Proizvodnja elektrike in obnovljivi viri Predstavitev tehnologij izkorianja

Proizvodnja elektrike in obnovljivi viri Predstavitev tehnologij izkoriščanja obnovljivih virov energije Boštjan Horvat, univ. dipl. inž. el Ljubljana, 17. 10. 2012

Izvor obnovljivih virov energije • Sončno sevanje – Sončna energija – Vodna energija – Vetrna energija – Biomasa • Toplotni procesi v notranjosti zemlje – Geotermalna energija • Planetarna energija Lune in Sonca – bibavica

Viri - Primerjava

Sončna energija: • Direktna pretvorba v električno energijo – Fotovoltaika • aktivna solarna tehnologija – kolektorji - pretvorba v toploto – Concentrating Solar Power (CSP) • pasivna solarna tehnologija – orientacija, izbira materialov

fotovoltaika (PV) • Fotonapetostni (PV) sistemi so mreže celic iz materiala, ki pretvarja sončno sevanje v električni tok

Prednosti • Možnost uporabe v okoljih, kjer drugih virov energije ni na voljo – denimo oddaljeni kraji ali celo vesoljski prostor • glede na izkušnje je proizvodnja največja v času največjega povpraševanja (klime…) • Možnost Integracije • Skalabilnost

CSP - solar thermal power tower system IVANPAH LOKACIJA: PUŠČAVA MOJAVE Kalifornija VELIKOST: 14 km 2 Max. MOČ: 392 MW 300. 000 HELIOSTATOV IZGRADNJA: 2010 – 2013 ZAGOTOVLJEN VIR ZA 140. 000 GOSPODINJSTEV

Prednosti: • Shranjuje toploto – delovanje od 15 do 24 h na dan • pri talni izvedbi manjši vpliv na podrast

sončna energija - dejstva Instalirana moč (MWp) • 0, 08% sončne energije, pokrije vse trenutne energetske potrebe • Exponencialna rast - 2050 vsa energija iz sonca ? 70 000 67 350 60 000 50 000 39 700 40 000 30 000 22 900 20 000 10 000 502 580 669 795 948 1 150 1 4591 790 2 261 2 842 3 961 5 399 6 980 15 655 9 492 0 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

vodna energija • Za premogom(40%), nafto/plinom(24%) je vodna energija tretji največji vir električne energije v svetu(18, 5%). • Hidroelektrarne (vodne elektrarne) so postroji, v katerih se potencialna energija vode pretvarja v električno energijo. Mednje prištevamo tudi elektrarne, ki izkoriščajo plimo in oseko

Hidroelektrarne • • je zanesljiva, preizkušena, zrela tehnologija z znanimi pozitivnimi in negativnimi vplivi hidroelektrarne imajo dolgo obratovalno dobo -100 in več let hidroelektrarne so bolj učinkovite kot vse ostale vrste elektrarn, ki uporabljajo neobnovljive in obnovljive vire stroški vzdrževanja in obratovanja so nizki, nadzor obratovanja je razmeroma enostaven olajšan je hiter odziv na spremembe pretoka, zelo učinkovita je izhodna regulacija; hidroelektrarne so lahko razvite v sklopu večnamenske uporabe vode in upravljanja z vodnimi viri vodni viri so zelo porazdeljeni in so funkcija področja, topografije in padavin

Prerez elektrarne Turbina z Generatorjem

Jez Treh sotesk (22, 500 MW) na reki Jangce - Kitajska Dolžina 2039 m, Višina 185 m 1997 -2012 25 milijard $

energija vetra • • • Vetrne turbine Mlini na veter Vetrne črpalke jadrnice Leta 2010 2, 5% vse energije 25% letna rast

• 5 m/s - 25 m/s • premer do 100 m • do 5 MW

Rast vetrnih elektrarn do leta 2018 predvideno 8% vse energije iz vetrnih elektrarn

dejstva: • • • potrebujejo kratek čas za izgradnjo zmanjšuje rabo primarne energije enostavnost izkoristek med 20 -40% (teoretično 60%). Potrebe po EE in razpoložljiva vetrna energija so velikokrat diametralno nasprotne.

