Metodické pokyny k pracovnímu listu č. 10 OBNOVITELNÉ ZDROJE ENERGIE VYUŽÍVANÉ ČLOVĚKEM 9. ročník

Transkript

1 Metodické pokyny k pracovnímu listu č. 10 OBNOVITELNÉ ZDROJE ENERGIE VYUŽÍVANÉ ČLOVĚKEM 9. ročník DOPORUČENÝ ČAS NA VYPRACOVÁNÍ: 25 minut INFORMACE K TÉMATU: OBNOVITELNÉ ZDROJE ENERGIE Spalováním fosilních paliv (uhlí, ropa, zemní plyn) uniká kromě tepelné energie i značné množství emisí, které znečišťují ovzduší. Navíc se jejich zásoby zmenšují a musí se s nimi proto šetřit. SLIBNÁ BUDOUCNOST Obnovitelné čisté alternativní energie představují do budoucna velký rozvojový potenciál. Bude však trvat dlouho, než nahradí ostatní zdroje energie. V současnosti máme k dispozici pět zdrojů obnovitelné energie: solární větrnou vodní geotermální energii z biomasy Jedná se o zdroje energie, které člověk využíval jako první. Do začátku 18. století to byly také nejčastěji využívané zdroje. Na rozdíl od fosilních paliv (ropy, plynu a uhlí), které v krátké či střednědobé budoucnosti budou vyčerpány, jsou trvale obnovitelné. Mají také velkou výhodu v tom, že jsou čisté ; jejich podíl na posílení skleníkového efektu je nepatrný. Rozvoj těchto druhů energie je bohužel stále omezený vysokými pořizovacími náklady. Všechny obnovitelné energie dohromady dnes představují jen necelá 3% světové spotřeby energie. Jejich nevýhodou je i závislost na povětrnostních podmínkách. Další energetické zdroje, jako například palivový článek, jsou stále ve fázi výzkumu, avšak vypadají slibně. Solární energie Solární energii lze různými prostředky přeměnit na teplo nebo na elektřinu. 1. Poté, co světelné paprsky dopadnou na fotovoltaické články, způsobí přesun elektronů, čímž vyrobí elektrický proud. 1

2 2. Další způsob, jak vyrobit elektřinu ze slunečního záření, je v elektrárnách, v nichž stovky zrcadel (heliostatů) směřují sluneční paprsky na kotel. Získaná pára pak pohání turbínu, která elektřinu vyrábí. 3. Solární energii lze rovněž použít k ohřevu vody a vytápění. Solární panely předávají teplo do potrubí, které vede k podlahovému topení nebo k zásobníku na ohřev vody. Hlavními výrobci solární energie jsou Japonsko, USA a Německo. Větrná energie Větrná energie využívá k výrobě elektřiny sílu větru. Princip větrných elektráren je jednoduchý; jejich lopatky jsou umístěné na pohyblivé gondole a natáčejí se proti směru vzdušných proudů. Jejich pohyb pohání turbínu, která vyrábí elektřinu. Větrná energie dnes představuje kolem 1% celosvětové výroby elektřiny. I přesto, že jsou náklady na konstrukci těchto elektráren poměrně vysoké, zdá se, že by v následujících letech mohlo dojít k jejich silnému rozmachu. Nejlépe jsou větrnými elektrárnami vybavené přímořské evropské země, jako Německo, Dánsko nebo Španělsko, kde síla větrů dosahuje značných rychlostí a je téměř nepřetržitá. Ambiciózní program rozvoje však zahájily také Indie a Čína. Vodní energie Vodní energie je dokonale čistá. Vyrábí se silou vody, která protéká přehradami, nebo při přílivu a odlivu (přílivové elektrárny). Přehrady vytvářejí velké zásobárny vody a umožňují nabídku elektřiny regulovat. Vodní elektřina je velmi oblíbená pro svou nízkou výrobní cenu. Přesto je tento způsob výroby energie někdy napadán kvůli tomu, že stavba přehrad vede k masivním přesunům obyvatelstva a má za následek konkrétní škody (zničení ekosystémů) i možná ohrožení životního prostředí (protržení přehrady). Hlavními výrobci vodní energie jsou Kanada, Brazílie, Čína, USA a Norsko. Geotermální energie Geotermální energie vzniká zachycováním teplé vody nebo páry ze zemské kůry, které se využívají k výrobě tepla či elektřiny. Návratnost této energie hodně závisí na velikosti ložiska; práce a čerpadla vyžadují velké investice a pravidelnou údržbu. Proto zůstane vývoj této energie v příštích letech nejspíš dost omezený. Geotermální energii produkuje dvacet zemí, především Filipíny (více než 20% vyrobené elektřiny) a Island (15%). 2

