vrste energij in energijske pretvorbe -...

Energija in okolje 1

Vrste energij in energijske pretvorbe


Sistemi preskrbe z energijo

Energije, ki jih rabimo v industriji, komunali in gospodarstvu jemljemo iz naravnih virov

energije. Sisteme za preskrbo z energijami sestavljajo trije segmenti:

- priprava energije,

- transport energije,

- raba energije.

PRIPRAVA

ENERGIJE

TRANSPORT

ENERGIJE

RABA

ENERGIJE

NA

RA

VN

I V

IRI E

NE

RG

IJE


Osnovne energijske pretvorbe

PRIMARNAENERGIJA

SEKUNDARNAENERGIJA

KONNAENERGIJA

KORISTNAENERGIJA

TRANSPORT

PREDELAVANOSILCEVPRIMARNEENERGIJE

- ELEKTRARNE- TOPLARNE- KOTLARNE

TEHNOLOKI PROCESI

NARAVNI VIRI ENERGIJE

IZGUBEPRIMARNE

PRETVORBE

IZGUBETRANSPORTA

IZGUBE VTEHNOLOKEM

PROCESU

Shema pretvarjanja primarnih oblik energije do porabnika


Uporabne oblike energije

Primarne energije se obiajno pojavljajo v oblikah, ki niso primerne za neposredno uporabo,

zato jih moramo pretvarjati v uporabne oblike, ki jih rabimo za:

zagotavljanje komunalnih in gospodarskih dejavnosti:

gibanje, transport

tehnoloki postopki (mletje, obdelava, gretje, izdelava orodij, gradnja, itd.)

procesna tehnika (priprava hrane, toplotna in kemina obdelava surovin, itd)

komuniciranje

zagotavljanje bivalnih pogojev:

ogrevanje

prezraevanje

osvetljevanje

Uporabne oblike energij:

mehansko delo

elektrina energija

toplota

svetloba

zvok


Osnovna delitev oblik energije

PRIMARNAENERGIJA

SEKUNDARNAENERGIJA

KONNAENERGIJA

KORISTNAENERGIJA

TRANSPORT

PREDELAVANOSILCEVPRIMARNEENERGIJE

- ELEKTRARNE- TOPLARNE- KOTLARNE

TEHNOLOKI PROCESI

NARAVNI VIRI ENERGIJE

IZGUBEPRIMARNE

PRETVORBE

IZGUBETRANSPORTA

IZGUBE VTEHNOLOKEM

PROCESU

Primarna energija energija nosilcev primarne energije, ki ni bila podvrena nobeni tehnini

pretvorbi

vedno nakopiena energija

primeri:

premog v premogovniku

lesna biomasa v gozdovih

potencialna energija vode

kinetina energija vetra ...

Sekundarna energija energija po pretvorbi iz primarne energije

primeri:

trgovski premog

nasekana drva

zemeljski plin

energija elektrinega toka na pragu elektrarne...

Konna energija energija, ki je na voljo uporabniku na mestu uporabe pred zadnjo tehnino

pretvorbo

navadno je sekundarna po transportu na mesto uporabe:

energija elektrinega toka

stisnjen zrak

daljinska toplota ...

lahko je tudi primarna energija po transportu:

Koristna energija del konne energije, ki koristi porabniku in je cilj njegove uporabe:

mehansko delo

toplota

svetloba

zvok


Vrste konnih oblik energije

MEJA TEHNOLOKIH PROCESOV

KEMINOVEZANANOTRANJA ENERGIJA

NOSILCI:

- GORIVA

- KEMINE SPOJINE

ENERGIJAEL. TOKA

TOPLOTAPOTENCIALNAENERGIJA

- IZ JAVNEGA OMREJA

- LASTNA PROIZVODNJA

NOSILCI:

