Patrząc z perspektywy lat można stwierdzić , iż historia ewolucyjna myślącego człowieka doprowadziła świat w bardzo krótkim czasie do powstania społeczeństw uprzemysłowionych. Ekspansja ta była możliwa nie tylko dzięki postępowi naukowemu i technicznemu , ale także dzięki powszechnej zgodzie i zapotrzebowaniu na istnienie rozmaitych dóbr i usług. Dążenie do takiego stanu rzeczy na początku było sprawą zrozumiała i oczywistą . Świat , który w zamierzeniach miał być stworzony, opierał się na ogromnej polaryzacji dobrobytu i władzy. W szaleńczym pędzie do takich założeń zapomniano o wielu biologicznych aspektach życia , a także pominięto przynależności kulturowe współczesnego człowieka. Myślenie i działania prowadzone w tych kierunkach zrodziły jeden z poważniejszych problemów dzisiejszego społeczeństwa – Ekologia[1].

Rabunkowe sposoby prowadzenia gospodarki osiągnęły rozmiary zagrażające naszemu istnieniu jako gatunkowi biologicznemu . Dziś nasze społeczeństwo staje wobec wielu  poważnych problemów, jaki : ograniczenie rynku , problemy surowców – szczególnie energetycznych , ogromne uzależnienie od energii , co jest realnym zagrożeniem , i w końcu niebezpieczeństwo nowe jakim jest globalne zanieczyszczenie środowiska.

Nigdy przedtem w historii gospodarczego rozwoju świata , „rzeki” odpadów spowodowanych działalnością człowieka nie osiągnęły takich rozmiarów , które mogły by zagrozić rodzaju ludzkiemu na Ziemi [2]. Nikt ze zwolenników burzliwej rewolucji technicznej i socjalnej nie mógł by przypuszczać , że produkcja przemysłowa i domniemany dobrobyt przybiorą tak gigantyczne rozmiary , jak w kilku ostatnich dekadach. Wnioskować można , iż zagadnienia takie , jak możliwość wyeksploatowania zasobów ziemi lub zniszczenia środowiska była w początkach uprzemysłowienia w znacznej mierze ignorowane. Obecnie , chociaż tylko jedna piąta ludności Ziemi cieszy się zdobyczami uprzemysłowienia , jest już widoczne , że zarówno ograniczenie jego wzrostu , jak i to , że niektóre podstawowe paradygmaty , które z takim powodzeniem i publicznym przyzwoleniem przyczyniły się do rewolucji przemysłowej , muszą być bardzo szybko zakwestionowane[3] .Podstawowym i radykalnym osiągnięciem nadchodzącego czasu , będzie najprawdopodobniej fundamentalna zmiana przemysłowców i rządów w kierunku bardziej spójnej i jasnej polityki ochrony środowiska i zagospodarowania odpadów.

Problem wyeksploatowania zasobów Ziemi nie dotyczy jedynie poszczególnych społeczeństw ,ale ma charakter bardziej globalny .

Można tutaj stwierdzić ,że obecna technika radzenia sobie z środowiskiem naturalnym i odpadami jest zbyt mało „wyrafinowana”. Mimo dość zaawansowanych technik przemysłu ,rozwój techniki nastawionej na przyjazne środowisko dopiero raczkuje. Miejmy nadzieje ,iż w następnych latach sprawy środowiska będą jedną z głównych sił napędowych rozwoju nowej technologii .Szeroko rozumiane optymalne gospodarowanie zasobami jest także centralnym problemem przyszłości rodzaju ludzkiego. Kryzys naftowy lat siedemdziesiątych zasygnalizował główne zagrożenia uprzemysłowionego świata .Nie tylko zanieczyszczenie środowiska spowodowane przez operacje przemysłowe okazało się zagrożeniem dla cywilizowanego życia na ziemi , lecz także uświadomiono ludziom nagle , z użyciem dość dramatycznych pojęć , że kończy się energia – absolutna podstawa ekspansji przemysłowej i cywilizacyjnej. Przy bliższej analizie problemu okazuje się ,iż paliwa kopalniane takie jak ropa naftowa itp. nie jest jedynym artykułem pierwszej potrzeby , którego źródło przy obecnym tempie konsumpcji raptownie i nieodwołalnie wysycha . Zasoby wielu innych życiowo ważnych , istotnych surowców okazały się w odniesienia do tempa ich wykorzystania zaskakująco małe i nierównomiernie rozprzestrzenione geograficznie .Nie pozostaje to bez znaczenia politycznego i gospodarczego. Są jednak pozytywne aspekty kryzysu zagospodarowania zasobów Ziemi.

Człowiek dostrzegł wreszcie istotę problemu . Uświadomił sobie również jak znaczną poprawę można by osiągnąć w sektorze energetycznym dzięki rozwojowi energetyki niekonwencjonalnej , mam na myśli odnawialne źródła energii. Wszyscy jesteśmy świadomi podstawowego znaczenia energii dla produkcji przemysłowej , ale także dla komfortu życia każdego z nas. Zazwyczaj uważa się , że istnieje bezpośrednia zależność między zużyciem energii a dochodem narodowym kraju w odniesieniu do jednego mieszkańca . Zatem rozsądne i bardzo na miejscu jest kierowanie gospodarki w kierunkach proekologicznych i stopniowe zaniechanie rabunkowej eksploatacji zasobów ziemskich , ze szczególnym naciskiem na źródła energii odnawialnych.

