Niezależność energetyczna oparta o OZE i magazyny energii.

Główna

>

Niezależność energetyczna

Odnawialne źródła energii (OZE) to słońce, wiatr, woda, energia jądrowa, ciepło pozyskane z ziemi i powietrza oraz biopłyny wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej i cieplnej.

Od początku XXI wieku inwestowano w OZE, ponieważ nastąpił spadek cen, a nawet wiele państw dopłacało do budowy nowych eletrownii (promieniowania słonecznego, prądów i pływów morskich, wiatru, geotermalnej, wodnej, energii fal, energii otrzymywanej z biomasy, biogazu oraz z biopłynów).

Udział OZE w Polsce w 2019 roku wyglądał następująco: 1%- fotowoltaika, 3%-Biogaz, 12%- elektrownie wodne, 15%- Biomasa, 69%- elektrownie wiatrowe. Państwa członkowskie Unii Europejskiej w szczególności kładą nacisk na rozwój energetyki odnawialnej. Zgodnie z Polityką Energetyczną Polski do 2030 r. udział źródeł odnawialnych energii ma wzrosnąć do poziomu co najmniej 15%.

Energia słoneczna to jedno z najczystszych, najbardziej powszechnych, naturalnych źródeł energii.

Fotowoltaika zajmuje się przetwarzaniem światła słonecznego na energię elektryczną. Kolektory słoneczne pożytkują energię cieplną, a ogniwa fotowoltaiczne wykorzystują światło do przemiany w energię elektryczną. Instalacje fotowoltaiczne stają się coraz bardziej popularne, dzięki temu że są przyjazne środowisku naturalnemu, a także bezpieczne i niezawodne.

Mimo że Słońce oddalone jest o 150mln km od Ziemi, pokrywa zapotrzebowanie energetyczne naszej planety w ciągu minuty. Na przestrzeni 6 miesięcy może dostarczyć nawet energię równą zasobom takim jak: węgiel, gaz, ropa. Wykorzystanie energii słonecznej pozwala zaoszczędzić do 70% kosztów za ogrzewanie wody ciepłej, a w zimie przy centralnym ogrzewaniu około 60% kosztów tradycyjnej energii.

Składa się głównie z metanu i dwutlenku węgla, a także śladowych ilości innych gazów (siarkowodoru, azotu, tlenu, wodoru).

Biogaz jest mieszaniną gazów, stanowiącą produkt fermentacji metanowej, beztlenowego rozkładu materii organicznej (np. ścieki, organiczne odpady komunalne, odchody zwierzęce, odpady przemysłu rolno-spożywczego, materiał roślinny) a częściowo także ich rozpadu gnilnego. Skład biogazu różni się w zależności od surowców użytych w procesie fermentacji.

Do magazynowania biogazu stosowane są najczęściej niskociśnieniowe membranowe zbiorniki dwupowłokowe. Powłokę wewnętrzną stanowi powłoka, w której jest biogaz, zaś powłoka zewnętrzna pełni funkcję ochronną, zabezpieczającą przed wpływem niekorzystnych czynników zewnętrznych. Pomiędzy powłokami jest tłoczone powietrze, czujnik ciśnienia wskazuje odpowiednią ilość biogazu w zbiorniku. Zbiorniki wykonywane są w pojemnościach od kilkudziesięciu do kilkunastu tysięcy m³.

Biogaz może zostać oczyszczony do bio-metanu, by spełniał standardy jakości gazu ziemnego, a następnie sprężony i jako biopaliwo (bio-CNG) wykorzystywany jako paliwo w pojazdach mechanicznych. Uważa się, że w samej Wielkiej Brytanii biogaz potencjalnie mógłby zaspokoić 17% zapotrzebowania na paliwo samochodowe.

Elektrownie wodne są najintensywniej wykorzystywanym źródłem odnawialnej energii. W 2017 roku dostarczyły łącznie 4060 TWh energii elektrycznej, co stanowi 15,9% całkowitej produkcji energii elektrycznej na świecie.

Energia mechaniczna z energii wodnej powstaje w wyniku obrotu wirnika turbiny pod wpływem przepływającej wody. Energia mechaniczna uzyskana w ten sposób, za pomocą hydrogeneratora wykorzystywana jest do produkcji energii elektrycznej. Opisany proces zachodzi w elektrowniach wodnych. Obecnie hydroenergetyka zajmuje się głównie wykorzystaniem wód o dużym natężeniu przepływu i znacznej różnicy poziomów.

Elektrownie wodne są najintensywniej wykorzystywanym źródłem odnawialnej energii. W 2017 roku dostarczyły łącznie 4060 TWh energii elektrycznej, co stanowi 15,9% całkowitej produkcji energii elektrycznej na świecie.

Wśród elektrowni wodnych wyróżniamy elektrownie zaporowe, szczytowo-pompowe, pływowe.

Biomasą nazywamy ulegające biodegradacji produkty lub ich części, odpady oraz pozostałości biologicznego pochodzenia.

Rozszerzając pojęcie, biomasa to cała istniejąca na naszej planecie materia organiczna, ta pochodzenia zwierzęcego, jak i roślinnego, która ulega biodegradacji. Współcześnie biomasa kojarzona jest głównie z odnawialnym źródłem energii, ponieważ jest najstarszym, najłatwiejszym do pozyskania oraz najszerzej wykorzystywanym odnawialnym źródłem energetycznym.

Biomasa pochodzi głównie z przemysłu rolniczego, leśnictwa, rybołówstwa, akwakultury.

Energia wiatrowa jest jedną z najstarszych form energii wykorzystywanych przez człowieka.

Jest energią kinetyczną poruszających się mas powietrza, powstałą w skutek różnic temperatur mas powietrza, do czego prowadzi nierównomierne nagrzewanie się powierzchni Ziemi. Energetyka wiatrowa zajmuje się konwersją energii przemieszczających się mas powietrza w energię elektryczną, wykorzystując w tym celu turbiny wiatrowe.

Czym jest elektrownia wiatrowa? Jest instalacją wytwarzającą energię elektryczną za pomocą generatorów napędzanych siłą wiatru. Połączone w zespoły, elektrownie wiatrowe tworzą farmy wiatrowe lub siłownie wiatrowe. W zależności od ich rozmieszenia, elektrownie wiatrowe dzielimy na lądowe i morskie.

Jakie są zalety korzystania z magazynu energii?

Korzystanie z energii elektrycznej oparte na magazynie energii pozwala w nieograniczonym stopniu wykorzystywać wyprodukowaną energię, nawet kiedy system nie pracuje. Dzięki temu można lepiej i ekonomiczniej zarządzać nadwyżkami zgromadzonego prądu, ponieważ w efekcie posiadamy pełną niezależność od dostawców energii z sieci.

Najpopularniejsze magazyny energii, które spotykamy na rynku to ładowalne baterie, np. akumulator AGM, żelowy i litowo-jonowy. Każdy posiada inną charakterystyką energetyczną. Akumulator AGM to bateria odporna na szybkie ładowanie i rozładowywanie. Przeznaczona dla urządzeń o stałym i dużym obciążeniu. Akumulator żelowy w przeciwieństwie do AGM- nadaje się do wolnego ładowania i rozładowywania. Odporny jest na niskie temperatury. A ostatni akumulator litowo-jonowy nie posiada efektu pamięciowego, a długą żywotność ogniwa i niski stopień samo rozładowywania. Jest niedużej wielkości i masy, dzięki czemu mieści się np. w niewielkiej kotłowni.

W niedalekiej przyszłości być może niezależne gospodarstwa domowe stosujące OZE będą niezależne energetycznie od sieci miejskiej.