3 Biomasa Termínem biomasa se označuje veškerá živá hmota vzniklá procesem FOTOSYNTÉZY (dřevo, zelený odpad, kaly z čističky vod, organické složky domovního odpadu) používaná k výrobě energie či v zemědělství. Biomasa obsahuje vázanou sluneční energii, která vznikla při procesu fotosyntézy. Rozlišujeme: a) zbytkovou biomasu, kterou tvoří odpadové látky biologického původu (dřevo, odpadky, olejnaté a cukernaté rostliny b) biomasu cíleně pěstovanou (energetické byliny a rychle rostoucí dřeviny). První použití biomasy se pojí se spalováním dřeva či dřevního odpadu. Dřevo je hlavním zdrojem energie v rozvojových zemích, jeho používání v průmyslových zemích je naopak jen okrajové. Jedná se o poměrně čistou energii díky tomu, že oxid uhličitý, který se uvolňuje během spalování, může být fotosyntézou vstřebán nově vysazenými stromy. Je tedy naprosto nezbytné vysazovat nové stromy, aby byla udržena potřebná rovnováha. Spalování odpadů také vytváří energii ve formě tepla nebo elektřiny. V Japonsku, kde chybí prostor pro skládky odpadu, je spalováno 75% odpadů, ve Švédsku a Dánsku je to 60%. Vyhnívání odpadů umožňuje výrobu bioplynu. Ten může sloužit jako palivo (k výrobě tepla či elektřiny) nebo z části nahradit zemní plyn. Biomasa také umožňuje výrobu biopaliv (která se používají jako doplněk klasických paliv). Některá se vyrábějí z oleje olejnatých rostlin jako je řepka olejka nebo slunečnice (bionafta), jiná vznikají fermentací řepy nebo cukrové třtiny (biolíh). Přestože jejich světová produkce rychle roste (+80% u biolihu a +180% u bionafty mezi lety ), nemohou biopaliva konkurovat ropným produktům, protože k jejich pěstování by bylo potřeba obrovských ploch orné půdy na úkor potravinářských plodin. ZDROJE INFORMACÍ 1. Billioud, J. M.: Chraňme naši planetu, Knižní klub, Praha, Vašíčková, J.: Energetika ve výuce na ZŠ (diplomová práce), Masarykova univerzita, Brno,

4 Pracovní list č. 5: ENERGETICKÉ ZDROJE VYUŽÍVÁNÉ ČLOVĚKEM 9. ročník 1. ÚKOL: Podtrhni obnovitelné zdroje energie: uhlí, biolíh, dřevo, sluneční záření, ropa, bioplyn, zemní plyn, vítr, uran 2. ÚKOL: Očísluj podle postupnosti jednotlivé etapy procesu výroby elektrické energie ve vodních elektrárnách: Vzniklou mechanickou energii která se transportuje do míst potřeby. roztočí turbínu. Proudící voda z horní nádrže generátor přeměňuje na energii elektrickou, 3. ÚKOL: Které státy v Evropě vyrábí nejvíce elektrické energie větrnými elektrárnami? a) Portugalsko, Francie, Rakousko b) Anglie, Belgie, Německo c) Polsko, Česká republika, Ukrajina d) Dánsko, Španělsko, Německo 4. ÚKOL: Co si vybavíš pod pojmem BIOMASA? Je spalování biomasy ekologické? 4

5 5. ÚKOL: Vylušti TAJENKU křížovky: 5