Jak dowodzą badania, zasoby Ziemi diametralnie się kurczą a wydobycie surowców energetycznych jeszcze do późnych lat osiemdziesiątych stale się powiększały. (tabela 1.) [4]

Tabela 1. Światowe zużycie surowców energetycznych (w milionach ton) [6]. Surowce 1970r. 1980r. 1986r. Węgiel kamienny 2134 2728 3196 Węgiel brunatny 791 1004 1225 Ropa naftowa 2275 2982 2787 Gaz 581 808 924 Razem 5781 7522 8132 Według: United Nations Industral Statistics Yearbook 1989r.

I nic w tym by nie było niepokojącego gdyby nie fakt , iż utworzone miliony lat temu przez przypadek z biomasy uwięzionej w strefie beztlenowej paliwa mogą być użyte tylko raz , po czym są tracone na zawsze.

Niemniej jednak energia wytwarzana z kopalin czy energia w ogóle nie są jedynymi zasobami, których na Ziemi nie ma w nadmiarze. Poza paliwami kopalnianymi kurczą się także rudy pierwiastków niezbędnych dla funkcjonowania gospodarki. (tabela 2).[5]

Tabela 2. Światowe zużycie rud (w milionach ton)[7]. Ruda 1970r. 1980r. 1986r. Żelazo 731 973 915 Miedź 21 27 29 Nikiel 70 70 70 Boksyt 58 94 89 Ołów 62 59 73 Cynk 124 169 139 Mangan 27 37 32 Chrom 2,7 3,1 4,1 Wapniak 649 870 735 Razem 1745 2302 2085

Według: United Nations Industral Statistics Yearbook 1989r.

Zatem , dzisiejszy człowiek musi pogodzić się z faktem , że przez całe lata budowania cywilizacji przyczynił się do degradacji środowiska naturalnego. Ważne jest teraz znalezienie nowych bardziej czystych środków pozyskiwania energii , a co za tym idzie wyeliminowanie gospodarki rabunkowej i dewastacyjnej z postępu technicznego .

Zadowalające jest dziś dążenie do promowania i wykorzystania tzw. „czystej energii”. Ludzkość wreszcie zaczyna wykorzystywać siły natury ukryte w oceanach ,słońcu, prądach powietrznych czy też w samym sercu Ziemi. Państwo uprzemysłowione to takie ,które swą polityką gospodarczą promuje i zachęca do ich wykorzystania .

Można tutaj przytoczyć nazwy takich państw jak USA Niemcy Australia oraz wiele innych. Optymistyczne jest też to , że coraz więcej urządzeń do produkcji czystej energii budowane jest w Polsce. Najpopularniejsze , przede wszystkim z najniższych kosztów budowy i taniej eksploatacji są kolektory słoneczne , następnie małe elektrownie wiatrowe , pompy ciepła itp. Na terenie kraju można też znaleźć średnie i małe elektrownie wodne miedzy innymi : Jastrowie ,Podgaje , Żagań , Szprotawa i inne[8].

Poniższa praca dyplomowa ma na celu przybliżyć zagadnienia odnoszące się do energii odnawialnej ze względu na technologie ,ekonomie ,ekologie i oddziaływania na gospodarkę

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.

Wprowadzenie pracy dyplomowej

Tematem mojej pracy magisterskiej jest: Kogeneracja odnawialnych źródeł energii w warunkach wiejskich. W pracy tej przedstawiłem szeroki przegląd tz:” Alternatywnej energii”, która powinna być coraz szerzej wykorzystywana i wdrażana w życie. Pierwsza część pozwala zapoznać się z już istniejącymi rozwiązaniami pozyskania energii z wiatru ,wody ,słońca czy też idąc dalej z wnętrza Ziemi .Pokazuje też wykorzystanie biomasy i biogazu jako doskonałych i tanich surowców energetycznych .

Końcowa część pracy to projekt koncepcyjny wdrożenia najbardziej rozpowszechnionych systemów energii odnawialnych w funkcjonowanie gospodarstwa rolnego. Pierwszym etapem tej modernizacji jest budowa areogeneratora dla potrzeb własnych , z możliwością sprzedaży nadwyżek. Kolejnym krokiem jest instalacja paneli solarnych i wymiana kotła węglowego na kocioł opalany biomasą.

Informacje zawarte w tej pracy powinny dać zainteresowanym szeroki pogląd na konkretne źródła energii , oraz szacunkowo na opłacalność wdrożenia takich wariantów.

Kogeneracja odnawialnych źródeł energii w warunkach wiejskich stanowi istotny kierunek rozwoju zrównoważonego systemu energetycznego, wpisujący się w światowe, unijne oraz krajowe strategie ochrony środowiska i transformacji energetycznej. Pod pojęciem kogeneracji rozumie się jednoczesną produkcję energii elektrycznej oraz ciepła użytkowego w ramach jednego procesu technologicznego, co pozwala na zdecydowanie wyższą efektywność energetyczną w porównaniu z tradycyjną produkcją energii, gdzie obie formy powstają oddzielnie. W warunkach wiejskich rozwiązanie to zyskuje szczególne znaczenie, ponieważ obszary te charakteryzuje duży potencjał surowcowy, rozproszona infrastruktura energetyczna oraz często ograniczona dostępność do sieci ciepłowniczych. Kogeneracja z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii umożliwia przetwarzanie lokalnych zasobów na energię w sposób efektywny, ekonomiczny i przyjazny środowisku, przyczyniając się jednocześnie do wzrostu niezależności energetycznej społeczności wiejskich.

Rozwój kogeneracji w środowisku wiejskim bazuje przede wszystkim na wykorzystaniu biomasy oraz biogazu, które stanowią najbardziej naturalne i dostępne źródła energii odnawialnej dla tego typu terenów. Biomasa, pochodząca z odpadów rolniczych, leśnych czy produkcji zwierzęcej, może być wykorzystywana w lokalnych instalacjach kogeneracyjnych do jednoczesnej produkcji energii elektrycznej i ciepła, które następnie mogą być dostarczane do pobliskich gospodarstw rolnych, budynków mieszkalnych czy obiektów usługowych. Biogazownie, przetwarzające odpady biologiczne na metan i dwutlenek węgla, umożliwiają pozyskanie energii w sposób zamknięty, w pełni wpisujący się w zasady gospodarki obiegu zamkniętego. Wytwarzane w procesie uboczne produkty, takie jak poferment, stanowią cenny nawóz organiczny, który może być ponownie wykorzystany w rolnictwie. Dzięki temu cykl produkcji energii w warunkach wiejskich staje się elementem zrównoważonego rozwoju, wspierając jednocześnie lokalne rolnictwo oraz ochronę środowiska.

Kogeneracja odnawialnych źródeł energii na terenach wiejskich przyczynia się do decentralizacji systemu energetycznego, co ma kluczowe znaczenie dla stabilności dostaw energii i bezpieczeństwa energetycznego kraju. Tradycyjne systemy oparte na scentralizowanych elektrowniach i długich liniach przesyłowych są bardziej narażone na straty energii, awarie oraz ograniczenia przesyłowe. Rozproszone mikro- i małe jednostki kogeneracyjne zasilające lokalne sieci obniżają ryzyko przerw w dostawach energii, zwiększają niezawodność systemu oraz umożliwiają efektywniejsze zarządzanie zasobami energetycznymi. Współczesne technologie, takie jak inteligentne sieci energetyczne (smart grids) oraz magazyny energii, dają dodatkową możliwość optymalizacji przepływów energii, integrując lokalnych producentów z krajowym systemem i podnosząc efektywność operacyjną.

Istotnym aspektem rozwoju kogeneracji odnawialnych źródeł energii na wsi jest również aspekt ekonomiczny oraz społeczny. Produkcja energii na poziomie lokalnym pozwala obniżyć koszty jej dystrybucji, a także tworzy nowe możliwości zarobkowe dla gospodarstw rolnych oraz lokalnych przedsiębiorstw. Instalacje kogeneracyjne mogą stać się częścią lokalnych systemów energetycznych, tworząc miejsca pracy i wspierając rozwój infrastruktury technicznej. Ponadto korzyści finansowe wynikają również ze sprzedaży nadwyżek energii elektrycznej do sieci oraz wykorzystywania ciepła do zasilania lokalnych instalacji ogrzewania. Dochody generowane w ramach kogeneracji mogą stanowić dodatkowe źródło przychodów dla rolników, zmniejszając ich zależność od wahań cen na rynkach rolnych oraz wpływając pozytywnie na stabilność finansową gospodarstw.

Z punktu widzenia polityki ekologicznej i ochrony klimatu kogeneracja odnawialnych źródeł energii wpisuje się w cele ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, zmniejszenia ilości odpadów biologicznych oraz poprawy jakości powietrza. Przetwarzanie biomasy i odpadów organicznych na energię ogranicza emisję metanu, który jest jednym z najbardziej szkodliwych gazów cieplarnianych, wydzielających się w sposób naturalny podczas procesów fermentacji beztlenowej na składowiskach odpadów czy w gospodarstwach rolnych. Dodatkowo lokalne wytwarzanie energii zmniejsza zapotrzebowanie na paliwa kopalne oraz koszty związane z ich transportem. Jednoczesna produkcja ciepła oraz energii elektrycznej minimalizuje straty energetyczne, co dodatkowo wpływa na zmniejszenie śladu węglowego społeczności wiejskich oraz poprawia efektywność stosowanych technologii.

Należy jednak zwrócić uwagę na wyzwania związane z rozwojem kogeneracji w warunkach wiejskich. Wśród istotnych barier znajdują się koszty inwestycyjne, potrzeba specjalistycznej infrastruktury, kwestie logistyczne związane z transportem i magazynowaniem biomasy oraz konieczność odpowiedniego przeszkolenia operatorów instalacji. Rozwój kogeneracji wymaga również jasno określonych regulacji prawnych oraz mechanizmów wsparcia finansowego, które zachęcą rolników i lokalne społeczności do inwestowania w tego typu technologie. Wsparcie publiczne, w tym programy unijne, krajowe dopłaty czy preferencyjne kredyty, odgrywa istotną rolę w ułatwieniu realizacji projektów i zminimalizowaniu ryzyka inwestycyjnego.

Podsumowując, kogeneracja odnawialnych źródeł energii w warunkach wiejskich stanowi perspektywiczne rozwiązanie, które łączy korzyści ekologiczne, ekonomiczne oraz społeczne. Wdrażanie tych technologii przyczynia się do rozwoju lokalnych gospodarek, wzrostu bezpieczeństwa energetycznego, poprawy efektywności energetycznej oraz ochrony środowiska naturalnego. Dzięki dużemu potencjałowi zasobów biomasy oraz możliwości integracji z nowoczesnymi technologiami energetycznymi, obszary wiejskie mogą stać się kluczowym elementem budowy nowoczesnego, rozproszonego i zrównoważonego systemu energetycznego opartego na odnawialnych źródłach energii. W dalszej perspektywie rozwój kogeneracji na terenach wiejskich wpisuje się w globalne trendy transformacji energetycznej, stanowiąc przykład praktycznego wdrożenia zasad gospodarki o obiegu zamkniętym, efektywności energetycznej oraz lokalnej samowystarczalności.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.

Dane wejściowe: Projekt przewiduje zastosowanie trzech kolektorów słonecznych o powierzchni 1,733m2 każdy i sprawności 80%

Kolektory zamontowane zostaną na dachu budynku pod kątem 45° od strony południowej.

Porównanie kosztów montażu i eksploatacji systemu tradycyjnego z solarnym.

Koszt trzech kolektorów słonecznych , kompletnego osprzętu solarnego , zbiornika o pojemności 30 litrów (jedna wężownica o mocy 2kW) oraz montażu instalacji wynosi:

9000 zł

Koszt 300 litrowego ogrzewacza wody o mocy 6kW , oraz montażu instalacji elektrycznej i hydraulicznej wynosi:

Podstawowa informacja dla dalszych rozważań, to koszt uzyskania 1 kWh ciepła za pomocą kolektorów słonecznych.

Zakładając , że ciepło uzyskujemy z baterii trzech kolektorów . Powierzchnia czynna absorbera jednego kolektora to 1,733m² . Sprawność urządzeń skierowanych na południe i zamontowanych na dachu o pochyleniu 45°,wynosi 80%.

Przyjmując również ,że napromieniowanie roczne na powierzchnie płaską ,ustawioną pod kątem 45°i skierowaną na południe w miejscu posadowienia kolektorów wynosi około 1000kWh/m² /rok, natomiast nasłonecznienie w tymże miejscu wynosi 1800 godzin w ciągu roku. [66] Do pompowania medium roboczego przez kolektor , użyto pompy obiegowej 25Por40C.Pobór mocy pompy pracującej ,oraz regulatora solarnego wynosi 50W. Zakładając ,że pompa i regulator pracują rocznie przez 1600 godz.

Ponieważ 1kWh energii elektrycznej kosztuje 0,5 zł, można obliczyć roczny koszt opisanej instalacji solarnej.

0,05kW x 1600h x 0,5 zł/kWh = 40 zł

W ciągu roku kolektory wytwarzają zaś następujące ilości ciepła:

1000kWh/m2 x (3 x 1,733)m2 x 80% = 4159,2 kWh

Zatem średni roczny koszt uzyskania 1 kWh ciepła za pomocą trzech kolektorów wynosi:

40 zl

4159,2kWh

Rocznie potrzebujemy 5080,8kWh energii (patrz wyżej).

Kolektory wytwarzają 4159 kWh .Uwzględniając straty przy przesyłaniu medium, grzewczego pomiędzy kolektorami ,a zasobnikiem cwu na poziomie 20%, efektywnie uzyskamy 3327 kWh.

Roczny koszt eksploatacji zestawu solarnego:

4380 kWh x 0,008 zł/kWh = 35,04 zł

Roczna oszczędność z tytułu zastosowania instalacji solarnej:

(4380 kWh x 0,5zł/kWh )- 40 zł = 2150zł

Zestawy solarne zapewniają ciepłą wodę przez cały rok, ponieważ zbiorniki wyposażono w grzałkę. Niema zatem potrzeby instalowania dodatkowych urządzeń .

Solarna instalacja grzewcza jest droższa od tradycyjnej instalacji elektrycznej o 5000zl.

Suma ta zwraca się jednak już po niespełna 3 latach.

5000zl
2150zl/rok

Ilość ciepła, które można uzyskać z baterii kolektorów w ciągu roku, zależy od mocy pojedynczego kolektora, ta zaś jest pochodną powierzchni czynnej absorbera, sprawności urządzenia oraz natężenia promieniowania słonecznego. Maksymalna moc cieplna pojedynczego kolektora o powierzchni czynnej 1,733 m² i sprawności 80%, eksploatowanego przy natężeniu promieniowania 1000 W/m², wynosi:

P_koi =1,733m² x1000W/m² x 80%=1386W

Moc cieplna baterii słonecznej powinna być tak dobrana, aby w okresie letnim zapewnia pokrycie do 95% dziennego zapotrzebowania na ciepło danego obiektu. Tę samą ilość ciepła można jednak wytworzyć w różnym przedziale czasu.

Wydajność kolektora w ciągu 8h pracy w porze letniej:

Q_kol=1386 W x 8h =11,12 kWh

• Podsumowanie

Koszt budowy instalacji solarnej to 9000zł. Jest to kwota ,która nie wymaga wysokich kredytów, a co za tym idzie zwraca się już po trzech latach eksploatacji. Dalsze użytkowanie paneli solarnych przynosi jedynie zyski w postaci oszczędności energii elektrycznej kupowanej od zakładów energetycznych. Dublowana instalacja (elektryczna i solarna) daje większą niezależność od dostawcy energii elektrycznej, który to na terenach wiejskich bardzo odległych nie zawsze jest wstanie zapewnić ciągłość dostawy

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.

