Alternatywne źródła energii

Alternatywne źródła energii

Źródła energii są substancjami i zjawiskami wykorzystywanymi do potrzeb energetycznych. Dzielą się na nieodnawialne ? węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny, uran - oraz odnawialne, czyli takie, które praktycznie się nie wyczerpują (energia wód, energia słoneczna, energia wiatru, pływów morskich, fal morskich, energia cieplna oceanów, energia biomasy). Jest jeszcze energia geotermiczna - energia gejzerów, gorących skał, którą można zaliczyć do obydwu grup, tj. do energii odnawialnej i nieodnawialnej. Wykorzystanie prawie wszystkich niekonwencjonalnych źródeł energii elektrycznej jest związane z minimalnym, bądź nawet żadnym wpływem na środowisko.Energia odnawialna jest energią tanią, przyjazną człowiekowi i środowisku. Odnawialne źródła są dostępne za darmo (energia słońca, wiatru, biogazu) lub po niewielkich kosztach (słoma, drewno).
Słońce to jedna z ponad miliarda gwiazd, jest źródlem energii wszystkich istot na Ziemii. Energia słoneczna docierająca do Ziemii w ciągu 40 min. pokryłaby całoroczne zapotrzebowanie człowieka. Naturalne paliwa, które są eksplatowane (ropa naftowa, węgiel), jeśli będą nadal wydobywane w tym tempie już na początku następnego stulecia zostaną wyczerpane. Energie atomowe są ryzykowne, co pokazał nam wybuch elektrownii w Czarnobylu w 1986r. Natomiast energia słoneczna jest najbezpieczniejszym źródłem energii. Mała jej ilość jest niestety wykorzystana w dzisiejszych czasach bezpośrednio, chociaż jest największym źródłem energii na Ziemii, ok.1000razy większym niż obecne jej złużycie. W ciągu ostatnich 100 lat wykorzystaliśmy więcej energii, niż wszystkie wcześniejsze generacje. Już w dzisiejszych czasach możemy to odczuć (zmiany klimatu), ale mogą one być bardziej dotkliwe w przyszłości. Powinniśmy wykorzystywać promieniowanie słoneczne, gdyż jest ono ekologiczne, czyste, a co najważniejsze za darmo.
Słońce to nie tylko darmowe i czyste ciepło ale również prąd. Słoneczne systemy zasilania budowane są na bazie modułów fotowoltaicznych ? urządzeń przetwarzających światło słoneczne bezpośrednio na energię elektryczną. Dzięki swej modułowej budowie, mogą one produkować energię zarówno na potrzeby małych urządzeń lub obiektów, jak również na potrzeby energetyki zawodowej i sprzedaży energii do sieci.
Energię słoneczną używa się do ogrzewania domów mieszkalnych zakładając ogniwa fotowoltaiczne zamieniające światło na prąd lub wykorzystując światło do ogrzewania wody w w specjalnych zbiornikach umieszczonych na dachach zwanych kolektorami. Baterie słoneczne (ogniwa fotowoltaiczne) są to urządzenia elektroniczne, które wykorzystują zjawisko fotowoltaiczne do zamiany światła na prąd elektryczny. Każde małe ogniwo wytwarza mały prąd, ale duża ilość ogniw, wzajemnie połączonych jest w stanie wytworzyć prąd o użytecznej mocy. Ogniwa zbudowane są z krystalicznego krzemu domieszkowanego warstwami lub z cienkich warstw półprzewodników, zwykle uwodnionego krzemu amorficznego odpowiednio domieszkowanego. Wykorzystuje się je w elektrowniach słonecznych, do ogrzewania domów, w małych zegarkach i kalkulatorach, a przede wszystkim w przestrzeni kosmicznej, gdzie promieniowanie słoneczne jest dużo silniejsze.
Kolektory słoneczne wykorzystywane są w polskim klimacie głównie do ogrzewania ciepłej wody użytkowej (czyli tej, w której się myjemy). Jednakże możliwe jest również ich wykorzystanie do ogrzewania wody w basenach lub nawet pomieszczeń.
