Negatywnym skutkiem eksploatacji źródeł kopalnych jest gwałtowny wzrost koncentracji zanieczyszczeń w atmosferze ziemskiej oraz zmiany globalne klimatu, przedstawione w postaci wyników badań, analiz oraz dyskusji i ujęte w ramach ONZ-owskiej konwencji zmian klimatycznych, podpisanej w 1997 r. jako protokół z Kyoto. Najbardziej szkodliwe są tlenki siarki oraz azotu, dwutlenek węgla, węglowodory oraz pyły z elektrowni cieplnych, transportu i przemysłu. Aby ograniczyć zanieczyszczenie atmosfery, należy w produkcji energii elektrycznej i ciepła uwzględnić w znacznie większym stopniu, niż to ma miejsce obecnie, przyjazne dla naturalnego środowiska nośniki w systemach grzewczych i zasilających budynki, oparte na odnawialnych źródłach energii.
Udział odnawialnych źródeł energii w bilansie paliwowo-energetycznym świata wynosi około 18%; wielkość ta wynika zarówno z rozwoju nowych technologii, wykorzystujących odnawialne źródła energii, jak również z faktu, 2e część ludności świata nie ma dostępu do konwencjonalnych źródeł energii. W najbliższych latach należy się spodziewać dalszego rozwoju odnawialnych źródeł energii.
Dla zaktywizowania rozwoju i wykorzystania źródeł odnawialnej energii do produkcji energii elektrycznej w Polsce, Rozporządzenie Ministra Gospodarki [35] nakłada na przedsiębiorstwa energetyczne obowiązek zakupu tej energii w określonych proporcjach od 2,4% do 7,5% udziału w wielkości rocznej sprzedaży energii elektrycznej odpowiednio w latach od 2001 do 2010. Poprzez ten zapis ustawodawca założył rozwój konkurencji w źródłach energii odnawialnej, zwłaszcza energii z elektrowni wiatrowych, wodnych (bez szczytowych), biomasy i biogazu oraz słonecznych. Biorąc pod uwagę analizę potencjalnych możliwości, leżących w zasobach tych poszczególnych rodzajów energii odnawialnej, należy wziąć pod uwagę zwłaszcza energię wodną, biogazu oraz energię wiatru. Jednocześnie § 4 pkt I ww. Rozporządzenia nakazuje uwzględnić w kalkulacji cen opłat w taryfie koszty energii ze źródeł niekonwencjonalnych w taki sposób, aby każda jednostka energii elektrycznej sprzedanej była obciążona obowiązkowymi kosztami zakupu energii ze źródeł odnawialnych. Zapis ten sugeruje, iż energia z tych źródeł będzie raczej droższa i koszty jej zakupu będą rozłożone równomiernie na wszystkich odbiorców.
Do podstawowych rodzajów energii ze źródeł niekonwencjonalnych zalicza się: energię wiatru, promieniowania słonecznego, wód, geotermiczną, jądrową i termojądrową, energię biomasy, biogazu i wodoru. Nie każdy z tych rodzajów energii jest praktycznie możliwy do wykorzystania w warunkach klimatycznych Polski, dlatego omówione zostały te energie odnawialne, które już obecnie są w naszym kraju wykorzystywane. Poza energią odnawialną jako przyjazne środowisku, a jednocześnie powszechnie stosowane, uznaje się nowoczesne kotły oraz elektrownie gazowe, dlatego również znalazły one miejsce wśród proponowanych rozwiązań.
Spis treści:
1. Podstawowe pojęcia i jednostki energii oraz ich równoważniki
2. Odnawialne źródła energii
2.1. Energia wód
2 2. Energia wiatru
2. 3. Wykorzystanie energii słonecznej
2.3.1. Kolektory słoneczne (kolektory ciepła)
2.3.2. Ogniwa fotowoltaiczne
2.3.3. Pompy ciepła
2.3.4. Wykorzystanie biomasy na cele energetyczne
2.3.5. Biogaz
3. Kotły gazowe
4. Obliczanie zapotrzebowania na ciepło dla budynku
5. Przykłady obliczeniowe
5.1. Obliczanie zapotrzebowania na ciepło dla budynku
5.2. Przykładowe obliczenia instalacji z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii
5.2.1. Przykłady obliczeniowe dotyczące promieniowania słonecznego
5.2.2. Obliczanie instalacji kolektorów słonecznych
5.2.3. Przykładowe obliczenia dla ogniw i modułów ogniw fotowoltaicznych oraz instalacji PV
5.2.4. Obliczenia dla silników wiatrowych
5.2.5. Pompy ciepła - obliczenia
5.3. Kotły gazowe - obliczenia
6. Zadania
7. Dodatek
Literatura
