Energia OZE

Złoża surowców energetycznych systematycznie się wyczerpują, a przepisy związane z ochroną środowiska ulegają zaostrzeniu. Z tego powodu w wielu krajach, szczególnie wysoko rozwiniętych, próbuje się ograniczyć produkcję energii pochodzącej z paliw kopalnych i zastąpić ją energią wytwarzaną ze źródeł odnawialnych takich jak: woda płynąca w rzekach, woda morska, wiatr, promieniowanie słoneczne, biomasa, źródła geotermalne. Energia pozyskiwana z wody płynącej w rzekach stanowi 60% energii produkowanej na świecie ze źródeł odnawialnych. Wyróżniamy hydroelektrownie przepływowe i zbiornikowe. Ruch wody morskiej wykorzystuje się do produkcji energii w elektrowniach pływowych. Promieniowanie słoneczne przetwarza się w energię za pomocą fotoogniw połączonych w baterie słoneczne. Energia wiatru przetwarzana jest w wiatrakach – turbinach, które buduje się  w miejscach z odpowiednią cyrkulacja powietrza, najczęściej na wybrzeżach i obszarach górskich. Energia ze źródeł geotermalnych uzyskiwana jest z głębi ziemi  przy pomocy głębokich odwiertów i pomp tłoczących gorąca wodę na powierzchnię. Wykorzystuje się ją przede wszystkim do celów grzewczych. Biomasa to materia organiczna, z której można wytwarzać energię m.in. w wyniku spalania biomasy stałej  np. drewna lub roślin uprawianych w tym celu. Wdrażając OZE należy pamiętać o efektywności energetycznej. Jest to stosunek zużytej energii do  jej wkładu, czyli oszczędzanie energii. Można ją wprowadzić w życie bez większych nakładów. Wystarczy np. : wymienić oświetlenie ledowe, regularnie rozmrażać zamrażarkę , gdy wymiany sprzętu elektronicznego, zwracać uwagę na certyfikaty i etykiety. Jeśli będziemy zwracać uwagę na zużycie energii i jej oszczędzanie, przyniesie nam to wiele korzyści w postaci poprawy jakości powietrza, niższych rachunków za prąd, przebywanie w dobrze ogrzanych, wentylowanych i oświetlonych pomieszczeniach, większe zatrudnienie w budownictwie, sektorze systemów grzewczych i chłodniczych. UE wprowadza wiele regulacji prawnych mających na celu ograniczanie tempa wzrostu zużycia energii. Na przykład od 2012 r. obowiązuje zakaz sprzedaży tradycyjnych żarówek, .od 2017 r nie wolno sprzedawać odkurzaczy, których moc przekracza 900 W. Bilans energetyczny Polski przedstawia się następująco: 60% energii pierwotnej pochodzi ze spalania węgla kamiennego, niecałe 20% ze spalania węgla brunatnego, ok.5,5% gazu ziemnego, 1,5% ropy naftowej. Udział OZE, choć stale rośnie, wciąż jest niewielki. Polska znalazła się w czołowej piątce na tle unijnych krajów o największym przyroście mocy w elektrowniach słonecznych w 2019r. Przed nami znalazły się tylko Hiszpania, Niemcy, Holandia i Francja. Na koniec 2018 roku, łączna moc wytworzona dzięki panelom wynosiła w naszym kraju około 500 MW, pół roku później przekroczyła 700 MW. Na początku 2020 roku osiągnęła niemal 1300 MW. Istotna barierą dla rozwoju w Polsce energetyki odnawialnej stanowią warunki przyrodnicze takie jak : brak dużej liczby rzek o odpowiednim przepływie i spadku, niewystarczające nasłonecznienie, ilość wietrznych dni, niewiele źródeł geotermalnych. Niemal 50 państw narażonych na drastyczne zmiany klimatu zgodziło się na produkcję energii pozyskiwanej w stu procentach ze źródeł odnawialnych do roku 2050, a reszta świata czynnie rozwija pozyskiwanie energii słonecznej, wiatrowej i geotermalnej. Wzorem do naśladowania są m.in : Islandia, generuje najwięcej czystej energii na osobę, która niemal w stu procentach pochodzi ze źródeł odnawialnych (geotermia), wykorzystujących w znacznym stopniu naturalne uwarunkowania tego kraju. W ciągu ostatnich kilku lat widać w naszym kraju wzrost liczby inwestycji związanych z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii. Długoletnim uczestnikiem rynku finansowania odnawialnych źródeł energii jest Bank Ochrony Środowiska, który oferuje inwestorom zarówno kredyty komercyjne , jak i kredyty preferencyjne, charakteryzujące się korzystnym oprocentowaniem. Najczęściej dotyczą one projektów o skali lokalnej – kolektory słoneczne, pompy ciepła. Jednym z programów wspierających OZE jest program ,,Czyste powietrze”. Jego celem jest ograniczenie emisji do atmosfery szkodliwych substancji, które powstają podczas ogrzewania domów jednorodzinnych przy użyciu przestarzałych źródeł ciepła i paliw niskiej jakości. Ważnym aspektem przy przechodzeniu na OZE dla indywidualnych odbiorców energii jest taryfa gwarantowana (FIT). Jest  to stała  (w danym okresie 15 lat) cena jednostkowa zakupu energii elektrycznej przez tzw. sprzedawcę zobowiązanego energii elektrycznej , wytworzonej w mikroinstalacjach przyłączonych do sieci niskiego napięcia. Dużym plusem tej formy wsparcia jest fakt, iż każda osoba fizyczna, nawet ta prowadząca działalność gospodarczą może sprzedawać nadwyżkę energii elektrycznej przez okres 15 lat.