Energia wiatrowa była najwcześniej, obok spalania drewna, eksploatowaną przez człowieka energią odnawialną. Pierwsze wiatraki były wykorzystywane przez ludzi do mielenia ziarna, oraz pompowania wody. Współcześnie stosowane turbiny wiatrowe przekształcają ją na energię elektryczną. Elektrownia wiatrowa to zespół urządzeń produkujących energię elektryczną, wykorzystujące do tego turbiny wiatrowe. .
Na świecie powstało tysiące instalacji wykorzystujących wiatr do produkcji energii elektrycznej. O opłacalności tych instalacji decyduje duża prędkość wiatru i stałość jego występowania w danym miejscu. Dlatego elektrownie wiatrowe są zazwyczaj budowane na terenach nadmorskich i podgórskich. W Europie Dania, Niemcy(ok. 40% produkcji w skali całego globu). Szwecja i Wielka Brytania znajdują się w czołówce państw wykorzystujących wiatr do produkcji energii elektrycznej.
Energia elektryczna uzyskana z wiatru jest ekologicznie czysta, gdyż jej wytworzenie nie pociąga za sobą spalania żadnego paliwa, jeżeli pominiemy nakłady energetyczne związane z budową takiej elektrowni oraz wyprodukowaniem urządzeń dla niej. W niektórych krajach budowane są elektrownie wiatrowe, składające się z wielu ustawionych blisko siebie turbin. Jednak opinia publiczna bywa niekiedy nieprzychylna takim inwestycjom, gdyż szpecą one krajobraz. Dlatego też przyszłość elektrowni tego typu jest niepewna. Jednak niewielkie pojedyncze turbiny są doskonałym źródłem energii w miejscach oddalonych od centrów cywilizacyjnych, gdzie brak jest połączenia z krajową siecią energetyczną.
Polityka wspierania rozwoju energetyki wiatrowej przyjmuje różne formy - ustalanie wielkości docelowych, środki informacyjne, finansowanie badań i rozwoju, polityka rozwoju rynku - wszystkie skupione bezpośrednio na sektorze energetyki odnawialnej. Ale również inne obszary polityki mogą mieć znaczący pośredni wpływ na wykorzystanie energii wiatru, między innymi: polityka dotycząca zmian klimatycznych i inne przepisy ochrony środowiska, np. z zakresu lokalnego zanieczyszczenia powietrza, polityka rozwoju gospodarczego i regionalnego, środki zapewnienia bezpieczeństwa dostaw energii.
Na poziomie europejskim polityka promowania energii odnawialnej przyjmowała wiele form. Od lat osiemdziesiątych projekty z zakresu energetyki odnawialnej były finansowane z programów ramowych Komisji Europejskiej na rzecz badań, rozwoju i demonstracji. To finansowanie odgrywało istotną rolę w rozwoju technologii turbin wiatrowych, która doprowadziła do istotnych redukcji kosztów wytwarzania energii wiatrowej.
Unia Europejska zapewniała również wsparcie dotyczące pozatechnicznych aspektów promocji odnawialnych źródeł energii, na przykład za pośrednictwem trwającego programu ALTENER, obejmującego istotne środki informacyjne.
Energia wody to zarówno energia fal morskich, energia zmagazynowana w stojących zbiornikach wodnych jak i energia cieków płynących, główne znaczenie dla energetyki mają wody śródlądowe. Energetyka aż 22% udziawodna ma ł w całkowitej światowej produkcji energii elektrycznej i jest w chwili obecnej najbardziej rozpowszechnionym źródłem energii odnawialnej.
Pobieranie tej energii jest bardzo korzystne zarówno ze względu na ekologiczny, jak i ekonomiczny charakter, bowiem dostarcza ona ekologicznie czystej energii i reguluje stosunki wodne zwiększając retencję wód powierzchniowych, co polepsza warunki uprawy roślin oraz warunki zaopatrzenia ludności i przemysłu w wodę.
