Obnovljivi izvori energije

Obnovljivi izvori energije - biomasa, hidroenergija, vjetar, geotermalna, sunčeva, kogeneracija

BIOMASA
Biomasa ili još poznata kao bioenergija ili biogorivo se dobiva od organskih materijala bilo direktno iz biljaka ili indirektno iz industrijskih ili domaćih poljoprivrednih proizvoda.
Biomasa ispušta samo onu količinu CO2 koju je i apsorbirala za vrijeme rasta, tako da je to neutralan proces što se tiče ugljičnog dioksida! Također doprinosi sustavu gospodarenja otpadom, ali ipak za razliku od ostalih OIE( Obnovljivih izvora energije, gorivo se mora kupiti.
Drvena biomasa uključuje šumske proizvode, neiskorištene dijelove, ostatke. Nedrvena biomasa uključuje životinjski otpad, industriske i biorazgradive proizvode iz hrane.
Kućanski sustavi obično koriste biogoriva u obliku drvenih peleta.
Sustavi biomase uključuju lokalno zagrijavanje prostorija od 6-12 kW na pelete kao gorivo, uključuju kotlove priključene na centralno grijanje i PTV , ovi također koriste pelete kao gorivo a mog biti snage preko 15 kW, Sustavi mogu biti sa ručnim ili automatskim nadpopunjavanjem biogoriva.
Potrebni su pouzadani lokalni dobavljači biogoriva, kao i adekvatan prostor za skladištenje, također prostor za smještaj kotla mora biti pravilno projektiran kako bi osigurao dovoljan protok zraka za ispravan rad. Instalacija mora biti u skladu sa stručnim i sigurnosnim pravilima i propisima.

 


HIDROENERGIJA
Hidroenergija koristi tekuću vodu kako bi pogonila turbine koje proizvode električnu energiju.
Manje hidroelektrane kapaciteta do 100 kW mogu osigurati proizvodnju ako za izvor koriste i jako malu vodenu struju iako su taki sustavi skupi i dolaze kao opcija u predjelima gdje je ograničena opskrba električnom energijom. Količina energije koja će se proizvesti  ovisi količini vodenog toka i visini vodenog pada. Učinkovitost pretvorbe energije iz vode u električnu energiju kreće se od 60-80 %
Hidroelekrane mogu biti zasebne ili povezane sa glavnom  elektrodistribucijskom mrežom, ali izvor mora biti relativno blizu spoja sa mrežom ili spoja sa potrošačem. Električna energija moze se direkno koristiti ili se pohraniti u akumulatore i inverter.



VJETAR
Vjetrenjače ( vjetroturbine) koriste energiju vjetra gdje ona dobiva ulaznu snagu pretvaranjem sile vjetra u okretnu silu koja djeluje na elise rotora kako bi se proizvela električna energija.
Energija vjetra je najbrže rastući obnovljivi izvor energije, to je čista energija koja ne proizvodi CO2 onečišćenje kao što nema otpada ni ostataka. Jednom kada je instalirana energija ne košta ništa.
Snaga vjeternjače kreće se u vrlo širokom rasponu od 100 W do 5 MW. Prosječna kućni sustav kreće se od 1-6 kW
Vjetrenjače se mogu priključiti na glavnu električnu mrežu ili mogu biti samostalne, ako su samostalne onda moraju imati akumulatore za pohranu električne energije
Idealne lokacije za vjetrnjače su glatki otvoreni i izloženi predjeli sa konstantnim vjetrovima brzine preko 5,5 m/s, oslobođeni prepreka i turbulencija.
Količina proizvedene električne energije ovisi  o brzini i smjeru vjetra i prije odabira lokacije za postavljanje vjetrnjače potrebno je provesti mjerenja  preko cjele godine kako bi se mogla odrediti krivulje frekvencija vjetra.

 


