8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 1/22

 

Proiect

Energia

Surse de energie

Materie: Ed. Tehnologica

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 2/22

 

Ce este energia? 

Energia reprezinta capacitatea unui corp sau a unui sistem fizic de a efectua un lucru

mecanic, la trecerea dintr-o stare in alta stare data. Se masoara in joule (J).

Surse de energie

  Naturala (surse de energie primara)

  Artificiala (surse de energie secundara)

Dupa durata de expluatare si posibilitatile de refacere sursele naturale pot fii:

  Epuizabile (combustibili fosili,nucleari)

o  neregenerabile(carbuni)

o  regenerabile(lemnul)

  Inepuizabile (energie solara,energie eoliana si energie hidraulica)

Surse de energie primara:

  Energia imagazinata in combustibili fosili sub forma de energie chimica combustibili potfi naturali exemplu lemnul,carbuni fosili,si artificiali carbune de lemn

  Energia nucleara continuta in combustibili nucleari  Energie solara care se refera la transferul energie luminoase radiate de soare  Energia geotermica reprezinta energia termica a unor ape subterane  Energia eoliana  Energia hidraulica  Energia mareamatrica este datorita fluxului si refluxului marin  Resurse alternative: hidrogenul,biomasa,metamolul

Surse de energie secundara:

  energie electrica  energie termica  energie mecenica  energie luminoasa

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 3/22

 

Energia

Nucleara

Energia Nucleară reprezintă

energia eliberată în timpul fisiuni

sau fuziunii nucleilor atomici.

Până în anii 1800 principalul combustibil era lemnul,energia lui derivând din energia solara înmagazinată în plante în timpul perioadei lor de viaţa.   Începând cu RevoluţiaIndustriala,oamenii au devenit dependenţi de combustibilul fosili (cărbuni,petrol,gaze naturale)

care derivă de asemenea din energia solară înmagazinată. 

Arderea acestor combustibili produce reacţii chimice ce rezultă prin schimbareastructurii electronilor în atomi.O parte din energia eliberată sub formă de căldură păstreazăcombustibilul rămas suficient de cald pentru a întreţine reactia chimică. În timpul celui de al-II-lea război mondial, oamenii de ştiintă din Germania şi America s-au întrecut pentrua face o bombă puternică, utilizănd energia din nucleul atomilor.În Chicago oechipă de oameni de ştiinţă condusă de profesorul italian Enrico Fermi a reuşit să provoaceprima reacţie nucleară controlată.Era a bombei atomice.Ei au găsit o cale de a fisiona nucleul.Înacest proces se distingea o cantitate mică de materie,dar era eliberată o cantitate mare de

energie sub formă de căldură.În cazul bombei atomice procesul avea loc foarte rapid,având carezultat o explozie bruscă şi devastatoare de energie.În centralele nucleare   are loc acelaşi tipde reacţie dar la o rată mai lentă şi controlată cu grijă. 

Energia nucleară poate fi obţinută în 2 moduri diferite: prin fisiunea unui nucleu greu sauprin fuziunea a 2 nuclei uşori.Reacţiile de fusiune sunt dificil de menţinut pentru că cei 2 nucleise resping,dar spre deosebire de reacţiile de fisiune,fuziunea nu creeaza produşi radioactivi.

Fisiunea nu este provocată prin bombardarea unui combustibil cu neutroni.Un nucleuloveşte un altnucleu,determinându-l să se scindeze şi să emită mai mulţi neutroni.Acestealovesc alte nuclee,provocând alte scindări şi eliberarea altor neutroni.Aceasta succesiune se

numeşte reacţie în lanţ.În cazul unei bombe atomice,reacţia în lanţ i se permite să continuenecontrolată.Din această cauză energia eliberată în timpul procesului de fisiune se acumuleazăşi provoacă o explozie violentă.La un reactor nuclear,există bare metalice de reglare careabsorb o parte din nuleu,încetinând reacţia şi rata la care se eliberează energia. 

Numai câteva elemente pot fi utilizate drept combustibil nuclear deoarece,pentru a intra într-o reacţie de fisiune în lanţ,atomii trbuie să aibe nuclee relativ mari şi instabile.Asemenea

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 4/22

elemente se numesc materialefisionabile.Unul dintr cele mai larg folositela centrale nucleare este 235U care are 92protoni,143 neutroni în nucleul său.Cândun nucleu de 235U este lovit de un

neutron,el devine instabil şi sescindează,eliberând energie şi alţineutroni.Aceştia scindează alt nucleu deUraniu.Fisiunea nucleară a unei mase deuraniu produce o energie de peste douămilioane de ori mai mare decât ceaobişnuită prin arderea unei mase decărbune de aceeaşi greutate. Pentru ca oreacţie în lanţ să nu înceteze şi să se producă în continuare,trebuie să existe o cantitatesuficient de mare de combustibil.Numai dacă masa lui depăşeşte o anumită valoare numitămasă critică,reacţia în lanţ se va autoîntreţine.De exemplu:pentru 235U masa critică este deaproximativ 50 kg.  În bombele atomice se folosesc explozivi obişnuiţi pentru a presa laolaltă 2bucăţi de material fisionabil,fiecare sub masa critică.Rezultă o masă totală mai mare decât masacritică,astfel încât se produce o reacţie în lanţ şi provoacă o explozie nucleară. 

