Sme tu preto, aby sme plnili
požiadavky a želania
našich zákazníkov.

Dosiahneme to profesionálnym
prístupom a spoľahlivou prácou.

Obnoviteľné zdroje energie

Súčasný svetový trend v energetickej politike presadzuje vyrovnaný "tz. energetický mix" jednotlivých druhov energie. Ich úloha je priamo závislá na hodnotení z hľadiska trvalo udržateľného rozvoja aj z hľadiska ekonomických ukazovateľov. Okrem klasických zdrojov ako sú napr. fosílne palivá, urán alebo jadrová energia to pochopitelne platí aj pre obnoviteľné zdroje. Vo všeobecnom ponímaní ide o nevyčerpateľné formy energie Slnka a Zeme.

Medzi obnoviteľné zdroje energie patria:

  • energia slnečného žiarenia
  • energia vody
  • energia zeme
  • energia vetra
  • geotermálna energia
  • energia bioamasy
  • energia prílivu a odlivu morí a oceánov

Požiadavka na maximálne využívanie obnoviteľných zdrojov je aj jedným z kľúčových bodov energetickej politiky Európskej únie a Slovenska nevynímajúc. Podľa výsledkov prieskumu vykonaného štatistickým úradom EÚ Eurostat považuje zvyšovanie podielu obnoviteľných zdrojov energie na bilanciu spotreby energie za jeden z prioritných úloh svojich vlád 90% občanov členských krajín EÚ. Členské krajiny EÚ sa zaviazali, že do roku 2020 znížia emisie skleníkových
plynov o 20 percent, obnoviteľné zdroje energie budú predstavovať 20 percent z konečnej spotreby energií a 10 percent spotreby v doprave a energetická
spotreba sa takisto zníži o 20 percent v porovnaní s jej prognózovanou hodnotou v roku 2007.

Slovenská republika sa však Európskej únii (EÚ) zaviazala dosiahnuť 14% spotreby z OZE do roku 2020, čo sa ale považuje za málo ambiciózny plán. Energetická náročnosť Slovenska bola v roku 2010 štvrtá najvyššia zo všetkých členských štátov EÚ. Aj tento fakt poukazuje na vysoký potenciál pre úspory energie. Napr. podiel jadrovej energetiky na výrobe elektriny predstavuje 55 % a radí Slovensko na tretie miesto na svete (po Francúzku a Litve).

Slnečná energia (slnečné žiarenie, solárne radiácia) predstavuje jediný zdroj života na našej planéte. Bez tejto energie by neexistoval život na našej planéte. Od tejto energie sa v podstate odvíjajú všetky ostané zdroje v rámci OZE. Táto energia vzniká jadrovými premenami vo vnútri Slnka. Vzhľadom k tomu, že vyčerpanie zásob vodíka na Slnku je v fyzikálneho hladiska očakávané až v poriadku miliárd rokov, označuje sa tento zdroj energie ako obnoviteľný. Drvivá väčšina energie, ktorá sa na Zemi nachádza sa aj využíva.

Slnečné kolektory

Zariadenia ktoré využívajú slnečné žiarenie priamo sa nazývajú slnečné kolektory. Na povrch zemskej atmosféry dopadá slnečné žiarenie s intenzitou 1360W/m2. Zo žiarenia dopadajúceho na povrch atmosféry sa 34% energie odrazí späť do vesmíru, 19% sa absorbuje v atmosfére a 47% dopadne na povrch zeme. Na Slovensko dopadne energia slnečného žiarenia v priemere za rok od 850 do 1100 kWh/m2 plochy. Rok má 8760 hodín. V našich klimatických podmienkach svieti Slnko od 1300 do 1900 hodín. Smer dopadu slnečných lúčov sa neustále mení. Plocha kolektora sa najlepšie využije, keď bude umiestnená kolmo na dopadajúce slnečné lúče. V našich podmienkach je úplne postačujúce, keď kolektor nasmerujeme celoročne pevne na juh s uhlom sklonu voči vodorovnej rovine 30° až 45°. Účinnosť je daná polomerom zachyteného a dopadajúceho tepelného toku. V lete dosahujú solárne zariadenia účinnosť nad 80%. V zime účinnosť zasa klesá aj pod 10%.

  • aktívne solárne termické systémy (napr. trubicové kolektory) slúžia predovšetkým na výrobu teplej vody kde slnečné žiarenie je zachytené absorbérom, v ktorom sa teplo odovzdáva kvapaline. Môžu pokryť až 60% ročnej spotreby teplej vody v domácnosti, ale môžu byť aj zdrojom  doplnkového nízkopotenciálneho vykurovania.
  • koncentrické kolektory slúžia na prípravu teplej vody s vyššou účinnosťou. Reflexné žľaby s parabolickým profilom sústreďujú slnečné lúče na
    rúry umiestnené v ohnisku s teplonosnou kvapalinou.
  • slnečné fotovoltické články pracujú na princípe fotoelektrického javu a priamo premieňajú svetlo na jednosmerný elektrický prúd. Základným elementom fotovoltického zariadenia je solárny článok. Tento premieňa slnečnú energiu priamo na elektrickú. Základným materiálom solárneho článku je kremík v polykyrištalickej, monokryštalickej alebo amorfnej forme. Panely s monokryštalickým kremíkom sú drahšie ale účinnejšie až 20%. Články s amorfným kremíkom sú výrazne lacnejšie ale s účinnosťou iba 8 -10%. Kryštalické slnečné články sú integrované do tzv. solárnych modulov resp. panelov s výkonom 100 - 130W/m2. Slnečný panel veľkosti 1m2 reálne vyrobí (na Slovensku) za rok 100 - 140kWh elektrickej energie. Cena takto vyrobenej kilowatthodiny vychádza od 0,50 do 1,00€.

