Technologie OZE

Energia słoneczna to energia pochodząca z promieniowania słonecznego, która zostaje przekształcona w inną energię. Trzy podstawowe przemiany energii słonecznej to:

1. konwersja fototermiczna, czyli przetworzenie na ciepło – to mechanizm wykorzystywany m.in. w kolektorach słonecznych, diodach cieplnych, stawach słonecznych i helioelektrowniach,
2. konwersja fotowoltaiczna, czyli przetworzenie na energię elektryczną – wykorzystywana jest w fotoogniwach,
3. konwersja fotobiochemiczna, czyli energia wiązań chemicznych – występuje w paliwach stałych, ropie naftowej i biomasie.

Jak działa system fotowoltaiczny?

Aby instalacja fotowoltaiczna mogła działać niezbędne jest ogniwo fotowoltaiczne, ponieważ to właśnie ono po wystawieniu na działanie promieni słonecznych staje się źródłem napięcia stałego. Ogniwa te grupowane są w moduły i panele fotowoltaiczne. System fotowoltaiczny wytwarza prąd stały (DC), a urządzenia gospodarstwa domowego najczęściej wykorzystują prąd zmienny (AC), dlatego w procesie instalacji zawsze uwzględnia się także falownik. Falownik to nic innego, jak urządzenie przetwarzające prąd stały w prąd zmienny. Połączenie domowej instalacji z lokalną siecią energetyczną umożliwia oddawanie nadwyżek energii.

Do produkcji paneli fotowoltaicznych najczęściej wykorzystuje się krzem monokrystaliczny lub polikrystaliczny. Wybrany materiał ma wpływ na różne aspekty działania paneli, np. na ich wydajność.

Jak działa kolektor słoneczny?

Kolektor słoneczny to urządzenie przetwarzające energię słoneczną w ciepło. Zbudowany jest najczęściej ze stalowej ramy ze szklaną płytą, absorbera oraz warstwy izolacji cieplnej. Promienie wpadają przez szklaną płytę kolektora i ogrzewają absorber. Z kolei wewnątrz niego znajdują się kanaliki z przepływającą przez nie wodą lub inną cieczą. Szklana płyta nie pozwala promieniowaniu słonecznemu się wydostać, dzięki czemu promieniowanie zostaje zatrzymane. Woda ogrzana w absorberze kierowana jest za pomocą pompy do zbiornika z wymiennikiem ciepła. Po ogrzaniu woda ze zbiornika odprowadzana jest do instalacji grzewczej. To jedno z najczęstszych wybieranych rozwiązań przetwarzania energii słonecznej.

Energia geotermalna to energia niewyczerpalna. Magazynowana jest w gruntach, skałach oraz płynach wypełniających szczeliny skalne. Ciepło we wnętrzu Ziemi w znacznej części powstało jeszcze w trakcie formowania się naszej planety, a jego temperatura zwiększa się wraz z głębokością, osiągając w jądrze Ziemi nawet 6000 stopni Celsjusza.

Jak działa ciepłownia geotermalna?

Ciepła woda geotermalna jest przenoszona otworem produkcyjnym za pomocą pompy głębinowej, a następnie kierowana do płytowych wymienników ciepła, które znajdują się w zewnętrznej części instalacji. W wymienniku ciepło wody geotermalnej przekazywane jest wodzie niezależnego obiegu wtórnego. Woda ta z kolei zasila systemy grzewcze odbiorców. Schłodzona w wymienniku woda geotermalna za pomocą rurociągu przemysłowego dostaje się do otworu chłonnego, którym zatłaczana jest do macierzystej warstwy wodonośnej.

Energia wiatrowa to jak sama nazwa wskazuje energia pochodząca z wiatru. Wiatr to inaczej ruch powietrza spowodowany różnicą gęstości ogrzanych mas powietrza i ich przemieszczaniem ku górze. W ten sposób powstaje podciśnienie, które powoduje zassanie zimnych mas powietrza. Wiele czynników ma wpływ na wiatr, a tym samym na energię wiatrową. Są to m. in. słońce, ruch wirowy Ziemi oraz prądy morskie. Warto dodać, że wiatr to jedno z najczęściej wykorzystywanych źródeł energii odnawialnej. 

Jak działa elektrownia wiatrowa?

