Čerpání energie z přírody: Možnosti využití

Planeta Země vznikla asi před 4,6 miliardami let a od té doby se její struktura podstatně změnila. Je zajímavé, že 99 % objemu naší planety má teplotu vyšší než 1000 °C. Rozžhavená láva se často objevuje i na zemském povrchu.

Geotermální energie

Země má uvnitř strukturu, která se často přirovnává ke struktuře cibule. Skládá se ze zemského jádra, zemského pláště a zemské kůry. Vnitřní zemské jádro je převážně složeno ze železa a niklu. Přibývající hloubkou však v zemském nitru stoupá tlak, který dosahuje hodnot až 4 milionkrát větších, než je atmosférický tlak. Hodnoty tlaku způsobují, že vnější část zemského jádra je kapalná, kdežto vnitřní je v pevném skupenství.

V nitru Země je dostatek geotermální energie, pro nás je však dostupná pouze svrchní vrstva zemské kůry. Zemská kůra a nejvyšší vrstvy zemského pláště vytvářejí tzv. litosféru. Její tloušťka je mezi několika kilometry až do více než 100 kilometrů. Teplo na Zemi proudí od míst teplejších k chladnějším a ze zemského povrchu je tepelná energie vyzařována do atmosféry. Přenos tepla probíhá třemi způsoby: vedením a prouděním.

Nejčastěji probíhá přenos tepla k zemskému povrchu prouděním magmatu. Magma vystupuje směrem vzhůru, kde postupně chladne. Pokud tlak klesne, voda se vaří a uniká pára. Geotermální zdroj je ta část geotermální energie, která může být ekonomicky využívána. Využití geotermálních zdrojů je značně ovlivněno geologickým složením, ekonomickou a technickou vyspělostí země, její péčí o životní prostředí včetně snahy o omezení skleníkového efektu.

Podle teploty dělíme geotermální zdroje na vysokoteplotní, středněteplotní a nízkoteplotní. Vysokoteplotní zdroje se nacházejí ve vulkanicky aktivních oblastech a lze je využít na přímou výrobu elektřiny. Středněteplotní zdroje mají teploty v rozmezí 150 °C až 200 °C a jsou použitelné jak pro přímé vytápění, tak pro výrobu elektřiny. Nízkoteplotní zdroje se nacházejí jak ve vulkanicky aktivních, tak ostatních oblastech.

Čtěte také: Odpadové služby Liberec

Vnitřní energie Země je příčinou všech geologických pochodů, při kterých se uvolňuje teplo na povrch Země. Objevem radioaktivity se zcela změnily naše názory na původ zemského tepla. Přírodní radioaktivní prvky v horninách jsou zdrojem jaderného záření alfa, beta a gama a neutronového záření. Mezi nejdůležitější patří uran, draslík a thorium.

Na zemském povrchu je rozmezí hodnot tepelného toku až na výjimky mezi 30 mW/m2 a 120 mW/m2. Průměrná hodnota tepelného toku, která byla zjištěna z desítek tisíc měření, je 70 mW/m2.

Pro geotermální využití je však zapotřebí mnohem menší hloubky. Pro velká zařízení se v současné době počítá s hloubkami zhruba 5 kilometrů. Zásoby horké páry a termální vody se obvykle čerpají pomocí vrtů a lze je využít přímo k vytápění a ohřevu a výrobě elektrické energie. Pokud je kapacita teplé vody v podzemí malá, je nutné ochlazenou vodu přivádět nazpět, aby se kapacita takového zdroje nezmenšovala s časem.

Vhodnými procesy lze tyto horniny přeměnit na tepelný výměník, do kterého budeme vhánět studenou vodu a odebírat vodu zahřátou. Povrchovým výměníkem se pak za nízkého tlaku přeměňuje voda na páru použitelnou pro výrobu elektrické energie. Testováno bylo několik druhů tohoto systému. Základním modelem jsou dva vrty propojené puklinami.

Nejdůležitější projekty zaměřené na využití energie z HDR probíhaly a probíhají v Německu, Velké Británii, Francii, Švédsku a Japonsku. Největší nákladovou položkou při získávání tepla z velkých hloubek jsou vrty. Jestliže se při vrtání narazí na tvrdou krystalickou horninu namísto měkké usazeniny, náklady se navýší. komerčního hlediska nesmíme podcenit ani riziko spojené se samotným vrtem.

