Cz. II_OZE, Słońce.pdf

RÓDŁA I SYSTEMY

KONWERSJI ENERGII

ń RÓDŁA I SYSTEMY

ODNAWIALNE ń RÓDŁA ENERGII

(OZE)

KONWERSJI ENERGII

(OZE)

s Ģ to Ņ ródła, które nie

ulegaj Ģ praktycznie zmianom w czasie ery rozwoju

Odnawialne Ņ ródła energii s Ģ to Ņ ródła, które nie

Odnawialne Ņ ródła energii

ulegaj Ģ praktycznie zmianom w czasie ery rozwoju

ludzko Ļ ci. Ich zasoby utrzymuj Ģ si ħ na stałym poziomie i

ń ródła energii:

¡ nieodnawialne

ludzko Ļ ci. Ich zasoby utrzymuj Ģ si ħ na stałym poziomie i

tak długo, jak długo b ħ dzie trwał Układ Słoneczny, nie

nieodnawialne :

: w ħ giel

w ħ giel ,

, ropa naftowa

ropa naftowa ,

, gaz

gaz ,

, uran

uran ,

tak długo, jak długo b ħ dzie trwał Układ Słoneczny, nie

ulegn Ģ wyczerpaniu.

¡ odnawialne

odnawialne :

- promieniowanie słoneczne

ulegn Ģ wyczerpaniu.

Cechy charakterystyczne OZE

promieniowanie słoneczne ,

- wiatr

Cechy charakterystyczne OZE :

- mała g ħ sto Ļę

wiatr ,

- woda

mała g ħ sto Ļę w porównaniu z energetyk Ģ

w porównaniu z energetyk Ģ

konwencjonaln Ģ (nieodnawialn Ģ ),

- silne

woda ,

- płyny

uzale Ň nienie od warunków lokalnych ,

- „czysto Ļę ”

silne uzale Ň nienie od warunków lokalnych

geotermalne ,

- biomasa

płyny geotermalne

„czysto Ļę ” ( ich wykorzystanie nie jest zwi Ģ zane

ich wykorzystanie nie jest zwi Ģ zane

z zanieczyszczeniem Ļ rodowiska

biomasa .

z zanieczyszczeniem Ļ rodowiska ).

Potencjał odnawialnych Ņ ródeł energii w Polsce

stanowi, według ró Ň nych szacunków,

stanowi, według ró Ň nych szacunków, od 60 do

od 60 do 90%

90%

zapotrzebowania na energi ħ w

zapotrzebowania na energi ħ w 1997

roku.

Udział energii odnawialnej w bilansie energii

1997 roku.

Udział energii odnawialnej w bilansie energii

pierwotnej w Polsce wynosi ok. 5%.

Potencjał techniczny

Potencjał techniczny zasobów energii odnawialnej

zasobów energii odnawialnej

Potencjał techniczny

Potencjał techniczny zasobów energii odnawialnej

zasobów energii odnawialnej

na Ļ wiecie:

¡ Biomasa

w Polsce:

¡ Biomasa:

Biomasa

35%

Biomasa:

55%

¡ Energia wodna

Energia wodna

17%

¡ Energia geotermalna:

Energia geotermalna:

18%

Energia wiatru

17%

¡ Energia wiatru

17%

¡ Energia słoneczna:

Energia słoneczna:

11%

¡ Energia słoneczna

Energia słoneczna

13%

Energia wodna:

¡ Energia wodna:

¡ Energia geotermalna

Energia geotermalna

12%

¡ Energia wiatru:

Energia wiatru:

¡ Energia wód morskich

Energia wód morskich

Udział odnawialnych Ņ ródeł

odnawialnych Ņ ródeł energii w produkcji

energii w produkcji

Udział

energii pierwotnej w Polsce

w Polsce (2006):

(2006):

energii pierwotnej

¡ Biomasa:

Biomasa:

98,10%

Energia wodna:

1,70%

¡ Energia wodna:

1,70%

¡ Energia

Energia geotermalna

geotermalna:

0,08%

¡ Energia wiatru:

Energia wiatru:

0,10%

¡ Energia słoneczna:

Energia słoneczna:

0,02%

Mo Ň liwo Ļ ci konwersji energii pierwotnej pochodz Ģ cej ze Ņ ródeł od nawialnych

nawialnych

Mo Ň liwo Ļ ci konwersji energii pierwotnej pochodz Ģ cej ze Ņ ródeł od

Pierwotne Ņ ródło

energii

Naturalne procesy

konwersji energii

Techniczne proc.

konwersji energii

Forma uzyskanej

energii

Udział odnawialnych Ņ ródeł energii w produkcji energii

elektrycznej w Polsce w 2007r.

