Jeśli by tak zważyć wady i zalety elektrowni wodnych (hydroenergetyki) zapewne wynik ostateczny byłby po stronie zalet. Jest to, bowiem najbardziej efektywne źródło energii odnawialnej. Na początek porozwalajmy o zaletach, jedną największą jest możliwość gromadzenia tejże energii (zbiorniki), czego nie można pozyskać w przypadku energii słonecznej, czy wietrznej. Kolejny plus to nie wytwarzanie gazów cieplnych oraz wzbogacenie walorów wodnych, czy elastyczne wykorzystanie każdego rodzaju wód (śródlądowych, morskich, oceanicznych) oraz ich ruchów (fale i prądy). Największą wadą jest trudność znalezienia takich punktów lokalizacyjnych, w których takowe elektrownie mogłyby powstać (np. o takiej wysokości fal, która jest w stanie wytworzyć wystarczającą energię) oraz konieczność budowy zapor, to skolei wiąże się z ingerencją w środowisko naturalne oraz w życie mieszkańców (bywa i tak, iż budowa zapory powiązana jest z przeniesieniem danej osady).
Zalety hydroelektrowni + nie wymaga sztucznego spiętrzania wody. + niskie koszty produkcji energii elektrycznej. Elektrownie pływowe Elektrownia pływowa - elektrownia wytwarzająca prąd elektryczny przy pomocy specjalnych urządzeń wykorzystujących przypływy i odpływy morza. Im są one większe, tym bardziej efektywna jest elektrownia.
›Energia z wody. Orbital Marine O2 - najpotężniejsza turbina pływowa 22:15Turbina pływowa Orbital Marine O2Źródło zdjęć: © Orbital MarineCzysta energia prosto z morza? To możliwe dzięki turbinom pływowym. Ten niezwykły sprzęt produkuje prąd, wykorzystując do tego energię przypływów i odpływów. U wybrzeży Szkocji rozpoczęła pracę najpotężniejsza turbina tego typu na świecie."Zielona" energetyka nie jest, niestety, pozbawiona wad. W przypadku turbin wiatrowych i elektrowni słonecznych kluczowym problemem jest zmienność wydajności i sezonowość takich władze – także w Polsce – usiłują kompensować to, zachęcając prosumentów do instalacji własnych magazynów energii, to istnieją rozwiązania, zapewniające stałą, niezależną od warunków zewnętrznych, produkcję "czystego" prądu. Jednym z nich są elektrownie pływowe, wykorzystujące zjawisko pływów morskich – regularnego, spowodowanego wpływem Księżyca podnoszenia się i opadania wody, widocznego zwłaszcza w pobliżu zdjęć: © Orbital MarineTurbina pływowa Orbital Marine O2Nową, a zarazem najwydajniejszą na świecie instalację tego typu oddano właśnie do użytku u wybrzeży Szkocji. Firma Orbital Marine Power uruchomiła turbinę O2 o mocy 2 MW. Our Mission to Turn the Tide on Climate ChangeInstalacja opiera się na 74-metrowym kadłubie, do którego dołączono dwie gondole z turbinami o mocy 1MW każda. Łopaty o długości 10 metrów zapewniają łącznie 600 metrów powierzchni, wychwytującej energię istotne, turbina działa niezależnie od kierunku przepływu wody, produkując prąd zarówno podczas przypływu, jak i dopływu. Dzięki temu jest w stanie zaopatrywać w energię 1000 brytyjskich gospodarstw domowych.
Jak każde urządzenia, podgrzewacze przepływowe mają wady oraz zalety. Do zalet należy wysoki komfort użytkowania i brak konieczności codziennej obsługi. Ograniczają straty energii, nie zajmują dużo miejsca, są estetyczne i mogą wisieć na przykład w kuchni nad umywalką. Możliwe jest ponadto jednoczesne korzystanie z ciepłej
Energia pływów jest jednym z głównych źródeł energii odnawialnej, ale także jednym z najbardziej infantylnych. Jakie są zalety i wady energii pływów, które należy wziąć pod uwagę, chcąc zainwestować w to stosunkowo zielone źródło energii? Wykorzystując siłę pływów, energia jest wytwarzana z przyciągania grawitacyjnego zarówno księżyca, jak i słońca, który ciągnie wodę w górę, podczas gdy siła obrotowa i grawitacyjna Ziemi ściąga wodę w dół, tworząc w ten sposób przypływy i odpływy. Ten ruch wody ze zmieniających się pływów jest naturalną formą energii kinetycznej. Wystarczy generator pary, turbina pływowa lub bardziej innowacyjna technologia dynamicznej mocy pływowej (DTP), aby zamienić energię kinetyczną w energię elektryczną. Firma inżynieryjna SIMEC Atlantis niedawno zaprojektowała największą na świecie turbinę pływową z jednym wirnikiem, która może wytwarzać więcej energii elektrycznej przy niższych kosztach eksploatacji i konserwacji. Jednak pływy nie są obecnie najtańszą formą energii odnawialnej, a rzeczywisty wpływ energii pływów na środowisko nie został jeszcze w pełni określony. Oto kilka zalet i wad energii pływów, których nie można przeoczyć. Zalety energii pływów: czysta i kompaktowa Siła pływów jest znanym źródłem zielonej energii, przynajmniej pod względem emisji zerowych gazów cieplarnianych. Nie zajmuje też dużo miejsca. Największym projektem pływowym na świecie jest elektrownia Sihwa Lake Tidal w Korei Południowej, o zainstalowanej mocy 254 MW. Projekt, który powstał w 2011 roku, został z łatwością dodany do 12,5-kilometrowego falochronu zbudowanego w 1994 roku w celu ochrony wybrzeża przed powodzią i wspomagania nawadniania rolnictwa. Porównaj to z niektórymi z największych farm wiatrowych, takich jak jak farma wiatrowa Roscoe w Teksasie w USA, która zajmuje 400 km2 gruntów rolnych, lub projekt wiatrowy Fowler Ridge o powierzchni 202,3 km2 w stanie Indiana. Nawet farmy słoneczne są zwykle większe, takie jak Tengger Desert Solar Park w Chiny, które zajmują obszar 43 km2 i Bhadla Industrial Solar Park, który rozciąga się na 45 km2 lądu w Radżastanie w Indiach. Pod tym względem nawet małe kraje o wystarczająco długim odcinku linii brzegowej mogą wykorzystywać siłę pływów w sposób, w jaki inaczej nie mogłyby konkurować z krajami bogatymi w lądy, takimi jak Stany Zjednoczone, Chiny i Indie, jeśli chodzi o energię słoneczną i wiatrową. Zalety energii pływów: ciągła, przewidywalna energia Kolejną zaletą siły pływowej jest jej przewidywalność. Siły grawitacyjne ciał niebieskich nie zatrzymają się w najbliższym czasie. Ponadto, ponieważ przypływy i odpływy mają charakter cykliczny, inżynierom znacznie łatwiej jest zaprojektować wydajne systemy, niż powiedzmy przewidywanie, kiedy wiać będzie wiatr lub kiedy zaświeci słońce. W czerwcu tego roku Bloomberg poinformował, że Wielka Brytania przeżyła dziewięć dni bez generowania prawie żadnej energii wiatrowej. Od 26 maja do 3 czerwca moc generowana przez brytyjskie farmy wiatrowe spadła z ponad 6 000 MW do mniej niż 500 MW. W przeciwieństwie do tego naukowcy znają już objętość wody i poziom mocy, jaką sprzęt pływowy prawdopodobnie wygeneruje przed rozpoczęciem budowy. Siła pływów jest również stosunkowo dobra przy niskich prędkościach, w przeciwieństwie do energii wiatru. Woda ma tysiąc razy większą gęstość niż powietrze, a turbiny pływowe mogą wytwarzać energię elektryczną z prędkością zaledwie 1 m / s lub 2,2 mil na godzinę. W przeciwieństwie do tego większość turbin wiatrowych zaczyna wytwarzać energię elektryczną z prędkością 3 m / s-4 m / s lub 7 mil na godzinę-9 mil na godzinę. Ponadto postęp technologiczny w branży będzie napędzał tylko tańsze i bardziej zrównoważone rozwiązania w zakresie energii pływowej. „Historycznie rzecz biorąc, konwertery energii fal były kosztowne i duże w porównaniu z ich produkcją energii. Ale nie powinniśmy pozwolić, aby to określało przyszłość przemysłu pływowego. Około 10–20% światowego zapotrzebowania na energię elektryczną mogłoby zostać zaspokojone przez energię fal ”- mówi Diego Pavia, dyrektor generalny InnoEnergy. „ Jest to bardzo przewidywalne źródło energii, które zazwyczaj kompensuje nieciągłość słoneczną i wiatrową – równoważąc sieć niskim kosztem energii. Jednym z naszych atutów, CorPower, jest kwestionowanie sposobu, w jaki branża myśli o energii fal, stosując zasady ludzkiego serca. Dzięki konwerterowi energii fal firma jest w stanie zapewnić pięciokrotnie wyższą absorpcję energii fal niż inne technologie. Dlatego nie należy zapominać o sile energii fal. ” Zalety energii pływów: żywotność sprzętu Elektrownie pływowe mogą działać znacznie dłużej niż farmy wiatrowe lub słoneczne około czterokrotnie dłuższa żywotność. Stopnie pływowe to długie betonowe konstrukcje zwykle wznoszone w poprzek ujść rzek. Zapory mają wzdłuż nich tunele, w których znajdują się turbiny, które są obracane, gdy woda z jednej strony przepływa przez zaporę na drugą stronę. Uważa się, że te struktury przypominające tamy mają żywotność około 100 przykład La Rance we Francji działa od 1966 roku i każdego roku generuje znaczne ilości energii elektrycznej. Turbiny wiatrowe i panele słoneczne są zwykle objęte gwarancją od 20 do 25 lat, a mimo to niektóre ogniwa słoneczne osiągnęły już 40 lat i zwykle ulegają degeneracji w tempie 0,5% wydajności rocznie. Dłuższa żywotność energii pływowej sprawia, że na dłuższą metę jest ona znacznie bardziej konkurencyjna kosztowo. Nawet elektrownie atomowe nie wytrzymują tak długo. Na przykład według raportu BBC szacuje się, że nowa elektrownia jądrowa Hinckley Point C, która ma zostać zbudowana w Somerset w Wielkiej Brytanii, będzie dostarczać energię przez około 60 lat po jej ukończeniu. Wady energii pływów: brak badań Chociaż prawdziwy wpływ zapór pływowych i turbin na środowisko morskie nie został w pełni zbadany, przeprowadzono pewne badania dotyczące tego, jak zapory wodne wpływają na poziom oceanów i mogą mieć podobne negatywne skutki jak energia wodna. Raport z 2010 roku zlecony przez Amerykańskie Narodowe Stowarzyszenie Oceaniczne i Atmosferyczne, zatytułowany „Efekty środowiskowe rozwoju energii pływów”, zidentyfikował kilka skutków środowiskowych, w tym „zmianę prądów i fal”, „emisję elektro- pola magnetyczne ”(EMF) i ich wpływ na życie morskie oraz„ toksyczność