Čtěte také: Vliv Energie na Přírodu

V oblastech bohatých na geotermální zdroje jsou náklady výrazně nižší. Víme, že již starověcí přírodovědci a filozofové psali o podzemním ohni. Také existují metody z 19. století, které se na základě tepelného toku (a předpokládaná teplota Země) snažily odhadnout stáří Země (výsledky se pohybovaly mezi 20 miliony a 100 miliony let).

Termální prameny byly využívány v Číně i Japonsku. Reykjavík je hlavní město Islandu a zároveň jeho nejsevernější město. Reykjavík je postupně zásobováno teplem z geotermálních zdrojů. Název Reykjavík znamená v překladu „zátoka dýmu“. Zátoka dýmu proto, že tu bylo mnoho páry vznikající u termálních pramenů. V roce 1904 využil na stejném místě poprvé v historii Ital Pierro Ginori Conti geotermální energii k výrobě elektrické energie.

Asi půl století to byla jediná geotermální elektrárna na světě. V roce 1847 bylo objeveno geotermální pole The Geysers v Údolí Napa v severní Kalifornii nedaleko od San Francisca. The Geysers vyrábí nejvíc energie z geotermálních zdrojů na celém světě. V Japonsku byla první geotermální elektrárna postavena v roce 1966 u města Matsukawa.

Pokud jsou v oblasti s ložiskem termální vody k dispozici hloubkové vrty, lze zajistit poměrně snadnou dodávku tepla. minerálních solí a vykazuje i přítomnost určitých přírodních radioaktivních příměsí, není sama přímo teplonosným médiem. termální vodě její vnitřní tepelnou energii a předává ji do sítě dálkového vytápění.

Pro účely získání tepla pro účely vytápění stačí poměrně nízké teploty pod 100 °C. Centrální výtopna reguluje dodávané množství v závislosti na spotřebě tepla. Výroba proudu z geotermálních zdrojů je vždy složitější než zajištění tepla. energie z geotermálních zdrojů je nejstarší a stále vyhledávaný, jelikož je jednoduchý a finančně méně náročný. elektrárna The Geysers v severní Kalifornii, která byla postavena v roce 1960.

Čtěte také: Udržitelná Budoucnost

Flash princip používá vřelou vodu z geotermálních rezervoárů, která je pod velkým tlakem a má teplotu nad 180 °C. Takto vzniklá pára uvádí do pohybu turbínu. Při teplotách 100 °C nebo méně již geotermální energie na odpaření vody nestačí. Obvyklou turbínu pracující s vodní parou už nelze použít. se využívá principu tzv. ORC elektrárny.

Výhoda tohoto způsobu výroby elektrické energie je relativně větší účinnost, která je však při teplotách kolem 100 °C stále jen asi 10 %. Vrty do hloubek 5000 m jsou téměř vždy zaměřeny na geotermální výrobu elektrické energie. Nacházejí se zde horké suché horniny - Hot Dry Rocks (HDR). Vlivem tepla expanduje, vytváří nové trhliny a rozšiřuje stávající spáry. vzniká systém podzemních puklin, které mohou zpřístupnit mnoho krychlových kilometrů horniny. ohřívá se na teplotu 200 °C.

Cílem je vytvořit pilotní projekt elektrárny. Pro plánování geotermálních elektráren jsou nejdůležitějším faktorem maximální dosažitelné teploty. Kromě teplot je velmi důležité i množství vody, které je možné vyčerpat na povrch. Je rovněž důležité, aby teplota termální vody při přepravě potrubím příliš neklesala.

Jak již bylo uvedeno, při získávání geotermální energie můžeme rozlišit tři hlavní systémy. energie, využití je dalekosáhlé a závisí na tom, zda jde o páru, či horkou vodu, a na tom, jak horká voda je. V Německu je využití geotermální energie vázáno jen na některé městské lokality, ve kterých od počátku 90. První geotermální elektrárnou v Německu je elektrárna ve městě Neustadt-Glewe mezi Berlínem a Hamburkem. Byla uvedena do provozu v roce 1994. Dnes je ve Francii přibližně 70 geotermálních výtopen, z nichž přibližně 80 % leží v okolí Paříže.

