ALTERNATIVNI OBLICI ENERGIJE

MODERNO DRUŠTVO JE NEZAMISLIVO BEZ OBILNOG NAPAJANJA ENERGIJOM.

New York noću.

Moderno industrijsko društvo troši velike količine energije.

Počinje se strahovati da njene rezerve neće biti dovoljne, te da treba poduzeti mjere za njihovo očuvanje.

U Kanadi, SAD-u, Japanu i zemljama zapadne Evrope, živi svega 12,5 % stanovništva svijeta pa ipak one troše 60% svjetske proizvodnje energije.

Nasuprot tome, siromašnije zemlje u kojima živi 87,5% ljudi, troše svega 40% svjetske proizvodnje energije.

Te zemlje ne mogu priuštiti dovoljno energije za prehranu, odjeću, školovanje i stanovanje svoga stanovništva.

Najsiromašnije zemlje oslanjaju se više na obnovljive izvore energije kao što su drvo i balega.

Većina energije u svijetu se dobija iz fosilnih goriva-uglja, nafte i zemnog plina.

Fosilna goriva se tako zovu zato što su nastala iz fosiliziranih ostataka biljaka i životinja.

UGALJ Ugalj daje oko 35% svjetske energije. To je prvo fosfilno gorivo koje se trošilo u

velikim količinama. Nastao je u razdoblju prije 360 do 286

miliona godina i to iz tropskih prašuma divovskih papratnjača i ostalih biljaka (močvarnih).

Taj materijal je dospio pod slojeve zemlje i počeo se polako raspadati i pretvarati u treset a zatim se stvrdnuo u lignit pa u komeni ugalj.

Najvažniji element u uglju je ugljenik. Najstariji i najtvrđi ugalj je antracit koji ima

u sebi oko 98% ugljenika. Oko 85% ležišta uglja se nalazi u 3 velike

zemlje: Kini, bivšem Sovjetskom Savezu i SAD-u.

NAFTNA PLATFORMA U VODAMA LIBIJE.

PLINOVOD IRAN-INDIJA-PAKISTAN. PONEKAD JE ENERGIJU SKUPLJE PRENIJETI NEGO PROIZVESTI.

NUKLEARNA ENERGIJA

Od nastanka prve atomske bombe 1945 velike se nade polažu u nuklearne elektrane.

Danas u svijetu rade 432 nuklearne elektrane, 32 se trenutno grade a 12 ih je u planu izgradnje.

U nuklearnom se reaktoru toplina stvara cijepanjem atoma uranija-235.

Ona se koristi za dobijanje pare, ta para pokreće turbine a one električne generatore.

OBNOVLJIVA ENERGIJA:

Iako se obnovljivi izvori energije troše oni se ne iscrpljuju već se obnavljaju u određenom ritmu. Razvoj obnovljivih izvora energije (pogotovo kod vjetra, vode, sunca i biomase) važan je zbog nekoliko razloga:

Imaju vrlo važnu ulogu u smanjenju emisije ugljen-dioksida (CO2) u atmosferu,

Povećanje udjela obnovljivih izvora energije povećava energetsku održivost sistema,

Pomaže poboljšanju sigurnosti dostave energije na način da smanjuje ovisnost o uvozu energetskih sirovina i enektrične energije,

Udio obnovljivih izvora energije u budućnosti treba znatno povećati jer neobnovljivih izvora energije ima sve manje a i njihov štetni uticaj sve je izraženiji u zadnjih nekoliko decenija.

Očekuje se da će obnovljivi izvori energije postati ekonomski konkurentni konvencionalnim izvorima energije u srednjem do dugom razdoblju.

VRSTE OBNOVLJIVE ENERGIJE

GEOTERMALNA ENERGIJA ENERGIJA PLIME I OSEKE ENERGIJA MORSKIH TALASA BIOMASA SOLARNA ENERGIJA HIDROENERGIJA ENERGIJA VJETRA

GEOTERMALNA ENERGIJA

Postoji otkad je stvorena Zemlja. Nastaje polaganim prirodnim raspadanjem

radioaktivnih elemenata koji se nalazeu zemljinoj unutrašnjosti.

Duboko ispod površine voda ponekad dospije do vruće stijene i pretvori se u kipuću vodu ili paru.

Kipuća voda može dosegnuti temperaturu do preko 150°C , a da se ne pretvori u paru jer je pod visokim pritiskom.

Kad ta vruća voda dospije do površine kroz pukotinu u zemljinoj kori, zovemo je vrući izvor.

Ako izlazi pod pritiskom, u obliku eksplozije, zove se gejzir.

Vrući izvori se širom svijeta koriste kao toplice u zdravstvene i rekreacione svrhe.

Vrućom vodom iz dubine zemlje mogu se grijati staklenici i zgrade.

Na Islandu, koji je poznat po gejzirima i aktivnim vulkanima, mnoge zgrade i bazeni griju se geotermalnom vrućom vodom.

GEJZIR NA ISLANDU.

Vruća voda i para iz dubine zemlje mogu se upotrebljavati za proizvodnju električne energije.

Tako što se buše rupe u zemlji i cijevi supštaju u vruću vodu.

Vruća voda ili para(pod nižim protiskom vruća voda se pretvara u paru) uspinje se tim cijevina na površinu.

Geotermalna enektrana je kao svaka druga elektra osim što se para ne proizvodi izgaranjem goriva već se crpi iz zemlje.

Daljni postupak sa parom je isti kao kod konvencionalne elektrane: para se dovodi do turbine koja pokreće rotor električnog generatora.

Nakon turbine para odlazi u kondenzator , kondenzuje se da bi se tako dobijena voda vratila unatrag u geotermalni izvor.

Za praktično iskorištavanje geotermalne energije potrebno je iskoristiti prirodno strujanje vode ili storiti uslove za takvo strujanje. Osnovno načelo je da se voda dovodi s površine zemlje u dublje slojeve, u njima se ugrije preuzimajući toplinu nagomilanu u zemljinoj unutrašnjosti i tako ugrijana ponovo pojavljuje na površini.

ENERGIJA PLIME I OSEKE

Plima i oseka nastaju kao posljedica gravitacionih sila Sunca i Mjeseca.

Zasad još nema većih konvencijalnih dosega na eksploataciji te energije, ali potencijal nije mali, ta se energija može dobijati na mjestima gdje su morske mjene izrazito naglašene.

Princip je jednostavan i vrlo je sličan principu hidroelektrane.

Na ulazu u neki zaljev postavi se brana i kad se razina vode podigne propušta se preko turbine u zaljev, kad se zaljev napuni brana se zatvara i čeka se da razina vode padne.

Tad se voda po istom principu propušta van iz zaljeva.

U jednostavnijem slučaju voda se prpušta kroz turbine samo u jednom smjeru i u tom slučaju turbine su jednostavnije.

Glavni problemi kod takvog iskorištavanja energije plime i oseke su periodičnost izvora ( treba čekati da se razina vode dovoljno digne, odnosno napuni).

Mali broj mjesta je pogodno za iskorištavanje takvog oblika energije.

Najpoznatija elektrana koja koristi energiju plime i oseke nalazi se na ušću rijeke Rance, u Francuskoj.

Izgrađena je ’60-tih godina i jošuvijek radi. Rusija posjeduje malu elektranu kod Murmanska,

Kanada u zaljevu Fundy (najviša plimna amplituda, preko 200 m) dok ih Kina ima nekoliko.

Niti jedna od navedenih zemalja nije ostvarila značajniji napredak u iskorištavanju energije ovoga tipa.

ELEKTRANA NA UŠĆU RIJEKE RANCE.

ENERGIJA MORSKIH TALASA

Zbog djelovanja vjetra na površinu vode u nekim zonama okeana stvaraju se veliki morski talasi.

Talasi se razlikuju po visini, dužini i brzini o čemu zavisi i njihova energija.

Svaki talas nosi potencijalnu energiju uzrokovanu deformacijom površine i kinetičku energiju koja nastaje zbog gibanja vode.

Energija talasa naglo pada sa dubinom talasa, pa na dubini od 50 m iznosi samo 2% od energije neposredno ispod površine.

