Digitální učební materiál

Transkript

1 Evidenční číslo materiálu: 520 Digitální učební materiál Autor: Mgr. Pavel Kleibl Datum: Ročník: 8. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Fyzika Tematický okruh: Energie Téma: Zdroje energie Druh učebního materiálu: Prezentace Anotace: Prezentace seznamuje žáky s výhodami a nevýhodami používání obnovitelných a neobnovitelných zdrojů energie.

2 Obnovitelnéa neobnovitelné zdroje energie

3 Obnovitelné zdroje energie Obnovitelné zdroje energie jsou přírodní zdroje energie, které se při postupném spotřebováníčástečně nebo úplně obnovují, a to samy nebo za přispěníčlověka (zákon o životním prostředí). K obnovitelným zdrojům energie (OZE) v ČR patří: energie vody energie větru energie slunečního záření energie biomasy energie bioplynu energie okolního prostředí geotermální energie

4 Obnovitelné zdroje energie Většina obnovitelných zdrojů má svůj původ v energii slunečního záření. Obnovitelné zdroje jsou šetrnější k životnímu prostředí (produkují méně skleníkových plynů). OZE se využívají k výrobě tepla a elektrické energie. Obnovitelné zdroje každoročně zvyšují svůj podíl na výrobě elektrické energie. V roce 2011 byl podíl OZE na výrobě elektrické energie v ČR asi 8,3 % (v roce 2010 byl tento podíl asi 6,9 %).

5 Obnovitelné zdroje energie Podíl jednotlivých zdrojů na výrobě elektrické energie z OZE v ČR v roce 2011 Zdroj: Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR vlastní zpracování

6 Energie slunečního záření Energie slunečního záření vzniká při jaderných reakcích v nitru Slunce. Z energie slunečního záření dopadajícího na povrch Země by se mohla mnohonásobně pokrýt veškerá současná spotřeba energie. Množství energie, které dnes dokážeme získat z energie slunečního záření, je však malé. Sluneční energii je využívána na ohřev vody, vytápění nebo výrobu elektřiny (fotovoltaika). Získávání elektrické energie přímo ze slunečního záření je z hlediska životního prostředí nejčistším a nejšetrnějším způsobem její výroby.

7 Energie slunečního záření Instalace fotovoltaických systémů i výroba elektřiny s využitím těchto systémů je drahá. Pro efektivní výrobu elektřiny je důležitá dostatečná intenzita a doba slunečního záření. Solární energie neník dispozici v noci a je velmi nespolehlivá za špatného počasí (mlha, déšť, sníh). Obr. 1 solární elektrárna [1] Obr. 2 solární elektrárna [2]

8 Energie vody Přírodní podmínky v ČR nejsou pro budování velkých vodních elektráren ideální, proto je podíl na výrobě elektrické energie poměrně nízký. Vodní elektrárny jsou akumulační(přehradní), průtokové nebo přečerpávací. Většina velkých akumulačních vodních elektráren je na Vltavě (vltavská kaskáda). Největší je elektrárna Orlík. Obr. 3 elektrárna Mohelno [3]

9 Vodní elektrárny Výhody: Neznečišťují ovzduší ani krajinu, jsou bezodpadové. Vodní elektrárny mají nízké provozní náklady. Přehradní hráz dokáže zabránit i menším povodním. Přehradnínádrže mohou sloužit i pro rekreační účely nebo jako zdroje pitné či užitkové vody. Nevýhody: Značné investiční náklady na výstavby. Nutnost zatopení velkého území při stavbě velké elektrárny. Závislost na stabilním průtoku vody. Přehradníhráze a jezy brání běžnému lodnímu provozu na řece. Přehradníhráze a vyššíjezy brání tahu ryb.

10 Energie větru Je to ekologický zdroj energie, výroba elektrické energie ve větrných elektrárnách nezatěžuje životní prostředí. Výstavba větrné elektrárny je rychlá, provozní náklady jsou nízké. Výkon závisí na rychlosti větru (kolísavost výkonu). Větrné elektrárny narušují vzhled krajiny a jsou zdrojem nežádoucího hluku.

