ecodesign hystorical issues - nts.edu.rs · pdf filepoluprovodnici, i one transformišu...
Post on 06-Feb-2018
219 Views
Preview:
TRANSCRIPT
2
TEMATSKI SADRTEMATSKI SADRŽŽAJAJ
Najrasprostranjeniji alternativni izvori energije
Udeo alternativnih izvora energije u ukupnom bilansu izvora energije
EOLSKA ENERGIJA -
Vetroturbine
SOLARNA ENERGIJA-
Fotovoltažne ploče-
Solarni kolektori i koncentratori
ENERGIJA VODE
-
Hidroenergija (hidrocentrale)
-
Plima i oseka
- Energija talasa
-
Energija morskih struja
-
Osmotske centrale
-
Konverzija termalne energije okeana (OTEC centrale)
- Energetska ostrva
ENERGIJA BIOMASA
-
Tipovi biomasa
- Načini prerade biomasa i dobijanja energije iz biomasa
GEOTERMALNA ENERGIJA –
Geotermalni izvori
3
Alternativni izvori energijeAlternativni izvori energije
•
Krajem prošlog veka problem globalnog zagrevanja ukazao je na neophodnost iznalaženja čistih i održivih izvora energije.
•
Prirodni resursi su ograničeni i predviđa se da će biti potrošeni u narednih 100 godina.
•
Obnovljivi izvori energije su prema okolini
više ekološki (manje štetni) u odnosu na konvencionalne, iako su neki još
uvek skuplji; ipak, budućnost pripada njima.•
Održivim izvorima energije se tehnički lako manipuliše i ne postoji potreba za kontrolom zloupotrebe.
•
Najznačajnija karakteristika održivog energetskog sistema je minimizacija uticaja na okolinu prilikom proizvodnje i upotrebe energije; smanjenje cene i uticaja na okolinu će se sve više ostvarivati usavršavanjem (razvojem) sistema.
4
Alternativni izvori energijeAlternativni izvori energije
ENERGIJAENERGIJA
5
Alternativni izvori energijeAlternativni izvori energije
Najrasprostranjeniji
i najrazvijeniji
alternativni(obnovljivi) izvori energije su:
•
Eolska energija (vetar)•
Solarna energija (sunce)
•
Energija vode•
Energija biomasa
•
Geotermalna energija
6
Udeo obnovljivih izvora energijeUdeo obnovljivih izvora energije u ukupnom bilansu izvora energijeu ukupnom bilansu izvora energije
ObnovljivaObnovljiva
NaftaNafta
GasGas
Nuklearna Nuklearna UgaljUgalj
7
Parcijalni udeo tipova obnovljive Parcijalni udeo tipova obnovljive energije u obnovljivoj energijienergije u obnovljivoj energiji
SolarnaSolarnaEolskaEolska
GeotermalnaGeotermalna
OtpadOtpad
HidroHidro
Plima i osekaPlima i oseka
8
Eolska energija Eolska energija ––
energija vetraenergija vetra
9
Eolska energija Eolska energija ––
energija vetraenergija vetraLjudi su oduvek koristili vetrenjače za mlevenje žita i pumpanje vode.
Efikasnost vetro-turbine u mnogome zavisi od količine vetra.
Glavni problemi koji se javljaju u primeni vetro-turbina su:•
Promena pristupa u radu elektroenergetskog sistema•
Zahtevi za povezivanje vetroelektrana radi održavanja stabilnog i pouzdanog snabdevanja
•
Proširenje i modifikacija mreže infrastrukture•
Uticaj snage vetra na adekvatnost sistema
U poslednjih 10 godina količina vetra u Evropskoj Uniji se povećala u proseku za 32% godišnje.
10
11
Eolska energija Eolska energija ––
energija vetraenergija vetra
Brzina vetra Brzina vetra [[m/sm/s]]
Sn
aga
Sn
aga
[[ kWkW
]]
12
Eolska energija Eolska energija ––
energija vetraenergija vetra
Vetroturbine se mogu klasifikovati kao:
•
Male (izlazna snaga <
2
kW), ili normalne (izlazna snaga >
2
kW)
•
Sa horizontalnom ili vertikalnom (manje je efikasna) osom turbine
•
Sa elisom sa jednom, dve, tri ili više lopatica•
Sa prostim rotorom ili rotorom tipa točka
•
Sa vetrom spreda ili u leđa•
Sa jednim ili više rotora
•
Kopnene i priobalske
13
Eolska energija Eolska energija ––
energija vetraenergija vetra
Priobalska Sa horizontalnom osom Sa vertikalnom osom
14
Eolska energija Eolska energija ––
energija vetraenergija vetra
Turbine sa 1.,2. i 3 lopatice i sa više rotora
Tipovi rotora
15
Eolska energija Eolska energija ––
energija vetraenergija vetra
•
Danas se uglavnom koristi normalni rotor sa tri lopatice•
Većina turbina je frontalno okrenuta vetru, ali ima i onih koje koriste “vetar u leđa”
•
Kada je vetar jak, mogu se koristiti i turbine sa više rotora, kako bi se proizvelo više energije.
