Rozwój społeczny czy gospodarczy wszystkich państw związany jest ze powiększonym zamówieniem na energię. Dlatego światowa produkcja surowców energetycznych od momentu pierwszej rewolucji przemysłowej systematycznie rośnie.

Energia stale była oraz będzie niezbędna człowiekowi w jego funkcjonowaniu. Jej zastosowanie może być przeróżne, ale na ogół musimy ja mieć do wyrobu energii elektrycznej, w transporcie, nagrzewaniu domów czy oświetlaniu.

Źródła energii pierwotnej to: nieodnawialne (organiczne): paliwa kopalne (węgiel, ropa, gaz ), paliwo jądrowe, energia geotermiczna oraz odnawialne źródła energii. Do odnawialnych źródeł energii wlicza się energię słoneczna, wodną, wiatrową, pływów oraz fal morskich, jak również energie biomasy. Najbardziej cenna jest forma energii końcowej, energia elektryczna, która sprawnie oraz bez skażenia środowisko zamienia się w energię użytkową.

Perspektywy skończenia się paliw kopalnych i obawy skażenia środowiska naturalnego bardzo zwiększyły zaciekawienie odnawialnymi źródłami energii. Zastosowanie wszelkich alternatywnych źródeł energii elektrycznej jest powiązane z małym, a niejednokrotnie żadnym wpływem na otoczenie. Dlatego źródła te są ogromnie atrakcyjną alternatywę w stosunku do konwencjonalnych źródeł. Są jednak przeróżne ograniczenia w ich wykorzystaniu, największe to ograniczenia natury:

-technologicznej - ze względu na formę ich pojawiania się oraz możliwości praktycznego zastosowania.

-ekonomicznej - powiązane z ogromnymi kosztami ich wykorzystania

Alternatywne źródła energii

Energia była, jest i będzie niezbędna człowiekowi w życiu. Jej forma, postać oraz zastosowanie może być przeróżne, ale głównie konieczna jest nam ona przy wyrobach przemysłowych, transporcie, nagrzewaniu oraz oświetleniu. Na początku tą energię dawało nam otoczenie w formie zasobów naturalnych nieprzetworzonych opału oraz paliw np. drewna, węgla, ropy naftowej oraz gazu. Także kiedyś, dawno temu, przetwarzano energię w wiatrakach oraz młynach wodnych. Ale ciągły wzrost na zagospodarowanie na energię i to w przeróżnych formach, kurczenie się zasobów kopalnianych, względy ekologiczne oraz ekonomiczne stawiają przed człowiekiem nowe zadania oraz wyzwania w tej dziedzinie. Postęp technologii w drugiej połowie dziewiętnastego wieku oraz utworzenie dużej ilości maszyn elektrycznych wymusił postęp elektrowni, których celem jest dostarczać prąd elektryczny do konkretnych odbiorców. Elektrownie są w stanie pobierać energię niezbędną do produkowania prądu z przeróżnych źródeł. Wyróżniamy elektrownie cieplne, jądrowe, wiatrowe, słoneczne, geotermalne.

Większą część tej energii dostarczają surowce energetyczne konwencjonalne.

Zastosowanie paliw kopalnianych do wyrobu energii elektrycznej niesie za sobą znaczną ilość skażeń oraz niebezpieczeństw dla ludzi oraz jego otoczenia. Dlatego ludzie powinni stosować w pełni inne, korzystne dla otoczenia naturalne źródła energii.

Ekologiczne źródła energii są w stanie w przyszłości zakryć całe zamówienie człowieka na energię. Aktualnie zdecydowanie niewiele jest ich udział w wyrobie energii elektrycznej.

Energia to podstawowa wielkość fizyczna, która opisuje zdolność konkretnego ciała materialnego do zrobienia określonej pracy.

ENERGIA MECHANICZNA,

energia powiązana z ruchem układu mech. jako całości albo konkretnych jego części względem siebie; Em=Ek+Ep

ENERGIA KINETYCZNA

Kinetyczna- część energii układu mech. (np. ciała sztywnego) uzależniona od prędkości jego punktów.

Ek=mv2

ENERGIA ELEKTRYCZNA,

Elektryczna- energia układu ładunków elektrycznych nie poruszających się (energia elektrostatyczna) albo ruchomych (energia elektrodynamiczna); jest w stanie zamienić się w ciepło (np. w grzejnikach), energię mechaniczną (w silniku elektrycznym) itp.

