Atsinaujinantys energijos šaltiniai
Turinys
Įžanga………………………… 3
Saulės energija………………………. 3
Vėjo energija……………………….. 4
Vandens energija……………………… 5
Žemės energija……………………….. 5
Biomasė………………………… 6
Naudota literatūra………………………. 8Įžanga
Mažėjant neatsinaujinančių energijos šaltinių pradedama ieškoti atsinaujinančių enegijos išteklių. Atsinaujinantys energijos šaltiniai – tai gamtos ištekliai, kurių atsiradimą ir atsinaujinimą sąlygoja gamtos ar žmogaus sukurti procesai. Tai saulės, vėjo, geoterminė, hidro, biomasės energija. Dauguma jų egzistuoja dėl saulės ir žemės sąveikos: pvz. vėjas pučia, nes skirtingai įkaista žemės paviršius. Augalų istorija netgi naftą bei akmens anglį rodo esant saulės energijos produktu. Deja, nafta ir anglis – neatsinaujinantys, labai tteršiantys aplinką ir jau besibaigiantys ištekliai, kuriems iš naujo “pagaminti” prireiktų šimtų milijonų metų ir tam tikrų klimato sąlygų.Saulės energija
Saulės energijos charakteristika
Per metus viršutinę Žemės atmosferos ribą pasiekia 5,6×1024 J saulės energijos srautas. Žemės atmosfera atspindi 35% šios energijos atgal į kosmosą, o likusi energija sušildo žemės paviršių, naudojama garavimo – kritulių cikle, bangų, vėjo, oro ir vandenyno srovių susidarymui. Metinis, pasiekiančios žemę, saulės energijos kiekis yra 1,05×1018 kWh, sausumai tenka 2×1017 kWh.Beekologinio pakenkimo aplinkai galima panaudoti 1,5% (1,62×1016 kkWh/)m2.
Saulės šiluma
Šiluma, kurią išspinduliuoja saulė, gali būti naudojama karšto vandens gamybai ir pastatų šildymui. Pirmuoju atveju reikalingi įrenginiai – saulės kolektoriai, kurie absorbuoja ir nukreipia saulės šilumą į karšto vandens gamybos sistemą. Antruoju atveju gali būti naudojami ssaulės kolektoriai, kurie šiltą vandenį tiekia į šildymo sistemą, arba pats pastatas gali būti “saulės kolektorius”. Naudojant saulės ergiją galima sutaupyti 30-100% šildymui reikalingų lėšų netgi mūsų platumoje. Pastatų be šildymo sistemos yra pastatyta Švedijoje, Lindas miestelyje šalia Gioteburgo.Saulės kolektoriai gali būti įrengiami ant pastato stogo ar kitoje vietoje. Svarbi yra jų orientacija pasaulio šalių atžvilgiu (geriausia – pietūs), kolektoriaus plokštumos pasvirimo kampas (apytiksliai lygus platumai – pvz. 54º Vilniuje, jei naudojama ištisus metus) ir kolektoriaus plotas (priklauso nuo gyventojų skaičiaus). Lietuvos klimato sąlygomis, vanduo kolektoriuose vasarą sušyla iki 70-100ºC, žiemą iki 30-50ºC. Nežiūrint to, kad žiemą reikia vandenį papildomai šildyti, sutaupoma nemažai išteklių, nes pakelti vandens temperatūrą nuo +5ºC (temperatūra vandentiekyje) iki +30ºC irgi reikalinga energija bei lėšos.
Saulės energetikos pprivalumai lyginant su tradiciniais energijos ištekliais:
o Energija iš saulės yra nemokama;
o Priklausomai nuo saulės energijos naudojimo paskirties, energetinės technologijos gali būti labai pigios (pvz.: pasyvus patalpų šildymas, ž.ū. produktų džiovinimas ir pan.);
o Esant poreikiui saulės energetinės sistemos gali užtikrinti nepriklausomą apsirūpinimą energijos resursais (pvz.: elektra, šilumos energija);
o Saulės energija yra nesibaigianti bei pakankamai neįsisavinta;
o Saulės energija yra ekologiškai švari energija, kuri neteršia aplinkos bei neskatina pasaulinio klimato atšilimo efekto.
Saulės energetikos trūkumai lyginant su tradiciniais energijos ištekliais:
o Nepastovi energijos gamyba, kintant saulės apšviestumui;
o Ribotas saulės energetinių technologijų panaudojimo llaikas, priklausomai nuo paros ir sezono būklės;
o Dideliam galingumui generuoti reikalingas santykinai didelis žemės plotas;
o Priklausomai nuo saulės energijos naudojimo paskirties, energetinės technologijos gali būti labai brangios, o jų atsipirkimo laikas labai ilgas (pvz.: elektros energijos gamyba);
o Patikimam energetinės sistemos, turinčios saulės energetines technologijas, veikimui reikalingas energijos kaupimo įrenginys arba papildomas (rezervinis) energijos šaltinis.
