii elektrycznej. Typowa elektrownia wiatrowa posiada na wyjściu moc kilkaset kilowatów. Jednak nowoczesne urządzenia energetyczne na wysokościach ponad 50 m mogą przy silnym wietrze generować moc rzędu 1000 MW porównywalną z mocą elektrowni jądrowej.


Energia wiatru pochodzi stąd, że około 1-2% energii promieniowania słonecznego docierającego w czasie 1 sekundy do Ziemi przemienia się w energię kinetyczną prądow powietrza, ktora stanowi moc 1000-2000 TW. Obecnie coraz częściej buduje się elektrownie wiatrowe. Moce największych silników wiatrowych napędzających generatory prądu elektrycznego wynoszą kilka megawatow, jednak najekonomiczniejsze są jednostki o mocy 200-400kw. Użyteczna przy tym prędkość wiatru wynosi 3-15 m/s. W Polsce średnia roczna prędkości wiatru równa jest 3,4 m/s, zaś na wybrzeżu Bałtyku na wysokości 20 m wynosi 5-6 m/s.
na terenie Polski występują duże regionalne różnice w zasobach energii wiatru. Na 75% powierzchni kraju można oczekiwać prędkości użytecznych przez 40% roku, zaś tylko 35% obszaru kraju spełnia orientacyjne kryterium opłacalności przemysłowej wykorzystania energii wiatru. Podział obszaru kraju na obszary korzystne i niekorzystne dla energetyki wiatrowej ilustruje rysunek poniżej:

Wg powyższego rysunku wyróżnia się pięć klas, a mianowicie:
I - wybitnie korzystna
II - korzystna
III - dość korzystna
IV - niekorzystna
V - wybitnie niekorzystna
Zmiany prędkości i kierunku wiatru sprawiają, ze efektywność instalacji wiatrowych jest w dużym stopniu zależna od sprawności systemów sterowania i od zastosowania sprawnych systemów akumulacji energii. W związku z tym współczesne elektrownie wiatrowe są urządzeniami skomplikowanymi i kosztownymi. Dzieli się je na cztery podstawowe grupy:
- elektrownie zawodowe (moc ponad 1 MW, rozmiary łopatek wirnika ~100 m),
- siłownie rolnicze o mocy od kilkunastu do kilkudziesięciu kW,
- turbiny zasilające wolno stojące urządzenia komunikacyjne, nawigacyjne (moc 1-2 kW, łopatki 2-5 m).
Nowoczesne silniki wiatrowe przetwarzają energię kinetyczną wiatru na energię mechaniczną przekształconą następnie w generatorze w energię elektryczną. Silnik wiatrowy, który napędza generator prądu elektrycznego jest charakteryzowany przez:
· moc,
· wyróżnik szybkobieżności turbiny (stosunek prędkości liniowej końców płata wirnika do prędkości wiatru . W zależności od wyróżnika wprowadzono podział silników na:
· szybkobieżne >3,5
· średniobieżne 1,5 < <3,5
· wolnobieżne < 1,5




Energia geotermiczna
Olbrzymie zasoby energii geotermicznej związane są z wysoką temperaturą jądra Ziemi, utrzymującą się dzięki prądom konwekcyjnym w ciekłej strefie jądra zewnętrznego (grubość około 2080 km) w przedziale 4000-4800cC, pomimo ciągłego odpływu ciepła.
Możliwość eksploatacji tych zasobów energetycznych zależy od stanu techniki głębokości wierceń. Przy tym minimalna głębokość wiercenia szybów
uzależniona jest od minimalnej temperatury, przy której wykorzystanie ciepła można jeszcze uznać za opłacalne oraz od gradientu geotermicznego wynoszącego przeciętnie 30C na kilometr głębokości. Natomiast stopień geotermiczny, czyli odległość w głąb Ziemi odpowiadająca wzrostowi temperatury o 1C, wynosi w Europie średnio 33 m. Wielkość ta zależy głównie od przewodnictwa cieplnego skał, sposobu ich rozmieszczenia, nawodnienia i bliskości gorących źródeł. Już w 1983 roku łączna moc elektrowni geotermicznych na świecie wyniosła 200 MW. Istnieją bowiem obszary zwane hipertermicznymi, w których gradient geotermiczny przekracza 80C na kilometr. Najczęściej wykorzystuje się zasoby hydrogeotermiczne w postaci pary wodnej lub wody gorących źródeł powierzchniowych i podziemnych o temperaturze 50-70C.
Ciepło zewnętrznych warstw, mających zwykle niższą temperaturę, może być efektywnie wykorzystane za pomocą pompy ciepła kosztem dodatkowej energii mechanicznej, cieplnej lub elektrycznej [8]. Pompa ciepła, służąca do transformacji (pompowania) ciepła z niższego poziomu energetycznego (o niższej temperaturze) na wyższy poziom (o wyższej temperaturze) przepompowuje powietrze lub wodę kosztem dodatkowej energii potrzebnej do napędu pompy. Pompy ciepła przepompowują ciepło w kierunku przeciwnym do naturalnego biegu. Nie są więc one źródłem energii, a przemieszczają ją w miejsce, gdzie jest efektywnie wykorzystana.

