Spis treści

P rz e d m o w a .................................................................................................................... 9

W ykaz o z n a c z e ń .......................................................................................................... 11

W ykaz sk ró tó w ............................................................................................................ 13

1. E n erg e ty k a k o n w e n c jo n a ln a a o d n a w ia ln e ź ró d ła en e rg ii . . . 151.1. Problem energetyczny.............................................................. .................... 151.2. Problem ochrony środowiska......................................................................... 21

Bibliografia do rozdziału 1 ............................................................................. 27

2. E nerg ia w ia tru ........................................................................................... 292.1. Wprowadzenie................................... .............................................................. 292.2. Energetyka wiatrowa na świecie................................................................... 332.3. Lądowe farmy wiatrow e........ ................ '....................................................... 402.3.1. Obiekty wielkiej mocy ................................................................................... 402.3.2. Małe elektrownie wiatrowe ........................................................................... 442.4. Morskie farmy wiatrowe ............................................................................... 452.5. Zależności opisujące energię wiatru ............................................................ 512.6. Konwersja energii wiatru w elektryczną...................................................... 542.6.1. Układ przemiany en e rg ii............................................................................... 542.6.2. Prawo Betza .................................................................................................... 552.7. Turbiny wiatrow e........................................................................................... 562.7.1. Budowa i zasada działania tu rb in y .............................................................. 562.7.2. Klasyfikacja turbin wiatrowych..................................................................... 582.7.3. Wybrane rozwiązania konstrukcyjne .......................................................... 602.7.4. Przykłady turbin wiatrowych ....................................................................... 632.7.5. Zalety oraz wady turbin wiatrowych............................................................ 712.7.6. Producenci turbin wiatrowych....................................................................... 712.8. Maszyny elektryczne w energetyce wiatrowej ....................... .................... 732.8.1. Generatory ...................................................................................................... 732.8.2. Transformatory dla elektrowni wiatrowych................................................ 752.9. Energetyka wiatrowa w Polsce ..................................................................... 762.9.1. Krajowe zasoby w ia tru ............................. ................................................. 762.9.2. Moc zainstalowana i produkcja energii elektrycznej ................................. 782.9.3. Polskie elektrownie wiatrowe lądowe o mocy powyżej 5 M W ................... 792.9.4. Charakterystyka wybranych elektrowni wiatrowych w P olsce................. 842.9.4.1. Farma wiatrowa w Wysokich...................................................... .................. 842.9.4.2. Farmy wiatrowe w gminie Kobylnica .......................................................... 842.9.4.3. Farmy wiatrowe Margonin ........................................................ .................. 902.9.4.4. Farmy wiatrowe w gminie K oło..................................................................... 91

6 Spis treści

2.9.4.5. Turbiny wiatrowe we wsi Paproć pod Nowym Tomyślem......................... 922.9.4.6. Turbina wiatrowa w miejscowości Pęckowo................................................ 932.9.4.7. Farma wiatrowa B y s tra ................................................................................. 952.9.4.8. Farma wiatrowa N ow otna............................................................................. 962.9.5. Polska energetyka wiatrowa na m o rzu ........................................................ 962.10. Wybrane aspekty lokalizacyjne farmy w iatrow ej........................................ 972.11. Zalety i wady energetyki wiatrowej................................... .......................... 103

Bibliografia do rozdziału 2 ....................................................................... 104

