SEMINARSKI RAD energetika.doc

SEMINARSKI RAD

TEMA: OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE

Student:

Tuzla 2015 godine

UVOD

U obnovljive izvore energije spadaju energija vodotokova, vetra, sunčeva energija, biomasa i geotermalna energija. Obnovljivi izvori energije se nalaze u prirodi i obnavljaju u celini ili delimično. Potreba za korišćenjem takvih izvora energije javila se proteklih nekoliko decenija pošto su objavljeni alarmantni podaci o posledicama emisije gasova sa efektom staklene bašte, koji nastaju sagorevanjem fosilnih goriva. To je dovelo do klimatskih promena u svetu koje se pre svega ogledaju u povećanju prosečne temperature, odnosno globalnom zagrevanjuPotragu za novim izvorima energije podstakla je i ograničenenost drugih resursa, poput fosilnih goriva koja se masovno eksploatišu. Svetske naftne zalihe se neprekidno smanjuju, a cena nafte raste, zbog čega ova sirovina, prema nekim procenama, već sredinom 21. veka neće biti dovoljno komercijalna. Na skupu UN o klimatskim promenama, održanom u maju 2011. u Abu Dabiju, zaključeno je da bi do 2050. obnovljivi izvori energije, poput sunčeve i energije vetra, mogli zadovoljavati i do 80% potreba za energentima u svetu čime bi se značajno pomoglo suzbijanje promene klime. Pored ekološkog, upotreba obnovljivih izvora energije ima i ekonomski značaj - može doprineti smanjenju uvoza fosilnih goriva, razvoju lokalne industrije i otvaranju novih radnih mesta, ali i omogućiti uštede domaćinstvima.Savremene ekonomije u svetu veoma su zavisne od potrošnje energije u proizvodnim procesima.Sve toplotne i termodifuzine tehnološke operacije zahtevaju dovođenje određene količine toplote u proces. Ova količina toplote mora da se generiše iz nekog energetskog izvora. Sve mehaničke tehnološke operacije zahtevaju dovođenje određene količine mehaničke energije u proces. Mehanička energija se dobija transformacijom električne energije (elektromotori) ili nekog drugog vida energije (SUS motor, vetrenjače, vodenice i dr).U hidrauličkim tehnološkim operacijama koristi se fluidna energija – energija strujanja fluida. Ova energija predaje se fluidu u radnim hidrauličnim mašinama.U nekim specifičnim procesima može se koristiti direktno električna energija za iniciranje ili katalizu hemijskih ili nekih drugih procesa.Postoje primeri u savremenim tehnologijama gde se direktno koristi svetlosna energija, energija ultrazvuka (mehanička energije), mikrotalasno zračenje (elektromagnetna energija), infracrveno zračenje (elektromagnetni talas → toplotna energija) i dr. Gotovo sve tehnološke operacije su “potrošači energije

ENERGETSKI IZVORIZa potrebe tehnologija za preradu poljoprivrednih proizvoda koriste se sledećineobnovljivi izvori energije:prirodni gas,tečni naftni gas,tečni naftni derivati (ulja za loženje, mazut itd.)ugalj,električna energija dobijena sagorevanjem goriva koja spadaju u neobnovljiveizvore energije,geotermalna energija i td.U obnovljive izvore energije koji se koriste za potrebe tehnologija zapoljoprivrednih proizvoda spadaju :biogorivo (biomasa),biljna goriva za motorni pogondrvo,sunčeva (solarna) energija,biljno ulje,biogas ielektrična energija dobijena od obnovljivih izvora energije (vodena snaga, energijavetra i sl.)Zbog različitosti energenata sistemi njihove distribucije su se razvijali tako da udovoljepotrebama potrošača i po ceni i po mestu isporuke, sa jedne strane, i da zadovoljeisporučioce u pogledu njihove zarade, sa druge strane.Električna energija isporučuje se pomoću distributivne mreže koju sačinjavajudalekovodi viskog napona, transformatori i mreža niskog napona. Evropski sistemniskog napona je 220 V (napon) i 50 Hz (frekvencija). U slučaju trofaznog sistemanapon između faza je 380 V. Svi manji potrošači električne energije povezuju se,uglavnom, na monofazne priključke, a veći (preko 2 kW) obično koriste trofaznu struju.Obračun potrošnje obavlja se očitavanjem električnog brojila. Pri tome postoje iolakšice i penali, tako da treba racionalno koristiti električnu energiju.Tečna goriva isporučuju se cisternama, to znači i da potrošač mora imatiadekvatno skladište.

OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJEObnovljivi izvori energije su oni čije korišćenje ne utiču na smanjenjeenergetskih rezervi na Zemlji. To su:- biomasa, uključujiući sve njene modalitete (poljoprivreda, šumarstvo,- solarna energija,- energija vetra i- energija vodotokova na kopnu i energija plime i oseke.Ovi izvori energije obnavljaju se periodično. Posmatrajući suštinu ovih izvora vidi se da su ovi izvori, praktično, samo modaliteti solarne energije. Naime, biomasa se stvara fotosintezom na bazi solarne energije. Strujanje vaduha –vetar nastaje zbog razlika u temperaturama vazduha na različitim mestima ka posledica solranog zračenja. Kruženje vode u prirodi, kao i plima i oseka su, takođe, posledica solarnog zračenja. Zbog ogromne količine energije koju Sunce zrači i perioda njegovog života može se smatrati da će dozračivanje energije sa Sunca trajati veoma dugo sa aspekta naše civilizacije.Kao buduća članice EU moramo računati na obaveze koje je EU preuzela prihvatanjem Kjoto prtokola. Ukupni udeo obnovljivih izvora energije u ukupnoj energetskoj potrošnji, 2010. mora dostići 12% u EU.To će u bliskoj budućnosti biti i naše obaveze.Razlozi potrebe povećanja udela obnovljivih izvora energije u ukupnoj energetskoj potrošnji su:- Sve veći nedostatak fosilnih goriva,- Globalna ekološka zaštita planete Zemlje,- Lokalna ekološka zaštita,- Energetska nezavisnost i dr.Nedostaci:- Nešto veće cene investicione opreme,- Spora otplativost investicije,- Niži energetski potencijal i- Složenija tehnička eksploatacija sistema (naročito kada se koristi biomasa).

SOLARNA ENERGIJADva osnovna načina korišćenja solarne ernergije su:1. Generisanje električne energije i2. Generisanje toplotne energije.Generisanje eletrične energije obavlja se pomoću fotonaponskih solarnih ćelija. Ovi uređaji transformišu elektromagnetene talase, koji dolaze od Sunca, u električnu energiju. Uređaji mogu biti veoma mali (portabl) do ogromnih elektroenergetskih postrojenja koji generišu električnu energiju za potrebe tržišnihdistributivnih mreža.

SOLARNA ENERGIJAPrijemnici solarne energije nazivaju se i solarni kolektori. Generisanje električne energije može se obaviti i posredno zagrevanjem i isparavanjem vode u koncentrisanim solarnim kolektorima. Koncentrisani solarni kolektori su konstruisani tako da su im je površina pravilno zakrivljena, a od nje se odbijaju zraci ka žiži u kojoj se nalazi cev ili posuda sa vodom. Voda sparava, para se još oregreva i ide ka parnoj turbina koja pokreće električni generator.

SOLARNA ENERGIJAGenerisanje toplotne energije prisutno je u domaćoj već trideset godina. Ali, ne postojanje stabilne energetske politike uslovilo je skromni obim konverzije ove vrste energije. Ovi sistemi se koriste za zagrevanje vode ili vazduha. Koncentrisani solarni kolektori mogu poslužiti da se proizvede vodena para. Najčešći slučaj zagrevanja vode je za potrebe grejanja objekata ili zagrevanja sanitarne vode. Dozračena energija od Sunca “upija” se pomoću apsorbera i prelazi u vodu koja se kreće kroz cevi.

SOLARNA ENERGIJAVazduh se u solarnim kolektorima zagreva za potrebe solarnih sušara. Najjednostavniji način zagrevanja vazduha je prikazan na slici levo. Solarni zraci prvo prolaze kroz prozirnu ravan (najčešće staklo) i dospevaju na apsorpcionu površinu, koja je tamna sa mikroneravninama (“mat”). Vazduh struji kroz prostor između stakla i apsorpcione površine preuzimajući toplotu odnje konvekcijom. Desno je prikazan originalni polukoncentrisani solarni zagrejač vazduha, sopstvene konstrukcije, koji je izgrađen na Poljoprivrednom fakultetu u Novom Sadu, a namenjen je za sušenje voća. Solarni zraci dospevaju na sinusoidalnu površinu od koje se odbijaju i usmeravaju na orebrenu elastičnu cev od plastike (niska cena). Kroz ovu cev struji vazduh koji se zagreva i odlazi ka sušari.

