1. Wiatr

Wskutek nierównomiernego ogrzewania mas powietrza przez słońce powstaje wiatr, który ludzie wykorzystują od wieków do swoich potrzeb. Dzięki postępowi cywilizacyjnemu i technologicznemu, opracowana została metoda przekształcania energii kinetycznej wiatru w energię elektryczną. Proces ten odbywa się dzięki zastosowaniu turbin, których wirnik, obracany siłą wiatru, napędza generator wytwarzający prąd.

Istnieją także metody wykorzystania siły wiatru do wykonania konkretnej pracy, bez bezpośredniego generowania energii elektrycznej. Przykładem może być system umożliwiający jednostkom floty handlowej korzystanie z wiatru podczas żeglugi – dzięki wypuszczanemu z zasobnika na dziobie latawcowi statek zużywa nawet o 35% mniej paliwa, co przynosi wymierne korzyści ekonomiczne oraz środowiskowe.

Współczesne turbiny wiatrowe, tak samo jak wspomniany latawiec, to urządzenia zbudowane przy wykorzystaniu nowoczesnych technologii - materiałowych, wykonawczych i informatycznych. Posiadają moc od kilku kW do kilku MW, a ich wysokość może wynieść nawet ponad 100 m. Wyróżnić także można turbiny o pionowej osi obrotu – są to urządzenia małej mocy (nie przekraczającej kilkuset kW) i często o bardzo innowacyjnym wyglądzie. Dzięki niedużej mocy można używać ich jako elementów systemu hybrydowego (połączenia kilku źródeł energii elektrycznej oraz akumulatorów do jej składowania), tam gdzie z różnych względów dostarczenie energii elektrycznej tradycyjną metodą jest niemożliwe. Urządzenia większej mocy (średnio powyżej 1 MW) grupowane są przeważnie w farmy wiatrowe, co pozwala na produkcję energii na skalę przemysłową. Farmy lokalizowane są zarówno na lądzie, jak i na obszarach morskich – panujące tam warunki wietrzności pozwalają na używanie turbin większej mocy, niż te instalowane na lądzie.

2. Słońce

Energia Słońca (ciepło oraz światło) docierająca do Ziemi jest wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej, ogrzewania wody i pomieszczeń oraz oświetlania wnętrz budynków. Energetykę słoneczną nazywa się helioenergetyką. Promieniowanie słoneczne jest przyczyną wielu zjawisk występujących na Ziemi i wykorzystywanych w energetyce (wiatrów, fal i prądów morskich, powstawania opadów atmosferycznych zasilających rzeki).

Do produkcji energii elektrycznej, której źródłem jest Słońce wykorzystuje się dwie technologie:

Ogrzewanie wody dzięki energii słońca możliwe jest poprzez zastosowanie kolektorów grzewczych połączonych ze zbiornikiem wody. W ciągu dnia kolektory ogrzewają przepływające przez nie wodę, która zużywana jest na bieżąco lub magazynowana w zbiorniku. Podobnie, jak w przypadku małych turbin wiatrowych, także w przypadku kolektorów tworzy się systemy hybrydowe, polegające na połączeniu technologii odnawialnej z tradycyjną – czyli ogrzewaniem wody przy użyciu prądu elektrycznego dostarczonego z sieci. Z kolei oświetlanie pomieszczeń światłem słonecznym możliwe jest dzięki zastosowaniu światłowodów, poprzez które światło słoneczne przekazywane jest do wnętrza budynków.