- VODA- PARA- ZRAK- OSTALO

KONNAENERGIJA


Primarni viri

energije FOSILNAGORIVA

ODPADKIJEDRSKAENERGIJA

NOTRANJAENERGIJA

ZEMLJE

INDIREKTNASONNA

ENERGIJA

DIREKTNASONNA

ENERGIJA

zemeljski plin, nafta, premog uran geotermalna voda biomasa

zbiralnikienergijepot.en.vode,

veter, valovi,tokovi, valovi

GRAVITACIJA

bibavica

fotovoltaika

VODIK, H2

elektrolizareformer gorivna celica

delna oksidacijaavtotermino loevanjeloevanje s paro

hidroliza, fermentacijauplinjanje

bioplin

TOPLOTA

parnaturbina

plinska turbina(nizkotemperaturni

kroni proces)

Stirlingmotor

MHD termoionskigenerator

MEHANSKO DELO

vodneturbine,vetrnice

Diesel in Ottomotor

plinska turbina(visokotemperaturni

kroni proces)

termolen

ELEKTRINA ENERGIJA

generatormotor

Pregled energijskih pretvorb primane energije


goriva (obnovljiva, trajnostna, neobnovljiva)

pridobivanje,

obdelava,

ienje

transport

tehnino gorivo

gorilnik

kalorina notranja energija produktov

kotel prenos toplote

na paro

potencialna energija pare (entalpija)

motor z

notranjim

zgorevanjem

mehansko delo

delo elektrinega toka

parna turbina

transformacija

napetosti,

transport

(prenosno

omreje)



gorilnik

potencialna energija

(entalpija) plinov

plinska

turbina

el. generator

jedrsko gorivo

pridobivanje,

ienje,

bogatenje,

transport

gorivni elementi

reaktor

kalorina notranja energija produktov

uparjalnik prenos toplote

na paro

potencialna energija vode

vodna

turbina

transformacija

napetosti,

transport

(prenosno

omreje)

JEDRSKA ELEKTRARNA TERMOELEKTRARNA PLINSKA ELEKTRARNA EL. AGREGAT HIDROELEKTRARNA

Primeri tehnolokih poti pridobivanja el. energije


Primeri tehnolokih poti pridobivanja toplote

Kotlarne pretvorba kemino vezane energije goriv (primarna energija) v kalorino

notranjo energijo produktov zgorevanja (dimnih plinov)

gorilnik, zgorevalna cona, plamenica

prenos (rpanje) toplote iz kalorine notranje energije dimnih plinov v

kalorino notranjo energijo ogrevalnega medija (ogrevna voda, para, zrak,

termino olje itd.)

prenosne povrine znotraj kotla

transport ogrevalnega medija do mesta konne pretvorbe v koristno toploto

razvodni sistemi do mesta konne porabe (toplovodni sistemi, toplozrani sistemi,

parovodi itd.)

Toplarna (soasna proizvodnja elektrine energije in

toplote) soasna proizvodnja elektrine energije in toplote (kogeneracija)

veriga energijskih pretvorb je odvisna od tehnologije pretvorb (primarnega

vira energije)


Primeri tehnolokih poti pridobivanja mehanskega dela

W2W izkoristek Well to Wheel


Primer porabe energije za transport

letalo Taurus G4 - Pipistrel, okt. 2011, 400 milj na US galono na potnika ~ 0,20 MJ/km elektrine energije, ~0,6 MJ/km toplote

meh. energija ener. goriva


Procesi pretvarjanja primarnih energij

Pretvarjanje primarne energije v sekundarno, bolj uporabno obliko energije lahko poteka

po hladnem ali toplem procesu. Pri toplem procesu se med pretvarjanjem pojavi toplota

kot vmesna oblika energije.

Postrojenja za hladno pretvarjanje primarne energije v sekundarno:

- hidroelektrarna

- vetrna elektrarna

- fotovoltaina elektrarna

Postrojenja za toplo pretvarjanje primarne energije v sekundarno:

- kotlarne: toplota

- termoelektrarne: elektrina energija

- toplarne: toplota in elektrina energija

- toplotni pogonski stroji: mo

- gorivne celice: elektrina energija in toplota


Tehnoloka postrojenja za hladna pretvarjanje primarnih energij

Hidroelektrarna

Tehnoloka pot: potencialno energijo vodnih mas pretvorimo v kinetino energijo, ki

jo najprej pretvorimo v mehansko delo in nato v elektrino energijo.

