Obnovitelné Zdroje Energie

Obnovitelné zdroje energie mají schopnost se při postupném spotřebovávání částečně nebo úplně obnovovat, a to samy nebo za přispění člověka. Toto označení se používá pro některé vybrané, na Zemi přístupné formy energie, získané primárně především z termojaderného spalování vodíku v nitru Slunce. Dalšími zdroji jsou teplo zemského nitra a setrvačnost soustavy Země-Měsíc. Obnovitelné zdroje energie člověk využívá od pravěku. Populační růst civilizace však vedl k odlesňování krajiny, což zbrzdilo (a místy i zvrátilo) využívání fosilních paliv, ale nyní již nejsou obnovitelné zdroje sami schopné pokrýt požadovanou spotřebu.

V roce 2006 pocházelo asi 18 % celosvětově vyprodukované energie ze zdrojů, označovaných jako obnovitelné. Většina z toho (13 % celkové spotřeby) pochází z tradiční biomasy (především pálení dřeva). Vodní energie, poskytující 3 % celkové spotřeby primární energie, byla druhý největší obnovitelný zdroj. V březnu roku 2007 se představitelé Evropské unie dohodli, že v roce 2020 má být 20 % energie členských států vyráběno z obnovitelných zdrojů, aby se omezily emise oxidu uhličitého, který je považován za původce globálního oteplování.

Většina obnovitelných zdrojů má svůj původ v energii slunečního záření. Největší potenciál (ve smyslu množství energie, které nám může poskytnout) má přímé využití slunečního záření k výrobě tepla nebo elektřiny. Na Slunci probíhají již několik miliard let termonukleární reakce. Těmito reakcemi se přeměňuje sluneční vodík (který obnovován není) na helium za uvolnění velkého množství energie. Ze Slunce je energie předávána na Zemi ve formě záření. Energetický příkon ze Slunce je ve vzdálenosti, v níž se nachází Země, přibližně 1300 W/m2. Tento výkon se označuje jako solární konstanta.

Alternativní zdroje energie

Odhlédneme-li tedy od využití uhlí, ropy a zemního plynu, známe i jiné možnosti řešení pomocí tzv. obnovitelných zdrojů energie. Bez ohledu na to, že samy o sobě nedokážou uspokojit požadavky na energii, žádný z nich není bez problémů, včetně ekologických: Elektrárny větrné jsou hlučné, vodní vyžadují zaplavení obrovských ploch. Při geotermální energii vyvěrají na zemský povrch těžké kovy. Také získávání energie ze slunečního záření pomocí fotovoltaických článků by značně pokulhávalo za vzrůstající poptávkou.

Vodní elektrárny

Energie vody je historicky nejstarším využívaným zdrojem energie a využívá se zejména k výrobě elektrické energie. Ta může být použita k vlastní spotřebě výrobce např. k osvětlení, vytápění objektů, k ohřevu vody nebo může být využívána lokálně více odběrateli (v případě vyšších výkonů). U větších zařízení je možné dodávat vyrobenou elektrickou energii do veřejné rozvodné sítě. Pro výrobu elektrické energie má v současnosti z technického hlediska největší význam mechanická energie vody. V České republice jsou možnosti využití energie vody omezené vzhledem k přírodním podmínkám. Hydroenergetický technicky využitelný potenciál našich toků je asi 3 400 GWh/rok. Z toho v malých vodních elektrárnách je využitelné 1 600 GWh/rok. V současné době se v ČR provozuje asi 550 malých vodních elektráren. Přibližně 2/3 z nich mají výkon do 100 kW.

Čtěte také: Biomasa a bioplyn: potenciál

Vodní elektrárny fungují na tomto principu. Na vodní tok navazuje vtokový objekt (jez, přehrada), který soustřeďuje průtok a zvyšuje spád vodního toku. Voda je přivedena přivaděčem přes česle (hrubé a jemné), které zadržují mechanické nečistoty, do strojovny. Tam se hydraulická energie vody v turbíně mění na mechanickou. Mechanická energie z turbíny je přes hřídel přenášena do generátoru, kde se mění na elektrickou energii.

Výhody využití vodních elektráren

• Vodní energie je obnovitelným a nevyčerpatelným zdrojem energie.
• Při vlastní spotřebě elektrické energie se vyhneme přenosovým ztrátám.
• Při výrobě nejsou produkovány žádné škodlivé emise (SO2, CO2, NOx, popel).
• Přebytek vyrobené elektrické energie může výrobce prodávat do veřejné rozvodné sítě na základě smluvního vztahu s distribuční společností (majitelem rozvodné sítě elektřiny) a tím může výrazně ovlivnit návratnost vložených finančních prostředků.

Nevýhody využití vodních elektráren

• Poměrně časově a finančně náročná předrealizační fáze.
• Při stavbě nového vodního díla je nutné vynaložit poměrně vysoké investiční náklady.
• Návratnost vložených finančních prostředků je závislá na využití vyrobené elektrické energie.

Solární panely

Méně se u nás využívá energie sluneční i přesto, že celková doba slunečního svitu (bez oblačnosti) je u nás od 1400 do 1700 hod/rok. Slunce ročně vyzáří k Zemi asi 900 biliard kilowatthodin. To je 10 000krát víc energie, než v současnosti potřebuje celá naše planeta. Z těchto čísel je vidět, že při dobré účinnosti solárního systému lze získat z poměrně malé plochy (podstatně menší než je střecha rodinného domku) poměrně velký výkon.