Reactorul nuclear a lui Enrico Fermi era format dintr-o masă de grafit şi bare decombustibil de Uraniu s-a adăugat grafit şi uraniu până când cantitatea de Uraniu a fostsuficientă pentru a întreţine o reacţie în  lanţ . Grafitul avea rolul demoderator să încetineascăneutronii pentru a-I face mai eficienţi în provocarea fisiunii.Asemenea neutroni se numescneutroni termici deoarece,când sunt încetinii,ei au aproximativ aceeaşi energie ca şi energiatermică a atomilor şi moleculelor din jur. 

Primele reactoare nucleare utilizate pe scară largă au fost construite în 1944 laHansford,Washington,pentru producerea de armament nuclear.Combustibilul folosit esteUraniul metalic natural,iar moderatorul grafitul.Şi astăzi majoritatea reactoarelor nuclearemoderne sunt reactoare cu neutroni termici pentru că ele utilizează un moderator pentru a încetini neutronii rapizi.Cele 3 moderatoare utilizate în reactoarele moderne cu neutronitermici sunt grafitul,care constă di carbon pur,apă ”grea” care conţine izotopul stabi dehidrogen numit deuteriu în locul hidrogenului obişnuit şi apă “uşoară” sau obişnuită. 

 Întru-n reactor nuclear căldura generată în combustibil prin fisiune este îndepărtatăprintr-un agent răcitor lichid sau gazos.Acest agent răcitor trece printr -un shimbător de căldurăşi încălzeşte apa transformând-o în aburi.Aburii sunt folosiţi pentru acţionarea turbinelor.Înreactorul cu apă în fierbere şi reactorul cu apă grea care generează aburi,agentul răcitor esteapa.În reactoarele sub presiune se foloseşte apa la o presiune de aproximativ 150 atmosfere.Eaeste pompată prin canale unde temperatura este de aproximativ 325 grade C,iar de aici apasupraîncălzită este pompată printr-un generator de aburi şi transformată în aburi.Aburii pun înmişcare unul sau mai multe turbine, apoi se condensează şi sunt pompaţi din nou cătregeneratorul de aburi.În reactoarele cu apă în fierbere apa este pompată prin canale la ppppppp

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 5/22

şi fierbe generând aburi care sunt pompaţi direct la turbine şi apoi condensaţi şi ajung înapoi înreactor.

Utilizarea apei “grele” a fost mai ales dezvoltată în Canada.Principalul său avantaj esteacela că  risipeşte cei mai puţini neutroni.Utilizarea apei “uşoare” permite construcţia

reactoarelor compacte.Acestea sunt utilizate la acţionarea submarinelor şi a unor nave spaţiale. 

Toate reactoarele nucleare moderne se bazează pe fisiunea nucleară.Un alt tip de reacţienucleară,numită fusiune , asigură energia soarelui.La presiuni eeeeeee ţi la temperatura deaproximativ 15 mlioane de grade celsius care există în soare,nuclei de hidrogen se combină şidetermină cea mai mare parte di energia eliberată  de Soare.În fusiunea nucleară două nucleeatomice cu relaţii uşoare se unesc pentru a forma unul mai greu şi eliberează energie.Cea maiuşoară reacţie de fusiune este aceea dintre 2 izotopi ai hidrogenului şi anume deuteriu şitritiu.Tritiul este uşor de obţinut, 

Iar mările conţin cantităţi mari de deuteriu.Dar este nevoie de temperaturi de 100-300 demilioane centigrade în asemenea reacţi şi nici un material nu poate rezista la asemeneacăldură.De aceea combustibilul trebuie ţinut departe de pereţii recipientului prin câmpurimagnetice.Dacă fusiunea nucleară va putea fi pusă în practică , ea va oferi următoareleavantaje:

a) va avea o sursă nelimitată de combustibil şi anume deuteriuldin oceane.

b) nu va exista posibilitatea de accidente în ractoarele nucleare,deoarece cantitatea decombustibil în acesta este foarte mic.

c) rezultă reziduri mult mai puţin radioactive şi mai uşor de mânuit decât cele din reacţiilede fisiune.

Experimentele din anii 1990 cu un dispozitiv de fusiune pentru testări, Joint European Torus ,au confirmat faptul că această tehnică funcţioneaza şi un reactor de fusiune experimental poatefi construit cândva la începutul secolului XXII.

Centrala nucleară cu Unitatea I în capătul din dreapta  

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 6/22

Energia Solara

O cantitate imensă de energie solară ajunge la suprafaţa pământului în fiecare zi.

Această energie poate fi captată, şi folosita sub formă de caldură în aplicaţii termo -solare, sau

poate fi transformată direct în electricitate cu ajutorul celulelor fotovoltaice(CF) .

Pentru a înţelege cum CF şi sistemele termo-solare captează energia solară, este important să înţelegem cum aceasta îşi urmează cursul de la soare spre Pământ şi cum acestflux se schimbă periodic.

Energia solară este energia emisă de Soare, fiind o sursă de energie regenerabilă 

Energia solară poate fi folosită să: 

  genereze electricitate prin celule solare (fotovoltaice)  genereze electricitate prin centrale termice solare (heliocentrale)    încălzească clădiri, direct    încălzească clădiri, prin pompe de căldură    încălzească clădiri și să producă apă caldă de consum prin panouri solare termice

Instalațiile solare sunt de două tipuri: termice și fotovoltaice.

Cum este transportată energia pe Pământ?

Pământul se roteste în jurul soarelui la o distanţă de aproximativ 150 milioane de km.

Radiaţiile se extind la viteza de300.000 de km pe sec, viteza

luminii. Timpul necesar pentru

a ajunge pe Pământ este de

aproximativ 8 min.

Catitatea de radiaţii ce ajung pe Pământ?

