четвртак, 19. фебруар 2015.

Solarna energija

Uvod


Solarna energija je energija Sunčevog zračenja koja se reflektuje u obliku svetlosne i toplotne energije. Za iskorišćavanje ove energije koriste se razne tehnike od kojih su najčesće korišćeni solarni paneli i solarni kolektori.


Solarna energija je  važan izvor obnovljive energije a tehnike koje se koriste za iskorišćavanje ove energije se dele u dve glavne grupe: aktivne i pasivne tehnike. Aktivne tehnike podrazumevaju korišćenje solarnih panela, solarnih kolektora, koncentrirajućih solarnih kolektora kako bi se iskoristila solarna energija. Pasivne tehnike uključuju orijentisanje objekta ka suncu, dizajniranje prostorija sa prirodnom cirkulacijom vazduha.

U 2011 godini, Internacionalna Energetska Agencija je rekla da ce razvoj pristupačnih, neiscrpnih i čistih tehnologija za korišćenje solarne energije, imati ogromne benefite na duže staze. To će povećati državnu energetsku stabilnost kroz oslanjanje na domaći, neiscrpni, i nezavisni resurs. Solarna energija može: povećati samoodrživost, smanjiti zagadjenje, smanjiti globalno zagrevanje, i zadržati cene fosilnih goriva na nižimvrednostima. Ove prednosti su globalne.

Sunčeva energija


Planeta Zemlja prima 174PW dolaznog sunčevog zračenja u gornjoj atmosferi. Približno 30% se reflektuje nazad u svemir dok se ostalo apsorbuje od strane oblaka, okeana i zemljane mase. Spektar sunčevog zračenja na Zemljinoj površini se prostire od vidljive do približno infracrvene svetlosti sa malim delom u skoro ultravioletnoj svetlosti.

Zemljina površina, okeani i atmosfera apsorbuju solarnu radijaciju, i to podiže njihovu temperaturu. Topao vazduh koji sadrži vodenu paru iz okeana se podiže, što prouzrokuje atmosferske cirkulacije. Kada vazduh dostigne velike visine, gde je temperatura niska, vodena para se kondezuje u oblake, iz njih kasnije pada kiša na Zemljinu površinu, kompletirajući vodeni ciklus. Vodena para iz okeana utiče i na atmosferske fenomene poput vetra, ciklona i anti - ciklona. Sunčeva energija koja je apsorbovana od strane okeana i zemljane mase održava temepaturu Zemljine površine na  14 °C. Pomoću fotosinteze zelene biljke pretvaraju solarnu energiju u hemijsku energiju, koja proizvodi hranu, drva i biomasu iz koje se fosilna goriva dobijaju.

Solarno grejanje


Tehnologije za solarno grejanje se mogu koristiti za grejanje vode, grejanje prostora, hladjenje prostora.

Sistemi za solarno grejanje koriste sunčevu energiju za grejanje vode. Na lokacijama sa niskom geografskom sirinom (ispod 40 stepeni) od 60 do 70% sanitarne vode u domaćinstvu se mogu obezbediti pomoću sistema za solarno grejanje vode. Najčešće korišćeni solarni kolektori su vakumski solarni kolektori i pločasti solarni kolektori.

Proizvodnja električne energije



Solarna električna energija se dobija konverzijom sunčeve energije u električnu energiju, bilo direktno korišćenjem solarnih panela ili indirektno korišćenjem koncentrirajućih solarnih elektrana. Koncentrirajuće solarne elektrane koriste ogledala i sisteme za praćenje sunca kako bi fokusirali veliku površinu osvetljenu sunčevom svetlošću u mali snop.

петак, 13. фебруар 2015.

Geotermalna energija

Uvod


Geotermalna energija je toplotna energija koja se stvara i akumulira u Zemljinoj unutrašnjosti. U svom središtu temperatura Zemljine unutrašnjosti iznosi 4000-7000C, što je približno temperaturi površine Sunca. Geotermalna energija je toplotna energija koja nastaje radioaktivnim raspadanjem i konstantnim gubitnom toplote Zemljinog jezgra.


Još od doba paleolita geotermalna energija se koristila za kupanje, Rimljani su je koristili za grejanje prostora, a sada je najpoznatija po upotrebi u proizvodnji električne energije. Po podacima iz 2013, širom sveta 11700MW električne energije se dobija iz geotermalnih izvora energije. Dodatno se je još 28GW geotermalne energije koristi u različitim sistemima grejanja, industrijskim procesima, sušarama i poljoprivredi.Geotermalna energija je jeftin, pouzdan, održiv i ekološki izvor energije. Geotermalna energija se najčešće koristi za grejanje prostora i proizvodnju električne energije.

