Alternatīvā enerģija

Alternatīvā enerģija ir enerģijas veids, kas nerada kaitējumu apkārtējai videi vai rada to nelielā apmērā salīdzinot ar citiem enerģijas veidiem. Par alternatīvās enerģijas veidiem tiek uzskatīts vēja enerģija, saules enerģija, biomasas enerģija un ģeotermālā enerģija.

Tos plaši izmanto visā pasaulē, pēdējos gados to popularitāte ir pieaugusi arī Latvijā.Speciālisti Latvijas meteoroloģiskos apstākļus uzskata par piemērotiem alternatīvo energoresursu izmantošanā, jo it sevišķi ņemot vērā globālās sasilšanas efektus - aizvien sausākas vasaras, spēcīgākas vēja plūsmas un vētras.

Vēja enerģija

Trīsspārnu vēja ģenerators

Vēja enerģiju izmanto kopš seniem laikiem. Arheoloģiskie pētījumi liecina, ka Ēģiptē buru laivas lietoja jau pirms 5000 gadiem. Ķīnā vienkāršas vējdzirnavas būvēja 200—400 gadus pirms mūsu ēras. Vēja enerģija ir pieejama vienmēr, arī aukstajos gadalaikos, un šobrīd tas ir visātrāk augošais energoresurss pasaulē.^{[nepieciešama atsauce]} Vēja ģeneratoru enerģijas izmaksas ir salīdzinoši mazas — tā var konkurēt ar atomenerģiju, ogļu un dabas gāzes enerģiju, pie tam nav atkarīgas no kurināmo cenu izmaiņām un nepiesārņo apkārtējo vidi.

Vēja turbīnas

Vēja turbīna ir ierīce, kas pārveido vēja kinētisko enerģiju mehāniskajā enerģijā. Vēja enerģija rodas gaisa masām sastopot savā ceļā šķērsli un atdodot tam daļu savas enerģijas. Šo principu lieto mūsdienu vēja turbīnās. Vējš ar savu spēku iekustina turbīnas spārnus, radot mehānisko enerģiju, kuru pēc tam, ar ģeneratoru palīdzību tiek pārvērsta elektriskajā enerģijā.

Biomasas enerģija

Biomasas enerģija ir enerģija, kuru iegūst dedzinot biomasu. Biomasas enerģija ķīmiskās pārveides rezultātā pārvērš siltuma, mehāniskajā un elektriskajā enerģijā. Pēc ekspertu domām līdz 2020.gadam vienu piekto daļu no kopējā enerģijas patēriņa Eiropā nodrošinās biomasas enerģija. Biomasai ir liela nozīme un jau šodien tā veido 70% no reģeneratīvās enerģijas.

Siltumenerģijas un elektroenerģijas ražošana koģenerācijas ciklā

Kombinētā siltumenerģijas un elektroenerģijas ražošana ir ļoti piemērota maza mēroga lietojumam. Tā var tikt izmantota, lai nodrošinātu gan telpu apkuri, gan karstā ūdens padevi individuālām ēkām vai ēku grupām. Papildus saražotā elektroenerģija var tikt nodota arī tīklā. Šī relatīvi jaunā tehnoloģija ir sasniegusi tādu attīstības līmeni, kad tiek uzstādītas koģenerācijas stacijas ar jaudu no 50 līdz 500 kWel.

Siltumenerģijas ražošana

Šobrīd vairākumā gadījumu par galveno izmantoto biomasas veidu siltumenerģijas ieguvei tiek uzskatīta koksne. Tiešais sadegšanas process siltumenerģijas ražošanai un tvaika cikls ir uzskatāmi jau par komerciāliem procesiem, kuru efektivitāte nepārtraukti tiek uzlabota un samazināts radītais emisiju piesārņojums. Pastāv divas dažādas metodes siltumenerģijas ražošanā: mazas jaudas apkures sistēmas un centralizētas siltumapgādes sistēmas. Pirmajā gadījumā visbiežāk kā kurināmais tiek izmantoti koka bluķi, granulas, šķelda un citi kurināmie, bet otrajā gadījumā, kad siltumenerģijas ražošana lielākoties tiek nodrošināta, izmantojot kustīgo ārdu katlus, par kurināmo var tikt izmantota gan šķelda, gan kūdra, gan no atkritumiem iegūts kurināmais, gan koksnes atlikumi, gan arī zāģu skaidas un salmi.

