Odnawialne źródła energii:

Po napisaniu pierwszego referatu wiemy już, że produkowanie energii w wyniku spalania surowców kopalnianych, przynosi negatywne skutki między innymi dla nas samych oraz środowiska. Na pewno idealną alternatywą są tak zwane odnawialne źródła energii, w skrócie OZE. Są one niewyczerpane i przyjazne środowisku. Do źródeł energii odnawialnej należą: energia słoneczna, energia pozyskiwana z wiatru i wody, energia biomasy oraz geotermalna. Skoro już wiemy, co zaliczamy do OZE, jakie technologie się stosuje do pozyskania z nich energii. Na świecie powstały różnego rodzaju elektrownie, specjalizujące się wykorzystaniem tych źródeł. Elektrownie wodne- wykorzystują energię grawitacyjną wody; elektrownie geotermalne- wykorzystują energię cieplną ziemi oraz elektrownie wiatrowe- pozyskują energię przy użyciu mocy wiatru. Poruszając temat odnawialnych źródeł energii należy również wspomnieć o mikroinstalacjach, wykorzystujących właśnie OZE. Są one niewielkich rozmiarów i mogą znajdować się przy gospodarstwie domowym, będąc w stanie zapewnić mu wystarczającą ilość energii elektrycznej. Pozwala na częściowe lub całkowite zaspokojenie zapotrzebowania na energię przez budynek, a co za tym idzie- zmniejszenie kosztów energii elektrycznej. Energia pozyskiwana z mikroinstalacji OZE, nie przekracza 50kW i przyłączona jest do sieci o napięciu niższym niż 110 kV.

Skoro wiemy już na czym polega wykorzystywanie OZE do produkcji energii elektycznej, przyjrzyjmy się kosztom takiej mikroinstalacji oraz sytuacji Polski na tle innych krajów w aspekcie korzystania z OZE. Na koszty związane z instalacją fotowoltaiczną składają się: przygotowanie projektu instalacji- to od tego powinniśmy zacząć; kupno fotoogniw- to najdroższy element instalacji, jego wartość zależy od wielu czynników takich jak wielkość  systemu, czy producent; zakup systemu montażowego i osprzętu elektrycznego oraz montaż. Przeciętna instalacja fotowoltaiczna o mocy szczytowej 5 kW to wydatek około 30 tysięcy złotych, zatem w przeliczeniu na 1 kW wychodzi 6 tysięcy złotych. Nie jest to mały wydatek, ale na pomoc przychodzą liczne dofinansowania w ramach programu rządowego „Czyste powietrze” oraz „Mój prąd”. Ponadto montując panele fotowoltaiczne, przeprowadzamy termomodernizację budynku, a to oznacza możliwość skorzystania z ulgi od podatku dochodowego, która przysługuje od 1 stycznia 2019 roku. Dodatkowo koszty montażu może zredukować nam nieco wybór paneli zintegrowanych z dachem. W roku 2015 Polska zajmowała 17 miejsce, na 28 krajów UE, pod względem rozwoju energetyki odnawialnej. Biorąc pod uwagę realizację krajowych celów rozwoju energetyki odnawialnej do końca 2020 roku, nie możemy zaliczyć Polski do krajów, takich jak Włochy, czy Norwegia, w których cel został przekroczony. Powodem pozostania w tyle, może być dobrze rozwinięte górnictwo, które mocno wpływa na PKB kraju i zrezygnowanie z niego w większym stopniu, może mocno odbić się na naszej gospodarce.

Instalacja OZE w domach nie jest małym wydatkiem, dlatego jest możliwość uzyskania dofinansowania. Program ,,Czyste powietrze” ma na celu ograniczenie emisji szkodliwych substancji do atmosfery powstających w wyniku ogrzewania domów jednorodzinnych używając paliwo słabej jakości i przestarzałych źródeł ciepła. Program zapewnia dofinansowanie wymiany starych i źle działających źródeł ciepła. O takie dofinansowanie  mogą się ubiegać osoby, które są właścicielami lub współwłaścicielami jednorodzinnych budynków mieszkalnych albo wydzielonych lokali mieszkalnych w budynkach jednorodzinnych z wyodrębnioną księgą wieczystą. Do ciekawych rozwiązań należy również system FIT. Jeżeli urządzenie, której moc jest mniejsza niż 500 kW to na mocy systemu FIT można zawrzeć umowę sprzedaży energii elektrycznej po stałej cenie, która stanowi 90% ceny referencyjnej.

Zwiększenie produkcji energii z mikroźródeł fotowoltaicznych jest  głównym celem programu WFOŚiGW. Można uzyskać dofinansowanie 50% i nie wynosi więcej niż 5000 zł. Mogą zostać wsparte urządzenia o mocy zainstalowanej  2-10 kW.

Oferta jednego z banków zapewnia kredyt do 75 000 000 i do 100% wartości inwestycji, 10 lat na spłatę kredytu i możliwość karencji w spłacie kapitału do 3 miesięcy.

