8. srpna 2020

Téma: Obnovitelné zdroje energie

Energie v sídlech je potřebná k vytváření tepelné a světelné pohody ve vnitřním prostředí, zajištění servisních a technologických požadavků výroby, k přepravě osob a hmot.

Narůstající počet obyvatel a rostoucí životní úroveň člověka mají rozhodující vliv na stoupající energetické nároky společnosti. V současné době jsou energetické požadavky společnosti pokrývány především uhlím a využitím energetických plynů a ropy, tzn. především fosilními zdroji energie. Proces jejich zpracování má však velmi ničivý dopad na životní prostředí, a to především na změnu klimatického systému Země. Za změnu klimatu zodpovídá především vynucený skleníkový efekt, který mají na svědomí především emise a imise skleníkových plynů. Na základě těchto tendencí byl vypracován EU strategický plán na změnu celkového přístupu k hospodaření se zdroji energie, které jsou zakotveny ve Směrnici Evropského parlamentu a Rady 2010/31/EU. Jedním z cílů strategie EU je snížit do roku 2020 emise skleníkových plynů o 20 %.  Fosilní paliva, jejichž zásoby se stále snižují, by měla být nahrazena ekologičtější variantou– obnovitelnými zdroji energie (OZE), které by měly přispět ke zvyšování energetické účinnosti v budovách, průmyslu, dopravě a zemědělství.

Termínem obnovitelná energie nazýváme sluneční energii podílející se na fotosyntéze, fotovoltaickém jevu nebo přímém ohřevu pevniny, vzduchu a vody, dále geotermální energii a energii jádra. Vzhledem k poloze, rozloze a geografii ČR je spektrum využitelnosti OZE pro naše hospodářství bohužel omezené.

Přímé sluneční záření je využíváno pro fototermální a fotovoltaické systémy. Fototermální aktivní systémy jsou určené k pohlcení slunečného záření a jeho přímé přeměně na energii tepelnou. Účinnost fototermálních (solárních) systémů je závislá na venkovních klimatických podmínkách a podmínkách provozních. Solární systém je schopen snížit potřebu tepla na ohřev teplé vody o cca 50 % a potřebu tepla na vytápění o cca 20 % – 80 %. Čím nižší je teplotní spád vnitřní otopné soustavy, tím vyšší je účinnost systému. Problémem systému je akumulace tepla především v letních měsících.

Fotovoltaické systémy jsou principiálně polovodičové prvky, které mění absorbované sluneční záření na stejnosměrný elektrický proud. Účinnost těchto systémů je však pouze okolo 17 % a otázkou zůstává materiál baterií pro akumulaci elektrické energie.

Území ČR není příliš vhodné pro využívání všech typů geotermální energie. Prakticky nulový výskyt vysokopotenciálních geotermálních zdrojů je však vyvážen možností využití tepla povrchových vrstev půdy, povrchové a podzemní vody a venkovního vzduchu, tzv. nízkopotenciálních zdrojů energie. Technologií, která umožňuje přeměnu této energie na energii tepelnou, jsou tepelná čerpadla.

Tepelná čerpadla jsou charakterizována prostředím, z něhož je teplo odebíráno (vzduch, voda a zemina) a teplosměnným médiem (vzduch, voda). Účinnost tepelných čerpadel udává topný faktor (COP 2,5–5), který se mění v závislosti na rozdílu teploty prostředí, ze kterého je teplo odebíráno, a teploty výstupního média. Čím vyšší je teplota zdroje (země, voda, vzduch), tím vyšší je topný faktor, a tím nižší jsou provozní náklady. Čím nižší je teplota vody v otopné soustavě, tím vyšší je topný faktor, a tím nižší jsou provozní náklady. Nejvyššího topného faktoru (tedy nejvyšší účinnosti vytápění) dosahují systémy vytápění, v nichž je na straně topidla tepelné čerpadlo země – voda (s vrty) a na straně otopných těles podlahové vytápění. Nejnižší topný faktor (nejnižší účinnost vytápění) je charakteristický pro tepelné čerpadlo vzduch-voda na straně otopných těles při nejnižších venkovních teplotách. Tepelná čerpadla pokrývají cca 60 % – 80 % tepelné potřeby budov, teplá voda se dohřívá elektricky. Výhodou tepelných čerpadel je možný i jejich reverzní chod, který je využíván pro jejich chlazení.

Nejvyšší očekávaná energetická vytěžitelnost je z biomasy, organické hmoty rostlinného nebo živočišného původu a z ní především z energetického zpracování odpadní biomasy. Otázkou ale zůstává, nakolik je způsob přeměny energie biomasy šetrný k životnímu prostředí.

Zdroj: ČKAIT

Foto: Pixabay

X