Geotermálna energia

S rastúcou vzdialenosťou od zemského jadra sa teplota znižuje. Jadrové reakcie, vyvolané rozpadom rádioaktívnych nuklidov, nepretržite zahrievajú jadro Zeme až na 4000 °C. Táto geotermálna energia spôsobuje, že napríklad na dne hlbinnej bane vyššia teplota ako na vyšších poschodiach.

Na niektorých miestach sa blízko zemského povrchu vyskytujú horniny vyžarujúce teplo. Vďaka nim sa tvoria teplé pramene, gejzíry alebo pary unikajúce zo zeme. Dajú sa vužiť na vykurovanie obydlí alebo na výrobu elektrickej energie.

Prvú geotermálnu elektráreň vybudovali v roku 1904 pri meste Larderello v severnom Taliansku, kde zo zeme unikala para s teplotou 140 až 260°C. Tá sa odviedla a použila na pohon generátorov.

Na Novom Zélande, na Filipínach, v Kalifornii a v Mexiku postavili geotermálne elektrárne na miestach s prírodným únikom zemského tepla. Vo väčšine prípadov sa však geotermálny zdroj sprístupňuje vŕtaním. V niektorých prípadoch ani nemusí ísť o kvapalný zdroj tepla, ale stačia horúce horniny. Ich teplo sa odoberá v podobe horúcej pary, ktorá sa tvorí cirkuláciou vody okolo týchto hornín.

Test jedného zdroja geotermálnej energie, granitovej horniny, ukázal, že 1980m pod Cambornom v Cornwalle vo Veľkej Británii dosahujú horniny teplotu okolo 70°C.

Využitie zdroja geotermálnej energie sa začína tým, že sa vyhĺbia dva vrty, do ktorých sa čerpá voda. Tá prúdi prvým vrtom do skaly, preteká trhlinami, ktoré boli predtým umelo vytvorené dynamitom a druhým vrtom sa vracia na zemský porch. Vo vnútri skaly sa voda ohrieva až na 200°C. Na paru sa nezmení len vďaka vysokému tlaku v podzemí. Po návrate na povrch (kde je normálny atmosferický tlak a teplota varu vody je 100°C) jej však už nič nebráni v tom, aby sa premenila na paru a poháňala turbíny.

V Camborne však narazili na niekoľko problémov. Prvým problémom bolo, ako odstrániť z horúcej vody minerály, ktoré sa uzadzovali v rúrkach a spôsobovali ich koróziu. Druhým problémom bola strata vody čerpanej do vrtov. Z výsledkov merania vyplýva, že sa v podobe horúcej vody vracia iba tretina pôvodného objemu vody. Tretím problémom je vŕtanie hlbokých dier.

Zásluhou potenciálu, ktorým geotermálna energia disponuje, bude odmena za vyriešenie problémov veľkolepá. Zistilo sa totiž, že granitové horniny v Cornwalle môžu poskytnúť toľko energie, ako všetky zásoby uhlia vo Veľkej Británii.

Energia prúdiaceho vzduchu

Možnosti využitia veternej energie na výrobu elektrickej energie sú obrovské. Podľa nedávnej štúdie európskeho spoločenstva sa dá v Európe umiestniť okolo 400000 veľkých veterných generátorov, ktoré by trojnásobne nasýtili súčasné európske energetické potreby.

Moderné veterné generátory sa podstatne odlišujú od starých veterných mlynov. Ich horná časť, ktorá vyzerá ako obrovská vrtuľa s dvomi alebo tromi listami sa nazýva rotor a pripevňuje sa na vrchol vysokého oceľového alebo betónového stĺpa. Rotory uvádzajú do pohybu hriadeľ, ktorý poháňa elektrický generátor.


Výkon takéhoto zariadenia závisí od veľkosti listov a výšky stĺpa. Dôležitým faktorom je rýchlosť vetra. Veterné generátory však i napriek tomu nepotrebujú priveľmi búrlivé počasie a ani naň nie sú konštruované. Väčšina z nich pracuje pri rýchlosti vetra od 21 do 97 km/h, teda medzi tretím až desiatym stupňom Beaufortovej stupnice. Aby sa predišlo sebazničeniu, zariadenie sa pri rýchlosti vetra vyššej ako je 10. stupeň automaticky zastavuje.