Resursi


Resursi geotermalne energije na planeti Zemlji su više nego dovoljni da zadovolje ljudske potrebe za energijom, ali samo veoma mali deo ovih resursa se može profitabilno iskoristiti. Kopanje i istraživanje dubinskih resursa je veoma skupo. Potencijal geotermalne energije je veliki, geotermalne energije ima 50000 puta više od ukupne energije koja se može dobiti iz nafte i plina. Resursi geotermalne energije se nalaze na različitim dubinama, od nekoliko metara plitkih do više kilometara dubokih rezervoara tople vode i pare koja se može izvući na površinu . U prirodi se geotermalna energija najčešće pojavljuje u formi gejzira, vulkana i izvora vruće vode.

Ekonomska isplativost


Geotermalna energija nezahteva gorivo (osim za pokretanje pumpi), pa je zbog toga imuna na promenu cena nafte. Medjutim troškovi izgradnje postrojenja su veliki.

Prednosti


Geotermalna energija ima dosta prednosti u poredjenju sa tradicionalnim izvorima energije baziranim na fosilnim gorivima. Velika prednost geotermalne energije je što je čista i nezagadjuje okolinu. upotrebom gerotermalne energije se smanjuje upotreba fosilnih goriva. Takodje velika prednost geotermalne energije su njene zalihe, koje su praktično neiscrpne.

Geotermalne elektrane zauzimaju manje prostora nego hidroelektrane. Prednost geotermalne energije u odnosu na druge obnovljive izvore energije je i to što nezavisi od vremenskih uslova za razliku od hidroelektrana, vetrenjača ili solarnih elektrana. Geotermalna energija je dostupna 24 sata na dan. Geotermalne elektrane imaju veoma niske troškove proizvodnje, potrebna je samo energija za pokretanje vodenih pumpi.

Mane


Najveći nedostatak geotermalne energije je mali broj prikladnih lokacija za iskorišćavanje ove energije. Geotermalnu energiju je nemoguće transportovati, i zbog toga se koristi za grejanje obližnjih naselja ili za proizvodnju električne energije. Kao dodatni problem pri korišćenju geotermalne energije javlja se ispuštanje materijala i plinova iz dubine zemlje koji mogu biti štetni kada izadju na površinu. Takodje, statistike pokazuju da je povećana pojava zemljotresa u područjima gde se iskorišćava geotermalna energija. 

среда, 11. фебруар 2015.

Biogoriva

Uvod


Biogoriva su goriva dobijena iz biomase. Konverzijom biomase se mogu dobiti: čvrsta, tečna i gasna goriva. Popularnost biogoriva raste iz dana u dan zbog konstantnog rasta cene nafte i potrebe za energetskom sigurnošću.

U 2010-toj godini, proizvdonja biogoriva je iznosila 105 milijardi litara. Najveći proizvodjači etanola na svetu su amerika i Brazil, najveći proizvodjač biodizela je Evropska Unija. Proizvodnja biogoriva prouzrokovala je i promene u automobilskoj industriji tako da većina današnih automobila ima hibridne motore koji se mogu pokretati i na etanol ili biodizel pored benzina.

Tečna biogoriva za transport


Većina transportnih goriva su tečna, jer vozila zahtevaju visoku energetsku gustinu. Ovo se prirodno dešava u tečnim i čvrstim agregatnim stanjima. Visoka energetska gustina se može postići i u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem. Ovi motori zahtevaju goriva koja čisto sagorevaju. Goriva koja sagorevaju čisto su uglavnom tečna goriva i gasovi. Dakle, tečna goriva ispunjavaju oba uslova imaju i visoku energetsku gustinu i čisto sagorevaju. Takodje, tečna goriva (i gasovi) se mogu upumpavati, što znatno olakšava rukovanje.

Biogoriva prve generacije


Biogoriva prve generacije ili konvencionalna biogoriva se dobijaju od šećera, skroba ili biljnog ulja.

Etanol


Biološki dobijeni alkoholi, najčešće etanol, redje propal i butil alkohol, se dobijaju usled delovanja mikroorganizama i enzima tokom procesa fermentacije šećera, skroba ili celuloze.