Energija talasa obnovljiv je izvor, koji varira u vremenu (npr. veći talasi javljaju se u zimskim mjesecima).

Jednostavniji oblik iskorištavanja energije valova bio bi neposredno uz obalu zbog lakšeg tj, jeftinijeg dovođenja energije potrošačima.

Međutim, energija talasa na pučini znatno je veća, ali je i njeno iskorištavanje puno skuplje.

U Velikoj Britaniji i Japanu već se duže vrijeme istražuju mogućnosti iskorištavanja ovog oblika energije.

Danas su u osnovi poznata tri oblika iskorištavanja energije talasa: preko plutača, pomoćnog klipa i lopatica.

Nijedan od navedenih načina ne može ekonomski konkurirati klasičnim izvorima energije.

Ova “patka” koja se ljulja na talasima može iskoristiti 90% energije.

Na temelju ispitanog modela “patka” mogu da se izgrade čitave barijere kao što je prikazano na slici.

BIOMASA

Naziv biomasa odnosi se na živuću ili donedavno živuću materiju, biljnog ili životinjskog porijekla, koja se može koristiti direktno u konačnoj potrošnji energije za grijanje, kuhanje ili zagrijavanje tople vode, ali se može koristiti i za proizvodnju električne energije i topline, te se odnedavno sve više koristi za proizvodnju biogoriva.

Biomasa se takodje može koristiti u industriji za proizvodnju vlakana i hemijalija.

Biomasa se može podijelti na drvnu, nedrvnu i životinjski otpad, unutar čega se mogu razlikovati:

Drvna biomasa:• Ostaci i otpad nastao pri piljenju, brušenju,

blanjanju...• Služi kao gorivo u vlastitim kotlovnicama,

sirovina za proizvode, brikete... Ostaci i otpaci iz poljoprivrede:• Slama, kukuruzovina, oklasak, stabljike,

košpice, ljuske,...• Heterogena biomasa različitih slojeva.• U Danskoj je instalirana elektrana za ostatke

žitarica od 450MW! Životinjski otpad i ostaci: • Anaerobna fermentacija (izmet-sve vrste

životinja + zelena masa).

Biomasa iz otpada• Zelena frakcija kućnog otpada, biomasa iz

parkova i vrtova s urbanih površina, mulj iz kolektora otpadnih voda.

Biomasa ne uključuje organske tvari koje su promijenjene raznim geološkim procesima u tvari poput nafte i ugljena.

Biogoriva su goriva koja se dobijaju preradom biomase.

• Ekološki su daleko prihvatljivija od fosilnih, ali im je proizvodnja još uvijek skuplja.

• Najintenzivnija proizvodnja je u Brazilu, iz šećerne trske, te u SAD-u, iz kukuruza.

• Glavna biogoriva su bioetanol i biodizel.

Bioetanol predstavlja alternativu benzinu. Proizvodi se iz šećerne trske, kukuruza,

ječma, krompira, sunokreta, žita, drva i još nekih biomasa.

Najintenzivnija proizvodnja u Brazilu. Evropsa Unija već troši znatne količine

bioetanola. Biodizel je alternativa običnom dizelu

proizvedenom iz fosilnih goriva. Proizvodi se iz uljarica (uljane repice, soje,

sunconkreta, palimih ulja), biorazgradiv je i nije opasan za okoliš.

U Evropskoj Uniji biodizel je već zastupljen u gorivima (u odredjenom postotku), te neka vozila već mogu voziti na 100%-tni bio dizel.

Bioplin se proizvodi energetskim transformacijama iz životinjskog izmeta, kanalizacijskog otpada i krute biomase, u anaerobnim uslovima.

Prvenstveno se sastoji od metana i ugljen-dioksida.

Može se koristiti kao pogonsko gorivo za vozila, a njegovim pročišćavanjem možemo dobiti i plin čist poput prirodnog.

Bioplin se može koristiti za dobijanje električne energije, grijanje vode i prostora u industrijskim procesima.