BIOMASA Fotosinteza letno ocenjeno na 1011 ton kurjenje pretvorba v tekoče ali plinaste ogljikovodike – gorivo • 14% delež med gorivi • •

Pretvorba biomase v energijo • • • proizvodnja toplote soproizvodnja toplote in elektrike proizvodnja bioetanola proizvodnja biodizla proizvodnja oglja

PREDNOSTI BIOMASE • • • lahko dostopna (neodvisnost od uvoza) možnost izvoza tehnologije možnost zaposlovanja okoljska in energetska prednost uravnotežen razvoj kmetijstva zmanjšanje emisij co 2 in drugih emisij – potencial lesne biomase v Sloveniji • Slovenija se zarašča z gozdovi - poseka se manj kot 60 % letnega prirastka

SPTE sistem – funkcionalna shema

GEOTERMALNA ENERGIJA • geotermalno izkoriščanje (vrelci vroče vode, vrelci pare, dvofazni vrelci voda – para) • hlajenje vročih kamenin - Geosonda • geotlačno izkoriščanja (proizvodnja električne energije, ogrevanje, balneologija)

TOPLOTNA ČRPALKA

Pomanjkljivosti obnovljivih virov energije: • sorazmerno nizek izkoristek: Nekateri obnovljivi viri energije imajo izkoristek znatno nižji od klasičnih virov energije (npr. sončne celice). • nezanesljivost: Delovanje obnovljivih virov energije, ki so odvisni od naravnih sil (sonce, voda, veter), je odvisno od naravnih pogojev, ki niso konstantni. • integracija v obstoječe vire energije: Obnovljivi viri energije lahko zahtevajo spremembo obstoječe ali celo gradnjo nove infrastrukture • visoka cena: Večina obnovljivih virov energije je precej draga, kar zmanjšuje njihovo dostopnost, predvsem državam v razvoju. Marsikje se ta problem začasno rešuje s subvencijami.

zakonodajni okvir • Proizvodnja električne energije iz obnovljivih virov energije v večini primerov zahteva ukrepe za zagotavljanje enakih ali prednostnih možnosti kot proizvodnja iz klasičnih virov, kar številne države izvajajo z različnimi sistemi spodbujanja. • V Sloveniji je spodbujanje izvedeno na osnovi energetskega zakona z uredbami in sklepi vlade. • Osrednji cilj energetske politike EU

pogled v NEP do leta 2030 • • 20 -odstotno izboljšanje učinkovitosti rabe energije do leta 2020 in 27 odstotno izboljšanje do leta 2030 [v primeru jedrskega scenarija 2030 13 odstotno izboljšanje do leta 2030]; 25 -odstoten delež obnovljivih virov energije (OVE) v rabi bruto končne energije do leta 2020 in 30 -odstoten delež do leta 2030; 9, 5 -odstotno zmanjšanje emisij toplogrednih plinov (TGP) iz zgorevanja goriv do leta 2020 in 18 -odstotno zmanjšanje do leta 2030; zmanjšanje energetske intenzivnosti za 29 odstotkov do leta 2020 in za 46 odstotkov do leta 2030; zagotoviti 100 -odstotni delež skoraj ničelno energijskih stavb med novimi in obnovljenimi stavbami do leta 2020 in v javnem sektorju do leta 2018; zmanjšanje uvozne odvisnosti na raven ne več kot 45 % do leta 2030 in diverzifikacija virov oskrbe z energijo na enaki ali boljši ravni od sedanje; nadaljnje izboljšanje mednarodne energetske povezanosti Slovenije za večjo diverzifikacijo virov energije, dobavnih poti in dobavitevljev ter nadaljnjo integracijo s sosednjimi energetskimi trgi.

Hvala za pozornost