Cantitatea de energie solară ce atinge la un moment dat un anumit loc de pe suprafaţaPământului se numeşte constantă solară, valoarea ei depinzând de mai mulţi factori. Dacă

soarele este la amiază şi cerul este senin, radiaţia pe o suprafaţă orizontală este de aproximativ

1000 de W pe metru patrat. Se observă scăderea constantei solare când suprafaţa nu este

orientată perpendicular pe razele soarelui.

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 7/22

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 8/22

Există 3 tipuri de sisteme termo-solare de încălzire a apei ce

folosesc colectorul cu taler plat:

A: Sistemul este format dintr-o pompă, un colector şi

un bazin de stocare. Pompa trece apa prin colector, acesta o

 încălzeşte, după care este stocată în bazin 

B: Sistemul este format dintr-un colector ce

reprezintă în acelaşi timp şi bazinul de stocare. 

C: Sistemul este format dintr-un colector şi un bazin de stocare a apei.

Transformarea energiei termo-solare în energie electrică 

Centralele electrice termo-solare produc electricitate folosind o turbină alimentată cu

aburii produşi prin clocotirea unui lichid cu ajutorul radiaţiilor soarelui. 

Sisteme de captare a energiei termo-solare

Centralele electrice termo-solare folosesc mai multe metode pentru captarea razalor de

soare:

1. Sisteme cu receptor central (alte poze la pagina )

Aceste sisteme concentrează razele de soare spre un colector central cu

ajutorul unor oglizi plasate radiar.

2. Sisteme cu albii (alte poze la pagina )

Albiile sunt lungii, formate din oglinzi curbate ce concentrează razele

soarelui pe nişte ţevi umplute cu un lichid. Acest lichid poate atinge

temperaturi foarte mari,

de exemplu in centralele din Sudul Californiei poate ajunge până la 400 grade C.  

3. Sisteme cu parabolă (alte poze la pagina

Folosesc o parabolă ce concentrează radiaţiile solare spre un colector

montat în punctul focal al acesteia.

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 9/22

 

Aplicaţii 

Apa caldă poate fi produsăla o scară mică pentru utilizări

casinice sau la o scară mare pentru

alimentarea centralelor electrice

termo-solare. Aplicaţiile la scară

mică folosesc în general colectori cu

taler plat, în timp ce centralele

electrice folosesc sisteme de

concentrare a radiaţiilor solare. 

1. Apa caldă pentru uz cansnic 

Instalarea unui sistem ce foloseşte energia solară pentru încălzire este economic şi

poate satisface 60-80% din totalul necesar de apă caldă.

SRCC sau Solar Rating & Certification Corporation este o organizatie non profit ce se

ocupă cu asigurarea calităţii sistemelor termo-solare casnice.

2.Πncălzirea piscinei 

3.Întrebuinţări comerciale şi casnice 

4.Centrale electrice termo-solare.

Folosind albii, parabole sau receptori centrali uzinele

electrice termo-solare concentrează razele soarelui spre colectori

care ating temperaturi foarte mari(uneori până la 600 de grade C).

Astăzi, există un număr mare de centrale comerciale active, altele

mai mari urmând să fie construite.

1.Spitalul St. Rose din San Antonio, Texas foloseşte un sistem

termo-solar de încălzire pentru 90% din totalul de apa caldă necesară.

Sistemul are un bazin de 30000 de L şi un colector cu o suprafaţă de 5000 de

metri pătraţi. Acest mod de obţinere a apei calde ajută spitalul să

economisească 17.000$ pe an. 

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 10/22

 

2. Locatari acestui bloc din Honolulu, Hawai au optat în anul 1984

pentru folosirea energiei termo-solare la încălzirea apei datorită

preţurilor mari ale petrolului. Sistemul foloseşte aproximativ 50 de

colectori cu taler plat de 48 metri pătraţi şi un bazin de 13500 lpentru asigurarea a 70% din totalul necesar de apă caldă. 

3. Această centrală termo-solară foloseşte un sistem cu receptor central si are o putere de 10

MW.

4.În California de Sud (S.U.A.) există 9 centrale cu sisteme de albii, numite şi SEGS( Solar Electric

Generating Systems) ce genereaza în total 354 de megawaţi. Sistemele cu albii sunt cele mai

fiabile şi economice sisteme termo-solare.

Avantajele energiei electrice termico-solare:

  se obţine electricitate şi apă caldă în acelaşi timp 

  centralele pot fi adaptate la aplicaţiile pentru care sunt folosite 

  poluarea este foarte mică sau inexistentă 

  construirea centralor termo-solare se face mult mai repede decât a centralelorconevenţionale

Stiati ca… 

  Ecranul telefonului mobil, folosit ca încărcăt or solar:

Wysips, o companie de origine franceză, a descoperit tehnologia prin care ecranul 

telefonului mobil sau al smartphone-ului poate fi încărcat de la soare, cu ajutorul unei

 pelicule fotovoltaice. Pelicula fotovoltaică poate fi integrată în ecranul   telefonului și

 permite încărcarea completă a bateriilor, graț ie luminii solare, în numai 6 ore.

Procedeul este ieftin (preț ul peliculei este de 1 euro), iar invenț ia companiei franceze a

 fost deja premiată la Concursul de inventică de la Orlando, Florida, la categoria „Aplicaț ii verzi în gestionarea energiei”. Descoperirea apar ț ine fondatorilor 

companiei, Ludovic Deblois și Joël Gilbert, care au demonstrat că „în șase ore se poa te

încărca complet o baterie, de la soare, iar pentru 30 de minute de conversa ț ie este

necesară doar o oră”. Primele telefoane cu peliculă fotovoltaică Wysips urmează să

apară în primul trimestru al anului 2012.