•
Uticaj na okolinu koji vetroturbine proizvode se odnosi na nivo buke, vizuelni efekat i uticaj na ponašanje životinja u toj oblasti (uglavnom ptica)
•
Vetroturbine se ne postavljaju proizvoljno, već
se njihov položaj pažljivo planira
•
Merenje nivoa buke vetroturbina, obavljeno se sa udaljenosti od 250m, pokazuje da
je proizvedeni nivo buke između nivoa pozadinske buke u kancelariji i nivoa buke proizvedenog u domaćinstvu.
16
Eolska energija Eolska energija ––
energija vetraenergija vetraNivo buke vetroturbineBukaBuka
17
Solarna energija Solarna energija ––
energija Suncaenergija Sunca
18
Solarna energija Solarna energija ––
energija Suncaenergija Sunca
•
Energija dobijena od Sunca se koristi za dobijanje električne (PV ploče) i toplotne energije (solarni kolektori).
•
Sunčeva korona emituje radijaciju na efektivnoj temperaturi crnog tela od 58000 K sa zračenjem od približno 70000-80000 kW/m2.
•
Sunčevo zračenje dospeva na površinu Zemlje i deo se reflektuje nazad u atmosferu;u atmosferi
se deo te radijacije reflektuje ponovo nazad na površinu od kapljice vode, čestica prašine itd. Ovo je razlog zašto sunčeva radijacija ima dve komponente: koncentrisano zračenje (direktan snop) i difuzno zračenje (reflektovana komponenta).
19
20
Solarna energija Solarna energija ––
energija Suncaenergija SuncaU cilju dobijanja električne energije uglavnom se koriste Foto-voltažne ploče (PV ploče), a u cilju dobijanja toplotne energije, koriste se solarni kolektori.
PV ploče se sastoje od solarnih ćelija koje su Poluprovodnici, i one transformišu fotone sunčeve svetlosti u elektricitet.
Postoje tri tipa solarnih ćelija:•
Monokristalne (najskuplje, efikasnost 15-17%)•
Polikristalne (režu se na ćelije iz velikih blokova kristala, efikasnost 14%)•
Amorfne (tanak sloj Si
poprskan na staklo, efikasnost 8%, bolje rade sa difuznim svetlom, postavljaju se na zastore prozora i fasada zgrada)
Pored tri osnovna tipa, postoje i hibridne solarne ćelije, koje su kombinacija monokristalnih i tehnologije sa tankim slojevima.
Monokristalne solarne ćelije
21
Solarna energija Solarna energija ––
energija Suncaenergija Sunca
•
Solarni kolektori su paneli (ploče), koji prikupljaju sunčevu radijaciju, transformišu je u toplotnu energiju i prenose je fluidom do izmenjivača toplote.
•
Koriste se u domaćinstvima za dobijanje tople vode, grejanje bazena, rashlađivanja prostorija
Primena solarnog kolektora za dobijanje tople vode u domaćinstvu
Još
jedan način dobijanja toplevode je primenom grupnog (zapreminskog) kolektora, kojise farba u crno i cela njegova površina je izložena suncu
22
Solarna energija Solarna energija ––
energija Suncaenergija SuncaSolarni kolektori se mogu klasifikovati prema:•
Obliku (ravne ploče ili kolektori tipa koncentratora –
tačkastog ili linijskog podtipa)
•
Fluidu koji prenosi toplotu (tečnost ili vazduh)•
Tipu konstrukcije (krovna, integrisana u krov: sa bojlerom ili bez, na fasadi, na zemlji)
•
Nameni (grejanje vode, pripremanje hrane, destilacija vode, sušenje, elekticitet, proizvodnja mehaničke energije, klimatizacija, ledomati)
Solarni kolektori tipa ravnih ploča prikupljaju i direktno i difuzno sunčevo zračenje, dok koncentratori prikupljaju samo direktno zračenje i mogu biti sa ili bez mehanizma za praćenje sunca.