Uporabljena primarna energija: geodetska potencialna energija vode.

Sonna, fotovoltaina elektrarna

Tehnoloka pot: pri fotovoltainem sistemu se vpadno sevanje neposredno pretvarja

v elektrino energijo.

Uporabljena primarna energija: energija elektromagnetnega valovanja (sonnega

sevanja).

Vetrna elektrarna

Tehnoloka pot: kinetina energija zranih mas se najprej pretvarja v mehansko delo

in nato v elektrino energijo.

Uporabljena primarna energija: energija vetra.


Tehnoloka postrojenja za toplo pretvarjanje primarne energije

RAZDELITEV:

Kotlarne - toplota

Termoelektrarne - elektrina energija

- klasine na fosilna goriva

- jedrske

- sonne

- geotermalne

Toplarne - postrojenja za kogeneracijo toplote in elektrine energije

Razdelitev je podobna kakor pri termoelektrarnah

Pogonski stroji - tehnino delo, elektrina energija, toplota

- motorji z notranjim zgorevanjem

- motorji z zunanjim zgorevanjem

Gorivne celice - toplota in elektrina energija



Kotlarne

Tehnoloka pot:

Pretvorba kemino vezane energije goriv (primarna energija) v kalorino notranjo

energijo produktov zgorevanja - dimnih plinov.

Prenos toplote iz kalorine notranje energije dimnih plinov v kalorino notranjo

energijo ogrevalnega medija (ogrevna voda, para, zrak, termino olje itd.)

Transport ogrevalnega medija do mesta konne pretvorbe v koristno toploto

Uporabljena primarna energija: notranja energija goriv.

Toplarna - toplota iz postrojenja za kogeneracijo elektrine energije in toplote

Tehnoloka pot:

Soasna proizvodnja elektrine energije in toplote.

Veriga energijskih pretvorb je odvisna od naina pretvarjanja vira primarne energije.

Sistemi za kogeneracijo so raznovrstni: parni kroni proces, plinski kroni proces,

motorji z notranjim zgorevanjem, sistem z Stirlingovim motorjem, gorivne celice,

-- Uporabljena primarna energija: notranja energija goriv.



Toplarna - elektrina energija iz postrojenja za kogeneracijo (soasna proizvodnja tolote in elektrine energije - SPTE)

Tehnoloka pot: iz kemine notranje energije goriva pridobimo najprej toploto, ki jo

delno koristno uporabimo, iz preostale toplote pridobimo mehansko delo in iz njega

elektrino energijo.

Uporabljena primarna energija: kemina notranja energija, jedrska notranja energija

Goriva so raznovrstna: fosilna goriva, jedrsko gorivo, biomasa, odpadki,

Znailnosti: uporabna so vsa goriva, izkoristki nad 70 %, izkoristki viji kot pri procesih

loene proizvodnje.

Termoelektrarna

Tehnoloka pot: iz kemine notranje energije goriva pridobimo najprej toploto, iz

toplote mehansko delo, ki ga pretvorimo v elektrino energijo.

Uporabljena primarna energija: kemina notranja energija, jedrska notranja energija.

Goriva so raznovrstna: fosilna goriva, jedrsko gorivo, biomasa, odpadki,

Znailnosti: ker se toplota pretvarja v delo so izkoristki nizki, do 44%, TE 6 projektni

43,1 %.



Pogonski stroji - tehnino delo, elektrina energija, toplota

motorji z notranjim zgorevanjem (dieselski, ottov motor, ...)

- Tehnoloka pot: iz kemine notranje energije goriva v valjih batnih motorjev

pridobimo v toploto. Del toplote se pretvori v tehnino delo, preostali del

toplote pa lahko koristno uporabimo ali zavremo.

Uporabljena primarna energija: kemina notranja energija kapljevitih ali plinastih goriv.

Goriva: naftni derivati, etanol, biodizel, ..

Znailnosti: izkoristki avtomobilskih motorjev, med 35 % do 40 %.

motorji z zunanjim zgorevanjem (Stirlingov motor, ...)

