1.
Tehnologije obnovljivih izvora energije
Većina
tehnologije obnovljivih izvora energije
se na direktan ili indirektan
način napaja iz Sunca. Sustav Zemljine atmosfere je uravnotežen tako da je
toplinsko zračenje u svemir jednako pristiglom sunčevom zračenju što rezultira
određenim energetskim stupnjem unutar Zemljinog atmosferskog sustava što u
grubo možemo opisati kao Zemljina klima. Hidrosfera (voda) upije veći udio
dolazećeg zračenja. Najviše zračenja se apsorbira pri maloj geografskoj širini u
području oko ekvatora, ali se ta energija raspršuje u obliku vjetrova i morskih
struja po cijelom planetu. Gibanje valova moglo bi imati važnu ulogu u procesu
pretvorbe mehaničke energije između atmosfere i oceana kroz opterećenje
uzrokovano vjetrom. Sunčeva energija je također odgovorna za distribuciju
padalina, koje su stvarane hidroelektričnim projektima, i za uzgoj biljaka koje su
potrebne za proizvodnju biogoriva.
Strujanje obnovljive energije uključuje prirodne fenomene kao što su: sunčeva
svjetlost, vjetar, valovi, geotermalna toplina kao što
Internacionalna Agencija
za Energiju
objašnjava:
„Obnovljiva energija je dobivena iz prirodnih procesa koji se konstantno
obnavljaju. U svojim različitim oblicima, dobiva se direktno iz sunca ili iz topline
stvarane duboko u Zemlji. To još uključuje električnu struju i toplinu dobivenu iz
izvora poput sunčeve svjetlosti, vjetra, oceana, hidroenergije, biomase i
geotermalne energije te biogoriva i hidrogena dobivenog iz obnovljivih izvora.“
Svaki od ovih izvora ima jedinstvene karakteristike koje utječu na to kako i gdje
su korišteni.
2
s priobalnim izvorima ukazuju na to da je tamo brzina vjetra ~90% veća od one
na kopnu, pa bi tako priobalni izvori mogli pridonijeti znatno više energije. Taj
broj bi se također mogao povećati s povećanjem nadmorske visine vjetroturbina
smještenih na kopnu ili u zraku.
Snaga vjetra je obnovljiva i ne uzrokuje stakleničke plinove (ugljikov
dioksid i metan) tijekom rada.
Trend rasta proizvodnje energije iz vjetra i usporedba s ciljem Europske unije do
2010. godine. Zadani cilj će vjerojatno biti premašen za oko 100%.
Na slici prikazana je usporedba plana Europske unije sa trenutnim stanjem
proizvodnje energije iz vjetra. Prema sadašnjim pokazateljima plan će biti
ostvaren, čak će biti premašen za pola. Vrijednosti na slici su u megavatima
(MW) i iz toga se vidi da je ukupna proizvedena energija zanemariva prema
energiji dobivenoj iz neobnovljivih izvora energije. Zbog početne ekonomske
neisplativosti i nestalnosti vjetra, instalacija
vjetrenjača
je privilegija koju si
mogu priuštiti samo bogate zemlje. Trenutno je cijena vjetrenjače veća od cijene
termoelektrane po MW instalirane snage (vjetrenjača košta oko 1000 €/kW
instalirane snage, a termoelektrana 700 €/kW), ali razvojem tehnologije ta
razlika sve je manja. Ukupna potrošnja energije u svijetu procijenjena je na oko
410x10
15
(kvadrilijuna Btu) u 2000. godini, što iznosi 1.2x10
14
kWh godišnje.
Ukupno instalirana snaga vjetroelektrana do konca 2000. godine predviđena je
na 17415 MW s prosječnim godišnjim radom elektrana od 2 500 sati, što daje
4
0.044x10
9
kWh godišnje raspoložive količine energije. Dakle, udio energije vjetra
u ukupnoj potrošnji energije je vrlo mali.
Njemačka je trenutni lider u proizvodnji električne energije iz vjetra sa 8750 MW,
a to je više od jedne trećine ukupno instalirane snage
vjetrenjača
u svijetu.
Toliko instaliranih vjetrenjača u Njemačkoj rezultat je politike njemačke vlade
koja poticajnim mjerama pomaže instalaciju novih kapaciteta. Zbog toga u 2001.
godini ukupno instalirana snaga povećala se za 43.7%. U Španjolskoj, Danskoj i
Italiji također raste instalirani kapacitet. Od sveukupne proizvodnje električne
energije Danska dobiva 14% od vjetra i dalje ubrzanim tempom gradi nove
kapacitete. Namjera Danske je da takvim pristupom do 2030. godine 50%
energetskih potreba kućanstava zadovolji iskorištavanjem energije vjetra. U
SAD-u je trenutno instalirano 6.374 MW vjetrenjača. Tako mala instalirana snaga
u gospodarski najjačoj zemlji svijeta rezultat je tradicionalnog američkog
oslanjanja na fosilna goriva.
5
1. Hidroelektrična energija je izraz rezerviran za brane velikih dimenzija
poput Grand Coulee Dam u državi Washington i Akosombo brana u Gani.
2. Mikro hidro sustavi su uređaji hidroelektrične energije koji inače
proizvode do 100 kW snage. Često se upotrebljavaju u područjima
bogatim vodom kao Remote Area Power Supply (RAPS). Diljem svijeta je
mnogo takvih hidroelektrana uključujući i one od 50 kW na Solomonskim
otocima.
3. Sustavi bez brane koriste kinetičku energiju samih rijeka ili oceana bez
korištenja brana.
4. Energija oceana opisuje sve tehnologije za prikupljanje energije oceana
i mora.
5. Snaga morskih struja: slično kao plimno-osečka snaga, koristi kinetičku
energiju morskih struja.
6. Pretvorba toplinske energije oceana (PTEO) koristi temperaturnu
razliku između toplije površine oceana i hladnijih dubina, te se na kraju
primjenjuje ciklički generator topline. PTEO još nije testiran na terenu u
velikim razmjerima.
7. Snaga morskih mijena obuhvaća energiju plime i oseke. Trenutno
postoje dva različita načina proizvodnje energije iz plime i oseke:
o
7.1. Plimno-osečko kretanje u vertikalnom smjeru - plima uđe,
razina vode u bazenu poraste i zatim dođe oseka. Prilikom oseke,
razina vode pada i ona protječe kroz turbinu i tako se iskorištava
potencijalna energija pohranjena u vodi.
o
7.2. Plimno-osečko kretanje u horizontalnom smjeru – morska
struja. Zbog velike gustoće vode, koja je 800 puta veća od gustoće
zraka, morske struje mogu imati puno kinetičke energije. Nekoliko
komercijalnih prototipova je izgrađeno, a mnogi se tek razvijaju.
8. Snaga valova koristi energiju pohranjenu u valovima. Valovi inače
pomiču velike pontone gore-dolje u vodi, ostavljajući dio sa smanjenom
visinom vala u „sjeni“. Snaga valova je dosegla komercijalizaciju.
9. Snaga gradijenta slanosti, ili još snaga osmoze, je energija dobivena iz
razlike u slanosti između slane, morske vode i slatke, riječne vode.
Obrnuta elektrodijaliza i pritiskom odgođena osmoza su u procesu
istraživanja i testiranja.
10. Hlađenje u dubokom jezeru, iako zapravo nije prava metoda stvaranja
energije, može uštedjeti puno novaca tijekom ljeta. Ono koristi potopljene
slavine i cijevi kao hladnjak za kontrolu klime. Dno jezera ima godišnju
konstantu od 4˚C.
7
