Największa na świecie taka elektrownia znajduje się we Francji. Ma ona 24 turbiny wodne rewersyjne o mocy po 10MW, a więc cała elektrownia ma moc 240MW. Pracuje od 1967 roku. Takie elektrownie pracują również w Kanadzie, Chinach i byłym ZSRR, a są projektowane w Wielkiej Brytanii, Kanadzie, Korei Południowej i Indiach. Energia geotermalna - pozyskiwanie, zalety i wady energii geotermalnej. Energia geotermalna jest bardzo atrakcyjną alternatywą dla tradycyjnych, „brudnych” technologii energetycznych opartych na surowcach nieodnawialnych. W dobie prognozowanego niedostatku gazu czy ropy naftowej stwarza potencjał dla stabilności gospodarczej. Kiedy powstała największa elektrownia pływowa? w 1968 roku. w 1967 roku. w 1966 roku. w 1969 roku. Multiple Choice. Edit. Please save your changes before editing Vay Tiền Trả Góp Theo Tháng Chỉ Cần Cmnd Hỗ Trợ Nợ Xấu. Odnawialne źródła energii to coraz częściej poruszany temat i nie ma się czemu dziwić! W końcu OZE, to idealne rozwiązanie dla wszystkich, którzy chcą zaoszczędzić, a do tego ograniczyć negatywny wpływ na środowisko, poprzez pozyskiwanie energii z paliw kopalnych. Dowiedz się więcej, jak dynamicznie rozwijający się sektor energii odnawialnej pozwoli Ci na ograniczenie negatywnego wpływu na środowisko, a także na generowanie oszczędności w Twoim domu i firmie! Odnawialne źródła energii to alternatywa dla konwencjonalnych, czyli nieodnawialnych źródeł energii. Przez dynamiczny rozwój gospodarczy, jak i wzrost populacji, zasoby surowców nieodnawialnych, które są niezbędne do wytwarzania prądu elektrycznego zaczęły się zmniejszać w bardzo szybkim tempie. Takie działania wpłynęły na konieczność szukania alternatywy dla konwencjonalnych źródeł energii, takich jak węgiel kamienny, węgiel brunatny, gaz ziemny, ropa naftowa oraz uran. Aktualnie za OZE uznaje się energię słoneczną, wiatrową, wody, geotermalną i biomasę. To co cechuje OZE, to to iż zasoby, które są wykorzystywane do generowania energii elektrycznej, mechanicznej czy też cieplnej nie ulegają zmniejszeniu lub też ich odnawianie nie jest procesem długotrwałym, jak przykładowo energia z biomasy. Szczegółową definicję OZE przedstawiła IEA – Międzynarodowa Agencja Energetyczna, opisując OZE słowami: Odnawialna energia jest tą ilością energii jaką uzyskuje się w naturalnych procesach przyrodniczych stale odnawialnych. Występując w różnej postaci, jest generowana bezpośrednio lub pośrednio przez energię słoneczną lub z ciepła pochodzącego z jądra Ziemi. Zakres tej definicji obejmuje energię generowaną przez promieniowanie słoneczne, wiatr, z biomasy, geotermalną cieków wodnych i zasobów oceanicznych oraz biopaliwo i wodór pozyskiwany z wykorzystaniem wspomnianych odnawialnych źródeł energii. Charakterystyka konwencjonalnych rozwiązań Konwencjonalne źródła energii, czyli różnego typu paliwa kopalniane ulegają szybkiemu zużyciu, a proces przetwarzania ich na energię, przyczynia się do zanieczyszczania środowiska przyrodniczego. Dlatego OZE stanowi alternatywę dla nieodnawialnych źródeł. Co więcej, obecnie energia produkowana z paliw kopalnych wymaga mniejszych kosztów związanych z jej wytwarzaniem, w porównaniu do OZE. Do grupy nieodnawialnych źródeł energii, zalicza się: węgiel brunatny, węgiel kamienny, uran, torf, ropa naftowa gaz ziemny. Energia odnawialna – energetyka słoneczna Jednym ze sposobów pozwalających na pozyskanie prądu elektrycznego jest energetyka słoneczna. Do tej pory jest to najbardziej rozpowszechniona i znana forma uzyskiwania mocy elektrycznej. Proces ten polega na bezpośredniej produkcji energii elektrycznej, bezpośredniej produkcji energii cieplnej, jak i pośredniej produkcji energii elektrycznej z energii cieplnej. Każdy z rodzajów pozyskiwania energii wymaga różnorodnych instalacji, które zostały wymienione poniżej – odpowiednio przy każdej z metod. Bezpośrednia produkcja energii elektrycznej Opcja pierwsza, czyli – produkcja bezpośrednia, polega na przetworzeniu promieniowania słonecznego na energię elektryczną za pomocą ogniw fotowoltaicznych. Ogniwa są łączone w cały szereg zwany panelem fotowoltaicznym. Na dachach oraz innych specjalnych konstrukcjach montowane są różne ilości paneli PV, w zależności od dostępnego miejsca czy też ilości prądu jaką chcemy wytworzenia energii elektrycznej, która pochodzi ze słońca potrzebne są panele fotowoltaiczne. Na rynku dostępnych jest kilka rodzajów paneli PV, które różnią się zastosowanymi ogniwami, jak: ogniwa amorficzne: na budowę ogniw składa się nie wykrystalizowany krzem, którego