Etanol je najrasprostranjenije biogorivo na svetu, pogotovo u Brazilu. Alkoholna goriva se dobijaju fermentacijom šećera iz pšenice, kukuruza, šećerne repe, šećerne trske ili neke druge biljne vrste od koje se mogu dobiti i alkoholna pića.

Etanol se može koristiti u benzinskim motorima kao zamena za benzin, takodje se može miksovati sa benzinom. Većina današnjih benzinskih motora može raditi na mešavini benzina i etanola do 15%. Etanol ima manju energetsku gustinu od benzina, što znači da je potrebna veća količina etanola da bi se proizvela ista količina energije. Prednost etanola u odnosu na benzin je veća oktanska vrednost.

Etanol se takodje koristi i za grejanje, odnosno sagorevanje u bioetanol pećima. Pošto za sagorevanje bioetanola nije potreban dimnjak, veoma je pogodan za grejanje u novoizdradjenim domovima ili apartmanima bez dimnjaka. Mana grejanja na etanol je što je toplota koja se dobija njegovim sagorevanjem manja nego toplota dobijena grejanjem na električnu energiju ili na plin, kao i to što je potrebno preduzeti odedjene mere predostrožnosti kako ne bi došlo do trovanja ugljen dioksidom.

Biodizel


Biodizel je najzastupljenije biogorivo u Evropi. Biodizel se proizvodi od ulja ili masnoća. Biodizel se može koristiti u bilo kom dizel motoru kada se pomeša sa mineralnim dizelom. U nekim državama, proizvodjači automobila pokrivaju svoje dizel motore garancijom za korišćenje B100 biodizela. U većini slučajeva biodizel je kompatibilan sa dizel motorima od 1994 godine i mladjim, koji koriste "Viton" sintetičku gumu u sistemima za ubrizgavanje goriva.

Elektronski kontrolisani sistemi ubrizgavanja goriva koji su se koristili od kasnih 1990tih, mogu koristiti biodizel samo pomešan sa konvencionalnim dizelom. Većina današnjih dizel motora su napravljeni tako da mogu koristiti B100 bez naknadnog prilagodjavanja motora. Pošto biodizel efektno sagoreva i čisti ostatke ostale od mineralnog dizela, možda će biti potrebno češće menjati filtere, jer biodizel razgradjuje stare naslage u rezervoaru i cevima. Takodje efikasno čisti komoru za sagorevanje od naslaga ugljenika, i tako pomaže održanju efikasnosti. U mnogim evropskim državama , mešavina od 5% biodizela je širom rasprostranjena i dostupna na mnogim benzinskim pumpama.

Biodizel je takodje bezbedan za rukovanje i transport pošto nije otrovan i biorazgradiv je. U Americi, više od 80% komercijalnih kamiona i gradskih autobusa se pokreće na biodizel.

Ostali bioalkoholi


Metanol se trenutno dobija od plina, neobnovljivog fosilnog goriva. Očekuje se da će u budućnosti da se dobija iz biomase kao biometanol. Ovo je tehnički izvodljivo, ali je i dalje ekonomski neisplatljivo.

Butanol proizvodi više energije i navodno se može sagorevati direktno i postojećim benzinskim motorima, manje je korozivan i manje vodeno - rastvorljiv od etanola a može se distributirati postojećom infrastrukturom.

Ostala biogoriva prve generacije


U ostala biogoriva prve generacije spadaju: zeleni biodizel, biogas, biljna ulja.

Čvrsta biogoriva


Primeri čvrstih biogoriva su drva, piljevina, pokošena trava, otpad iz domaćinstva, ugalj, poljoprivredni otpad i slično.

Kada je neobradjena biomasa u odgovarajućem obliku (kao recimo ogrevno drvo), ona se može sagorevati direktno u peći kako bi se podigla temperatura ili proizvodila vodena para. Kada neobradjena biomasa nije u formi pogodnoj za sagorevanje (piljevina recimo), biomasa se obradjuje kako bi se dobili oblici pogodni za sagorevanje. Biomasa se najčešće preradjuje kako bi se dobili briketi, pelet ili neki slični oblici.

Biogoriva druge generacije


Druga generacija biogoriva, poznata i pod nazivom napredna biogoriva, su goriva koja se mogu dobiti od raznih vrsta biomase. Biomasa je širok pojam i podrazumeva bilo koji organski izvor ugljenika koji se brzo obnavlja. Biomasa se dobija uglavnom iz biljnog materijala ali i iz životinjskog.

