Obnovljivi izvori energije

Obnovljivi izvori energije predstavljaju neiscrpan prirodan vid energije koja se nalazi svuda oko nas. Pod pojmom obnovljivi izvori energije, podrazumevaju se izvori energije koji se nalaze u prirodi i obnavljaju se u celosti ili delimično. Na primer za Republiku Srbiju raspodela resursa obnovljivih izvora energije je sledeća:

– bioobnovljivi izvori (biomasa) (63%)
– energija malih vodotokova, (10 %)
– energija vetra, (5%)
– sunčeva energija, (17%)
– geotermalna energija. (~5%)

Sunce predstavlja otvoreni fuzioni reaktor, koji u svakoj sekundi pretvori oko 600 miliona tona vodonika u helijum (protonsko-protonski lanac), pri čemu se oslobađa ogromna količina energije-solarne energije koja se šalje u svemir.

Od ukupno 3,8×1026 W koju Sunce zrači u svemir, Zemlja primi 1,75 ×1017 W. Oko 30% primljene energije Zemlja reflektuje natrag u svemir, oko 47% zadrži u vidu toplote, oko 23% ide na proces kruženja vode u prirodi dok se ostatak “potroši” na fotosintezu. Čak i fosilna goriva predstavljaju jedan vid akumulirane Sunčeve energije: nafta, gas, ugalj.

Zemlja dodija više energije od Sunca u toku samo jednog sata nego što ljudska populacija upotrebi za jednu godinu. Ukupna solarna energija apsorbovana u Zemljinoj atmosferi, okeanima i kopnu iznosi oko 3.850.000 EJ godišnje. Količina Sunčeve energije koja stiže na površinu planete je ogromna, tolika da je u jednoj godini dva puta veća od svih Zemljinih neobnovljivih izvora energenata.

Vetar je horizontalno strujanje vazdušnih masa nastalo usled razlike temperature, odnosno prostorne razlike u vazdušnom pritisku. Vetar je posledica Sunčevog zračenja,tj. energija vetra je transformisani oblik sunčeve energije, a na njegove karakterisitke u velikoj meri utiču i geografski činioci.

Sva obnovljiva energija dolazi od sunca. Sunce prema Zemlji zrači 1015 kWh po kvadratnom metru. Oko 1 do 2 posto energije koja dolazi od sunca pretvara se u energiju vetra.

Postoje delovi Zemlje na kojima duvaju takozvani stalni (planetarni) vetrovi i na tim područjima je iskorištavanje energije vetra najisplativije. Dobre pozicije su obale oceana i pučina mora. Pučina se ističe kao najbolja pozicija zbog stalnosti vetrova, ali cene instalacije i transporta energije koče takvu eksploataciju. Kod pretvaranja kinetičke energije vetra u mehaničku energiju (okretanje osovine generatora) iskorištava se samo razlika brzine vetra na ulazu i na izlazu.

Kao dobre strane iskorišćavanja energije vetra ističu se visoka pouzdanost rada postrojenja, nema troškova za gorivo i nema zagađivanja okoline. Loše strane su visoki troškovi izgradnje i promenjivost brzine vetra (ne može se garantovati isporučivanje energije). Velike vetrenjače često se instaliraju u park vetrenjača i preko transformatora spajaju se na električnu mrežu.

Prema podacima Svetske asocijacije energije vetra-World Wind Energy Association (WWEA), kapacitet proizvodnje električne energije iz vetra je do Juna 2014. godine dostigao. 336,327 MW. 17613 MW snage je instlisano u prvoj polovini 2014. godine. Ovo proširenje je veće od onog u prvim polovinama 2012. i 2013. godine. Kapacitet je prvih šest meseci; na svetskom nivou, porastao za 5,5% i za 13,5% na godišnjem nivou (gledano od sredine 2013 do sredine 2014). Uporedno gledano u 2013. godini je rast bio niži i iznosio je 12,8%.

Pod bio energijom se podrazumeva energija dobijena korišćenjem čvrstih, tečnih i gasovitih proizvoda biomase. Biomasa je biorazgradivi deo proizvoda, ostataka/nus produkta i otpadaka od poljoprivrede (uključujući i biljne i životinjske materije), šumarske i drvne industrije, kao i biorazgradivi delovi komunalnog i industrijskog otpada. Stoga proizvodi biomase se dele na:

• Biogas – nusprodukti raspadanja organskih materija, najčešće na deponijama smeća, velikim gnojištima na farmama i sl., gde se može sigurno i efikasno sakupiti.
• Biotečnosti – razna ulja ili alkoholi, kao supstituti klasičnih tekućih goriva, naročito pogodni za korišćenje u postojećim motorima s unutarnjim sagorevanjem – biodizel, etanol;
• Čvrste, često nazivano samo biomasa – drvo, kora, drveni otpad, lišće, nedrvne stabljike – u raznim oblicima, uglavnom usitnjenim (čips, granule) ili pak kompaktirani (pelete, briketi) radi olakšane i mehanizovane manipulacije;

Biogas nastaje usled biološkog razlaganja različitih vrsta otpada biološkog porekla, na prvom mestu biomase i organskih materija čvrstog gradskog otpada. Biogas se obično sastoji od metana (približno 52,5 do 72,5% zapreminskih) i ugljen-dioksida, uz prisustvo i drugih jedinjenja. Osnovna komponenta biogasa je metan i njegov sadržaj direktno utiče na toplotnu vrednost gasa.

Gradski čvrsti otpad sadrži značajan deo organske materije koje generišu različite gasovite produkte u uslovima kada je otpad odložen, zbijen i pokriven na deponijama. Anaerobne bakterije deluju u okruženju bez kiseonika, što dovodi do razlaganja organskih materijala i proizvodnje, pre svega ugljen-dioksida i metana. Ugljen-dioksid, koji je rastvorljiv u vodi, verovatno će migrirati van deponije spontanim prirodnim procesom. S druge strane, metan koji je manje rastvorljiv u vodi i lakši od vazduha, takođe će težiti da migrira iz deponije.