Ako se komprimira može zamjeniti prirodni plin koji se koristi u automobilima sa motorima na unutrašnje sagorijevanje.

SOLARNA ENERGIJA Sunce je nama najbliža zvijezda, te neposredno ili

posredno izvor je gotovo sve raspoložive energije na Zemlji.sunčeva energija potiče od nuklearnih reakcija u njegovom sjedištu, gdje temperatura doseže 15 miliona °C. Radi se o fuziji, kod koje spajanjem vodikovih atoma nastaje helijum uz oslobađanje velike količine energije. Ova energija se u vidu svjetlosti i topline širi u svemir pa tako jedan njezin mali dio dolazi i do Zemlje. Nuklearna fuzija odvija se na Suncu vec oko 5 milijardi godina, koliko je njegova procjenjena starost, a prema raspoloživim zalihama vodika može se izračunati da će se nastaviti još otprilike 5 milijardi godina.

Pod optimalnim uslovima na površini zemlje može se dobiti 1kW/m2 insolacije a stvarna vrijednost ovisi o lokaciji, godišnjem dobu, dobu dana, vremenskim uvjetima itd.

SOLARNI KROV

SUNCE

DOBIJANJE ELEKTRIČNE ENERGIJE IZ SUNČEVE SVJETLOSTI.

Evropa nije na izrazito pogodnom području za eksploataciju, ali je ono zadovoljavajuće.

Osnovni problemi iskorišavanja su mala gustoća energetskog toka, velike oscilacije intenziteta zračenja i veliki investicijski troškovi.

Osnovni principi direktnog iskorištavanja energije Sunca su:

1. Solarni kolektori (pretvaranje sunčeve energije u toplotnu)

2. Fotonaponske ćelije (direktno pretvaranje sunčeve u električnu energiju)

3. Fokusiranje sunčeve energije (za upotrebu u velikim energetskim postrojenjima).

SUNČANA PEĆ U ODEILLU U FRANCUSKIM PIRINEJIMA. MALA POKRETNA OGLEDALA (U PREDNJEM PLANU) SLIJEDE SUNCE I REFLEKTUJU GA NA VELIKO KONKAVNO OGLEDALO. ONO GA SABIRE NA PEĆ U TORNJU PRED OGLEDALOM.

HIDROENERGIJA

Hidroelektrane su energetska postrojenja u kojima se potencijalna energija vode pomoću turbine pretvara u mehaničku (kinetičku) energiju, koja se u električnom generatoru koristi za proizvodnju električne energije.

Hidroenergija je najznačajniji obnovljivi izvor energije (predstavlja 97% energije proizvedene svim obnovljivim izvorima).

U zadnjih 30 godina proizvodnja u hidroelektranama je utrostručena, a njen udio je povećan za 50%.

HIDROELEKTRANA NA DRINI.

ENERGIJA VJETRA

Energija vjetra je transformisani oblik sunčeve energije.

Sunce neravnomjerno zagrijava različite dijelove Zemlje i to rezultuje različitim pritiscima zraka, a vjetar nastaje zbog težnje za izjednačavanjem pritiska zraka.

Postoje dijelovi Zemlje na kojima pušu takozvani stalni (planetarni) vjetrovi i na tim područjima je iskorištavanje energije vjetra najisplativije.

Dobre pozicije su obale oceana i pučina mora.

PRINCIP PRETVORBE I NAČIN PRIKLJUČIVANJA VJETRENJAČE NA ELEKTRIČNU MREŽU. MOGUĆA PRIMJENA JE DA SE ENERGIJA DOBIVENA IZ VJETRA KORISTI KAO SEKUNDARNI IZVOR ENERGIJE ZA KUĆANSTVO.

Energija vjetra se pretvara u električnu energiju uz pomoć vjetrenjača.

Trenutno su u razvoju vjetrenjače koje mogu generisati snagu izmedju 3 i 5 MW.

Njemačka firma Enercon trebala bi proizvesti vjetrenjaču snage 4.5 MW.

Ova proizvodnja energije raširena je sirom svijeta, pa tako i u zemljama srednje i zapadne Evrope.

HVALA NA PAŽNJI!