Prva generacija biogoriva se dobija iz šećera i biljnih ulja, koji se lako mogu ekstraktovati pomoću konvencionalne tehnologije. U poredjenju sa prvom, druga generacija biogoriva se dobija od lignocelulozne biomase ili drvenastih useva, poljoprivrednog otpada koji je teže ekstraktovati.

Održiva biogoriva


Tečna biogoriva koja se dobijaju od biljaka se već nalaze na tržištu, njihov razvoj i upotreba su podstaknuti potrebom za smanjenjem zagadjenja životne sredine, kao i stalnim skokovima cene nafte kao i potrebom za većom energetskom stabilnošću. Medjutim, većina biogoriva koja su danas u upotrebi kritikovana su zbog uticaja na životnu sredinu, bezbednost hrane i iskorišćenje zemljišta.

Izazov je podržati zazvoj biogoriva, uključujući i razvoj novih celuloznih tehnika, sa odgovornošću i ekonomskom isplatljivošću kako bi se osiguralo da biogoriva budu komercijalno održiva.

четвртак, 05. фебруар 2015.

Biomasa

Uvod


Biomasa je biološki materijal koji se dobija iz živih, ili nedavno uginulih živih organizama. Najčešće se pojam biomasa odnosi na biljke ili materijale bazirane na biljkama. Kao energetski izvor, biomasa se može koristiti kao izvor toplote direktrim sagorevanjem, ili indirektno kada se konvertuje u različite vrste biogoriva. Konverzija biomase u biogoriva može se ostvariti na različite načine koji su široko klasifikovani u: toplotne, hemijske i biohemijske metode.

Drvo je najveći izvor biomase kroz istoriju, naprimer uginula stabla u šumi, ostaci prilikom sečenja šuma (granje), ili ostatci prilikom obrade drveta. U drugom smislu, pod biomasom se podrazumeva biljni ili životinjski otpad koji se može pretvoriti u vlakna ili druge idustrijske hemikalije, uključujući i biogoriva. Industrijska biomasa se može dobijati od velikog broja različitih biljaka.

Biomasa se može pretvoriti u iskoristive oblike energije poput metan gasa ili transportnih goriva poput etanola ili biodizela. Otpad koji truli, kao i poljoprivredni i ljudski otpad, svi oslobadjaju metan gas. Usevi, poput kukuruza ili šećerne trske, mogu biti fermentisani kako bi se dobilo transportno gorivo etanol. Biodizel, drugo transportno gorivo, može se proizvoditi od ostataka hrane poput biljnih ulja i životinjskih masnoća.

Biomasa za proizvodnju električne energije se koristi širom sveta. U Americi se praktikuje sagorevanje ostataka iz šuma, poljoprivredni otpad se koristi na Mauricijusu i jugoistočnoj Aziji a u Velikoj Britaniji se koristi otpad životinjskog porekla.

Resursi biomase


Istorijski gledano, ljudi koriste biomasu kao izvor energije još otkada su počeli da sagorevaju drva kako bi se zagrejali. Čak i u današnjem modernom svetu, biomasa je jedini izvor energije u domaćinstvima u mnogim zemljama u razvoju. Biomasa je kompletno biološki izvor energije koji se zasniva na ugljeniku, vodoniku i kiseoniku.

Po izvoru biomase od koje se dobijaju, biogoriva se dele u dve glavne kategorije: biogoriva prve generacije i biogoriva druge generacije. Biogoriva prve generacije se dobijaju iz izvora poput kukuruza ili šećerne trske. Šećeri prisutni u biomasi se fermentuju da bi se dobio bioetanol, alkoholno gorivo koje se dalje može koristiti za dobijanje električne energije ili se može koristiti kao aditiv benzinu. Biogoriva druge generacije kao izvor za dobijanje goriva koriste biomasu od nejestivih otpada poput: poljoprivrednih otpadaka ili otpadaka nastalih prilikom obrade drveta. Iako biogoriva druge generacije imaju veliki potencijal, ekonomski još uvek nisu isplatljiva za proizvodnju zbog nesavršenosti u tehnološkom procesu proizvodnje.

Za proizvodnju biomase uzgajaju se specijalne sorte biljaka koje se kasnije koriste kao gorivo a koje daju visok prinos biomase po hektaru sa malom potreošnjok djubriva za uzgoj. Odličan primer za ovakvu biljnu kulturu je pšenica, koja u proseku daje 7,5-8 tona pšenice po hektaru i 3,5-5 tona slame po hektaru. Pšenica se može iskoristiti za dobijanje tečnih transportnih goriva, dok se od slame može dobiti toplotna ili električna energija. Od biljne biomase se takodje može od celuloze dobiti glukoza kroz seriju hemijskih tretmana, a dobijeni šećer se može iskoristiti kao biogorivo prve generacije.

Toplotna konverzija biomase


Pri procesu toplotne konverzije toplota se koristi kao primarni mehanizam za konvertovanje biomase u drugi hemijski oblik. Energija koja se dobija sagorevanjem biomase (npr. sagorevanjem drva) pogotovo je pogodna za korišćenje u zemljama gde drveće raste brzo, odnosno u tropskim zemljama. U tipičnoj elektrani na čistu biomasu efikasnost je od 7-30%, dok ukoliko se biomasa kombinuje sa ugljem efikasnost raste na 40%.

Hemijska konverzija biomase


Hemijski procesi se koriste da bi se biomasa konvertovala u neki oblik pogodniji za upotrebu - najčešće za proizvodnju goriva koje se najviše koristi. Najčešće je prvi korak u hemijskoj konverziji biomase plinifikacija, a taj korak je i najrizičniji i najskuplji. Plinifikcija se odvaja pri atmosferskom pritisku i prouzrokuje nepotpuno sagorevanje biomase pri čemu nastaje mešavina gasova koja se sastoji od ugljen monoksida, vodonika i metana. Dobijena mešavina gasova se može koristiti u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem ili kao zamena za lož ulje.

Biohemijska konverzija biomase


Kako je biomasa prirodni materijal, mnogi visoko efikasni biohemijski procesi su razvijeni u prirodi kako bi se razgradili molekuli biomase. Mnogi od ovih biohemijskih procesa se mogu podsticati i kontrolisati. Za ove procese koriste se različiti mikroorganizmi, bakterije i enzimi.

Uticaj na životnu sredinu


Biomasa je deo zatvorenog ugljeničkog kruga. Ugljenik koriste biljke tokom rasta, prilikom spaljivanja biomase ugljen dioksid se ponovo oslobadja u atmosferu. Ukoliko se konstantno sadi ista količina drveća koja se spaljiuje, ovaj oblik energije neće imati značajniji uticaj na zagadjenje životne energije.

Biomasa se smatra obnovljivim izvorom energije, ali ukoliko se spaljivanje mase vrši nekontrolisano i bez obnavljanja šuma, može se doprineti zagadjenju životne energije.  

четвртак, 29. јануар 2015.

Hidroenergija

Uvod


Hidroenergija je energija vode tj. energija dobijena od tekuće vode ili vodenog pada. Od davnina se koriste razni vodeni mlinovi za najrazličitije svrhe kao na primer : mlinovi za žito, pilane, mlinovi za tekstil, razne čekiće, kranove, mlinove za rude i slične stvari.

Od početka 20tog veka, izraz hidroenergija se uglavnom vezuje za hidroelektrane i proizvodnju električne energije. Internacionalne institucije poput Svetske Banke vide hidroenergiju kao sredstvo za ekonomski razvoj koji ne zagadjuje životnu sredinu.

Hidroenergija je najrasprostranjeniji i najčešće korišćeni obnovljivi izvor energije na svetu, procene su da se oko 20% ukupno proizvedene električne energije proizvede u hidroelektranama. Predvidja se da će godišnje ovaj procenat rasti za 3% godišnje u narednih 25 godina. Hidroenergija se koristi u 150 država, Kina je globalni lider u proizvodnji električne energije u hidroelektranama. Kina otprilike 17% električne energije koju proizvodi, proizvede u hidroelektranama. U svetu postoje četri hidroelektrane veće od 10GW : Tree Gorges Dam i Xiluodu Dam u Kini, Itaipu Dam na granici Brazila i Paragvaja i Guri Dam u Venecueli.

Cena hidroenergije je relativno niska, što je čini pristupačnim izvorom obnovljive energije. Prosečna cena električne energije iz hidroelektrane veće od 10MW je izmedju 3 i 5 U.S Dolar centi po kwh. Hidroenergija je takodje veoma fleksibilan izvor električne energije pošto količina energije koja se proizvodi može brzo da se smanji ili poveća u zavisnosti od potreba.

Medjutim, hidroelektrane prekidaju tokove reka i mogu štetiti lokalnim ekosistemima. Takodje gradnja velikih hidroelektrana obično podrazumeva izmeštanje naselja i životinjskog sveta iz neposredne blizine. Jednom kada se hidroelektrana izgradi, ona više na direktan način ne zagadjuje životnu sredinu i značajno smanjuje zagadjenje vazduha koje proizvode elektrane na fosilna goriva ili ugalj.

Vrste hidroelektrana


Konvencionalne hidroelektrane su ustvari akumulacione hidroelektrane. Hidroenergija dolazi od potencijalne energije vode, koja se dobija pregradjivanjem reke i stvaranjem akumulacionog jezera, a koja pokreće vodene turbine i generatore. Snaga koja se dobija iz vode zavisi od količine vode i visinske razlike izmedju izvora vode i ispusta vode. Ova razlika u visini se naziva vodeni zid. Potencijalna energija vode je u direknoj proporcionalnoj zavisnosti od visine vodenog zida. Velika cev doprema vodu do turbine.

Reverzibilne hidroelektrane su slične konvencionalnim hidroelektranama. Ove hidroelektrane se koriste kada treba da se zadovolji pik potrošnje električne energije, one koriste pomeranje vode izmedju rezervoara u različitim nivoima. Kada je potreba za električnom energijom niža, višak generisanog kapaciteta se koristi da se voda upumpa u višlji rezervoar. Kada poraste potreba za električnom energijom, voda se oslobadja u niži rezervoar i pritom pokreće turbinu. Reverzibilne hidroelektrane služe za uravnotežavanje proizvodnje i potrošnje u elektrodistributivnoj mreži.

Protočne hidroelektrane ne koriste potencijalnu energiju vode nego samo kinetičku energiju vodenog toka. Ove hidroelektrane nemaju rezervoar i ne zadržavaju vodu, voda koja teče rekom se ne zadržava već samo protiče kroz njihove turbine.

Hidroelektrane na talase koriste dnevnu energiju plime i oseke na okeanima, ovi izvori energije su visoko predvidivi.

Prednosti i mane hidroelektrana


Prednosti:
  • Fleksibilnost. Hidroelektrane su fleksibilan izvor električne energije, što omogućava brzo smanjenje ili povećanje proizvodnje električne energije.
  • Niska cena proizvodnje energije. Glavna prednost hidroenergije je eliminacija troškova za goriva.
  • Prilagodljivost industrijskim potrebama.
  • Smanjenje ispuštanja CO2 gasova.
  • Upotreba rezervoara za druge namene. Rezervoari koji se stvaraju za hidroelektrane često su turistička atrakcija, ili služe kao teren za vodene sportove.
Mane:
  • Oštećenje ekosistema i zauzimanje velikih površina zemlje.
  • Transport drugih čestica i njihovo taloženje prilikom protoka vode.
  • Proizvodnja metana. Ovo se javlja u toplijim krajevima usled razlaganja biljnog materijala koji se nalazio u poplavljenim područjima oko hidroelektrane.
  • Rasejavanje ljudi i životinjskog sveta iz neposredne blizine hidroelektrane.
  • Rizik od pucanja brane usled lošeg kvaliteta gradnje.

Poredjenje hihroenergije sa ostalim izvorima energije


Hidroenergija eliminiše CO2 zagadjenja koja ispuštaju fosilna goriva, kao i ostala zagadjenja vazduha. U poredjenju sa nuklearnom energijom hidroenergija ne proizvodi nuklearni otpad.

U poredjenju sa energijom vetra, hidroenergija je predvidljiviji izvor energije. Ukoliko hidroelektrana ima rezervoar, može proizvoditi električnu energiju kada god je potrebno. Hidroelektrane mogu lako povećati ili smanjiti proizvodnju električne energije.


Energija vetra

Uvod


Energija vetra se dobija iz strujanja vetra pomoću vetrenjača ili jedra kako bi se dobila mehanička ili električna energija. Vetrenjače se koriste da generišu električnu energiju, mlinovi na vetar se koriste zbog svoje mehaničke snage, pumpe na snagu vetra za navodnjavanje, a jedra da pokreću brodove. Energija vetra je alternativa fosilnim gorivima, ima je u izobilju, obnovljiva je, dostupna širom planete, čista, nezagadjuje i zauzima malo prostora na zemlji.


Veliki vetro parkovi se sastoje od hiljada pojedinačnih vetrenjača koje su povezane na elektrodistributivnu mrežu. Veliki vetro parkovi mogu zauzimati veliku površinu, ali se zemlja izmedju vetrenjača može koristiti u poljoprivredne ili druge svrhe. Prema trenutnim analizama EU, priobalni vetar je jeftin izvor električne energije, u rangu a na mnogim mestima i jeftiniji od proizvodnje struje na ugalj, gas ili fosilna goriva. Priobalni vetar je stabilniji i jači od vetra na kopnu, ali su troškovi izgradnje i održavanja veći. Manji priobalni vetro parkovi mogu električnom energijom napajati izolovane lokacije ili upumpavati električnu energiju u elektrodistributivnu mrežu.

