Od pewnego czasu coraz większą popularnością cieszą się odnawialne źródła energii, które to powoli wypierają z rynku energię pochodzącą z surowców nieodnawialnych. Korzystanie z tych źródeł posiada mnóstwo zalet. W przeciwieństwie do nieodnawialnych źródeł energii nie zanieczyszczają środowiska oraz nie prowadzą do wyczerpywania naturalnych zasobów Ziemi. Jakie istnieją odnawialne źródła energii?
Co to są odnawialne źródła energii?
Do odnawialnych źródeł energii (OZE) zalicza się takie zasoby naturalne, które mimo nieustannego zużywania powstają na nowo. Ich proces wytwarzania się na nowo trwa bardzo krótko i wciąż istnieją warunki, aby owe zmiany mogły nieustannie zachodzić w przyrodzie.
Do odnawialnych źródeł energii zalicza się przede wszystkim żywe składniki przyrody. Można sód nich wymienić: energię słoneczną, energię wiatru i wody, energię geotermalną oraz energię pozyskiwaną z biomasy.
Od pewnego czasu OZE coraz częściej zastępują nieodnawialne źródła energii, których nieustanne wykorzystanie powoduje duży deficyt. Źródła te bowiem odtwarzają się w bardzo wolnym tempie. Można do nich zaliczyć na przykład: węgiel, gaz ziemny oraz ropę naftową. Korzystanie z nich prowadzi do zanieczyszczenia środowiska oraz globalnego ocieplenia.
Do końca tego roku według wytycznych Unii Europejskiej wskaźnik odnawialnych źródeł energii w naszym kraju ma wzrosnąć do dwudziestu procent. Do najczęściej wykorzystywanych OZE należy energia wodna oraz energia słoneczna.
Energetyka słoneczna
Energia słoneczna należy bez wątpienia do jednego z najbardziej obiecujących OZE. Stanowi ona najbardziej rozpowszechnione źródło pozyskiwania energii na naszej planecie. Korzystanie z niej w celu pozyskania energii przynosi wymierne korzyści, zarówno ekonomiczne jak i ekologiczne. Energia pozyskiwana z promieni słonecznych jest dziś coraz częsciej wykorzystywana w budownictwie, rolnictwie oraz małej energetyce.
Do jej bezpośredniego wytwarzania służą różnorodne wymienniki ciepła, w postaci kolektorów słonecznych oraz paneli fotowoltaicznych.
Ogniwa fotowoltaiczne wytwarzają energię elektryczną, dzięki wykorzystaniu różnicy potencjałów w czasie przemieszczania się elektronów wzbudzonych przez fotony. Dziś dostępne na rynku, w pełni nowoczesne panele fotowoltaiczne potrafią wytwarzać energię nie tylko w czasie pełnego nasłonecznienia, lecz także w pochmurne dni, kiedy to światło jest nieco bardziej rozproszone. Obecnie w sprzedaży dostępne są kolektory płaskie oraz próżniowe. Ich działanie opiera się przede wszystkim na systemach mechanicznie przekazujących ciepło przy pomocy cieczy w postaci oleju lub wody.
Te w pełni nowoczesne urządzenia w połączeniu z tradycyjnymi układami centralnego ogrzewania oraz układem automatyki i sterowania stanowią coraz częściej ogromną konkurencję dla dotychczasowych, tradycyjnych kotłów wodnych ogrzewanych spalaniem. Instalacja kolektorów słonecznych pozwala każdemu gospodarstwu domowemu zaoszczędzić aż do pięćdziesięciu procent rocznego zapotrzebowania na energię cieplną niezbędną do otrzymywania ciepłej wody.
Energetyka wodna
Energetyka wodna, zwana powszechnie także hydroenergetyką zajmuje się pozyskiwaniem energii z wód, a następnie jej przetwarzaniem na energię mechaniczną oraz elektryczną. Do tego celu wykorzystywane są silniki wodne zwane turbinami wodnymi. Energia wodna jest wytwarzana w młynach, elektrowniach wodnych oraz w elektrowniach maretermicznych i maremotorycznych.
Hydroenergetyka opiera się głównie na wykorzystaniu energii wód śródlądowych, a więc jezior czy rzek. Znacznie rzadziej do tego celu wykorzystywane są wody mórz. Niemniej zdarza się, że są tworzone na świecie elektrownie pływowe o dużym natężeniu przepływu oraz znacznym spadzie.
