• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Kawiarnia Naukowa Rodziców/ Energia odnawialna - po pierwsze: słońce

    08.11.2011. 00:25
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    O odnawialnych źródłach energii opowiadała 5 listopada gościom Kawiarni Naukowej Rodziców na Uniwersytecie Dzieci w Warszawie prof. Dorota Chwieduk z Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej.

    Na spotkaniu z ekspertką z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa, działającą też w Polskim Towarzystwie Energetyki Słonecznej, rodzice dzieci uczestniczących w projekcie edukacyjnym fundacji PAIDEIA poznali najważniejsze kierunki stosowania i rozwoju energetyki odnawialnej.

     

    JAK PRZEMIENIĆ PROMIENIOWANIE W CIEPŁO I PRĄD

    Jak wyjaśniła prof. Chwieduk, ludzie wykorzystują różne metody konwersji promieniowania słonecznego, a dwie podstawowe to metoda fototermiczna i fotowoltaiczna. Pierwsza wykorzystuje naturalne zjawisko, kiedy w wyniku oddziaływania promieniowania słonecznego, warstwa zewnętrzna obiektu pochłania promienie, co powoduje wzrost energii wewnętrznej, a w konsekwencji wzrost temperatury. To właśnie konwersja fototermiczna.

    Natomiast konwersja fotowoltaiczna zachodzi tylko w pewnych ośrodkach o szczególnej budowie - w materiałach półprzewodnikowych, przede wszystkim w krzemie. Zachodzi tu zamiana energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną.

    POCHODNE PROMIENIOWANIA SŁONECZNEGO: WIATR, WODA, BIOMASA

    "Pod wpływem promieniowania słonecznego, a tak naprawdę fotonów, zachodzi fotosynteza. Energia promieniowania słonecznego jest odpowiedzialna za rozwój roślin, które mogą być wykorzystywane do celów energetycznych. Przyjmuje się, w nieco umowny sposób, że roślina pochłania tyle dwutlenku węgla, () ile później w procesie spalania zostanie wyemitowane do otoczenia. Dlatego w przypadku biomasy bilans dwutlenku węgla wychodzi na zero" - powiedziała prof. Chwieduk.

    Dodała, że kolejną pochodną promieniowana słonecznego jest energia wiatru. Napromieniowywanie różnych części czy warstw atmosfery odbywa się w różnym stopniu. W konsekwencji w różnym stopniu wzrasta temperatura różnych cząsteczek, to z kolei powoduje różnice gęstości, a następnie przepływ powietrza, czyli wiatr.

    Podobnie energetyka wodna winna być analizowana z uwzględnieniem wpływu promieniowania na oceany, w konsekwencji zjawisk falowania, parowania i opadów. Jak zaznaczyła profesor, w Polsce - z uwagi na płaską powierzchnię, mało jest elektrowni wodnych działających w sposób naturalny. Do energetyki wodnej oficjalnie klasyfikowane są rozpowszechnione u nas elektrownie szczytowo-pompowe. Ich działanie polega na tym, że nocą, gdy energia elektryczna jest tańsza, następuje pompowanie do zbiorników wyższego poziomu wody, napełnianie górnych zasobników w zbiorniku - po to, żeby w ciągu dnia, kiedy energia elektryczna jest droższa, wykorzystywać spadek wody do produkcji, poprzez turbiny, energii elektrycznej.

    PŁYWY - MOC Z KSIĘŻYCA I GEOTERMIA - CIEPŁO Z WNĘTRZA ZIEMI

    Energia pływów związana jest z oddziaływaniem Księżyca i procesami grawitacji. W Morzu Bałtyckim pływy nie występują. W Polsce jest energia geotermalna, która wynika z istnienia gorącego ośrodka, czyli lawy we wnętrzu ziemi.

    Prof. Chwieduk wyjaśniła, że występujące w Polsce złoża geotermalne nisko entalpowe charakteryzują niskie temperatury. Nie można ich wykorzystać do produkcji pary niezbędnej do napędzania turbin do produkcji energii elektrycznej, są natomiast wykorzystywane do produkcji ciepła. Geotermia Podhalańska zasila w ciepło Zakopane; naturalna temperatura sięga tam osiemdziesięciu kilku stopni i jest najwyższa w Polsce. W Pyrzycach temperatura utrzymuje się na poziomie 70 stopni. W okolicach Warszawy funkcjonuje kilka instalacji o różnej mocy, najbardziej znany jest Mszczonów, gdzie temperatura wody wynosi 46 stopni. Wodą tą zasilane są m.in. baseny.

    Prelegentka zaznaczyła, że wyjątkową cechą Mszczonowa jest fakt, że woda jest tu wyciągana z małej głębokości (1,6 km) i jest to jeden z niewielu systemów (drugi funkcjonuje w Niemczech), gdzie woda już nie wraca do ziemi.

    "We wszystkich istniejących na świecie instalacjach geotermalnych jest nakaz pompowania wody z powrotem. Woda geotermalna jest bardzo zanieczyszczona, wykazuje się silną korozyjnością, przede wszystkim zawiera związki siarki. Islandia znana z wód geotermalnych jest największym na świecie emiterem tych związków siarki. Nasze wody są bardzo czyste, mogą być bezpośrednio wykorzystywane do celów użytkowych. W Zakopanem woda jest zanieczyszczona, wymienniki muszą być z tytanu, a wszystko, co zostanie wyciągnięte, jest ponownie zatłaczane pod ziemię - m.in. ze względu na prawo, że jeżeli odbiera się z warstwy wodonośnej wodę, to trzeba ją oddać z powrotem, żeby nie zakłócić bilansu wodnego danego ośrodka" - tłumaczyła prof. Chwieduk.