Elektrownie wiatrowe raczej nie różnią się od siebie budową. Niemal każda z nich składa się z wirnika trójpłatowego, poziomego wału, stalowej gondoli oraz wieży rurowej, której wysokość może sięgać nawet 100m. Samo działanie elektrowni jest bardzo proste – ruch powietrza, czyli wiatr oddziałuje i powoduje obracanie łopat wirnika. Jednocześnie z nimi obraca się też wał, który dzięki skrzyni przekładniowej porusza generator. Tam z kolei energia jest przekształcana w energię elektryczną. 

Energia wodna to energia wszystkich wód znajdujących się na Ziemi. Może pochodzić z morskich fal, płynących rzek lub być magazynowana w stojących zbiornikach wodnych. Warto zaznaczyć, że woda zajmuje ogromną część naszego globu, a ponadto jest w ciągłym ruchu, dzięki czemu powstaje jej energia. Wstępnie pozyskana energia wodna to energia potencjalna. Dopiero w turbinach wodnych następuje jej przemiana w energię kinetyczną, a w generatorach na energię elektryczną.  Woda to obecnie najpopularniejsze źródło energii odnawialnej. 

Jak działa elektrownia wodna?

Elektrownie wodne znajdują się najczęściej na rzekach lub jeziorach, gdzie do wyprodukowania energii elektrycznej wykorzystuje się tzw. energię spadku wód. 

Energia potencjalna wody zgromadzona w zbiorniku jest spiętrzana przy pomocy zapory i kierowana w stronę turbiny. Energia następnie przekształca się w energię kinetyczną, turbina zostaje wprowadzona w ruch, dzięki czemu generator wytwarza energię elektryczną, która może być już wprowadzona do sieci elektroenergetycznej.

Elektromobilność to koncepcja wykorzystania „elektrycznych układów napędowych” do transportu osób i towarów w celu wspierania zrównoważonego rozwoju. Zgodnie z ogólnymi przepisami Organizacji Narodów Zjednoczonych „elektryczny układ napędowy” odnosi się do obwodów elektrycznych obejmujących:  silniki trakcyjne, system magazynowania energii wielokrotnego ładowania (RESS), przekształtniki energoelektroniczne, powiązane złącza i wiązki przewodów oraz układ sprzęgający do ładowania RESS. 

Unia Europejska dąży do obniżenia emisji gazów cieplarnianych (GHG) z sektora transportu o 60% do roku 2050 w porównaniu z poziomami z 1990r. Elektromobilność umożliwia poprawę jakości powietrza i zmniejszenie uzależnienia od paliw kopalnych, co z kolei pozwala na rozwiązanie problemów związanych ze zmianami klimatu.

Jak działa pojazd elektryczny?

 Samochód elektryczny działa dokładnie tak samo, jak samochód z silnikiem spalinowym, z tą różnicą, że do napędu wykorzystuje energię elektryczną, czyli prąd. Zamiast silnika spalinowego, umieszczonego niekoniecznie pod maską, jest silnik lub silniki elektryczne, sterownik oraz zestaw akumulatorów. Cały układ jest prostszy, czystszy i bardziej cichy, bo silnik elektryczny nie generuje hałasu. Energia elektryczna zmagazynowana w akumulatorach jest przekazywana do silnika elektrycznego, który napędza koła samochodu bezpośrednio lub przez zespół przekładni mechanicznych.

Bioenergia to nic innego, jak energia pochodząca z biomasy lub biopaliwa. Z kolei biomasa to najczęściej biologiczne surowce, z których w dalszej kolejności powstaje paliwo bezpośrednie lub które są przetwarzane np. na pellet. Przykładami takich surowców są uprawy energetyczne, drewno i odpady z lasów lub gospodarstw rolnych. Biopaliwo dzieli się natomiast na dwie kategorie – biopaliwa pierwszej i drugiej generacji. Te pierwsze wykonane są z surowców spożywczych uprawianych na gruntach ornych, tj. trzcina cukrowa i kukurydza, a drugie wykorzystują niespożywcze źródła biomasy, tj. odpady rolnicze oraz wieloletnie rośliny energetyczne.

Międzynarodowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) uznaje bioenergię jako odnawialne źródło energii, choć niektórzy naukowcy kwestionują tę koncepcję i twierdzą, że wykorzystanie biomasy leśnej do celów energetycznych jest neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla.