Сучасна світова тенденція в енергетичній політиці сприяє збалансованій "так званій енергетичній суміші" окремих видів енергії. Їх роль безпосередньо залежить від оцінки як з точки зору сталого розвитку, так і з точки зору економічних показників. Крім класичних джерел, таких як викопне паливо, уран чи атомна енергія, звичайно, стосується і відновлюваних джерел енергії. Загалом, це невичерпні форми енергії Сонця і Землі.
До поновлюваних джерел енергії належать:
- сонячна енергія
- енергія води
- енергія землі
- енергія вітру
- геотермальна енергія
- енергія біомаси
- енергія припливів і відпливів морів і океанів
Вимога до максимального використання відновлюваних ресурсів є також одним із ключових моментів енергетичної політики Європейського Союзу та Словаччини, не в останню чергу. Згідно з опитуванням, проведеним статистичним відомством ЄС Євростатом, 90% громадян ЄС вважають збільшення частки відновлюваних джерел енергії в енергетичному балансі одним із пріоритетних завдань своїх урядів. Держави-члени ЄС взяли на себе зобов'язання зменшити викиди парникових газів до 2020 року
20% відновлюваних джерел енергії, відновлювані джерела енергії становитимуть 20 відсотків кінцевого споживання енергії та 10 відсотків транспорту та споживання енергії.
споживання також зменшиться на 20 відсотків порівняно з прогнозованим значенням у 2007 році.
Однак Словацька Республіка взяла на себе зобов'язання перед Європейським Союзом (ЄС) досягти 14% споживання ВДЕ до 2020 року, що вважається неамбіційним планом. У 2010 р. Енергоємність Словаччини була четвертою за показником серед усіх країн-членів ЄС. Цей факт також вказує на високий потенціал економії енергії. Наприклад частка ядерної енергії у виробництві електроенергії становить 55% і посідає Словаччину на третьому місці у світі (після Франції та Литви).
Сонячна енергія (сонячна радіація, сонячна радіація) - єдине джерело життя на нашій планеті. Без цієї енергії не було б життя на нашій планеті. В основному, всі інші джерела ВДЕ походять від цієї енергії. Ця енергія створюється ядерними перетвореннями всередині Сонця. У зв'язку з тим, що фізичне очікування вичерпання запасів водню на Сонці становить близько мільярдів років, це джерело енергії описується як відновлюване. Переважна більшість енергії, що знаходиться на Землі, також використовується.
Сонячні колектори
Пристрої, що безпосередньо використовують сонячне випромінювання, називаються сонячними колекторами. Сонячне світло з інтенсивністю 1360 Вт/м2 потрапляє на поверхню земної атмосфери. З радіації, що падає на поверхню атмосфери, 34% енергії відбивається назад у космос, 19% поглинається в атмосфері і 47% падає на земну поверхню. Енергія сонячної радіації падає на Словаччину в середньому від 850 до 1100 кВт-год/м2 площі на рік. Рік має 8760 годин. У наших кліматичних умовах Сонце світить з 1300 до 1900 годин. Напрямок впливу сонця постійно змінюється. Площу колектора найкраще використовувати, коли вона розміщена перпендикулярно падаючому сонячному світлу. В наших умовах цілком достатньо цілорічно твердо спрямовувати колектор на південь з кутом нахилу до горизонтальної площини від 30 ° до 45 °. Ефективність задається радіусом захопленого та падаючого теплового потоку. Влітку сонячні системи досягають ефективності понад 80%. Взимку ефективність падає нижче 10%.
Теплові насоси
Навколо нас достатньо енергії, але вона має низьку температуру, щоб її можна було використовувати для опалення або опалення гарячої води. Також при експлуатації різних технологій на виході виходить тепло з низькою температурою, яке все ще важко використовувати. Однак існує технічний пристрій, який може ефективно підвищити цю температуру.