kolor wpada w barwę bordową. Sprawność ogniw to około 6-10%. ogniwa polikrystaliczne: to takie ogniwa, które wykonane są z wykrystalizowanego krzemu, a ich barwa jest niebieska. Sprawność ogniw to 14-18%. ogniwa monokrystaliczne: elementy te, tworzone są z jednego dużego kryształu krzemu. Cechują się ciemną barwą oraz wysoką sprawnością – 18-22%. Im wyższa sprawność ogniw, tym koszt zakupu produktu jest wyższy. Co więcej, krzem to nie jedyny pierwiastek, z którego wykonywane są ogniwa. Produkuje się ogniwa także z tellurku kadmu (CdTe) lub z miedzi (Cu), indu, galu (Ga), selenu (Se), a nawet panele organiczne. Bezpośrednia produkcja energii cieplnej Ten rodzaj pozyskiwania energii ze słońca wymaga wykorzystania, tzw. kolektorów słonecznych. Funkcjonowanie opisywanego urządzenia nie jest skomplikowane. Bardzo ważne w tym procesie jest odpowiednie umieszczenie kolektorów, które powinno montować się po południowej stronie dachu. Pod wpływem promieniowania słonecznego substancja, która umieszczona jest w kolektorach nagrzewa się, a następnie pompa tłoczy ją do zbiornika z wodą, który powinien znajdować się wewnątrz budynku. Zbiornik z wodą jest ogrzewany poprzez ciepły płyn z kolektorów za pomocą specjalnej wężownicy. Po schłodzeniu płyn, na nowo jest pompowany – tym razem z powrotem do kolektorów w celu ponownego ogrzania. Kolektory montuje się na stałe w jednej płaszczyźnie. Wyróżnia się kolektory płaskie oraz próżniowe rurowe. Pośrednia produkcja energii cieplnej Po uzyskaniu energii cieplnej z energii słonecznej jest możliwa zamiana energii cieplnej na energię elektryczną. Do tego celu wykorzystuje się tzw. wieże słoneczne, w których promienie słoneczne ogrzewają powietrze. Przez to iż, w sposób naturalny ciepłe powietrze unosi się ku górze, to specjalne wiatraki wprawiane są w ruch, dzięki czemu produkowana jest energia elektryczna. Wady i zalety energetyki słonecznej Energia z wiatru Do grupy odnawialnych źródeł energii zalicza się energię wiatru. Dzięki poziomym ruchom powietrza względem ziemi, powstaje wiatr, którego prędkość jest większa na wyższych wysokościach. Z tego powodu generatory wiatrowe umieszczane są na dużych wysokościach. Coraz częściej spotykane na terenie Polski – elektrownie wiatrowe wykorzystuje się do wyprodukowania prądu elektrycznego. Wady i zalety turbin wiatrowych Energetyka wodna Energia wodna, bardzo często nazywana hydroenergią to jedno z najstarszych odnawialnych źródeł wykorzystywanych przez człowieka. Przed wynalezieniem nowoczesnych maszyn, najczęściej stosowano hydro energię do napędzania młynów, tartaków, kuźni. Do wytworzenia prądu elektrycznego wykorzystuje się w zależności od lokalizacji siły grawitacji, piętrzenia wody lub wody przepływające. Najważniejszym elementem, który jest wykorzystywany do tworzenia elektrowni wodnych stanowi turbina. Element ten, napędza cały system elektrowni wodnej, a co więcej zależny jest od tego podział hydroelektrowni. Od zastosowanego rodzaju turbiny zależy sposób dostarczania do niej H2O. Podział turbin wodnych Turbiny wodne dzielimy na: akcyjne: turbina Peltona, stosuje się ją na rzekach o dużych spadkach, turbina Banki-Michella, stosuje się ją na rzekach o małych spadkach. reakcyjne turbina Francisa, stosowana na rzekach o średnim spadku; turbina Kaplana, stosowana na rzekach o małym spadku. Podział elektrowni wodnych Elektrownie wodne można podzielić ze względu na typ oraz ze względu na moc. Podział ze względu na typ: • elektrownia przepływowa – te instalacje budowane są na rzekach o małym spadku, gdzie nie ma możliwości gromadzenia. Ilość wyprodukowanej energii jest zależna od prędkości płynącej rzeki, • elektrownia zbiornikowa (regulacyjna). Elektrownie tego typu posiadają zbiornik wodny, w których mogą gromadzić wodę. Dzięki temu mogą energię wody zamieniać na energię elektryczną w dowolnym czasie i ilości tyle ile jest potrzebne, • elektrownia szczytowo – pompowa, te rodzaje elektrowni posiadają dwa zbiorniki, usytuowane na różnych poziomach, zazwyczaj jeden powyżej i jeden poniżej elektrowni. Mogą produkować energię wtedy, gdy jest na nią zapotrzebowanie. Nocą nadmiar wyprodukowanej energii jest wykorzystywany do przepompowania wody z dolnego zbiornika do górnego, • elektrownia pływowa, wykorzystuje energię odpływów lub przypływów mórz i oceanów, • elektrownia falowo – pływowa, w tym przypadku energia pochodząca z fal lub prądów morskich wykorzystywana jest do wyprodukowania prądu elektrycznego. Podział elektrowni wodnych ze względu na moc: małe elektrownie