odnawialne źródła energii (OZE)
Odnawialne źródła energii (OZE) — są to takie źródła energii, których wykorzystanie nie powoduje długotrwałego ich niedoboru, ponieważ są stosunkowo szybko odnawiane. Odnawialne źródła energii to przede wszystkim energia słoneczna, energia wiatru i wody, energia geotermalna oraz energia pozyskiwana z biomasy.
Aktualnie w naszym kraju odnawialne źródła energii zaspokajają około 5% zapotrzebowania na energię ale według wytycznych Unii Europejskiej ma się to zmienić i do 2020 roku wskaźnik ten ma wynosić 20%. Światowe wykorzystanie energii odnawialnej jest nieco wyższe i 2017 roku wynosiło już ponad 10%. Najczęściej wykorzystywana jest energia wodna, która w opisywanym roku stanowiła 65,4% energii ze źródeł odnawialnych. Energia pozyskiwana z wiatru stanowiła 18,1%, energia pozyskiwana z promieni słonecznych 7,1%, z biopaliw 6% natomiast najrzadziej wykorzystywana była energia geotermalna. W Polsce przeważa energia pochodząca z wiatru oraz z biomasy. Odnawialne źródła energii są alternatywą dla źródeł nieodnawialnych, których zasoby odtwarzają się w bardzo wolnym tempie. Do źródeł nieodnawialnych należy na przykład węgiel, gaz ziemny czy ropa naftowa. Mimo, że źródła te stanowią nadal podstawę produkcji energii na świecie, to przyczyniają się do zanieczyszczenia środowiska, globalnego ocieplenia oraz wyczerpywania zasobów Ziemi.
Energia wodna
Pozyskiwanie energii z wody nazywamy hydroenergrtyką. Jest ona pozyskiwana przy pomocy turbin wodnych, które przekształcają ją w energię mechaniczną. Następnie, za pomocą hydrogeneratorów, energia mechaniczna przekształcana jest w energię elektryczną.
Elektrownie wodne dzielą się na przepływowe, pływowe i szczytowo-pompowe. W elektrowniach przepływowych korzysta się tylko z mocy wody płynącej naturalnie. Najlepiej sprawdzają się w miejscach naturalnego spiętrzenia wody. W przypadku elektrowni pływowych, energia pozyskiwana jest dzięki spiętrzeniom wody morskiej w czasie pływów. Elektrownie szczytowo-pompowe działają na zasadzie pompowania wody do zbiorników na dużej wysokości a następnie wykorzystywanie jej energii potencjalnej po uwolnieniu ze zbiornika.W celu zmaksymalizowania energii potencjalnej wody buduje się także wysokie zapory. Wyróżnia się również małe elektrownie wodne, których wpływ na środowisko jest znikomy w porównaniu do opisanych wyżej dużych elektrowni.
Energia słoneczna
Energia pochodząca z promieni słonecznych stanowi źródło najbardziej rozpowszechnione na naszej planecie. Może być wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej oraz do celów grzewczych. Energia słoneczna jest przetwarzana przy pomocy kolektorów słonecznych oraz paneli fotowoltaicznych. Ogniwa fotowoltaiczne wytwarzają energię dzięki wykorzystaniu różnicy potencjałów podczas przemieszczania elektronów wzbudzonych przez fotony. Nowoczesne panele słoneczne mogą korzystać nie tylko z pełnego nasłonecznienia, ale również w dni pochmurne, kiedy światło jest rozproszone. Kolektory mogą być płaskie lub próżniowe a ich działanie opiera się na systemach mechanicznie przekazujących ciepło przy pomocy cieczy roboczej, na przykład oleju lub wody.
Energia wiatru
Energia wiatru to energia kinetyczna, która jest wykorzystywana przy pomocy turbin wiatrowych zmieniających ją w energię elektryczną. Siła wiatru zależy od różnicy ciśnień a prędkość wiatru wzrasta wraz z wysokością. Wiatr napływający na łopaty wiatraka wprowadza w ruch wirnik turbiny. Ze względu na ustawienie osi wirnika turbiny wiatrowe dzieli się na te o pionowej oraz o poziomej osi obrotu. Obracające się turbiny tworzą energię mechaniczną. Następnie energia mechaniczna przekazywana jest do generatora, czyli prądnicy przetwarzającej ją w energię elektryczną. Wiatr jako źródło energii jest powszechnie dostępny ale charakteryzuje się dużą zmiennością oraz zależy od ukształtowania terenu, a także sposobu zagospodarowania. Wykorzystanie energii wiatrowej wiąże się z kosztem początkowym, przy budowaniu turbin, ale później nie generuje większych wydatków.
Biomasa
Biomasę stanowią produkty, odpady czy pozostałości po produkcji leśnej i rolnej, które ulegają biodegradacji. Mogą to być również biogazy oraz niektóre frakcje odpadów komunalnych i przemysłowych. Biomasę może stanowić cała materia organiczna czyli wszelkie substancje pochodzenia zwierzęcego i roślinnego. Prowadzone są uprawy roślin energetycznych z przeznaczeniem na produkcję energii. Najlepszymi surowcami energetycznymi są lignina, celuloza oraz hemiceluloza. Energia cieplna powstaje podczas spalania biomasy w specjalnych, przeznaczonych do tego kotłach. W trakcie rozkładu biomasy powstają biogazy, które są wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej z powstałej energii cieplnej. Biomasa jest obecne najtańszym ze źródeł energii odnawialnej. Jej spalanie jest również korzystniejsze niż spalanie paliw kopalnych, gdyż nie emituje do środowiska tylu szkodliwych pierwiastków.
Energia geotermalna
Jest to energia drzemiąca wewnątrz Ziemi. Gromadzi się w skałach, wodach oraz w parach. Gorące jądro naszej planety stanowi źródło praktycznie niewyczerpalne a ciepło jest wytwarzane na bieżąco podczas rozpadu radioaktywnych izotopów uranu, potasu i toru. Wody termalne mogą osiągać temperaturę nawet powyżej 100oC. Ich energię wykorzystuje się na dwa sposoby. Bezpośrednio, poprzez zastosowanie turbin parowych bądź za pomocą układów biernych. W pierwszym sposobie woda doprowadzana jest bezpośrednio systemem rur natomiast sposób drugi opiera się na przekazywaniu ciepła wodzie chłodniejszej w obiegu zamkniętym. Energia geotermalna jest wykorzystywana nie tylko do produkcji energii elektrycznej ale też w układach centralnego ogrzewania. W Polsce istnieje dziewięć elektrowni geotermalnych.