o Dažniausiai saulės energetikos vystymui šalyje reikalinga valstybės finansinė parama.Vėjo energija
Vėjo energija naudojama elektros energijos gamybai. Kadangi tai nėra pastovus energijos šaltinis, todėl būtini energijos kaupikliai. Tai gali būti elektros tinklai arba vietiniai akumuliatoriai. Vėjo jėgainės būna horizontaliosios arba vertikaliosios. Pastarosios nesukelia triukšmo, veikia net esant mažam vėjo greičiui, tačiau jų naudingumo koeficientas mažesnis, nei horizontaliųjų. Pramoniniam elektros energijos gaminimui naudojamos didelės jėgainės, kurių galimgumas gali siekti 5 MW, o sparnų diametras 126 m.
Vėjo energetikos privalumai lyginant su tradiciniais energijos šaltiniais:
o Vėjo energija yra nemokama bei nesibaigianti, t.y. pigi energijos gamyba;
o Esant poreikiui vėjo energetinės sistemos gali užtikrinti nepriklausomą apsirūpinimą energijos resursais (pvz.: elektra, šilumos energija);
o Vėjo energetika labiausiai išvystyta bei populiariausia tarp atsinaujinančių energijos šaltinių;
o Vėjo energija yra ekologiškai švari energija, kuri neteršia aplinkos bei neskatina pasaulinio klimato atšilimo efekto.
Vėjo energetikos trūkumai lyginant su tradiciniais energijos šaltiniais:
o Nepastovi energijos gamyba, kintant vietovės vėjo parametrams;
o Ribotas vėjo energetinių technologijų panaudojimo laikas, priklausomai nuo paros iir sezono būklės, bei reljefo tinkamumas (labiausiai tinkamos yra kalvotos vietovės arba atvira jūra);
o Įtakoja bendrą elektros sistemos balanso valdymą. Dažniausiai problematiškas pajungimas į bendrą elektros perdavimo tinklą;
o Dideliam galingumui generuoti reikalingas santykinai didelis žemės plotas;
o Dažniausiai labiausiai tinkami vėjo energetikai plotai yra toli nuo energijos vartotojų;
o Energetinės technologijos gali būti labai brangios, o jų atsipirkimo laikas labai ilgas (pvz.: elektros energijos gamyba);
o Patikimam energetinės sistemos, turinčios vėjo energetines technologijas, veikimui reikalingas energijos kaupimo įrenginys arba papildomas (rezervinis) energijos šaltinis;
o Įtaka supančiai aplinkai, kaip pvz.: triukšmas, blyksėjimai, vizualinis poveikis, sukuriami vėjo srauto turbulencijos impulsai, elektromagnetinės bangos.
o Dažniausiai vėjo energetikos vystymui šalyje reikalinga valstybės finansinė parama.
Vandens enegija
Hidroenergija – vandens srauto mechaninė energija, kuri atlieka darbą. Vandens tėkmės visą mechaninę energiją sudaro potencinė (vandens tūrio svoris ir hidrostatinis slėgis) ir kinetinė (tėkmės greičio slėgis) energijos. Tekančio vandens kinetinę energiją galima panaudoti tiesiogiai, tačiau ji yra menka, o įrengimai nenašūs (pvz.: vandens ratas). Todėl dažniausiai panaudojama vandens tėkmės potencinė energija, kuri specialių įrenginių pagalba (turbinų) verčiama į elektros energiją. Hidroelektrinėse pagamintos elektros kiekis priklauso nuo hidrogalios, t.y. praeinančio per turbinas vandens debito ir jo kritimo aukščio, bei nuo turbinos naudingumo koeficiento. Hidroelektrinės (HE) statomos ten kur yra hidroenergijos išteklių, t.y. prie upių, ežerų, tvenkinių. HE skirstomos į mažos galios ((iki 10 MW (megavatų)) ir didelės galios (virš 10 MW).
Hidroenergetikos privalumai lyginant su tradiciniais energijos šaltiniais:
o Vandens ištekliai yra nemokami, t.y. pigi elektros energijos gamyba;
o Užtikrinamas nepertraukiamas tam tikras elektros energijos gamybos kiekis (didelis energijos tiekimo patikimumas);
o Esant poreikiui hidroelektrinės gali užtikrinti nepriklausomą apsirūpinimą elektros energija, kurią vėliau galima paversti mechanine arba šilumos energija;
o Hidroenergetika yra ekologiškai švari energetika, kuri neteršia aplinkos bei neskatina pasaulinio klimato atšilimo efekto. Tačiau minimali įtaka supančiai aplinkai egzistuoja (pvz.: žuvų migracijos keliai);
o Gera energijos gamybos kokybė (greitas paleidimas, greitas prisitaikymas ir reagavimas į apkrovimo grafiko kitimą, energetinės sistemos elektros dažnio palaikymas).