Veterné generátory sa musia smerovať priamo proti proti vetru alebo priamo od neho. Problém nasmerovania podľa vetra možno obísť. Ak sú listy rotora umistnené vertikálne, na smere vetra prestane záležať. Vertikálne veterné generátory, zvané Darrierove, majú aj ďalšie výhody. Zariadenie, ktoré premieňa veternú energiu na elektrickú energiu, sa nemontuje na stĺp, ale na zem. Rotor tak znáša oveľa menšiu námahu. Nevýhodou Darrierových generátorov je, že ich treba naštartovať, či už manuálne alebo elektromotorom. Tieto zariadenia pripomínajú šľahač s listami v tvare luku, pripevnené na otočnú os. Celá zostava rotuje pod vplyvom energie vetra.


Jednou z najväčších predností veterných turbín je ich ekologický prínos. Veterná energia je pre životné prostredia veľmi priaznivá. Ľudí však neláka pohľad na veterné turbíny na každom kopci.

Robili sa pokusy s umiestnením veterných turbín v mori. Nevýhodou boli ťažkosti spojené s ich ukotvením a namáhavý prenos získanej elektrickej energie na pevninu. Podľa odhadu britského ministerstva energetiky, by skupinky veterných turbín rozmiestnených na plytčinách pozdĺž pobrežia Veľkej Británie, mohli poskytnúť až jeden a pol násobok súčasnej spotreby el. energie. Pred pokusmi v mori sa však konštruktéri najskôr chcú lepšie oboznámiť s činnosťou veterných generátorov zakotvených v zemi.

V Kalifornii pokryje celková výroba elektrickej energie z vetra potreby obyvateľov mesta väčšieho ako je San Francisco. V dánsku pochádzajú z vetra 3% elektrickej energie.

Energia prúdiacej vody

Energia prílivu sa využíva niekoľko storočí. Už v 18. storočí bolo európske pobrežie posiate prílivovými mlynmi, ktoré cez priepust napúšťali svoje rezervoáry prílivovou vodou. Po prílive sa priepusty uzavreli a voda opadávajúceho prílivu tiekla  cez vodné koleso, ktoré sa rozkrútilo.

V šesťdesiatych rokoch postavili vo Francúzsku elektráreň pracujúcu na rovnakom princípe. V ústí rieky Rance v Bretónsku vyrástla priehrada s 24 obojsmernými turbínami. Voda prílivu sa zhromažďuje až do okamihu, keď rozdiel výšok medzi hladinami na oboch stranách priehrady dosiahne 1,5m. Potom sa voda začne vypúšťať cez lopatky turbín a ich prostredníctvom sa vyrába elektrická energia. Vo chvíli, keď príliv začne opadávať, lopatky sa obrátia a turbína pokračuje vo výrobe el. energie.

Množstvo vyrobenej el. energie závisí od spádu vody, t.j. rozdielu výšok hladín na oboch stranách priehrady. Čím je spád vyšší, tým viac sa vyrobí elektrickej energie - voda po dvyšším tlakom ženie turbínu rýchlejšie. V čase prílivu sa priepusty uzatvárajú a do ústia priehrady sa čerpá voda z mora. Hladina vody v ústí sa tak umelo zvýši nad úroveň prílivu a po jeho opadnutí je rozdiel hladín na oboch stranách vyšší. Len čo nahromadená voda pretečie turbínami, z ústia priehrady sa dodatočne odčerpá určité množstvo vody. Pri prílive sa lopatky turbín obrátia, voda prúdi nazad do ústia a cyklus sa začína odznova. Čerpanie spotrebováva určité množstvo elektrickej energie. Do konečnej energetickej bilancie však umelo vytvorené výškové rozdiely hladín prinášajú energie neporovnateľne viac. Energia spotrebovaná na pohon elektrických čerpadiel je zanedbateľná.

Prílivová elektráreň pri La Rance je v špičke schopná vyrobiť 240MW elektrickej energie. Napriek svojim výhodám nemala prílivová elektráreň mnoho nasledovníkov, pretože náklady na výstavbu sú obrovské a nie je ľahké nájsť pre ňu vhodné miesto. Jediní, čo sa nedali odradiť boli Sovieti a Kanaďania.

V roku 1984 postavili v zálive pri Annapolis Royal skúšobnú prílivovú elektráreň. Keby sa všetka energia prílivu a odlivu dala zachytiť a využiť, elektráreň by produkovala desať krát viac elektrickej energie, ako sa dá v tejto oblasti využiť. Prebytok by mohol slúžiť na zásobovanie Nového Anglicka a New Yorku. Podľa mienky odborníkov je len otázka času, kedy dostane projekt zelenú.