Następnie chcielibyśmy przybliżyć zagadnienie efektywności elektrycznej. Jest to stosunek otrzymanych wyników, usług, towarów do wkładu energii. Ma ona na celu zmniejszenie ilości energii, która jest potrzebna do uzyskania danych produktów i usług. Ograniczanie zużycia energii obniża koszty eksploatacji, jeśli oszczędności energetyczne są wyższe niż dodatkowe koszty, związane z wdrażaniem energooszczędnych technologii może przyczynić się do oszczędności w wydatkach konsumentów . Ponadto służy ograniczaniu emisji gazów cieplarnianych i innych zanieczyszczeń, co w efekcie przynosi także inne korzyści- np. poprawa zdrowia populacji i ograniczenia wydatków zdrowotnych.

Fotowoltaika (budowa, działanie, rodzaje paneli)

W naszej kolejnej pracy, przybliżymy temat fotowoltaiki. Zarówno ze strony praktycznej, jak i teoretycznej. Zaczniemy więc pod samego początku- Co to jest fotowoltaika i jak właściwie działa?

Ogniwo fotowoltaiczne to element półprzewodnikowy, w którym następuje konwersja energii promieniowania słonecznego (fotonów) w energię elektryczną, w wyniku zjawiska fotowoltaicznego. Układ połączonych szeregowo ogniw fotowoltaicznych tworzy tak zwany moduł fotowoltaiczny, potocznie nazywany panelem słonecznym, który coraz częściej możemy dostrzec na domach.

W panelach fotowoltaicznych wykorzystuje się trzy odmiany krzemu:

  • krzem monokrystaliczny, ogniwa zbudowane z tego rodzaju krzemu charakteryzują się najwyższą sprawnością, ale i wysoką ceną.
  • Krzem polikrystaliczny, posiada mniej uporządkowaną strukturą i posiada o wiele więcej defektów i skaz. Przez to panele posiadają mniejszą sprawność oraz są tańsze
  • Krzem amorficzny, nie posiada struktury krystalicznej. Moduły zbudowane z takich paneli posiadają najmniejsza sprawność i niską cenę.

Sam panel fotowoltaiczny jest zbudowany jest z dwóch warstw półprzewodnika, elektrody dodatniej na spodzie panelu i ujemnej na górnej części oraz warstwy antyrefleksyjnej.

Proces przetwarzania energii słonecznej w prąd elektryczny zachodzi w tak zwanych ogniwach fotowoltaicznych. Zbudowane są one z dwóch przylegających do siebie, cienkich krzemowych płytek. Foton (przekazuje energię)/ porusza elektrony co prowadzi do ich wzbudzenia i powstania potencjału elektrycznego.

Inne elementy instalacji fotowoltaicznej to:

  • Falownik inaczej inwerter.
  • Licznik dwukierunkowy.

Wyróżniamy dwa typy instalacji fotowoltaicznej:

  • instalacja on grid podłączona z zewnętrzną siecią niskiego napięcia przy pomocy falownika. Jej stosowanie dopuszczalne jest jedynie gdy rozdzielnia jest gotowa do przyjęcia całej potencjalnie wytworzonej energii. Wyprodukowana energia najpierw zasili urządzenia domowe dopiero jej naddatek zostanie wpuszczony do sieci zewnętrznej.
  • instalacja off grid wykorzystuje akumulatory gromadzące energię elektryczna co pozwala na uniezależnienie od dystrybutora energii. Jest to konieczne w miejscach bez dostępu do sieci elektrycznej lub gdy podłączenie do niej jest niemożliwe. Taka instalacja jest znacznie droższa w eksploatacji, ponieważ potrzebne są wysokiej klasy akumulatory które przy cyklicznej pracy wymagają wymiany. Zajmują one mnóstwo miejsca więc budynek musi być wyposażony w specjalne pomieszczenie pozwalające na ich umieszczenie.

Kolejną ważną kwestią dotyczącą systemu fotowoltaicznego, są czynniki wpływające pozytywnie lub negatywnie na jego funkcjonowanie. Czynnikami tymi są między innymi: temperatura ogniw, zanieczyszczenia zgromadzone na ogniwach, natężenie promieniowania słonecznego oraz kąt jego padania. Im większa temperatura ogniwa, tym mniej prądu jest ono wstanie wyprodukować. Zanieczyszczenia zgromadzone na panelach są wstanie znacznie ograniczyć ich sprawność, ponieważ ograniczają docieranie promieni słonecznych do ogniwa. Natężenie promieniowanie ma znaczny wpływ na ilość powstałej energii. Panele fotowoltaiczne powinny być stale wystawione na działanie promieniowania słonecznego a optymalnym ustawieniem jest skierowanie ich w kierunku południowo-wschodnim. System lepiej działa latem, a gorzej zimą. Instalacja najbardziej wydajna jest w miejscach, gdzie dzień jest długi, a temperatura powietrza nie jest zbyt wysoka.

Należy również wspomnieć o prosumencie. Jest to osoba, która produkuje energię elektryczną wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii na własne potrzeby. Nadwyżka energii jest oddawana do sieci elektrycznej.