Sluneční záření

Sluneční záření je sice obrovským zdrojem tepelné energie, ohřívá však pouze povrch a prostředí nehluboko pod ním. Solární energie je využitelná, pokud se nalezne vhodné rozsáhlé místo. Tím se zdá Sahara nebo jiné pouště, ale zde si musíme uvědomit i negativní podmínky: Solární panely asi sotva mohou desetiletí snášet výkyvy teplot a písek.

Větrná energie

Větrná energie se rovněž potýká s nemalými problémy, ale i tak se dají na našem území najít oblasti, kde je instalace těchto zařízení možná a jsou instalovány. Některé z velkých problémů jsou investiční náročnost, problémy umístění a především omezené možnosti instalací vzhledem k nedostatečné rychlosti větru a velkým sezónním výkyvům. Velké starosti způsobují větrné generátory umístěné na vysokých sloupech na exponovaných místech krajinářům a ochráncům přírody.

Výhodou těchto zařízení je výroba elektřiny, která může být přeměněna na jakýkoliv jiný druh energie. V posledních letech se počet instalovaných větrných elektráren zvyšoval, a tak se s typickými stožáry s vrtulemi můžeme setkávat i v naší krajině. Obecně větrné elektrárny dnes slouží výhradně pro výrobu elektřiny a její dodávku do sítě.

Vodní energie

Energie vody se dá využít buď přímou přeměnou na mechanickou energii (vodní mlýny, hamry apod.), nebo můžeme mechanickou energii přeměnit na elektřinu pomocí vodních turbín. Jedná se o stavby investičně náročné, které navíc mohou nepříznivě zasahovat do životního prostředí. Velkým problémem je nedostatečný průtok vody nebo jeho silné sezónní kolísání.

Ovšem i přes zmiňované problémy má smysl ve vhodných lokalitách a vhodným způsobem vodní energií využívat. Výhodou je, že se energie vody přeměňuje na nejušlechtilejší formu energie - elektřinu, kterou je možné neomezeně využít mnohými způsoby. Samostatnou kapitolou jsou velké vodní elektrárny, které jsou součástí celostátního systému zdrojů a rozvodů elektřiny.

Tepelná čerpadla

V posledních letech se v České republice prosadil ještě jeden druh alternativního zdroje, který využívá trochu jinou formu obnovitelné energie. Jedná se o tzv. tepelná čerpadla, která jsou schopna využít nízkopotenciálního tepla energie okolí a převést jej na teplo s vyšším potenciálem, které se dá už dále využít na vytápění či přípravu teplé vody. Tato zařízení mohou pracovat i s geotermální energii o nízkém potenciálu.

Tepelné čerpadlo odebírá z prvního výměníku (výparníku) teplo z prostředí nízkopotenciálního tepla (voda, země, vzduch), tím prostředí ochlazuje a pomocí elektřiny pohánějící kompresor ho předává do prostředí s vyšší teplotou (otopný systém, teplá voda). Topný výkon tepelného čerpadla je dán součtem vložených energií - energie nízkopotenciální a energie elektrické. Poměr mezi získanou přírodní energií ve formě nízkopotenciálního tepla a dodanou ušlechtilou energií elektřiny (tzv. topný faktor) se obvykle pohybuje 2,6 : 1 až 3,8 : 1.

Při úvaze využít tepelné čerpadlo jako zdroj tepla pro budovu by mělo předcházet kritické zhodnocení možností a požadavků. Tepelné čerpadlo je vhodné provozovat s přijatelně nízkou výstupní teplotou vody do otopného systému. Je proto dobře použitelné u podlahového vytápění nebo otopného systému navrženého na nízký teplotní spád. Tepelné čerpadlo by mělo být využito i pro ohřev teplé vody pro běžnou potřebu v domácnosti.

Ekologický důvod - tepelné čerpadlo z 60 až 70 % využívá přírodní energii. Už jsme uváděli, že zdrojem nízkopotenciálního tepla může být jak vzduch, tak voda, tak zemina. Máme proto několik možností jaký typ zařízení zvolit. Stručné popisy k jednotivým možnostemjsou uvedeny níže.