• Charakterystyka źródła-Ziemi

Wnętrze Ziemi jest gorące z dwóch powodów: pozostałość po procesie formowania się planety oraz naturalny rozkład pierwiastków promieniotwórczych we wnętrzu Ziemi [56] .Wody geotermalne powstają w wyniku ogrzewania wód podziemnych przez magmę lub gorące skały. Temperatura zmienia się wraz z głębokością i bezpośrednio przy powierzchni rośnie o ok. 30 ⁰C na każdym kilometrze. Ten przyrost temperatury, nazywany stopniem geotermicznym nie jest taki sam dla różnych rejonów geograficznych i może osiągać wartość znacznie mniejszą lub większą nawet do ok. 60 ⁰C/km.

Budowa Ziemi

Rys.27 Budowa wnętrza Ziemi[57].

Rysunek „Budowa Ziemi” pokazuje, że już 100 km pod powierzchnią Ziemi temperatura osiąga ok. 930 ⁰C. Wody geotermalne występują na głębokości do kilku do kilkunastu kilometrów pod powierzchnią, jednak ich wydobycie jest ograniczone- dotychczas najgłębszy otwór sięga ok. 8 km wgłęb Ziemi, a wydobycie wód jest ekonomicznie opłacalne do 3 km wgłęb ziemi- tu temperatury osiągają do nawet 2000 stopni Celsjusza, gdzie woda występuje pod postacią gorącej pary. Energia geotermalna jest obecna praktycznie w każdym zakątku Ziemi.

Jednak jej wykorzystanie nie zawsze jest możliwe ze względu na skład chemiczny wody, problemy techniczne lub finansowe, pomimo iż potencjał geotermalny jest 380.000 razy większy niż całkowite roczne zużycie energii pierwotnej na świecie. Od temperatury zależy możliwość wykorzystania wód termicznych do różnych celów. Wody o bardzo wysokiej temperaturze, w postaci pary wykorzystywane są do produkcji elektryczności. Wody o niższej temperaturze stosuje się głównie do ogrzewania lub chłodzenia pomieszczeń, hodowli szklarniowej, oraz w kąpieliskach i balneologii. W przemyśle używa się wód geotermalnych do: produkcji papieru, pasteryzacji mleka, hodowli grzybów i ryb. W wielu krajach, gdzie wody geotermalne występuj ą obficie są one wykorzystywane bardzo intensywnie. Przykładowo w Islandii energia geotermalna pokrywa 46% całkowitego zapotrzebowania na energię i aż 85% zapotrzebowania na ogrzewanie pomieszczeń. Wody goetermalne uważane są powszechnie za odnawialne źródło energii. Jednak aby można było użyć takiego sformułowania musza być spełnione odpowiednie warunki użytkowania wód, tzn. woda po oddaniu ciepła musi być zatłaczana z powrotem, a tempo wydobycia i obniżania temperatury zbiornika nie powinno przekraczać szybkości ponownego ogrzania się wody we wnętrzu ziemi. Taki warunek spełniony jest wyłącznie w przypadku wód o bardzo wysokiej temperaturze.

• Technologie pozyskiwania

W zależności od rodzaju wykorzystania wód geotermalnych stosowane są różne elementy instalacji [62]. Ciąg technologiczny składa się zazwyczaj z:

• otworu geotermalnego,
• stacji pomp,
• wymienników ciepła,
• układu ciepłowniczego,
• dodatkowego układu grzewczego.
• Filtry
• Układy pomiaru szczelności układu.

Istnieją dwa obiegi cieczy w układzie, jeden zawiera wody geotermalne, drugi wodę ciepłowniczą, odzysk ciepła następuje w wymiennikach ciepła lub pompach absorpycjncyh. Zastosowanie takiego rozwiązania technologicznego jest konieczne ze względu na to, że wody termalne są zazwyczaj wysoce zmineralizowane a przez to korozyjne.

Po oddaniu ciepła do drugiego układu woda geotermlana jest zawracana z powrotem do złoża lub kierowana do kanalizacji. Wykorzystanie wód zależy od jej składu chemicznego, w przypadku kiedy skład chemiczny zbliżony jest do parametrów wody pitnej, wody geotermalne mogą być wykorzystywane bezpośrednio na potrzeby ciepłej wody użytkowej. Czym korzystniejsze parametry ciepłownicze (temperatura) tym większa jest zazwyczaj mineralizacja. Wysoką mineralizację wód można wyeliminować w dwojaki sposób: oczyszczaj ąc je na drodze chemicznej lub biologicznej lub zawracając z powrotem do złoża, w obu przypadkach wiąże się to ze zwiększonymi kosztami. Również ciśnienie wypływających wód ma duże znaczenie przy eksploatacji instalacji geotermalnej samoczynny wypływ pozwala na zredukowanie kosztów pompowania wody.Na schemacie poniżej przedstawiono instalację geotermalną w Pyrzycach/k. Szczecina

Schemal ciepłowni geotermalnej w Pyrzycach Rys.28 Ciepłownia geotermalna[59].

Ciepłownia geotermalna składa się z trzech głównych instalacji:

obiegu wody geotermalnej

obiegu wody sieciowej

obiegu wody wysokotemperaturowej

• Podsumowanie

Wody geotermalne znajdują się pod powierzchnią prawie 80% terytorium Polski. Pomimo tak licznego występowania ich eksploatacja , nie jest łatwa, przeszkodą są zarówno warunki wydobycia jak i ekonomiczna strona tego typu przedsięwzięcia . Wody te posiadają stosunkowo niską temperaturę do 80^o C. Krajowe wykorzystanie tej energii jest bardzo znikome. Istniejące zakłady geotermalne mieszczą się w Pyrzycach k Szczecina i Bańskiej Niżnej k Zakopanego.