Energija vetra je poprilično konstantna tokom cele godine ali ima manje varijacije tokom kraćih vremenskih perioda. Zbog toga se često koristi u kombinaciji sa drugim izvorima energije kako bi se dobilo pouzdano snadbevanje energijom. Kako  se povećava proizvodnja električne energije iz vetra, javlja se potreba da se nadogradi elektrodistributivna mreža, i poveća mogućnost zamene konvencionalne energije sa energijom dobijenom iz vetra. Ovi problemi se mogu prevazići pomoću tehnika upravljanja električnom energijom poput: povećanog kapaciteta mreže, dobro geografski rasporedjenim vetrenjačama, dovoljnoljnom proizvodnjom električne energije iz hidro-elektrana, uvozom i izvozom električne energije u susedne države, ili smanjenjem potrošnje u periodima kada je proizvodnja energije iz vetra mala.

U 2013 godini Danska je proizvodila više od trećine ukupne potrošnje električne energije iz vetra, pored Danske još 83 države u svetu koriste energiju vetra za proizvodnju električne energije.
Skoro sve velike vetrenjače imaju isti dizajn - turbinu sa horizontalnom osom sa rotorom i tri propelera nakačena na frh vetrenjače.

Ekonomska isplativost


Proizvodna cena električne energije pomoću energije vetra spustila se na cenu proizvodnje električne energije iz tradicionalnih izvora u nekim delovima Evrope i Americi još sredinom 2000tih. Vetrenjače zahtevaju veću investiciju u startu, ali kasnije nema troškova za gorivo. Zbog toga je cena energije dobijene putem vetra stabilnija nego cena energije koja se dobija iz fosilnih goriva čije cene variraju. U 2004toj, cena egergije dobijene iz vetra bila je pet puta manja nego cena energije dobijene iz vetra u 1980toj godini. Cena električne energije dobijene iz vetra je već jeftinija od električne energije dobijene od uglja. Cena energije vetra je u konstantno u padu, sto je čini sve rasprostranjenijom i pristupačnijom.

Manje vetrenjače


Manje vetrenjače su vetrenjače snage do 50kW. Izolovane zajednice, koje se oslanjaju na dizel agregate, mogu koristiti energiju vetra kao alternativu. Ljudi mogu ugraditi vetrenjače kako bi smanjili račune za električnu energiju  ili smanjili zagadjenje. Vetrenjače u kombinaciji sa akumulatorima se koriste decenijama za generisanje i skladištenje električne energije u udaljenim i izolovanim naseljima. U današnje vreme mogu se videti vetrenjače na kućama i zgradama koje ne mogu generisati dovoljno električne energije da zadovolje sve energetske potrebe, ali utiču značajno na smanjenje računa za električnu energiju.

Kućne vetrenjače mogu biti nezavisne ili povezane na elektrodistributivnu mrežu. 

Vetrenjače povezane na elektrodistributivnu mrežu koriste elektrodistributivnu mrežu kao skladište za energiju. Dakle, kada vetrenjače proizvode više električne energije nego što možemo a potrošimo energija se upumpava u elektrodistributivnu mrežu i koristi kasnije kada vetrenjača neproizvodi dovoljno energije da zadovolji potrošnju.

Nezavisne vetrenjače se koriste u kombinaciji sa akumulatorima kako bi se skladištila električna energija. Vetrenjače ovako spojene su potpuno nezavisne od elektrodistribucije. Često se nezavisne vetrenjače koriste u kombinaciji sa solarnim panelima ili dizel agregatima kako bi se obezbedila električna energija u danima kada nema dovoljno vetra.

Energija vetra i zagadjenje životne sredine


Energija vetra zanemarljivo zagadjuje životnu sredinu u poredjenju sa fosilnim gorivima. Iako vetro parkovi mogu da zauzmu velike površine zemlje, zemljište ispod vetrenjača je i dalje pogodno za poljoprivredu pošto su temelji za vetrenjače relativno mali. U nekim izveštajima se pominje povećana smrtnost ptica u blizini vetrenjača i drugih veštačkih gradjevina, ovo se može smanjiti ukoliko se primene sve mere zastite prirodnih staništa ptica. Vetrenjače takodje proizvode i odredjenu buku, na razdaljini od 300m ona je otprilike 45dB, što je za nijansu glasnije od frižidera. Na razdaljini od 1,5km vetrenjače se gotovo nečuju.

