Elektrownia wodna zamienia energię spadku wody w energię elektryczną. Zasada działania jest stosunkowo prosta – tamy zatrzymują wodę w zbiornikach, aby podnieść jej wysokość tak bardzo, by wysokość z jakiej będzie spadała wytworzyła pożądaną siłę. Woda, która spada z dużą prędkością na niższy poziom wpada do turbiny i uderzając o łopaty tego mechanizmu obraca go zasilając generator. Generator przetwarza otrzymaną energię mechaniczną wody w energię elektryczną i przesyła ją do transformatora, ten z kolei reguluje napięcie prądu, aby te było odpowiednie dla zasilanej sieci energetycznej. Same w sobie elektrownie wodne dzieli się na dwa podstawowe rodzaje: duże i małe. Sam ten podział ma ogromne znaczenie dla samej ekologii i określenia danego obiektu mianem konwencjonalnego Małe elektrownie wodne dające moc nie większą jak 5 MW traktuje się jako obiekty niekonwencjonalne. Ich działanie ma niewielki wpływ na degradację środowiska naturalnego, stąd tez w przypadku małych elektrowni wodnych często daje się słyszeć określenia związane z ekologią i odnawialnością źródła energii. Duże elektrownie wodne dość mocno ingerują w środowisko. Często przy takich obiektach powstają ogromne tamy podnoszące poziom wody, często nawet ja magazynują. Ekolodzy nie są przychylni takim dużym elektrowniom, mimo to są one bardzo rozpowszechnione na świecie, 20% energii elektrycznej pochodzi z takich właśnie obiektów. O tym w jaki sposób duże elektrownie wodne degradują środowisko może posłużyć przykład obiektu o nazwie Asuanie (Egipt) umiejscowionego na Nilu. Tam osady z górnego części rzeki (stanowiące od tysięcy lat istotny czynnik umożliwiający uprawę rolną w delcie Nilu) przestały przepływać przez tamę. Nie dość, że traci na tym egipskie rolnictwo, to w dodatku co kilka lat należy zbiornik przy tamie pogłębiać na skutek dużego osiadania mułu Inny podział elektrowni wodnych to podział na: * elektrownie przepływowe – produkują energię elektryczną * elektrownie szczytowo-pompowe – służą zazwyczaj magazynowaniu energii elektrycznej wyprodukowanej w inny sposób Zalety Elektrowni wodnej i elektrowni szczytowo-pompowej: * energia wody to odnawialne źródło energii * budowanie sztucznych zbiorników pomniejsza ryzyko powodzi * niewielkie koszta eksploatacyjne * pełną moc elektrownia może osiągnąć w kilka minut * eksploatacja w niewielkim stopniu degraduje środowisko naturalne ponieważ hydroenergetyka nie wydziela żadnych gazów cieplarnianych * źródło energii można gromadzić (za pomocą sztucznych zbiorników wodnych i tam) * sztuczne rozlewiska dają możliwość uprawiania sportów wodnych Wady Elektrowni wodnej i elektrowni szczytowo-pompowej: * działanie niektórych elektrowni ma wpływ na lokalne zmiany klimatyczne * elektrownie często są zależne od opadów deszczów * obowiązek stworzenia sztucznych zbiorników wiąże się z zalewaniem dużych terenów wodą, w ten sposób niszczone jest środowisko naturalnie, niekiedy wiąże się też z przesiedleniami lokalnych mieszkańców Elektrownie wiatrowe (farmy wiatrowe) są elektrowniami stosunkowo mało wydajnymi. Podobnie jak i ogniwa fotowoltaiczne nie wytwarzają dużych mocy. By uzyskać 1 megawat mocy skrzydło wirnika jednej turbiny wiatrowej musi mieć minimum 50 metrów długości. Przypomnimy, że przeciętna elektrownia konwencjonalna produkuje moc rzędu 1 GW (1000 megawatów), samo zastąpienie takiej elektrowni farmą wiatrową wiązałoby się z wybudowaniem 1000 wiatraków! Zważywszy, że nie zawsze mamy wiatr i że nie zawsze takie elektrownie pracują (szacuje się, że od 1500 do 2000 godzin rocznie), to porównywalną moc do konwencjonalnej elektrowni mogłoby wyprodukować minimum 3 tysiące wiatraków. Oczywiście elektrowni wiatrowych budowanych na taką skalę nie ma i prawdopodobnie nie będzie. Farmy wiatrowe doskonale sprawdzają się w miejscach bardziej oddalonych od głównych sieci energetycznych jako generatory prądu dla pojedynczych domostw nie potrzebujących dużych zasobów energii elektrycznej. Zasada działania elektrowni wiatrowej jest stosunkowo prosta. Wiejący wiatr napędza łopaty wiatraka zmuszając do pracy wirnik. Ten obracając się pozwala generatorowi wytworzyć energię elektryczną, która przekazywana jest do transformatora. Ten z kolei zamienia energię o niskim napięciu w energie elektryczną o potrzebnym napięciu. Następnie prąd przekazywany jest do sieci elektrycznej zasilające gospodarstwa domowe. Elektrownie wiatrowe to bodajże najbardziej niepewny sposób pozyskiwania energii elektrycznej. Składają się na to trzy ważne elementy: * nieprzychylność lokalnych społeczności (wiatraki szpecą krajobraz) * farmy wiatrowe niszczą trasy ptasich wędrówek stając się zagrożeniem dla niektórych gatunków wędrownych * mała wydajność Zalety elektrowni wiatrowej: * źródło energii, którego nie da się wyczerpać * brak