wodne – moc do 5 MW, duże elektrownie wodne – moc powyżej 5 MW. Wady i zalety hydroelektrowni Energetyka geotermalna Kolejnymi istotnymi elementami uważanymi za źródła energii odnawialnej są elektrownie geotermalne. Ciepło pochodzące z głębi Ziemi wydobywa się na powierzchnię w postaci gejzerów, gorących wód gruntowych czy też gorącej magmy. Wewnątrz ziemi zgromadzone są ogromne ilości mocy, która jest niewyczerpalna. Przyjmuje się, iż na każdy kilometr w głąb Ziemi temperatura wzrasta o około 25 stopni Celsjusza. Podział zasobów geotermalnych Ze względu na różne nośniki ciepła, które pochodzi z głębi ziemi obecnie wyróżniamy: zasoby hydrotermiczne, gdzie nośnikiem ciepła jest gorąca woda lub mieszanina wody i pary wodnej, petrotermiczne, gdzie nośnikiem ciepła jest woda wprowadzana do górotworu. Wady i zalety energii geotermalnej Biomasa Biomasa należy do OZE i służy głównie do produkcji ciepła. Na biomasę składają się pozostałości, jak i odpady organiczne, które mogą zostać wykorzystywane energetycznie. W celu uzyskania biomasy produkuje się także rośliny, które cechują się dużym przyrostem rocznym oraz niewielkimi wymaganiami glebowymi, jak np. wierzba wiciowa. Proces uzyskiwania energii z biomasy polega na odzyskiwaniu energii zawartej w roślinach poprzez ich spalanie i pozyskiwanie ciepła, które można zamienić na energię elektryczną. Źródła biomasy: drewno, np. kawałki drewna, odpady drzewne, słoma i odpady rolnicze, np. słoma zbóż, pozostałości po zbiorach, pozostałe odpady organiczne, np. odchody zwierząt, osady ściekowe. Ponadto wyróżniamy podział ze względu na stan stały, płynny i gazowy biomasy. Biopaliwa stałe: brykiety, pelety, plony z plantacji roślin energetycznych, słomę z roślin oleistych, strączkowych, drewno odpadowe. Biopaliwa gazowe: biogaz z wysypisk komunalnych, biogaz z bio upraw, biogaz z odpadów organicznych. Biopaliwa płynne: biodiesel, etanol, metanol, butanol, oleje roślinne. Wady i zalety biomasy Podsumowanie To co jest najważniejsze w wykorzystywaniu możliwości jakie daje energia odnawialna to przede wszystkim aspekty ekologiczne. Po pierwsze, OZE to rozwiązanie, dzięki któremu zmniejsza się ilość gazów cieplarnianych, jak i substancji szkodliwych (pyłów, dwutlenku siarki, tlenku węgla, dwutlenku azotu), w porównaniu do stosowania konwencjonalnych źródeł. OZE to także wytwarzanie mniejszej ilości odpadów, aniżeli w procesie przetwarzania tradycyjnych surowców energetycznych. Korzystanie z alternatywy energetycznej, jaką jest OZE oddziałuje na wzrost atrakcyjności turystycznej czy też walorów przyrodniczych regionów. Kolejnymi argumentami, które przemawiają za tym, że odnawialne źródła energii stanowią zdecydowanie dobre rozwiązanie, jest to, iż są one dostępne na całym świecie, a ich wykorzystywanie jest nieograniczone. Dostępność do OZE przyczynia się do wzrostu bezpieczeństwa energetycznego kraju, gdyż państwa stosując OZE uniezależniają się od dostaw paliw potrzebnych do wyprodukowania ciepła i prądu. Następnym powodem przemawiającym za tym, że warto pomyśleć o OZE jest ekonomia. Produkując prąd poprzez wykorzystanie OZE, możemy sporo zaoszczędzić. Jeśli spojrzymy na instalację np. fotowoltaiki, służącej do wytworzenia prądu w dłuższej perspektywie czasu to nie tylko zwrócą nam się koszta poniesione na inwestycję paneli PV, ale będziemy mieli także możliwość własnej produkcji prądu! Warto być na bieżąco w kwestii OZE, gdyż z roku na rok koszty np. paneli PV spadają, a ilość rozwiązań, które oddziałują na zmniejszenie zużycia prądu w naszym domu czy firmie, rośnie. Co więcej na rynku funkcjonuje system dofinansowań do instalacji OZE, jak np. Program Mój Prąd oraz dostępne są lokalne programy wsparcia. Dobrze mieć na uwadze, iż w niektórych przypadkach dofinansowanie może sięgać nawet 100%! Dlatego, jeżeli zależy Ci na tym, aby przestać płacić wysokie rachunki za prąd, a do tego obniżyć emisję szkodliwych substancji do środowiska – postaw na odnawialne źródła energii, które pozwolą Ci obniżyć koszty! Pomimo, że obecnie częściej wspomina się o fotowoltaice i elektrowniach wiatrowych, to właśnie elektrownie wodne należą do najintensywniej wykorzystywanych odnawialnych źródeł energii, które dostarczają łącznie TWh energii elektrycznej, stanowiącej 20% całkowitej produkcji energii elektrycznej na świecie. Również w Polsce energetyka wodna odpowiada za ok. 1,5 % produkcji energii elektrycznej. Warto zatem dokładniej przyjrzeć się temu jak działa elektrownia wodna i gdzie w Polsce znajdują się największe z nich? Spis treści – Czego dowiesz się z artykułu? W Polsce rośnie moc zainstalowanych OZE Rozwój poszczególnych państw zależy przede wszystkim od dostępności energii elektrycznej i jej zużycia na jednego mieszkańca, które jest uważane obecnie za jeden ze wskaźników standardu życia danego społeczeństwa. Na świecie wciąż najwięcej energii produkuje się z konwencjonalnych, czyli nieodnawialnych źródeł energii. Również zapotrzebowanie energetyczne Polski pokrywane jest przede wszystkim przez węgiel kamienny i węgiel brunatny. Jednak zgodnie z „Polityką energetyczną Polski do 2040 r.” jednym z kluczowych założeń jest rozwój OZE. Jak wynika z uchwalonego dokumentu, do 2040 roku połowę mocy zainstalowanych instalacji mają stanowić właśnie źródła zeroemisyjne. Przy czym szczególnie dużą rolę w procesie transformacji energetycznej ma odegrać wdrożenie do polskiego systemu elektroenergetycznego morskiej energetyki wiatrowej i uruchomienie elektrowni jądrowej. Na koniec 2020 roku, łączna moc zainstalowana wszystkich źródeł energii elektrycznej w Polsce wyniosła 51,86 GW, z czego ok. 12,5 GW stanowiły właśnie odnawialne źródła energii. Należy tu bowiem podkreślić, że od kilku lat w Polsce sukcesywnie rośnie moc zainstalowana OZE (tylko w porównaniu do grudnia 2019 roku nastąpił wzrost aż o 30,8%). Obecnie największym źródłem energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii jest wiatr, zaraz zanim słońce, a trzecie miejsce zajmują elektrownie wodne, których moc zainstalowana w 2020 roku wynosiła 974,1 MW (na podstawie danych Agencja Rynku Energii): Rodzaj źródła Moc zainstalowana w MW elektrownie wiatrowe fotowoltaika elektrownie wodne 974,1 elektrownie na biomasę 906,7 elektrownie biogazowe 247,7 Co ważne, Unia Europejska stworzyła wiele mechanizmów i programów wsparcia dla produkcji energii z OZE, które mają pomóc w rozwoju tego sektora (szczególnie duży nacisk kładzie się na dofinansowanie do fotowoltaiki). Energetyka wodna na świecie Do energii wodnej zalicza się zarówno energię mórz, jak i energię wód śródlądowych, wykorzystując do tego ukształtowanie terenu (duże, naturalne spady wód). Elektrownie wodne, są obecnie najintensywniej wykorzystywanym źródłem wśród odnawialnych źródeł energii. Z powodzeniem działają w 150 krajach i tylko w 2017 roku dostarczyły łącznie TWh energii elektrycznej, co stanowiło 16% całkowitej produkcji energii elektrycznej na świecie. Nadal jednak pomimo wielu zalet, do których należy przede wszystkim zmniejszenie zużycia surowców naturalnych (takich jak węgiel i ropa), czy zredukowanie emisji szkodliwych substancji do atmosfery, związane są z nimi pewne aspekty społeczne, środowiskowe i ekonomiczne, którymi zajmiemy się w dalszej części artykułu. Największe zasoby energii wodnej posiadają takie kraje jak: Brazylia, Chiny, Kanada, Rosja, Kanada, Kongo, Indie, USA i Indonezja. Przy czym czym energetyka wodna silnie eksploatowana jest zwłaszcza w krajach najbardziej rozwiniętych. Największą popularnością cieszy się zwłaszcza w Norwegii i Paragwaju, gdzie rynek energii elektrycznej prawie w całości opiera się na elektrowniach wodnych. Natomiast ponad 50% energii elektrycznej z elektrowni wodnych uzyskuje się w takich krajach, jak Kanada, Brazylia, czy Wenezuela. Energetyka wodna w Polsce W Polsce w porównaniu z innymi krajami wykorzystanie potencjału energetycznego wody jest nieporównywalnie mniejsze, co w dużej mierze wynika zarówno z warunków klimatycznych, średnich opadów deszczu, jak i z ukształtowania terenu. Elektrownie wodne najlepiej jest bowiem budować w miejscach, gdzie występują duże naturalne spadki terenu lub woda została sztucznie spiętrzona. Ponadto elektrownie wodne wymagają wysokich kosztów inwestycyjnych (ze względu na koszty budowy, większość nowych systemów wdrożonych w XXI wieku, jest nadal spłacana). Szacuje się, że obecnie udział energetyki wodnej w pozyskiwaniu energii pierwotnej wynosi u nas Same zaś zasoby hydroenergetyczne Polski szacuje się na 13,7 TWh rocznie, z czego: 46% przypada na Wisłę; 44% przypada na dorzecza Wisły i Odry; 8,8% przypada na Odrę; 1,2% przypada na rzeki Pomorza. Gdyby można było jednak wykorzystać całkowicie potencjał hydroenergetyczny Polski, to możliwe byłoby osiągnięcie nawet ok. 11 GW mocy w elektrowniach zawodowych, a w elektrowniach wodnych ok. 1,2 GW. Obecnie w kraju hydroelektrowni o mocy większej niż 5 MW jest zaledwie 18. System wodny Potencjał [GWh/rok] Wisła z dorzeczem 9270 Wisła 6177 Odra z dorzeczem 2400 Odra 1273 Dunajec 814 San 714 Warta 351 Bóbr 320 Bug 309 Rzeki