    PAP - Nauka w Polsce, Karolina Olszewska

    agt/bsz


    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Energia geotermalna (energia geotermiczna, geotermia) − energia termiczna skał znajdujących się we wnętrzu Ziemi, zaliczana do odnawialnych źródeł energii. Jest pobierana za pomocą odwiertów, do których wtłaczana jest chłodna woda i odbierana gorąca po wymianie ciepła z gorącymi skałami. Służy również jako naturalne źródło ciepła w źródłach termalnych. Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło. Energia słoneczna docierająca do kolektora zamieniana jest na energię cieplną nośnika ciepła, którym może być ciecz (glikol, woda) lub gaz (np. powietrze). Sztuczna fotosynteza – pojęcie, które ogólnie obejmuje "skopiowanie" naturalnego procesu fotosyntezy, a także związane z tym badania, w celu otrzymania wysokoenergetycznych związków chemicznych z dwutlenku węgla i wody przy udziale energii słonecznej, czasami także pod pojęciem tym rozumiany jest rozkład wody na wodór i tlen za pomocą energii słonecznej. Termin dotyczy także starań naukowców, aby otrzymać z dwutlenku węgla i wody w reakcji sztucznej fotosyntezy płynne paliwo. Dla zapoczątkowania reakcji sztucznej fotosyntezy konieczne jest dostarczenie energii z zewnątrz, np. odnawialnej energii słonecznej lub energii wiatru.

    Energia termiczna (zwana też potocznie energią cieplną) – część energii wewnętrznej układu, która jest związana z chaotycznym ruchem cząsteczek układu. Miarą energii termicznej jest temperatura. Każda postać energii może się przemienić w energię termiczną, czemu towarzyszy wzrost entropii. Trójgeneracja (także trigeneracja) jest to skojarzone technologicznie wytwarzanie energii cieplnej, mechanicznej (lub elektrycznej) oraz chłodu użytkowego, mające na celu zmniejszenie ilości i kosztu energii pierwotnej niezbędnej do wytworzenia każdej z tych form energii odrębnie. W systemach ciepłowniczych, w okresie letnim, poprawia ekonomiczność produkcji energii elektrycznej w skojarzeniu z ciepłem przy niskim zapotrzebowaniu odbiorców na energię cieplną i istniejącym zapotrzebowaniu na chłód użytkowy. Jest technologicznym rozszerzeniem kogeneracji.

    Elektrownia cieplna (konwencjonalna lub jądrowa) – zespół urządzeń produkujący energię elektryczną wykorzystując do tego celu szereg przemian energetycznych, wśród których istotne znaczenie odgrywa ciepło. Energia cieplna pochodzi zwykle ze spalania paliwa w kotle parowym. Służy ona do podgrzania i odparowania wody oraz przegrzania pary wodnej. W turbinie następuje zamiana energii cieplnej pary na energię mechaniczną odprowadzaną wałem do generatora elektrycznego, w którym zamieniana jest na energię elektryczną. W elektrowni wykorzystującej układ turbiny gazowej ciepło dostarczane jest w komorze spalania (układ otwarty), bądź w wymienniku ciepła (układ zamknięty). Energetyka słoneczna w Polsce jest nowym sektorem energetyki odnawialnej. Należą do niej dwa sektory: energetyki cieplnej przekształcającej energię słoneczną na ciepło i elektroenergetyki - produkującej energię elektryczną. Na koniec 2012 roku łącznie zainstalowanych i użytkowanych było około 1,2 mln m2 kolektorów słonecznych, co odpowiada 848 MW mocy cieplnej (wzrost o 19% w stosunku do 2011 roku). Całkowita zainstalowana moc kolektorów słonecznych stanowi drugie, po ciepłowniach na biomasę źródło odnawialne wytwarzania „zielonego ciepła” w Polsce. W 2012 roku Polska zajęła drugie miejsce w sprzedaży instalacji słonecznych wśród krajów europejskich (w 2011 - czwarte miejsce).

    Ciepłownia to zakład przemysłowy, którego głównym zadaniem jest produkcja czynnika (najczęściej wody) o wysokiej temperaturze dla miejskiej sieci ciepłowniczej. Konwencjonalne układy (tj. opalane paliwami kopalnymi instalacje z kotłem) są obecnie spotykane rzadko. Wynika to z faktu, iż dużo wyższą sprawność uzyskuje się produkując w sposób skojarzony energie cieplną i elektryczną (zobacz: elektrociepłownia). Bezpośrednia przemiana energii – sposób przemiany różnych rodzajów energii (np. cieplnej) na energię elektryczną bez udziału czynnika pośredniego (np. para wodna) i ruchomych elementów mechanicznych takich, jak na przykład wirnik czy tłok. Bezpośrednia przemiana energii dotyczy zwłaszcza energii jądrowej (ciepła „reaktorów”, promieniowania radionuklidów).

    Energetyka słoneczna – gałąź przemysłu zajmująca się wykorzystaniem energii promieniowania słonecznego zaliczanej do odnawialnych źródeł energii. Od początku XXI wieku rozwija się w tempie około 40% rocznie. W 2012 roku łączna moc zainstalowanych ogniw słonecznych wynosiła 100 GW (wzrost o 41% w stosunku do 2011 roku, 900% od 2007 roku) i zaspokajały one 0,4% światowego zapotrzebowania na energię elektryczną.

    Dodano: 08.11.2011. 00:25  


    Najnowsze