- Tehnoloka pot: Za pridobivanje toplote ima motor zunanje kurie, toplota se skozi

stene cilindra prenaa v delovni medij motorja, preostali del toplote pa lahko koristno

uporabimo.

Uporabljena primarna energija: kemina notranja energija goriv.

Goriva: poljubno gorivo, od trdnih do tekoih in plinastih.

Znailnosti: z regeneracijo so izkoristki viji kot pri motorjih z notranjim zgorevanjem.



Gorivne celice - soproizvodnja elektrine energije in toplote

Tehnoloka pot: iz kemine notranje energije goriva pridobimo toploto s procesom

elektrokemine oksidacije goriva, elektroni snovi, ki jih rabimo pri oksidaciji pa nam v

sklenjenem tokokrogu dajo elektrini tok.

Uporabljena primarna energija: kemina notranja energija plinastih goriv.

Goriva so v principu lahko raznovrstna: vodik, metanol,

Znailnosti: od 50 % do 80 %, najviji izkoristki med procesi za pridobivanje elektrine

energije iz goriv.


Izgube pri pretvarjanju primarnih energij

Izgube primarnega pretvarjanja v toplih procesih

Izgube primarnega pretvarjanja so tisti del energije, ki se izgubi med pretvarjanjem iz

primarne v sekundarno obliko. Kadar pri toplotnih procesih pretvarjamo toploto v tehnino

delo, je pretvarjanje obremenjeno s Carnotovim izkoristkom. Ta doloa, koliko toplote je

mogoe pretvoriti v delo.

- Kotlarne: dejanske izgube ~ 5 -10 %, izkoristek torej od 90 % do 95 %.

- Termoelektrarne: teoretine zgube ~ 55 - 65 %, (gorivo - tehnino delo), teoretini

izkoristek 35 - 45 %.

- Dejanski izkoristki naih termoelektrarn, ( gorivo - elektrina energija iz TE), 33 - 35 %;

TE 6: 43 %

- Kogeneracije, izkoristki od 75% do 90%.


Carnotov izkoristek


Izgube pri pretvarjanju primarnih energij

Izgube primarnega pretvarjanja v hladnih procesih

Pri teh procesih se v tehnino delo pretvarja kinetina ali potencialna energija snovi brez

vmesnega pretvarjanja v toploto. Zato so izgube primarnega pretvarjanja sorazmerno

majhne in izkoristki visoki.

Hidroelektrarne: Izgube v hidroelektrarnah so od ~ 10 do 20 %. Izkoristek je mono

odvisen od obremenitve turbine.

Vetrne elektrarne: Teoretino je mogoe v mehansko delo spremeniti le 59 % kinetine

energije vetra. Dejanski izkoristki vetrnic so mono odvisni od razmerja obodne hitrosti

vetrnice in hitrosti vetra, ter se gibljejo pod 50 %.

Sonne celice: Pretvarjajo energijo sonnega sevanja v elektrino energijo. Dejanski

izkoristki so niji od 25 %.


Izgube pri pretvarjanju od primarnih do konnih energij

Izgube transporta

obsegajo energijo, ki se izgubi ali porablja za transport sekundarne energije do porabnika.

Transport elektrine energije: skupne izgube v prenosnem in razdelilnem omreju so od 4

% do 12 %. V slovenskem omreju je 2,4 % izgub v prenosnem delu in 3 % v razdelilnem

delu omreja.

Transport toplote: Toplota se prenaa s paro mali vroo vodo po izoliranih cevovodih.

Izgube transporta obsegajo energijo za pogon rpalk in toplotne izgube skozi stene

cevovodov, ki so od 0,1do 0,5 K/km cevovoda. Izgube so odvisne od kvalitete izolacije ter

temperature in hitrosti nosilnega medija.

Izgube v tehnolokem procesu

so nekoristno porabljeni del konne energije oz. razlika med konno in koristno energijo.

Odpadna toplota

Kadar v tehnoloki proces vstopa toplota kot konna energija, se del toplote porabi kot

koristna energija, ostanek pa iz procesa izstopa kot odpadna toplota. V tem primeru je

odpadna toplota torej razlika med konno in koristno energijo.