E=UIt

ENERGIA SPRĘŻYSTA

Sprężysta- mech. Energia potencjalna sprężystego odkształcenia ciała; uzależniona jest od naprężeń w ciele oraz jego cech mech.; przy zanikaniu odkształcenia zostaje zwrócona (np. w sprężynie).

ENERGIA WIĄZANIA,

Energia konieczna do rozdzielenia związanego układu fizycznego (np. cząstki) na części składowe oraz oddalenie ich od siebie tak, by nie oddziaływały na siebie; równocześnie energia, która wydziela się przy wiązaniu (łączeniu) się oddzielnych składników w jedną całość (np. e. w. Nukleonów w jądro atomów).

ENERGIA SWOBODNA

(funkcja Helmholtza, F ), jedna z funkcji stanu termodynamicznego; F = U - TS ( U - energia wewn. układu, S - jego entropia, T - temp. bezwzględna); w izotermicznych procesach odwracalnych równa jest ona pracy wykonanej nad układem.

ENERGIA POTENCJALNA,

Pewna ilość energii mech. układu fiz. Uzależniona od wzajemnego ułożenia części układu (np. energia sprężysta) oraz ich ułożenia w zewn. polu sił (np. polu grawitacyjnym, polu elektr.).

Ep= mgh

ENERGIA JONIZACJI,

energia konieczna do oderwania się elektronu od obojętnego atomu albo cząsteczki oraz wyprodukowaniu jonu; wartość energii j. Uzależniona jest od typu atomu (cząsteczki) a także stanu elektronu w atomie; energie konieczne do oderwania następnych elektronów z uzyskanego jonu nazywają się odpowiednio drugą, trzecią, ..., e.j.; wyrażana jest na ogół w elektronowoltach (eV).

ENERGIA WEWNĘTRZNA

Wewnętrzna- funkcja stanu układu termodynamicznego, jeden potencjałów termodynamicznych; jest równa sumie średniej energii ruchu (postępowego, obrotowego albo drgającego) oraz średniej energii wzajemnego oddziaływania mikrocząsteczek (cząstek, atomów elektronów) układu fizycznego.

Ew=W+Q

ENERGIA SŁONECZNA

Podstawowym źródłem energii s. jest reakcja reakcje termojądrowa jak zachodzi w jądrze Słońca, polega na zamianie jąder wodoru w jądra helu.

Energia ta jest najbardziej niebezpieczna ze wszelkich znanych źródeł pozyskiwania energii. Jest duża, ale bardzo rozproszona. By produkować z niej energię elektryczna konstruuje się elektrownie oraz ogniwa fotowoloiczne. Baterie słoneczne, czyli maszyny elektroniczne także wyrabiają energię elektryczną. Stosują one zjawisko fotowoloiczne do zamiany światła na prąd elektryczny.

ENERGIA WIATROWA

Wiejący wiatr to masy powietrza atmosferycznego przemieszczające się nad powierzchnią naszej planety z jakąś szybkością. Masa oraz szybkość to energia. Energię wiatru jesteśmy w stanie okiełzać oraz zastosować za pomocą wiatrowych. Turbiny wiatrowe wyrabiają energię w sposób ekologicznie bezpieczny.

Energetykę wiatrową wykorzystuje się coraz częściej na świecie.

Nowoczesne elektrownie wiatrowe nie są wykorzystywane już do produkowania energii mechanicznej (np. do ruszania kół młyńskich) ale do wyrobu energii elektrycznej. Główną rolę w tych elektrowniach stanowią przeróżne kształty ogromnych wiatraków z łopatkami o szerokości nawet stu metrów. Wiatraki te napędzają generatory prądu, kierując dzięki temu wyprodukowany prąd od razu do sieci albo gromadzą go w akumulatorach na okres, w momencie gdy siła wiatru maleje.