Parowanie, topnienie

lodu i sniegu, opady

Woda

Elektrownie wodne

Energia elektryczna

Elektrownie

wiatrowe

Energia cieplna

i elektryczna

Ruch atmosfery

Wiatr

Energia fal

Elektrownie falowe

Energia elektryczna

Współspalanie

33%

Elektrownie wyk.

pr Ģ dy oceaniczne

Woda

45%

Pr Ģ dy oceaniczne

Energia elektryczna

Elektrownie wyk.

ciepło oceanów

Energia elektryczna

Nagrzewanie pow.

Ziemi i atmosfery

Promieniowanie

słoneczne

Pompy ciepła

Energia cieplna

Biomas a

11%

Wiatr

Biogaz

Kolektory

i elektrownie słon.

Energia cieplna

i elektryczna

Promieniowanie

słoneczne

Fotoogniwa

Energia elektryczna

Fotoliza

Paliwa

Współspalanie

Współspalanie – spalanie w ħ gla wraz z biomas Ģ i odpadami

spalanie w ħ gla wraz z biomas Ģ i odpadami

Ogrzewanie

i elektrow. cieplne

Energia cieplna

i elektryczna

Biomasa

Produkcja biomasy

Urz Ģ dzenia

przetwarzajce

Paliwa

Sprawno Ļę przetwarzania energii oraz emisja zanieczyszcze ı

wybranych Ņ ródeł energii

Mo Ň liwo Ļ ci konwersji energii pierwotnej pochodz Ģ cej ze Ņ ródeł od

Mo Ň liwo Ļ ci konwersji energii pierwotnej pochodz Ģ cej ze Ņ ródeł od nawialnych

nawialnych

ń ródło energii

Sprawno Ļę konwersji energii, [%]

Produkty uboczne

c.d.

W ħ giel

35 – 40

CO 2 , NO x , SO 2 , pyły

Ropa naftowa

35 – 40

CO 2 , NO x , SO 2

Pierwotne Ņ ródło

energii

Naturalne procesy

konwersji energii

Techniczne proc.

konwersji energii

Forma uzyskanej

energii

Elektrownie klasyczne - 40

Elektrownie gazowo-parowe - 50

Gaz ziemny

CO 2 , NO x

Elektrociepłownie klasyczne

i gazowo-parowe - 85

Ogrzewanie

i elektrownie

geotermalne

Rozpad

izotopów

Energia cieplna

i elektryczna

Płyny geotermalne

Gaz z destylacji ropy

naftowej i w ħ gla

CO 2 , NO x

Energia j Ģ drowa

odpady promieniotwórcze

Sło ı ce

do 40

zgodne ze Ļ rodowiskiem

Wiatr

40 – 70

zgodne ze Ļ rodowiskiem

Woda

70 – 95

zgodne ze Ļ rodowiskiem

Elektrownie

pływowe

Grawitacja

Pływy wód

Energia elektryczna

Fale i pływy

10 – 20

zgodne ze Ļ rodowiskiem

Płyny geotermalne

15 – 20

Biomasa

40 – 50

zgodne ze Ļ rodowiskiem

Wodór

30 – 45

zgodne ze Ļ rodowiskiem

Ogniwa paliwowe

60 - 80

zgodne ze Ļ rodowiskiem

Uchwała (3 x 20) prezydentów pa ı stw UE z 2007r.

Do roku

Uchwała (3 x 20) prezydentów pa ı stw UE z 2007r.

Do roku 2020

maj Ģ nast Ģ pi ę ( Ļ rednio):

¡ zwi ħ kszenie

2020 maj Ģ nast Ģ pi ę ( Ļ rednio):

zwi ħ kszenie efektywno Ļ ci energetycznej

efektywno Ļ ci energetycznej o

o 20%,

20%,

ENERGIA PROMIENIOWANIA

SŁONECZNEGO

ENERGIA PROMIENIOWANIA

¡ ograniczenie

ograniczenie emisji

emisji CO

CO 2 do atmosfery o

do atmosfery o 20%

20% w

SŁONECZNEGO

porównaniu z rokiem 1990,

¡ zwi ħ kszenie udziału

porównaniu z rokiem 1990,

zwi ħ kszenie udziału energii odnawialnej

energii odnawialnej w całkowitej

w całkowitej

produkcji energii do co najmniej 20%.

20%.

produkcji energii do co najmniej

Na Polsk ħ

nało Ň ono obowi Ģ zek produkcji energii ze

Ņ ródeł odnawialnych na poziomie

Polsk ħ nało Ň ono obowi Ģ zek produkcji energii ze

Ņ ródeł odnawialnych na poziomie 15%

15% (wg Ministerstwa

(wg Ministerstwa

Gospodarki realny jest poziom 9%).