Tepelné čerpadlá

Energie okolo nás je dostatok, má však nízku teplotu na to, aby mohla byť využitá na ohrev teplej vody alebo na kúrenie. Taktiež v prevádzke rôznych technológií je výstupom teplo s nízkou teplotou, ktoré sa ďalej dá len ťažko využiť. Existuje však technické zariadenie, ktoré vie túto teplotu efektívne zvýšiť.
Nazýva sa tepelné čerpadlo. Slovensko môže byť hrdé na to, že konštruktérom prvého tepelného čerpadla na svete je slovenský rodák Aurel Stodola. Jeho
tepelné čerpadlo z roku 1928 dodnes pracuje vo Švajčiarsku a vykuruje radnicu v Ženeve s odoberaním tepla z vody jazera.

Tepelné čerpadlo pracuje v princípe ako chladiace zariadenie, ktorého hnacím prvkom je najčastejšie kompresor poháňaný elektromotorom. Zariadenie
odoberá vo výparníku odparením chladiva teplo z prostedia s nižšou teplotou, tým prostredie ochladzuje a s pomocou hnacej energie (elektrickej, mechanickej, tepelnej) stlačené chladivo skondenzovaním v kondenzátore odovzdá do prostredia s vyššou teplotou (napr. vykurovacie médium - voda) . Tým ho zohrieva. Teplo privádzané z výparníka do kondenzátora sa pritom zvyšuje o teplo, na ktoré sa mení v komresore hnacia energia. Zjednodušene povedané, tepelné čerpadlo je vykurovacím zariadením, ktoré pracuje na opačnom princípe ako kompresorová alebo absorpčná chladnička. Chladnička odoberá teplo z potravín, ktoré sú v nej uložené a výmenníkom na zadnej stene chladničky ho odvádza do prostredia.

Tepelné čerpadlo odoberá teplo z prostredia (vzduch, voda, pôda) a odvádza ho do vykurovacieho média. Toto zariadenie teda odvádza teplo z nižšej
teplotnej hladiny do vyššej. Je schopné využiť aj relatívne chladný zdroj tepla (napr. studený vzduch alebo studenú vodu). Mení pritom energiu studeného zdroja tepla na paru pracovnej látky. Veľmi jednoducho si tento proces možeme vyskúšať pomocou kolínskej vody.

Poďla zdroja nízkopotenciálnej energie a vykurovacieho média, rozoznávame základné druhy tepelných čerpadiel:  vzduch – voda, voda - voda , zem – voda príp. vzduch - vzduch pričom prvá časť názvu uvádza nižšiu teplotnú hladinu (tzn. odkiaľ sa teplo odoberá) a druhá časť vyššiu teplotnú hladinu (kam sa teplo odovzdáva).

Tepelné čerpadlo nie je perpetum mobile a nepracuje bez dodanej energie. Jeho tepelný (vykurovací) výkon je daný súčtom oboch vložených energií (energie z prostredia a energie na pohon) a je preto vždy väčší ako energia vynaložená na pohon. Na celkovom množstve tepla odovzdaného do druhého prostredia, a teda tepelnom výkone, sa asi 60 - 70% podieľa teplo odobraté z chladnejšieho prostredia (kde je zadarmo k dispozícií) a asi 30 - 40% dodaná energia (elektrina, plyn), ktorá sa musí zaplatiť.

Biomasa

Spaľovaním biomasy sa získava energia už od nepamäti. Biomasa sa aj v súčasnej dobe využíva hlavne na výrobu tepla, prípadne aj elektriny (kogenerácia) alebo ako surovina pre výrobu plynných, kvapalných či pevných palív. Biomasa v podobe rastlín je chemicky zakonzervovaná slnečná energia. Je to súčasne jeden z najuniverzálnejších a najrozšírenejších zdrojov energie na Zemi. Okrem toho, že poskytuje výživu, používa sa ako stavebný materiál, vyrába sa z nej papier, lieky alebo chemikálie, je tiež výborným palivom. Biomasa sa ako palivový zdroj využíva od objavenia ohňa. Jej výhodou je, že ponúka nielen veľkú rôznorodosť vstupných surovín, ale aj univerzálne využitie v energetike. Je ju možné využiť nielen na výrobu tepla ale aj na výrobu elektriny v moderných spaľovacích zariadeniach. Kvapalné a plynné formy biomasy (etanol, metanol, drevoplyn, bioplyn) je tiež možné použiť na pohon motorových vozidiel. Dnes sa však často považuje za nízko kvalitné palivo a v mnohých krajinách sa ani neobjavuje v energetických štatistikách.