Це називається тепловим насосом. Словаччина може пишатися тим, що дизайнером першого в світі теплового насоса є уродженець Словаччини Аурел Стодола. Його
тепловий насос 1928 року все ще працює у Швейцарії та обігріває ратушу в Женеві, відводячи тепло від води озера.
Тепловий насос працює в принципі як охолоджуючий пристрій, рушійним елементом якого найчастіше є компресор, що приводиться в дію від електродвигуна. Обладнання
він виводить тепло із середовища з нижчою температурою у випарнику, випаровуючи холодоагент, охолоджуючи таким чином навколишнє середовище і за допомогою рушійної енергії (електричної, механічної, теплової) стиснений холодоагент передається в середовище з більш високою температурою (наприклад, теплоносій - вода ) шляхом конденсації в конденсаторі. Це його зігріває. Тепло, яке подається від випарника до конденсатора, збільшується за рахунок тепла, до якого в компресорі перетворюється рушійна енергія. Простіше кажучи, тепловий насос - це опалювальний пристрій, який працює за протилежним принципом як компресор або абсорбційний холодильник. Холодильник відводить тепло від зберігається в ньому їжі і розсіює його в навколишнє середовище через обмінник на задній стінці холодильника.
Тепловий насос відводить тепло від навколишнього середовища (повітря, води, ґрунту) і розсіює його до опалювального середовища. Тому цей пристрій розсіює тепло від нижнього
рівень температури на вищий рівень. Він також може використовувати відносно холодне джерело тепла (наприклад, холодне повітря або холодна вода). Він змінює енергію холодного джерела тепла на пару робочої речовини. Спробувати цей процес за допомогою одеколону дуже просто.
Що стосується джерела енергії з низьким потенціалом та нагрівального середовища, ми визнаємо основні типи теплових насосів: повітря - вода, вода - вода, земля - вода або. повітря - повітря, перша частина назви вказує на нижчий рівень температури (тобто звідки береться тепло), а друга частина - на більш високий рівень температури (де тепло передається).
Тепловий насос не є perpetum mobile і не працює без поданої енергії. Його теплова (нагрівальна) потужність визначається сумою обох вхідних енергій (енергії навколишнього середовища та енергії для приводу) і, отже, завжди більша за енергію, витрачену на привід. У загальній кількості теплоти, що передається в друге середовище, а отже, і теплопродукції, приблизно 60-70% тепла, відібраного з більш холодного середовища (де воно доступне безкоштовно) і близько 30-40% енергії, що подається (електроенергія, газ), яку потрібно заплатити.
Біомаса
Спалюючи біомасу, енергію отримували споконвіку. В даний час біомаса використовується в основному для виробництва тепла або електроенергії (когенерація) або як сировина для виробництва газоподібного, рідкого або твердого палива. Біомаса у вигляді рослин - це хімічно збережена сонячна енергія. Це також одне з найбільш універсальних і поширених джерел енергії на Землі. Окрім забезпечення харчування, яке використовується як будівельний матеріал, виготовлений з паперу, наркотиків чи хімічних речовин, воно також є чудовим паливом. Біомаса використовується як джерело палива з моменту виявлення пожежі. Його перевага полягає в тому, що він пропонує не тільки велику різноманітність сировини, а й універсальне використання в енергетиці. Він може використовуватися не тільки для виробництва тепла, але і для виробництва електроенергії на сучасних спалювальних установках. Рідкі та газоподібні форми біомаси (етанол, метанол, деревний газ, біогаз) також можуть використовуватися для живлення автотранспорту. Однак сьогодні воно часто вважається неякісним паливом і навіть не фігурує в енергетичній статистиці багатьох країн.
Енергія вітру
Енергія вітру (як і інші альтернативні джерела енергії) походить від Сонця. Однак, на відміну від прямої сонячної енергії, вона певним чином «накопичується» у повітряній оболонці Землі та у вигляді областей, що змінюються між собою температурою та тиском. Отже, вітер - це лише розподіл енергії за часом, він більш корисний, ніж пряме сонячне світло, яке зменшується до 90%, якщо сонце навіть вночі йде однаково, сонячне світло непридатне, а взимку воно слабше, ніж влітку.