ENERGIA WODNA

Energetyka wodna zajmuje się gromadzeniem energii wód oraz jej zamiana na energię mechaniczną oraz elektryczną przy zastosowaniu silników wodnych hydrogeneratorów w siłowniach wodnych i elektrowniach wodnych , jak również innych maszynach. Energetyka wodna opiera się głównie na zastosowaniu energii wód śródlądowych o ogromnym natężeniu przepływu oraz ogromnym spadzie - zmierzonym różnicą poziomów wody górnej oraz dolnej z uwzględnieniem strat przepływu . Zastosowanie w elektrowniach energii wód śródlądowych i pływów wód morskich opiera się na zredukowaniu w granicach jakiegoś terenu naturalnych strat energii wody oraz pozyskaniu jej spiętrzenia względem poziomu odpływu. Ogromne znaczenie posiadają również elektrownie wodne szczytowo-pompowe, które pozwalają na zastosowanie wody jako magazynu energii. Postęp hydroenergetyki jest zależny od zasobów energii wód, zwanych inaczej zasobami hydroenergetycznymi. Za postępem hydroenergetyki przemawia fakt, iż koszt energii elektrycznej wyprodukowanej w elektrowni wodnej jest mniejszy aniżeli energii elektrycznej wyprodukowanej w elektrowni cieplnej.

ENERGIA GEOTERMALNA

Energia geotermalna - energia środka naszej planety - zatem naturalne ciepło środka Ziemi nagromadzone w skalach oraz wypełniających je wodach.

Ale ten sposób gromadzenie energii nie jest tak ekologiczny jak energia wiatru, słońca. Wydobycie energii geotermalnej sprawia ogromne kłopoty ekologiczne, gdzie najistotniejszy polega na problemach związanych z wysyłaniem niebezpiecznych dla nas ludzi gazów, które uwalniają się z geopłynu, i skażenie dla zdrowia jakie powoduje radon, wyrób rozpadu radioaktywnego uranu, który wydobywa się razem z parą ze studni geotermalnej.

ENERGIA FAL MORSKICH

Są dwa rozwiązania zastosowania energii fal morskich napędzających lub turbinę wodną lub powietrzną. W pierwszym rozwiązaniu woda morska pchana jest następnymi falami działająca zwężającą się sztolnią do położonego na górze pojemnika. Gdy w pojemniku tym jest wystarczająca ilość wody, wtedy przelewa się i przez upust oraz napędza turbinę rurową Kaplana, sprzężona z generatorem. Po przepłynięciu przez turbinę woda powraca do morza. Zastosowana jest zatem przemiana energii kinetycznej fal morskich w energię potencjalną spadu. W kolejnym rozwiązaniu pojemnik jest skonstruowany na platformach na brzegu morza. Fale wlewają się na podstawę platformy oraz wypychają powietrze do górnej części pojemnika. Sprężone przez fale powietrze powoduje, że turbina Wellsa, która napędza generator, zaczyna się poruszać,

ENERGIA CIEPLNA OCEANU

Zamiana energii cieplej oceanu to zastosowanie różnicy temperatury wody na powierzchni oraz w głębi morza albo oceanu. Jest to ewentualne na obszarach równikowych; woda morska posiada tam na powierzchni temperaturę prawie trzydziestu stopni Celcjusza, natomiast na głębokości 300-500m temperaturę ok. 61616oC. Zastosowanie tej różnicy opiera się na wykorzystaniu czynnika roboczego, który jest w temperaturze wody powierzchniowej oraz jest skraplany za przy pomocy wody czerpanej z głębokości 300-500m. Czynnikiem takim jest amoniak, freon albo propan. Cała instalacja razem z generatorem jest umieszczona na platformie pływającej.

ENERGIA GEOTERMICZNA

Środek naszej planety jest ogromnie gorący. Co sto metrów w głąb naszego globu temperatura rośnie . W pewnych obszarach na naszej planecie wrząca woda albo para wodna wytryskuje na powierzchnię jako gejzery. Są to źródła geotermiczne.

Chcąc zastosować to źródło energii robi się 2 odwierty w głąb naszej planety, w gorącą warstwę skalną. W pierwszy odwiert pompuje się pod ciśnieniem chłodną wodę, która się nagrzewa, zmienia w gorącą parę oraz drugim odwiertem wydobywa się na powierzchnię, gdzie jak w każdej innej elektrowni, napędza turbiny produkujące prąd.

BIOGAZ

Bardzo dobra dla otoczenia naturalnego jest energia otrzymywana z odnawialnych (bo odrastających) surowców pochodzenia roślinnego, tzw. bioenergia.

Bierze się ona przede wszystkim z roślin oraz odchodów zwierząt, przez produkowanie tzw. biogazu, przede wszystkim metanu. Gaz ten tworzy się w czasie rozkładu substancji organicznych (roślinnych oraz zwierzęcych), w momencie gdy proces ten przebiega bez dostępu

powietrza.

BIOMASA

Biomasę definiuje się jako masę materii organicznej, która zawarto jest w organizmach zwierząt albo roślin. Produkowana jest w jednostkach tzw. świeżej masy (naturalna masa organizmów) lub suchej masy (masa bezwodna).

Określenie biomasa tyczy się całego szeregu odnawialnych technik energetycznych.

ENERGIA JĄDROWA

Wyzwolenie energii jądrowej opiera się na rozszczepieniu jądra ciężkiego atomu, które złożone jest z protonów oraz neutronów, na dwa jądra pierwiastków lżejsze, wydzielając w skutek ubytku masy energię cieplną oraz wyzwalając od zera do ośmiu neutronów. Wysyłane neutrony są w stanie dotrzeć do innych jąder, które ulegają rozszczepieniu. W końcu tworzy się coraz więcej swobodnych neutronów oraz coraz więcej jąder ciężkich atomów rozszczepia się, co powiększa porcję energii.

Elektrownie jądrowe w czasie wydobycia wywierają niekorzystny wpływ na otoczenie przez wydzielanie produktów promieniotwórczych do atmosfery, wydzielanie ciepła odpadowego do wody chłodzącej i w czasie produkcji paliwa jądrowego tworzą się także odpady radioaktywne.

Elektrownia ta pozdaje możliwość częściowego zastąpienia nieodnawialnych źródeł energii takie jak węgiel, ropa naftowa oraz gaz ziemny. Bardzo często stosuje się w nich ciśnieniowe reaktory wodne.

ROPA NAFTOWA

Stworzona ze szczątków organizmów roślin czy zwierząt, które w dawnych okresach geologicznych były na naszej planecie, w morzach oraz oceanach. Skład ropy się zmienia oraz uzależniony jest od miejsca wydobycia.

Jest ona podstawowym źródłem energii w transporcie. W czasie jej przewozu dochodzi do katastrof, które wyrządzają ogromne szkody w otoczeniu naturalnym, zanieczyszczenia wód i skażenia fauny oraz flory. Ropa wylana na powierzchnię morza, jest w stanie spowodować duże straty w otoczeniu, niezbędna jest wówczas szybka akcja ratownicza.

WĘGIEL BRUNATNY

Jeden z węgli kopalnych, posiada 65-78% pierwiastka węgla. Wyróżnia się wiele odmian węgla brunatnego. Wykorzystywany jest jako tani materiał opałowy głównie w formie brykietów (z powodu ogromnej zawartości siarki - cztery procent, spalanie węgla brunatnego jest niebezpieczne dla otoczenia); jest ważnym surowcem chemicznym przerabianym w procesach wytlewania, zgazowania czy uwodorniania węgla.

WĘGIEL KAMIENNY

1 z węgli kopalnych, posiada 78-92% pierwiastka węgla (do węgla kamiennego wlicza się również antracyt, posiadający do 97 procent węgla. Większa część węgla kamiennego zalicza się do węgli humusowych. Węgiel kamienny ma niejednorodną konstrukcję, złożony jest z paru składników (odmian) petrograf różniących się połyskiem oraz twardością będących w formie pasemek w przeróżnych proporcjach.

Węgiel kamienny jest cennym paliwem stosowanym bezpośrednio (spalanie) albo po przeróbce chemicznej do celów energetycznych, jak również surowcem dla przemysłu chemicznego.

GAZ ZIEMNY,

Mieszanka węglowodorów, i (w zmiennych ilościach) azotu, dwutlenku węgla, siarkowodoru, gazów szlachetnych. Jest przede wszystkim w porowatych piaskach, piaskowcach, wapieniach oraz dolomitach, czasami również w szczelinach skał magmowych. Tworzy się na skutek analogicznych procesów jak ropa naft. albo stanowi 1 z produktów uwęglania substancji roślinnej. Gaz ziemny jest ważnym surowcem w wyrobie sadzy, gazu syntezowego i jest wykorzystywany jako paliwo. Wartość opałowa: 35,2 106-62,8 , 106 J/m3 (8400-15 000 kcal/m3).