31. Netradiční zdroje energie

Heliotechnika (energie slunce )
Na každý 1m2 Země dopadá asi 1000W, ale tato energie je příliš řídká, takže je nutno tyto zdroje kombinovat s akumulátory energie nebo s rezervními aktivními zdroji energie.

Aktivní – přeměna slunečního záření na teplo pomocí kolektorů
a) kapalinových
b) vzduchových

– přeměna slunečního záření na elektrickou energii
a) fotovoltaickými články
b) solárními články

Pasivní – přeměna solárního záření na teplo pomocí vhodným architektonickým navržením
budovy. Například skleníky.

Sluneční kolektory a systémy
Úkolem je převést co nejvíce dopadajícího slunečního záření na teplo, kterým se ohřívá pracovní látka (voda, olej, nemrznoucí směsy).

Kolektory:
– průtokové
– ploché
– vakuové
– koncentrační
– k ohřevu vzduchu

Systémy: několik střešních kolektorů zapojených do okruhu s čerpadlem, které zaručuje oběh látky.Teplo z absorbéru předává tekutinou trubkovým výměníkem do bojleru. Úspora 50-70% nákladů na ohřev vody a 20-30% na vytápění.

Dělení systémů:¬ Podle provozního režimu:
a) systémy se sezónním provozem – teplonosnou kapalinou je voda
b) systémy s celoročním provozem – teplonosnou kapalinou je nemrznoucí směs a jsou
nutné dva oběhy

Podle oběhu teplonosné kapaliny:
a) samooběžné
b) s nuceným oběhem – jednookruhový, dvoukruhový

Fotovoltaika:

Sluneční článek je nejednodušším zařízením k přímé přeměně slunečního záření na elektřinu – založen na fotovoltaickém jevu. Jev při němž se v látce působením světla (proudu fotonů) uvolňují elektrony. Nastává v některých polovodičových materiálech (Křemík, Germanium).
Na přechodu dvou polovodičů, z nichž jeden vykazuje elektronovou vodivost typ N a druhý typ P se vyznačuje vodivostí děrovou ( díry si představujeme jako putující kladné náboje ), se náboj rozdělí na protilehlé strany. Vrstva N se nabijí záporně a vrstva P se nabijí kladně. Propojením kovových kontaktů obou destiček přes zátěž se náboje vyrovnávají a obvodem protéká stejnosměrný proud, který je přímosměrný osvětlené ploše článku a intenzitě dopadajícího záření. V praxi jsou nejpoužívanější křemíkové obohacené indiem. 1m2 panelu poskytuje asi 10W a účinnost 10%. Systémy s přímým napájením dodávají proud přímo spotřebičům. Systémy s akumulátory napájenými síť – drahé, vyžadují střídač pro přeměnu 12V nebo 24V DC na 230V AC při 50Hz.

Energie větru:
Využitelný výkon větru na naší planetě je asi 3TW, což je asi 1/3 současné světové spotřeby. Energie větru se nedá využít při nízkých, ale ani při vysokých rychlostech. Prakticky 3-26 m/s
Pro výkon 1000MW je potřeba asi 25 000 věží s vrtulí o průměru 30m. Protože větrné elektrárny nepracují nepřetržitě jako jaderné bloky, nýbrž jen 1/5 času v průběhu roku, musí být ke stejné produkci energie instalován 5x vyšší jmenovitý výkon větrných elektráren. Provoz větrných elektráren je poměrně nákladný – velké investice a drahá údržba. Vzhledem k malé koncentraci větrné energie je potřeba velké množství větrných motorů.

Zelená energie:
Vzniká působení sluneční energie při fotosyntéze.
– moderní spalování dřeva – vysušené dřevěné brikety – výhřevnost 20MJ/Kg
– zplynování biomasy a komunálního odpadu (pyrolýza) – zahřívání za omezeného přístupu vzduchu – vzniká methan – hoření plynu
– kapalná paliva – řepkový a slunečnicový olej