Elektrownie wodne można więc podzielić na przepływowe, pływowe oraz szczytowo-pompowe. W elektrowniach przepływowych wykorzystywana jest moc wody płynącej naturalnie i są one najczęściej budowane w miejscach naturalnego spiętrzenia wody.
Jeśli chodzi o elektrownie pływowe, to wówczas energia pozyskiwana jest dzięki spiętrzeniom wody morskiej. Natomiast elektrownie szczytowo-pompowe działają poprzez pompowanie wody do zbiorników znajdujących się na dużej wysokości, a następnie poprzez wykorzystywanie potencjalnej energii po jej uwolnieniu się ze zbiornika. W celu zmaksymalizowania ilości tej energii bardzo często budowane są wysokie zapory.
Energia wiatru
Energetyka wiatrowa zwana jest także powszechnie aeroenergetyką. Zajmuje się ona przetwarzaniem energii pochodzącej z wiatru przy pomocy silników wiatrowych, w poszczególnych elektrowniach czy siłowniach wiatrowych.
Moc poszczególnych elektrowni wiatrowych jest zawsze uzależniona od prędkości wiatrów występujących w danym regionie.
Działają one w ten sposób, że wiatr napływający na łopaty wiatraka wprowadza w ruch wirnik turbiny, które to tworzą energię mechaniczną. W dalszej kolejności pozyskana w ten sposób energia jest przekazywana do generatora, a więc prądnicy przetwarzającej ją w energię elektryczną.
Dziś energia pochodząca z wiatru jest coraz częściej wykorzystywana w wielu gospodarstwach domowych oraz w elektrowniach wiatrowych. Korzystanie z energii pochodzącej z wiatru wiąże się zawsze tylko z poniesieniem kosztu budowy turbiny, a później nie są generowane większe wydatki.
Energia ziemi
Korzystanie z tego odnawialnego źródła energii polega na wykorzystywaniu cieplnej energii wnętrza Ziemi. Jest to możliwe przede wszystkim w obszarach działalności wulkanicznej oraz sejsmicznej.
Woda opadowa wnika w głąb ziemi, gdzie w kontakcie z aktywnymi ogniskami magmy, podgrzewa się do wysokich temperatur. Następnie wędruje ona do powierzchni ziemi w postaci gorącej wody lub pary wodnej, która to jest wykorzystywana na przykład do ogrzewania domów.
Energia geotermalna
Energia geotermalna to energia drzemiąca wewnątrz Ziemi. Najczęściej gromadzi się ona w poszczególnych skałach,wodach i parach. Poszczególne wody termalne potrafią osiągać temperaturę nawet powyżej 100 stopni C. Ich energię można bez problemu wykorzystać poprzez zastosowanie turbin parowych oraz za pomocą układów biernych.
W pierwszym przypadku woda jest doprowadzana bezpośrednio przez rury, natomiast druga metoda opiera się na przekazywaniu ciepła wodzie chłodniejszej w obiegu zamkniętym. Energia geotermalna może być z powodzeniem wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej oraz poszczególnych układów centralnego ogrzewania.
Biomasa
W skład biomasy wchodzą wszelkie odpady oraz pozostałości po produkcji leśnej oraz rolnej, które to z czasem ulegają biodegradacji. Wśród wielu z nich można wymienić biogazy oraz frakcje poszczególnych odpadów komunalnych i przemysłowych. Biomasę stanowią różnorodne substancje pochodzenia zwierzęcego oraz roślinnego.
Dziś coraz częściej prowadzone są specjalne uprawy roślin energetycznych przeznaczonych na produkcję energii. Do najlepszych surowców można zaliczyć między innymi: ligninę, celulozę i hemicelulozę.
Tego typu energia cieplna powstaje poprzez spalanie biomasy w specjalnych kotłach. W trakcie jej rozkładu powstają biogazy, które to są wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej z powstałej energii cieplnej.
Obecnie biomasę można zaliczyć do jednych z najtańszych źródeł energii odnawialnej. Jej spalanie jest znacznie korzystniejsze od spalania paliw kopalnych, bowiem biomasa nie emituje pierwiastków szkodliwych dla środowiska naturalnego.