Promieniowanie słoneczne

Promieniowanie słoneczne jest wynikiem reakcji

jest wynikiem reakcji

termoj Ģ drowych zachodz Ģ cych na Sło ı cu.

Sło ı ce wypromieniowuje w przestrze ı kosmiczn Ģ strumie ı

energii o mocy

Przy przechodzeniu przez

Przy przechodzeniu przez atmosfer ħ ziemsk Ģ

atmosfer ħ ziemsk Ģ promieniowanie

promieniowanie

energii o mocy 3,82

3,82

× 10

10 23

23 [kW]

[kW] , z czego tylko

, z czego tylko jedna

jedna

słoneczne ulega osłabieniu

osłabieniu na skutek

na skutek pochłaniania

pochłaniania i

słoneczne ulega

półmiliardowa cz ħĻę dociera do granicy atmosfery.

półmiliardowa

cz ħĻę dociera do granicy atmosfery.

rozpraszania

rozpraszania przez

przez pył

pył ,

, kurz

kurz ,

, par ħ wodn Ģ ,

par ħ wodn Ģ , wod ħ

wod ħ oraz

oraz gazy

gazy

Na skutek

Na skutek odbicia, absorpcji

odbicia, absorpcji i rozproszenia

rozproszenia do powierzchni

do powierzchni

zawarte w powietrzu.

Osłabienie

zawarte w powietrzu.

Ziemi dociera Ļ rednio mniej ni Ň 50%

Ziemi dociera Ļ rednio mniej ni Ň

50% tej energii. Jest to

tej energii. Jest to od

Osłabienie promieniowania zale Ň y od

promieniowania zale Ň y od długo Ļ ci jego drogi przez

długo Ļ ci jego drogi przez

15 000 do 30 000 razy wi ħ cej ni Ň wynosi moc wszystkich

15 000 do 30 000 razy

wi ħ cej ni Ň wynosi moc wszystkich

zainstalowanych urz Ģ dze ı na Ziemi.

atmosfer ħ

atmosfer ħ ,

, zanieczyszczenia

zanieczyszczenia powietrza i

powietrza i zachmurzenia

zachmurzenia .

zainstalowanych urz Ģ dze ı na Ziemi.

Przewa Ň aj Ģ ca cz ħĻę promieniowania znajduje si ħ w zakresie fal

o długo Ļ ci

o długo Ļ ci 0,3...1,5[

0,3...1,5[

m m]

m] .

Rozkład g ħ sto Ļ ci strumienia energii

promieniowania słonecznego

Składniki promieniowania słonecznego

Stała słoneczna

Stała słoneczna :

G ħ sto Ļę strumienia promieniowania słonecznego padaj Ģ cego

Udział energii promieniowania

Udział energii promieniowania w poszczególnych

w poszczególnych

przedziałach długo Ļ ci fal jest nast ħ puj Ģ cy:

G ħ sto Ļę strumienia promieniowania słonecznego padaj Ģ cego

na powierzchni ħ

przedziałach długo Ļ ci fal jest nast ħ puj Ģ cy:

- promieniowanie

na powierzchni ħ prostopadł Ģ

, znajduj Ģ c Ģ si ħ poza atmosfer Ģ

ziemsk Ģ i w Ļ redniej odległo Ļ ci Ziemia

prostopadł Ģ , znajduj Ģ c Ģ si ħ poza atmosfer Ģ

ziemsk Ģ i w Ļ redniej odległo Ļ ci Ziemia- Sło ı ce. Wynosi ona

Sło ı ce. Wynosi ona

promieniowanie ultrafioletowe (

ultrafioletowe (

l <0,38[

<0,38[

m m])

m]) -

7% ,

1 367 [W/m 2 ] .

Maksymalne warto Ļ ci g ħ sto Ļ ci strumienia

1 367 [W/m

- promieniowanie

promieniowanie widzialne (0,38<

widzialne (0,38<

l <0,78[

<0,78[

m m])

m]) - 47,3%

47,3% ,

Maksymalne warto Ļ ci g ħ sto Ļ ci strumienia promieniowania

promieniowania

słonecznego padaj Ģ cego na powierzchni ħ

- promieniowanie

promieniowanie podczerwone (

podczerwone (

l >0,78[

>0,78[

m m])

m]) - 45,7%

45,7% .

słonecznego padaj Ģ cego na powierzchni ħ poziom Ģ

poziom Ģ na

powierzchni Ziemi wynosz Ģ ok.

powierzchni Ziemi wynosz Ģ ok. 1000 [W/m

1000 [W/m 2 ].