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 11/22

  Mașini solare:

Prima mașină solară a fost inventată de Ed Passerini în 1977 și numită “Bluebird”.

Mașina era mică, ușoară și costa relativ puțin. A urmat Larry Perkins a inventat vehiculul 

“Quiet Achiever” în anul 1982. Cea mai rapidă mașină cu energie solară atinge 88 km/h.

O mașină care folosește aceeași cantitate de energie ca un prăjitor de pâine (1400 W)este cel mai ra pid autovehicul solar din lume. Numită ,,Sunswift", ea a fost creată de o

echipă de studenți de la Universitatea New South Wales din Sidney, Australia. Aceasta a

bătut un nou record această lună atingând viteza de 88 km/h, depășind cu aproape 10

km/h recordul anterior  care îi aparținea proiectului GM Sunraycer .

  Comunitățile rurale africane folosesc energia solară pentru electricitate:

Peste 450.000 de persoane din comunităț ile rurale africane au acces la electricitate

datorită energiei solare, o alternativă la vechiul kerosen. Funda ț ia Rurală pentru

Energie, o organizaț ie olandeză non-profit, a ajutat peste 450.000 de persoane dinregiunea sub-sahariană a Africii să aibă acces la electricitate. Energia electrică

 generată de panourile solare le permite copiilor să citească seara, să asculte radio, să

se uite la televizor iar un bec oferă mult mai multă lumină decât lampa cu cherosen. 

  Casă cu panouri solare:

Pentru o casă structurată pe parter plus etaj, cu su prafaț a de 80 de metri pătraț i pe nivel,

sistemul de panouri solare cu boiler (exterior  sau interior) costă între 500-2000 euro, cu

 perioadă de amortizare între 3-5 ani. Economia lunară este , în medie, de aproximativ 60%

din costul unei facturi normale de energie termică. Pentru a evita scăderea randamentuluisistemului, specialiștii sfătuiesc să fie efectuate periodic lucrări de cură ț are a panourilor căci

acestea își pot pierde eficienț a chiar și cu peste 30%.

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 12/22

Energia eoliană 

Energia eoliană este energia vântului, o formă de energie regenerabilă. La început energiavântului era transformată în energie mecanică. Ea a fost folosită de la începuturile umanității camijloc de propulsie pe apă pentru diverse  ambarcațiuni iar ceva mai târziu ca energie pentrumorile de vânt. Morile de vânt au fost folosite începând cu sec al 7-lea î.Hr de perși pentrumăcinarea grăunțelor. Morile de vânt europene, construite începând cu sec al 12-lea în Anglia șiFranța, au fost folosite atăt pentru măcinarea de boabe cât și pentru tăierea buștenilor,mărunțirea tutunului, confecționarea hârtiei, presarea semințelor de in pentru ulei și măcinareade piatră pentru vopselele de pictat. Ele au evoluat ca putere de la 25-30 KW la început până la1500 KW (anul 1988), devenind în același timp și loc de depozitare a materialelor prelucrate.Morile de vânt americane pentru ferme erau ideale pentru pomparea de apă de la mareadâncime. Turbinele eoliene moderne transformă energia vântului în energie electrică producând între 50-60 KW (diametre de elice începând cu 1m)-2-3MW putere (diametre de 60-100m), cele mai multe generând între 500-1500 KW. Puterea vântului este folosită și înactivități recreative precum windsurfing-ul. La sfârșitul anului 2010, capacitatea mondială ageneratoarelor eoliene era de 194 400 MW. Toate turbinele de pe glob pot genera 430Terawațioră/an, echivalentul a 2,5% din consumul mondial de energie. Industria vântuluiimplică o circulație a mărfurilor de 40 miliarde euro și lucrează în ea 670 000 persoane în întreaga lume.

Țările cu cea mai mare capacitate instalată în ferme eoliene sunt China, Statele Unite, Germaniași Spania. La începutul anului 2011, ponderea energiei eoliene, în totalul consumului intern era

de 24% în Danemarca, 14% în Spania și Portugalia, circa 10% în Irlanda și Germania, 5,3% lanivelul UE; procentul este de 3% în România la începutul anului 2012. La aceeași dată înRomânia existau peste o mie de turbine eoliene, jumătate dintre ele fiind în Dobrogea. 

Fundamentul energiei eoliene moderne

Fermă eoliană de turbine de 7,5 MW, Estinnes, Belgia 

Vânturile se formează deorece soarele nu încălzește

Pământul  uniform, fapt care creează mișcări de aer.

Energia cinetică din vânt poate fi folosită pentru a roti

niște turbine, care sunt capabile de a genera

electricitate

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 13/22

Turbinele eoliene pot fi împăr ț ite arbitrar în trei clase: mici, medii și mari. Turbinele eolienemici sunt capabile de generarea a 50-60 KW putere și folosesc rotoare cu diametru între 1-15 m.Se folosesc în principal în zone îndepărtate, unde există un necesar de energie electrică dar sursele tradiț ionale de electricitate sunt scumpe sau nesigure.Unele mici turbine sunt așacompacte încât pot fi cărate în locaț ii îndepărtate pe spatele calului. 

Cele mai multe dispozitive eoliene sunt turbinele de dimensiune medie. Acestea folosesc rotoarecare au diametre între 15-60 m și au o capacitate între 50-1500 KW. Cele mai multe turbinecomerciale generează o capacitate între 500KW-1500KW.