Solární kolektory se dělí na:

• Kapalinové solární kolektory přeměňují sluneční záření zachycené absorbérem kolektoru na tepelnou energii. Ta se koncentruje v teplonosné kapalině, jež ji odvádí do místa spotřeby například solárního zásobníku.
• Ploché kolektory mají čelní plochu stejně velkou jako absorpční. Používají se většinou pro nízkoteplotní systémy (do 100°C). Jsou nejrozšířenější především díky svým dobrým parametrům, nízké ceně a snadnosti použití. Účinnost mají obvykle kolem 70 %. Dnes jsou na trhu kolektory se selektivní absorpční vrstvou, která podstatně zlepšuje pohltivost slunečního záření. Jejich provozní teplota může překročit i 100°C, (zvlášť u vakuových plochých kolektorů se selektivní absorbční vrstvou).
• Koncentrační kolektory. U nich čelní nebo odrazová plocha koncentruje záření na menší absorpční plochu. Toho se obvykle využívá u vakuových kolektorů. Absorbérem je pak potrubí umístěné ve vakuové trubici. Záření se soustřeďuje na tuto trubku a okolní vakuum značně omezí únik tepla konvekcí. Dosáhne se tak vyšších teplot. Tyto kolektory mají většinou účinnost až 90 % a dosahují vyšší teplotní hladiny.

Nevýhodou je pokles výkonu při zatažené obloze na pouhých 5 procent. Odpůrci solárních elektráren argumentují tím, že pro dosažení výkonu srovnatelné s tepelnou elektrárnou, by solární elektrárna zabrala mnoho desítek kilometrů čtverečních plochy, kterou by zastínila, a tím by došlo ke změně biotopu na zastíněném území. Na druhou stranu provoz solárních elektráren neuvolňuje do ovzduší žádné emise, otázkou zůstává množství emisí uvolněných při jejich výrobě.

Větrné elektrárny

Dále se ve světě využívá větrných elektráren. Energie větru patří k historicky nejstarším využívaným zdrojům energie. V České republice jsou možnosti využití energie větru, vzhledem k přírodním podmínkám (vnitrozemské klima s nepravidelným prouděním vzduchu), dosti omezené. Vhodné lokality pro využití větrné energie jsou většinou ve vyšších nadmořských výškách, kde vítr dosahuje vyšších rychlostí (nad 5m/s).

Čtěte také: OZE v Libereckém kraji

Málokdo by řekl, že ze všech druhů získávání energie potřebují nejvíce pracovníků. Jaderné elektrárny zaměstnávají na každých tisíc gigawattů za hodinu sto pracovníků ročně. Tepelné elektrárny na totéž množství potřebují sto šestnáct lidí, solární dvě stě čtyřicet osm a větrné pět set čtyřicet dva pracovníky.

Zajímavý projekt, který by měl dokázat, že lze vyrábět energii pouze s využitím alternativních zdrojů, představilo Dánsko. Vláda na něj zatím vyčlenila v přepočtu 350 milionů korun. Tvůrci projektu počítají s tím, že ostrov Samsö bude kompletně převeden na samozásobování obnovitelnými energiemi. Podle dánského ministra životního prostředí Svena Aukena bude na ostrově mezi Jutskem a Švédskem po přechodné, maximálně desetileté fázi veškerá elektřina pocházet z větrných mlýnů a teplo ze spalování slámy a dřeva. V dopravě se bude v první fázi usilovat o přechod na elektromobily, jejichž baterie se budou rovněž dobíjet z větrných mlýnů. Dánská vláda chce podle Aukena na příkladu ostrova Samsö dokázat proveditelnost přechodu na obnovitelné zdroje energie.

Výhody využití větrných elektráren

• Větrná energie je obnovitelným a nevyčerpatelným zdrojem energie.
• Při vlastní spotřebě elektrické energie se vyhneme přenosovým ztrátám.
• Při výrobě nejsou produkovány žádné škodlivé emise (SO2, CO2, NOx, popel).
• Přebytek vyrobené elektrické energie může výrobce prodávat do veřejné rozvodné sítě na základě smluvního vztahu s distribuční společností (majitelem rozvodné sítě elektřiny) a tím může výrazně ovlivnit návratnost vložených finančních prostředků.

Nevýhody využití větrných elektráren

• Poměrně vysoká hlučnost (nutné snížit hlučnost na úroveň, která je požadována hygienickými předpisy, pod 45 dB).
• Nestabilní zdroj.
• Poměrně časově a finančně náročná předrealizační fáze.
• Při stavbě větrné elektrárny o vyšších výkonech je nutné vynaložit poměrně vysoké investiční náklady.
• Návratnost vložených finančních prostředků je závislá na využití vyrobené elektrické energie.

Čtěte také: Význam obnovitelné energie

tags: #obnovitelné #zdroje #energie #referát

Oblíbené příspěvky:

• Vzdělávání pro Život v Harmonii s Přírodou
• Komunální odpad a jeho likvidace
• Postupy pro likvidaci živočišného odpadu
• Klarstein koše pro tříděný odpad
• Bezpečná přeprava psa