Obnovljivi viri energije

Obnovljivi viri energije

Obnovljivi viri energije (OVE) vključujejo vse vire energije, ki jih zajemamo iz stalnih naravnih procesov, to so sončno sevanje, veter, vodni tok v rekah, fotosinteza, zemeljski toplotni tokovi, tokovi morja, ena iz med oblik obnovljivih virov je tudi shranjena sončna energija.

Obnovljivih virov v naravi nikoli ne zmanjka, saj se obnavljajo razmeroma hitro, prav tako so enakomerno porazdeljeni. Na voljo jih imamo lokalno, kar zmanjšuje našo energetsko odvisnost.

V zadnjem obdobju je industrija na področju OVE eden najhitreje rastočih sektorjev, ki med drugim vzpodbuja zaposlenost in razvoj podeželja. Če primerjamo s fosilnimi gorivi, pri rabi OVE nastajajo manjše emisije toplogrednih plinov, kar prinaša pozitivne učinke na kakovost okolja in zdravje ljudi. Okolju prijaznejše in učinkovitejše tehnologije rabe OVE so magnet za nove investicije pri obnovi zastarelih tehnologij pridobivanja energije, s tem pa tehnologije OVE postajajo cenovno konkurenčnejše.

obnovljivi viri - zarnica

Najpomembnejši obnovljiv vir energije je lesna biomasa, sledi vodna energija, v zadnjih letih je razvoj najbolj dinamičen pri izkoriščanju sončne energije in bioplina. K povečani porabi OVE poleg navedenih virov energije dodatno prispevajo tudi potenciali energije vetra in geotermalne energije.

 

Sončna energija

Sončna energija je energija pridobljena iz sončne svetlobe.  Skozi način gradnje jo izrabljamo že od nekdaj, v zadnjih desetletjih pa je zanimanje zanjo, ob zavedanju omejenosti drugih energetskih virov, kot so fosilna goriva, ter njihovih vplivih na okolje, močno naraslo.

Merjeno na ploskev, pravokotno na sončne žarke, na Zemljo pri kroženju okrog Sonca pada energijski tok z gostoto približno 1.400 W/m2. Ta vrednost se imenuje solarna konstanta. Od te energije se približno 19 % absorbira v ozračju, oblaki pa v povprečju odbijejo nadaljnjih 35 % upadlega energijskega toka. Tako je splošno sprejeta vrednost 1.200 W/m² na morski gladini. Na kvadratni kilometer pade približno 1.000 MW svetlobnega toka. To je toliko, kolikor potrebuje manjše mesto za ogrevanje in razsvetljavo.

V sončnih kolektorjih (SSE) izkoriščamo sončno energijo za segrevanje vode, v sončnih celicah (PV) pa jo lahko pretvarjamo v elektriko. Po prehodu skozi ozračje je večina energijskega toka v vidnem in ultravijoličnem delu spektra, ki jo rastline v procesu fotosinteze pretvarjajo v kemično energijo, to pa posredno izkoriščamo s kurjenjem lesa ali fosilnih goriv.

Obnovljivi viri energije - sonce

 

Vodna energija

Vodna energija izhaja najprej iz energije sonca, ki je tudi pomemben vzrok kroženja vode v naravi, kar seveda daje energijo vodotokom (rekam in potokom) ter skupaj z vetrom povzroča valovanje morij in oceanov. Danes se vodotoki najpogosteje koristijo za pridobivanje električne energije s pomočjo različnih hidro central.

obnovljivi viri- voda

 

Vetrna energija

Vetrna energija je pridobljena iz premikanja zračnih mas. Najpogostejše gre za sistem vetrnice, ki energijo vetra pretvori v mehansko, električno energijo. V današnjem času  se vetrno energijo pridobiva s pomočjo vetrnih turbin, vetrnic. Le te so izjemnih dimenzij, tudi do 60 m v premeru in lahko oddajajo 3 MW električne moči. Številna polja takih vetrnic se gradijo na območjih s stalnim vetrom. Polja vetrnic so lahko zelo obsežna in močno spremenijo izgled pokrajine, zemlja na poljih vetrnic pa je še vedno uporabna. Čeprav vetrna energija predstavlja le okoli 1% svetovne proizvodnje električne energije, se njen pomen hitro veča.

Obnovljivi viri energije - vetrnica

 

Biomasa

Biomasa je odmrl organski material, predvsem rastlinskega izvora, ki ga uporabljamo za pridobivanje energije. V biomaso štejemo

  • les, kot najbolj razširjen vir za pridobivanje energije,
  • slamo,
  • hitro rastoče rastline (npr. sladkorni trs in oljna repica),
  • organske odpadke (živinorejski odpadki, komunalni odpadki, kanalizacijska voda).

Biomasa se lahko uporablja neposredno za kurjenje, s čemer nastaja toplotna energija, ali pa jo z različnimi tehnološkimi procesi pretvorimo v tekoče in plinaste ogljikovodike, ki so uporabni kot gorivo (t.i. bio-plin in bio-dizel).

Obnovljivi viri - biomasa

 

Geotermalna energija

Geotermalna energija je vir energije, ki nastaja zaradi vroče zemeljske notranjosti. Vir geotermalne energije je Zemljina notranjost, ki se segreva pri razpadu radioaktivnih elementov.

Obnovljivi viri - geotermalna energija

 

30 km pod površjem imajo kamnine temperaturo 1200 K (~ 900 °C).  V zgornjih 10 km zemeljske skorje, do koder nam sedanja vrtalna tehnika omogoča priti, je dovolj energije, da bi stoletja zadoščala vsem našim energetskim potrebam. Najpogostejši princip koriščenja energije Zemlje je predvsem z geosondami, črpanjem podzemne vode ali namestitvijo površinskih zemeljskih kolektorjev.

 

Obnovljivi viri energije - Geoloska karta gostote toplotnega toka

 

Toplotna črpalka

Toplotna črpalka predstavlja energetsko učinkovit in okolju prijazen način ogrevanja in hlajenja, saj izkorišča toploto iz okolice ter jo pretvarjajo v uporabno toploto za ogrevanje prostorov in segrevanje sanitarne vode. Toplota, ki jo iz okolice črpa toplotna črpalka predstavlja obnovljivi vir energije, saj gre za v različne snovi akumulirano sončno energijo, kot na primer toplota zraka, podtalne in površinske vode, toplota akumulirana v zemlji in kamnitih masivih, lahko pa tudi odpadna toplota, ki se sprošča pri različnih tehnoloških procesih.

Najpogosteje uporabljena naprava za koriščenje obnovljivih virov energije pri energetski oskrbi stavb je toplotna črpalka.

Toplotna črpalka izkorišča:

  • toploto zraka,
  • podtalne in površinske vode,
  • toploto akumulirano v zemlji in kamnitih masivih,
  • lahko pa izkorišča tudi odpadno toploto, ki se sprošča pri različnih tehnoloških procesih.

Toplotne črpalke snovem iz okolice odvzemajo toploto na nižjem temperaturnem nivoju ter jo oddajajo v ogrevalni sistem na višjem temperaturnem nivoju. Da je to mogoče, je potrebno v takšen krožni proces dovesti dodatno pogonsko energijo – električno energijo.

 

Obnovljivi viri energije - toplotna crpalka

 

Delujejo ne samo v obdobju ogrevanja temveč tudi v obdobju hlajenja stavbe in v prehodnem obdobju, ko je na primer na severni strani stavbe še potrebno ogrevanje, na južni pa hlajenje zaradi vse močnejšega sončnega sevanja.

Toplotna črpalka je lahko grelni oziroma hladilni stroj v eni napravi. Kot hladilni stroj, se proces delovanja obrne v nasprotni smeri, temu pravimo reverzibilno delovanje. Običajno preklop delovanja med ogrevanjem in hlajenjem zahteva tudi krajšo zaustavitev naprave. Dosežki današnje tehnike pa ponujajo dovršene naprave, ki omogočajo istočasno delovanje kot grelni in hladilni stroj. Primer tovrstne naprave, ki zanesljivo obratuje v že nekaj izvedenih objektih je naprava Rewatemp.

Rewatemp-Toplotna-Crpalka-Hladilni-Agregat-2

 

Evropska direktiva

Skladno z zahtevami Direktive 2009/28/ES o spodbujanju uporabe energije iz obnovljivih virov, ima Slovenija zastavljen nacionalni cilj doseči najmanj 25 % delež OVE v končni bruto uporabi energije do leta 2020.

Skladno z nacionalnim akcijskim načrtom so za leto 2020 določeni tudi sektorski  ciljni deleži OVE v bruto končni rabi energije:

  • ogrevanje in hlajenje 30,8 %
  • električna energija 39,3 %
  • promet 10,5 %

Za izpolnitev cilja bo sočasno potrebno ustaviti rast porabe končne energije, uveljaviti ukrepe učinkovite rabe energije (URE) in kot prioriteto gospodarskega razvoja intenzivno spodbujati povečevanje rabe OVE do leta 2030 in nadalje.

 

Na kratko…

Učinkovita raba energije pomeni uporabo sodobnih tehnologij in ukrepov, ki zahtevajo manj energije za doseganje enakih ciljev. Učinkovita raba energije je ključna v boju proti podnebnim spremembam in pri razvoju v trajnostno in nizko-ogljično družbo.

 

Zadnji članki