W najbliższym czasie planuje się dokończenie instalacji ogrzewania dla Zakopanego i Mszczonowa k Warszawy . Istnieją też plany wykorzystania wód termalnych w Uniejewie , Czarnkowie, Kole, Poddębicach.

Warto też wspomnieć o leczniczych właściwościach tych wód i funkcjonujących uzdrowiskach w Cieplicach ,Dusznik Zdrój , Lądek Zdrój itd.

Projekt koncepcyjny użytkowania odnawialnych źródeł energii w istniejącym gospodarstwie rolnym .

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.

praca dyplomowa magisterska z 2004 roku

Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.[34] Jest to ruch powietrza spowodowany różnicą gęstości ogrzanych mas powietrza i ich przemieszczaniem ku górze. Powoduje to różnicę ciśnień, a naturalna tendencja do ich wyrównywania powoduje powstawanie wiatru.

Światowe zasoby energii wiatru, które nadają się do wykorzystania z technicznego punktu widzenia, to 53 tys. TWh/rok. Ta ilość energii jest 4 razy większa niż wynosiło globalne zużycie energii elektrycznej w 1998 roku.

Poniższa mapa przedstawia linie izowent rozkładających się na terenie Polski:

Strefy energetyczne wiatru w Polsce

Rys.16 Przebieg izowent na terenie Polski w miesiącach letnich[35].
[Na podstawie : Ośrodka Meteorologi IMGW]

• Wybinie korzystna 6-7m/s
• Bardzo korzystna 5-6 m/s
• Korzystna 4-5 m/s
• Mało korzystna 3-4 m/s
• Niekorzystna 2-3 m/s
• Budowa turbin wiatrowych

Elektrownia wiatrowa składa się z wirnika i gondoli umieszczonych na wieży[36]. Najważniejszą częścią elektrowni wiatrowej jest wirnik, w którym dokonuje się zamiana energii wiatru na energię mechaniczną. Osadzony jest on na wale, poprzez który napędzany jest generator. Wirnik obraca się najczęściej z prędkością 15-20 obr/min, natomiast typowy generator asynchroniczny wytwarza energię elektryczną przy prędkości ponad 1500

obr/min. W związku z tym niezbędne jest użycie skrzyni przekładniowej, w której dokonuje się zwiększenie prędkości obrotowej. Najczęściej spotyka się wirniki trójpłatowe, zbudowane z włókna szklanego wzmocnionego poliestrem. W piaście wirnika umieszczony jest serwomechanizm pozwalający na ustawienie kąta nachylenia łopat (skoku). Gondola musi mieć możliwość obracania się o 360 stopni, aby zawsze można ustawić ją pod wiatr. W związku z tym na szczycie wieży zainstalowany jest silnik, który poprzez przekładnię zębatą może ją obracać. W elektrowniach małej mocy, gdzie masa gondoli jest stosunkowo mała, jej ustawienie pod wiatr zapewnia ster kierunkowy zintegrowany z gondolą. Pracą mechanizmu ustawienia łopat, i kierunkowania elektrowni  zarządza układ mikroprocesorowy na podstawie danych wejściowych (np. prędkości i kierunku wiatru). Ponadto w gondoli znajduj ą się: transformator, łożyska, układy smarowania oraz hamulec zapewniający zatrzymanie wirnika w sytuacjach awaryjnych.

• Inne zastosowania silników wiatrowych.

Elektrownie wiatrowe o pionowej osi obrotu[38]. Ze względu na oś obrotu wirnika elektrownie wiatrowe możemy podzielić na siłownie o poziomej osi obrotu (Horizontal Axis Wind Turbines, HAWT), i pionowej osi obrotu (Vertical Axis Wind Turbines, VAWT). Oczywiście najczęściej spotykane jest to pierwsze rozwiązanie, które jest uznawane za klasyczne. Konstrukcje typu VAWT nie odniosły nigdy sukcesu komercyjnego. Na szerszą skalę były wytwarzane z wirnikiem Darrieus’a, (od francuskiego inżyniera Georges Darrieus, który opatentował to rozwiązanie w 1931r), ale amerykańska firma FloWind, która produkowała tego typu elektrownie zbankrutowała w 1997r. Wirniki Darrieus’a mają zazwyczaj dwie lub trzy łopaty, wygięte w kształt litery C.

Posiadają one kilka niepodważalnych zalet:

• generator i skrzynie biegów można umieścić na ziemi, co znacznie upraszcza obsługę,
• nie potrzeba wieży,
• odpada mechanizm odchylenia wirnika,

Jednak górę biorą wady:

• Wiatr tuż nad ziemią jest zdecydowanie słabszy, co obniża efektywność konstrukcji,
• Wirnik Darrieus’a wymaga wstępnego rozpędzenia, gdyż nie posiada użytecznego momentu rozruchowego
• Wymiana głównego łożyska wymaga rozebrania całej elektrowni.

Turbiny o osi poziomej wyposażone w dyfuzor[40]. Zgodnie z prawem Bernouliego dotyczącym zachowania się ośrodka (np. gazu) w rurze, w której występują zmiany średnicy zmienia się również prędkość przepływu gazu.

W związku z tym, jeśli tradycyjny wirnik zabudujemy w tunelu (a dokładnie w jego przewężeniu) będzie on wirował w powietrzu przepływaj ącym szybciej niż wiatr poza tym tunelem. Dzięki temu da więcej energii niż wirnik bez otunelowania.