Turbinele eoliene mari au rotoare care măsoară diametre între 60-100 m și sunt capabile de agenera 2-3 MW putere. S-a dovedit în practică că aceste turbine mastodont sunt mai puț ineconomice și mai puț in sigure în raport cu cele de dimensiune medie Turbinele eoliene mari produc până la 1,8 MW și pot avea o paletă de peste 40 m, ele fiind plasate pe turnuri de 80 m.

Unele turbine pot produce 5 MW, deși aceasta necesită o viteză a vântului de aproximativ

5,5 m/s, sau 20 de kilometri pe oră. Puț ine zone pe pământ au aceste viteze ale vântului, dar vânturi mai puternice se pot găsi la altitudini mai mari și în zone oceanice.

Siguranța energiei eoliene

Energia eoliană este o energie curată șiregenerabilă dar este intermitentă, avândvariaț ii în timpul zilei și al anotimpului, șichiar de la un an la altul. Turbinele eolieneoperează cam cam 60% din an în regiunile

mcu vânt. Prin comparaț ie, uzinele decărbune operează la circa 75-85% din întreaga capacitate.

Majoritatea turbinelor produc energie peste25 % din timp, acest procent crescând iarna,când vânturile sunt mai puternice.

Mori de vânt, Mykonos, Grecia

 În cazurile în care turbinele eoliene sunt conectate la mari reț ele de electricitate, caracterul intermitent al

energiei eoliene nu afectează consumatorii. Zilele fără vânt sunt compensate prin alte surse de ener giecum ar fi uzinele de cărbune sau uzinele hidroelectrice care sunt conectate la reț ea. 

Oamenii care locuiesc în locuri îndepărtate și care folosesc electricitatea de la turbinele eolieneutilizează adesea baterii sau generatoare de rezervă pentru asigurarea energiei în timpul perioadelor fără suficient vânt.

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 14/22

Cele mai multe turbine eoliene comerciale sunt offline (pentru întreț inere sau reparaț ii) maipuț in de 3 % din timp, fiind, așadar, la fel de sigure ca și uzinele convenț ionale de energie.

Turbinele eoliene au reputaț ia de a fi longevive. Multe turbine produc energie de la începutulanilor 80. Multe mori de vânt de fermă americane sunt folosite de genera ț ii întregi. Unele mori

de vânt tradiț ionale europene ating venerabila vârstă de 300 de ani. 

Energia eoliană în Europa 

Deși încă o sursă relativ minoră de energie electrică pentru majoritatea ț ărilor, producț ia energieieoliene a crescut practic de cinci ori între 1999 și 2006, ajungându-se ca, în unele ț ări, pondereaenergiei eoliene în consumul total de energie să fie semnificativ: Danemarca (23%), Spania(8%), Germania (6%). Ponderea energiei eoliene, în totalul consumului intern era, la începutulanului 2011, de 24% în Danemarca, 14% în Spania și Portugalia, circa 10% în Irlanda șiGermania și 5,3% la nivelul UE, iar în România de numai 1,6%.

La nivelul Uniunii Europene, capacitatea totală de producț ie energetică a turbinelor eoliene era lafinele anului 2010 de 84.074 MW. Potrivit datelor de la finele anului 2010 Germania are cea maimare capacitate de producț ie de energie eoliană din UE, de 27.214 MW, urmată de Spania, cu20.676 MW, iar apoi, la mare distanț ă, de Italia (5.797 MW) și Franț a (5.660 MW).

În martie 2011, energia eoliană a devenit, pentru prima dată, tehnologia cu cea mai mareproducț ie electrică din Spania, potrivit Reț elei Electrice din Spania (REE), cu 21 % din totalulcererii de electricitate din Spania. Pe locurile următore: energia nucleară  (19%), energiahidraulică (17,3%), ciclurile combinate (17,2%), termocentralele pe cărbune (12,9%) și energiasolară  (2,6%). Mulț umită aportului energiei eoline, s-a evitat importarea de hidrocarburi învaloare de 250 de milioane de euro și emisia de 1,7 milioane de tone de CO2, adică echivalentul

 plantării a 850.000 de copaci.[18][19] 

În anul 2011, pentru construcț ia unei capacităț i de producț ie energetice eoliene de 1 MW, estenecesară o investiț ie de 1,5 – 1,7 milioane de euro.[20] 

În prezent, parcul eolian Whitelee din Scoț ia este cel mai mare parc eolian terestru din Europa.

Cea mai mare parte din ferma eoliană de 619 MW San Gorgonio Pass Wind Farm, a patra cea mai mare fermă eoliană din Statele Unite, la capătul vestic al Coachella Valley, California 

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 15/22

Energia eoliană în România 

În sectorul eolian din România au investit CEZ (Cehia), ENEL (Italia), Energias de Portugal(Portugalia) și Iberdrola Renovables (Spania). 

CEZ a instalat 115 turbine la Fântânele, 90 dintre ele fiind deja legate la re ț eaua natională deenergie electrică.Eolienele au cca 100 m înălț ime. Turbinele pentru parcul eolian construit deCEZ sunt livrate de către gigantul industrial american General Electric.

Energias de Portugal (Portugalia), al treilea cel mai mare investitor în energie eoliană la nivelmondial, a terminat construcț ia unui parc eolian de 69 MW la Cernavodă, în mai 2011. Energia poate alimenta 70 000 de gospodării și a costat 200 milioane de dolari. La această dată înDobrogea sunt construite deja parcuri eoliene care însumează 600MW.