GEOTERMALNA ENERGIJA
Geotermalna energija nema potrebe za bilo kakvim dodatnim gorivom, a moze zagrijavati čitave zgrade.
Podzemni krug transferira toplinu iz unutrašnjosti zemlje prema zgradi kako bi opskrbio zgradu za potrebno grijanje ili prepremu PTV( potrošna topla voda) . Geotermalnom energijom moguće su goleme uštede na računima za grijanje kao i u uštede na ispuštanju CO2 u atmosferu koristeći ove sisteme.
Velike dužine cijevi ispunjene mješavinom voda-glikol zakopane su u zemlju, mogu biti u jednoj rupi vertikalno položene ili horizontalno na većoj površini. Mješavina pomoću crpke cirkulira cjevima, apsorbira toplinu iz zemlje i prenosi je na podno grijanje, radijatorsko grijanje ili na sustav pripreme PTV
SUNČEVA ENERGIJA FOTONAPONSKE ĆELIJE
Fotonaponske ćelije pretvaraju energiju sunca u električnu energiju.
To je tehnologija koja se učestalo koristi na privremenim prometnim znakovima, naplatnim  aparatima za parkirališta, tel. Govornicama, autobusnim stajalištima  i sl. Koristi se u pomorstvu, osvjetljavanju vrtova itd. Ti sustavi ne proizvode stakleničke plinove i svaki kWp uštedi otprilike 455 kg CO2 koji bi se ispustio u atmosferu. Fotonaponski sustav zahtjeva dnevnu svjetlost, ne treba biti direktno sunčevo zračenje da bi proizveo električnu energiju.
Fotonaponske ćelije izrađene su od jednog ili dva sloja poluvodičkog materijala najčešće silicija, pretvaraju sučevu svjetlost u električnu energiju. Kada svjetlost obasja ćeliju stvara se električno polje preko slojeva što uzrokuje protok električne energije. Što je veća svjetlost veći je i protok električne energije.
Fotonaponske ćelije mogu se koristiti na zgradama koje imaju krov ili zid koji je usmjeren u rasponu od 90 stupnjeva prema jugu i koje nisu u sjeni od drugih zgrada, drveća i sl. Krov mora biti dovoljno čvrst da bi podnio konstrukciju fotonaponskih panela.  Danas fotonaponski moduli dolaze u svim oblicima i bojama  i mogu biti arhitektonski dobro ukomponirani u postojeću građevinu.
Fotonaponski moduli su posebno prihvatljivi na područjima gdje postoji problem sa mrežnom opskrbom električne energije i posebno u kombinaciji sa mikro vjetrenjačom, mogu osigurati vrlo pouzdan sustav opskrbe električnom energijom. Sustavi nadopunjuju jedan drugog. FN sustav je modularan, pa se tako mogu skupa spajati moduli kako bi zadovoljili povećanu potrebu za električnom energijom.
Cijena sustava ovisi o veličini, vrsti sustava kao i tipu zgrade na koji se sustav ugrađuje. Mrežni sustavi zahtjevaju vrlo malo održavanja, povremeno čišćenje i osiguravanje da ne dođu u sjenu. Električne komponente trebale bi se redovito pregledavati od strane ovlaštenih osoba.

 


SUNČEVA ENERGIJA ZA GRIJANJE I PTV
Ovakvi sustavi koriste toplinu dobivenu iz sunca kako bi radili uz postojeći konvencionalni sustav za zagrijavanje. Kućni sunčevi kolektori za PTV imaju sunčeve panele na krovu i sakupljaju toplinu iz sunčevog zračenja. Mogu biti ravni pločasti kolektori  sa apsorberom sa transparentnim pokrovom ili vakumski cjevni sustavi koji imaju staklene cijevi koje svaka sadrži apsorbesku ploču.
Toplina sakupljena na kolektoru koristi se za potrebe kućanstva  i pohranjuje se u spremniku tople vode  koji se nadopunjeje tijekom dana i koristi prema potrebi.
Ovakvi sustavi se mogu koristiti i za grijanje ali samo djelomično jer kad je sunce najslabije u zimi najveće su potrebe za grijanje. Ipak ako je sustav dobro opitmiziran moze pokriti od 40-60% godišnjih potreba za PTV. Prosječan sustav u kućanstvu smanjuje emisiju CO2 za 350kg  godišnje .
Sustav sunčevih kolektora treba 3 do 4 kvadratna metra slobodne površine krova orjentirane od jugoistoka do jugozapada, kako bi dobivali sunčeve zrake veći dio dana i spremnik za akumulaciju toplinske energije. Za projektiranje i odabir optimalnog sustava potreban je savjet i preporuka stručnjaka. Prosječan trošak ovakvih sustava kreće se od 25.000 – 35.000 kn iako cjevni vakumski kolektori mogu biti i nešto skuplji. Povrat cjele investicije za prosječno kućanstvo očekuje se kroz 7-10 godina. Potrebna su mala održavanja i samo redoviti pregledi.



KOGENERACIJA
Kogeneracija ( Combined heat and power, CHP ) je istovremena proizvodnja dva korisna oblika energije električne i toplinske u jedinstvenom procesu.
U kogeneraciji možemo koristiti sva raspoloživa konvencinalna goriva, dakle to nije klasičan sustav obnovljivih izvora energije, već možemo reći da glavna prednost kogeneracije leži u tome da povećavamo učinkovitost energenta u odnosu na klasične elektrane, kao i klasične toplane.
Učinkovitost kogeneracije se kreće od 70- 85 % ( konvencionalna elektrana 30 – 45 %)
U konvencionalnim postupcima prozvodnje električne enrgije , toplinska energija ostaje neiskorištena i to najčešće se ispušta u atmosferu uz negativne učinke, dok kod kogeneracije toplinska energija se iskorištava za grijanje građevina zagrijavanje vode, proizvodnju pare za proizvodne procese ali i za grijanje čitavih naselja.
Trigeneracija je dio kogeneracije gdje se jedan dio energije koristi i za hlađenje.