Elektrownie jedno i dwułopatowe[42]. Na całym świecie największą popularność zyskała koncepcja trójpłatowego wirnika, ale dosyć często można także spotkać siłownie z dwoma łopatami. Rozwiązanie to daje redukcje kosztów przedsięwzięcia oraz spadek masy wirnika. Wymaga jednak większej prędkości obrotowej, aby uzyskać moc wyjściową porównywalną z maszyną trój płatową, co w połączeniu z większym hałasem i mniej harmonijnym wyglądem zdecydowało o słabnącej popularności tego rozwiązania. Poza tym piasta takiego wirnika musi mieć możliwość odchylania się, aby wytłumić przeciążenia związane z przechodzeniem łopat przez obszar za wieżą.

Rys.20 Przykłady elektrowni wiatrowych z wirnikami jedno i dwupłatowymi[41].

Istnieją także wirniki jednopłatowe, jednak są bardzo rzadko spotykane. Odnoszą się do nich te same wątpliwości co do konstrukcji dwupłatowych, z tym, że wymagają jeszcze większych prędkości obrotowych i są głośniejsze. Jedyną zaletą są niższe koszty.

• Podsumowanie

Energia wiatrowa jest jednym z najbardziej opłacalnych ekologicznych źródeł energii. Na dzień dzisiejszy zasoby energii wiatrowej znacznie przewyższają zapotrzebowanie energetyczne całego świata. Lawinowy rozwój tej technologii pozwolił na rozwój elektrowni nie tylko nad wybrzeżami morskimi, ale również w głębi lądu. Pomijając względy ekologiczne wytwarzanie energii wiatrowej ma również silne wsparcie w dziedzinie ekonomii. Ten sposób wytwarzania energii jest obecnie najbardziej opłacalnym. Stosunkowo przystępny koszt siłowni wiatrowych oraz odnawialność źródeł powoduje tak ogromny wzrost zainteresowaniem tą technologią.

Polska jak pokazują mapy izowent leży w dość korzystnym regionie ,jeśli chodzi o wykorzystanie wiatru do produkcji energii .Część linii nadmorskiej ma podobne parametry wietrzności co inne kraje np. Dania, która jest w czołówce pod względem instalowanych siłowni .

Dlatego też w dobie szybkiego rozwoju technologicznego budowy siłowni i coraz droższej energetyki konwencjonalnej, pojawia się realna szansa kogeneracji wiatru na energię elektryczną na terenach Polski ,a co za tym idzie dołączenie do światowej czołówki producentów „ czystej energii” .

 

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.

Stosowanie zasilania gazowego przynosi niezaprzeczalne korzyści wynikające z różnic pomiędzy ceną benzyną i LPG, ale wiąże się z pewnymi ograniczeniami i obowiązkami wynikającymi z właściwości paliwa gazowego.

Po pierwsze jeszcze przed podjęciem decyzji o zamontowaniu instalacji gazowej należy przekalkulować, czy stosowanie drugiego źródła zasilania jest opłacalne. W obliczeniach należy uwzględnić fakt, że samochód zużyje więcej paliwa gazowego w przeliczeniu na 100 km niż benzyny. Wiedzą o tym wszyscy którzy zetknęli się kiedykolwiek z instalacjami gazowymi. Jednak trzeba zauważyć, że większy w stosunku do benzyny apetyt na paliwo gazowe, maleje wraz ze stopniem komplikacji gazowej instalacji zasilającej. Decyduje o tym kilka elementów.

Po pierwsze zmniejszenie oparów przepływu powietrza, jaki powodowały umieszczane dotychczas w kanałach dolotowych klasyczne mieszalniki. W stosowanych obecnie instalacjach paliwo do kolektora dolotowego dostarcza wtryskiwacz (lub wtryskiwacze), który nie zmniejsza pola powierzchni przekroju kolektora. Drugim elementem, jaki pozwolił na zmniejszenie zużycia paliwa gazowego jest powszechne stosowanie układów elektronicznych sterujących pracą silnika. Pozwala to na zmianę kąta wyprzedzenia zapłonu dostosowaną do prędkości spalania paliwa gazowego, która jest mniejsza w porównaniu z benzyną w samochodach wyposażonych w klasyczny układ zapłonowy kąt wyprzedzenia zapłonu ustawiano, uwzględniając właściwości benzyny.

Istotny wpływ na jakość pracy oraz ilość zużywanego paliwa miało wprowadzenie do instalacji gazowych reduktora-parownika z elektronicznie regulowanym składem mieszanki paliwowo-powietrznej dla silnika pracującego na biegu jałowym. Stosowane w silnikach benzynowych reduktory wyposażone w regulacje składu za pomocą łatwo dostępnej śruby pozostawiały zbyt duże pole działania domorosłym mechanikom, którzy zmieniali nastawy w poszukiwaniu oszczędności czy lepszych przyspieszeń. Powrót do optymalnego ustawienia bez specjalnych narzędzi był niemożliwy i tak „rasowane” samochody jeździły, zużywając więcej paliwa, a przy okazji trując środowisko.

Wprowadzenie sterowników elektronicznych do ustalania dawki paliwa gazowego pozwoliło na dokonywanie automatycznej regulacji silnika nie tylko w samochodzie stojącym, ale także podczas jazdy.

