Infografika Źródła energii odnawialnej i nieodnawialnej

Grafika przedstawia dwa schematy. Jeden zatytułowany jest Źródła energii odnawialnej i nieodnawialnej w strukturze produkcji energii elektrycznej w Polsce. Drugi to wykres kołowy przedstawiający Źródła energii elektrycznej w Polsce rok dwa tysiące dwudziesty drugi, gdzie dane ujęte są w wartościach procentowych. Największy udział ma węgiel kamienny, jest to czterdzieści osiem przecinek siedemdziesiąt siedem procent. Kolejny to węgiel brunatny dwadzieścia siedem przecinek jedenaście procent. Następny to gaz z udziałem na poziomie pięciu przecinek czterdziestu jeden procent. Inne źródła oszacowane są na poziomie pięć przecinek trzydzieści procent. Energia wiatrowa to jedenaście i osiemdziesiąt pięć procent oraz energia wody jeden przecinek pięćdziesiąt osiem procent.

Pod wykresem kołowym widoczny jest schemat przedstawiający źródła i strukturę produkcji energii w Polsce. Są to infografiki z rysunkami przedstawiającymi źródła energii. Jest ich sześć par. Wszystkie mają kształt okręgów. Każda para składa się z dwóch, większego i mniejszego Na mniejszym widoczne są znaczniki, po naciśnięciu których rozwijają się panele z nagraniem dźwiękowym tożsamym z treścią objaśnień tam zawartych. Cały schemat połączony jest linia przerywaną.

ELEKTROWNIA WĘGLOWA

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

1. Energia elektryczna w elektrowni węglowej wytwarzana jest z wykorzystaniem kotła parowego. W procesie spalania węgla woda w kotle jest podgrzewana, a wytworzona w ten sposób para wprawia w ruch turbinę parową. Podłączony do turbiny generator przekształca energię mechaniczną na elektryczną. Wytworzona energia przesyłana jest z generatorów do transformatorów mocy w celu zwiększenia napięcia. Później napowietrznymi liniami przesyłowymi energia elektryczna przesyłana jest do końcowych stacji transformatorowo‑rozdzielczych, gdzie parametry prądu przystosowywane są do lokalnej sieci dystrybucji.

Grafika przedstawia schemat działania elektrowni. Widoczne są dwa obiegi górny i dolny. Od lewej znajduje się chłodnia kominowa w kształcie stożka. Pod nią w obiegu dolnym zamontowana jest pompa skroplin, która łączy się z pompą wody zasilającej, a następnie odgazowywacz i podgrzewacz o kształcie cylindrycznym. W odcinku końcowym instalacja rurowa dociera do dolnej części zbiornika podgrzewania wody. W części dolnej znajduję się także młyn zamontowany pod zbiornikiem węgla, wentylator powietrza, podgrzewacz powietrza, które wprowadzane jest poprzez czerpnię, filtr spalin wraz z dmuchawą, poprzez którą spaliny dostają się do komina. Ma on kształt kolumny szerszej u podstawy i zwężającej się ku górze. Górna część schematu to generator łączący się z turbiną. Turbina składa się z trzech części nisko, średnio i wysokoprężnej, nad którą znajduje się skraplacz. Kolejnym urządzeniem w systemie jest schładzacz pary. Przewody docierają do komory spalinowej kotła. W jej dolnej części widoczny jest zbiornik popiołu, a w górnej system rur stanowiący podgrzewanie pary. W zbiorniku podgrzewania wody znajduje się także instalacja walczaka. Poniżej generatora w fazie końcowej znajduje się transformator blokowy oraz przewody, przez które energia trafia do sieci.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

2. Elektrownia Bełchatów jest największą w Polsce i w Europie elektrownią węglową. Jej moc  – pięć przecinek jeden megawatów – pokrywa ok. dwudziestu procent zapotrzebowania na energię elektryczną Polski. Paliwem wykorzystywanym w elektrowni Bełchatów jest węgiel brunatny charakteryzujący się niską wydajnością energetyczną, wytwarzający dużą ilość dwutlenku węgla oraz trujących pierwiastków w procesie spalania.