Biomasa – tečna gorivaBiomasa je i sirovina za proizvodnju tečnih goriva, pre svega za pogon motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Proizvode se dve vrste motornih biogoriva:1. Biodizel i2. Bioetanol.Biodizel se proizvodi od biljnih ulja, specijalnim postupkom u cilju dobijanja osobina koje su slične minerlnim dizel gorivima. Osobine ovih goriva moraju zadovoljiti propisane standarde. Ako biodizel nije saglasan sa standardima može se desiti da se hvariše motor. Poljoprivredni proizvodi kao sirovine za proizvodnju biodizela u domaćim uslovima su pre svega uljana repica i soja. Koristi se i suncokret, ali to nije ekonomski isplativo. Bioetanol zamenjuje motorne benzine u Oto motorima. To je ustvari metil alkohol dobijen alkoholnim vrenjem uz prisustvo odgovarajućih mikroorganizama (mikrobiološki proces). Za proizvodnju bioteanola koriste se poljoprivredni proizvodi koji sadrže dovoljne količine šećera ili skroba. Akloholnim vrenjem skrob i šećer transformišu se u etilalkohol.Proizvodnja biodizela sve više se širi u Evropi, a bioetanola u Americi. Najveći proizvođač biotenaola je Brazil, gde se on proizvodi, uglavnom od šećerne trske.

Biomasa – biogasAnaerobna fermentacija organskog otpada: stajnjak, nuzprodukti u prehrambenim tehnologijama, organski otpad iz restorana i sl. Sastavljen je od ugljen-dioksida i metana.Ne mogu se skladištiti veće količine gasa (potrebni su veoma visoki pritisci za utečnjavanje). Rezervoari promenljive zapremine - "peglanje potrošnje“. Zahtev za potrošnju - kontinualna potrošnja gasa tokom godine. Sušare nisu adekvatni potrošači. U novije vreme obično se grade kogenerativna postrojenja Æ postrojenja u kojima se generišu dve ili više vrsta energije. U ovom slučaju obično su to toplotna i električna energija. Toplotna energija dobija se u kotlovima u kojima se sagoreva biogas a električna se dobija iz elektrogeneratora koga pokreće motor SUS na biogas.Proizvodnjom biogasa rešavaju se tri važna pitanja: ekološki prihvatljiva obrada stajnjaka, proizvodnja energije (obnovljiv izvor) i proizvodnja kvalitetnog supstrata

Energija vjetra

Istorijski razvojLjudi su od davnina pokušavali iskoristit kineti čku energiju vjetra - Najstarija poznata mlinica prona đena je u Iranu - Više vijekova poslije, tehnologiju su razvili Holanđani

KAKO SE ISKORIŠTAVALA ENERGIJA VJETRA? Mlinice za mljevenje žitarica Navodnjavanje i pumpanje vode Proizvodnja električne energije (kraj 19. vj. nadalje…) -1887-88 Charles F. Brush-prva vjetroturbina koja je proizvodila električnu energiju (12 kW) -u Evropi je početkom 20-og vijeka naročito značajan bio razvoj vjetroturbina u Danskoj. U 1918-oj 120 lokalnih zajednica tamo je imalo vjetroturbine snage 20-35 kW što je činilo ukupno 3 MW…

ENERGIJA VJETRA NASTANAK VJETRA - složen proces -Vjetar je horizontalno kretanje atmosferskog vazduha koje nastaje uslijed razlika u gustini vazduha, odnosno temperaturi - Nejednako zagrijavanje zemljine površine -1-2% energije koja dolazi od Sunca se pretvara u vjetar.KAKO ISKORISTITI ENERGIJU VJETRA? • Vjetroelektrane priključene na električnu mrežu –98% primjene

KAKO ISKORISTITI ENERGIJU VJETRA?Ostale primjene - energija za pogon desalinizacijskih postrojenja - hibridni i samostojeći sistem tipa “vjetar-suncebiodiesel” - navodnjavanje (mehanički rad) - sport i rekreacija (pogon jedrilica) Eksperimentalne primjene -vjetroturbine integrirane u zgrade koje služe kao difuzor