Solarni kolektori tipa ravnih ploča rade na nižim temperaturama i kao fluid koriste tečnost, dok koncentratori rade na vrlo visokim temperaturama i koriste vazduh kao prenosni fluid.
23
Solarna energija Solarna energija ––
energija Suncaenergija Sunca
Solarni kolektori tipa ravne ploče
24
Solarna energija Solarna energija ––
energija Suncaenergija Sunca
Solarni kolektor-koncentratortačkastog tipa
Solarni kolektor-koncentratorlinijskog tipa
25
Energija vodeEnergija vode
26
Postoje više načina eksploatacije energijevode:
•
Hidroenergija (Hidrocentrale)•
Plimska energija
•
Energija talasa•
Energija morskih struja
•
Osmoza•
Konverzija termalne energije okeana (OTEC)
•
...
Energija vodeEnergija vode
27
HidroHidro--elektraneelektrane
Efikasnost hidro-elektrana zavisi od karakteristika vode (brzine, protoka, turbulencije)
Hidro-elektrane su pouzdanije od energije vetra, solarne ili energijetalasa, jer kada se jednom sagrade, one konstantno proizvode električnu energiju.
Hidro-elektrane koriste samo potencijalnu energiju vode.
28
Plimske elektranePlimske elektrane
•
Plima i oseka predstavljaju kretanje vode (dvaput dnevno) usled mesečeve gravitacije.
•
Plimske elektrane koriste to kretanje radi dobijanja električne energije.
•
Ove elektrane proizvode el. energiju samo par sati dnevno.
29
Plimske elektranePlimske elektrane
30
31
Energija talasaEnergija talasaOvaj vid proizvodnje energije daje velike količine energije i ovaj sistem funkcioniše kada ima vetra koji stvara talase.
32
33
Energija morskih strujaEnergija morskih struja
Energija se od morskih struja dobija na isti način kao i u hidrocentralama.
34
Princip osmozePrincip osmoze (Osmotic power ili Salinity gradient power)(Osmotic power ili Salinity gradient power)
Osmotske centrale generišu energiju na osnovurazlike u gustini slane i slatke vode.
Razlikuju se dva principa:
Razlika
pritisaka
(pressure retarded osmosis -
PRO)
Reverzna elektrodijaliza
(reverse electrodialysis -
RED)
35
Princip osmozePrincip osmoze (Osmotic power ili Salinity gradient power)(Osmotic power ili Salinity gradient power)
36
Konverzija termalne energije okeanaKonverzija termalne energije okeana (Ocean Thermal Energy Conversion (Ocean Thermal Energy Conversion --
OTEC)OTEC)
Kod OTEC sistema potrebno je da razlika u temperaturi između površinske vode ivode na dubini od 1 km (odakle se uzima hladna voda) bude 20°.
37
38
Energija biomasaEnergija biomasa
39
40
Energija biomasaEnergija biomasa
•
Biomasu predstavljaju biljke (uglavnom drvo i morska trava) i đubriva životinjskog porekla
•
Biomasa je glavni izvor energije u istoriji•
Prednosti biomase se odnose uglavnom na nisku cenu i čistiju okolinu.
•
Glavni nedostatak energije biomase je emisija CO2
u atmosferu.•
Pored sagorevanja, kao glavnog načina dobijanja energije iz biomase, drugi način na koji se može dobiti energija iz biomase je konverzijom u biogas.
41
42
43
Geotermalni izvoriGeotermalni izvori
44
45
Geotermalni izvoriGeotermalni izvori
Geotermalna energija se dobija bušenjem bunara na mestima gde postoji termalna aktivnost u zemlji.
46
1.
Šta je eolska energija i koji tipovi vetroturbina postoje ?2.
Šta je foto ćelija i koji tipovi postoje ?3.
Razlika između fotovoltažne ploče i solarnog kolektora i navesti tipove solarnih kolektora (koncentratora) ?
4.
Koja je glavna mana plimskih centrala ?5.
Princip rada centrala koje koriste energiju talasa ?6.
Šta je osmoza ?7.
Sličnost između hidrocentrala i centrala koje koriste morske struje ?8.
Šta su OTEC centrale i koji je osnovni uslov za njihovo funkcionisanje ?9.
Tipovi biomasa i načini dobijanja energije iz biomasa?10.
Šta su geotermalni izvori ?
Ključne reči:(eol power, photovoltaic, solar cells, solar power, solar energy, solar collector, wave energy, tidal energy, ocean (marine) current, salinity gradient -
osmosis,ocean termal energy conversion –
OTEC, biomass, geothermal energy)
Rezime
top related