Przymorza 280 Czym jest elektrownia wodna? Wiemy już jak na świecie i w Polsce przedstawia się energetyka wodna, która ma wysoki stopień sprawności i przekształca 90% energii wodnej w energię użytkową. Same elektrownie wodne (fachowo hydroelektrownie przepływowe) pozyskują energię elektryczną na skutek zamiany energii potencjalnej wody na energię mechaniczną w turbinie, a następnie poprzez generatory w energię elektryczną. Należy tu podkreślić, że energetyka wodna jest jednym z najstarszych sektorów OZE, bowiem już w czasach starożytnych używana była w młynach wodnych, które służyły do przemiału zboża lub oliwek. Później zaczęto je stosować także do napędzania maszyn rozdrabniających drewno w papierniach oraz do jego cięcia w tartakach. Natomiast po zbudowaniu przez Michaela Faradaya generatora elektrycznego, w latach 30-stych XIX wieku możliwe stało się wykorzystanie jej do wytwarzania elektryczności. W porównaniu z protoplastami, elektrownia wodna jest urządzeniem bardzo wydajnym, a wytworzona przez nią energia może być magazynowana i przesłana na duże odległości. Pierwsze elektrownie wodne powstały w drugiej połowie XIX wieku. Przy czym, w samych tylko Stanach Zjednoczonych Ameryki do 1890 roku powstało ich ponad 200 (moc większości z nich wynosiła kilka kilowatów). Z biegiem lat, elektrownie te stawały się coraz większe, co pociągnęło za sobą konieczność wprowadzenia prawnych regulacji dotyczących ich wpływu na środowisko. Obecnie, w pierwszej trójce największych elektrowni na świecie znalazły się: Zapora Trzech Przełomów na rzece Jangcy o mocy MW i rocznej produkcji 98,8 TWh (Chiny); Itaipu na rzece Parana o mocy MW i rocznej produkcji 98,6 TWh (Brazylia/Paragwaj); Xiluodu na rzece Jangcy o mocy MW i rocznej produkcji 55,2 TWh (Chiny). Jak działa elektrownia wodna? To w jaki sposób działa elektrownia wodna w dużej mierze uzależnione jest od jej rodzaju. Jednak, co do zasady, mechanizm działania elektrowni wodnej bazuje na wykorzystaniu energii kinetycznej przepływającej wody. Na początku zostaje ona spiętrzona na wysokim poziomie, za pomocą różnego rodzaju zapór, następnie znajduje ujście w postaci rur i z dużą prędkością trafia na łopaty turbiny, które zaczynają się obracać. W ten sposób energia kinetyczna zamieniana jest na energię mechaniczną. Ta z kolei trafia do generatora, który przetwarza ją na energię elektryczną. Ostatnim zaś etapem jest przekazanie wygenerowanej z turbin energii elektrycznej do sieci elektroenergetycznej (elektrownie wodne zazwyczaj zawierają stacje transformatorowe). W zależności od potrzeb systemu energetycznego, energia może być również tymczasowo magazynowana na dużych zbiornikach. Należy tu dodać, że ważnym elementem każdej elektrowni jest tama, która służy do spiętrzania wody. Przy czym specjalnym rodzajem takiej budowli może być jaz, który jest konstrukcją piętrzącą wodę postawioną pomiędzy dwoma brzegami rzeki lub kanału. Zapory stawia się również w miejscach gdzie nie występują naturalne zbiorniki z dużym potencjałem energetycznym (poprzez sztuczne stworzenie np. zalewu, zasilanego przez wiele mniejszych cieków wodnych). Rodzaje turbin w elektrowniach wodnych Współcześnie turbiny osiągają moc do 700 MW (dla przykładu elektrownia podstawowa opalane węglem – MW). Przy czym do najczęściej stosowanych obecnie typów turbin w elektrowniach wodnych należą: turbina Archimedesa zwana też turbiną ślimakową lub turbiną śrubową, która przypuszczalnie wynaleziona została przez Archimedesa z Syrakuzu (ok. 287-212 Jest ona szczególnie stosowana w przypadku rzek o bardzo niskich przepływach oraz o szczególnie wysokich walorach przyrodniczych; turbina Peltona opracowana została w latach 80-tych XIX wieku i stosuje się w przypadku cieków o bardzo dużych (powyżej 20 m) spadach oraz jednocześnie stosunkowo niewielkich przepływach wody; turbina Francisa, która opracowana została w połowie XIX wieku i jest obecnie najczęściej stosowanym w hydroenergetyce typem turbiny, która wykorzystywana jest w lokalizacjach charakteryzujących się wartościami spadu od 25 do 500 m; turbina Kaplana opracowane w drugiej dekadzie XX wieku. Ten typ turbiny jest umieszczonym w rurze wirnikiem w kształcie śruby okrętowej i regulowanym kątem łopat. Może ona pracować w szerokim zakresie spadów (zwykle od 1,5 do 20 m) i przepływów (przy prędkościach przepływów wody od 3 do 30 m³/s). Jakie są typy elektrowni wodnych? Wyróżnia się kilka rodzajów elektrowni wodnych (hydroelektrowni). Przy czym podział ten związany jest zarówno ze stosowaną techniką pozyskiwania energii, jak i z jej źródłem (mogą to być fale morskie, sztuczna zapora, czy płynąca rzeka). Ze względu na sposób doprowadzania wody, elektrownie wodne dzieli się na: elektrownie przepływowe, które stosuje się na rzekach o małym spadku, gdzie nie ma możliwości gromadzenia wody. Produkcja energii w tym typie elektrowni wodnych zależy bezpośrednio od aktualnej prędkości przepływu wody w rzece; elektrownie szczytowo-pompowe – ich podstawową funkcją jest magazynowanie energii, a następnie oddawania jej do sieci. W porze niskiego zapotrzebowania na moc, jej nadmiar w systemie wykorzystany zostaje do pompowania wody do górnego zbiornika (jeziora naturalnego bądź sztucznego). Natomiast w strefie zwiększonego popytu, woda uwalniana jest z górnego do dolnego zbiornika i przepływając przez turbinę generuje prąd; elektrownie pływowe wykorzystują regularnie powtarzające się podnoszenie i opadanie poziomu wody w oceanie. Bazują one bowiem na energii prądów i pływów morskich, a także regularnych zmianach poziomu wody w morzach i oceanach. Z uwagi na wysokie koszty infrastruktury, to jak dotąd najrzadziej wykorzystywany sposób pozyskiwania energii elektrycznej; elektrownie zaporowe/regulacyjne zwane również elektrowniami zbiornikowymi są typem hydroelektrowni wyposażonej w zbiornik gromadzący spiętrzoną za pomocą zapory lub jazu wodę, co pozwala na zwiększenie ciśnienia i spad, zwiększając tym samym możliwą do wykorzystania energię wody. Zasada jej działania jest identyczna jak w elektrowniach szczytowo – pompowych. Najczęściej buduje się je w okolicach jezior lub sztucznych zbiorników wodnych, a dzięki piętrzącej się wodzie w zbiorniku elektrownia tego typu jest w znacznym stopniu niezależna od warunków klimatycznych przez co można regulować zakres przepływającej przez nią wody i pełni znaczącą funkcję przeciwpowodziową. Małe i duże elektrownie wodne w Polsce Na świecie, jak i w Polsce istnieją nie tylko duże, ale i mniejsze elektrownie wodne, które są źródłem taniej energii. Dlatego też następnym kryterium podziału elektrowni wodnych jest ich wielkość. Ze względu na nią można podzielić je na następujące typy: elektrownie wodne duże o mocy powyżej 10 MW; elektrownie wodne małe (MEW) o mocy w przedziale 1MW – 10 MW; minielektrownie wodne o mocy do 1 MW; mikroelektrownie wodne o mocy poniżej 200 kW. Dodatkowo w przypadku dużych elektrowni wyróżnia się również podział biorący pod uwagę wysokość spadów wody (czyli różnice między górnym, a dolnym poziomem zbiornika wody). Przedstawia się on w następujący sposób: elektrownie wodne o niskim spadzie (do 15 metrów); elektrownie wodne o średnim spadzie (między 15 a 50 metrów); elektrownie wodne wysokim spadzie (powyżej 50 metrów). Duże elektrownie wodne w Polsce Duże elektrownie wodne są stosunkowo tanim źródłem energii i mogą szybko zmieniać generowaną moc w zależności od zapotrzebowania. Jednak ich największą wadą jest bardzo ograniczona liczba lokalizacji, w których można je budować. Jak już bowiem wiemy potencjał hydroenergetyczny zależy głównie od dwóch czynników: spadku koryta rzeki (im większe różnice w wysokościach terenu, tym większa moc produkowana); przepływów wody (na co wpływ ma charakter rzeki, wielkość opadów i przepuszczalność gruntów). Dodatkowym atutem terenów górzystych jest również łatwość w budowie najpopularniejszych elektrowni zbiornikowych i szczytowo-pompowych. Niestety Polska jako kraj nizinny cechuje się małymi spadkami terenów, niezbyt obfitymi opadami oraz dużą przepuszczalnością gruntów, co oczywiście nie pozostaje obojętne na potencjał hydroenergetyczny. Do rozwoju hydroenergetyki najlepsze warunki mają w Polsce Sudety, Karpaty, Mazury i Pomorze (jak na razie nie ma jednak dużych przyrostów nowych instalacji). Ponadto nakłady inwestycyjne i czas amortyzacji w przypadku dużych elektrowni są w Polsce znacznie większe niż w przypadku elektrowni cieplnych czy chociażby turbin wiatrowych. Wspomnieć należy również o niekorzystnym wpływie na środowisko tego rodzaju elektrowni. W związku z tym, atrakcyjność budowy wielkich systemów jest w naszym kraju niska. Przy czym najbardziej dynamiczny okres rozwoju hydroenergetyki zawodowej miał miejsce w latach 1968-1983, w tym czasie bowiem uruchomiono w Polsce aż pięć dużych elektrowni przepływowych, zbiornikowych i pompowych. Wśród dużych instalacji działających obecnie w Polsce wymienić można zaledwie kilka: Elektrownia wodna Rzeka/Jezioro Rok uruchomienia Moc zainstalowana [MW] Pilchowice Bóbr 1912 13,252 Bielkowo Radunia 1925 7,2 Porąbka-Żar