Przegląd odnawialnych źródeł energii - home.agh.edu.plhome.agh.edu.pl/~romus/OZE/Wyklady/Alternatywne%20%9fr%f3d%b3a%20... · Alternatywne źródła energii wykład 1 Przegląd

Alternatywne źródła energii

wykład 1

Przegląd odnawialnych źródeł energii

dr inż. Janusz Teneta

Wydział EAIiIB Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej AGH Kraków 2013

Odnawialne źródła energii klasyfikacja wg ustawy o OZE

• Energia wiatru

• Energia promieniowania słonecznego

• Energia aerotermalna (energia o charakterze

nieantropogenicznym, magazynowana w postaci ciepła w powietrzu na danym terenie)

• Energia geotermalna (energia o charakterze

nieantropogenicznym, skumulowana w postaci ciepła pod powierzchnią ziemi)

• Energia hydrotermalna (energia o charakterze

nieantropogenicznym, skumulowana w postaci ciepła w wodach powierzchniowych)

• Hydroenergia (energię spadku śródlądowych wód

powierzchniowych, z wyłączeniem energii uzyskiwanej z pracy pompowej w elektrowniach szczytowo – pompowych)

Odnawialne źródła energii klasyfikacja wg ustawy o OZE

• Energia fal, prądów i pływów morskich

• Energia otrzymywana z biopłynów (biopaliwa ciekle lub

inne paliwa odnawialne w rozumieniu przepisów ustawy z dnia 25 sierpnia 2006 r. o biokomponentach i biopaliwach ciekłych, wytworzone wyłącznie z biomasy, wykorzystywane w celach energetycznych innych niż w transporcie, w tym do wytwarzania energii elektrycznej, ciepła lub chłodu w instalacjach spełniających wymagania w zakresie emisji gazów do atmosfery, określone w przepisach odrębnych)

Odnawialne źródła energii klasyfikacja wg ustawy o OZE

• Energia otrzymywana z biomasy (biomasa - ulegające

biodegradacji części produktów, odpady lub pozostałości pochodzenia biologicznego z rolnictwa, łącznie z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi, leśnictwa i rybołówstwa oraz powiązanych z nimi działów przemysłu, w tym z chowu i z hodowli ryb oraz akwakultury, a także ulegająca biodegradacji część odpadów przemysłowych i komunalnych oraz ulegająca biodegradacji część osadów ściekowych)

• Energia otrzymywana z biogazu (gaz, którego głównym

składnikiem jest metan, uzyskany z biomasy, w szczególności z instalacji przeróbki odpadów zwierzęcych lub roślinnych, oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów)

• Energia otrzymywana z biogazu rolniczego (gaz otrzymywany

w procesie fermentacji metanowej surowców rolniczych, produktów ubocznych rolnictwa, płynnych lub stałych odchodów zwierzęcych, produktów ubocznych, odpadów lub pozostałości z przetwórstwa produktów pochodzenia rolniczego lub biomasy leśnej, z wyłączeniem paliwa gazowego pozyskanego z surowców pochodzących z oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów)

Biomasy nie stanowią

• Drewno pełnowartościowe - drewno pozyskane w kraju,

spełniające wymagania jakościowe wymienione w normach określających wymagania i badania dla drewna wielkowymiarowego liściastego, drewna wielkowymiarowego iglastego oraz drewna średniowymiarowego dla grup oznaczonych jako S1, S2 i S3, oraz materiał drzewny powstały w wyniku procesu celowego rozdrobnienia tego drewna na cele energetyczne)

• Zboża pełnowartościowe - ziarna zbóż spełniające wymagania

jakościowe dla zbóż w zakupie interwencyjnym określone w art. 7 rozporządzenia Komisji (WE) nr 1272/2009 z dnia 11 grudnia 2009 r. ustanawiającego wspólne szczegółowe zasady wykonywania rozporządzenia Rady (WE) nr 1234/2007 w odniesieniu do zakupu i sprzedaży produktów rolnych w ramach interwencji publicznej (Dz. Urz. UE L 349 z 29.12.2009, str. 1), które podlegają zakupowi interwencyjnemu.

Energia słoneczna praźródłem innych źródeł energii

BIOMASA

BIOGAZ

HYDROENERGIA

WIATR

ROPA I GAZ WĘGIEL

Biogaz

Surowiec : odpady organiczne

(rolnicze i komunalne) Produkt : głownie

metan + szkodliwe związki siarki i azotu

źródło: http://www.bioenergia.eco.pl/biogaz.html

Biogaz – przykład dużej instalacji rolniczej

Biogaz – przykład instalacji przydomowej

Biogaz – przykład instalacji komercyjnej

Toruń: instalacja biogazowa pracuje z mocą 698 kWe oraz 770 kWt - utylizując 440 m3/h gazu wysypiskowego pozyskiwanego z pryzmy z odpadami komunalnymi o wysokości ok. 18 m i podstawie ok. 14 ha

źródło: http://www.biogaz.torun.pl/

Biomasa

Surowiec : produkty pochodzenia roślinnego (słoma, słonecznik, rzepak, wierzba energetyczna, odpady tartaczne)

Produkt : paliwo energetyczne (wykorzystywane głównie w procesie spalania)

źródło:http://www.zielonaenergia.pl

http://www.zielony-wegiel.pl/

Surowiec : ciepło Ziemi (głównie głębinowych wód termalnych)

Produkt : energia cieplna

źródło: http://www.gigawat.net.pl/ , http://www.pgi.gov.pl

Geotermia – schemat instalacji

Stacja geotermalna w Bańskiej Niżnej- Szaflarach

Inwestor : PEC Geotermia Podhalańska S.A.