 în 2009 erau instalaț i doar 14 MW. În 2010, în centralele eoliene erau instalaț i în total 462 MW.România a ajuns, în 2011, la 850 MW instalaț i în total în eolian (adică o putere mai mare decât

cea a unui reactor nuclear de la Cernavodă). Un MW instalat costă 1,6 milioane de euro.

La începutul anului 2012, în Dobrogea există peste 500 de turbine eoliene. Cehii de la CEZ, portughezii de la EDP sau italienii de la Enel au investit în energie eoliană în Dobrogea.

În România, la începutul anului 2012, există peste 1000 de turbine eoliene care produc 3% dintotalul de energie. Investiț iile în eoliene au creat până acum 1000 de locuri de muncă.

Eolienele din România produc, în medie 150 - 200 de megawaț i-oră. Costul energie eoliene estede 170 de euro pe megawatt/oră, de aproape trei ori mai mult fa ț ă de energia produsă dehidrocentrale.

Potrivit hăr ț ii energiei "verzi", potenț ialul României cuprinde 65%  biomasă, 17% energieeoliană, 12% energie solară, 4% microhidrocentrale, 1% voltaic + 1% geotermal.[4] În România,cu excepț ia zonelor montane, unde condiț iile meteorologice dificile fac groaie instalarea și întreț inerea agregatelor eoliene, viteze egale sau superioare nivelului de 4 m/s se regăsesc înPodișul Central Moldovenesc și în Dobrogea. Litoralul prezintă și el potenț ial energetic deoarece în această parte a ț ării viteza medie anuală a vântului întrece pragul de 4 m/s. În zona litoralului,pe termen scurt și mediu, potenț ialul energetic eolian amenajabil este de circa 2.000 MW, cu ocantitate medie de energie electrică de 4.500 GWh/an.

Pe baza evaluării și interpretării datelor înregistrate, în România se pot monta instalaț ii eoliene

cu o capacitate de până la 14.000 MW, ceea ce înseamnă un aport de energie electrică de aproape23 000 GWh/an. Potrivit unui studiu al Erste Group, potenț ialul eolian al ț ării, estimat la 14.000de MW, este cel mai mare din sud-estul Europei și al doilea din Europa.

Transelectrica a avertizat că în sistemul naț ional pot fi preluate turbine eoliene de maximum4.000 de MW, în contextul în care a primit cereri de racord la re ț ea pentru proiecte de peste30.000 de MW, din care 8.000 de MW au deja contracte semnate.

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 16/22

Comparații cu alte resurse

energetice

Avantaje

 În contextul actual, caracterizat decreșterea alarmantă a poluării cauzate de producerea energiei dinarderea combustibililor fosili, devinedin ce în ce mai importantăreducerea dependenței de aceșticombustibili. 

Energia eoliană s-a dovedit deja a fi o soluție foarte bună la problema energetică globală.

Utilizarea resurselor regenerabile se adresează nu numai producerii de energie , dar prin modulparticular de generare reformulează și modelul de dezvoltare, prin descentralizarea surselor.Energia eoliană în special este printre formele de energie regenerabilă care se preteazăaplicațiilor la scară redusă. 

  Principalul avantaj al energiei eoliene este emisia zero de substanțe poluante și gaze cuefect de seră, datorită faptului că nu se ard combustibili.

  Nu se produc deșeuri . Producerea de energie eoliană nu implică producerea nici unui felde deșeuri. 

  Costuri reduse pe unitate de energie produsă. Costul energiei electrice produse încentralele eoliene moderne a scăzut substanțial în ultimii ani, ajungând în S.U.A. să fiechiar mai mici decât în cazul energiei generate din combustibili, chiar dacă nu se iau înconsiderare externalitățile negative inerente utilizării combustibililor clasici.

 În 2004 prețul energiei eoliene ajunsese deja la o cincime fa ță de cel din anii 1980, iarpreviziunile sunt de continuare a scăderii acestora deoarece se pun în f uncțiuni tot mai multeunități eoliene cu putere instalată de mai mulț i megawați. 

  Costuri reduse de scoatere din funcțiune. Spre deosebire de centralele nucleare, de

exemplu, unde costurile de scoatere din funcțiune pot fi de câteva ori mai mari decâtcosturile centralei. în cazul generatoarelor eoliene, costurile de scoatere din funcțiune,la capătul perioadei normale de funcționare, sunt minime, acestea putând fi integralreciclate. 

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 17/22

Dezavantaje

Principalele dezavantaje sunt: resursa energeticărelativ limitată, inconstanța datorată variației vitezeivântului și numărului redus de amplasamente posibile.Puține locuri pe Pământ oferă posibilitatea produceriia suficientă electricitate folosind energia vântului. La început, un important dezavantaj al producției deenergie eoliană a fost prețul destul de mare deproducere a energiei și fiabilitatea relativ redusă a

turbinelor. În ultimii 25 de ani, eficacitatea energetică s-a dublat, costul unui kWh produsscăzând de la 0,7 euro la circa 0,32 euro în prezent. Un alt dezavantaj este și "poluarea vizuală"- adică faptul că au o apariție neplăcută - iar altul ar fi faptul că produc "poluare sonoră" (suntprea gălăgioase). De asemenea, se afirmă că turbinele afectează mediul și ecosistemele din

 împrejurimi, omorând păsări și necesitând terenuri mari virane pentru instalarea lor.Argumente împotriva acestora sunt că turbinele moderne de vânt au o apariție atractivăstilizată, că mașinile omoară mai multe păsări pe an decât turbinele  și că alte surse de energie,precum cărbunele, sunt cu mult mai dăunătoare pentru mediu, deoarece creează poluare și ducla efectul de seră. 