Hidroenergetikos trūkumai lyginant su tradiciniais energijos šaltiniais:
o Priklausomybė .nuo vietovės hidroenergijos išteklių efektyvumo, t.y. elektrinė turi būti prie vandens šaltinio turinčio pakankamą hidrogalią;
o Hidroelektrinių statybai dažnai reikalingas papildomas žemės plotų užtvindymas (siekiant padidinti šaltinio hidrogalią). Tai sąlygoja užtvindytų žemės plotų žmonių gyvenimo, ten esančios floros ir faunos bei kraštovaizdžio pakitimą;
o Energijos gamybos priklausomybė nuo klimato (esant sausroms vandens kiekis sumažėja).Žemės energija
Geoterminė energija – žemės gelmių energija. Ji atsiranda žemėje skylant radioaktyviesiems elementams (uranui, radžiui, toriui ir kt.) bei dėl mantijos skleidžiamos šilumos, padedant saulės energijai iš išorės. Beveik visame paviršiniame žemės sluoksnio 3 metrų gylyje temperatūra yra 10 – 16°C. Gilesniuose žemės sluoksniuose temperatūra
didėja proporcingai. Praktikoje žemės gelmių energija naudojama šilumos/šalčio ir elektros gamybai, bei gydymo ir poilsio reikmėms, pramonėje (džiovinimui). Žemės energijos ištekliai išgaunami iš karštų sausų uolienų, karšto požeminio vandens, žemos temperatūros požeminio ir gruntinio vandens, grunto (dirvožemio). Populiariausias geoterminės energijos panaudojimo būdas – šilumos energijos ir karšto vandens gamyba.
Privalumai lyginant su tradiciniais energijos šaltiniais:
o Energija glūdinti žemės gelmėse yra nemokama;
o Ištisus metus galima gauti tam tikrą kiekį energijos (priklausomai nuo sistemos galingumo);
o Beveik visos žemės vietos tinkamos šilumos energijos gamybai;
o Nedaro jokios įtakos kraštovaizdžiui, tt.y. šios technologijos paslepiamos po žeme ar vandeniu.
o Žemės gelmių energija yra nesibaigianti bei pakankamai neįsisavinta;
o Žemės gelmių energija yra ekologiškai švari energija, kuri neteršia aplinkos bei neskatina pasaulinio klimato atšilimo efekto.
Trūkumai lyginant su tradiciniais energijos šaltiniais:
o Didelės investicijos į technologijas ir labai ilgas atsipirkimo laikas;
o Didesniam energijos kiekio išgavimui, naudojant šilumos siurblius, reikalingi dideli žemės plotai arba neužšąlantys vandens tvenkiniai, todėl paprastai šios technologijos yra nedidelio galingumo;
o Šilumos energijos ir karšto vandens gamybai reikalingas papildomas energijos šaltinis, t.y. iš geoterminės energijos gaunama tik dalis rreikiamos energijos;
o Aukštos temperatūros išgavimui iš žemės gelmių, reikalingi labai gilūs gręžiniai, kurie kainuoja žymiai daugiau negu naftos gręžiniai.Biomasė
Biomasė – tai fotosintezės būdu augaluose sukaupta saulės energija. Šis atsinaujinantis energijos šaltinis yra labiausiai paplitęs. Tai malkos, šiaudai, rapsai, maisto pramonės, medienos aatliekos bei kita. Kas met pasaulyje susidaro kur kas daugiau biomasės, nei žmonijos energijos poreikiai. Lietuvoje tai yra populiariausias alternatyviosios energijos šaltinis, naudojamas šilumai ir elektros energijos gamybai.
Privalumai lyginant su tradiciniais energijos šaltiniais:
o Biomasė yra pigus, dažniausiai antrinis, energetinis išteklius;
o Vietinis išteklius, kurio nereikia importuoti;
o Pigios energetinės technologijos;
o Užtikrinamas nepriklausomas apsirūpinimas energijos resursais (pvz.: elektra, šilumos energija);
o Užtikrinamas nepertraukiamas tam tikras elektros energijos gamybos kiekis (didelis energijos tiekimo patikimumas);
o Tai yra ekologiškai švari energetika, kuri neteršia aplinkos bei neskatina pasaulinio klimato atšilimo efekto;
o Lengvai kontroliuojamas ir reguliuojamas energijos gamybos procesas (greitas paleidimas ir stabdymas).
Trūkumai lyginant su tradiciniais energijos šaltiniais:
o Biomasės kuras, lyginant su gaunamu iš žemės gelmių kuru, yra mažo tankio, žemo kaloringumo;
o Biomasės ištekliai teritorijoje pasiskirstę nekoncentruotai, bei dėl mažo kaloringumo neracionalu transportuoti dideliais atstumais;
o Dideliam galingumui generuoti reikalingi ddideli biomasės kiekiai, todėl egzistuoja didelė priklausomybė nuo regiono išteklių;
o Dažnos problemos su biomasės sandėliavimu.
Naudota literatūra:
http://www.ateik.info
http://www.eec.lt
http://lt.wikipedia.org