Popularyzowane obecnie instalacje z wielopunktowym wtryskiem paliwa gazowego cieszą się dużym powodzeniem. Składa się na to kilka czynników. Po pierwsze dzięki instalacji tego typu zużycie LPG i benzyny w przeliczeniu na 100 km jest praktycznie takie samo. Strata mocy, jaką wykazuje silnik zasilany taką instalacją, kształtuje się na poziomie 2%÷3%. Ważne jest także to, że doprowadzenie punktów, w których paliwo jest wtryskiwane do kolektorów w pobliże zaworów dolotowych, ograniczyło skłonność do wybuchów powrotnych które we wcześniejszych typach instalacji często doprowadzały do zniszczenia elementów układu dolotowego wykonanych z tworzywa sztucznego.

Przy podliczaniu kosztów wynikających z użytkowania zasilania gazowego powinniśmy także wziąć pod uwagę, że każdy, nawet nowy, samochód z założoną instalacją wymaga przeglądu technicznego, sprawdzenia poprawności montażu i odpowiedniego wpisu do dowodu rejestracyjnego (powtarzanego corocznie). Przegląd samochodu z instalacją LPG jest o kilka złotych droższy.

Jeśli już podejmiemy decyzje o zakupie instalacji, a rachunek ekonomiczny wskaże, jakiego typu urządzenie powinniśmy kupić, nadchodzi pora na wybór miejsca, w którym zamontujemy zbiornik. Pojemniki walcowe najczęściej mocuje się w bagażniku, tuż za oparciem fotela. Rozwiązanie to w samochodach typu hatchback czy kombi sprawia, że tracimy możliwość przewozu dłuższych przedmiotów w przestrzeni, jaka powstaje po złożeniu tylnej kanapy i usunięciu tylniej półki. Dlatego też w pojazdach tego typu wskazane jest instalowanie zbiorników toroidalnych, w miejsce koła zapasowego. W przypadku samochodów wożących koło zapasowe pod podłogą bagażnika montaż zbiornika toroidalnego jest także możliwy, wymaga jednak innego niż w przypadku zbiornika umieszczonego w bagażniku sposobu mocowania i zastosowania nieco innego wielozaworu. Co zatem zrobić z kołem zapasowym. Najprostszym rozwiązaniem jest przewożenie koła w pokrowcu, który dostaniemy w zakładzie montującym instalacje. W niektórych samochodach (np. Berlingo, Partner czy Kangoo) możliwe jest przeniesienie koła na specjalny wspornik, taki jak w pojazdach terenowych, umieszczony na drzwiach tylnych. W samochodach dostawczych można się pokusić o zamocowanie zbiornika do ramy, tak jak np. w samochodach Lublin – pomiędzy podłużnicą a blachą poszycia nadwozia. Tak czy inaczej sprawę wyboru i miejsce zamontowania zbiornika warto przemyśleć dokładnie, koło zapasowe w pewnych sytuacjach można umieścić na bagażniku dachowym czy w przyczepce. Należy pamiętać, że zbiornik zamontowany na stałe zmieni właściwości transportowe samochodu.

W samochodach zasilanych LPG ze względu na wyższą temperaturę w komorze spalania silnika zaleca się stosowanie olejów na bazie syntetycznej, oleje mineralne w takich warunkach szybko się utleniają. Z tego samego powodu, ale także ze względu na dużą zawartość tlenków azotu oleje mineralne mają dużą skłonność do nitrowania się, co znacznie pogarsza właściwości smarne.

Mieszanka powietrza i benzyny zasysana do cylindrów zmywa film olejowy z gładzi cylindrów, co jest zjawiskiem niekorzystnym, ale prowadzi do usuwania osadów, dkładających się na ściankach komory spalania i na trzonkach zaworów. Gaz nie ma tych właściwości dlatego też olej powinien zawierać dodatki myjące, najlepiej o odpowiedniej rezerwie alkaicznej neutralizującej kwaśne produkty spalania. Uwzględniając te wszystkie wymagania, niektórzy producenci oferują oleje przeznaczone do samochodów zasilanych LPG. Jednak ci, którzy do tej pory

korzystali z dobrych olejów syntetycznych nie oznaczonych jako oleje do silników z zasilaniem gazowym, nie muszą rezygnować ze swoich przyzwyczajeń. Stosowanie specjalnych olejów ułatwia eksploatacje samochodu, ale nie jest konieczne. Ważny jest wybór oleju z małą zawartością siarki i dobrą odpornością na podwyższoną temperaturę pracy. W przeważającym na naszym rynku paliwie pochodzenia rosyjskiego jest szczególnie dużo zanieczyszczeń związkami siarki, co zmusza do stosowania olejów wysokiej jakości.

Po zainstalowaniu zasilania gazowego pozostaje nam już tylko jazda, a ta w samochodach z nowoczesnymi instalacjami nie różni się niczym od tej samochodem spalającym benzynę. Nowoczesne instalacje samoczynnie przełączają rodzaj używanego paliwa i czynią to w sposób nieomal niezauważalny dla kierowcy. Poruszając się samochodem z zasilaniem gazowym, musimy zwrócić uwagę jedynie na to, aby nie parkować we wgłębieniach terenu czy nad kanałami monterskimi. Może się bowiem zdarzyć, że wydobywający się przez nieszczelności cięższy od powietrza LPG zbierze się w najniżej położonych miejscach, a wtedy nawet przy tak bezpiecznym zasilaniu, jakim wbrew pozorom okazuje się zasilanie LPG, o wypadek nie trudno.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.