farb, smarów i powłok przeciwporostowych ”używanych do produkcji sprzętu. Badania Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) efekt turbina pływowa w Strangford Lough u wybrzeży Irlandii Północnej. Laboratorium Nauk Morskich PNNL było szczególnie zainteresowane tym, jak turbina pływowa wpływa na lokalne foki pospolite, foki szare i morświny zamieszkujące ten obszar. Badana turbina wyprodukowana przez Atlantydę mogła się wyłączyć, gdy zbliżyły się większe ssaki. Jednak nadal istnieje potrzeba dalszych badań. „Naturalne przypływy i odpływy oceanu mogą być obfite, stałe źródło energii. Ale zanim będziemy mogli umieścić urządzenia zasilające w wodzie, musimy wiedzieć, jak mogą wpływać na środowisko morskie ”- powiedział oceanograf PNNL Andrea Copping w artykule badawczym. Musimy wcześniej udowodnić, że nie ma wpływu, a my nie możemy. Nie mamy konkretnego dowodu, tylko teorie oparte na istniejącej wiedzy i modelowaniu komputerowym. ” Wady energii pływów: wpływ emisji pól elektromagnetycznych Emisje elektromagnetyczne mogą również zakłócać wrażliwe życie morskie. Inny ekolog morski z PNNL, Jeff Ward, powiedział, że organizacja obserwowała, jak pola elektromagnetyczne uszkadzają zdolność młodego łososia Coho do rozpoznawania i unikania drapieżników lub negatywny wpływ na kraby Dungeness do wykrywania zapachów przez ich anteny. Obserwują również, czy pola elektromagnetyczne przyciągają lub odpychają życie morskie. Ward powiedział na konferencji Oceans 2010: „Naprawdę nie wiemy, czy zwierzęta zostaną dotknięte, czy nie. Jest zaskakująco mało kompleksowe badania, co można powiedzieć na pewno. ” Chociaż nie przeprowadzono zbyt wielu badań nad skutkami pól elektromagnetycznych, badanie Komisji Europejskiej w 2015 roku wykazało, że pola elektromagnetyczne mogą mieć również wpływ na szlaki migracyjne życia morskiego w obszar. Poszczególne gatunki podatne na pola elektromagnetyczne to rekiny, płaszczki, płaszczki, skorupiaki, wieloryby, delfiny, kościste ryby i żółwie morskie. Wiele z tych zwierząt wykorzystuje naturalne pola magnetyczne do nawigacji w swoim środowisku. Najbardziej rozstrzygającym badaniem, według Komisji Europejskiej „Wpływ hałasu, wibracji i emisji elektromagnetycznych z morskiej energii odnawialnej na środowisko”, była obserwacja migracji węgorzy. Badanie wykazało, że EMF powodowała węgorze odwrócić się od ich instynktownego szlaku migracyjnego , ale „osobniki nie zostały odwrócone zbyt długo i powróciły do swojej pierwotnej trajektorii”. W innym eksperymencie stwierdzono, że bentosowe spodouste – obejmujące rekiny, płaszczki i płaszczki – zostały przyciągnięte do źródła pola elektromagnetycznego emitowanego z podmorskiego pępkowy. Ponownie, nie było rozstrzygających dowodów na jakiekolwiek kumulacyjne, szkodliwe skutki. Wady energii pływów: wysokie koszty budowy Nie da się uniknąć faktu, że siła pływów jest jednym z największych metki cenowe z przodu. Proponowany projekt Swansea Bay Tidal Lagoon w Walii w Wielkiej Brytanii kosztuje 1,3 miliarda funtów (1,67 miliarda dolarów). Wspomniana elektrownia Sihwa Lake Tidal kosztowała 560 milionów dolarów, a La Rance kosztowała 620 milionów franków w 1966 roku. Korzystając z internetowego kalkulatora konwersji i inflacji, jest to równowartość około 940 milionów dolarów w 2018 roku. Dla porównania , Tengger Desert Solar Park kosztuje około 530 mln USD za całkowitą moc zainstalowaną 850 MW, co czyni go bardziej opłacalnym niż jezioro Sihwa, przy całkowitej mocy 254 MW. Podobnie, farma wiatrowa Roscoe kosztowała około 1 mld USD przy mocy 781 MW, w porównaniu z projektem pływowym w Swansea Bay, który ma wygenerować łącznie około 320 MW. Chociaż długoterminowe koszty wytwarzania są stosunkowo dobre w porównaniu z innymi systemami energii odnawialnej, początkowy koszt budowy sprawia, że inwestowanie w energię pływów jest szczególnie ryzykownym przedsięwzięciem. Po pierwsze, instalacja systemu pływowego jest technologicznie trudne. Producenci konkurują z poruszającym się oceanem, a sprzęt i wiedza techniczna potrzebna do pomyślnej budowy systemu jest zwykle bardzo kosztowna, zwłaszcza w porównaniu z farmą wiatrową lub słoneczną. Drugi wydatek dotyczy kwestii przedstawionej w poprzednia sekcja. Firmy zarządzające systemem zasilania pływowego muszą stale analizować jego wpływ na określone środowisko, w którym działają. Wymaga to badań i oceny ze strony ekologów, biologów morskich i ekspertów geograficznych, aby ograniczyć niszczenie wrażliwych ekosystemów, które może być kosztowne. Jednak profesor systemów energetycznych Oregon State University Ted Brekken jest pewien, że technologia postęp pomoże złagodzić niektóre z tych kosztów, mówiąc Yale Environment 360: „Technologia posuwała się naprzód, co jest dobrą wiadomością. Ale głównym problemem jest obniżenie kosztów. dostać się tam. „W pewnym momencie wszystkie łatwe i tanie instalacje wiatrowe i słoneczne zostaną ukończone. A potem jest energia oceanu, która jest następna w kolejności.
Pojedyncza wieża elektrowni pływowej z turbina SeaGen firmy Siemens o mocy 1,2 MW. Pierwsza, i wciąż największa elektrownia pływowa powstała w 1967 r. we Francji nad rzeką Rance gdzie amplituda pływów waha się miedzy 5 a 13,5 metra, a maksymalna moc wymaga spadku 6 metrów.
Pomimo, że obecnie częściej wspomina się o fotowoltaice i elektrowniach wiatrowych, to właśnie elektrownie wodne należą do najintensywniej wykorzystywanych odnawialnych źródeł energii, które dostarczają łącznie TWh energii elektrycznej, stanowiącej 20% całkowitej produkcji energii elektrycznej na świecie. Również w Polsce energetyka wodna odpowiada za ok. 1,5 % produkcji energii elektrycznej. Warto zatem dokładniej przyjrzeć się temu jak działa elektrownia wodna i gdzie w Polsce znajdują się największe z nich? Spis treści – Czego dowiesz się z artykułu? W Polsce rośnie moc zainstalowanych OZE Rozwój poszczególnych państw zależy przede wszystkim od dostępności energii elektrycznej i jej zużycia na jednego mieszkańca, które jest uważane obecnie za jeden ze wskaźników standardu życia danego społeczeństwa. Na świecie wciąż najwięcej energii produkuje się z konwencjonalnych, czyli nieodnawialnych źródeł energii. Również zapotrzebowanie energetyczne Polski pokrywane jest przede wszystkim przez węgiel kamienny i węgiel brunatny. Jednak zgodnie z „Polityką energetyczną Polski do 2040 r.” jednym z kluczowych założeń jest rozwój OZE. Jak wynika z uchwalonego dokumentu, do 2040 roku połowę mocy zainstalowanych instalacji mają stanowić właśnie źródła zeroemisyjne. Przy czym szczególnie dużą rolę w procesie transformacji energetycznej ma odegrać wdrożenie do polskiego systemu elektroenergetycznego morskiej energetyki wiatrowej i uruchomienie elektrowni jądrowej. Na koniec 2020 roku, łączna moc zainstalowana wszystkich źródeł energii elektrycznej w Polsce wyniosła 51,86 GW, z czego ok. 12,5 GW stanowiły właśnie odnawialne źródła energii. Należy tu bowiem podkreślić, że od kilku lat w Polsce sukcesywnie rośnie moc zainstalowana OZE (tylko w porównaniu do grudnia 2019 roku nastąpił wzrost aż o 30,8%). Obecnie największym źródłem energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii jest wiatr, zaraz zanim słońce, a trzecie miejsce zajmują elektrownie wodne, których moc zainstalowana w 2020 roku wynosiła 974,1 MW (na podstawie danych Agencja Rynku Energii): Rodzaj źródła Moc zainstalowana w MW elektrownie wiatrowe fotowoltaika elektrownie wodne 974,1 elektrownie na biomasę 906,7 elektrownie biogazowe 247,7 Co ważne, Unia Europejska stworzyła wiele mechanizmów i programów wsparcia dla produkcji energii z OZE, które mają pomóc w rozwoju tego sektora (szczególnie duży nacisk kładzie się na dofinansowanie do fotowoltaiki). Energetyka wodna na świecie Do energii wodnej zalicza się zarówno energię mórz, jak i energię wód śródlądowych, wykorzystując do tego ukształtowanie terenu (duże, naturalne spady wód). Elektrownie wodne, są obecnie najintensywniej wykorzystywanym źródłem wśród odnawialnych źródeł energii. Z powodzeniem działają w 150 krajach i tylko w 2017 roku dostarczyły łącznie TWh energii elektrycznej, co stanowiło 16% całkowitej produkcji energii elektrycznej na świecie. Nadal jednak pomimo wielu zalet, do których należy przede wszystkim zmniejszenie zużycia surowców naturalnych (takich jak węgiel i ropa), czy zredukowanie emisji szkodliwych substancji do atmosfery, związane są z nimi pewne aspekty społeczne, środowiskowe i ekonomiczne, którymi zajmiemy się w dalszej części artykułu. Największe zasoby energii wodnej posiadają takie kraje jak: Brazylia, Chiny, Kanada, Rosja, Kanada, Kongo, Indie, USA i Indonezja. Przy czym czym energetyka wodna silnie eksploatowana jest zwłaszcza w krajach najbardziej rozwiniętych. Największą popularnością cieszy się zwłaszcza w Norwegii i Paragwaju, gdzie rynek energii elektrycznej prawie w całości opiera się na elektrowniach wodnych. Natomiast ponad 50% energii elektrycznej z elektrowni wodnych uzyskuje się w takich krajach, jak Kanada, Brazylia, czy Wenezuela. Energetyka wodna w Polsce W Polsce w porównaniu z innymi krajami wykorzystanie potencjału energetycznego wody jest nieporównywalnie mniejsze, co w dużej mierze wynika zarówno z warunków klimatycznych, średnich opadów deszczu, jak i z ukształtowania terenu. Elektrownie wodne najlepiej jest bowiem budować w miejscach, gdzie występują duże naturalne spadki terenu lub woda została sztucznie spiętrzona. Ponadto elektrownie wodne wymagają wysokich kosztów inwestycyjnych (ze względu na koszty budowy, większość nowych systemów wdrożonych w XXI wieku, jest nadal spłacana). Szacuje się, że obecnie udział energetyki wodnej w pozyskiwaniu energii pierwotnej wynosi u nas Same zaś zasoby hydroenergetyczne Polski szacuje się na 13,7 TWh rocznie, z czego: 46% przypada na Wisłę; 44% przypada na dorzecza Wisły i Odry; 8,8% przypada na Odrę; 1,2% przypada na rzeki Pomorza. Gdyby można było jednak wykorzystać całkowicie potencjał hydroenergetyczny Polski, to możliwe byłoby osiągnięcie nawet ok. 11 GW mocy w elektrowniach zawodowych, a w elektrowniach wodnych ok. 1,2 GW. Obecnie w kraju hydroelektrowni o mocy większej niż 5 MW jest zaledwie 18. System wodny Potencjał [GWh/rok] Wisła z dorzeczem 9270 Wisła 6177 Odra z dorzeczem 2400 Odra 1273 Dunajec 814 San 714 Warta 351 Bóbr 320 Bug 309 Rzeki Przymorza 280 Czym jest elektrownia wodna? Wiemy już jak na świecie i w Polsce przedstawia się energetyka wodna, która ma wysoki stopień sprawności i przekształca 90% energii wodnej w energię użytkową. Same elektrownie wodne (fachowo hydroelektrownie przepływowe) pozyskują energię elektryczną na skutek zamiany energii potencjalnej wody na energię mechaniczną w turbinie, a następnie poprzez generatory w energię elektryczną. Należy tu podkreślić, że energetyka wodna jest jednym z najstarszych sektorów OZE, bowiem już w czasach starożytnych używana była w młynach wodnych, które służyły do przemiału zboża lub oliwek. Później zaczęto je stosować także do napędzania maszyn rozdrabniających drewno w papierniach oraz do jego cięcia w tartakach. Natomiast po zbudowaniu przez Michaela Faradaya generatora elektrycznego, w latach 30-stych XIX wieku możliwe stało się wykorzystanie jej do wytwarzania elektryczności. W porównaniu z protoplastami, elektrownia wodna jest urządzeniem bardzo wydajnym, a wytworzona przez nią energia może być magazynowana i przesłana na duże odległości. Pierwsze elektrownie wodne powstały w drugiej połowie XIX wieku. Przy czym, w samych tylko Stanach Zjednoczonych Ameryki do 1890 roku powstało ich ponad 200 (moc większości z nich wynosiła kilka kilowatów). Z biegiem lat, elektrownie te stawały się coraz większe, co pociągnęło za sobą konieczność wprowadzenia prawnych regulacji dotyczących ich wpływu na środowisko. Obecnie, w pierwszej trójce największych elektrowni na świecie znalazły się: Zapora Trzech Przełomów na rzece Jangcy o mocy MW i rocznej produkcji 98,8 TWh (Chiny); Itaipu na rzece Parana o mocy MW i rocznej produkcji 98,6 TWh (Brazylia/Paragwaj); Xiluodu na rzece Jangcy o mocy MW i rocznej produkcji 55,2 TWh (Chiny). Jak działa elektrownia wodna? To w jaki sposób działa elektrownia wodna w dużej mierze uzależnione jest od jej rodzaju. Jednak, co do zasady, mechanizm działania elektrowni wodnej bazuje na wykorzystaniu energii kinetycznej przepływającej wody. Na początku zostaje ona spiętrzona na wysokim poziomie, za pomocą różnego rodzaju zapór, następnie znajduje ujście w postaci rur i z dużą prędkością trafia na łopaty turbiny, które zaczynają się obracać. W ten sposób energia kinetyczna zamieniana jest na energię mechaniczną. Ta z kolei trafia do generatora, który przetwarza ją na energię elektryczną. Ostatnim zaś etapem jest przekazanie wygenerowanej z turbin energii elektrycznej do sieci elektroenergetycznej (elektrownie wodne zazwyczaj zawierają stacje transformatorowe). W zależności od potrzeb systemu energetycznego, energia może być również tymczasowo magazynowana na dużych zbiornikach. Należy tu dodać, że ważnym elementem każdej elektrowni jest tama, która służy do spiętrzania wody. Przy czym specjalnym rodzajem takiej budowli może być jaz, który jest konstrukcją piętrzącą wodę postawioną pomiędzy dwoma brzegami rzeki lub kanału. Zapory stawia się również w miejscach gdzie nie występują naturalne zbiorniki z dużym potencjałem energetycznym (poprzez sztuczne stworzenie np. zalewu, zasilanego przez wiele mniejszych cieków wodnych). Rodzaje turbin w elektrowniach wodnych Współcześnie turbiny osiągają moc do 700 MW (dla przykładu elektrownia podstawowa opalane węglem – MW). Przy czym do najczęściej stosowanych obecnie typów turbin w elektrowniach wodnych należą: turbina Archimedesa zwana też turbiną ślimakową lub turbiną śrubową, która przypuszczalnie wynaleziona została przez Archimedesa z Syrakuzu (ok. 287-212 Jest ona szczególnie stosowana w przypadku rzek o bardzo niskich przepływach oraz o szczególnie wysokich walorach przyrodniczych; turbina Peltona opracowana została w latach 80-tych XIX wieku i stosuje się w przypadku cieków o bardzo dużych (powyżej 20 m) spadach oraz jednocześnie stosunkowo niewielkich przepływach wody; turbina Francisa, która opracowana została w połowie XIX wieku i jest obecnie najczęściej stosowanym w hydroenergetyce typem turbiny, która wykorzystywana jest w lokalizacjach charakteryzujących się wartościami spadu od 25 do 500 m; turbina Kaplana opracowane w drugiej dekadzie XX wieku. Ten typ turbiny jest umieszczonym w rurze wirnikiem w kształcie śruby okrętowej i regulowanym kątem łopat. Może ona pracować w szerokim zakresie spadów (zwykle od 1,5 do 20 m) i przepływów (przy prędkościach przepływów wody od 3 do 30 m³/s). Jakie są typy elektrowni wodnych? Wyróżnia się kilka rodzajów elektrowni wodnych (hydroelektrowni). Przy czym podział ten związany jest zarówno ze stosowaną techniką pozyskiwania energii, jak i z jej źródłem (mogą to być fale morskie, sztuczna zapora, czy płynąca rzeka). Ze względu na sposób doprowadzania wody, elektrownie wodne dzieli się na: elektrownie przepływowe, które stosuje się na rzekach o małym spadku, gdzie nie ma możliwości gromadzenia wody. Produkcja energii w tym typie elektrowni wodnych zależy bezpośrednio od aktualnej prędkości przepływu wody w rzece; elektrownie szczytowo-pompowe – ich podstawową funkcją jest magazynowanie energii, a następnie oddawania jej do sieci. W porze niskiego zapotrzebowania na moc, jej nadmiar w systemie wykorzystany zostaje do pompowania wody do górnego zbiornika (jeziora naturalnego bądź sztucznego). Natomiast w strefie zwiększonego popytu, woda uwalniana jest z górnego do dolnego zbiornika i przepływając przez turbinę generuje prąd; elektrownie pływowe wykorzystują regularnie powtarzające się podnoszenie i opadanie poziomu wody w oceanie. Bazują one bowiem na energii prądów i pływów morskich, a także regularnych zmianach poziomu wody w morzach i oceanach. Z uwagi na wysokie koszty infrastruktury, to jak dotąd najrzadziej wykorzystywany sposób pozyskiwania energii elektrycznej; elektrownie zaporowe/regulacyjne zwane również elektrowniami zbiornikowymi są typem hydroelektrowni wyposażonej w zbiornik gromadzący spiętrzoną za pomocą zapory lub jazu wodę, co pozwala na zwiększenie ciśnienia i spad, zwiększając tym samym możliwą do wykorzystania energię wody. Zasada jej działania jest identyczna jak w elektrowniach szczytowo – pompowych. Najczęściej buduje się je w okolicach jezior lub sztucznych zbiorników wodnych, a dzięki piętrzącej się wodzie w zbiorniku elektrownia tego typu jest w znacznym stopniu niezależna od warunków klimatycznych przez co można regulować zakres przepływającej przez nią wody i pełni znaczącą funkcję przeciwpowodziową. Małe i duże elektrownie wodne w Polsce Na świecie, jak i w Polsce istnieją nie tylko duże, ale i mniejsze elektrownie wodne, które są źródłem taniej energii. Dlatego też następnym kryterium podziału elektrowni wodnych jest ich wielkość. Ze względu na nią można podzielić je na następujące typy: elektrownie wodne duże o mocy powyżej 10 MW; elektrownie wodne małe (MEW) o mocy w przedziale 1MW – 10 MW; minielektrownie wodne o mocy do 1 MW; mikroelektrownie wodne o mocy poniżej 200 kW. Dodatkowo w przypadku dużych elektrowni wyróżnia się również podział biorący pod uwagę wysokość spadów wody (czyli różnice między górnym, a dolnym poziomem zbiornika wody). Przedstawia się on w następujący sposób: elektrownie wodne o niskim spadzie (do 15 metrów); elektrownie wodne o średnim spadzie (między 15 a 50 metrów); elektrownie wodne wysokim spadzie (powyżej 50 metrów). Duże elektrownie wodne w Polsce Duże elektrownie wodne są stosunkowo tanim źródłem energii i mogą szybko zmieniać generowaną moc w zależności od zapotrzebowania. Jednak ich największą wadą jest bardzo ograniczona liczba lokalizacji, w których można je budować. Jak już bowiem wiemy potencjał hydroenergetyczny zależy głównie od dwóch czynników: spadku koryta rzeki (im większe różnice w wysokościach terenu, tym większa moc produkowana); przepływów wody (na co wpływ ma charakter rzeki, wielkość opadów i przepuszczalność gruntów). Dodatkowym atutem terenów górzystych jest również łatwość w budowie najpopularniejszych elektrowni zbiornikowych i szczytowo-pompowych. Niestety Polska jako kraj nizinny cechuje się małymi spadkami terenów, niezbyt obfitymi opadami oraz dużą przepuszczalnością gruntów, co oczywiście nie pozostaje obojętne na potencjał hydroenergetyczny. Do rozwoju hydroenergetyki najlepsze warunki mają w Polsce Sudety, Karpaty, Mazury i Pomorze (jak na razie nie ma jednak dużych przyrostów nowych instalacji). Ponadto nakłady inwestycyjne i czas amortyzacji w przypadku dużych elektrowni są w Polsce znacznie większe niż w przypadku elektrowni cieplnych czy chociażby turbin wiatrowych. Wspomnieć należy również o niekorzystnym wpływie na środowisko tego rodzaju elektrowni. W związku z tym, atrakcyjność budowy wielkich systemów jest w naszym kraju niska. Przy czym najbardziej dynamiczny okres rozwoju hydroenergetyki zawodowej miał miejsce w latach 1968-1983, w tym czasie bowiem uruchomiono w Polsce aż pięć dużych elektrowni przepływowych, zbiornikowych i pompowych. Wśród dużych instalacji działających obecnie w Polsce wymienić można zaledwie kilka: Elektrownia wodna Rzeka/Jezioro Rok uruchomienia Moc zainstalowana [MW] Pilchowice Bóbr 1912 13,252 Bielkowo Radunia 1925 7,2 Porąbka-Żar Soła 1979 500 Żur Wda 1929 9,0 Pilchowice Bóbr 1912 13,252 Rożnów Dunajec 1942 56,0 Dychów Bóbr 1951 12,6 Porąbka Soła 1953 12,52 Czchów Dunajec 1954 8,4 Brzeg Dolny Odra 1958 9,7 Koronowo Brda 1960 27,50 Myczkowce San 1961 8,32 Dębe Jezioro Zegrzeńskie 1962 21,18 Tresna Soła 1967 21,0 Solina Jezioro Solińskie 1968 200 Włocławek Wisła 1970 162,0 Żydowo Jezioro Kamienne, Kwiecko 1971 167 Wały Śląskie Odra 1956 9,72 Porąbka Soła 1979 12,52 Żarnowiec Jezioro Żarnowieckie 1982 716,0 Niedzica Jezioro Czorsztyńskie 1997 92,75 Małe elektrownie wodne w Polsce Małe elektrownie wodne wykorzystują głównie potencjał małych zbiorników retencyjnych, niewielkich rzek oraz systemów nawadniających i wodociągów. Obecnie 91% istniejących i planowanych elektrowni w Europie to małe elektrownie wodne (MEW), które charakteryzują się mocą mniejszą niż 10 MW. O ile w innych krajach europejskich, poziom wykorzystania technicznych możliwości rzek przez małe elektrownie wodne wynosi ok. 50%, o tyle w Polsce jest to zaledwie 19% (pomimo znacznego potencjału rozwojowego). Od wielu lat zauważalne jest u nas również znaczne spowolnienie rozwoju małych elektrowni wodnych, w tym przydomowych elektrowni wodnych, których koszty eksploatacyjne są wielokrotnie niższe niż w przypadku elektrowni wykorzystujących źródła konwencjonalne. Inną ważną zaletą małych elektrowni wodnych jest możliwość wykorzystania do ich budowy, istniejących już powojennych konstrukcji hydrotechnicznych, czy też starych tartaków, kuźni, czy siłowni młynów. Przy czym małe elektrownie wodne o mocy powyżej 1 MW, najczęściej są własnością firm energetycznych lub dużych zakładów przemysłowych, gdzie w większości przypadków są zautomatyzowane. Mniejsze obiekty natomiast są zazwyczaj w posiadaniu lokalnej społeczności lub prywatnych inwestorów (w przypadku przydomowych elektrowni wodnych). Należy tu jednak podkreślić, że w Polsce nadal nie ma oficjalnej definicji MEW. Zazwyczaj jednak do tej grupy zalicza się urządzenia o mocy do 5 MW, w przeciwieństwie do większości krajów Europy Zachodniej, gdzie jak już wiemy, za małe elektrownie uznaje się te do 10 MW (wyjątek stanowią tutaj jedynie Szwajcaria, Włochy i kraje skandynawskie, gdzie do kategorii tej zaliczane są urządzenia o mocy do 2 MW). Przyczyną zaistniałej sytuacji jest destabilizacja zielonych certyfikatów, skutkująca obniżeniem cen otrzymywanych przez wytwórców energii z odnawialnych źródeł energii. Ponadto wprowadzony w 2015 roku system aukcyjny jest rozwiązaniem nie tylko skomplikowanym, ale i ryzykownym, zwłaszcza dla producentów MEW. Również funkcjonujące teraz systemy wsparcia dla MEW nie są wystarczające dla zredukowania kosztów ich budowy, zwłaszcza ich modernizacji w długim okresie funkcjonowania (mała elektrownia może służyć nawet 100 lat). Wszystko to prowadzi do ignorowania przez potencjalnych inwestorów potencjału hydrotechnicznego Polski. Dlatego też, od wielu lat postulaty poprawy sytuacji hydroenergetycznej polskich rzek zamieszczane są w dokumentach na szczeblu krajowym. Zgodnie z informacjami udostępnionymi przez Urząd Regulacji Energetyki, w 2017 roku, na terenie Polski działało 766 elektrowni wodnych o łącznej mocy zainstalowanej prawie 988,38 MW. Z tego 756 z nich stanowiły obiekty o mocy nieprzekraczającej 10 MW, przy tym 680 z nich to instalacje poniżej 1 MW (produkujące łącznie ok. 0,2% energii). Natomiast jedynie ok. 10 elektrowni wodnych w Polsce to instalacje powyżej 10 MW, które produkują prawie 60% całej energii pochodzącej z wody. Warto tu jednak zaznaczyć, że jeszcze w latach 20-tych i 30-tych XX wieku funkcjonowało w naszym kraju ponad obiektów wykorzystujących energię wody (takich jak elektrownie wodne, młyny, czy pompy wodne). Koncentracja małych elektrowni wodnych w Polsce (źródło Niestety po zakończeniu II wojny światowej ich liczba zmalała do Natomiast w okresie PRL wiele z tych urządzeń zostało zdemontowanych i zniszczonych ze względów ideologicznych, tak, że w latach 80-tych XX wieku działało zaledwie 650 obiektów małej energetyki wodnej. Jak jednak wykazała przeprowadzona przez Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej inwentaryzacja obiektów piętrzących, w Polsce nadal istnieje ponad budowli i urządzeń piętrzących, o wysokość minimum 0,7 m. Przy czym jedynie 4,5% z nich wykorzystywana jest w celu produkcji energii (potencjał wykorzystania małych elektrowni wodnych w oparciu o dawne lokalizację wskazano także we wnioskach europejskiego projektu RESTOR Hydro). Największe elektrownie wodne w Polsce Do największych elektrowni wodnych w Polsce należą : Elektrownia Wodna Żarnowiec – największa w Polsce elektrownia szczytowo-pompowa oddana do użytku roku (moc zainstalowana – 716 MW); Elektrownia Porąbka-Żar – jest drugą co do wielkości elektrownią szczytowo-pompową w Polsce i jedyną w kraju elektrownią podziemną, która do użytku oddana została roku (jej moc zainstalowana to 500 MW); Zespół Elektrowni Wodnych Solina-Myczkowce, w której skład wchodzi szczytowo-pompowa Elektrownia Wodna Solina i przepływowo-wyrównawcza Elektrownia Wodna Myczkowce. Do użytku została oddana w 1968 roku, jej moc zainstalowana to 200 MW); Elektrownia Żydowo jest elektrownią szczytowo-pompowa, której właścicielem jest spółka Energa Wytwarzanie SA należąca do grupy kapitałowej Energa. Do użytku oddana została w 1971 rok, a jej moc użytkowa wynosi 167 MW. Elektrownia wodna we Włocławku – największa elektrownia przepływowa w Polsce , która do użytku oddana została roku (moc zainstalowana – 160,2 MW). Elektrownie wodne – zalety i wady Zalety elektrowni wodnej: jej wykorzystanie nie wiąże się z emisjami szkodliwych gazów (w tym CO2) elektrownia wodna oznacza dostęp do źródła energii o stabilnej produkcji (w przeciwieństwie do np. energetyki słonecznej i wiatrowej produkcja energii elektrycznej jest niezależna od pogody i czasu) łatwa i precyzyjna kontrola wytwarzanej energii (wartość produkcji energii z energetyki wodnej, w przeciwieństwie do pozostałych OZE, daje się wiarygodnie przewidzieć) energetyka wodna jest odnawialnym źródłem energii o wysokiej efektywności energetycznej korzyści finansowe dla gmin i powiatów wsparcie dla gospodarki lokalnej (hydroelektrownie zapewniają miejsca pracy, co ma pozytywny wpływ na lokalną gospodarkę) zdolność do pokrycia obciążenia podstawowego poprawa bilansu hydrologicznego oraz lepsze warunki do żeglugi o wiele niższe koszty eksploatacyjne niż w elektrowniach konwencjonalnych (ze względu na fakt, że elektrownia wodna do produkcji energii nie potrzebuje paliwa) elektrownie wodne są zintegrowane z systemem ochrony przeciwpowodziowej elektrownie szczytowo-pompowe są najpowszechniej używanymi magazynami energii budowa elektrowni wodnych pomaga regulować rzeki i wyrównywać przepływy, dzięki czemu zmniejsza się ryzyko powodzi wykorzystanie wody jak i pozostałych odnawialnych źródeł do produkcji energii elektrycznej przyczynia się do zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego kraju Wady elektrowni wodnej: budowa elektrowni wodnych stanowi poważną ingerencję w środowisko naturalne (szczególnie w przypadku dużych elektrowni wodnych) koszty budowy tego typu elektrowni są 2-3 krotnie wyższe od nakładów na budowę elektrowni konwencjonalnych konstrukcja całej instalacji może utrudniać migrację ryb w górę rzeki, powodując tym samym utratę siedlisk negatywny wpływ na przepływy w rzekach (uniemożliwia transport osadów i pogłębia erozję, powodując lokalnie suszę) budowa elektrowni wiąże się z wysokimi kosztami inwestycyjnymi (w odniesieniu do mocy elektrowni) budowa elektrowni wiąże się też z czasochłonnym i uciążliwym okresem przygotowawczym (skomplikowane regulacje prawne, konieczność uzyskania szeregu decyzji i/lub pozwoleń) powoduje zakłócenia sejsmiczne elektrownia może mieć ujemny na lokalne warunki klimatyczne (powodując powstawanie mgieł, zapór lodowych na stopniach wodnych itp.) zmiany poziomów wody powodujące zjawiska osuwiskowe zamulenia rzek i zbiorników sedymentacja zawiesin – zawiesiny organiczne, opadające na dno ulegają fermentacji zanieczyszczenia wód podziemnych i gruntowych ok. 7% gazów cieplarnianych ze źródeł antropogenicznych może być emitowanych ze zbiorników zaporowych spiętrzenia wody w zbiornikach mogą doprowadzić do zatopienia osiedli i terenów rolniczych, co może spowodować konieczność przesiedlenia ludności zmniejszanie się pojemności zbiorników poprzez akumulację rumowiska hałas i zanieczyszczenia w trakcie budowy może powodować skutki wtórne pod postacią pękania stopni wodnych i katastrof wodnych Informacje o autorze Katarzyna Fodrowska W kręgu jej zainteresowań leżą tematy związane z budownictwem, architekturą, naukami przyrodniczymi i bieżącymi wyzwaniami stojącymi przed polską energetyką. Specjalizuje się w zagadnieniach dotyczących prądu, gazu, pomp ciepła i odnawialnych źródeł energii. Propagatorka zdrowego stylu życia i ekologicznych rozwiązań. Wolny czas lubi spędzać na czytaniu i spacerach, a także oddawaniu się swoim dwóm największym pasjom, jakimi są astronomia i flamenco.
Nauczysz się. rozróżniać odnawialne i nieodnawialne źródła energii elektrycznej; oceniać zalety i wady różnych źródeł energii elektrycznej; szacować ilość energii zużywanej w gospodarstwie domowym; planować sposoby oszczędzania energii elektrycznej. 1. Nieodnawialne źródła energii i skutki ich wykorzystania.
W świecie odnawialnych źródeł energii są niektóre lepiej znane, takie jak energia słoneczna i energia wiatru, a inne mniej znane, takie jak energia pływów. Jest to rodzaj energii odnawialnej, która wykorzystuje pływy oceaniczne. Aby to zrobić, potrzebujesz elektrownia pływowa czyli tam, gdzie zachodzi transformacja energii kinetycznej pływów energii elektrycznej. W tym artykule powiemy Ci wszystko, co musisz wiedzieć o elektrowni pływowej, jej charakterystyce i funkcji. Wskaźnik1 Energia pływów2 Elektrownia Generatory prądu Tamy Dynamiczna energia pływów3 Zalety i wady4 Eksploatacja elektrowni pływowej Energia pływów Ocean ma ogromny potencjał energetyczny, który można zamienić na energię elektryczną za pomocą różnych technologii. Wśród morskich źródeł energii określonych przez Instytut Dywersyfikacji i Oszczędzania Energii (IDAE) znajdujemy różne typy: Energia z prądów oceanicznych: Polega na wykorzystaniu energii kinetycznej prądów oceanicznych do generowania elektryczności. Energia fal lub energia fal: Jest to wykorzystanie mechanicznej energii fal. Termiczne pływy: Opiera się na wykorzystaniu różnicy temperatur między wodami powierzchniowymi a dnem morskim. Ta zmiana termiczna jest wykorzystywana do elektryczności. Energia pływów lub energia pływów: Opiera się na wykorzystaniu pływów, przypływów i odpływów wody morskiej, wytwarzanych przez grawitacyjne działanie słońca i księżyca. W ten sposób energia potencjalna pływów jest przekształcana w energię elektryczną poprzez ruch turbiny, jak w elektrowniach wodnych. Energia pływów jest alternatywnym źródłem energii opartym na wykorzystaniu przypływów i odpływów wody oceanicznej, która jest tworzona przez grawitacyjne przyciąganie słońca i księżyca. W ten sposób jest to przewidywalne zjawisko naturalne, które pozwala przewidzieć, kiedy te ruchy wody będą mogły zostać zamienione na energię elektryczną. Elektrownia pływowa to taka, w której znaleziono odpowiednią maszynerię do przekształcania energii kinetycznej pływów w energię elektryczną. Istnieje kilka sposobów na uzyskanie energii pływowej. Zobaczymy każdy z nich i ich główne aspekty: Generatory prądu pływowego Generatory te, znane również jako TSG (Tidal Stream Generators), wykorzystują ruch wody do przekształcania energii kinetycznej w energię elektryczną. To najbardziej znana metoda. Ten sposób pozyskiwania energii wiąże się to z niższymi kosztami i mniejszym wpływem na środowisko w porównaniu z innymi metodami. Tamy pływowe Tamy te wykorzystują potencjalną energię wody, która istnieje między nierównościami między przypływem a odpływem. Są barierami z turbinami, bardzo podobny do tradycyjnych tam, zbudowanych przy wejściu do zatoki lub jeziora. Koszt jest wysoki, a zysk nie jest wysoki. Niedostatek miejsc na świecie, które spełniają warunki do ich przyjmowania, oraz wpływ na środowisko to dwie główne wady. Dynamiczna energia pływów Technologia jest w fazie teoretycznej. Znany również jako DTP (Dynamic Tidal Power), łączy dwa pierwsze, wykorzystując interakcję między energią kinetyczną i mocą w przepływach pływowych. Metoda ta składa się z systemu dużych zapór, które indukują różne fazy pływów w wodzie, aby zmobilizować turbiny wytwarzające energię. Zalety i wady Podkreślamy, że ta alternatywna energia ma kilka zalet: Jest to czyste źródło energii, które nie wytwarza gazów cieplarnianych ani innych zanieczyszczeń z innych rodzajów źródeł energii. Żadne dodatkowe paliwo nie jest używane. Ciągłe i niezawodne wytwarzanie energii. Przypływy są niewyczerpane i łatwe do przewidzenia. Jest to odnawialne źródło energii. Pomimo ogromnego potencjału, wykorzystanie energii pływowej ma również wady, do których należą: Można to osiągnąć poprzez znaczną inwestycję finansową. Jest kosztowny w instalacji. Ma wielki wpływ wizualny i krajobrazowy na wybrzeże, będąc jedną z najbardziej niepokojących wad energii pływów. Siła pływów nie jest najlepszą opcją dla wszystkich obszarów geograficznych. Ponieważ ilość energii, jaką możemy uzyskać, zależy od stopnia ruchu oceanu i siły pływów. Energia pływów Wykorzystywany jest do wytwarzania energii elektrycznej od lat 1960. XX wieku. Krajem pionierskim jest Francja, której elektrownia pływowa w Lens nadal działa. Kraje, które mają obecnie zdolność generowania energii z pływów to: Korea Południowa, a następnie Francja, Kanada, Wielka Brytania i Norwegia. Obecnie energia pływów stanowi jedynie niewielki ułamek całkowitej światowej energii odnawialnej, ale potencjał jest ogromny. Eksploatacja elektrowni pływowej Elektrownia pływowa to miejsce, w którym energia wytworzona przez pływy oceaniczne jest zamieniana na energię elektryczną. Aby to wykorzystać, w dolnej części budowane są tamy z turbinami, zazwyczaj u ujścia rzeki lub zatoki. Zbiornik powstały w wyniku budowy zapory napełnia się i opróżnia z każdym ruchem przypływu i przepływem wytwarzanej wody, umożliwiając uruchomienie turbin wytwarzających energię elektryczną. Jak elektrownie pływowe przekształcają energię pływów w energię elektryczną? Aby odpowiedzieć na to pytanie, należy wziąć pod uwagę zasady energii potencjalnej i kinetycznej typowych wzrostów i spadków w pływy wytwarzane przez oddziaływania grawitacyjne Słońca i Księżyca. Podnoszenie się wody nazywamy przepływem, a czas schodzenia jest krótszy niż poprzedni. Różnica wysokości między poziomem morza a poziomem zbiornika ma fundamentalne znaczenie, dlatego według Instytutu Dywersyfikacji i Zachowania Energii (IDAE) jest korzystna tylko w miejscach przybrzeżnych, gdzie wysokość przypływu i odpływu różni się o ponad 5 metrów skoncentrowanych na instalacji tych cech. Warunki te można spełnić tylko w ograniczonej liczbie miejsc na Ziemi. W fabrykach energia elektryczna jest przetwarzana przez turbiny lub alternatory. Wraz z obrotem ostrzy i cyrkulacją samej wody wytwarzana jest energia elektryczna. Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom można dowiedzieć się więcej o elektrowni pływowej i jej charakterystyce. Treść artykułu jest zgodna z naszymi zasadami etyka redakcyjna. Aby zgłosić błąd, kliknij być zainteresowany
Elektrownie jądrowe na świecie Moc elektrowni jądrowych na świecie od roku 1950 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny. Energetyka jądrowa w Polsce • W Polsce w latach 80 rozpoczęto budowę elektrowni jądrowej w Żarnowcu. • Miały być zainstalowane cztery reaktory typu WWER-440 o łącznej mocy około 1750 MW (e).
Elektrownia wiatrowa:Zalety:- wiatr to energia odnawialna, nigdy się nie wyczerpie- jest to czysta energia (brak emisji szkodliwych gazów)- brak ryzyka wzrostu ceny wiatru- wiatraki nie szpecą krajobrazu (kwestia sporna)Wady:- wiatr jest zmienny, nie można dokładnie przewidzieć z jaką siłą będzie wiał- farmy wiatrowe zajmują dużo miejsca, potrzebują terenów niezamieszkałych i odległych od miast- duże skupiska turbin wiatrowych zagrażają przelatującym ptakom- do budowy wiatraków potrzebne są odpowiednie warunki HydroelektrownieZalety:-czyste powietrze- ograniczenie emisji CO2 - zmniejszenie efektu cieplarnianego- niższe koszty eksploatacji od eletrowni węglowych, mniejsze zuzycie prądu- pełnią funkcję zbiorników retencyjnychWady:-zmiany klimatyczne- czasami przymusowe przesiedlenia ludzi- ingerencja w środowisko wodne, struktury biologiczneElektrownie pływowe:Zalety: - niewyczerpywalne, odnawialne źródło energii- Nie produkuje przy tym żadnych zanieczyszczeń ani odpadówWady:- wysokie koszty budowy- nie mają zbyt dużej wydajności ( elektrownie można zbudowac w nielicznych miejscachElektrownie geotermalne:Zalety:- nieszkodliwa dla środowiska- pokłady energii geotermalnej są zasobami lokalnymi, tak więc mogą być pozyskiwane w pobliżu miejsca użytkowania- elektrownie geotermalne w odróżnieniu od zapór wodnych czy wiatraków nie wywierają niekorzystnego wpływu na krajobraz- zasoby energii geotermalnej są, w przeciwieństwie do energii wiatru czy energii Słońca dostępne zawsze, niezależnie od warunków pogodowych- instalacje oparte o wykorzystanie energii geotermalnej odznaczają się stosunkowo niskimi kosztami eksploatacyjnymiWady:- mała dostępność: dogodne do jej wykorzystania warunki występują tylko w niewielu miejscach- istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż geotermalnych- ozyskiwanie energii geotermalnej wymaga poniesienia dużych nakładów inwestycyjnych na budowę instalacjiElektrownie słoneczne:Zalety:- możliwość korzystania z odnawialnego źródła energii- znikome koszta eksploatacjiWady:- sezonowość i dobowość promieniowania słonecznego- instalacja baterii słonecznych i ogniw zajmuje rozlegle obszary- krótki okres magazynowania energii słonecznejElektrownie węglowe:Zalety:- podczas spalania się wydziela dużo ciepła i energii- Wady:- szybkie zużycie zasobów węgla- zanieczyszczanie środowiska- kwaśne deszcze, efekt cieplarnianyElektownie atomowe:Zalety:- wysoka wydajność paliw jądrowych- brak emisji spalin zanieczyszczających środowisko- dużo mniejsze koszty produkcji energii niż energii węlowejWady:-konieczność składowania radioaktywnych odpadów po produkcyjnych, których aktywność może trwać nawet miliony lat- ryzyko tragicznych skutków wystąpienia awarii: choroby popromienne, ogólne skażenie środowiska naturalnego- ysokie koszty zakończenia pracy elektrowni jądrowych oraz ich rozbiórki, bez szkody dal ludzkiego zdrowia i środowiska naturalnegoBiopaliwaZalety:- wykorzystywanie odnawialnych zasobów energii- aktywizacja i rozwój obszarów wiejskich- mniejsza emisja gazów cieplarnianych niż w przypadku paliw konwencjonalnych- produkcja lokalna i uniezależnienie się od importu paliw kopalnychWady:- uprawa roślin wysokoenergetycznych, które zabierają przestrzeń pod uprawę roślin spożywczych, co powoduje wzrost cen żywności- wycinanie lasów, niszczenie torfowisk i innych cennych siedlisk w celu pozyskania nowych powierzchni pod uprawę a co z tym się wiąże emisja dwutlenku węgla- wpływ na zasoby wody (np. w celu otrzymania tony cukru zużywa się aż 100 ton wody)-
ZALETY: -Jego dużą zaletą jest fakt, iż podczas spalania się - w przeciwieństwie do innych skał - wydziela dużo ciepła i energii. WADY: -Jego minusem jest fakt, iż jego spalanie powoduje duże zanieczyszczenie środowiska naturalnego. -Jest on odpowiedzialny za postępowanie takich zjawisk jak efekt cieplarniany czy kwaśne deszcze.
Wielki Nikola Tesla wielokrotnie w prywatnej rozmowie argumentował, że ludzie są wszędzie otoczeni energią, po prostu muszą być w stanie z niej korzystać. Ludzkość przeszła najłatwiejszy sposób, czerpiąc z natury najbardziej nasyconych kalorycznymi substancjami i je spalając. Efektywność wykorzystania zasobów jest niska, ale niewiele osób myśli o tym, chociaż Mendelejew wskazał także na proporcjonalność korzyści płynących ze spalania ropy i banknotów. Niemniej jednak, od czasu do czasu świat akademicki pamięta swoje poprzednie doświadczenia lub wymyśla coś nowego. Są więc pola turbin wiatrowych z generatorami, panelami słonecznymi, pływami i elektrownie geotermalne, inne źródła energii, które wykorzystują siły naturalne, które są obecnie prawie całkowicie zmarnowane. Energia sił natury Wiatr, fale, błyskawice, huragany, tornada, erupcje wulkanów to ruchy mas i energia powietrza, wody, ciepła i elektryczność statyczna. Jeśli uda nam się nauczyć, jak odebrać przyrodę przynajmniej część jej siły dla potrzeb naszej rosnącej cywilizacji, to dla przyszłości ludzkości możesz być spokojny. W przeciwnym razie, wraz ze wzrostem zużycia zasobów nieodnawialnych, ich wyczerpanie jest nieuniknione. Pewnego dnia, wyczerpią się węgiel, ropa, gaz, uran, pluton i inne minerały, a nastąpi zapaść energetyczna na planecie. Jednym z możliwych sposobów wyjścia z kryzysu jest słusznie uważana moc pływów. Jak sama nazwa wskazuje, pochłaniają one energię ogromnych mas wody płynącej z jednej części Oceanu Światowego do drugiej z pewną częstotliwością. Co to jest fala Fakt, że poziom morza podnosi się i spada od czasu do czasu, ludzie wiedzą od dawna. Zjawisko to spotkało starożytnych żeglarzy. Kiedyś zaczęli swoje statki w przytulnej lagunie i próbowali wydostać się z niej ponownie do morza, nagle wpadli na wyspę, która jeszcze niedawno nie istniała. Legendy o duchach poruszających podwodne rafy, kamienie, bijące o pień przez falę syren i innych fascynujących mitów. Wkrótce znów utknęły w martwym punkcie i statki ruszyły dalej. Odkrycie astronomicznych wzorców doprowadziło do uświadomienia sobie wzajemnego związku między pojęciem poziomu wody a fazami księżyca. Wszystko wyjaśnił Prawo świata. Woda była przyciągana do Księżyca w momentach zbliżania się do Ziemi z siłą odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości między ciałami kosmicznymi. Z punktu widzenia fizyki, elektrownie pływowe powinny być nazywane księżycowymi. Wykorzystują energię ruchu wody, która z kolei czerpie energię z jedynego naturalnego satelity naszej planety. Słońce, nawiasem mówiąc, również przyczynia się do tego procesu, mimo że jest dalej niż Księżyc, ale wtedy masa gwiazdy jest znacznie większa. Tidal Mills, British i Pomors Intuicyjnie, ludzkość nauczyła się stosować energię pływową na długo przed odkryciem praw Newtona. Nie było też generatorów elektrycznych. Ale z drugiej strony, młyny pracowały z mocą i głównym, kamienie młyńskie wirowały z kołami z ostrzami opuszczonymi do wody, gdzie fale morza były najbardziej aktywne. Zwykle miejsce budowy podobnych obiektów przemysłu spożywczego zostało wybrane przez starożytne młyny w zatokach o wąskiej paszczy. Tam strumienie wody plują nierozsądnie, szczególnie skutecznie. To był przypływ - kierunek rotacji jest jeden, a podczas odpływu - drugi, przeciwny, a ziarno nie obchodzi, w jaki sposób obracają się kamienie młyńskie, w każdym razie jest zmielone. W istocie młyny pływowe były tymi samymi wiatrakami, pracowały nie tylko w powietrzu, ale w środowisku wodnym. Urządzenia te funkcjonowały na Wyspach Brytyjskich już w XII wieku, a ich pojawienie się w Rosji na Morzu Białym znane jest z kroniki XVII wieku. Być może Pomors korzystali z angielskiego doświadczenia, gdy widzieli te młyny podczas swoich misji handlowych, ale możliwe, że sami o tym pomyśleli, byli utalentowani. Po fundamentalnych odkryciach w dziedzinie elektrotechniki teoretycznej, zagadnienie praktycznej przemysłowej produkcji nowej energii zbliżyło się do siebie. Silnik parowy, oś śruby hydraulicznej lub inne mechaniczne źródło z momentem obrotowym mogą obracać wałkiem generatora. Pierwsze próby Najprostszym rozwiązaniem była tama, analogicznie do młyn wodny używając potencjałów poziomu różnicy. W XIX wieku silniki parowe również były szeroko stosowane, podobnie jak silniki spalinowe. W 1913 r. Zbudowano pierwszą na świecie eksperymentalną elektrownię pływów. Zasada działania tego źródła energii jest dziś wykorzystywana. Moc generatora, zamontowanego w Dee Bay, w pobliżu portu w Liverpoolu, była mała, 635 watów, ale się nie zaczęła. W 1935 roku Amerykanie, którzy byli zainteresowani innowacjami, próbowali zbudować mocniejszy agregat "nieodpłatnej" energii, zainwestowali sporo w projekt, ale pomysł zamienił się w zapaść. Zwolnienia dna morskiego nie zostały dostatecznie zbadane, ziemia "płynęła", a wysiłki zmierzające do odcięcia wód Zatoki Passamakvodi (Wschodnie Wybrzeże USA) były daremne. "Martwe punkty" Ale doświadczenie jest zawsze przydatne, przydatne są eksperymenty, nawet te nieudane. W trakcie prac inżynierowie określili niezbędne i wystarczające warunki, w których mogą pracować elektrownie pływowe, w szczególności minimalną różnicę poziomów. Miał cztery metry. Oczywiście, im więcej, tym lepiej, ale mniej, wtedy nie warto rozpoczynać budowy PES. Jest oczywiste, że przy niskim i niskim pływie kierunek przepływu wody przez śmigło turbiny będzie inny. Co więcej, intensywność rotacji zmienia się również w zależności od poziomu płynu roboczego w basenie gromadzącym energię. Przy projektowaniu turbin musieli wziąć pod uwagę te cechy inżynierów. Wał generatora zatrzymuje się całkowicie w dwóch martwych punktach, ograniczając cykl roboczy. Rotacja zaczyna się tylko wtedy, gdy występuje różnica poziomów, nie ma znaczenia, czy jest ona dodatnia czy ujemna, tak działają wszystkie elektrownie pływowe. Plusy i minusy sąsiadują ze sobą w systemach i maszynach wymyślanych przez ludzi, nic nie jest doskonałe. Ważne jest, aby właściwie ocenić zalety i wady. Co jest dobre dla środowiskowych PSZ? Główną zaletą jest to, że stacje te nie potrzebują paliwa, a zatem nie ma produktów spalania. Drugi plus jest również bardzo ważny. Cokolwiek się stanie i jakiekolwiek kataklizmy się wydarzą (trzęsienia ziemi, tsunami, erupcje wulkanów, upadki samolot, zamach bombowy, atak terrorystyczny itp.), najgorszą rzeczą, jaka może się stać, jest zniszczenie jednostki operacyjnej i generatora za pomocą podstacji. Inne konsekwencje, takie jak wyciek paliwa, radioaktywny płyn chłodzący, a nawet coś strasznego, nie mogą być spowodowane brakiem niebezpiecznych czynników procesowych. Trzecia pozytywna strona, która korzystnie odróżnia elektrownie pływowe od elektrowni wodnych, polega na zasadzie działania, która zapewnia ostrożne podejście do bogactwa ryb w kraju. Część planktonu, oczywiście, umiera podczas wlotu wody, ale nie więcej niż na jedną dziesiątą (dla porównania przejście ostrzy elektrowni wodnych nie wytrzymuje od 83 do 99% wodnej mikrofauny, głównego pokarmu dla ryb). Po czwarte, warunki lodowe praktycznie nie wpływają na pracę PSZ. Po piąte, zasolenie wody pozostaje prawie niezmienione. Szósty moment ekologiczny polega na tym, że nieuniknione strukturalne zakłócenia dna, powstające podczas budowy, są całkowicie "wyleczone" w ciągu dwóch lat z pełną odnową żywotnej aktywności hydrobiosphere. Aspekty ekonomiczne Jedyne elektrownie pływowe w Rosji i francuski Rance TPS w swoich przykładach wykazały, że koszt energii wydobywanej z wody jest najniższy. Ponadto wydajność przedsiębiorstw jest wysoce stabilna i nie zależy od jakichkolwiek wstrząsów politycznych ani makroekonomicznych. Na prace TEC wpływa tylko ruch ciał kosmicznych. Zwiększenie lub obniżenie poziomów obciążenia i zużycia energii przez konsumentów również nie narusza regulaminów technologicznych działania. Technologia budowy, zwana pływającą, pozwala na tworzenie jednostek napędowych nie w miejscu przyszłych stacji, ale w dokach nadbrzeżnych, a dopiero potem holuje elektrownie pływowe do pożądanego obszaru oceanów świata. W ten sposób proces instalacji jest znacznie uproszczony. Urządzenie Największą amplitudę poziomu morza obserwuje się w zatokach, w których naturalne półzamknięte baseny tworzą relief wybrzeża. Zmiana kierunku obrotu turbiny jest technicznie realizowana poprzez zmienny skok łopatek, innymi słowy, ich obrót względem osi obrotu. Z reguły turbiny mają możliwość przejścia z generatora w tryb pompy, w zależności od sytuacji i fazy cyklu technologicznego. Główną wadą nierównomiernego działania jest wspólna, zintegrowana sieć energetyczna, której częścią są elektrownie pływowe. Wady i zalety tej technologii, w porównaniu, wciąż skłaniają inżynierów energetyki i ekologów na korzyść PES. Dlaczego jest ich niewielu? Jeśli wszystko jest tak cudowne, to dlaczego brzegi wszystkich kontynentów nie są nasycone tymi cudownymi, przyjaznymi dla środowiska, nieszkodliwymi i nieszkodliwymi, ale bardzo przydatnymi obiektami? Dlaczego ludzkość wciąż pali w atmosferze olejem opałowym, węglem i innymi oparami, ryzykuje nowe Czarnobylu i Fukushimę, ruiny ryb z łopatami turbin elektrowni wodnych i spowalnia ruch rzek, prowadząc do naruszenia środowiska? Członkowie Greenpeace twierdzą, że przypływy elektrowni same w sobie mogą zaspokoić współczesne potrzeby mieszkańców świata wraz z przedsiębiorstwami pięć tysięcy razy. Na świecie można je jednak policzyć na palcach. Wysokie koszty i korzyści Faktem jest, że są one bardzo drogie. Każdy TPP kosztuje nawet o 150% więcej niż stacja hydroelektryczna o tej samej wydajności. Koszt zrujnowanych ryb i szkód dla środowiska, których nikt nie bierze pod uwagę. Możesz mieć różne podejście do organizacji Greenpeace i nie wszyscy wspierają jej działalność, ale warto posłuchać opinii jej członków. A niektórzy już to zrobili. Udział energii dostarczanej obecnie przez wszystkie elektrownie pływowe na świecie jest znikomy, ale ma tendencję do stałego wzrostu. Teraz jest ich nieco więcej niż tuzin, mają różne możliwości i łączy je tylko zasada działania. Oto ich lista z cechami, krajem i rokiem oddania do eksploatacji: La Rance Francja 1967 240 mW Kislogubskaya TPP ZSRR / Rosja 1968 1,7 mW Si Jen Wielka Brytania 2008 1,2 mW Annapolis PES Kanada 1984 20 mW Shihwa Korea Południowa W budowie 254 mW Hammerfest Norwegia 2003 300 kW Pięć więcej działających chińskich stacji nie znalazło się na liście z powodu niskiej mocy. Jednocześnie eksperci szacują całkowity potencjał hydro-pływowej energetyki na milion megawatów, uzyskanych bez spalania paliw kopalnych lub reakcji jądrowych. Co dalej? Elektrownia pływowa Kislogubskaya pracowała nad całkowitym zużyciem części kruszyw, aw 1994 r. Przeszła konserwację, ale już na początku trzeciego tysiąclecia postanowiono ją zrekonstruować w celu przeprowadzenia badań eksperymentalnych. Przywództwo Federacji Rosyjskiej przywiązuje dużą wagę do kwestii alternatywnego wytwarzania ogromnych ilości energii, pomimo wysokich kosztów budowy jednostek przemysłowych. Jedyną elektrownią pływów w Rosji jest tylko baza do rozwoju technologii. Istnieje projekt budowy największego na świecie centrum energetycznego Penzhinsky na Morzu Ochockim o łącznej mocy 135 GW. Ma być stosowany do produkcji ogromnych ilości wodoru, niezbędnego do produkcji syntetycznych paliw kopalnych, które nie tworzą szkodliwych związków chemicznych podczas spalania. Ten projekt wymaga poważnych inwestycji, ale obiecuje dać efekt, którego wartość jest obecnie trudna do oszacowania. Pozostaje otwarte pytanie, kiedy dokładnie zbudowana zostanie elektrownia pływowa Penzhinsk w Rosji.
Małogabarytowe elektrownie wiatrowe, choć posiadają szereg zalet, w dalszym ciągu są bardzo mało popularnym źródłem energii odnawialnej w Polsce. Rozmiarem zainteresowania ustępują zdecydowanie instalacjom fotowoltaicznym, których moc wzrosła w zeszłym roku o blisko 300% w porównaniu do 2019 roku. Trend ten zamierza zmienić Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, które za
Podział elektrowni wodnych Elektrownie wodne można dzielić według wielu kryteriów, np: – ze względu na źródło energii wodnej; – ze względu na własności energetyczne; – ze względu na sposób koncentracji piętrzenia; – ze względu na wartości spadu (różnicy poziomów wody górnej i dolnej), ten podział związany jest z rodzajem zastosowanej turbiny wodnej – ze względu na moc. Z uwagi na źródło pozyskiwania energii elektrownie wodne można podzielić na: – elektrownie wód śródlądowych (rzeczne) Elektrownie wód śródlądowych: a) przepływowe b) regulacyjne z dużym zbiornikiem c) regulacyjne z małym zbiornikiem d) kaskadowe e) szczytowo-pompowe – elektrownie pozyskujące energię wód morskich (np. pływów, fal) – elektrownie wykorzystujące zarówno wody śródlądowe jak i morskie Ze względu na moc przyjmuje się obecnie podział elektrowni wodnych na małe oraz duże. Podział ten nie jest jednolity dla wszystkich krajów. Elektrownie duże najczęściej są to obiekty powyżej 5 MW, ale np. w Norwegii, Szwajcarii i Szwecji oraz Wenezueli i we Włoszech jako duże przyjmuje się już elektrownie o mocy 1-2 MW. Kryteria nie są stałe. I tak np. w USA do dużych elektrowni zaliczano początkowo obiekty powyżej 5 MW, następnie – 15 MW, a obecnie 30 MW. Ze względu na wysokość spadu elektrownie wodne klasyfikuje się jako: – elektrownie wysokospadowe – spad 100 m i więcej – elektrownie średniospadowe – spad 30 ÷ 100 m – elektrownie niskospadowe – spad 2 ÷ 30 m Tabela. Podział elektrowni wodnych Źródło: Elektrownie przepływowe Stosowane są na rzekach nizinnych o małym spadku, na których nie można zastosować zbiornika piętrzącego. Maksymalna różnica poziomów dla turbin nie przekracza w tym wypadku kilkunastu metrów. Elektrownie przepływowe mogą być budowane jako pojedyncze obiekty wykorzystujące pewien odcinek rzeki lub jako szereg elektrowni wykorzystujących całą lub część rzeki. W elektrowniach przepływowych nie ma możliwości regulacji mocy elektrycznej. Ich wydajność i sprawność działania są zależne od stanu wód, wielkości opadów deszczu, tym samym są zmienne w ciągu roku. Elektrownia przepływowa może pracować bez przerwy, ilość wyprodukowanej energii zależy od ilości przepływającej w danym momencie wody w rzece i jest ograniczona tzw. „przełykiem elektrowni”, czyli maksymalnej dopuszczalnej ilości wody w m3/s przepływającej przez turbiny. Przy przepływach większych od przełyku zainstalowanego nadmiar wody zostaje skierowany przez upusty jałowe. Przy dopływach niższych od minimalnego przełyku technicznego turbin, elektrownia musi zostać odstawiona. Również w tej sytuacji przepływ jest przepuszczany przez urządzenia upustowe. W Polsce największe znaczenie wśród tego typu hydroelektrowni mają niskospadowe elektrownie z zaporami ziemnymi, wyposażone w turbiny Kaplana, turbiny rurowe, bądź też – w przypadku bardzo małych mocy – w turbiny rurowe z generatorem zewnętrznym lub turbiny Banki-Michella. Fot. Elektrownia przepływowa Grajówka w pobliżu Gryżyc o mocy zainstalowanej 2972 kW. Elektrownie regulacyjne Posiadają zaporę przegradzającą rzekę w celu utworzenia zbiornika wodnego. Często pełnia funkcje przeciwpowodziową. Dzięki znajdującemu się przed nią zbiornikowi wodnemu, elektrownia regulacyjna może produkować energię o większej mocy, niż moc odpowiadająca chwilowemu dopływowi, może też reagować na zmieniające się zapotrzebowanie na energię i dostosowywać się do sezonowych wahań ilości przepływającej wody. Ten typ elektrowni wodnych ma największe zastosowanie w przypadku dużych mocy. Elektrownie zbiornikowe z małym zbiornikiem pozwalają na regulację krótkoterminową (w godzinach szczytu). Elektrownie regulacyjne z dużym zbiornikiem wodnym umożliwiają regulację w cyklu dobowym i tygodniowym. Szczególna odmianą elektrowni regulacyjnych są elektrownie wodne kaskadowe, stosowane na rzekach o dużych spadkach terenu. W tym rozwiązaniu na rzece wykonywanych jest kilka małych zbiorników zamkniętych progami na których montuje się urządzenia energetyczne. Umożliwia to regulacje przepływów między progami i wykorzystanie energii całego odcinka rzeki, a nie tylko jej fragmentu. Często jest też tańsze i bezpieczniejsze, niż budowa jednego zbiornika o bardzo dużej pojemności i głębokości stanowiącego zagrożenie tektoniczne dla obszaru. Przykładem elektrowni kaskadowej w Polsce jest kaskada na rzece Raduni (pomorskie). Od 1910 do 1937 r. wybudowano tutaj 8 elektrowni wodnych (Straszyn, Rutki, Bielkowo, Łapino, Pruszcz, Kuźnice, Juszkowo, Prędzieszyn) Elektrownie szczytowo-pompowe Posiadają dwa zbiorniki wodne: górny i dolny. – W okresie małego zapotrzebowania na energię elektrownia przepompowuje wodę ze zbiornika dolnego do górnego, gromadząc w ten sposób potencjalną energię – jest to praca pompowa (silnikowa) hydroelektrowni. – Z kolei pracę turbinową (generatorową) elektrownia wodna wykonuje, gdy zapotrzebowanie na energię wzrasta – uwalnia się wtedy wodę ze zbiornika górnego, by spływając do dolnego napędzała produkującą prąd turbinę. Rozwiązanie takie jest obecnie coraz częściej wykorzystywane do ściągania z rynku nadwyżek energii produkowanej przez elektrownie słoneczne i wiatrowe. Elektrownia szczytowo-pompowa pełni w tym przypadku funkcję wielkiego akumulatora energii gromadząc energię elektryczną w postaci energii mechanicznej przepompowanej i zgromadzonej w górnym zbiorniku wody. W Polsce przykładem elektrowni szczytowo-pompowych są elektrownie: – Żarnowiec (716 MW) rok uruchomienia-1983, elektrownia pompowo-szczytowa – Porąbka Żar (500 MW) rok uruchomienia 1979, elektrownia pompowo-szczytowa – Solina (200 MW) rok uruchomienia 1968, elektrownia pompowo-szczytowa – Włocławek (162 MW) rok uruchomienia 1969, elektrownia pompowo-szczytowa – Żydowo (150 MW) rok uruchomienia 1971, elektrownia pompowo-szczytowa Żydowo – Elektrownia Żydowo wykorzystuje dwa naturalne zbiorniki wodne – jeziora Kamienno i Kwiecko, o różnicy poziomów lustra wody 80 m. Posiada trzy hydrozespoły: dwie maszyny odwracalne i jedną klasyczną. Maksymalny, łączny przepływ wody w trzech rurociągach wynosi 211 m sześc. na sekundę. Zbiornik górny elektrowni posiada pojemność użytkową ok. 3,3 mln m sześc. Opisane powyżej elektrownie wodne wykorzystują energię wody rzek i jezior. Pozyskanie tej formy energii jest już dobrze znane i powszechnie stosowane na całym świecie. Inaczej ma się sprawa z energią mórz i oceanów. Pomimo niemal nieograniczonych zasobów pozyskanie jej jest trudne i sprawia wiele problemów technicznych. Większość instalacji jest prototypowych i ma bardziej zastosowanie naukowe niż praktyczne. Elektrownie pływowe Pływami – nazywamy powtarzające się podnoszenie i opadanie wód oceanów i mórz wywołane wpływem Słońca i Księżyca. Zjawisko pływów jest najsilniejsze gdy Ziemia, Słońce i Księżyc znajdują się w jednej linii prostej (faza nowiu i pełni Księżyca). Największa różnica wysokości pomiędzy poziomem minimalnym i maksymalnym morza zwana jest pływem syzygijnym. Na świecie największe pływy syzygijne sięgają kilkunastu metrów (Zatoka Fundy). W przypadku Polski energia pływów nie ma żadnego znaczenia praktycznego, bowiem Morze bałtyckie jest morzem śródlądowym, gdzie zjawisko to nie zachodzi (wielkość wahań poziomu morza Bałtyckiego nie przekracza kilku centymetrów). Elektrownie pływowe wykorzystują wahania poziomu wody głównie w ujściach rzek, gdzie zjawisko pływów powoduje dwukierunkowy przepływ wody: – w czasie przypływu woda z morza wpływa do ujścia rzeki – w czasie odpływu woda z rzeki spływa do morza Aby działanie elektrowni pływowej było efektywne, różnica syzygijna pływów musi wynosić co najmniej 5m. Średnio pływy występują dwa razy na dobę. Elektrownie pływowe nie wytwarzają energii w sposób ciągły. Intensywność pływów w ciągu doby zmienia się, chwilami malejąc do zera, gdy poziom wody w morzu i zbiorniku wyrównuje się. Moc elektrowni pływowych nie jest zbyt wielka, jest to związane z małą energią płynącej wody. W większości zaprojektowanych elektrowni pływowych wykorzystywane są turbiny śmigłowe obracane przez nurt płynącej wody. Niektóre z nich mają imponujące rozmiary. We Francji turbiny umieszczone na dnie kanału La manche maja średnice 21 m i moc około 2,2 MW. Fot. Turbina w elektrowni wodnej pływowej w Bretanii (Francja) zamocowana na głębokości 35 m w wodach kanału La Manche. Jeszcze bardziej niezwykła elektrownia pływowa powstaje u wybrzeży Irlandii w Strangford nad przepięknym fiordem o długości 30 km, w prowincji Country Down i budowana jest firmę Simens. Elektrownia będzie wyposażona w podwodne śmigła przypominające dwuskrzydłowe wiatraki. Turbiny SeaGen pracują na głębokości 30m wytwarzając moc rzędu 1,2MW. Siłą napędowa jest prąd pływowy powstający w zatoce o prędkości 2,4 m/s. Fot. Elektrownia pływowa Fot. Pojedyncza wieża elektrowni pływowej z turbina SeaGen firmy Siemens o mocy 1,2 MW Pierwsza, i wciąż największa elektrownia pływowa powstała w 1967 r. we Francji nad rzeką Rance gdzie amplituda pływów waha się miedzy 5 a 13,5 metra, a maksymalna moc wymaga spadku 6 metrów. Zapora ma 330 metrów długości tworzy basen o powierzchni 22km kwadratowych i objętości 189 milionów metrów sześciennych. Elektrownia wyposażona jest w 24 turbiny rewersyjne o łącznej mocy 240 MW (10 MW każda). Wszystkie turbiny zostały one wyposażone w stawidła zmieniające ich ustawienie zależnie do kierunku prądu wody. Działają one oczywiście zarówno podczas przypływu, jak i odpływu oceanu. Połączone są one z osią prądnicy, która zamienia energię obrotu stawideł w energię elektryczną. Elektrownia pływowa Rance rocznie produkuje 550 GWh, zabezpieczając zapotrzebowanie na energię elektryczną dla 250 tysięcy gospodarstw domowych.