Natura energii geotermicznej
Energia geotermiczna występuje w formie ciepła we wnętrzu Ziemi. W modelu strefowym wnętrza Ziemi wyróżnia się trzy główne strefy: skorupę Ziemi, płaszcz Ziemi i jądro Ziemi. Zewnętrzna powłoka, skorupa ziemska, jest niejednorodna, sztywna i stosunkowo chłodna. Grubość skorupy na kontynentach wynosi 30-40 km, pod oceanami 10-20 km, a pod masywami górskimi (Alpy, Kaukaz) do 70 km. Na terenie Polski grubość skorupy zmienia się od 27 km do 47 km. Jako granicę płaszcza i jądra Ziemi przyjmuje się powierzchnię na głębokości 2900 km, na której obserwuje się gwałtowny spadek prędkości podłużnych fal sejsmicznych.
Jądro zewnętrzne ma charakter cieczy o temperaturze 4000-4800C i znacznej przewodności elektrycznej i cieplnej. Jądro wewnętrzne, o promieniu 1250 km, ma charakter ciała stałego o bardzo dużej sztywności i gęstości 12-13 g/cm3, gdzie ciśnienie, jak obliczono, wynosi 360 tys. MPa .
Ciepło znajduje się w Ziemi od chwili powstania naszej planety, czyli od 4,5 miliarda lat i uwalnia się do atmosfery poprzez powierzchnię Ziemi. Ciepło (emitowane z jednostki powierzchni w jednostce czasu) zmieniało się przez cały okres dziejów Ziemi; obecnie jest ono rzędu mW/m2. Przeciętny wypływ ciepła z Ziemi wynosi 83 mW/m2, a całkowity, z kuli ziemskiej ponad 4*1013 W ; jest więc czterokrotnie większy od zużycia energii na świecie (1013 W),. Źródłem ciepła jest struktura wewnętrzna Ziemi i procesy fizyczne w niej zachodzące. Wskutek tego obserwuje się wzrost temperatury skał z głębokością.
Istnieje gradient geotermiczny, który przeciętnie wynosi 30C na kilometr głębokości, lecz istnieją skały o gradiencie 10C/km lub 100C/km, szczególnie w obszarach aktywnych wulkanicznie, a także gdy niedaleko od powierzchni (kilka km) znajdują się ciała magmowe, ulegające schłodzeniu i oddające ciepło.
W innych obszarach, gdzie nie ma aktywności magmowej, akumulacja ciepła zachodzi wskutek szczególnych warunków geologicznych skorupy ziemskiej; gradient geotermiczny osiąga tam anomalnie duże wartości. Wykorzystanie ciepła wymaga nośnika do transportu ciepła z pewnej głębokości aż do powierzchni Ziemi. Transport ciepła odbywa się najpierw przez przewodnictwo, a następnie przez konwekcję za pomocą płynu geotermicznego jako nośnika. Tym płynem jest najczęściej woda deszczowa, która przenika do skorupy ziemskiej i ogrzewa się w kontakcie z gorącymi skałami do 300C (przy wysokim ciśnieniu).
Takie rezerwuary (osady gorących skał) są podstawowymi składnikami większości obszarów geotermicznych.
Przepływ konduktywny ciepła Ziemi jest iloczynem gradientu geotermicznego i przewodności cieplnej właściwej skał. Oznaczając gradient geotermiczny przy stałym przepływie ciepła przez D T/h (gdzie h - głębokość), otrzyma się gęstość strumienia ciepła przewodnictwa Q = k(D T/h) (k - oznacza przewodność cieplną właściwą skał, która wynosi: k= 1-3 W/(m* K)). Zatem dla granitu kontynentalnego; Q = 57 mW/m2, a dla bazaltu oceanicznego Q = 99mW/m2
Celem uzyskania gorącego płynu wierci się odpowiednie otwory po to, by wejść w rezerwuar ciepła (osadę gorących skał). O użyteczności płynu decyduje jego temperatura i ciśnienie. Energia geotermiczna jest eksploatowana w postaci pary i gorącej wody od dziesięcioleci, głównie w celu produkcji energii elektrycznej, dla której najważniejsza jest temperatura płynu.
Nieelektryczne wykorzystanie energii geotermicznej występuje głównie w rolnictwie do ogrzewania budynków, zasilania szklarni oraz w niektórych procesach przemysłowych. Energia elektryczna jest wytwarzana z energii geotermicznej ze sprawnością 10-17%.
Globalne wykorzystanie energii geotermicznej na świecie może być porównywalne z wykorzystaniem energii biomas. W krajach rozwijających się, gdzie zainstalowana moc elektryczna jest zbyt mała, energia geotermiczna odgrywa rolę znaczną. W El Salvador oraz w Nikaragui 15% energii elektrycznej pochodzi z pary geotermicznej, na Filipinach 21%, a w Costa-Rica 6%.
Dyskutowane jest wykorzystanie w przyszłości zaawansowanych technologii pozyskiwania energii geotermicznej, takie jak eksploatacja rezerwuarów geociśnieniowych, gorących skał oraz obszarów i ciał magmowych.
Obecnie sprawdziła się technologia gorących skał, więc badania i rozwój pozostałych są kwestią najbliższej przyszłości.
· ·
Elektrownia wodna
Jest to zakład przemysłowy zamieniający energię spadku wody na elektryczną. Elektrownie wodne dzieli się na: "duże" i "małe", przyjmując, że małe elektrownie wodne (określane skrótem MEW) to te o mocy poniżej 5 MW. Podział ten jest dość umowny (w Skandynawii i Szwajcarii granicą są 2 MW, a w USA 15 MW), ale dość ważny, gdyż MEW są zaliczane do niekonwencjonalnych, odnawialnych i ekologicznych źródeł energii, natomiast duże elektrownie wodne są tak na świecie rozpowszechnione (20% światowej produkcji energii elektrycznej), że traktowane są często jako konwencjonalne źródło energii, a duży stopień ingerencji w środowisko naturalne powstrzymuje wielu badaczy od nazywania dużych elektrowni wodnych ekologicznymi. Pierwsza większa elektrownia powstała przy wodospadzie Niagara w 1895 roku. Zasoby hydroenergetyczne Polski szacuje się na 13,7 TWh rocznie, z czego 45,3% przypada na Wisłę, 43,6% na dorzecza Wisły i Odry, 9,8% na Odrę i 1,8% na rzeki Pomorza przy czym same elektrownie na rzekach pomorskich zapewniały przed II wojną światową energię elektryczną portowi morskiemu w Gdyni, Kartuzom oraz Gdańskowi i jego okolicom, co daje wyobrażenie jak duży potencjał mają elektrownie wodne. Obecnie Polska wykorzystuje swoje zasoby hydroenergetyczne jedynie w 12%, co stanowi 7,3% mocy zainstalowanej w krajowym systemie energetycznym (dla porównania Norwegowie, rekordziści w tej dziedzinie, uzyskują z energii spadku wody 98% energii elektrycznej).
Elektrownie wodne można podzielić umownie na elektrownie przepływowe produkujące energie elektryczna oraz elektrownie sczytowo-pompowe które służą tylko magazynowaniu energii elektrycznej wyprodukowanej w inny sposób.
Większe elektrownie wodne na świecie
· elektrownia na rzece Parana
· elektrownia na rzece Colorado (tama Hoovera)