Vrste konnih energij v tehnolokih procesih

MEJA TEHNOLOKIH PROCESOV

KEMINOVEZANANOTRANJA ENERGIJA

NOSILCI:

- GORIVA

- KEMINE SPOJINE

ENERGIJAEL. TOKA

TOPLOTAPOTENCIALNAENERGIJA

- IZ JAVNEGA OMREJA

- LASTNA PROIZVODNJA

NOSILCI:

- VODA- PARA- ZRAK- OSTALO

KONNAENERGIJA

Odpadna toplota

UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNITVO

Katedra za energetsko strojnitvo

Uinkovitost gretja vode na gospodinjskem tedilniku dejanski izkoristek

kkskpseE

ps

0,47

K

t

i

m

G

LR

PM sk 0,91 RM

kk kk

kk eE

0,95

0,6

0,9

0,99

0,99

0,94

0,96

0,95

0,75

0,32

ps 0,92

sk 0,96

kk 0,75

eP 0,66

elektrini tedilnik plinski tedilnik


Energetski viri

Viri primarnih energij


Viri in vrste primarnih energij

sonna energija

direktna vpadla sonna energija:

sprejemniki toplote

sonne celice

indirektna vpadla sonna energija

biomasa

geodetska potencialna energija vodnih

mas

energija vetra

energija morja

energija morskih tokov

energija valov

notranja energija morja

kalorina notranja energija zemlje geotermalna voda

vroe zemeljske plasti

gravitacijska energija energija bibavice

Obnovljive primarne energije

jedrska energija

jedrska fizija (cepitev tekih atomskih

jeder U235, izotop urana)

jedrska fuzija (spajanje lahkih atomskih

jeder H2 devterij, H3, tritij)

notranja, kemino vezana energija

fosilnih goriv

trda goriva:

rni premog

rjavi premog

lignit

ota

plinasta goriva

zemeljski plin

kapljevita goriva

nafta

kemino vezana energija odpadkov nenevarni komunalni odpadki

Neobnovljive primarne energije


premog

nafta

zemeljski plin

jedrsko gorivo

lesna biomasa

vodna energija

energija vetra

nova biomasa

sonna energija

geotermalna energija

odprto

10

tce

9

1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060

0

10

20

30

40tce ... tona premogovega ekvivalenta

1 tce = 29,3 GJ

Raba primarnih virov energije

ENERGETSKA OSKRBA VERAJ, DANES IN JUTRI


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

4

6

8

10

12

21002000190018001700

2

obnovljivi viri(voda, veter, les, odpadki)

premog

nafta

plin

fizija

fuzija

leto

po

razd

elite

v p

ora

be

pri

mern

ee

ne

rgij

e v

%p

reb

iva

lci

na

Ze

mlj

i v

milij

ard

ah

RAST PREBIVALSTVANA ZEMLJI

Raba primarnih virov energije


Struktura porabe primarne energije v svetu v obdobju 1990-2000

Nafta; 31,8%

Premog; 26,1%

"Novi" obnovljivi

viri; 2,3% Tradicionalni

obnovljivi viri;10,2%

Veji hidro;

5,7%

Jedrska; 4,5%

Zemljski plin;

19,3%


Fosilna goriva

Fosilna goriva


Poraba in razpololjivost zalog fosilnih goriv

1toe = 42 GJ tona

naftnega ekvavilenta

Ocena komulativne

proizvodnje do 2000

[Gtoe]

Ocena dokazanih

rezerv v letu 2000

[Gtoe]

Ocena rezerv leta

2000 glede na letno

porabo [leta]

Premog

(brez lignita)

ni podatkov 496 200

Lignit ni podatkov 110 300

Nafta 86 137 40

Zemeljski plin 40 108 60

Podatki Svetovnega energetskega kongresa


Statistino predvidevanje trajanja zalog goriv

RJAVI PREMOG

LET

RNI PREMOG

URAN

ZEMELJSKI PLIN

konvencionalni

konv. + nekonv.

