Kategoria: Odnawialne źródła energii

Słoneczne instalacje grzewcze są w całej Europie już tak popularne jak i wiedza o odnawialnych źródłach energii. Jednak wielkopowierzchniowe systemy kolektorów słonecznych  pozostają  ciagle  tematem nierozwiniętym do końca.

W Europie zostało zainstalowanych ponad 20 milionów m² oszklonych kolektorów słonecznych, co odpowiada około 14 GW_Th słonecznej termalnej energii (stan na 2007 rok). Głównie kolektory słoneczne są instalowane w małych systemach (2 – 30 m²). Obecnie istnieje ponad 120 udokumentowanych wielkopowierzchniowych instalacji słonecznych które posiadają więcej niż 500 m²(~350 kW_th) kolektorów słonecznych. Ich całkowita powierzchnia wynosi około 200 000 m² (~140 MW_th) co stanowi ~1 % wszystkich instalacji .

Wielkoskalowe Słoneczne Systemy Grzewcze – Liderzy

Wielkoskalowe instalacje słoneczne są stosowane od lat70’. Szwecja miała wiodąca rolę w tych demonstracjach wraz z Holandią i Danią. W latach 90. zainteresowanie wielkopowierzchniowymi instalacjami słonecznymi wzrosło w Niemczech i Austrii. Około 100 nowych obiektów z powierzchnią ponad500 m²kolektorów słonecznych zostało oddanych do eksploatacji od połowy lat 90-tych. Obecnie w Europie istnieje około 120 wielkopowierzchniowych instalacji słonecznych, z których 30 ma nominalną moc 1 MWth lub więcej.

Wielkopowierzchniowe instalacje słoneczne dostarczają ciepło głównie dla osiedli mieszkaniowych. Zestawienie  największych instalacji słonecznych (>2 MWth) jest zawiera tabela poniżej.

Słoneczna instalacja wielkopowierzchniowa	Rok uruchomienia instalacji	Powierzchnia kolektorów slonecznych [m²]
Marstal	1996	18 300
Kungälv	2000	10 000
Brædstrup	2007	8 000
Nykvarn	1984	7 500
Graz (AEVG)	2006	5 600
Falkenberg	1989	5 550
Neckarsulm	1997	5 470
Crailsheim	2003	5 470
Ulsted	2006	5 000
Ærøskøping	1998	4 900
Friedrichshafen	1996	4 050
Rise	2001	3 575
Ry	1988	3 040
Hamburg	1996	3 000
Schalkwijk	2002	2 900
München	2007	2 900

Obecnie rozwojowi podlegają głównie wielkopowierzchniowe instalacje słoneczne z krótkoterminowym magazynowaniem ciepła dla osiedli mieszkaniowych, ale także dla przemysłu. W Europie południowej następuje rozwój zastosowania instalacji do chłodzenia.
Stały rozwoju instalacji z długoterminowym przechowywaniem ciepła dotyczy głównie Danii i Niemiec.

Warunki nasłonecznienia w krajach europejskich:

	Średnia suma roczna na płaszczyznę poziomą, kWh/(×m2 K)	Średnia suma roczna na płaszczyznę pochyloną 30o, kWh/(×m2 K)
Dania	1031 (Hojbakkegard)	1186
Niemcy	1024 (Berlin)	1153
Szwecja	1047 (Sztokholm)	1219
Holandia	991 (Vlissingen)	1179
Wielka Brytania	994 (Kew)	1066
Polska	972 (Warszawa)	1074

Wszystkie wymienione na wstępie państwa, z wyjątkiem Austrii o wyraźnie lepszym nasłonecznieniu, mają roczne sumy nasłonecznienia zbliżone do wartości średnich polskich. Należy więc spodziewać się, że także osiągi instalacji słonecznych powinny być zbliżone. W rzeczywistości jednak, zasadniczą rolę odgrywa projekt kolektorów słonecznych i związane z tym uwarunkowania.

Dalszy rozwój wielkopowierzchniowych instalacji słonecznych umożliwi odegranie znaczącej roli w dostawie energii cieplnej na europejskim rynku energii w przyszłości.