Вітер дме більш рівномірно і дме навіть вночі, і найголовніше він порівняно досить великий взимку, коли він більш енергоємний. Незважаючи на поширену думку про кількість вітрів у Словаччині, це альтернативне джерело енергії не є одним із корисних джерел у більшому масштабі. Економічні аспекти такого джерела ще не дозволяють енергії, що виробляється таким чином, конкурувати з енергією з промислових джерел (електростанції - гідроенергетична, теплова, атомна).
Однак переважно, що вони вже сьогодні можуть використовуватися в острівних операціях (ділянки без постачання загальнодоступної електричної мережі). Однак падіння цін на вітроелектростанції найімовірніше переведе їх комерційне використання на справді конкурентні позиції найближчим часом.
Незважаючи на відносно високу частоту вітрів протягом року, не кожна область придатна для будівництва вітроелектростанції. У гірській місцевості, що також характерно для Словаччини, потік повітря відносно нерівномірний. В результаті перешкод на місцевості змінюється інтенсивність та напрямок вітру та виникає неадекватна турбулентність. Отримати надійний показник середньої швидкості в даному місці досить складно. Ми маємо дуже хороші локації лише у Високих та Нижніх Татрах, тоді як найкраще розташування - наприклад Чопок. Однак усі вони знаходяться в національних парках і на важкодоступній місцевості. Будівництво
можливе електричне підключення до мережі загального користування зробить будівництво дорожчим. Хороші населені пункти, такі як Кріжна (Велика Фатра) або Червениця - Дубник, знову відносно недоступні. До прийнятних місцевостей у Словаччині належать також хребти Малих та Білих Карпат, район Девінської Брани, Кошицький басейн, Мала та Велька Фатра та
хребти гірських районів. Інші місця придатні лише для допоміжних електростанцій невеликої потужності, наприклад освітлення та водяне опалення в саду та
Так само.
Геотермальна енергія
Геотермальна енергія - це енергія, отримана зсередини Землі. Використання геотермальної енергії було відомо ще до вугілля та нафти. Геотермальна енергія не є однією з найважливіших у світі, але у відповідних місцях вона може бути домінуючою енергією, що забезпечує потреби людини. Геотермальні прояви Землі з’являються в різних місцях, як вулкани, гарячі джерела, фумароли або гейзери.
Найвідоміше використання геотермальної енергії в термальних ваннах, але історія і сьогодення також знають опалення будівель та приготування їжі з використанням тепла Землі. Земля розвивається протягом мільйонів років. Внутрішнє ядро, що складається із заліза та нікелю, має температуру близько 4300oC, а зовнішнє ядро - близько 3900oC. На зовнішньому ядрі знаходиться нижня і верхня мантія, а на ньому земна кора. Магма утворюється між корою і мантією. Тепловий потік, який можна виміряти на поверхні Землі, більший, ніж якщо він надходив лише із земного ядра. Ця різниця походить не від хімічних реакцій на Землі, оскільки їх було б недостатньо. Частина енергії може виникати напр. через припливи.
Породи також містять невелику кількість радіоактивних елементів, які сприяють утворенню тепла в результаті реакцій при тривалому розпаді. Тепловий потік (кількість тепла, що проходить через певну площу протягом певного періоду часу) на поверхні Землі в середньому становить 0,06 Вт/м2. Геотермальний градієнт - це міра підвищення температури як функції глибини. Середні значення досягають підвищення температури на 3oC на 100м глибини.
Джерела геотермальної енергії у світі знаходять напр. у Новій Зеландії, Каліфорнії, Ефіопії, Кенії, Туреччині, Греції, Італії чи Ісландії. З теоретичної точки зору використання пари з геотермального поля для виробництва електроенергії є простим, але на практиці потрібно вирішити кілька проблем.