NAFTA

konvencionalni

konv. + nekonv. vse potrjene

zaloge

komercialne

zaloge

Statistine zaloge goriv:

za koliko let zadoajo poznane zaloge goriv ob upotevanju vsakokratne letne porabe

posameznega nosilca energije


Konnost zalog fosilnih goriv Hubbertov vrh

Grafa veljata za rpanje surove nafte v ZDA


Hubbertov vrh

Logistina funkcija izkorianja konnih zalog

(svetovne zaloge)

M. King Hubbert (1903 1989)

"Our ignorance is not so vast as

our failure to use what we know."

e leta 1956 je napovedal da bo vrh

proizvodnje surove nafte v ZDA med

leti 1965-1970 (dejansko je bil 1970)



Poraba surove nafte v ZDA



Verjetnost da ujame ribo v ribniku je odvisna od tevila rib, ki so e v ribniku.

M. K. Hubbert


Hubbertov vrh

letnica najveje proizvodnje v

obmoju


Pridobivanje zemeljskega plina

Pro

izv

od

nja

zem

elj

sk

eg

a p

lin

a / c

ub

ic f

eet

per

day

Leto

16 17 15 17 19 19 20 22 23 22 25 %

upad proizvodnje zem. plina (glede na izhodino leto)

Noveje vrtine se hitreje izrabljajo. Razlogi e niso povsem znani.


Fosilna goriva

Uvozna odvisnost EU od fosilnih goriv in rast cen energentov

PREMOG NAFTA ZEMELJSKI PLIN SKUPAJ

rast cen za obdobje od 1990 do 2007

Uvozna o

dvis

nost

EU

rast cev v obdobju 1990-2007


Kazalci energetske uinkovitosti EU

Prihranki primarne energije z uinkovito proizvodnjo in

racionalno rabo elektrine energije

bruto domai produkt

poraba elektrine energije

poraba primarnih virov energije


Izkop premoga do leta 2006

Izkop premoga v letih 1965-2006

0,0

500,0

1000,0

1500,0

2000,0

2500,0

3000,0

3500,0

1965

1968

1971

1974

1977

1980

1983

1986

1989

1992

1995

1998

2001

2004

leta

milijonov T

OE

svet

Kitajska

Evropa

Indija

Azija, Australija

ZDA, Kanada


Zaloge premoga

Juna

Amerika drugi

Zahodna

Evropa

Avstralija

Juna Afrika

Indija

Rusija

ZDA

Kitajska

Nahajalia premoga


Zaloge zemeljskega plina

Blinji vzhod

Srednja in

vzhodna Evropa

Zahodna Evropa

Azija-Pacifik

Afrika

Zahodna polobla

Nahajalia zemeljskega plina


Zaloge nafte

Drugi

Rusija in Vzodna

Evropa

Severna Amerika

Savdska Arabija

Irak

KuvajtIran

Latinska

Amerika

Nahajalia nafte


Zaloge uranove rude

Nahajalia uranove rude


Elektrina energija

Proizvodnja elektrine energije


Svetovna proizvodnja elektrine energije

Delei primarnih virov energije v svetovni proizvodnji elektrine energije (2006)

JEDRSKA ENERGIJA

16,9 %

NOVI OBNOVLJIVI VIRI

(sonce, veter)

1,6 %

VODNA ENERGIJA

17,1 % FOSILNA GORIVA

64,4 %


Elektrina energija iz primarnih virov energije

Delei primarnih virov energije pri oskrbi z elektrine energijo v EU

10 % VODA 6 % drugi OVE 30 % JEDRSKO

GORIVO

31 % PREMOG 31 % ZEMELJSKI

PLIN


Proizvodnja elektrine energije v HE v letih 1965-2006

0,0

500,0

1000,0

1500,0

2000,0

2500,0

3000,0

3500,01965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

leta

TW

h

svet

Evropa

ZDA in Kanada

Azija, Australija

Afrika

Svetovna proizvodnja elektrine energije v HE


Svetovna proizvodnja elektrine energije v jedrskih elektrarnah

Proizvodnja jedrskih elektrarn v letih 1965-2006

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1965 1971 1977 1983 1989 1995 2001

leta

TW

h

svet

Evropa in Evrazija

Azija, Australija

ZDA, Kanada,

Mehika


Jedrske elektrarne v Evropi

Danes je v Evropi okoli 210 jedrskih elektrarn.