Największy potencjał do wzrostu użytkowania wielkopowierzchniowych instalacji słonecznych mają Niemcy (~550 PJ), Francja (~300 PJ), Wielka Brytania (~250 PJ), Polska (~120 PJ), Holandia (~100 PJ), Włochy (~80 PJ) i Belgia (~70 PJ). Obecnie znaczący rozwój rynku energii słonecznej można zauważyć w Niemczech i Francji, podczas gdy w Wielkiej Brytanii, Polsce i Holandii ten rozwój dopiero następuje.

Największa Na Świecie Wielkopowierzchniowa Grzewcza Instalacja Słoneczna

Instalacja ta znajduje się w Danii, w Aeroe i jest własnością ciepłowni dzielnicy Marstal. Od 1 maja do 1 października instalacja słoneczna pokrywa 100 % zapotrzebowania na ciepło Marstal. Każdego roku miasto Marstal zastępuje energią słoneczną około 820.000 litrów oleju co odpowiada zmniejszeniu emisji o 2200 ton CO₂ rocznie. Kolektory skierowane są na południe, pochylone wyglądem poziomu pod kątem od 30 do 40 stopni. Aby uniknąć uszkodzeń spowodowanych przez mróz, czynnik roboczy w systemie zawiera 40% glikolu. Kolektory słoneczne w bateriach są połączone szeregowo, tak aby woda mogła przebiegać przez 10 paneli słonecznych. Instalacja słoneczna pokrywa zapotrzebowania od 25 do 30 % na energię cieplną ciągu całego roku.

W Danii nie ma dopłat do instalacji słonecznych, zarówno do małych jak i dużych. Pomimo tego wskaźniki ekonomiczne są korzystne. Ogrzewanie energią słoneczną zapewnia oszczędność na tyle dużą, że ciepłownie w momencie zastosowania instalacji słonecznej mogą obniżyć koszty energii od 5 do 15 %. Ekonomia energii słonecznej w najbliższych latach będzie jeszcze korzystniejsza, ponieważ ceny paliw kopalnych wzrastają natomiast energia słoneczna jest dostępna powszechnie.

Jakie jest jedno z najbezpieczniejszych źródeł pozyskiwania energii odnawialnej? Z pewnością jest to elektrownia wodna. Generalnie jej definicja opisuje, że jest ona swego rodzaju zakładem przemysłowym, zamieniającym energię potencjalną wody na elektryczną. Są wyjątkowo tanim źródłem energii i potrafią w bardzo szybkim tempie zamieniać generowaną moc w zależności od zapotrzebowania. Jednak, żeby nie było tak pięknie, nie każde miejsce stwarza warunki do ich zbudowania. Kolejną wadą jest również to, że budowanie zapór pod elektrownie wodne często wpływa na zmianę naturalnego biegu rzeki i w efekcie może wpłynąć na zmiany zachodzące w ekośrodowisku.

Typy elektrowni wodnych

Wśród popularnych elektrowni wodnych znajdziemy zapory, elektrownie szczytowo-pompowe, przepływowe, pływowe oraz małe elektrownie wodne. Zapory umożliwiają piętrzenie się wody, a ilość energii potencjalnej wody jest wprost proporcjonalna do wysokości traconej przez wodę w obrębie tego typu elektrowni. Drugi typ tych elektrowni, czyli szczytowo-pompowe, dostosowują produkcję energii w stosunku do jej chwilowego zapotrzebowania. Jeżeli zapotrzebowanie na energię jest małe, jej nadmiar jest automatycznie wykorzystywany do pompowania zbiornika umieszczonego na dużej wysokości. Jeżeli zapotrzebowanie na energię jest większe, woda jest uwalniania, a jej energia jest zamieniania na elektryczną. Wody nie spiętrzają natomiast elektrownie przepływowe – ograniczając się tylko i wyłącznie do mocy pochodzącej z naturalnie płynącej wody. Natomiast elektrownie pływowe wykorzystują z kolei energię wody morskiej podczas jej spiętrzania w czasie pływów. Mimo, że ich moc zmienia się w ciągu doby, stanowi to jednak przewidywalne zjawisko, dzięki któremu stosunkowo łatwo jest uzupełnić energię w specjalnie zbudowanych zbiornikach, co z kolei skutecznie umożliwia jej ciągłe generowanie. Oprócz wcześniej wspomnianych, mówimy także o małych elektrowniach wodnych, które wyróżniają się tym, że swoimi rozmiarami i sposobami generowania energii nie rzutują w żaden sposób na zmiany zachodzące w środowisku.

Największa elektrownia wodna na świecie

Największe elektrownie tego typu, a jednocześnie najstarsze i generujące najwięcej energii, powstały w Chinach. Państwo to znane jest z największej światowej rocznej produkcji energii pochodzącej właśnie z tego typu źródła odnawialnego. W Chinach znajduje się też największa na świecie elektrownia wodna, znana pod nazwą Zapory Trzech Stawów, osiągająca niesamowitą moc 20 300 MW. Elektrownia ta należy do zaporowego typu elektrowni wodnych, co oznacza, że jest zbudowana w postaci tamy na rzece Jangcy. Zapora ma ponad 2, 3 km długości oraz 185 m wysokości, a została wybudowana w latach 1993-2008. Koszt inwestycji pochłonął miliardy dolarów, lecz nic w tym dziwnego – jej zadaniem jest nie tylko dostarczenie energii mieszkańcom, ale także zapobieganie powodziom. Do uruchomienia elektrowni użyto aż 26 turbin, co pozwoliło stworzyć zbiornik wodny o pojemności 39 mld sześciennych wody i niestety, skutkowało przesiedleniem ponad miliona mieszkańców danego rejonu rzeki Jangcy.

Przyglądając się ogólnym statystykom światowym, Chiny zbudowały niesamowite monstrum, które w ponad 0, 1% pokrywa ich olbrzymie potrzeby na energię elektryczną.

Rosnąca świadomość społeczeństwa w zakresie ochrony środowiska i systematyczne wyczerpywanie paliw kopalnianych przyczyniają się do wzrostu zainteresowania odnawialnymi źródłami energii. Energetyka wiatrowa może stanowić alternatywne źródło energii i przyczynić się znacząco do ochrony środowiska naturalnego.

Zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych i wzrost poziomu energii elektrycznej uzyskiwanej ze źródeł alternatywnych wpłynie w znacznym stopniu na ochronę środowiska naturalnego oraz będzie miało wpływ na spowolnienie efektu cieplarnianego. Efekt cieplarniany jest jednym z negatywnych skutków skażenia środowiska. Energetyka wiatrowa zaliczana jest do proekologicznych tzw. zielonych źródeł energii. Zielone źródła energii mogą w znaczący sposób przyczynić się do zahamowania emisji związków pochodzących ze spalania paliw stałych.

Energetyka wiatrowa – alternatywne źródło energii

Wykorzystywanie elektrowni wiatrowych, jako alternatywnego źródła energii spowolni proces wyeksploatowania konwencjonalnych źródeł energii. Rozwój energetyki alternatywnej może mieć kluczowe znaczenie dla całego rozwoju gospodarki i regionów, na których będą usytuowane elektrownie. Niskie koszty eksploatacyjne, możliwość natychmiastowego przekształcenia energii mechanicznej wiatru w energię elektryczną oraz troska o środowisko naturalne to atuty zielonych źródeł energii.

Niskie koszty eksploatacyjne elektrowni wiatrowych i możliwość współpracy elektrowni wiatrowych z elektrowniami wodnymi i gazowymi to tylko niektóre zalety alternatywnych źródeł energii. Energetyka wiatrowa może przyczynić się do zabezpieczenia energetycznego kraju (zabezpieczenie konwencjonalnych źródeł energii i różnicowanie źródeł) poprawić stan środowiska naturalnego i zredukować emisję gazów cieplarnianych. Zasilanie tylko wybranych na początku indywidualnych odbiorców zielonym źródłem energii może stanowić przełom i krok w przyszłość oraz zmienić punkt widzenia w postrzeganiu energetyki wiatrowej.

Elektrownia wiatrowa podczas pracy