De asemenea, există un risc mare de distrugere în cazul furtunilor.

Stiati ca… 

  Morile de vânt persane.Morile de vânt persane aveau palete făcute din mănunchiuri detrestie, care se învârteau în jurul unei axe verticale și erau folosite la măcinareagrăunțelor. Ele au început să fie folosite de perși din secolul al VII-lea î.Hr.

  Primele mori de vânt din Europa au fost construite în sec al 12-lea în nordul Franț ei și însudul Angliei, ele s-au răspândit apoi în Belgia, Germania și Danemarca. În Olanda eleau fost folosite pentru a drena (asana) zonele mlăștinoase pentru a le face locuibile decătre Jan Leegwater și inginerii danezi care i-au urmat. Morile de vânt europene eraufolosite atât la măcinarea grăunț elor cât și la tăierea buștenilor, mărunț irea tutunului, confecț ionarea hârtiei, presarea seminț elor de in pentru ulei și măcinarea de piatră pentru

vopselele de pictat.

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 18/22

Energia geotermică 

Energia geotermică este o formă de energie regenerabilă obținutădin căldura aflată în interiorul Pamântului. Apa fierbinte și aburii,captați în zonele cu activitate vulcanică  și tectonică, sunt utilizațipentru încălzirea locuințelor și pentru producerea electricității. 

Tipuri de Centrale Geotermale

Există trei tipuri de centrale geotermale care sunt folosite la această dată pe glob pentrutransformarea puterii apei geotermale în electricitate: 'uscat'; 'flash' si 'binar', depinzând dupastarea fluidului: vapori sau lichid, sau după temperatura acestuia. 

  Centralele 'Uscate' au fost primele tipuri de centrale construite, ele utilizeaza abur dinizvorul geotermal.

  Centralele 'Flash' sunt cele mai răspândite centrale de azi. Ele folosesc apa latemperaturi de 360° F(182° C), injectând-o la presiuni înalte în echipamentul de lasuprafață. 

  Centralele cu ciclu binar diferă față de primele două, prin faptul că apa sau aburul dinizvorul geotermal nu vine in contact cu turbina,respectiv generatorul electric. Apafolosită atinge temperaturi de până la 400° F(200 °C).

Islanda

Radu Dimeca, președintele Rosenc a declarat:,,Islanda este cea mai cea mai importantă țară din

lume care folosește energia geotermală. La 500 de metri extrag apă de 150 de grade Celsius, iarla 1.000 de metri, 300 grade Celsius. Ei au început exploatarea de 60-70 de ani. Au realizat că înloc să aibă cenușa toxică de la termocentrale, mai bine folosesc apa caldă de sub ei. Acum 80 lasută din energia lor este din surse geotermale, iar 12 la sută din alte resurse regenerabile.Aproape toate locuințele din capitala Reykjavik sunt încălzite cu apa termală, de acolo vine șiapa caldă menajeră. Acesta se realizează direct prin țevi spre calorifere. De asemenea, energiaelectrică este obținută tot din resurse geotermale, prin folosirea căldurii și al aburilor”. 

România

Depresiunea Panonică, care în România include Banatul și vestul munț ilor Apuseni, este bogatăîn zăcăminte geotermale. Județ ele Timiș, Arad și Bihor ar putea beneficia. În Timișoara existăapă termală de până la 80 de grade Celsius. Conform unor calcule făcute de cei de la ADETIM,un foraj nou costă între 2-3 milioane de euro, însă studiile pentru foraj sunt mult mai costisitoare.Echipamentul pentru un oraș precum Jimbolia, unde specialiștii islandezi au făcut deja o vizită,ar costa peste șase milioane de euro, iar soluț iile cele mai eficiente pentru atragere de fondurisunt prin programe europene.

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 19/22

Energie hidraulică 

Energia hidraulică reprezintă capacitatea unui sistem fizic (apă) de a efectua un lucru mecanicla trecerea dintr-o poziție dată în altă poziție (curgere). Datorită circuitului apei în natură,  întreținut automat de energia Soarelui, energia hidraulică este o formă de energie regenerabilă. 

Energia hidraulică este o energie mecanică  formată din energia potențială  a apei dată dediferența de nivel între lacul de acumulare și centrală, respectiv din energia cinetică a apei înmișcare. Exploatarea acestei energii se face actualmente în hidrocentrale, care transformăenergia potențială a apei în energie cinetică. Aceasta e apoi captată cu ajutorul unor  turbinehidraulice care acționează generatoare electrice care în final o transformă în energie electrică. 

Tot forme de energie hidraulică sunt și energia cinetică a valurilor și mareelor. 

Istoric

Mineri folosind jeturi de apă în exploatarea

auriferă Dutch Flat, California, între 1857 - 1870.

Energia hidraulică a fost folosită încă din antichitate  În

India se foloseau roțile hidraulice la morile de apă. În

Imperiul Roman morile acționate de apă produceau fâină

și erau folosite de asemenea la acționarea gaterelor

pentru tăierea  lemnului și a pietrei. Puterea unui torent

de apă eliberată dintr-un rezervor a fost folosită la

extracția minereurilor, metodă descrisă încă de Pliniu cel

Bătrân. Metoda a fost folosită pe larg în evul mediu  în

Marea Britanie și chiar mai târziu la extracția

minereurilor de plumb și staniu. Metoda a evoluat în

mineritul hidraulic, folosită în perioada goanei după aur

din California. 