Drave v Evropi z najvejim tevilom JE:

- Francija 59,

- Rusija 31,

- V. Britanija 23,

- Nemija 17

Na svetu:

- ZDA 104,

- Japonska 58,

- Indija 15


Elektrina energija iz jedrske energije

Poveevanje proizvodnje elektrine energije iz jedrskih elektrarn

Ra

zp

olo

ljiv

os

t (

% )

Pro

izvo

dn

ja e

lek

tri

ne e

nerg

ije

/ T

W h

EU

ZDA

Japonska

Ostalo


Energija vetra - vetrne elektrarne

Nemija

ZDA

panija

Svet skupaj

EU

In

tali

ran

a s

ku

pn

a m

o

/ M

W

Poveevanje tevila vetrnih

elektrarn


Energija vetra

Dinamika obratovanja vetrnih

elektrarn*

*vir: ivljenje in tehnika, t.:9, 2010


Planirano poveanje uporabe obnovljivih virov primarne energije

pri proizvodnji elektrine energije v Evropi*

*vir: VGB PowerTech

Energija vetra


Hubbartov model

Zakonitosti izkorianja konnih zalog goriv


Hubbertov model in Hubbertov vrh

M.K.Hubbert je leta 1956 pokazal, da ima

asovna funkcija, ki popie izkorianje

konne zaloge goriva znailno zvonasto

obliko. Hitro naraanje porabe, vrh in

hitro padanje porabe. Na osnovi lege vrha

lahko doloimo, kdaj bo zaloga izrpana.

Hubbertova ocena, kdaj bo rpanje nafte v ZDA doseglo

vrhunec se je izkazala skladna z dejanskim stanjem. Peak

oil v ZDA je bil doseen leta 1971.

Za tonost napovedi je potrebna predvsem zanesljiva ocena

koliine zalog goriva.

Pro

izvodnja

naft

e v

ZD

A v

mili

jard

ah s

odkov n

a leto

1 sodek = 159 litrov

leto


Hubbartov model

Logistina funkcija izkorianja svetovnih zalog nafte

P - letna proizvodnja nafte

Q - kumulativna proizvodnja nafte

Svetovne zaloge nafte

P/Q

- R

ela

tivn

a le

tna

pro

izvo

dn

ja

Od leta 1983 se dejanska proizvodnja

nafte povsem ujema z logistino

premico. Vrh proizvodnje je bil

doseen leta 2005, ko je bilo

porabljena polovica vseh znanih

zalog nafte.

Mili

jard

a s

odkov

Leto


Scenarij izkorianja fosilnih goriv po Hubbartu

Logistina funkcija je izraunana z izhodiem za leto 1980 s podatki o bivih potrebah

po energiji od leta 1950 in ekstrapolinarjem potreb do leta 2020. V izraunu so

upotevane naslednje svetovne zaloge fosilnih goriv:

A -zemeljski plin W =8.8 1018 kJ

B surova nafta W =14.6 1018 kJ

C premog W =58.7 1018 kJ

skupaj fosilna goriva W =82.1 1018 kJ

Z integriranjem logistine funkcije dobimo:

K t

1 K t

1

1

1

1

eW a

b e

at 0, W

b 1

t , W W a

Vrednosti K,a1 in b1 so konstante,dobljene na osnovi statistinih podatkov.


A zemeljski plin

B surova nafta

C premog

skupaj (fosilna goriva)

Scenarij izkorianja fosilnih goriv po Hubbartu


Energetika v Sloveniji

Primarni viri energije in oskrba z energijo v nai dravi


Energetika v Sloveniji

Viri primarnih energij v Sloveniji

Fosilna goriva:

- zemeljski plin - nimamo nahajali.

- nafta - koliinsko nepomembno.

- premog: Rudnik rjavega premoga Trbovlje, Rudnik lignita Velenje. Uporablja se v TE otanj in

v TE Trbovlje. Iz domaega premoga pridobimo skoraj tretjino vse proizvedena elektrine energije.