odpadów i gazów cieplarnianych jak w przypadku elektrowni konwencjonalnych * znikome koszta eksploatacji * znakomicie się sprawdzają w miejscach trudno dostępnych i oddalonych od głównych linii energetycznych Wady elektrowni wiatrowej: * mała wydajność * szpecą naturalny krajobraz * emitują dość duży hałas * niszczy szlaki migracyjne ptaków stając się zagrożeniem dla wielu gatunków * duże farmy wiatrowe zakłócając bieg wiatrów mogą zmieniać klimat nawet na skalę kontynentalną Elektrownia geotermiczna jest jednym z najbardziej interesujących rozwiązań umożliwiających wytwarzanie energii elektrycznej zgodnie z kanonami ekologicznymi. Sama geotermia jest uważana za jeden z rodzajów odnawialnych źródeł energii. Sama praca elektrowni geotermicznej polega na wykorzystaniu naturalnego ciepła pochodzącego z wnętrza Ziemi. Można takie obiekty budować w każdym miejscu na naszej planecie, w których pod powierzchnią ziemi występują na dużych głębokościach skały wodoprzepuszczalne. Oczywiście w zależności od regionu konstrukcje takie będą wymagały większych nakładów finansowych. Za każdym razem trzeba będzie się wszak dowiercić aż do gorących skał, które będą w stanie ogrzać wpuszczaną w głąb Ziemi zimną wodę (te znajdują się na różnych głębokościach). Nie jest żadną tajemnicą, że najlepsze efekty osiąga się w tych zakątkach świata, które są aktywne sejsmicznie i wulkanicznie. Nie mniej nawet w Polsce wznoszenie elektrowni geotermicznych jest możliwe, takie można spotkać w regionach podhalańskich. Działanie elektrowni geotermicznych to nic innego jak wykorzystywanie systemu hydrotermicznego wysokotemperaturowego. W głąb Ziemi (na gorące skały) wpuszczana jest zimna woda, która podgrzana ciepłem wewnętrznym ziemi zamienia się w parę. W takiej postaci powraca do elektrowni, gdzie wprawia w ruch turbinę gazową. Proces ten specjalnie nie różni się niczym od pracy konwencjonalnych elektrowni parowych. Jedyną innowacją w elektrowniach geotermicznych jest to, że para zanim dostanie się do turbiny parowej musi przejść przez oddzielacz wody i separator związków chemicznych celem oczyszczenia pary i wody ze szkodliwych związków chemicznych. Para wodna powracająca do elektrowni z wnętrza ziemi jest skażona siarkowodorem i dużymi ilościami dwutlenku węgla. Woda natomiast zanieczyszczone jest sodem, potasem i rożnego rodzaju chlorkami. Taka oczyszczona para wypychana jest na turbinę parową – przypomina to nieco strzelający gejzer, który napędzając wirnik wytwarza siłę mechaniczną, ta z kolei jest przekształcana na energię elektryczną. Niekiedy elektrownie geotermiczne prócz energii elektrycznej wykorzystują także samo ciepło, które przekazywane jest do sieci miejskiego ogrzewania. Zalety elektrowni geotermicznej: * odnawialne źródło energii * można ją wybudować prawie w każdym miejscu na Ziemi * niskie koszta eksploatacji Wady elektrowni geotermicznej: * wysokie koszta budowy elektrowni i instalacji * dość wysokie koszta eksploatacji (korozje rur, etc.) * łatwo skazić środowisko, wraz z geotermalną energią na powierzchnię Ziemi wydobywa się siarkowodór, duże ilości dwutlenku węgla, sód, potas, rożnego rodzaju chlorkami Elektrownie pływów są najrzadziej spotykanymi elektrowniami na świecie. Praca takiej elektrowni nie różni się niczym od pracy konwencjonalnej elektrowni wodnej. Cechą charakterystyczną takich budowli jest fakt, że elektrownie pływów budowane są nad brzegami morza i łączą otwarte akweny wodne ze sztucznie stworzonymi basenami i rozlewiskami wodnymi. Pracują dzięki przypływom i odpływom morza (bądź oceanu). Oczywiście wszytko to jak wiemy spowodowane jest ruchem obrotowym Ziemi oraz przyciąganiem grawitacyjnym Księżyca i Słońca. Siła pływów pomiędzy morzem a sztucznymi basenami obraca turbiną, ta z kolei jest połączona z generatorem przekształcającym prace mechaniczną na energię elektryczną. Znanych jest kilka budowli, które wykorzystują energię pływów ujścia rzek. Jedną z takich jest elektrownia położona we Francji nad rzeką Rance. Jej moc to zaledwie 240 MW, czyli zaledwie ułamek tego, co jest w stanie wyprodukować klasyczna elektrownia węglowa. Tego typu elektrowni nie da się wybudować wszędzie. W samej Wielkiej Brytanii mogłyby one pokryć zaledwie jedną piąta całego zapotrzebowania tego kraju w energię elektryczną. W Polsce wybudowanie elektrowni pływów jest niemożliwe. Chodzi tutaj głównie o duże różnice poziomów podczas przypływów i odpływów. Zalety elektrowni pływów: * odnawialne źródło energii, którego nie można wyczerpać * brak odpadów i gazów cieplarnianych jak w przypadku elektrowni konwencjonalnych * niskie koszta eksploatacji * dość niskie koszta budowy Wady elektrowni pływów: * można je budować tylko w kilku miejscach na świece * mała wydajność wszystko było na str http://www.elektrownieswiata.pl