Soła 1979 500 Żur Wda 1929 9,0 Pilchowice Bóbr 1912 13,252 Rożnów Dunajec 1942 56,0 Dychów Bóbr 1951 12,6 Porąbka Soła 1953 12,52 Czchów Dunajec 1954 8,4 Brzeg Dolny Odra 1958 9,7 Koronowo Brda 1960 27,50 Myczkowce San 1961 8,32 Dębe Jezioro Zegrzeńskie 1962 21,18 Tresna Soła 1967 21,0 Solina Jezioro Solińskie 1968 200 Włocławek Wisła 1970 162,0 Żydowo Jezioro Kamienne, Kwiecko 1971 167 Wały Śląskie Odra 1956 9,72 Porąbka Soła 1979 12,52 Żarnowiec Jezioro Żarnowieckie 1982 716,0 Niedzica Jezioro Czorsztyńskie 1997 92,75 Małe elektrownie wodne w Polsce Małe elektrownie wodne wykorzystują głównie potencjał małych zbiorników retencyjnych, niewielkich rzek oraz systemów nawadniających i wodociągów. Obecnie 91% istniejących i planowanych elektrowni w Europie to małe elektrownie wodne (MEW), które charakteryzują się mocą mniejszą niż 10 MW. O ile w innych krajach europejskich, poziom wykorzystania technicznych możliwości rzek przez małe elektrownie wodne wynosi ok. 50%, o tyle w Polsce jest to zaledwie 19% (pomimo znacznego potencjału rozwojowego). Od wielu lat zauważalne jest u nas również znaczne spowolnienie rozwoju małych elektrowni wodnych, w tym przydomowych elektrowni wodnych, których koszty eksploatacyjne są wielokrotnie niższe niż w przypadku elektrowni wykorzystujących źródła konwencjonalne. Inną ważną zaletą małych elektrowni wodnych jest możliwość wykorzystania do ich budowy, istniejących już powojennych konstrukcji hydrotechnicznych, czy też starych tartaków, kuźni, czy siłowni młynów. Przy czym małe elektrownie wodne o mocy powyżej 1 MW, najczęściej są własnością firm energetycznych lub dużych zakładów przemysłowych, gdzie w większości przypadków są zautomatyzowane. Mniejsze obiekty natomiast są zazwyczaj w posiadaniu lokalnej społeczności lub prywatnych inwestorów (w przypadku przydomowych elektrowni wodnych). Należy tu jednak podkreślić, że w Polsce nadal nie ma oficjalnej definicji MEW. Zazwyczaj jednak do tej grupy zalicza się urządzenia o mocy do 5 MW, w przeciwieństwie do większości krajów Europy Zachodniej, gdzie jak już wiemy, za małe elektrownie uznaje się te do 10 MW (wyjątek stanowią tutaj jedynie Szwajcaria, Włochy i kraje skandynawskie, gdzie do kategorii tej zaliczane są urządzenia o mocy do 2 MW). Przyczyną zaistniałej sytuacji jest destabilizacja zielonych certyfikatów, skutkująca obniżeniem cen otrzymywanych przez wytwórców energii z odnawialnych źródeł energii. Ponadto wprowadzony w 2015 roku system aukcyjny jest rozwiązaniem nie tylko skomplikowanym, ale i ryzykownym, zwłaszcza dla producentów MEW. Również funkcjonujące teraz systemy wsparcia dla MEW nie są wystarczające dla zredukowania kosztów ich budowy, zwłaszcza ich modernizacji w długim okresie funkcjonowania (mała elektrownia może służyć nawet 100 lat). Wszystko to prowadzi do ignorowania przez potencjalnych inwestorów potencjału hydrotechnicznego Polski. Dlatego też, od wielu lat postulaty poprawy sytuacji hydroenergetycznej polskich rzek zamieszczane są w dokumentach na szczeblu krajowym. Zgodnie z informacjami udostępnionymi przez Urząd Regulacji Energetyki, w 2017 roku, na terenie Polski działało 766 elektrowni wodnych o łącznej mocy zainstalowanej prawie 988,38 MW. Z tego 756 z nich stanowiły obiekty o mocy nieprzekraczającej 10 MW, przy tym 680 z nich to instalacje poniżej 1 MW (produkujące łącznie ok. 0,2% energii). Natomiast jedynie ok. 10 elektrowni wodnych w Polsce to instalacje powyżej 10 MW, które produkują prawie 60% całej energii pochodzącej z wody. Warto tu jednak zaznaczyć, że jeszcze w latach 20-tych i 30-tych XX wieku funkcjonowało w naszym kraju ponad obiektów wykorzystujących energię wody (takich jak elektrownie wodne, młyny, czy pompy wodne). Koncentracja małych elektrowni wodnych w Polsce (źródło Niestety po zakończeniu II wojny światowej ich liczba zmalała do Natomiast w okresie PRL wiele z tych urządzeń zostało zdemontowanych i zniszczonych ze względów ideologicznych, tak, że w latach 80-tych XX wieku działało zaledwie 650 obiektów małej energetyki wodnej. Jak jednak wykazała przeprowadzona przez Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej inwentaryzacja obiektów piętrzących, w Polsce nadal istnieje ponad budowli i urządzeń piętrzących, o wysokość minimum 0,7 m. Przy czym jedynie 4,5% z nich wykorzystywana jest w celu produkcji energii (potencjał wykorzystania małych elektrowni wodnych w oparciu o dawne lokalizację wskazano także we wnioskach europejskiego projektu RESTOR Hydro). Największe elektrownie wodne w Polsce Do największych