Działanie elektrowni wodnych jest dość proste. Woda z rzek spływa z wyżej położonych terenów takich jak np. góry, czy wyżyny do zbiorników wodnych (mórz lub jezior) położonych np. na nizinach. Przepływ wody w rzece spowodowany jest różnicą energii potencjalnej wód rzeki w górnym i dolnym biegu. Energia potencjalna zamienia się w energię kinetyczną płynącej wody. Fakt ten wykorzystuje się właśnie w elektrowni wodnej przepuszczając przez turbiny wodne płynącą rzeką wodę.
Siłownie wodne na świecie dostarczają ok. 5% używanej energii. Wiele rzek w krajach rozwijających nadaje się do budowy zapór. Minusem stosowania energetyki wodnej jest fakt, iż budowa ogromnych obiektów zmusza ludzi do przesiedlania się, odbiera im się ziemię i ma negatywny wpływ na środowisko. Polska jako kraj nizinny ma niewielkie zasoby energii wodnej.Energetyczne zasoby wodne Polski nie są duże ze względu na niezbyt obfite i niekorzystnie rozłożone opady, dużą przepuszczalność gruntów i niewielkie spadki terenu, mogłyby jednak być wykorzystane w znacznie większym stopniu niż są do tej pory. Udział energetyki wodnej w krajowej produkcji energii elektrycznej wynosi zaledwie około 1%. Wykorzystujemy jedynie 11% dostępnych zasobów, co stawia nas na ostatnim miejscu w Europie (EC BREC, 2004). Łączna moc elektrowni wodnych działających na terenie Polski w 2002 roku wynosiła 524 MW. Największym zainteresowaniem cieszą się obecnie małe elektrownie wodne, których ilość stale wzrasta. W 2002 roku było ich na terenie kraju około 500.
Energia geotermiczna to energia gejzerów. Urządzenia pobierające gorące wody podziemne są wykonywane przez przedsiębiorstwa górnicze. Wiele z odwiertów, dziś wykorzystywanych lub przeznaczonych do pozyskania ciepła z wnętrza ziemi, służyło badaniom geologicznym, np. poszukiwaniom ropy naftowej, gazu ziemnego i innych kopalin.
Słońce, wiatr, wody geotermalne i energia pływów morskich są odnawialnymi źródłami energii. Coraz więcej gospodarstw rolnych instaluje urządzenia do wykorzystywania siły wiatru, Słońca i cieków wodnych. Energia pochodząca ze źródeł odnawialnych stanowi 18% ogólnie zużywanej energii na świecie. Oto niektóre korzyści wynikające zastosowania odnawialnych źródeł energii:
* ekonomiczno - społecznych
-wprowadzenie niewyczerpalnych i tanich źródeł energii - w miejsce trudniej dostępnych i coraz droższych paliw kopalnych,
-zmniejszenie uzależnienia od obcych źródeł energii,
-stworzenie warunków konkurencji między producentami energii (ceny energii wynikają z kosztów jej pozyskania),
-stworzenie nowych stanowisk pracy (redukcja bezrobocia w regionach rolniczych),
-zagospodarowanie nieużytków na produkcję rolną dla sektora paliwowo - energetycznego),
-wykorzystanie nadwyżek produkcji rolnej (zbóż, ziemniaków, roślin oleistych oraz odpadów np. słomy),
* ekologicznych
-zredukowanie emisji zanieczyszczeń powietrza związanych z przetwarzaniem paliw kopalnych,
-redukcja efektu cieplarnianego,
-zmniejszanie ilości odpadów,
-uregulowanie stosunków wodnych,
* zdrowotnych
-ograniczenie zachorowań wynikających z zanieczyszczeń środowiska.
Głównym argumentem potwierdzającym konieczność stosowania alternatywnych źródeł energii jest fakt, iż roczna produkcja energii elektrycznej przez odnawialne źródło zapobiega wyemitowaniu do atmosfery wielu zanieczyszczeń.