Biodīzeļa ražošana

Rapšu eļļa ir galvenā rūpniecības izejviela (84% kā izejmateriāls). Citi izejmateriālu veidi ir saulespuķu eļļa, sojas eļļa vai arī capšanai paredzētā eļļa (eļļa, kas iegūta no dārzeņu pārpalikumiem). Tehnoloģiju attīstība ir notikusi tieši pēdējo gadu laikā, lai paplašinātu rūpniecisko izejvielu bāzi, kā arī lai uzlabotu procesa tehnoloģijas, nodrošinot elastīgumu dažādu rūpniecisko izejvielu pārstrādē. Biodīzelis kā nesajaukta degviela arvien vairāk tiek izmantota autotransportā. Īpaši plaši tas notiek Vācijā.

Ģeotermālā enerģija

Geizers Islandē

Ģeotermālā enerģija savu nosaukumu ieguvusi no grieķu vārdiem geo, kas nozīmē "zeme" un therme, kas nozīmē "siltums". Šajā gadījumā enerģijas ražošanai izmanto siltumu, kas atrodas zemes iekšienē. Zemes kodols ir nokaitēts sarkans, tā temperatūra ir 50000 C. Dažreiz karsti izkusuši ieži vai magma iznāk virspusē vulkānu izvirdumu laikā. Šī ir tā milzīgā enerģija, ko ģeotermiskās spēkstacijas cenšas izmantot siltuma vai elektrības ražošanai. Rokot zemē caurumu temperatūra 1km dziļumā paceļas apmēram par 17 - 300C. Ģeotermiskā aka var būt līdz 2500m dziļa. Ūdens ar ko tiek piepildīta krātuve ( tas var būt vienkārši lietus ūdens ), tiek sasildīts līdz tvaikam, un to var izmantot elektrības ražošanai. Ir vēl iespēja, ka karsto ūdeni izmanto mājas apsildei. Globāli ģeotermiskā enerģija sastāda 0,06% no kopējā saražotā enerģijas daudzuma, līderis ir Islande ar 86%. Pavisam ģeotermiskās spēkstacijas ir uzceltas 20 pasaules valstīs. ASV ģeotermiskā enerģija spētu nodrošināt Sanfrancisko pilsētas enerģijas patēriņu.

Saules enerģija

Saules enerģijas galvenā priekšrocība ir tā, ka tā ir pieejama visur, tāpēc nav vajadzības tērēt kurināmo, kas piesārņo gaisu ar izplūdes gāzēm. Svarīgi ir tas, ka saules enerģiju var izmantot arī tad, kad tā nemaz nespīd, jo globālais starojums sastāv no tiešā un izkliedētā starojuma. Saules radiācijas ilgums un intensitāte ir atkarīga no gadalaika, klimatiskajiem apstākļiem un ģeogrāfiskā stāvokļa. Gada globālais starojums uz horizontālās virsmas saules joslas reģionos uz 1 m² var sasniegt 2200 kW/h, Ziemeḷeiropā tā maksimālais lielums ir 1100 kW/h. Vidējais gada rādītājs standarta saules kolektoram (3,9 m²) ir aptuveni 15 kW/h dienā, vasarā - 24 kW/h, ziemā - 6 kW/h dienā. Viens šāds kolektors spēj nodrošināt apsildi līdz 30 m² lielā mājā. Gadā viens standarta saules kolektors rada vidēji 5500 kW/h siltuma. Tā kalpošanas laiks ir 20 - 30 gadi, tas nozīmē, ka savas darbības laikā šī iekārta spēj saražot 110 000 - 165 000 kW/h. Saule dod mums enerģiju divos veidos - kā gaismu un siltumu. Gada laikā saņemam no tās apmēram 10 000 reižu vairāk enerģijas, nekā pasaule spēj patērēt, taču nemākam pilnā mērā un efektīvi izmatot šo bagātību. Pagaidām pazīstamākais saules enerģijas izmantošanas veids ir saules kolektori un saules baterijas.

Saules kolektori

Saules kolektors ir paredzēts, lai saules starojumu pārveidotu siltuma enerģijā. Saules kolektors ir galvenā sastāvdaļa no saules termālās sistēmas, kas pārveido saules radiāciju siltumā, ko var izmantot ūdens apsildei peldbaseinos, karstā ūdens sasildīšanai, telpu apkurei un pat siltuma ražošanai rūpniecības procesiem. Ir dažādu veidu kolektori kā plakanie, cauruļtipa un koncentrējošie kolektori. Visi kolektoru veidi atšķiras ne tikai ar to dizainu, bet arī ar savām siltumtehnikas un efektivitātes īpatnībām.

Parasti tiek izmantotas divas metodes, lai izmantotu saules siltumu kā pasīvā un aktīvā metode. Pasīvā metode ir bez aktīviem līdzekļiem, bet aktīvajā metodē tiek izmantoti sūkņi un ventilatori, lai uzlabotu šķidruma plūsmas ātrumu un siltuma pārnesi.