 

Fotowoltaika wykorzystuje promieniowanie słoneczne, które jest odnawialnym źródłem energii. Zasada działania paneli fotowoltaicznych polega na tym, że ogniwa fotowoltaiczne z których złożone są panele zamieniają energię słoneczną  w energię elektryczną. W tym celu foton (czyli minimalna jednostka światła) pada na płytkę krzemową, z której zbudowane jest ogniwo fotowoltaiczne. Jednostka światła jest pochłaniana przez krzem i wybija elektron ze swojej pozycji zmuszając go do ruchu. Ten ruch to właśnie przepływ prądu elektrycznego. Dzięki zastosowaniu złącza półprzewodnikowego typu p-n możliwe jest połączenie tego procesu z obiegiem elektronów w sieci energetycznej, w ten sposób energia świetlna zostaje przekształcona w elektryczną. Podstawowe rozróżnienie instalacji PV zakłada podział na dwa rodzaje instalacji: systemy typu on-grid (zintegrowane z siecią elektryczną) oraz systemy typu off-grid (pracujące na tzw. sieć wydzieloną). System typu on-grid jest powszechnie stosowany w domach przyłączonych  do sieci elektrycznej. Instalacja fotowoltaiczna on-grid ma kilka istotnych zalet. Przede wszystkim umożliwia bieżące wykorzystywanie prądu produkowanego przez ogniwa PV. Pozwala także na sprzedaż nadwyżki energii zakładowi energetycznemu, a tym samym, gwarantuje szybki zwrot kosztów instalacji. Typowy układ on-grid ma jedną istotną wadę,  przypadku awarii sieci elektrycznej inwerter odłącza panele od instalacji, co skutkuje tym, że urządzenia elektryczne zasilane za pomocą systemu fotowoltaicznego przestają działać. System off-grid spotyka się najczęściej w dwóch przypadkach. Na montaż tego rodzaju rozwiązania decydują się właściciele domków letniskowych oraz osoby, którym zależy na całkowitym uniezależnieniu się od zewnętrznych dostawców energii. System off-grid jest wyraźnie droższy niż instalacja on-grid. Jego istotną wadą jest fakt, że nie daje możliwości sprzedaży nadwyżek wygenerowanej energii elektrycznej. Osoba decydująca się na tego rodzaju rozwiązanie rezygnuje też  z przyłączenia do zewnętrznej sieci. Te niedogodności i wysoki koszt to jednak cena za niezależność, a ta potrafi się opłacać – zwłaszcza, gdy dostawcy energii bezustannie podwyższają stawki za prąd. Wydajności systemu fotowoltaicznego sprzyjają m.in.: natężenie promieniowania słonecznego. Nie oznacza to, że moduły fotowoltaiczne nie pracują np. w pochmurne dni czy pod wieczór – ich wydajność jest znacznie mniejsza. To samo dotyczy miesięcy zimowych; kąt pod jakim promieniowanie pada. Optymalne ustawienie to pochylenie paneli fotowoltaicznych 30-40 stopni na południe; sposób montażu instalacji. Stosując te same komponenty najwyższy uzysk będą miały instalacje wolnostojące, które naturalnie będą schładzane przez swobodny przepływ powietrza. Decydując się na korzystanie z OZE możemy stać się prosumentami. Zgodnie z ustawą o OZE jest podmiot, który spełnia następujące warunki: wytwarza energię elektryczną tylko z odnawialnych źródeł energii w mikroinstalacji na własne potrzeby ; jest odbiorcą końcowym, czyli nie wykorzystuje energii na potrzeby wytwarzania, przesyłania lub dystrybucji energii elektrycznej; dokonuje zakupu energii elektrycznej na podstawie umowy kompleksowej ;wytwarzanie energii elektrycznej nie stanowi przeważającej działalności gospodarczej.