среда, 28. јануар 2015.

Šta su obnovljivi izvori energije

Uvod


Obnovljiva energija je generalno definisana kao energija koja dolazi iz izvora koji se prirodno obnavljaju. U obnovljive izvore energije spada: solarna energija (energija sunca), vetar, kiša, energija plime i oseke, talasi i geotermalna toplota. Obnovljiva energija menja konvencionalna goriva u tri različite oblasti: proizvodnji električne energije, zagrevanju vode/prostora i  proizvodnji motornih goriva.

Svetske investicije u oblasti obnovljive energije su bile preko 214 milijardi USD u 2013 godini, sa USA i Kinom kao globalnim liderima u investicijama.

Rasprostranjenost resursa


Resursi obnovljive energije postoje na raznim geografskim širinama, nasuprot ostalim energetskim resursima, koji su koncentrisani u ograničenom broju država. Brzi razvoj onovljivih izvora energije i energetska efikasnost rezultuju povećanom energetskom sigurnošću, zaštitom životne sredine i ekonomskom isplatljivošću. Na državnom nivou, bar 30 država širom sveta ima bar 20% proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora energije.

Iako su mnogi projekti za iskorišćenje obnovljivih resursa veliki projekti, obnovljive energije su pogodne i za ruralne sredine i zemlje u razvoju, gde je energija često neophodna za ljudski razvoj.

Tokovi obnovljivih izvora energije uključuju prirodne fenomene kao sto je sijanje sunca, vetar, talase, rast biljaka, geotermalnu toplotu.

Obnovljiva energija se crpi iz prirodnih procesa koji se konstantno obnavljaju. U raznim oblicima, crpi se direktno od sunca, ili iz toplote generisane duboko u zemlji. U obnovljive izvore spadaju električna energija i toplota generisani iz solarnih resursa, vetra, okeana, vodenih tokova, biomase, geotermalnih resursa, kao i bio goriva.

Iskorišćenost resursa


Upotreba energije vetra raste na godišnjem nivou 30 % u svetskim razmerama, instalirana snaga u 2012 godini je iznosila 282482 MW i koristi se aktivno širom Evrope, Azije i Amerike. Na kraju 2012 godine solarni paneli su u svetu imali ukupnu instaliranu snagu od 100000 MW, solarni paneli su popularni u Nemačkoj i Italiji. Solarna energija za grejanje se koristi u Španiji i Americi, a najveće solarno postrojenje za grejanje se nalazi u Majavi pustinji i ima snagu od 354 MW. Najveće geotermalno postrojenje na svetu nalazi se u Kaliforniji, sa nominalnim kapacitetom od 750 MW.

Brazil ima jedan od najvećih programa u oblasti iskorišćenja obnovljivih izvora energije, koja uključuje i proizvodnju etanola iz šećerne trske, tako da etanol danas u Brazilu pokreće 18% automobila.

Obnovljivi izvori energije su velika šansa za energetsku efikasnost jer postoje širom sveta, suprotno od ostalih energetskih izvora, koji su koncentrisani u odredjenom broju država.

Za šta se može koristiti obnovljiva energija?


Obnovljiva energija menja konvencionalna goriva u tri različite oblasti:

  • Proizvodnji električne energije. Obnovljiva energija obezbedjivala je 21.7% generisane električne energije širom sveta u 2013 godini. Generatori električne energije su rasprostranjeni u mnogim državama. Neke države dobijaju većinu električne energije za svoje potrebe iz obnovljivih izvora energije poput Islanda(100%), Norveške(98%), Brazila(86%),  Austrije(62%), Novog Želanda(65%) ili Švedske(54%).
  • Grejanje. Solarno grejanje vode zauzima značajan procenat u grejanju u mnogim državama, najviše u Kini. Širom sveta instalirani su sistemi za solarno grejanje vode koji zadovoljavaju potrebe 70 miliona domaćinstava za sanitarnom vodom. Procenat domaćinstava koje se greje na biomasu raste iz dana u dan. Geotermalno grejanje je takodje u porastu.
  • Transportna goriva. Obnovljiva bio goriva doprinela su značajnom smanjenju potrošnje nafte. u 2009 godini oko 5% ukupno potrošenog goriva u svetu bilo je bio-gorivo.