Na powierzchni ħ Ziemi dociera zarówno promieniowanie

bezpo Ļ rednie

Na powierzchni ħ Ziemi dociera zarówno promieniowanie

2500

2200

1900

bezpo Ļ rednie (dochodzi ze Sło ı ca na Ziemi ħ bez zmiany

(dochodzi ze Sło ı ca na Ziemi ħ bez zmiany

kierunku) jak i promieniowanie

2000

1500

kierunku) jak i promieniowanie rozproszone

rozproszone ( dyfuzyjne

dyfuzyjne ),

1400

1500

1200

które nie ma okre Ļ lonego kierunku ( nie daje cienia

które nie ma okre Ļ lonego kierunku (

nie daje cienia ).

1000

G ħ sto Ļę energii promieniowania bezpo Ļ redniego

( nasłonecznienie

G ħ sto Ļę energii promieniowania bezpo Ļ redniego

500

nasłonecznienie przy bezchmurnym niebie

przy bezchmurnym niebie ) zale Ň y od

) zale Ň y od

k Ģ ta podania

k Ģ ta podania promieni słonecznych, a wi ħ c od

promieni słonecznych, a wi ħ c od szeroko Ļ ci

szeroko Ļ ci

geograficznej.

Nasłonecznienie roczne przy bezchmurnym niebie na wybranych

szeroko Ļ ciach geograficznych

Roczna g ħ sto Ļę energii promieniowania słonecznego

padaj Ģ cego na powierzchni ħ

Roczna g ħ sto Ļę energii promieniowania słonecznego

padaj Ģ cego na powierzchni ħ poło Ň on Ģ

padaj Ģ cego na powierzchni ħ poziom Ģ

poziom Ģ

padaj Ģ cego na powierzchni ħ poło Ň on Ģ optymalnie

optymalnie

Energi ħ słoneczn Ģ w Polsce

w Polsce mo Ň na scharakteryzowa ę

mo Ň na scharakteryzowa ę

Energi ħ słoneczn Ģ

nast ħ puj Ģ co:

¡ stosunkowo

stosunkowo du Ň a roczna g ħ sto Ļę energii promieniowania

du Ň a roczna g ħ sto Ļę energii promieniowania ,

wynosz Ģ ca Ļ rednio 3600 MJ/m

wynosz Ģ ca Ļ rednio

3600 MJ/m 2 (1000

(1000 kWh

kWh /m

/m 2 )

) ± 10%

10%

(płaszczyzna pozioma),

¡ du Ň y udział promieniowania rozproszonego

(płaszczyzna pozioma),

du Ň y udział promieniowania rozproszonego , wynosz Ģ cy ok.

, wynosz Ģ cy ok.

50% promieniowania całkowitego (w grudniu

50%

promieniowania całkowitego (w grudniu 72%

72% , w

, w

czerwcu 44%

44% ),

czerwcu

¡ Ļ rednio

Ļ rednio 1 600

1 600 godzin słonecznych w ci Ģ gu roku

godzin słonecznych w ci Ģ gu roku (najwi ħ cej

(najwi ħ cej

na Wybrze Ň u – 1670

na Wybrze Ň u

1670 , najmniej na Górnym ĺ l Ģ sku

, najmniej na Górnym ĺ l Ģ sku - 1230

1230 ),

80% mo Ň liwej do wykorzystania energii przypada na

mo Ň liwej do wykorzystania energii przypada na

miesi Ģ ce wiosenno

¡ 80%

miesi Ģ ce wiosenno- letnie

letnie (od kwietnia do wrze Ļ nia).

(od kwietnia do wrze Ļ nia).

Udział promieniowania bezpo Ļ redniego i rozproszonego

w promieniowaniu całkowitym dla Warszawy

Prowadzone na Ļ wiecie prace badawczo- rozwojowe

Prowadzone na Ļ wiecie prace badawczo

rozwojowe

zwi Ģ zane z wykorzystaniem energii promieniowania

słonecznego koncentruj Ģ si ħ obecnie głównie wokół:

– techniki

techniki kolektorów słonecznych

kolektorów słonecznych (płaskich i

(płaskich i

skupiaj Ģ cych),

– termicznych

skupiaj Ģ cych),

termicznych elektrowni słonecznych

elektrowni słonecznych ,

– ogniw

fotowoltaicznych ,

– fotowoltaicznych

ogniw fotowoltaicznych

fotowoltaicznych elektrowni słonecznych

elektrowni słonecznych ,

– systemów

systemów słoneczno

słoneczno- wodorowych

wodorowych .

Mo Ň liwo Ļ ci konwersji energii słonecznej

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: