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.