Odnawialne źródła energii to doskonała, „zielona” alternatywa dla spalania paliw kopalnych i funkcjonowania elektrowni jądrowych. Ich wykorzystanie nie wiąże się z emisją zanieczyszczeń i pozwala zachować szybko wyczerpujące się zasoby. Poznaj zasady działania najpowszechniej stosowanych odnawialnych źródeł energii i dowiedz się, dlaczego są one przyjazne środowisku.
Energia słoneczna – fotowoltaika i kolektory słoneczne
Energia słoneczna jest energią odnawialną, a przez to ekologiczną. Aby móc z niej korzystać, opracowano procesy takie jak konwersja fotowoltaiczna i konwersja fototermiczna. Fotowoltaika to dziedzina nauki i techniki zajmująca się przetwarzaniem promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Znajduje ona szerokie zastosowanie, a jej koszty maleją z każdym rokiem. Ponadto specjaliści wciąż pracują nad nowocześniejszymi i tańszymi rozwiązaniami technologicznymi w jej zakresie. Z konwertowaniem promieniowania na prąd zmienny nie wiąże się emisja dwutlenku węgla do atmosfery, co pozwala ograniczyć negatywny wpływ na środowisko naturalne. Panele PV (inaczej nazywane panelami fotowoltaicznymi) zbudowane są z półprzewodników tworzących złącze positive-negative, najczęściej z różnych rodzajów krzemu. Dodaje się do nich zwykle fosfor i bor, aby utworzyć pole magnetyczne. Zamiana energii słonecznej na elektryczną polega na tym, że elektrony krzemu destabilizują się w kontakcie z promieniami słonecznymi i zaczynają poruszać się w kierunku jednej strony ogniwa, powodując przepływ prądu. Informacje o szczegółowym działaniu i wydajności paneli PV sprawdź w specjalistycznym serwisie, gdzie można znaleźć wiele informacji na temat fotowoltaiki.
Energia słoneczna bywa również przetwarzana na cieplną, która może posłużyć np. do ogrzania budynku mieszkalnego. Do tego celu wykorzystuje się m.in. kolektory słoneczne coraz częściej montowane na dachach domów. Promieniowanie słoneczne konwertuje się na energię cieplną nośnika ciepła. Może być nim ciecz (woda albo glikol) lub gaz bądź mieszanina gazów (np. powietrze). Kolektory słoneczne dzielą się na płaskie, próżniowo-rurowe, skupiające i specjalne. Większość popularnych kolektorów płaskich może być stosowana ponad 25 lat.
Woda i jej energia
Energia wodna jest energią mechaniczną płynącej wody, która znajduje zastosowania gospodarcze. Obecnie przetwarza się ją na energię elektryczną (zajmuje się tym hydroenergetyka oparta zwykle na spiętrzeniach utworzonym dzięki zaporom wodnym) lub do napędzania maszyn. W pierwszym przypadku, przy wykorzystaniu wody spadającej z konkretnej wysokości, dostępna moc wiąże się ze spadkiem hydraulicznym, czyli wysokością, z jakiej spływa woda, a także z jej przepływem i prędkością tego przepływu. Kiedy woda spływa ze zbiornika, spadkiem hydraulicznym okaże się różnica poziomów pomiędzy lustrem wody w zbiorniku górnym i wylotem turbiny. Energia wodna bywa znacznie tańsza od spalania paliw kopalnych lub wykorzystywania energii jądrowej. Co ciekawe, obszary powszechnie stosujące energię wodną przyciągają przemysłowców niskimi cenami elektryczności. O wykorzystaniu tego odnawialnego źródła energii decydują też względy ochrony środowiska, szczególnie w przypadku małych elektrowni wodnych, których wpływ na otoczenie jest znikomy.
Wiatr – znaczenie dla uzyskania energii elektrycznej i mechanicznej
Energia wiatru, zaliczanego do odnawialnych źródeł energii, jest w zasadzie energią kinetyczną przemieszczających się mas powietrza. Przekształca się ją za pomocą turbin wiatrowych na energię elektryczną. Wykorzystuje się ją również jako energię mechaniczną w wiatrakach i pompach wiatrowych. Źródłem energii wiatru jest energia światła słonecznego. Ziemia ogrzewa się nierównomiernie, a lądy stygną szybciej niż wody, na naszej planecie wciąż tworzą się różnice temperatur wywołujące prądy konwekcyjne w atmosferze, różnice ciśnień i właśnie cyrkulację powietrza. Sumaryczna moc wiatrów może sięgać 900 TW, z czego można wykorzystać od 18 do 170 TW. Całkowite zapotrzebowanie ludzkości na moc to dla porównania od 15-18 TW. Co ciekawe, od początku XXI wieku energetyka wiatrowa rozwija się w tempie 20-30% rocznie i wszystko wskazuje na to, że w tej kwestii wciąż będą notowane wzrosty.
Wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii nie wiąże się z długotrwałymi deficytami i szkodliwością dla środowiska, dlatego ropa naftowa, węgiel czy gaz ziemny porzucane są na rzecz bardziej ekologicznych rozwiązań. Promieniowanie słoneczne, wiatr, woda, pływy morskie, opady czy geotermia dostarczają różnych rodzajów energii np. cieplnej, mechanicznej czy elektrycznej. Popularność odnawialnych źródeł energii stale rośnie, co pozwala ograniczyć niszczycielski wpływ działalności człowieka na otaczającą go przyrodę.