Odwierty produkcyjne (2) w Bańskiej , pow. 2,7km

Wydajność: 670m3/h przy temp. 80-86oC

Odległość do otworów chłonnych (2) w Białym Dunajcu 1,3-1,7 km.

Temperatura zdawanej wody 46oC

Magistrala ciepłownicza do Zakopanego 13 km.

Szczytowa ciepłownia geotermalno-gazowa w Zakopanem

Zdjęcia: http://geotermia.pl

Stacja geotermalna Mszczonów

Inwestor : Geotermia Mazowiecka S.A.

Odwiert produkcyjny o głębokości. 1700 m

Temperatura wody termalnej 42oC

Koszt instalacji ok. 10 mln zł.

System jest w stanie ogrzać Mszczonów jeśli temperatura powietrza nie spadnie poniżej - 5oC

Przy niższych temperaturach włącza się szczytowa kotłownia gazowa

Woda termalna po oddaniu ciepła jest przekazywana do sieci miejskich wodociągów

Instalacja geotermalna zastąpiła 3 miejskie kotłownie co ograniczyło rocznie emisję o: 15 ton związków azotu, 60 ton związków siarki, 9700 ton dwutlenku węgla oraz 145 ton pyłów

Zdjęcia: http://geotermia.com.pl

źródło: www.solarshop.pl , http://www.epco-pc.com

Geotermia – pompa ciepła

Pompy ciepła – woda/woda

źródło: http://www.hibernatus.pl/

Pompy ciepła – glikol/woda

źródło: http://www.hibernatus.pl/

Woda – mała elektrownia wodna (MEW)

Surowiec : energia kinetyczna nurtu rzek i strumieni, energia potencjalna różnicy poziomów wód

Produkt : energia elektryczna lub mechaniczna

źródło: http://www.biogaz.torun.pl/

Wiatr : Farmy wiatrowe

Surowiec : energia kinetyczna wiatru

Produkt : energia elektryczna lub mechaniczna

źródło: http://www.energiaeco.pl/

Farma wiatrowa Cisowo

• Turbiny 2MW

• Wieże 76 m

• Śmigło 40 m

• Łączna moc 18MW

• Rocznie do 55GWh

• Koszt ok. 100 mln zł

źródło: http://www.energiaeco.pl/

Turbina wiatrowa VESTAS v80

Turbina wiatrowa VESTAS v80

Farmy wiatrowe a ekologia

Krajobraz Hałas

Ptaki

Nasze pomiary – stacja meteo na dachu budynku C3, AGH Kraków

Prędkości wiatru

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

Średnia dzienna prędkość wiatru [m/s]

Potencjał energii wiatrowej

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

En

erg

ia [

Wh

]

Dzień

Potencjał produkcji energii elektrycznej z wiatru dla wiatrów powyżej 2.5 m/s i powierzchni roboczej

turbiny 1m2

Dla całego roku ok. 34 kWh/m2

Prędkości wiatru

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

0

0,5 1

1,5 2

2,5 3

3,5 4

4,5 5

5,5 6

6,5 7

7,5 8

8,5 9

9,5 10

10,5 11

11,5 12

12,5 13

13,5 14

14,5 15

Prędkość wiatru [m/s]

Statystyka wiatru w roku 2007

Ilość próbek w danym zakresie

Kierunek wiatru

0

50

100

150

200

250

300

3501 8

15

22

29

36

43

50

57

64

71

78

85

92

99

106

113

120

127

134

141

148

155

162

169

176

183

190

197

204

211

218

225

232

239

246

253

260

267

274

281

Azym

ut

wia

tru

[sto

pn

ie]

Numer próbki [dane uśredniane co 5 minut]

Kierunek wiatru w ciągu jednego dnia

Turbiny wiatrowe o osi pionowej

Savonius Darrieus

źródło: http://en.wikipedia.org

Sprawność turbin wiatrowych

Słońce – metody przetwarzania energii

Kolektory słoneczne – produkują ciepło (sprawność do ok. 80%)

Baterie słoneczne – produkują prąd elektryczny (sprawność do ok. 20%

Solarne elektrownie termo-elektryczne

Fotosynteza

Budowa kolektora słonecznego

1 Kolektor słoneczny 2 szt.

2 uchwyt dachowy ocynkowany na jeden kolektor 2 szt.

3 podgrzewacz 1 szt.

4 śrubunek 3” 2 szt.

5 zestaw przyłączeniowy kolektora 1 kpl.

6 zestaw przyłączeniowy podgrzewacza 1 kpl.

7 zespół pompowy ze sterownikiem 1 szt.

8 zespół naczynia przeponowego 1 kpl.

9 profil między kolektory 1 szt.

10 płyn do instalacji 20 kg

11 pompa do napełniania instalacji 1 szt.

12 otulina 18/9

źródło: http://darmowa-energia.eko.org.pl/

Typy kolektorów słonecznych

źródło: http://darmowa-energia.eko.org.pl/

Dziękuję za uwagę !!!

To już jest koniec Bo nie ma już nic Jesteście wolni Możecie iść…