Większe elektrownie wodne w Polsce
· elektrownia przepływowa w Porąbce ( pierwsza zbudowana w Polsce)
· Elektrownia Porąbka-Żar
· elektrownia przepływowa Myczkowcach
· elektrownia szczytowo-pompowa w Solinie


Elektrownia wodna na "Zaporze Hoovera" (Hoover Dam) na rzece Kolorado, USA


Elektrownia szczytowo-pompowa jest zakładem przemysłowym, którego zadaniem jest magazynowanie energii.
W elektrowni szczytowo pompowej zamienia się energię elektryczną na energię potencjalną grawitacji poprzez wpompowanie wody ze ziornika dolnego do górnego w okresie niskiego zapotrzebowania na energię elektryczną (np. w nocy), a następnie, w godzinach szczytu, następuje odwrócenie procesu.
Na tym też opiera się ekonomika działania tych elektrowni. Energia elektryczna jest skupowana w okresie kiedy jest najtańsza, a oddawana do systemu (sprzedawana) w okresie najwyższego zapotrzebowania i za wysoką cenę.
Elektrownia taka wbrew nazwie nie produkuje żadnego prądu, co więcej sporo (prawie 30%) energii elektrycznej jest w tym procesie tracone. Jest ona za to bardzo skuteczną baterią o ogromnych pojemnościach.
Polskie elektrownie szczytowo-pompowe:
· Elektrownia Żarnowiec - 716 MW (największa w Polsce)
· Elektrownia Porąbka-Żar - 500 MW
· Elektrownia Solina - 178,6 MW albo 200 MW
· Elektrownia Żydowo - 150 MW
· Elektrownia Czorsztyn-Sromowce Wyżne - 94,6 MW
· Elektrownia Dychów - o mocy 79,3 MW

Najstarsza tego typu elektrownia powstała w 1907 roku w Szwajcarii. Największą obecnie w Europie jest Dinorwic w Walii.