Veterná energia

Energia vetra (ako aj iné alternatívne zdroje energie) pochádza zo Slnka. Na rozdiel od priamej slnečnej energie je však určitým spôsobom "akumulovaná" vo vzdušnom obale Zeme a v podobe oblastí s rozdelnou teplotou a tlakom. Vietor je teda len časové rozloženie energie, je využiteľnejší ako priame slnečné žiarenie, ktoré sa zníži až o 90% ak slnko zajde rovnako aj v noci je slnečné žiarenie nevyužitelné a v zime je zase slabšie ako v lete.

Vietor fúka rovnomernejšie a fúka aj v noci a hlavne je ho relatívne väčší dostatok v zime kedy je energeticky náročnejšie obdobie. Napriek rozšírenému názoru o množstve vetrov na Slovensku, nepatrí tento alternatívny zdroj energie medzi využiteľné zdroje vo väčšom rozsahu. Ekonomické aspekty takéhoto zdroja zatiaľ nedovoľujú takto vyrobenej energii konkurovať energii z priemyselných zdrojov (elektrárne - vodné, tepelné, jadrové).

S výhodou ich však možno použiť už dnes pri ostrovnej prevádzke (lokality bez privedenia verejnej elektrickej siete). Klesajúce ceny veterných elektrární však pravdepodobne posunú v neďalekej budúcnosti ich komerčné využitie do reálne konkurečnej polohy.

Napriek relatívne veľkému výskytu vetrov počas roka nie každá oblasť je vhodná na stavbu veternej elektrárne. V hornatom teréne, aký je charakteristický aj pre Slovensko, je vzduchové prúdenie pomerne nerovnomerné. V dôsledku terénnych prekážok sa mení intenzita i smer vetra a vznikajú nevhodné turbulencie. Získať hodnoverný údaj o priemernej rýchlosti v danej lokalite je pomerne náročné. Veĺmi dobré lokality sú u nás len vo Vysokých a Nízkych Tatrách pričom najlepšia lokalita je napr. Chopok. Všetky sa však nachádzajú na území národných parkov a v nedostupnom teréne. Vybudovanie
prípadnej elektrickej prípojky na verejnú sieť by stavbu predražilo. Dobré lokality, ako Krížna (Veľká Fatra) či Červenica - Dubník, sú opäť pomerne nedostupné. Medzi prijateľné lokality Slovenska patria tiež hrebene Malých a Bielych Karpát, oblasť Devínskej brány, Košická kotlina, Malá a Veľká Fatra a
hrebene horských oblastí. Ostatné lokality sú vhodné len pre pomocné elektrárničky malých výkonov, napr. osvetlenie a zohrievanie vody na záhrade a
podobne.

Geotermálna energia

Geotermálna energia je energia získavaná z vnútra Zeme. Využívanie geotermálnej energie bolo známe ešte pred uhlím a ropou. Geotermálna energia nepatrí vo svetovom rozsahu medzi najdôležitejšie, ale vo vhodných lokalitách môže byť dominantnou energiou zabezpečujúcou ľudské potreby. Geotermálne prejavy Zeme sa na rôznych miestach objavujú ako sopky, horúce pramene, fumaroly alebo gejzíry.

Najznámejšie využitie geotermálnej energie je v termálnych kúpeľoch, ale história aj súčasnosť pozná tiež vykurovanie budov a prípravu jedál pomocou tepla Zeme. Zem prechádza vývojom, ktorý trvá milióny rokov. Vnútorné jadro zložené zo železa a niklu má teplotu cca 4300oC a vonkajšie jadro teplotu cca 3900oC. Na vonkajšom jadre je spodný a vrchný plášť a na ňom je zemská kôra. Medzi kôrou a plášťom sa vytvára magma. Tepelný tok, ktorý sa dá namerať na povrchu Zeme je väčší ako keby pochádzal len zo zemského jadra. Tento rozdiel nepochádza z chemických reakcií v Zemi pretože by na to nestačili. Časť energie môže vznikať napr. v dôsledku prílivu a odlivu.

Horniny obsahujú aj malé množstvo rádioaktívnych prvkov, ktoré sa reakciami pri dlhodobom rozpade podieľajú na vzniku tepla. Tepelný tok (množstvo tepla prechádzajúce cez určitú plochu za určitý čas) na povrchu Zeme je v priemere 0,06W/m2. Geotermický gradient je miera narastania teploty v závislosti od hĺbky. Priemerné hodnoty dosahujú rast teploty o 3oC na 100m hĺbky.

Zdroje geotermálnej energie sa vo svete nachádzajú napr. na Novom Zélande, v Kalifornii, Etiópii, Keni, Turecku, Grécku, Taliansku alebo Islande. Z teoretického hľadiska je využitiie pary z geotermálneho poľa na výrobu elektrickej energie jednoduché, v praxi však treba riešiť viacero problémov.

 

 

NAJNOVŠIE REFERENCIE

Prev Next