3. E nerg ia w o d y .............................................................................................. 1083.1. Wprowadzenie.................................................................................................. 1083.2. Klasyfikacja elektrowni wodnych ................................................................ 1123.2.1. Charakterystyka elektrowni dużych ............................................................ 1123.2.2. Przykładowe obiekty dużej m ocy.................................................................. 1133.2.3. Mała energetyka w odna................................................................................. 1203.3. Zależności opisujące energię w ody................................................................ 1223.4. Turbiny i generatory w energetyce wodnej............ ..................................... 1233.4.1. Typy tu rb in ...................................................................................................... 1233.4.2. Parametry charakterystyczne turbin .......................................................... 1243.4.3. Generatory ...................................................................................................... 1253.5. Energetyka wodna w Polsce........................................................................... 1263.5.1. Zasoby wodne .................................................................................................. 1263.5.2. Hydroelektrownie........................................................................................... 1273.5.2.1. Rozwój hydroenergetyki od 1145 roku ........................................................ 1273.5.2.2. Charakterystyka największych obiektów .................................................... 1293.5.2.3. Małe elektrownie wodne ............................................................................... 1363.6. Wybór lokalizacji inwestycji wodnej ............................................................ 1393.7. Inne źródła energii wody ............................................................................... 1393.8. Zalety i wady energetyki wodnej ................................................................... 144

Bibliografia do rozdziału 3 ............................................................................. 146

4. E nerg ia b io m asy ....................................................................................... 1494.1. Wprowadzenie.................................................................................................. 1494.2. Największe zakłady na biomasę na świecie.................................................. 1504.3. Klasyfikacja rodzajów biomasy ..................................................................... 1534.4. Możliwości konwersji energii biomasy ........................................................ 1554.5. Biopaliwa.......................................................................................................... 1574.5.1. Klasyfikacja biopaliw ..................................................................................... 1574.5.2. Biogaz .............................................................................................................. 1594.5.3. Biopaliwa płynne ............................................................................................ 1644.6. Biomasa i biopaliwa w Polsce......................................................................... 1694.6.1. Potencjał biomasy............................................................................................ 1694.6.2. Instalaqje na biom asę..................................................................................... 1724.6.3. Zakład utylizacji odpadów i elektrociepłownia biogazowa na Morasku

(Poznań) .......................................................................................................... 1804.6.4. Polskie osiągnięcia technologiczne .............................................................. 1834.7. Zalety i wady stosowania biomasy i b iopaliw ........ ..................................... 184

Bibliografia do rozdziału 4 ............................................................................. 185

Spis treści_____________ ____________________________ j____________________ 7

5. E nerg ia g e o te r m a ln a ...1895.1. Wprowadzenie ...1895.2. Energetyka geotermalna na świecie ...1915.3. Obiekty wielkiej mocy ...1965.4. Podział zasobów geotermalnych ...1985.5. Konwersja energii geotermalnej w inne formy energii ...1995.5.1. Wpływ temperatury złoża na możliwości konwersji ...1995.5.2. Wybrane technologie konwersji energii geotermalnej w elektryczną . . . . 2015.6. Energetyka geotermalna w Polsce ...2065.6.1. Zasoby geotermalne ...2065.6.2. Charakterystyka wybranych instalacji ...2075.7. Zalety i wady stosowania energii geotermalnej ...210

Bibliografia do rozdziału 5 ............................................................................. ...211

6 . E nerg ia S łońca ..2136.1. Wprowadzenie ..2136.2. Zależności opisujące energię Słońca ........................................ ..2146.2.1. Składowe promieniowania słonecznego ................................. ..2146.2.2. Wyznaczanie gęstości strumienia promieniowania słonecznego ..2186.2.3. Wyznaczanie optymalnego kąta pochylenia odbiornika promieniowania

słonecznego ze względu na maksimum energii ..2216.3. Metody konwersji energii Słońca w inne formy energ ii ..2266.4. Cieplne instalacje słoneczne ..2276.4.1. Kolektory słoneczne....................................................................... ..2276.4.2. Technologia CSP i S E G S ..2336.5. Energetyka słoneczna w Polsce ..2416.6. Zalety i wady energetyki słonecznej ...................................... ..245

Bibliografia do rozdziału 6 ................................... ......................................... ..246

