Naturalna Architektura
- Odnawialne źródła energii - 

animacja

Od najdawniejszych czasów ludzie wykorzystywali przyrodę – wiatr i wodę – do uzyskiwania energii. Budowano wiatraki do nawadniania pól i do mielenia mąki. Powstawały napędzane wodą młyny do produkcji przemysłowej. Najwięcej wynalazków powstało w XIX wieku, skonstruowano wówczas pierwszą maszynę-turbinę do produkcji prądu. Zaczęto budować małe elektrownie wodne spiętrzające wodę. Potem budowano wysokie tamy na dużych rzekach z elektrowniami dostarczającymi prąd wielkim miastom i zakładom przemysłowym. Inne wielkie elektrownie spalały węgiel i ropę naftową (nieodnawialne źródła energii), aby uzyskać prąd. Te paliwa kopalne powoli się wyczerpują i od kilkudziesięciu lat budowane są nowe konstrukcje, które pozyskują energię z przyrody.
Wzrost cen energii pochodzącej ze spalania węgla i ropy naftowej, zmniejszanie się ich zasobów na Ziemi i zanieczyszczenie środowiska to powód zainteresowania ludzi i przemysłu odnawialnymi źródłami energii. Wykorzystują one moc wody, słońca i wiatru, ciepła w głębi ziemi (geotermia), a także fal morskich. Ponadto ostatnio wykorzystuje się także śmieci (odpadki organiczne z wysypisk lub szybko rosnące rośliny), aby po spaleniu uzyskać energię elektryczną – to biopaliwo i biomasa – lub uzyskać gaz powstający z gnijących odpadów.

image/svg+xml
animacja

Powietrze

Energia wiatrowa była znana i wykorzystywana od XVIII wieku p.n.e. Najstarsze przykłady to wykorzystanie wiatru w łodziach z żaglami i wiatraków pionowych w starożytności. Służyły do pompowania wody do nawadniania pól. Wiatraki z poziomą osią obrotu pojawiły się w XII wieku, a w Polsce w XII w. Przez następne wieki używano wiatraków nadal do nawadniania pół i do mielenia zboża na mąkę. W XIX wieku zbudowano turbinę elektryczną i połączono z wiatrakiem. Małe turbiny wiatrowe dostarczały prąd do pojedynczych domów już na początku XX wieku. Największy rozwój urządzeń do produkcji prądu nastąpił kilkadziesiąt lat temu, gdy ludzie zwrócili się w kierunku odnawialnych źródeł energii. Obecnie konstruuje się wielkie wiatraki napędzane prądem powietrza na ziemi (farmy wiatrowe), a od niedawna także na morzu, gdzie wiatry są silniejsze niż na lądzie. Konstruuje się też małe turbiny wiatrowe dachowe, zasilające prądem jeden dom lub kilka, a także pomysłowe drzewa z mini turbinkami w kształcie liści.


Iran

Nashtifan, najstarsze turbiny wiatrowe o pionowej osi obrotu

Turbiny pracują już ponad 1000 lat i znajdują się w wiosce Nashtifan, w północnym Iranie. Te wczesne turbiny wiatrowe wykonane są z materiałów naturalnych takich jak glina, słoma i drewno. Napędzają kamienne młyny do mielenia zboża na mąkę.


Ali Vaseghnia, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Portugalia

WindFloat Atlantic

Europa, u wybrzeży Portugalii uruchomiono pływającą po morzu farmę wiatrową WindFloat Atlantic
Technologia pływających morskich farm wiatrowych jest stosunkowo młoda. Pierwsza tego rodzaju farma została uruchomiona w Hywind w Szkocji w 2017 roku. Produkuje wystarczającą ilość energii do zasilania 12 tys. domów.

Źródło: edpr.com

Francja

Bretania, stalowe drzewa-wiatraki z panelami w kształcie liści

Panele obracają się nawet na lekki podmuch wiatru, wytwarzając prąd przesyłany do sieci elektrycznej lub do najbliższego sąsiedztwa (domów, biur, oświetlenia ulic). Są ustawiane w wielu miastach Francji i w innych państwach Europy.


Źródło: Arbre à vent

Mała instalacja wiatrowa

Niewielkie instalacje wiatrowe są niedrogie, kompaktowe, ładne i wszechstronne – sprawdzają się w rozmaitych zastosowaniach, od jachtów oraz oświetlenia ulicznego po dachy budynków. Z łatwością można je połączyć z panelami fotowoltaicznymi, tworząc system instalacji wzajemnie uzupełniających się źródeł energii.
Na Zachodzie rzędy mikroturbin wiatrowych montowane są np. na dachach bloków mieszkalnych, co jest przykładem interesującego zagospodarowania takich powierzchni. Mikroturbiny są ciche, bezpieczne dla fauny (np. ptaków i nietoperzy – w przeciwieństwie do farm wiatrowych) oraz mają estetyczny wygląd. Dzięki niewielkim rozmiarom oraz możliwości pracy niezależnie od kierunku wiatru są bardzo atrakcyjne.