• zemní kolektor - vyměník (výparník) je umístěn v určité hloubce na dané ploše.
• systém voda-voda - využívá dvě studny z nichž nejméně jedna musí mít dostatečnou vydatnost pramene; výparník odnímá teplo vodě z jedné studny a vypouští ji do druhé (tzv.

Vhodnost by měla být posuzována nejen z pohledu technického, ale především ekonomického. Bohužel jsou tato zařízení včetně doprovodných prací (zejména zemních vrtů) finančně nákladná, to však neznamená, že nemohou být ekonomicky efektivní. Jednoznačně se jedná o velmi dobrou a efektivní alternativu k přímotopným či akumulačním systémům vytápění. To je také jeden z mnoha důvodů, proč jsme v posledních letech svědky značného rozmachu této technologie a zvyšování počtu jednotlivých instalací.

Dendroterapie - Léčivá energie stromů

Stromy jsou neodmyslitelnou součástí přírody. Absorbují ze vzduchu škodlivý kysličník uhličitý, vytvářejí kyslík a představují unikátní přírodní zdroj energie s příznivými účinky na duševní i tělesné zdraví člověka. Umožňují nám nejen dýchat, ale také vnímat radost a životodárnou sílu, jíž jsou velkými generátory. Léčivým působením stromů se zabývá věda jménem dendroterapie. Člověk podle ní může načerpat léčivou energii ze stromů dotykem, pohlazením, obejmutím nebo i jen pouhým pobytem v jejich blízkosti.

Intuitivně si vyberte nějaký strom, nejlépe na pěkném místě a v čisté přírodě. Pravidlem číslo jedna je, že se v jeho blízkosti musíte cítit hezky. V tom případě raději hledejte na jiném místě. Stromy opravdu patří k zázrakům přírody, jejichž dobře skrytá tajemství jsou moderní vědou teprve postupně odhalována. Například bylo potvrzeno, že mají paměť, navzájem spolu komunikují a pomáhají si. Jsou to zkrátka velmi vnímavé a citlivé bytosti, kterým jsou odpradávna přičítány mocné síly.

Zkuste napřed jemné doteky, potom strom pohlaďte a obejměte. Také si pod něj můžete sednout a opřít se zády. Dýchejte zhluboka, nechte volně plynout myšlenky a soustřeďte se pouze na tento léčivý proud energie. Pokračujte tak dlouho, dokud budete cítit příliv životní síly, a nakonec stromu poděkujte. Zároveň platí, že budete-li se k lesu chovat nešetrně, je nepravděpodobné, že by stromy byly ochotné se o svou energii podělit. Učte proto lásce ke stromům i své děti!

V průběhu roku se tok energií ve stromech mění. V zimním období, kdy vlastně spí, mají energii soustředěnou v kořenech, na jaře začíná proudit míza a dochází k přílivu energie do celého stromu. Víte, kdy je léčebný potenciál stromu nejvyšší? Když kvete. Dále je podstatné, v jaké měsíční fázi se zrovna nacházíme. Stejně jako lidské tělo je i strom ovlivněn postavením měsíce. Nejvíce energie proudí stromem v době, kdy měsíc přibývá. S ubývajícím měsícem je vhodné využít léčivou sílu stromů k odstranění fyzických a psychických bloků.

Díky dendroterapii pocítíte příval energie, pohodu, klid v duši i všude po těle a mír v srdci. Les nabízí množství stanovišť ptákům a dalším živočichům. Zvuk lesa nás uklidňuje a má potenciál náš organismus přirozeně zklidnit a ozdravit. Dochází k nápravě krevního tlaku, zlepšuje se okysličení organismu. Naše srdce bijí pravidelněji. Neznám lepší vůni, než je vůně jehličí po deštíku. Šéfová Bety miluje dřevo dubu, považuje je za vznešené dřevo. Asi proto, že dlouho roste, má jedinečnou strukturu i barvu, je tvrdé, kvalitní a dobře se s ním pracuje.

Tabulka: Porovnání obnovitelných zdrojů energie

tags: #čerpání #energie #z #přírody #možnosti

Oblíbené příspěvky:

• Využití škváry ve stavebnictví a průmyslu
• Doprava odpadu – ISPOP formulář
• Zdraví a pohoda díky přírodě
• Ekologie Lupiny Mnoholisté
• Kanalizace Nymburk - čištění