ALTERNATYWNE ŹRÓDŁA ENERGII zaliczenie.docx

ALTERNATYWNE ŹRÓDŁA ENERGII –EGZAMIN

1)      KONKURENCYJNOŚĆ ALTERNATYWNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII I PRZESŁANKI DO ICH STOSOWANIA TERAZ I W PRZYSZLOŚCI:

·         Zapotrzebowanie na energię elektryczną wzrasta, a konwencjonalne technologie energetyczne bazują na spalaniu paliw kopalnych, co powoduje wyczerpywanie (zużywanie) zapasów surowców i pogarszanie stanu środowiska

·         Istnieje zasada trwałego rozwoju, której należy podporządkować działania dot. energetyki          – nadrzędność wymogów ekologicznych i zaspokajanie bieżących potrzeb energetycznych nie powinny stwarzać istotnych problemów w przyszłości

·         Generowanie  energii z źródeł alternatywnych i odnawialnych jest wysokoefektywne energetycznie

·         Dokumenty i wymogi prawne narzucają korzystanie (w oparciu o powyższe fakty) z energii odnawialnych.

DOKUMENTY UE I REGULACJE PRAWNE DOTYCZĄCE WYKORZYSTANIA ENERGII ALTERNATYWNYCH I ODNAWIALNYCH:

ü      Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Europ. Z 2009r. w sprawie promocji stosowania energii ze źródeł odnawialnych

ü      Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z 2004r. dot. Zakresu obowiązku zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii

ü      Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 2007r. dot. sposobu obliczania danych podanych we wniosku o wydanie świadectwa pochodzenia z kogeneracji oraz szczegółowego zakresu obowiązku uzyskania i przedstawienia do umorzenia tych świadectw , uiszczenia opłaty zastępczej i obowiązku potwierdzenia danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w wysokosprawnej kogeneracji

ü      DOKUMENTY UE DOT. POLITYKI ENERGETYCZNEJ (DODATKOWE):

o        Karta Energetyczna i Protokół Karty Energetycznej

o        Plan działania w celu poprawy efektywności energetycznej w UE

o        Zielona Księga

o        Europejski program zmian klimatu

2)      Porównanie metod generacji w konwencjonalnych układach i z wykorzystaniem energii alternatywnych oraz zaawansowanych metod generacji. Siłownie nuklearne, czyste technologie węglowe, układy parowo – gazowe do skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej.

Budowa klasycznej elektrowni (generacja w konwencjonalnych układach)

Konwencjonalne wytwarzanie energii:

- wyczerpywanie źródeł energii

- szkodliwość dla środowiska ( większe emisje zanieczyszczeń)

- paliwo dostarczane do paleniska w sposób ciągły

Budowa elektrowni jądrowej z reaktorem PWR

układy parowo – gazowe do skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej:

(kogeneracja CHP) polega na jednoczesnym wytwarzaniu prądu i ciepła. Rozwiązanie techniczne układu kogeneracyjnego w głównej mierze zależy od rodzaju paliwa.

Głównymi elementami  instalacji energetycznych są: silnik spalinowy gazowy lub Diesla, generator prądu, system wymienników ciepła oraz układ automatycznej regulacji i sterowania.

Energia elektryczna wytwarzana jest przez prądnicę agregatową, napędzaną silnikiem spalinowym. Ciepło natomiast pochodzi od procesów spalania w silniku. Ciepło to jest odzyskiwane poprzez wymienniki ciepła, włączone w układ chłodzenia oraz w układ wydechowy silnika.

Poprzez system wymienników ciepła energia cieplna przekazywana jest gorącej wodzie, która staje się jej nośnikiem. Woda ta może być dalej wykorzystana jako źródło ciepła w układzie centralnego ogrzewania lub też wykorzystana do różnego rodzaju procesów technologicznych.

Argumenty przemawiające za skojarzoną produkcją energii elektrycznej i ciepła w źródłach rozproszonych są takie same jak w przypadku dużych elektrociepłowni:

·         Konkurencyjność: obniża zużycie paliwa na wytworzenie jednostki energii, zwiększa sprawność ogólną procesu wytwarzania energii,

·         Łatwość instalowania: skojarzone układy gazowo-parowe dzięki budowie modułowej, wysokiej sprawności i niskim wartościom emisji są bardzo łatwe do zainstalowania nawet w regionach wysoce zurbanizowanych;

·         Gwarancja ciągłości dostaw: skojarzone układy gazowo parowe gwarantują ciągłość dostaw energii dzięki możliwości wykorzystania różnych rodzajów paliw w tym samym urządzeniu (gaz naturalny, gaz ciekły, olej napędowy, gaz z wysypisk śmieci lub z oczyszczalni ścieków biogaz);

