Sluneční a vodní energie

Sluneční energie:

Slunce je nejdokonalejší zdroj energie jaký si lze představit. Podle zákona zachování energie se sluneční energie, dopadající na planetu Zemi, přeměňuje beze zbytku v jiné formy.
Sluneční energii dostáváme ve formě světla v množství dvacettisíckrát větším než celé lidstvo potřebuje. A bude v neztenčené míře zářit ještě sedm miliard let – tak velké jsou zásoby vodíku v jeho nitru. Je to dokonalý a naprosto bezpečný jaderný reaktor. Jeho energie – světlo je vysoce kvalitní, neboť se dá snadno přeměnit v jiné druhy energie. Je místní, nemusíme ji dovážet z daleké ciziny. Sluneční energie je naprosto čistá – žádný prach, kouř, výfukové plyny, žádné jedovaté zplodiny při jejím použití.
Obvykle si pod slovem sluneční energie představujeme sluneční zařízení, kterým je osvětlena denní polokoule Země. Světlo je přímá sluneční energie. Avšak na Zemi se mění do několika jiných forem:

a) Je v teple pevnin, oceánů i atmosféry: Dvě třetiny slunečního záření dopadajícího na Zemi jsou pohlceny povrchem a atmosférou, třetina se odráží. Pohlcena znamená přeměněna v teplo, to je v pohybovou energii molekul látky. Bez pohlcování slunečního záření celým povrchem a atmosférou bychom zde měli třeskutý mráz, -263 stupňů.

b) V hmotě biosféry neboli biomase: je sluneční energie ve formě chemické a lze ji z biomasy získat. Často využívanou biomasou je dřevo, sláma, cukrová třtina, zemědělský a organický odpad. Biosféra získává chemickou energii ze slunečního záření už po tři a půl miliardy let prostřednictvím fotosyntézy. V současnosti přibližně půl promile dopadajícího slunečního záření je uskladňováno zelenými rostlinami na pevninách a fytoplanktonem v mořích.

c) V pohybu větrů, mořských proudů a řek která je využívána ve větrných elektrárnách, k pohonu plachetnic, ve větrných mlýnech, vodních mlýnech, vodních turbinách a vodních elektrárnách a jiných zařízeních.

Všechny tři uvedené formy sluneční energie (teplo oceánů, biomasa, vítr a vodní toky) jsou obnovitelné zdroje energie. Obsahují energii slunečního původu a jejich zásoby Slunce svým zářením stále obnovuje.

Využití sluneční energie:
Sluneční energii lze využít na:
- Výrobu elektrické energie.
- Vytápění.
- Pro ohřev užitkové vody.

Vodní energie:
Vodní energie je technicky využitelná potenciální nebo tepelná energie veškerého vodstva na Zemi. Na elektřinu se přeměňuje ve vodních elektrárnách.
Co je to vodní elektrárna?
To je elektrárna využívající energii vodního toku k výrobě elektrické energie. Podle výše spádu se dělí na vodní elektrárny:
- Nízkotlaké to znamená do výše pádu 25 metrů.
- Středotlaké (to znamená) výše pádu 25-100 metrů.
- Vysokotlaké (to znamená) výše spádu do 100 metrů.

Historie:

Vodní energie se využívá již od starověku. Nejprve to bylo k dopravě (splavování lodí a vorů po proudu řek), později k pohonu mechanismů (mlýnů, čerpadel a mnoho dalších…)
První vodní elektrárna byla postavena v Appletonu ve státě Wisconsin v USA v roce 1882. Výroba elektřiny je dnes převažujícím způsobem využití vodní energie. Velký podíl celkové produkce elektřiny vykazují vodní elektrárny např. v Norsku (99,5 %), Švýcarsku nebo v Kanadě.

Voda plní řadu funkcí v přírodě. Zde se bude hovořit o vodě jako o zdroji energie.
Vodní energii můžeme rozdělit na:
- energii z moře
- využívání odlivu a přílivu
- využívání energie vln

Moře je obrovský akumulátor (zásobník) tepla, neustálé vlnění moře představuje obrovský zdroj energie, stejně jako mořské proudy. Přílivu a odlivu moře lze rovněž využívat jako zdroj energie.

Energie z mořských vln

Celá vodní hmota světových oceánů je v neustálém pohybu, a to nejen na povrchu, ale i ve značné hloubce. Pohyby mohou být vertikální (měnící úroveň hladiny) nebo horizontální, mající charakter proudů. Nejdůležitější je však vlnění, které může být:
- Eolické, vznikající působením větru (dělené dále na nucené, volné a příboj)
- Vnitřní vlnění v hydrosféře (před ústím řek)
- Stojaté vlnění
- Katastrofické, jednorázové vlny tsunami
Většinu vln vyvolává vítr. Vlny bývají vysoké až do 12 m. Mořské vlny mají obrovské množství energie, které se odhaduje na 342 miliard MJ.

Energie z mořských proudů
Světovými oceány se pohybují různé mořské proudy, které přemísťují obrovská množství vody na velké vzdálenosti, regulují teplotu vod jak na povrchu, tak i ve hloubce a mají značný vliv i na klima pevnin. Za hlavní příčinu vzniku mořských proudů jsou považovány větrné systémy a jejich
účinkem vznikají nucené proudy, hnané větry.

Vodní energie – energie řek a potoků
Jak již bylo uvedeno, je to energie řek, říček a potoků, jejichž průtok vody je vázán na dešťové srážky. Je to nejdéle využívaná forma energie v historii lidstva. Na našem území byl
první vodní mlýn již v roce 718 na řece Ohři u Žatce.
Voda je nositelem energie mechanické, tepelné a chemické, největší význam má mechanická energie vodních toků, která je obnovována působením Slunce.

Hlavní znaky vodní energie:
- nevyčerpatelnost, ale kolísavost příkonu
- přirozená koncentrace nositele z povodí do hlavních toků
- značné investiční náklady pro stavbu vodních děl
- nízké provozní náklady (malá spotřeba lidské práce)
- poměrně malá využitelná měrná energie v nositeli.