Energia słoneczna

W Kalifornii na pustyni Mojave, 200 km na północny wschód od Los Angeles, w latach 1984-1992 powstał kompleks 13 elektrowni heliotermicznych o różnej mocy. Również w Kalifornii w 1984 r. uruchomiono elektrownię Carissa Plain wytwarzającą energię elektryczną metodą helioelektryczną. Metoda ta polega na bezpośredniej przemianie energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną za pomocą ogniw fotoelektrycznych. Ogniwa takie przemieniają w energię elektryczną nie tylko bezpośrednie promieniowanie Słońca, lecz także promieniowanie rozproszone, przy zachmurzeniu. Elektrownia helioelektryczna o mocy 300 kW pracuje także od 1983 r. na niemieckiej wyspie Pellworm leżącej na Morzu Północnym.
Aktualnie w Europie największa elektrownia słoneczna pracuje we Włoszech, wytwarzając prąd o mocy 3,3 MW. Grecja ma zamiar wybudować do 2003 r. największą na świecie elektrownię słoneczną. Będzie ona wytwarzała prąd o mocy 50 MW, co zapewni energię elektryczną dla 100 tys. Mieszkańców.
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.
Pośród ogniw możemy wyróżnić min. się o ogniwa pojedyne(monokrystalicznych), wielokrystaliczne(polikrystaliczne) albo cienkowarstwowe (amorficzne). Różnica między ogniwem mono- i polikrystalicznym nie jest zbyt duża, właściwie chodzi o różny sposób produkcji materiału bazowego ogniwa. Dzięki jednolitemu materiałowi ogniwo monokrystaliczne ma nieco wyższą sprawność, tzn, że wytwarza nieco więcej energii na jednostkę powierzchni, niż ogniwo polikrystaliczne. Różnica jest jednak niewielka, 12-15% dla monokrystalicznego i 10-14 % dla polikrystalicznego.
Zwykłe ogniwo słoneczne z krystalicznego krzemu o wymiarach ok. 10 x 10 cm ma nominalne napięcie ok. 0,5 V. Istnieją baterie z różną ilością ogniw, w zależności od zastosowania, jak i od jakości ogniw. Bateria słoneczna, która będzie używana do ładowania baterii ołowiowych na naszej długości i szerokości geograficznej, potrzebuje co najmniej 30 ogniw, jeśli chodzi o monokrystaliczne, i 32 ogniwa, jeżeli chodzi o ogniwa polikrystaliczne. Przy wzrastającej temperaturze napięcie ogniwa spada, co oznacza, że może być potrzebna bateria z jeszcze większą ilością ogniw ( o ile jest bardzo gorąco w miejscu, gdzie będzie ona zainstalowana).
Zwykła bateria składająca się z 30-32 ogniw ma maksymalną moc rzędu 40-45 W. Inne wielkości można otrzymać poprzez albo dołożenie większej ilości ogniw, albo poprzez podział ogniwa na mniejsze części. Jest to jednak dość drogie, ponieważ wymaga dodatkowych zabiegów w procesie produkcji.
Bateria cienkowarstowa produkowana jest w ten sposób, że nakłada się cienką warstwę aktywnego materiału na specjalnie przygotowaną szybę ze szkła. Baterie słoneczne powinny być montowane w ten sposób, aby były maksymalnie wyeksponowane do światła. Moc wyjściowa jest wprost proporcjonalna do ilości energii odbieranej z baterii. Kierunek ustawienia powinno się wybierać pomiędzy południowym wschodem i południowym zachodem, a miejsce powinno być nie ocienione. Panele krystaliczne są szczególnie wrażliwe na zaciemnienie i nawet jeżeli jedno ogniwo w baterii jest zacienione traci się dużą część energii. Półcień nie jest tak niebezpieczny, jak całkowite zacienienie. Kąt ustawienia w kierunku słońca ma również znaczenie; w czasie półrocza zimowego jest ważne, aby panel był ustawiony pod kątem prostym do promieni słonecznych, podczas gdy w letniej porze roku wystarczy kąt 30-45 stopni. Bateria słoneczna produkuje energię również wówczas, gdy słońce jest za chmurami, lecz oczywiście energia, która jest produkowana jest zależna od natężenia promieniowania świetlnego. W słoneczny, letni dzień napromieniowanie wynosi aż do 1000 W/m2 i w tym czasie można ładować akumulator maksymalnie prądem 3 A, o ile oczywiście jest on już w pełni naładowany.