·         Ekologia: układy gazowo-parowe realizujące wytwarzanie skojarzone są najlepszym rozwiązaniem, jeśli na danym terenie jest konieczne obniżenie emisji zanieczyszczeń

·         zmniejsza straty przesyłu energii na drodze wytwórca - odbiorca,

Siłownie nuklearne

- skomplikowany i kosztowny proces budowy

- niewielka cena wytwarzania energii

- duża przewidywalność cen uranu

- mały udział kosztów paliwa w ogólnych kosztach wytworzenia jednostki energii

- ryzyko skażenia promieniotwórczego

- niebezpieczeństwo uzyskania sprzętu i paliwa przez ugrupowania terrorystyczne

- deficyt wykwalifikowanej kadry

- długi czas zwrotu inwestycji

- kwestia składowania odpadów radioaktywnych

- rozbiórka elektrowni – niedopracowane postępowanie z instalacją i budowlą

Czyste technologie węglowe

- czyste technologie węglowe (CTW) należy rozumieć technologie zaprojektowane w celu poprawy skuteczności wydobycia, przeróbki, przetwarzania oraz utylizacji węgla i zwiększenia akceptowalności tych procesów z punktu widzenia wpływu na środowisko naturalne

Wyróżniono cztery główne podobszary CTW:

·         wydobycie węgla, uwzględniające zrównoważoną gospodarkę zasobami wraz z przeróbką węgla, rozumianą, jako proces przygotowania węgla do użytkowania, najczęściej jest to tzw. mechaniczna przeróbka węgla,

·         transport i składowanie węgla,

·         wykorzystanie węgla (w energetyce oraz w przetwórstwo węgla), wraz z wszelkimi działaniami zmniejszającymi wpływ wykorzystania węgla na środowisko (poza zagadnieniem odpadów i półproduktów)

·         zagospodarowanie „pozostałości” z wykorzystania węgla, czyli różnego rodzaju odpadów, a także półproduktów, nadających się do dalszego gospodarczego wykorzystania

3. Wykorzystanie energii wiatrowej.

Spośród odnawialnych źródeł energii niespożyta jest kinetyczna energia wiatru, która może być łatwo przekształcona w inne postacie energii. W skali świata występowanie wiatrów ma charakter przypadkowy i nie kontrolowany. Dotyczy to zarówno kierunku, jak i siły wiania. Wiatr wiejący z prędkością nie mniejszą niż 4 m/s i nie większą niż 30 m/s jest uznawany za energetycznie użyteczny dla stosowania turbin-generatorów elektryczności. To źródło energii charakteryzuje się jednak dużą niestabilnością. Jego występowanie jest uzależnione od regionu geograficznego, pory roku, pory dnia, ukształtowania terenu i wysokości nad powierzchnią ziemi. Z doświadczeń jednoznacznie wynika, że im wyżej usytuowane są wirniki turbin, tym korzystniejsze jest to dla efektywnej pracy generatorów. Pożytki dla gospodarki płynące z energii wiatru są oczywiste, jednak może być ona również niebezpieczna i niszcząca, o czym ostrzegają kataklizmy pojawiające się w różnych regionach świata.

Definicja i obliczenia wielkości potencjału energetycznego wiatru oraz przewidywanej wydajności siłowni wiatrowej.

Potencjał en. wiatrowej zależy od średniorocznej prędkości wiatru. najkorzystniejsze tereny to takie gdzie jest prędkość  wynosi 4,5 -5m/s. Wraz z wysokością rośnie prędkość wiatru.

Rozkład prędkości wiatru nad terenem

(Vx/V10)=(X/10)^n

V10- prędkość mierzona na wysokości 10m (dostępne dane)

Vx- prędkość na wysokości x

x- wysokość

n- 0,16 teren płaski bez drzew

n=0,26 teren równy zadrzewiony

n=0,43 miejskie zabudowania

Obliczenia mocy wiatru

- Energia kinetyczna, jaką posiada strumień powietrza przepływający przez prostopadła powierzchnię A:

- m –masa powietrza [kg];

- V – prędkość wiatru [m/s].

Energia kinetyczna tego strumienia jest równa mocy N.

- Moc wiatru:

- Moc wiatru przypadająca na 1 m2 powierzchni, określana mianem gęstości mocy wiatru:

Moc elektrowni wiatrowej, można obliczyć przyjmując wielkość ρ = 1,25 [kg/m...