7. K onw ersja e n e rg ii S łońca n a e le k t r y c z n ą ........ 2487.1. Wprowadzenie............................................................ ..2487.1.1. Dynamiczny rozwój fotowoltaiki ..2487.1.2. Zjawisko fotowoltaiczne ..2517.2. Schemat zastępczy ogniwa . ..2547.3. Charakterystyka prądowo-napięciowa i mocy ............. ..2557.4. Wydajność kwantowa ogniwa .. ■ 2587.5. Optymalizacja pracy ogniwa ..2607.6. Rozwiązania konstrukcyjne i technologia produkcji ..2617.6.1. Podział materiałowy i strukturalny ogniw fotowoltaicznych ..2617.6.2. Ogniwa krzemowe ..2627.6.3. Ogniwa inne niż krzemowe ..2667.6.4. Ogniwa organiczne ..2677.6.5. Ogniwo fotowoltaiczno-fototermiczne ..2687.6.6. Ogniwo termofotowoltaiczne................... ..2687.6.7. Ogniwa typu tandem ..2687.6.8. Ogniwa współpracujące z koncentratorami ..2697.6.9. Ogniwa zintegrowane z architekturą ..2727.7. Obszary i przykłady zastosowań ogniw słonecznych................. .................. ..2737.7.1. Podział pod względem zastosowania ..2737.7.2. Ogniwa zasilające urządzenia elektroniczne powszechnego użytku

małej mocy .......................................................... ........................................... ..273

8 Spis treści

7.7.3. Układy autonomiczne ..2737.7.4. Układy współpracujące z s ie c ią ..2757.7.5. Układy hybrydowe ..2807.7.6. Ogniwa zasilające urządzenia satelitów i promów kosmicznych.

Zastosowania w transporcie.............................................................................2827.8. Fotowoltaika w Polsce ..2857.8.1. Tendencje rozwojowe ..2857.8.2. Systemy dołączone do sieci elektroenergetycznych ..2897.8.2.1. Charakterystyka rozw iązań ..2897.8.2.2. Instalacja nadachowa Frosta w Bydgoszczy ..2907.8.2.3. Farma PV Gdańsk Przejazdowo ..2927.8.2.4. Farma PV w K w ilczu ..2947.8.2.5. Instalacja nadachowa na lotnisku im. Chopina w W arszawie ..2957.8.2.6. Farma PV w Gubinie ..2967.8.2.7. Farma PV w Ostrzeszowie ..2977.8.2.8. Farma PV w Kolnie na P od lasiu ..2977.8.2.9. Farma PV w Szczecinie ..2977.8.2.10. Farma PV w Czernikowie ..2977.8.2.11. Farma PV w T ym barku ..2987.8.2.12. Projekt PV Halemba w Rudzie Śląskiej ..2987.8.2.13. Mikroelektrownia na trackerach w Chotomowie ..2987.8.2.14. Pierwsza polska farma fotowoltaiczna na trackerach . ..2987.8.2.15. Tracker w Leżajsku ..2997.8.2.16. Korolówka koło Włodawy ..2997.9. Zalety i wady konwersji fotowoltaicznej ...................................................... ..300

Bibliografia do rozdziału 7 ............................................................................. ..301

8. Samowystarczalność energetyczna w aspekcie odnawialnych źródeł energii 305

8.1. Projekt M anergy ..3058.2. El Hierro - pierwsza na świecie wyspa, której zapotrzebowanie

energetyczne jest pokrywane wyłącznie z odnawialnych źródeł energii . . 3058.3. Duńska samowystarczalność energetyczna ..3118.3.1. Bornholmski eksperyment energetyczny ..3118.3.2. Energetyka wiatrowa na Sams0 ..3128.4. Islandia - energia wody i geotermalna ..3138.5. Corvo w P ortugalii ..3158.6. Feldheim pod Berlinem ..3188.7. Giissing w A u strii ..3198.8. Grecka Ikaria ..3208.9. T okelau ..3208.10. Pellw orm .......................................................................................................... 3218.11. Hybrydowa elektrownia w P ren z lau ............................................................ 3228.12. M asdar.............................................................................................................. 3238.13. Polinezja .......................................................................................................... 324

Bibliografia do rozdziału 8 ............................................................................. 325

Skorowidz rzeczowy .................................................................................................. 326

Indeks nazwisk .................................................................................................... 33 4