Źródło: AirGenerator, generatory-wiatrowe.pl

Woda

Przed wynalezieniem maszyn elektrycznych energię wodną wykorzystywano do napędu młynów, kuźni, tartaków, w przemyśle tekstylnym i w innych zakładach przemysłowych. W latach 30. XIX wieku napęd wodny stosowano przy przemieszczaniu barek po pochylniach pomiędzy odcinkami kanałów na różnych poziomach (pochylnie takie zachowały się do dziś na Kanale Elbląskim). Budowano małe elektrownie wodne na mniejszych rzekach.
Na obszarach bogatych w duże rzeki (energię wodną) powstały wielkie zapory (tamy) spiętrzające wodę. Siła spadającej wody uruchamia maszyny produkujące prąd. Istniejące zapory produkują dużo prądu, dostarczają go miastom i zakładom przemysłowym. Budowanie zapór wiąże się ze zniszczeniami środowiska oraz zalewaniem wsi i miasteczek przez powstające jeziora. Dlatego obecnie inżynierowie i wynalazcy myślą o wykorzystaniu siły fal i prądów morskich.



Polska

Bobrowice w okolicach Jeleniej Góry

mała elektrownia wodna (w skrócie MEW) na rzece Bóbr o mocy 2 MW (megawatów) zbudowana w 1925 roku


Źródło: Tauron Ekoenergia

USA

zapora i elektrownia Hoovera zbudowana w 1936 roku

Zapora w Czarnym Kanionie na rzece Kolorado, na granicy stanów: Arizony i Nevady, w czasach powstania była największa na świecie, a dzisiaj zajmuje 38 pozycję.


Florian.Arnd, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Europa

Gibraltar, Eco Wave Power, elektrownia morska

Szwedzko-izraelski start-up (firma) Eco Wave Power opracował opatentowaną technologię umożliwiającą wytwarzanie ekologicznej energii elektrycznej z fal morskich i oceanicznych. Pływaki przypominające kształtem łodzie wykorzystują ruchy fal morskich w górę i w dół do wytwarzania czystej i taniej energii elektrycznej.


Islandia

elektrownia geotermalna Nesjavellir

Elektrownia Nesjavellir, druga co do wielkości na Islandii elektrownia geotermalna (wykorzystująca gorące źródła wody) dostarcza 120 MW energii elektrycznej. Dostarcza także 300 MW energii cieplnej w postaci gorącej wody (1800 litrów na sekundę), zaspokajającej potrzeby stolicy Islandii – Reykjaviku i okolicznych miejscowości.


Polska

Szczecin, wodociągi miejskie produkują prąd

W rurach z płynącą wodą są zamontowane turbiny. Woda w rurach ma dużą prędkość i obraca turbiny, które wytwarzają prąd. Dzięki temu rozwiązaniu rocznie zakład wyprodukuje dodatkową 1 GWh (gigawatogodzinę) energii – to tyle, ile potrzeba do zasilenia w prąd 150 domów.


Źródło: Zakład Wodociągów i Kanalizacji w Szczecinie

Słońce

Energia słoneczna zaczęła być wykorzystywana w drugiej połowie XX wieku, na początku w małym zakresie ze względu na wysokie koszty produkcji. Można nią było zasilić zegarki elektroniczne, kalkulatory, fotoradary, kamery na ulicach, pojedyncze domy z dala od sieci energetycznej, jachty, wozy kempingowe, a także instalacje w kosmosie, np. satelity.

Od początku XXI wieku różne państwa zaczęły dopłacać do produkcji i instalacji urządzeń wykorzystujących promienie słoneczne. Wywołało to gwałtowny rozwój zainteresowania przetwarzaniem energii słonecznej na energię elektryczną (fotowoltaika). Powstają ogromne elektrownie z panelami słonecznymi, zasilające miasta i przemysł. Na taki rodzaj energii decydują się osady i wsie, osiedla, grupy znajomych. Najbardziej znanymi urządzeniami są panele fotowoltaiczne, które zasilają prądem elektrycznym różne urządzenia w domu, i kolektory słoneczne (panele), które zamieniają energię słoneczną na energię cieplną i służą do podgrzewania wody użytkowej lub do wspomagania centralnego ogrzewania pomieszczeń.

USA

Kalifornia, Kramer Junction

elektrownia słoneczna SEGS III–VII SEGS II–VII to jedna z trzech elektrowni słonecznych zlokalizowanych na pustyni Mojave, gdzie 340 dni w roku świeci słońce.


Foto: U.S. Air Force photo/Airman 1st Class Nadine Y. Barclay, domena publiczna, via Wikimedia Commons

Dom jednorodzinny z panelami słonecznymi na dachu




Foto: Reijo Telaranta / Pixabay

Polska

Bydgoszcz, Tramwaj Wodny Słonecznik, napędzany energią słoneczną




Robert Sawicki, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Holandia

Krommenie, 2016, SolaRoad eksperymentalna ścieżka rowerowa z paneli fotowoltaicznych

70-metrowa ścieżka wyprodukowała prąd dla jednego gospodarstwa domowego na cały rok! W wielu krajach trwają badania nad możliwością wykorzystania nawierzchni dróg z panelami fotowoltaicznymi do produkcji prądu, oświetlenia drogi, dla okolicznych miejscowości, a także do ładowania rowerów i samochodów elektrycznych.


Blueknight, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Polska

Lidzbark Warmiński, ścieżka rowerowa oddająca w nocy nagromadzone światło słoneczne

zbudowana przez spółkę Strabag. W 2016 roku w laboratorium TPA w Pruszkowie powstała tzw. niebieska ścieżka rowerowa. Nawierzchnia świecącej ścieżki zawiera tzw. luminofory. To specjalne substancje syntetyczne, które „ładują” się za pomocą światła dziennego, a następnie nocą oddają nagromadzoną energię.

Foto: Strabag - materiały prasowe
ODNAWIALNE
ŹRÓDŁA
ENERGII
Created with Snap