 În China și în extremul orient, roți hidraulice cu cupe erau folosite la irigarea culturilor. În anii1830, în perioada de vârf a canalelor, energia hidraulică era folosită la tractarea  barjelor în susși în josul pantelor pronunțate. Energia mecanică necesară diverselor industrii a determinatamplasarea acestora lângă căderile de apă. 

 În zilele de azi utilizarea curentă a energiei hidraulice se face pentru producerea curentuluielectric, care este produs în acest caz cu costuri relativ reduse, iar energia produsă poate fi  utilizată relativ departe de surse. Din punct de vedere al hidrologiei, energia hidraulică semanifestă prin forța apei asupra malurilor râului și a bancurilor. Aceste forțe sunt maxime în

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 20/22

timpul inundațiilor, datorită creșterii nivelului apelor. Acesteforțe determină dislocarea sedimentelor și a altor materialedin albia râului, cauzând eroziune și alte distrugeri.

Moduri de exploatare a energiei hidraulice

Roți hidraulice 

O roată hidraulică utilizează energia râurilor pentru a producedirect lucru mecanic.

  La debite mici se exploatează în principal energia potențială a apei. În acest scop se folosesc roți pe care sunt montate cupe, iar aducțiunea apei se face în partea de sus a roții, apa umplând cupele. Greutatea apei din cupe este forța care acționează roata. În acest caz căderea 

corespunde diferenței de nivel  între punctele în care apa este admisă în cupe, respectiv evacuată și este cu atât mai mare cu cât 

diametrul roții este mai mare. 

  La debite mari se exploatează în principal energia cinetică aapei. În acest scop se folosesc roți pe care sunt montate palete, iaraducțiunea apei se face în partea de jos a roții, apa împingândpaletele. Pentru a avea momente cât mai mari, raza roții trebuie săfie cât mai mare. Adesea, pentru a accelera curgerea apei în dreptulroții, înaintea ei se plasează un stăvilar deversor, care ridică nivelul

apei (căderea) și transformă energia potențială a acestei căderi în energie cinetică cuplimentară,viteaza rezultată prin deversare adăugându-se la viteza de curgere normală a râului. 

Hidrocentrale

Hidrocentrala de la Porţile de Fier. 

O hidrocentrală utilizează amenajări ale râurilor sub formă de baraje, în scopul produceriienergiei electrice. Potenț ialul unei exploatări hidroelectrice depinde atât de cădere, cât și dedebitul de apă disponibil. Cu cât căderea și debitul disponibile sunt mai mari, cu atât se poateobț ine mai multă energie electrică. Energia hidraulică este captată cu turbine. 

Potenț ialul hidroenergetic al României era amenajat în 1994 în proporț ie de cca. 40 %. Centrale

hidroelectrice aveau o putere instalată de 5,8 GW, reprezentând circa 40% din puterea instalată în România. Producț ia efectivă a hidrocentralelor a fost în 1994 de aproape 13 TWh,reprezentând circa 24 % din totalul energiei electrice produse. Actual puterea instalată depășește6 GW[3] iar producț ia este de cca. 20 TWh pe an. Cota de energie electrică produsă pe bază deenergie hidraulică este de cca. 22 - 33 %.

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 21/22

Microcentrale și picocentrale hidraulice

Prin microcentrală hidraulică se înț elege o hidrocentrală cu puterea instalată de 5 - 100 kW, iaro  picocentrală hidraulică are o putere instalată de 1 - 5 kW. O picocentrală poate alimenta un grup de câteva case, iar o microcentrală o mică așezare.

Deoarece consumul de curent electric are variaț ii mari, pentru stabilizarea funcț ionării se potfolosi baterii de acumulatori, care se încarcă în momentele de consum redus și asigură consumulîn perioadele de vârf. Datorită faptului că curentul de joasă tensiune produs de generatorulmicrocentralei nu poate fi transportat convenabil la distanț ă, acumulatorii trebuie plasaț i lângăturbină. Este nevoie de toate componentele unei hidrocentrale clasice - mai puț in barajul - adicăsistemul de captare, conductele de aducț iune, turbina, generatorul, acumulatori, regulatoare,invertoare care ridică tensiunea la 230 V,[6] ca urmare costul unei asemenea amenajări nu estemic și soluț ia este recomandabilă doar pentru zone izolate, care nu dispun de linii electrice.

Microcentralele se pot instala pe râuri relativ mici, dar, datorită fluctuaț iilor sezoniere de debit

ale râurilor, în lipsa barajului debitul râului trebuie să fie considerabil mai mare decât cel prelevat pentru microcentrală. Pentru o putere de 1 kW trebuie pentru o cădere de 100 m un debitde 1 l/s. În practică, datorită randamentelor de transformare,este nevoie de un debit aproape dublu, randamentul uzual fiindpuț in peste 50 %.

Centrale mareomotrice

O centrală mareomotrică  recuperează energia mareelor. Înzonele cu maree, acestea se petrec de două ori pe zi, producândridicarea, respectiv scăderea nivelului apei. Există două moduride exploatare a energiei mareelor:

  Centrale  fără baraj , care utilizează numai energia cinetică a apei, similar cum morile de vântutilizează energia eoliană. 

  Centrale cu baraj , care exploatează energia potențială a apei, obținută prin ridicarea nivelului caurmare a mareei.

Deoarece mareea în Marea Neagră  este de doar câț iva centimetri, România nu are potenț ialpentru astfel de centrale.

8/2/2019 proiect energie

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-energie 22/22