elektrowni wodnych w Polsce należą : Elektrownia Wodna Żarnowiec – największa w Polsce elektrownia szczytowo-pompowa oddana do użytku roku (moc zainstalowana – 716 MW); Elektrownia Porąbka-Żar – jest drugą co do wielkości elektrownią szczytowo-pompową w Polsce i jedyną w kraju elektrownią podziemną, która do użytku oddana została roku (jej moc zainstalowana to 500 MW); Zespół Elektrowni Wodnych Solina-Myczkowce, w której skład wchodzi szczytowo-pompowa Elektrownia Wodna Solina i przepływowo-wyrównawcza Elektrownia Wodna Myczkowce. Do użytku została oddana w 1968 roku, jej moc zainstalowana to 200 MW); Elektrownia Żydowo jest elektrownią szczytowo-pompowa, której właścicielem jest spółka Energa Wytwarzanie SA należąca do grupy kapitałowej Energa. Do użytku oddana została w 1971 rok, a jej moc użytkowa wynosi 167 MW. Elektrownia wodna we Włocławku – największa elektrownia przepływowa w Polsce , która do użytku oddana została roku (moc zainstalowana – 160,2 MW). Elektrownie wodne – zalety i wady Zalety elektrowni wodnej: jej wykorzystanie nie wiąże się z emisjami szkodliwych gazów (w tym CO2) elektrownia wodna oznacza dostęp do źródła energii o stabilnej produkcji (w przeciwieństwie do np. energetyki słonecznej i wiatrowej produkcja energii elektrycznej jest niezależna od pogody i czasu) łatwa i precyzyjna kontrola wytwarzanej energii (wartość produkcji energii z energetyki wodnej, w przeciwieństwie do pozostałych OZE, daje się wiarygodnie przewidzieć) energetyka wodna jest odnawialnym źródłem energii o wysokiej efektywności energetycznej korzyści finansowe dla gmin i powiatów wsparcie dla gospodarki lokalnej (hydroelektrownie zapewniają miejsca pracy, co ma pozytywny wpływ na lokalną gospodarkę) zdolność do pokrycia obciążenia podstawowego poprawa bilansu hydrologicznego oraz lepsze warunki do żeglugi o wiele niższe koszty eksploatacyjne niż w elektrowniach konwencjonalnych (ze względu na fakt, że elektrownia wodna do produkcji energii nie potrzebuje paliwa) elektrownie wodne są zintegrowane z systemem ochrony przeciwpowodziowej elektrownie szczytowo-pompowe są najpowszechniej używanymi magazynami energii budowa elektrowni wodnych pomaga regulować rzeki i wyrównywać przepływy, dzięki czemu zmniejsza się ryzyko powodzi wykorzystanie wody jak i pozostałych odnawialnych źródeł do produkcji energii elektrycznej przyczynia się do zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego kraju Wady elektrowni wodnej: budowa elektrowni wodnych stanowi poważną ingerencję w środowisko naturalne (szczególnie w przypadku dużych elektrowni wodnych) koszty budowy tego typu elektrowni są 2-3 krotnie wyższe od nakładów na budowę elektrowni konwencjonalnych konstrukcja całej instalacji może utrudniać migrację ryb w górę rzeki, powodując tym samym utratę siedlisk negatywny wpływ na przepływy w rzekach (uniemożliwia transport osadów i pogłębia erozję, powodując lokalnie suszę) budowa elektrowni wiąże się z wysokimi kosztami inwestycyjnymi (w odniesieniu do mocy elektrowni) budowa elektrowni wiąże się też z czasochłonnym i uciążliwym okresem przygotowawczym (skomplikowane regulacje prawne, konieczność uzyskania szeregu decyzji i/lub pozwoleń) powoduje zakłócenia sejsmiczne elektrownia może mieć ujemny na lokalne warunki klimatyczne (powodując powstawanie mgieł, zapór lodowych na stopniach wodnych itp.) zmiany poziomów wody powodujące zjawiska osuwiskowe zamulenia rzek i zbiorników sedymentacja zawiesin – zawiesiny organiczne, opadające na dno ulegają fermentacji zanieczyszczenia wód podziemnych i gruntowych ok. 7% gazów cieplarnianych ze źródeł antropogenicznych może być emitowanych ze zbiorników zaporowych spiętrzenia wody w zbiornikach mogą doprowadzić do zatopienia osiedli i terenów rolniczych, co może spowodować konieczność przesiedlenia ludności zmniejszanie się pojemności zbiorników poprzez akumulację rumowiska hałas i zanieczyszczenia w trakcie budowy może powodować skutki wtórne pod postacią pękania stopni wodnych i katastrof wodnych Informacje o autorze Katarzyna Fodrowska W kręgu jej zainteresowań leżą tematy związane z budownictwem, architekturą, naukami przyrodniczymi i bieżącymi wyzwaniami stojącymi przed polską energetyką. Specjalizuje się w zagadnieniach dotyczących prądu, gazu, pomp ciepła i odnawialnych źródeł energii. Propagatorka zdrowego stylu życia i ekologicznych rozwiązań. Wolny czas lubi spędzać na czytaniu i spacerach, a także oddawaniu się swoim dwóm największym pasjom, jakimi są astronomia i flamenco.

elektrownia pływowa wady i zalety