11 Větrné elektrárny Vhodné lokality pro stavbu větrných elektráren u nás se nacházejí v horských pohraničních pásmech Krušných hor a Jeseníků, popř. v oblasti Českomoravské vrchoviny. Většina těchto území však patří mezi zákonem chráněné oblasti. Obr. 4 větrné elektrárny [4] Obr. 5 větrné elektrárny [3]

12 Energie biomasy Biomasa je látka organického původu. Biomasa může být rostlinného i živočišného původu, patří sem také organické odpady. V ČR se používají zejména tyto formy biomasy: dřevní odpady štěpky, piliny, hobliny, kůra, větve a pařezy nedřevní fytomasa obilná a řepková sláma, energetické plodiny (např. řepka, kukuřice, šťovík) produkty živočišné výroby např. chlévská mrva průmyslové a komunální odpady rostlinného původu např. papírenské odpady čistírenské kaly, skládky odpadů, tříděný komunální odpad kapalná biopaliva např. bioetanol, bionafta

13 Biomasa Nejpoužívanějším druhem biomasy je dřevní odpad. Při spalování biomasy se uvolňuje do ovzduší malé množství oxidu uhličitého. Obr. 6 biomasa [5]

14 Energie bioplynu Bioplyn je směs plynů, z nichž největší část tvoří metan a oxid uhličitý. Bioplyn vzniká při rozkladu organických látek v uzavřených nádržích bez přístupu kyslíku. Pro výrobu bioplynu se mohou použít např. zemědělské produkty a odpady (rostlinné i živočišné), odpady z potravinářského průmyslu, tříděné domovní a komunální odpady. Významným producentem bioplynu jsou čistírny odpadních vod a skládky tuhého komunálního odpadu. Bioplyn je využíván především k výrobě elektrické energie a tepla, ale může sloužit i k pohonu dopravních prostředků. Zbytky organických látek po výrobě bioplynu lze použít jako hnojivo.

15 Energie okolního prostředí Energie okolního prostředí (půdy, vody, vzduchu) se odebírá pomocí tepelných čerpadel. Tepelná čerpadla jsou zařízení, která umožňují převádět teplo z chladnějšího místa na teplejší. Pracovní látka (chladivo) odebírá při vypařování teplo z okolního prostředí o relativně nízké teplotě, kompresorem se chladivo stlačí a tím se zvýší jeho teplota. Takto zahřáté chladivo ohřívá vodu pro další využití. Tepelná čerpadla se používají pro vytápění domů nebo ohřev teplé užitkové vody. Tepelné čerpadlo neprodukuje žádné emise. Nevýhodou jsou vyšší pořizovací náklady.

16 Geotermální energie Geotermální energií je energie získávaná z nitra Země (bez využití tepelných čerpadel). Geotermální energie (horká voda, pára) se využívá buď přímo ve formě tepla k vytápění budov nebo zemědělských zařízení (skleníky), nebo se používá pro výrobu elektrické energie v geotermálních elektrárnách. Obr. 7 geotermální elektrárna [6] Obr. 8 gejzíry [7]

17 Geotermální energie Přímé využití geotermální energie lze uskutečnit ve vulkanicky aktivních oblastech (např. na Islandu). V ČR se připravují projekty na výrobu elektrické energie nepřímo z geotermální energie (např. projekt využití geotermální energie v Litoměřicích, který počítá s výrobou elektřiny i tepla). Využívání geotermální energie má velmi malý vliv na životní prostředí. Termální vody lze využít v lázních a bazénech.

18 Neobnovitelné zdroje energie Neobnovitelné zdroje energie jsou přírodní zdroje, které spotřebováváním zanikají. Jsou tedy vyčerpatelné. Většina neobnovitelných zdrojů energie má svůj původ v energii slunečního záření, která se v nich ukládala v dávných dobách. Mezi neobnovitelné zdroje energie patří především tzv. fosilní paliva: uhlí ropa zemní plyn rašelina Dalším neobnovitelným zdrojem je jaderná energie.

19 Neobnovitelné zdroje energie Těžbou neobnovitelných zdrojů dochází k narušení krajiny, jejich používáním se znečišťuje ovzduší. Neobnovitelné zdroje však stále mají největší podíl na výrobě elektrické energie. Obr. 9 těžba uhlí [8] Obr. 10 ropná plošina [9]

20 Neobnovitelné zdroje energie v ČR V ČR se největší část elektrické energie vyrábí v tepelných elektrárnách (asi 60 %) a dále pak v jaderných elektrárnách (asi 33 %). V tepelných elektrárnách se spaluje především hnědé uhlí (vznik skleníkových plynů). Jaderné elektrárny neznečišťují ovzduší. Problém je však s uložením jaderného odpadu. Obr. 11 elektrárna Prunéřov [10] Obr. 12 elektrárna Dukovany [3]

21 Otázky a úkoly 1) Vysvětli pojmy obnovitelný a neobnovitelný zdroj energie? 2) Uveď příklady obnovitelných zdrojů energie. 3) Uveď příklady neobnovitelných zdrojů energie. 4) Srovnej výhody a nevýhody používání obnovitelných a neobnovitelných zdrojů?

22 Zdroje fotografií: [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]