W pochmurny, letni dzień napromieniowanie może wynieść tylko ok. 200 W/m2 i wówczas prąd nie będzie większy niż ok. 0,5 A.
Baterii używa się również w małych kalkulatorach i zegarkach. W 1981 r. słoneczny samolot Solar Challengerer przeleciał nad kanałem La Manche wykorzystując jako źródło zasilania tylko energię słoneczna. Skrzydła tego samolotu pokryte były bateriami słonecznymi, które zasilały silnik elektryczny. Pojazd przypominający samochód, który był zasilany z baterii słonecznych osiągnął prędkość maksymalną 67 km/h w 1987 r podczas wyścigów tego typu pojazdów, na dystansie 3138 km. Na Florydzie, w Stanach Zjednoczonych publiczne automaty telefoniczne są zasilane przez baterie słoneczne montowane na chroniącym je dachu.
- Ogrzewanie domów
Wszystkie domy są ogrzewane przez słońce, ale tylko niektóre są skonstruowane w taki sposób, aby uzyskać jak najwięcej energii cieplnej. Umożliwia to znaczną redukcję zapotrzebowania energii. W takich domach duże okna projektuje się od strony najbardziej nasłonecznionej, a małe od przeciwnej. W niektórych rozwiązaniach stosuje się zasłony izolujące ciepło, które zamykane na noc nie Pozwalają na ucieczkę ciepła nagromadzonego w dzień. Takie rozwiązanie jest tzw. systemem pasywnym. Inne zastosowanie energii słonecznej w domu polega na podgrzewaniu wody. Promienie słoneczne podgrzewają wodę, która przepływa przez płaskie panele tworzące kolektory absorbujące ciepło. Kolektory słoneczne wykonane są z wysokiej jakości materiałów jak: miedź, aluminium, specjalne szkło solarne i izolacja cieplna,. Te panele umieszcza się zazwyczaj na dachu domu, pod kątem zapewniającym największy pobór ciepła słonecznego. Zimna woda jest pompowana do paneli i tam podgrzewana przez ciepło absorbowane z promieni słonecznych. Umożliwiają one 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
Ogólnie są znane dwa rodzaje kolektorów: płaskie oraz skupiające.
Płaskie kolektory słoneczne są idealnym rozwiązaniem dla , warunków klimatu polskiego. Wynika to m.in. z faktu, iż promieniowanie słoneczne docierające na powierzchnię ziemi dzieli się na promieniowanie bezpośrednie i tzw. rozproszone. Udział promieniowania rozproszonego w całkowitym można szacować na poziomie 50% w skali roku. Nie wszystkie rodzaje kolektorów słonecznych mogą pracować przy promieniowaniu rozproszonym.
Cechą płaskich kolektorów słonecznych jest fakt, iż pracują one nawet w warunkach promieniowania rozproszonego. W optymalnych warunkach pogodowych przy bezchmurnym niebie gęstość promieniowania wynosi około 1000 W/m2, w innych warunkach gęstość promieniowania słonecznego padającego na powierzchnię ziemi kształtuje się następująco

Kolektory skupiające pracują tylko przy promieniowaniu bezpośrednim. W czasie, gdy występuje promieniowanie rozproszone, kolektory te nie pracują.
Z uwagi na własności kolektorów, w których wydziela się energia cieplna wskutek pochłaniania energii promieniowania słonecznego, praktycznie nie można wyłączyć kolektorów (poza ich przykryciem np. materiałem). Jeżeli promieniowanie słoneczne padające na kolektor jest intensywne i nie ma odbioru energii cieplnej (np. wskutek zaniku energii elektrycznej), stosunkowo gwałtownie wzrasta temperatura i ciśnienie w układzie. Prowadzi to z reguły do otwarcia zaworu bezpieczeństwa.
Istnieją również kolektory słoneczne z próżniowymi rurami szklanymi, w których znajduje się rura połączona z absorberem. Należy zaliczyć je do grupy kolektorów płaskich. Wewnątrz rury jest ciecz, która w cyklu parowanie-kondensacja przekazuje energię cieplną wytworzoną w absorberze do strefy skraplania, gdzie następuje odbiór ciepła do wody ogrzewanej.