Odnawialne źródła energii w pigułce

Odnawialne źródła energii (OZE) to zasoby naturalne, których wykorzystywanie nie powoduje długotrwałego deficytu, ponieważ odbudowują się organicznie, w relatywnie krótkim czasie. Nazywamy je również surowcami odnawialnymi, bo są praktycznie niewyczerpalne, ich zasoby są uzupełniane nieprzerwanie w procesach naturalnych, występują nieomal wszędzie i z reguły (choć nie zawsze) nie zanieczyszczają środowiska. Odnawialne źródła energii stanowią alternatywą dla źródeł nieodnawialnych, takich jak: węgiel, gaz ziemny, czy ropa naftowa, których zapasy wyczerpują się stosunkowo szybko, a ich odtwarzanie następować może w bardzo wolnym tempie.

Energia pozyskana z OZE może przyjmować formę energii cieplnej, energii elektrycznej lub paliwa silnikowego. Do energii odnawialnych zaliczamy energie pozyskiwane ze słońca, wiatru, wody, ziemi, odpadów komunalnych i przemysłowych, które nadają się do energetycznego przetworzenia.

Energia pozyskiwana z promieniowania słonecznego

Energię z promieniowania słonecznego może być wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej oraz do celów grzewczych.

• energia elektryczna wytwarzana jest w panelach fotowoltaicznych zbudowanych z ogniw fotoelektrycznych (PV), w których są specjalne półprzewodniki wytwarzające pod wpływem światła słonecznego prąd elektryczny stały. W ogniwach PV najczęściej wykorzystywany jest krzem w postaci monokrystalicznej, polikrystalicznej lub amorficznej
• energię cieplną pozyskujemy przy pomocy różnego rodzaju wymienników ciepła zwanych kolektorami słonecznymi, których działanie opiera się na systemach mechanicznie przekazujących ciepło do instalacji cieplej wody użytkowej przy pomocy cieczy roboczych takich jak np. olej lub woda.

Energia pozyskiwana z wiatru

Energia kinetyczna wiatru jest zamieniana na energię elektryczną przy pomocy turbin wiatrowych o pionowych lub poziomych osiach obrotu. Napływający na łopaty wiatraka wiatr wprowadza w ruch wirnik turbiny napędzającej prądnicę, która wytwarza energię elektryczną. Wiatr jako źródło energii jest powszechnie dostępny, ale jego siła zależy od różnicy ciśnień atmosferycznych oraz ukształtowania i sposobu zagospodarowania terenu, przez co moc elektrowni wiatrowych charakteryzuje się dużą zmiennością.

Energia pozyskiwana z wody

• Energia może być pozyskiwana z wody na kilka sposobów:poprzez wykorzystywanie energii kinetycznej płynącej wody. Energia taka jest przekształcana za pomocą turbin wodnych i hydrogeneratorów w energię elektryczną. Takie pozyskiwanie energii z wody nazywamy hydroenergetyką. Elektrownie wodne mogą być zasilane wodami przepływowymi, wykorzystującymi samorodny przepływy wody występujący np. w miejscach naturalnego spiętrzenia wody – takie elektrownie zwane są przepływowymi. W elektrowniach pływowych źródłem energii są spiętrzenia wody wywołane przez pływy i fale morskie. Natomiast elektrownie szczytowo-pompowe korzystają z wody przepompowanej i zmagazynowanej na dużej wysokości w zbiorniku z wysoką zaporą. Takie elektrownie wykorzystują energię potencjalną wody po uwolnieniu jej ze zbiornika.
• poprzez energię hydrotermalną – czyli pozyskiwanie energii cieplnej z wody – na przykład przez pompę ciepła

Energia geotermalna

Energia geotermalna, to energia pochodząca z wnętrza ziemi. Stygnąca ziemia wypromieniowuje ciepło i przenika ku powierzchni, ogrzewając skały oraz media wypełniające przestrzenie porowe, w tym wodę. Energia ta bywa zakumulowana w systemach hydrotermalnych lub tzw. gorących, suchych skałach.

W zależności od warunków geologicznych, hydrologicznych i termicznych eksploatację złóż energii geotermalnej możemy podzielić na:geotermię płytką, niskotemperaturową, wykorzystującą energię wód gruntowych do kilkuset metrów głębokości. Jest to najczęściej wykorzystywany system do ogrzewania pojedynczych budynków, gdzie do odbioru energii stosuje się pompy ciepła;

• geotermię klasyczną, wysoko temperaturową, w której woda termalna (zwłaszcza ta o bardzo wysokiej temperaturze) poprzez zamknięty system rur oddaje ciepło chłodnej wodzie w tradycyjnych wymiennikach, bez wspomagania pompą ciepła. W tym przypadku otwory sięgają ponad 2500 m, a instalacja jest zdolna do ogrzania większej ilości budynków, a nawet miast. Przy bardzo wysokich temperaturach możliwe jest nawet wykorzystanie wód termalnych do produkcji energii elektrycznej;
• geotermię wzbudzaną, gdzie ciepło jest odbierane z gorącej struktury skalnej zlokalizowanej około 6000 m pod ziemią przez wtłoczone pod dużym ciśnieniem płyny.

Energia z biomasy

Na biomasę składają się wszelkie produkty i odpady po produkcji leśnej i rolnej, a także niektóre frakcje odpadów komunalnych i przemysłowych, które ulegają biodegradacji – czyli wszelkie substancje pochodzenia zwierzęcego i roślinnego. Często prowadzi się też specjalne uprawy roślin energetycznych z przeznaczeniem na produkcję energii. Biomasa charakteryzuje się zerowym bilansem emisji CO2 oraz niższą emisją dwutlenku siarki, tlenku węgla i tlenków azotu niż paliwa kopalne. Biomasę możemy przetworzyć na energię cieplną podczas spalania w specjalnych kotłach oraz poprzez spalanie produktów powstałych podczas jej fermentacji lub estryfikacji (biogaz, biodiesel, metanol, etanol).

Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki

Opracowanie, redakcja: A.K.

Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji.