Odnawialne źródła energii

Odnawialne źródła energii (OZE) - źródła, które pozwalają na pozyskanie energii z naturalnie zachodzących, odnawialnych procesów przyrodniczych; energia ta jest więc pośrednio bądź bezpośrednio generowana za pomocą energii słonecznej lub ciepła wytwarzanego w jądrze ziemskim, a także pochodzić może z wiatru, biomasy, wód, jak również biopaliwa i wodoru uzyskanego za pomocą OZE. Wedle tej definicji wymienić można następujące odnawialne źródła energii (J. Norwisz i in. 2006, s. 2):

• odnawialne źródła oraz odpady palne - stała biomasa oraz gazy i ciekłe paliwa z niej powstałe, odpady komunalne pochodzące z biodegradowalnych składników, odpady pochodzące od zwierząt,
• energia cieków wodnych,
• źródła geotermalne,
• promieniowanie słoneczne,
• wiatr,
• ruch fal morskich oraz przypływy.

TL;DR

Odnawialne źródła energii to energia generowana ze źródeł naturalnych, takich jak energia słoneczna, wiatr, woda, geotermia i biomasa. Wykorzystuje się różne urządzenia do pozyskiwania energii odnawialnej, takie jak elektrownie wodne, turbiny wiatrowe, panele słoneczne i instalacje geotermalne. OZE ma wiele zalet, takich jak większe bezpieczeństwo energetyczne i korzystny wpływ na środowisko, ale wiąże się również z pewnymi ograniczeniami, takimi jak zależność od warunków atmosferycznych i wysokie koszty inwestycji.

Cechy urządzeń wykorzystywanych do produkcji energii odnawialnej

Urządzenia wykorzystywane do eksploatacji odnawialnych źródeł energii znacznie różnią się od tych wykorzystywanych w tradycyjnym przemyśle energetycznym. Do ich charakterystyk zaliczyć można (M. Szyrski i in. 2016, s. 11):

• znaczne rozproszenie w przestrzeni,
• zmieniającą się efektywność danego urządzenia w zależności od warunków naturalnych,
• pozytywny wpływ na środowisko,
• innowacyjność,
• wpływ na rozwój nauki i gospodarki.

Energetyka wodna

Ten sposób pozyskiwania energii opiera się na wykorzystaniu przemieszczających się mas wodnych, a więc odnosi się do ruchu rzek, fal i prądów morskich lub oceanicznych. Elektrownie wodne pozyskują energię wody spływającej z terenów górskich/ wyżynnych do zbiorników położonych na niższych terenach, która wprawia w ruch obrotowy turbiny i zamienia w ten sposób energię kinetyczną wód na mechaniczną. Elektrownie tego typu, ze względu na sposób pozyskiwania energii można podzielić na elektrownie (T. Młynarski, M. Tarnawski 2016, s. 131):

• zbiornikowe, zaopatrzone w naturalny zbiornik wody regulujący sezonowe wahania natężenia przepływów,
• przepływowe, w których ilość wyprodukowanej energii zależy od ilości przepływającej w danej chwili wody,
• szczytowo-pompowe, ulokowane pomiędzy górnym i dolnym zbiornikiem wodnym,
• pływowe, generujące energię z przypływów i odpływów morskich/oceanicznych,
• falowo-wodne, czerpiące energię z ruchu fal i prądów morskich.

Energia wiatrowa

W tym przypadku przemiana energii z kinetycznej w mechaniczną, a następnie w prąd elektryczny możliwa jest dzięki przemieszczaniu się mas powietrza, co z kolei jest skutkiem różnic w rozkładzie ciśnienia Ziemskiego. Urządzenia czerpiące energię z wiatru zlokalizowane mogą być na lądzie lub na morzu, jednak najlepsze warunki panują właśnie na terenach podgórskich i nadmorskich (T. Młynarski, M. Tarnawski 2016, s. 132-3).

