Co to są alternatywne źródła energii?

Alternatywne źródła energii inaczej nazywane są inaczej odnawialnymi źródłami energii (OZE). Charakteryzują się tym, że mają zdolność do samoregeneracji. Wykorzystywane są do produkcji energii niekonwencjonalnej czyli odnawialnej.

Zalicza się do nich energię: wiatru, promieniowania słonecznego, pływów morskich, wód geotermalnych, wód płynących, wiązania jądra atomowego oraz biogaz, biomasę roślinną i zwierzęcą.

Biomasa

Do wytworzenia energii można stosować biomasę pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, która ulega biodegradacji. Wytwarzana jest ona poprzez bezpośrednie spalanie produktów zwanymi biopaliwami stałymi takimi, jak: drewno, słoma, rośliny energetyczne (np. wierzba wiciowa), nawóz naturalny oraz biopaliwami ciekłymi do których zalicza się bioetanol czy biodiesel.

Technologie spalania biomasy można podzielić następujące procesy:

  • Piroliza – najpowszechniejszy sposób wytwarzania energii, pozyskuje się z niego zarówno energię ciepłą jak i elektryczną. Prowadzony jest w temperaturze ponad 600°C, w warunkach beztlenowych. Do tego procesu wykorzystywane są kotły w których spalane jest drewno, zrębki, trociny i słoma.
  • Gazyfikacja – produktem tego procesu jest gaz, który po spaleniu dostarcza energii cieplnej. Można go też wykorzystywać do produkcji elektryczności w specjalnych turbinach.
  • Kogeneracja – polega na jednoczesnym wytwarzaniu energii elektrycznej i cieplnej.
  • Biochemiczne – podczas których wykorzystuje się biomasę z dużą ilością wody. Produktem rozkładu jest alkohol z którego wytwarzane są biopaliwa ciekłe.

Biogaz

Biogaz powstaje w procesie biologicznym nazywanym fermentacją metanową (beztlenową), która przeprowadzana jest w biogazowniach, w kontrolowanych warunkach. Wykorzystuje się do tego odpady spożywcze, roślinne (np. resztki pożniwne), zwierzęce (nawozy naturalne) lub komunalne (np. osady ściekowe). Może też on wytwarzać się w sposób naturalny np. na torfowiskach, na dnie mórz czy w żwaczach przeżuwaczy.

W skład biogazu wchodzi metan i dwutlenek węgla oraz niewielkie ilości wodoru, siarkowodoru, amoniaku i innych gazów śladowych.

Wykorzystuje się go do produkcji energii elektrycznej (w silnikach iskrowych lub turbinach) i cieplnej (poprzez spalanie w kotłach gazowych). Biogaz można również używać jako paliwo do pojazdów po odpowiednich przystosowaniu silników. W celu uzyskania jednocześnie prądu elektrycznego i ciepła należy go spalić w kogeneratorze.

Energia wiatru

Przy zastosowaniu siłowni wiatrowych (wiatraków) można przekształcić siłę wiatru w energię elektryczną. Najczęściej takie elektrownie zlokalizowane są w pobliżu brzegów morskich, ponieważ prędkość wiatrów w takich miejscach jest dwukrotnie większa niż na lądzie. Tak wytworzoną energię można wykorzystywać w gospodarstwach domowych i w zakładach przemysłowych, np. w do oświetlania pomieszczeń, pompowania wody czy nawadniania pól.

Energia słoneczna

Energia słoneczna ma bardzo szerokie zastosowanie, zwłaszcza w budownictwie. Można ją przekształcać w energię elektryczną poprzez ogniwa fotowoltaiczne lub energię cieplną w kolektorach słonecznych.

W ogniwach fotowoltaicznych fotony światła są zamieniane bezpośrednio na prąd elektryczny. W przypadku kolektorów słonecznych, promieniowanie słoneczne podgrzewa wodę, która następnie jest przepompowywana do zbiornika ciepłej wody. Dzięki temu może być ona bezpośrednio wykorzystana przez użytkownika. Więcej na temat dofinansowania do fotowoltaiki przeczytacie tutaj.

Przeczytaj również: Jak założyć prywatną elektrownię fotowoltaiczną?

Energia geotermalna

Energia geotermalna pochodzi z wód podziemnych lub gejzerów powstających podczas erupcji pary wodnej czy gorącej wody z wnętrza ziemi. Można też ją pozyskać z tzw. gorących skał. Polega to na wywierceniu otworu, przez który wtłacza się zimną wodę. Ta woda po nagrzaniu jest wypompowywana i wykorzystywana do ogrzewania pomieszczeń lub do napędzania turbin parowych, w zależności od jej potencjału temperaturowego. Jeżeli chce się z niej dodatkowo wyprodukować energię elektryczną to w pobliżu musi zostać wybudowana elektrownia geotermalna.

W Polsce podziemne wody geotermalne znajdują się na obszarze całego kraju poza północno-wschodnią częścią. Temperatura takich wód wynosi od 30 do 120°C

Alternatywna energia infografika
Skąd pochodzą alternatywne źródła energii elektrycznej?

Energia wody

Wykorzystywana jest ona w elektrowniach wodnych przepływowych, gdzie przepływ wody wywołany przyciąganiem ziemskim wpływa na wody śródlądowe (np. rzeki i jeziora). Woda w takich elektrowniach jest spiętrzana poprzeczną tamą, dzięki temu spływa samoczynnie i napędza turbinę elektryczną połączoną z prądnicą. Taka turbina jest zaprojektowana tak, aby przekształcać z wody możliwie jak najwięcej energii.

Elektrownie wodne (hydroelektrownie) najczęściej budowane są na terenach górzystych, ponieważ tam występuje najwięcej opadów. W takich miejscach zbiornik wodny (np. jezioro) gromadzi wodę wysoko nad elektrownia, a ilość wytworzonej energii zależy od spadku tej wody.

Elektrownie szczytowo-pompowe mają większą moc niż przepływowe. W takich elektrowniach woda pompowana jest na wyższy poziom, z którego następnie spływa i napędza turbiny. Jednak takie wymuszone napędzanie wody wyklucza tego typu elektrownie z odnawialnych źródeł energii, ponieważ nie spełniają one zasady samoregulacji.

Energia pochodzącą z wody może być również związana z pływami (wywołanymi przyciąganiem Księżyca i Słońca), falami morskimi i prądami morskimi. Energia wytwarzana z tych zjawisk również służy do napędzania prądnic, z których można pozyskać prąd.

Elektrownie atomowe

Energia wytwarzana z takich elektrowni zaliczana jest do odnawialnych źródeł energii. Do wytworzenia energii wykorzystywana jest reakcja rozszczepienia jądra atomu pierwiastka promieniotwórczego np. plutonu czy uranu.

Jeśli zainteresował Cię temat odnawialnych źródeł energii w postaci fotowoltaiki to zachęcamy do skorzystania z formularza dostępnego na stronie głównej.

Literatura:

Cukrowski A. (2016). Rynek i perspektywy rozwoju biogazowni rolniczych, Czysta Energia 2/2016.

Majoch A., Jabłońska M.M. (2013). Bioodpady jako nowe źródło energii odnawialnej. NAFTA-GAZ, nr 9, str. 673-682.

Norwisz J., Musielak T., Boryczko B. (2006). Odnawialne źródła energii – polskie definicje i standardy. Rynek Energii, nr 1.

Leave a Reply

Your email address will not be published.Required fields are marked *