3. Woda

Jest to kolejne źródło odnawialne, którego zalety ludzkość doceniła już bardzo dawno temu. Energetyka wodna, czyli hydroenergetyka, zajmuje się pozyskiwaniem energii wód i jej przetwarzaniem na energię mechaniczną i elektryczną przy użyciu silników wodnych (turbin wodnych) i hydrogeneratorów w siłowniach wodnych (np. w młynach) oraz elektrowniach wodnych, a także innych urządzeń (w elektrowniach maretermicznych i maremotorycznych). Najpopularniejszą metodą wykorzystania potencjału wody pozostaje wciąż wykorzystanie energii jej spadku. Spadająca woda napędza wirniki turbin połączonych z generatorami prądu. Istnieje kilka rodzajów elektrowni wodnych, niektóre wykorzystują sztuczne spiętrzenia wody (tamy) do doprowadzenia wody do turbin, inne wykorzystują naturalne biegi cieków wodnych. W skali całego systemu elektroenergetycznego kraju, wodne elektrownie szczytowo-pompowe (posiadające dwa zbiorniki usytuowane na różnych wysokościach, co umożliwia swoiste magazynowanie energii w postaci wody zgromadzonej w górnym zbiorniku) doskonale uzupełniają wahania produkcji energii notowane w elektrowniach wiatrowych, występujące w czasie zmian siły wiatru. Hydroenergetyka jest najpopularniejszym, obok biomasy, źródłem odnawialnym w Polsce. Dominujące znaczenie hydroenergetyczne mają dolna Wisła oraz Dunajec. Ostatnio coraz większą uwagę poświęca się energetycznemu wykorzystaniu niewielkich cieków wodnych przez budowę tzw. małych elektrowni wodnych.

Inną metodą wykorzystania potencjału wodnego Ziemi jest produkcja energii elektrycznej przy wykorzystaniu fal i pływów morskich. W chwili obecnej, pływające urządzenia wykorzystujące energię fal znajdują się ciągle w fazie testów, jednak wyniki są bardzo obiecujące – obydwie przyjęte koncepcje przeszły pozytywnie testy, a powstałe w wyniku badań maszyny pracują i generują energię. Są to: Wave Dragon (Falowy Smok) – sztuczny, pływający atol wyposażony w turbiny wykorzystujące energię spadku wody, która wstępnie gromadzona jest w rezerwuarze znajdującym się w górnej części konstrukcji oraz Pelamis – długa, cylindryczna konstrukcja złożona z czterech połączonych ze sobą przegubami modułów. Każdy z nich zawiera system elektrohydrauliczny wytwarzający prąd dzięki absorpcji energii powstałej w wyniku poruszania przez fale poszczególnych elementów konstrukcji. Elektrownie wykorzystujące pływy morskie są obiektami stacjonarnymi – ich turbiny napędzane są wodą morską przemieszczającą się w dolinie rzeki podczas przypływów i odpływów.

Produkcja energii możliwa jest także dzięki wykorzystaniu różnicy temperatur na różnych głębokościach mórz i oceanów (meratermika). Instalacja zawierająca czynnik roboczy (np. freon) zmontowana jest na pływającej platformie, a prąd elektryczny produkowany jest dzięki jego parowaniu i skraplaniu.

Zasoby techniczne:

Razem zasoby techniczne:

4. Geotermia

Energia geotermalna to ciepło zgromadzone we wnętrzu ziemi w postaci wody lub pary wodnej. Występuje na głębokościach do kilkunastu kilometrów pod powierzchnią ziemi. Wykorzystywane jest zarówno, jako źródło energii cieplnej, jak i energii elektrycznej – niestety złoża geotermalne występujące na terenie Polski mają zbyt niską temperaturę, aby wykorzystywać je do produkcji prądu.

Zasoby geotermalne (ciepła woda) wydobywane są na powierzchnię ziemi, gdzie w systemach ciepłowniczych oddają swoją energię i wracają z powrotem do ziemi. W chwili obecnej w Polsce pracują 4 ciepłownie geotermalne (Pyrzyce, Zakopane, Mszczonów, Uniejów), jednak ze względu na dość duży potencjał tych zasobów na terenie kraju (wody geotermalne znajdują się pod prawie 80% powierzchni kraju) kolejne projekty są w fazie realizacji. Wzorcem w wykorzystaniu zasobów geotermalnych jest Islandia, jednak występujące tam gejzery (geotermalne źródła artezyjskie) pozwalają na eksploatację tego rodzaju zasobów odnawialnych w znacznie wyższym stopniu – także do produkcji energii elektrycznej.

5. Biomasa (paliwa ciekłe, stałe i gazowe).

 powrót

do góry