Obnovljivi izvori energije

Opšte karakteristike

Iako su poznati vekovima obnovljivi izvori energije dobijaju na značaju posle prve energetske krizePrema definiciji usvojenoj u Najrobiju 1981. godine u OIE spadaju:

Sunčeva energijaBiomasa, Drvo i drveni ugalj,Geotermalna energija,Energija plime i oseke,Energija morskih talasa,Termalni gradijent mora,Energija vetra,Hidroenergija,Vučna energija životinja.

Karakteristike

Specifičnosti obnovljivih izvora:neiscrpivost,periodičnost,promenljivost,prekidnost,nemogućnost skladištenja,stohastičnost,

zahtevaju da se njihovo definisanje i vrednovanje usaglasi sa takvim karakteromPod pojmom primarne energije iz obnovljivih izvora energije podrazumeva se dobijena električna, toplotna ili mehanička energija na izlazu iz uređaja koji koristi taj vid energije

Karakteristike

Korišćenjem obnovljivi izvori postaju resursi ili rezerve, dok u suprotnom predstavljaju potencijalOd teorijski raspoloživog potencijala samo jedan deo predstavlja tehnički iskoristiv potencijal pri sadašnjim tehnologijama –resurs, a deo koji se može koristiti ekonomski opravdano predstavlja rezerve

Učešće obnovljivih izvora energije u potrošnji energije

Učešće obnovljivih izvora energije u potrošnji primarne energije

Učešće obnovljivih izvora u potrošnji primarne energije iznosi 12,7% ili 1452.2Mten

Učešće pojedinih obnovljivih izvora energije

Hidroenergija

Hidroenergija

Hidroenergija predstavlja obnovljiv izvor energije koji se vekovima koristi za dobijanje mehaničke energije, više od jednog veka za dobijanje električne energijeVeliki značaj hidroenergije:

Energetika,Vodosnabdevanje,Navodnjavanje.

Teorijski potencijal vodnih snaga pdrazumeva snage koje vodotoci mogu dati bez obzira na tehničku i ekonomsku stranu izgradnje postrojenja. Određivnje teorijskog potencijala je veoma složeno. Potrebno je poznavati: visinske razlike, podužne profile reka, trajanje i učestalost snaga, raspoređenost snaga duž toka, prosečne i maksimalne protoke itd

Hidroenergija

Tehnički potencijal-(resursi) se određuje na bazi razrade tehničkih rešenja koja omogućavaju da se utvrdi realnost predloženog rešenja i njegova prosečna godišnja proizvodnjaEkonomski iskoristiv potencijal (rezerve) predstavlja deo tehnički iskoristivog potencijala čija se eksploatacija ekonomski isplati prema važećim ekonomskim i energetskim kriterijumima u tom trenutkuTehnički i ekonomski iskoristiv hidropotencijal su dinamičke kategorije

Tehnički i teoretski potencijali OIEThe Renewable Energy Resource Base (Exajoules (1018 ) a year)

Current use (2001) Technical potential Theoretical potential

Hydropower 9 50 147

Biomass energy 50 >276 2,900

Solar energy 0.1 >1,575 3,900,000

Wind energy 0.12 640 6,000

Geothermal energy 0.6 5,000 140,000,000

Ocean energy not estimated not estimated 7,400

Total 60 >7,600 >144,000,000

Akcione turbineIskorišćavaju samokinetičku energiju toka

Udubljene lopaticeOkreću se u vazduhuZa velike padove i pritiske

Reakcione turbinePored kinetičke energijeiskorišćavaju i deo potencijalne

Slične elisi brodaPotopljene u vodiZa velike protoke i male pritiske

Reakcione turbine transformišu sve tri komponente energije strujanja: kinetičku, potencijalnu i pritisnu

Reakcione turbineFrancisovaKaplanovaPropelerna

AkcionePeltonova

Francisova turbina

Kaplanova turbina

Peltonova turbina Propelerna turbina

Proizvodnja električne energije prema vrsti goriva

Proizvodnja hidroelektrične energije po regionima

Udeo hidroelektrične energija u proizvodnji električne energije

Potencijali i proizvodnja

Name Maximum Capacity Country Construction started Scheduled completion Three Gorges Dam 22,400 MW China December 14 1994 2009

Xiluodu Dam 12,600 MW China December 26 2005 2015

Baihetan Dam 12,000 MW China 2009 2015 Still in planning

Wudongde Dam 7,000 MW China 2009 2015 Still in planning

Longtan Dam 6,300 MW China July 1 2001 December 2009

Xiangjiaba Dam 6,000 MW China November 26 2006 2009

Jinping 2 Hydropower Station 4,800 MW China January 30 2007 2014

Laxiwa Dam 4,200 MW China April 18 2006 2010

Xiaowan Dam 4,200 MW China January 1 2002 December 2012

Jinping 1 Hydropower Station 3,600 MW China November 11 2005 2014

Jirau Dam 3,300 MW Brazil 2007 2012

Pubugou Dam 3,300 MW China March 30 2004 2010

Santo Antônio Dam 3,150 MW Brazil 2007 2012

Goupitan Dam 3,000 MW China November 8 2003 2011

Boguchan Dam 3,000 MW Russia 1980 2012

Guandi Dam 2,400 MW China 2007 2012

Son la Dam 2,400 MW Vietnam 2005

Bureya Dam 2,010 MW Russia 1978 2009

Lower Subansiri Dam 2000 MW India 2005 2009

Kapaciteti u izgradnji

Ukupni kapaciteti EPS 8355MW

Three Gorges Dam

Dužina 2,335 metara

Visna 185 metara

Širina u osnovi 115 metara

Procenjeni troškovi 22 milijarde $

Planirano raseljavanje 4 miliona ljudi

Proizvodnja

Proizvođači Kapaciteti

Udeo hidroelektrične energije u domaćoj proizvodnji električne energije

Sunčeva energija

Karakteristike

Energija sunčevog zračenja je najveći izvor energije, jer pored direktnog korišćenja za različite namene (energija Sunčevog zračenja) stalno obnavlja energiju vodnih snaga, vetra, plime i oseke, termalnog gradijenta u okeanima i omogućava fotosintezu odnosno rast biljakaSva konvencionalna goriva su akumulirana energija Sunčevog zračenjaSvake sekudne se pri fuziji oslobađa energija zračenja reda 3.86. 1020 MWIntenzitet zračenja opada sa udaljavanjem od Sunca pa je energija zračenja na gornjoj granici atmosfere oko 1367W/m2- ekstraterična konstanta radijacije

Karakteristike

Karakteristike

Prolazeći kroz atmosferu intenzitet sunčevog zračenja slabi usled apsorpcije i raspršivanja elektromagnetnih talasaPri čistoj atmosferi, kada je Sunce u zenitu na Zemlju se dozrači u vidu direktnog zračenja oko 2/3 energije koja je stigla do spoljne granice atmosfereUkupni dotok energije iznosi oko 117⋅109 MW odnosno oko 109 TWh godišnjeTo je godišnja energija koja je 76 puta veća od svih iskoristivih rezervi fosilnih goriva Dozračena Sunčeva energija u toku 1 godine je 7500 puta veća od ukupne potrošnje primarne energijeZbog rotacije ta se energija raspoređuje po celoj površini Zemlje pa je prosečni dotok energije 230W/m2

Karakteristike

Insolacija na gornjoj granici atmosfere i na površini zemlje

Karakteristike

Osim direktnog Sunčevog zračenja do Zemlje dolazi i deo raspršenog ili difuznog zračenjaGlobalno (ukupno zračenje) predstavlja sumu direktnog i difuzionog zračenjaNa intenzitet i količinu globalnog zračenja utiču:astromomski, fizički, meteorološki, geometrijski i geografski faktori. Stvarne vrednosti se mogu dobiti samo putem merenjaKoličina Sunčeve energije koja dopire do tla koja bi se energetski mogla koristiti pokazuje značajne varijacije u toku danaTako dozračena energija predstavlja samo potencijal dok vrednosti resursa i rezervi određeni tehničkim i ekonomskim mogućnostima korišćenja Sunčeve energije

Karakteristike

Koliko je Sunčevog zračenja moguće iskoristiti zavisi od vrste potršača i njegovih potreba. Teškoće u korišćenju uslovljavaju:

Relativno mali specifični protok energije Sunčevog zračenja koji dospeva na površinu Zemlje, geografska uslovljenost i promenljivost u toku godinePad ekonomičnosti sa porastom temperature nosioca toplote na izlazu iz uređaja za konverziju Sunčevog zračenjaFazna pomerenost raspoložive energije zračenja i potrebe potrošača

Korišćenje

Sunčeva energija se može koristiti za sve energetske potrebe gde se koriste konvencionalna goriva ali još uvek nije tehnički racionalna i ekonomski opravdana u mnogim oblastima potrošnje

Korišćenje Sunčeve energijeZA TOPLOTNE POTREBE

Aktivno korišćenjePasivno korišćenje

ZA PROIZVODNJU ELEKTRIČNE ENERGIJEPutem kondenzacionih termoelektranaPutem fotonaponskih ćelija

Korišćenje

Najveće korišćenje Sunčeve energije je za ispunjenje niskotemperaturnih potreba (grejanje i priprema potrošne tole vode)

Aktivno korišćenje Sunčeve energije za grejanje podrazumeva zagrevanje vode pomoću Sunčeve energije

Ovakav način grejanja prvi put je zabeležen u SAD 1890. godineKina je lider u ugradnji panela U Izraelu preko 90% niskotemperaturnih toplotnih potreba zadovoljava se aktivnim korišćenjem Sunčeve energijeOptimalna tempratura tople vode kod ovakvih sistema je 25-70°C

Aktivno korišćenje sunčeve energije

Korišćenje

Pasivno korišćenje sunčeve energije-solarna arhitektura

Pasivno korišćenje Sunčeve energije

Principi pasivno korišćenjaVelika južna površina objekta za prihvat Sunčevog zračenjaPoželjna konstrukcija sa velikom termalnom masom kako bi se obezbedila akumulacija toploteDobra izolacija kako bi se smanjili toplotni gubiciIzbegavanje zasenjivanja objekta

Proizvodnja električne energije-Solarne tremoelektarne

Šeme rada tipičnih solarnih termoelektrana

CST

Concentrating Solar Technologies (CST)Line fokus –single axis

Prijemnici su parabolični Pomeraju duž jedne ose kako bi pratili sunceTemperatura fluda dostiže 400°C

Point fokus-dual axisPrijemnici (heliostati) su ravniKoncentrišu enrgiju na vrh

tornjaPomeraju se duž dve ose

kako bi što bolje pratili sunce

Radni fluid se može zagrejati do 1000°C

CST Proizvodnja električne energije-parabolični prijemnici

Kalifornija pustinja Mojave

Kapacitet 354MW

Koristi se Sunčeva energija u kombinaciji sa prirodnim gasom

Preko 1000000 ogledala koja zauzimaju 6,4 km2

Proizvodnja električne energije-heloistati

PS10 u Sevilji

Snaga 11MW

624 velika pokretna ogledala Solar Two-Kalifornija

Proizvodnja električne energije

Solarne termoelektane

This is a List of Solar thermal power stations which are operating or are under construction:

•Andasol 1 solar power station (Spain)

•Nevada Solar One (USA)

•PS10 solar power tower (Spain)

•Solar Energy Generating Systems (USA)

•Solar Tres Power Tower (Spain)

Proizvodnja električne energije fotonaponskim ćelijama

Direktna konverzija Sunčevog zračenja u električnu energijuPrincip rada je oslobađanje elektrona iz atoma prijemnika putem fotona

Proizvodnja fotonaponskih panela u svetu

Primena fotonaponskih ćelija

Primena fotonaponskih ćelija

Prednosti:fotonaponski sistemi se lako instaliraju,Održavanje je minimalno

Nedostaci:Vezani su za klimatske uslove i doba dana. Treba predvideti rezervni sistemZa sofisticirane uređaje i tehnologije potrebna je sigurnost snabdevanja električnom energijom, što fotonaponske ćelije ne obezbeđujeu

Cene proizvedene energije iz različitih izvora

2001 energy costs Potential future energy cost Electricity

Wind 4-8 ¢/kWh 3-10 ¢/kWh

Solar photovoltaic 25-160 ¢/kWh 5-25 ¢/kWh

Solar thermal 12-34 ¢/kWh 4-20 ¢/kWh

Large hydropower 2-10 ¢/kWh 2-10 ¢/kWh

Small hydropower 2-12 ¢/kWh 2-10 ¢/kWh

Geothermal 2-10 ¢/kWh 1-8 ¢/kWh

Biomass 3-12 ¢/kWh 4-10 ¢/kWh

Coal (comparison) 4¢/kWh

Heat

Geothermal heat 0.5-5 ¢/kWh 0.5-5 ¢/kWh

Biomass - heat 1-6 ¢/kWh 1-5 ¢/kWh

Low temp solar heat 2-25 ¢/kWh 2-10

Predviđanja korišćenja različitih izvora energije