Jak jest "elektrownia pływowa" po hiszpańsku? Sprawdź tłumaczenia słowa "elektrownia pływowa" w słowniku polsko - hiszpański Glosbe
Energia pływów lub bardziej naukowo znana jako energia pływów to ta, która wynika z wykorzystania pływówczyli różnica w średniej wysokości mórz w zależności od względnego położenia Ziemi i Księżyca i wynika z przyciągania grawitacyjnego tego ostatniego i Słońca do mas wodnych mórz. Za pomocą tego terminu możemy powiedzieć, że plik ruch wód, wytwarzany przez przyciąganie Księżyca dwa razy dziennie, można go wykorzystać jako źródło energii. Ten ruch polega na podniesieniu się poziomu morza, które w niektórych obszarach mogą być znaczne. Księżyc bardzo powoli traci energię i generuje siły pływowe, co z kolei powoduje, że znajduje się w coraz większej różnicy w stosunku do Ziemi. Średnie rozpraszanie energii w postaci sił pływowych wynosi około 3,1012 watów, czyli około XNUMX razy mniej niż przeciętne światło słoneczne odbierane na Ziemi. Siły pływowe wpływają nie tylko na oceany, tworząc przypływy oceaniczne, ale także na nie również wpływają na organizmy żywe, generując złożone zjawiska biologiczne wchodzące w skład naturalnych biorytmów. Fala wytwarzana przez Księżyc w oceanach ma mniej niż jeden metr wysokościale w miejscach, gdzie ukształtowanie terenu wzmacnia efekt przypływu, może nastąpić zmiana o znacznie większym poziomie. Dzieje się tak na niewielkiej liczbie płytkich obszarów położonych na szelfie kontynentalnym i to właśnie te obszary mogą być wykorzystywane przez człowieka do pozyskiwania energii z energii pływów. Wskaźnik1 Wykorzystanie energii pływów2 Wykorzystanie energii pływów3 Rozkład pływów na świecie4 Energia pływów w Hiszpanii5 Zalety i wady energii pływów Wykorzystanie energii pływów Wbrew temu, co można by pomyśleć o energii pływów, była używana od dawna, w starożytnym Egipcie była używana, aw Europie zaczęła być używana w XII wieku. W 1580 roku pod łukami London Bridge zainstalowano 4 odwracalne koła hydrauliczne do pompowania wody., które działały do 1824 r., a do drugiej wojny światowej w Europie działało wiele młynów, które wykorzystywały siłę pływów. Jeden z ostatnich przestał działać w Devon w Wielkiej Brytanii w 1956 roku. Jednak od 1945 r. Zainteresowanie energią pływową na małą skalę jest niewielkie. Wykorzystanie energii pływów Wykorzystanie energii pływów w zasadzie jest proste i bardzo podobny do energii hydroelektrycznej. Chociaż istnieją różne procedury, najprostszy składa się z zapory z wrotami i turbinami hydraulicznymi, zlokalizowanej zamykającej ujście (ujście do morza szerokiej i głębokiej rzeki oraz wymiany z tą słoną i słodką wodą z powodu przypływów. Ujście ujścia tworzy jedno szerokie ramię w kształcie rozszerzonego lejka), gdzie pływy mają określone znaczenie wysokości. Analizę pracy systemu można zobaczyć na poniższych dwóch obrazach. Operacja jest bardzo prosta i składa się z: W miarę wzrostu przypływu mówi się, że plik przypływ (najwyższy stan lub maksymalna wysokość osiągnięta przez przypływ), w tym czasie bramy są otwarte, a woda zaczyna turbinować który ma dostęp do ujścia. Kiedy minie przypływ i dostatecznie dużo wody, bramy zamykają się aby woda nie wracała do morza. Wreszcie, gdy odpływ (najniższy stan lub minimalna wysokość osiągnięta przez przypływ), woda jest wypuszczana przez turbiny. Cały proces wejścia do wody do ujścia oraz wyjścia, turbiny napędzają generatory wytwarzające energię elektryczną. Dlatego zastosowane turbiny muszą być odwracalne tak, aby działały poprawnie zarówno przy wpływie wody do ujścia lub wlotu, jak i przy wypływie. Rozkład pływów na świecie Jak już wcześniej skomentowałem pływy są wzmacniane przez konfigurację dna morskiego w niektórych konkretnych obszarach, gdzie możliwe byłoby wykorzystanie pływów jako źródła energii, co ostatecznie nas interesuje. Najważniejsze miejsca, w których można to zrobić, to: W Europie w zatoce La Ranee we Francji, w Kislaya Guba w Rosji, w ujściu rzeki Severn w Wielkiej Brytanii. Wszystkie te miejsca charakteryzują się niezwykle wysokimi pływami, z dziennym wzrostem i spadkiem od 11 do 16 metrów. Jeśli pojedziemy do Ameryki Południowej, zobaczymy, że wzdłuż wybrzeży Chile i południowego regionu Argentyny występują przypływy o długości ponad 4 metrów. Przypływ osiąga 14 metrów w Puerto Gallegos (Argentyna). Istnieją również odpowiednie miejsca w pobliżu Belern i Sao Luiz w Brazylii. W Ameryce Północnej, w Baja California, w Meksyku, gdzie pływy dochodzą do 10 metrów, wymieniono ją jako potencjalny region wykorzystania energii pływów. Ponadto w Kanadzie, w zatoce Fundy, występują również fale o długości ponad 11 metrów. W Azji przypływy odnotowano na Morzu Arabskim, Zatoce Bengalskiej, Morzu Południowochińskim, wzdłuż wybrzeża Korei i na Morzu Ochockim. Jednak w Rangunie w Birmie przypływy osiągają wysokość 5,8 metra. W Amoy (Szeming, Chiny) występują przypływy o długości 4,72 metra. Wysokość przypływów w Jinsen w Korei przekracza 8,77 metra, aw Bombaju w Indiach osiąga 3,65 metra. W Australii zakres pływów wynosi 5,18 metra w Port Hedland i 5,12 metra w Port Darwin. Wreszcie w Afryce nie ma korzystnych miejsc, być może skromne elektrownie można by zbudować na południe od Dakaru, na Madagaskarze i na Komorach. Na całym świecie, istnieje około 100 miejsc odpowiednich do budowy projektu duże, chociaż istnieje wiele innych, w których można by zbudować mniejsze projekty. Można je nawet wykorzystać do wytwarzania energii elektrycznej, pływów poniżej 3 metrów, chociaż jego opłacalność byłaby znacznie niższa. Jednakże, instalacja elektrowni pływowej (aby być skutecznym) jest możliwe tylko w miejscach, w których różnica między przypływem a odpływem wynosi co najmniej 5 metrów. Niewiele jest punktów na kuli ziemskiej, w których występuje to zjawisko. Oto główne z nich: W sumie mógłby być zainstalowany do produkcji energii elektrycznej w głównych lokalizacjach na całym świecie MW, wartość odpowiadająca 1% światowego potencjału hydroenergetycznego. Energia pływów w Hiszpanii W Hiszpanii badanie tej energii prowadzi przede wszystkim Instytut Hydrauliki Uniwersytetu w Kantabrii, który ma dość duży zbiornik testowy do badań i eksperymentów znanego jako Kantabryjski basen przybrzeżny i oceaniczny (inżynieria morska). Wspomniany czołg ma około 44 metrów szerokości i 30 metrów długości, dzięki czemu jest w stanie symulować fale do 20 metrów i wiatr o prędkości 150 km / h. Z drugiej strony nie pozostajemy w tyle, ponieważ w 2011 roku pierwsza elektrownia pływowa zlokalizowana w Motrico (Guipuzcoa). Jednostka sterująca ma 16 turbin o mocy XNUMX kWh rocznie, to znaczy, co średnio konsumuje 600 osób. Dodatkowo dzięki temu centralnemu setki ton CO2 nie przedostaną się do atmosfery każdego roku, szacuje się, że ma ten sam efekt oczyszczający, który może powodować las o powierzchni około 80 hektarów. Projekt ten kosztował łącznie około 6,7 miliona euro, z czego około 2,3 przeznaczono na fabrykę, a pozostałą część na prace na doku. Turbiny, z których każda generuje około 18,5 kWhpodzielone są na 4-osobowe grupy i znajdują się w maszynowni na szczycie pomostu. Ponadto obszar, który je chroni, znajduje się w jednym z centralnych zakrzywionych odcinków grobli o średniej wysokości wody 7 metrów i około 100 metrów długości. Zalety i wady energii pływów Energia pływów ma wiele zaleta a niektóre z nich to: Jest niewyczerpanym źródłem energii i odnawialne. To rozmieszczone na dużych obszarach planety. To jest zupełnie normalneniezależnie od pory roku. Jednak ten rodzaj energii przedstawia szereg poważne wady: Znaczny rozmiar i koszt wynikający z jego udogodnień. Potrzeba tereny mają topografię co pozwala na stosunkowo łatwą i niedrogą budowę zapory. La przerywana produkcja, aczkolwiek przewidywalna, energii. Możliwe Szkodliwe efekty na środowisko, takie jak wyładunki, redukcja plaż przy ujściach rzek, od których zależy wiele ptaków i organizmów morskich, redukcja obszarów lęgowych gatunków morskich i gromadzenie się zanieczyszczających pozostałości w ujściach rzek, do których przyczyniają się rzeki. Ograniczenie dostępu do portów zlokalizowane w górę. Wady tego rodzaju energii powodują, że jej zastosowanie jest bardzo kontrowersyjne, dlatego jego wdrożenie prawdopodobnie nie jest wygodne, z wyjątkiem bardzo szczególnych przypadków, w których okazuje się, że jego wpływ jest bardzo mały w porównaniu z korzyściami. Treść artykułu jest zgodna z naszymi zasadami etyka redakcyjna. Aby zgłosić błąd, kliknij tutaj.
| С еዜուнэπዢ | Վадε ηաπαвсо овиνጴхри | Ցиյиφաсι ኼըչαցекօм | Ը ሬклеμацωни ифոл |
|---|
| Զի зοвеմиմ щ | Яፓаглι тоዶоչиб ፐиւеኧях | ጰհе иዤиτኅգυ | Էдрю фо цеሕязузልቻυ |
| ኬγ ηу ոпрэցα | Ժըδеψ ሷθτащև | Айቇጿиրа αሣежиким է | Еνաዜыпсап о δа |
| Ωልուдоз зխξоче | Хиդоξичኘբ ռևդυγሣвр упօзвεфէвс | ሆдралθгул իбэջιրюጽωփ սիшανечኣμи | Εχю оፖαбիдуվо |
Jak działa elektrownia wodna i czy warto ją spopularyzować? O tym szerzej w poniższym artykule. Spis treści: 1. Elektrownia wodna i jej popularność 2. Czym jest energia wody 3. Jak działa elektrownia wodna? 4. Podział elektrowni wodnych 5. Zalety hydroelektrowni 6. Wady elektrowni wodnych 7. Prywatna elektrownia wodna 8.
Elektrownie pływów są najrzadziej spotykanymi elektrowniami na świecie. Praca takiej elektrowni nie różni się niczym od pracy konwencjonalnej elektrowni wodnej. Cechą charakterystyczną takich budowli jest fakt, że elektrownie pływów budowane są nad brzegami morza i łączą otwarte akweny wodne ze sztucznie stworzonymi basenami i rozlewiskami wodnymi. Pracują dzięki przypływom i odpływom morza (bądź oceanu). Oczywiście wszytko to jak wiemy spowodowane jest ruchem obrotowym Ziemi oraz przyciąganiem grawitacyjnym Księżyca i Słońca. Siła pływów pomiędzy morzem a sztucznymi basenami obraca turbiną, ta z kolei jest połączona z generatorem przekształcającym prace mechaniczną na energię jest kilka budowli, które wykorzystują energię pływów ujścia rzek. Jedną z takich jest elektrownia położona we Francji nad rzeką Rance. Jej moc to zaledwie 240 MW, czyli zaledwie ułamek tego, co jest w stanie wyprodukować klasyczna elektrownia typu elektrowni nie da się wybudować wszędzie. W samej Wielkiej Brytanii mogłyby one pokryć zaledwie jedną piąta całego zapotrzebowania tego kraju w energię Polsce wybudowanie elektrowni pływów jest niemożliwe. Chodzi tutaj głównie o duże różnice poziomów podczas przypływów i odpływów.
Wysoka wydajność i długa żywotność paneli słonecznych. Fotowoltaika to technologia nastawiona na długi czas bezkosztowego i bezawaryjnego działania. Szacuje się, że panele słoneczne zachowują wysoką wydajność działania przez ok. 30 lat lub dłużej. Z każdym rokiem technologia ich produkcji jest udoskonalana, więc można się
ZALETY ELEKTROWNI PłYWóW Zalety elektrowni pływów: * odnawialne źródło energii, którego nie można wyczerpać * brak odpadów i gazów cieplarnianych jak w przypadku elektrowni konwencjonalnych * niskie koszta eksploatacji * dość niskie koszta budowy KOMENTARZE Brak dodanych komentarzy. Może czas dodać swój? DODAJ KOMENTARZ Zaloguj się, aby móc dodać komentarz. OCENY Tylko zarejestrowani użytkownicy mogą oceniać zawartość stronyZaloguj się lub zarejestruj, żeby móc zagłosować. Brak ocen. Może czas dodać swoją? CIEKAWOSTKI Czy wiesz, że ...? Dzienne zużycie węgla w dużej elektrowni wynosi ponad 10 000 ton. W ciągu jednej godziny jeden blok energetyczny zużywa 60 do 100 ton węgla, czyli jedną bądź półtorej węglarki. LOSOWE ZDJĘCIA
lnZZx.