Vodna energija: etrtino vse elektrine energije pridobimo iz HE. Imamo e nekaj rezerve.

Biomasa:

- lesna biomasa: okoli 60 % povrine Slovenije pokrivajo gozdovi. Premalo izkorien vir energije.

- biogoriva: cilj 0,35 % dele uporabe biogoriv za transport v letu 2010 in 5 % v letu 2020.

Sonna energija: ocenjeno je, da bi lahko izkoristili do 960 GWh sonnega potenciala. Danes je

izkorieno cca. 3-5 % tega potenciala za pridobivanje toplote in elektrike.

Energija vetra: manj pomembna in tudi e neizkoriena.

Geotermalna energija: Skupna toplotna mo je okoli 130 MW, izkoria se priblino 100 MW.


LJUBLJANA

Kranj Celje

Velenje

Novo mesto

Nova Gorica

Koper

Maribor M. Sobota

Jesenice

Drava: Pel = 577 MW

Sava: Pel = 130 MW

So : Pel = 172 MWa

Ljubljana 120 Pel = MW

Trbovlje 125 Pel = MW

Krko 00 Pel = 7 MW

Brestanica 297 P = MWelBrestanica 297 P = MWelBrestanica 297 Pel = MW

+ 450 small Hydropower Plants

Primarni viri energije v RS:

Vodna energija (obstojee HE)

Rjavi premog in lignit (obstojee TE)

Jedrska energija (obstojea NEK)

Dobro razvito in razvejano plinovodno omreje

Lesna biomasa (pokritost z gozdovi > 60 %)

Primarna energija v Sloveniji


Magistralni plinovod zemeljskega plina


Biogoriva v Sloveniji

Biodizel pripada skupini ogljikovodikovih derivatov srednje dolgih verig (C16 C18)

maobnih kislin, ki so strukturno podobne molekulam dizelskega goriva if nafte.

Vsebuje do 14 razlinih maobnih kislin, od katerih so odvisne fizikalno - kemijske

lastnosti goriva.

V Sloveniji imamo trenutno tovarno biodizla v Gananih v prihodnje bodo biogorivo

proizvajali e v Lendavi, Hoah in Ormou.

V skladu z Direktivo 2003/30/ES je za Republiko Slovenijo predvideno 5 % biogoriv

primeanih v gorivih za transport v letu 2012, pri emer je povpreni letni dele biogoriv v gorivih za transport v letu 2007 okoli 0,7 % in v obdobju do 2012 v povpreju najmanj 3 % oziroma:

v letu 2008 najmanj 2,0 %, v letu 2009 najmanj 3,0 %, v letu 2010 najmanj 3,5 %, v letu 2011 najmanj 4 %

in v nadaljnjih letih najmanj 5 % v celotni letni koliini goriva na trgu za pogon motornih vozil.


Elektrarne v Sloveniji

Proizvedena elektrina energija v Sloveniji:

(zaokroeno)

NE 40 %

TE 35 %

HE 25 %


Elektrina energija iz termoelektrarn v Sloveniji


Termoelektrarne v Sloveniji


Obnovljivi viri energije


Elektrina energija iz hidroelektrarn v Sloveniji


Energije in njene pojavne oblike

1. Katere oblike energij najbolj pogosto uporabljamo?

2. Kako definiramo primarne energije?

3. Nariite shemo pretvarjanja primarnih energij od virov do uporabnikov ter imenuj

energije na posameznih stopnjah.

4. Natejte postrojenja za pridobivanje dela s hladnim pretvarjanjem primarnih energij.

5. Natejte postrojenja za pridobivanje dela s pretvarjanje primarnih energij preko

toplote.

6. Kaj je toplarna?

7. Katere vrste konnih energij poznate?

8. Natejte primere nakopienih in prehodnih vrst energije.

9. Opiite razlike med obnovljivimi in neobnovljivimi viri primarne energije in natejte

nekaj glavnih predstavnikov obeh vrst energije.

10. Natejte glavne vire primarnih energij v svetu.

11. Natejte najpomembneje domae vire primarnih energij v Sloveniji.

vrste energij in energijske pretvorbe -...

Documents