VJETROELEKTRANE I FAKTORI KOJI UTIČU NA IZBOR LOKACIJE idealna vjetroelektrana je ona koja je locirana na mjestu koje ima povoljan vjetropotencijal, , nalazi se blizu električne mreže, ima dobar cestovni pristup, a, njena gradnja je u skladu s namjenom s namjenom prostora i s uslovima zaštite . okoline. Takve idealne lokacije su rijetkost, , ali to ne znači i da ne postoje. Vjetroelektanu čini niz blisko smještenih vjetrogeneratora najčešće istog tipa, izloženih istom vjetru i priključenih i posredstvom zajedničkog rasklopnog uređaja na električnu mrežuSinonim pojmu vjetroelektrana je termin vjertenjača. Vjetrenjača je zračna turbina koja pretvara kinetičku energiju strujanja vjetra u tehnološki iskoristiv mehanički rad odnosno električnu energiju. Osnovna svrha vjetrovne turbine je proizvodnja električne energije koju smo dobili konverzijom kinetičke energije vjetra.

FINANSIJSKA ISPLATIVOST

Investicijska ulaganja u vjetroelektranu u dijele se na dvije skupine. . Prvu skupinu čine ulaganja u izgradnju, a drugu skupinu ulaganja u nekretnine i ispecifične zahtjeve lokacije. Ulaganja u izgradnju vjetroelektrane obuhvaćaju : - izradu izradu investicijsko tehničke dokumentacije - dobijanje propisanih dozvola (lokacijska, građevinska) - izradu dokumentacije za izgradnju vjetroelektrane - nabavu vjetrogeneratora nabavu vjetrogeneratora - nabavu rezervnih dijelova - građevinske radove na lokaciji - transport opreme - montaža opreme - priklju priključak na mrežu - obuka osoblja za pogon obuka osoblja za pogon i održavanje - izgradnju putova .. su Za ta ulaganja zainteresovani su osim investitora, lokalna zajednica, nadležna tijela dr državne uprave, stanovništvo u blizini vjetroelektrane vjetroelektrane i dr.

ZAKLJUČAK

Svijetu treba sve više i više energije. Stalni porast populacije za sobom donosi i konstantno veće potrebe za energijom i čovječanstvo je u kontinuiranoj potrazi za izvorima energije koji bi primjereno pokrili energetske potrebe. Postoje vremena kad se potražnja za energijom privremeno smanji (globalne financijske krize i globalne recesije), ali takvi događaji su prolazni i nakon što završe glad za energijom je opet sve veća i veća. Dugoročno gledano, potreba za energijom se cijelo vrijeme povećava.

Trenutno svijet pokriva svoje energetske potrebe uglavnom neobnovljivim izvorima energije, većinom fosilnim gorivima – ugljenom, naftom i prirodnim plinom. Kao što i samo ime govori, ovi izvori energije nisu obnovljivi, a to znači da ne mogu trajati vječno te će u određenom trenutku biti potrošeni. Fosilna goriva su također vrlo štetna za okoliš zbog ispuštanja velike količine ugljičnog dioksida , zagađenja okoliša u obliku izlijevanja nafte u more te također zbog izazivanja smoga koji je vrlo štetan za zdravlje. Trenutno je možda najnaglašeniji negativni efekt fosilnih goriva globalno zatopljenje – možda najveći izazov s kojim se čovječanstvo srelo u svojoj kratkoj povijesti.

LITERATURA

http://www.pmfbl.org/majam/modeli_simulacije_ekologiji/seminarski%20radovi/obnovljivi_izvori_energije_3.pdf

Wikipedija

SADRŽAJ:1.UVOD...............................................................................................................12.ENERGETSKI IZVORI...................................................................................23.OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE................................................................34.SOLARNA ENERGIJA...................................................................................45.BIOMASA........................................................................................................55.1.Biomasa sagorjevanje....................................................................................95.2.Biomasa tečna goriva...................................................................................135.3.Biomasa-biogas............................................................................................146.ENERGIJA VJETRA......................................................................................166.1.Kako se iskorištavala energija vjetra............................................................166.2.Energija vjetra nastanak vjetra......................................................................176.3.Kako iskoristiti energiju vjetra......................................................................176.4.Vjetroelektrane i faktori koji utiču na izbor lokacije....................................186.5.Finansijska isplativost...................................................................................197.ZAKLJUČAK..................................................................................................208.LITERATURA.................................................................................................21