Energia słoneczna

Energię słoneczną, a dokładnie energię fal elektromagnetycznych można zastosować do wygenerowania ciepła lub energii elektrycznej. Produkcja ciepła zachodzi na zasadzie konwersji fototermicznej w cieplnych kolektorach słonecznych, natomiast prąd elektryczny generowany jest za pomocą ogniw fotowoltaicznych. Jako jedyna z OZE, energia słoneczna jest na dużą skalę wykorzystywana jest także przez małe i prywatne instalacje (T. Młynarski, M. Tarnawski 2016, s. 133-4).

Energia geotermalna

Uznawana jest za niewyczerpaną, pozyskuje się ją z wnętrza Ziemi. Źródła ciepła przybrać mogą postać wód termalnych, par geotermalnych i gorących skał. Jej wygenerowanie zazwyczaj wiąże się z wyciekiem gorącej wody lub wydobywaniem się pary w miejscach naturalnych bądź specjalnie przygotowanych odwiertów. Energia geotermalna służy do produkcji energii elektrycznej (woda zmieniająca się w parę wodną napędza turbiny) lub produkcji przemysłowej (wykorzystanie w instalacjach grzewczych lub jako ciepłą wodę użytkową, np. w basenach) (T. Młynarski, M. Tarnawski 2016, s. 135).

Energia z biomasy

Biomasą nazywa się substancje pozyskiwane z odpadów pochodzenia roślinnego bądź zwierzęcego, jak również pozostałości po produkcji mi. in. odpadów komunalnych, leśnych czy przemysłowych. Biomasa może być, ze względu na postać (T. Młynarski, M. Tarnawski 2016, s. 134):

• stała - rośliny energetyczne, drewno i różne jego postacie jak: słoma, wióry, trociny,
• ciekła - biopaliwa,
• gazowa - biogaz, powstały na skutek fermentacji odpadów organicznych.

Zalety OZE

Do zalet odnawialnych źródeł energii zaliczyć można (T. Młynarski, M. Tarnawski 2016, s. 136):

• większe bezpieczeństwo energetyczne,
• zapewnienie dodatkowych miejsc pracy,
• wpływ na rozwój regionalny,
• korzystny wpływ na środowisko, dzięki ograniczeniu emisji dwutlenku węgla.

Ograniczenia OZE

Pomimo wielu zalet, odnawialne źródła energii niosą za sobą pewne ograniczenia (T. Młynarski, M. Tarnawski 2016, s. 136):

• ciągłość produkcji może być zaburzona warunkami naturalnymi,
• trudności w magazynowaniu dodatkowo wygenerowanej energii,
• duże koszty związane z nowymi inwestycjami i technologią,
• potrzeba posiadania wykwalifikowanych pracowników.

Odnawialne źródła energii — artykuły polecane

Oczyszczalnia ścieków — Alternatywne źródła energii — Biomasa — Utylizacja — Paliwa kopalne — Biopaliwo — Energia odnawialna — Metale ziem rzadkich — Fracking — Organizacja gospodarcza

Bibliografia

• Graczyk A. (2017), Rozwój odnawialnych źródeł energii w polskiej polityce regionalnej, Barometr Regionalny, nr 4
• Ignarska M. (2013), Odnawialne źródła energii w Polsce, Poliarchia, nr 1
• Młynarki T., Tarnawski M. (2016), Źródła energii i ich znaczenie dla bezpieczeństwa energetycznego w XXI wieku, Difin, Warszawa
• Norwisz J., Musielak T., Boryczko B. (2006), Odnawialne źródła energii - polskie definicje i standardy, Rynek Energii, nr 1
• Skoczkowski T., Bielecki S., Baran Ł. (2017), Odnawialne źródła energii - problemy i perspektywy rozwoju w Polsce, Przegląd Elektrotechniczny, nr 3
• Szyrski M. (red) (2016), Tworzenie i wykorzystanie energii ze źródeł odnawialnych OZE. Problemy administracyjno-prawne, Wydawnictwo Naukowe UKSW, Warszawa

Autor: Paulina Struś