Menu Zamknij

Odnawialne źródła energii. Czym się charakteryzują i jak wpływają na środowisko?

wiatraki generujące energie elektryczną stojące na łące

Odnawialne źródła energii stały się kluczowym elementem w dążeniu do zrównoważonej przyszłości naszej planety. W obliczu zmieniającego się klimatu i stopniowo wyczerpujących zasobów tradycyjnych źródeł energii poznawanie alternatywnych metod jej pozyskiwania jest nie tyle modne, co konieczne.

Energia słoneczna

Energia słoneczna to zielona energia pochodząca ze słońca. Jej główna siła polega na przekształcaniu światła słonecznego w energię użyteczną dla ludzi. Istnieją dwa główne mechanizmy wykorzystywania tego rodzaju energii:

  1. Fotowoltaika: Ta technologia polega na przekształcaniu światła słonecznego bezpośrednio w energię elektryczną za pomocą paneli fotowoltaicznych. Panele składają się z ogniw reagujących na promieniowanie słoneczne i generują prąd.
  2. Kolektory słoneczne: Kolektory odbierają energię cieplną promieniowania słonecznego. Solary przekazują energię słoneczną w postaci ciepła do układów grzewczych. Głównymi elementami budowy kolektorów są: szyba solarna, absorber, orurowanie i obudowa.

Zalety

Ograniczenie emisji gazów cieplarnianych jest głównym atutem energii ze słońca. W przeciwieństwie do tradycyjnych źródeł energii, takich jak węgiel czy gaz, czerpanie energii ze słońca nie emituje szkodliwych gazów w trakcie produkcji energii.

Po zainstalowaniu paneli ich niewielki wpływ na środowisko sprawia, że są one jednym z najbardziej ekologicznych źródeł energii. Brak ruchomych części oznacza minimalne zakłócenia dla lokalnego ekosystemu.

Możliwość decentralizacji produkcji energii oznacza, że energia słoneczna może być produkowana tam, gdzie jest potrzebna. To eliminuje potrzebę przesyłania energii na duże odległości i zwalnia z problemu strat w trakcie jej transmisji.

Wady

Chociaż energia słoneczna ma wiele korzyści, nie jest wolna od wad, albo inaczej – wyzwań. Produkcja paneli fotowoltaicznych może mieć pewien wpływ na środowisko, ze względu na przetwarzanie surowców (chodzi głównie o przetwarzanie krzemu, podczas którego powstają substancje toksyczne) i energii w trakcie ich wytwarzania.

Przemienna dostępność energii słonecznej, w zależności od pory dnia i roku, sprawia, że nie zawsze jest ona dostępna w momencie, gdy jest potrzebna najbardziej. Na szczęście temu problemowi można zaradzić poprzez rozbudowanie infrastruktury magazynowania energii.

Kolejnym wyzwaniem jest potrzeba dużej przestrzeni. Farmy fotowoltaiczne potrzebują sporo miejsca, dlatego nie zawsze mogą powstać w gęsto zaludnionych obszarach.

Korzystanie z energii słonecznej to krok w kierunku bardziej zrównoważonej i ekologicznej przyszłości. Pomimo pewnych wyzwań korzyści płynące z tej formy energii przewyższają jej wady, czyniąc ją jednym z kluczowych źródeł energii na przyszłość.

panele fotowoltaiczne na które pada słońce

Energia wiatrowa

Mechanizm produkcji energii z wiatru jest prosty. Wiatr trafia na opór w postaci łopaty rotora, po czym energia kinetyczna wiatru zostaje zamieniona na pracę mechaniczną w postaci ruchu obrotowego wirnika. Energia obrotowa wirnika po przeniesieniu do generatora zostaje przekształcona w energię elektryczną.

Onshore vs offshore

Onshore (na lądzie) – to turbiny wiatrowe instalowane na lądzie. Charakteryzują się niższymi kosztami instalacji, ale mogą generować mniej energii w porównaniu do turbin offshore ze względu na mniej stabilny wiatr na lądzie.

Offshore (na morzu) – to turbiny wiatrowe umieszczone na morzu. Mają wyższy potencjał produkcyjny dzięki stabilniejszym i silniejszym prędkościom wiatru na otwartych wodach i braku tak restrykcyjnych ograniczeń, ale ich instalacja i konserwacja są bardziej kosztowne niż turbin na lądzie.

Zalety

  • Brak emisji zanieczyszczeń podczas eksploatacji – elektrownia wiatrowa działa w sposób przyjazny dla środowiska.
  • Odnawialność i niekończący się zasób wiatru podkreślają trwałość i niezawodność takich instalacji.
  • Możliwość instalacji turbin zarówno na lądzie, jak i na morzu, co oznacza, że energia wiatrowa jest wszechstronna i dostosowana do różnych warunków geograficznych.

Wady

  • Turbiny mogą źle wpływać na ptactwo – zdarzają się kolizje ptaków z łopatami.
  • Elektrownie wiatrowe generują hałas i zaburzają miejscowy krajobraz, co bywa problematyczne dla lokalnych społeczności.
  • Wiatr jest niewyczerpalnym, aczkolwiek też niestabilnym źródłem energii. W związku z tym dla bezpieczeństwa systemu energetycznego energię z wiatru najlepiej jest gromadzić w razie nadwyżek i uwalniać w przypadku niedoborów na rynku. To niestety wymaga dodatkowych kosztów związanych z magazynowaniem energii.

Energia wodna

Energia wodna obejmuje pozyskanie energii z wód i przekształcenie jej na energię mechaniczną przy użyciu turbin wodnych, następnie zaś, dzięki hydrogeneratorom, na energię elektryczną.

Elektrownie wodne klasyfikujemy, uwzględniając kryteria takie jak: wielkość, wysokość spadu wody czy sposób doprowadzenia wody. W zależności od mocy, rozróżniamy duże elektrownie (powyżej 10 MW), małe elektrownie wodne (1–10 MW), minielektrownie (do 1 MW) oraz mikroelektrownie (poniżej 200 kW). Biorąc pod uwagę wysokość spadu wody, elektrownie dzielimy na te o niskim spadzie (do 15 metrów), średnim (15–50 metrów) i wysokim spadzie (powyżej 50 metrów). W kontekście sposobu doprowadzenia wody wyróżniamy elektrownie szczytowo-pompowe, pływowe, przepływowe oraz regulacyjne (zbiornikowe).

Zalety

  • W przypadku elektrowni wodnych mamy do czynienia ze stałą produkcją energii.
  • Dla przekształcania energii wodnej w elektryczną charakterystyczny jest brak emisji CO2.
  • Możliwość regulacji produkcji energii w elektrowniach zbiornikowych jest niezwykle cenna, zwłaszcza podczas szczytów zużycia.
  • Biomasa, biopaliwa, fotowoltaika działają w symbiozie z energią wodną, tworząc zrównoważony ekosystem energetyczny.

Wady

  • Energia wodna może mieć negatywny wpływ na ekosystemy wodne. Budowa może doprowadzić do problemów z migracją ryb.
  • Budowa elektrowni wodnej – jak podała WWF – prowadzi m.in. do fragmentacji rzek, zmian przepływu i temperatury wody i zatrzymania transportu osadów.
  • Utylizacja odpadów z budowy takich struktur, jak również wywóz śmieci (wywóz odpadów) z miejsc budowy, wymaga użycia specjalistycznych narzędzi, takich jak kontener na odpady, i planowania ich transportu.

Współczesne podejście do energii wiatrowej i wodnej podkreśla znaczenie odnawialnych źródeł energii w ramach globalnej strategii, dla której ważna jest ochrona środowiska. Ich integracja z nowoczesnymi technologiami jest kluczem do zrównoważonej przyszłości.

Energia geotermalna

Elektrownie geotermalne wykorzystują energię przechowywaną w postaci ciepła w głębokich warstwach Ziemi – w jądrze Ziemi, w którym dochodzi do rozpadu pierwiastków promieniotwórczych. Temperatura towarzysząca tym zjawiskom to kilka tysięcy stopni Celsjusza.

Zalety

  • Relatywnie stabilne źródło energii: rezerwuar geotermalny będzie dostarczać energii tak długo, jak długo Ziemia będzie miała aktywność geotermalną. Szacuje się, że wykorzystaliśmy dopiero niecałe 7 proc. potencjału energii geotermalnej na świecie.
  • Stabilność: elektrownie geotermalne mogą działać przez całą dobę, niezależnie od warunków atmosferycznych.
  • Mały ślad ekologiczny: w porównaniu z tradycyjnymi elektrowniami geotermalne mają znacznie mniejszy wpływ na środowisko.

Wady

  • Lokalizacja: nie wszędzie potencjał geotermalny jest taki sam i nie zawsze, nawet gdy miejsce ma potencjał, można z niego w pełni skorzystać.
  • Koszty początkowe: wysokie koszty inwestycyjne związane z wierceniem głębokich otworów i budową infrastruktury.
  • Ryzyko przemieszczenia złóż: lokalny rezerwuar geotermalny nie zawsze będzie dostępny w tym samym miejscu – złoże może się przemieszczać.

Biomasa i biopaliwa

W kontekście odnawialnych źródeł energii warto przytoczyć również pojęcia takie jak biomasa i biopaliwa. Biomasa to stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, ulegające biodegradacji. To właśnie biomasa jest substancją wyjściową do produkcji biopaliw. W Europie biopaliwa są otrzymywane głównie z lnu i rzepaku (oleje roślinne), natomiast w Stanach Zjednoczonych – z kukurydzy i soi.

W przypadku odnawialnych źródeł energii bardzo ważnym terminem jest także recykling. To zasadniczy element gospodarki obiegu zamkniętego. Np. odpady z instalacji fotowoltaicznych mogą zostać surowcem do produkcji nowych paneli.

Podsumowanie

Analizując cztery kluczowe źródła odnawialnej energii – fotowoltaikę, elektrownie wiatrowe oraz technologie oparte na energii wodnej i geotermalnej, zauważamy, że każde z nich ma swoje zalety i wady. Fotowoltaika oferuje decentralizację produkcji energii, elektrownie wiatrowe cieszą się nieskończonym źródłem mocy w postaci wiatru, podczas gdy energia wodna zapewnia stałość dostaw dzięki stałemu przepływowi wody.

Kluczowe znaczenie tych źródeł dla ochrony środowiska jest niezaprzeczalne. Poprzez minimalizację emisji dwutlenku węgla, utylizację odpadów czy poprawę procesów takich jak wywóz śmieci (wywóz odpadów), przyczyniamy się do tworzenia bardziej zrównoważonego świata.

Jeśli chcesz łatwo i szybko wywieźć odpady, drewno, ziemię albo wynająć kontener na gruz, odwiedź stronę https://www.odpady-skip.pl.