ELEKTROWNIA WIATROWA

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

3. Elektrownia wiatrowa składa się z wirnika i gondoli umieszczonych na wieży. W wirniku dokonuje  się zamiana energii wiatru na energię mechaniczną. Najczęściej buduje się wirniki trójpłatowe z włókna szklanego wzmocnionego poliestrem. Element ten osadzony jest na wale napędzającym generator. Typowy generator wytwarza energię elektryczną przy prędkości ponad tysiąc pięćset obrotów na minutę, a wirnik przeważnie obraca się z prędkością  od piętnastu do dwudziestu obrotów na minutę, dlatego konieczne jest zastosowanie skrzyni przekładniowej zwiększającej prędkość obrotową. W wirniku znajduje się też mechanizm pozwalający na ustawienie kąta nachylenia łopat. Gondola musi obracać się o trzysta sześćdziesiąt stopni, aby zawsze można było ustawić ją pod wiatr. Zmianę pozycji umożliwia zainstalowany na szczycie wieży silnik. Pracą mechanizmu ustawienia łopat i kierunkowania elektrowni zarządza układ mikroprocesorowy. W gondoli znajdują się także: transformator, łożyska, układy smarowania oraz hamulec zapewniający zatrzymanie wirnika w sytuacjach awaryjnych.

Grafika przedstawia turbinę wiatrową. Widoczna jest wieża posadowiona na fundamencie. Wewnątrz znajduje się instalacja umożliwiająca podłączanie do sieci oraz drabina dostępowa. Na szczycie wieży widoczna jest kabina. To tutaj znajduje się silnik, skrzynia biegów i hamulec oraz generator. W części przedniej gondoli widoczny jest trójłopatowy wirnik z wałem obrotowym.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

4. Elektrownie wiatrowe wykorzystują moc wiatru w zakresie jego prędkości od czterech do dwudziestu pięciu metrów na sekundę. Przy prędkości wiatru mniejszej od czterech metrów na sekundę  moc wiatru jest niewielka, a przy prędkościach powyżej dwudziestu pięciu metrów na sekundę, ze względów bezpieczeństwa, elektrownia jest zatrzymywana. W Polsce działa już kilkadziesiąt farm wiatrowych. Największa z nich, oddana do użytku w grudniu 2020 r., farma wiatrowa Potęgowo składa się z osiemdziesięciu jeden turbin wiatrowych, których łączna moc to dwieście dziewiętnaście megawatów . W nocy 20 listopada 2021 r. odnotowano nowy rekord mocy dostarczanej przez farmy wiatrowe w Polsce. Wiatraki pracowały wtedy z mocą blisko sześć przecinek cztery megawata, co odpowiadało aż trzydziestu czterem procentom całkowitego zapotrzebowania na prąd w kraju.

GAZ ZIEMNY

Nagranie dźwiękowe tożsame z trescią zawartą poniżej.

5. Głównymi elementami elektrowni gazowej są: komora spalania odpowiadająca za spalanie paliwa i turbina gazowa – do niej trafiają spaliny o wysokiej temperaturze, które wprowadzają w ruch łopaty turbiny. Generator połączony z turbiną przekształca energię mechaniczną na elektryczną. W celu zwiększenia sprawności elektrowni buduje się układ gazowo‑parowy, czyli połączenie turbiny gazowej oraz parowej. W takim układzie spaliny z turbiny gazowej trafiają do kotła odzyskowego i tam są wykorzystywane do wytwarzania pary. Przepływ wody oraz pary jest możliwy dzięki pracy pomp. Energia elektryczna z pary powstaje w podobny sposób jak ze spalin – łopaty turbiny parowej wprowadzane są w ruch, a połączony z nią generator przekształca energię mechaniczną na elektryczną.

Grafika przedstawia schemat urządzeń wydobywczych i przetwarzających energię. W dolnej części schematu gaz ziemny lub olej prowadzony jest z głębi ziemi na powierzchnię przewodami w kolorze żółtym. Dociera na powierzchnię i trafia do turbiny. Z turbiny energia poprzez generator przemieszcza się do transformatora i trafia do sieci. W drugiej części schematu widoczne jest podziemne źródło zimnej wody. Trafia ona do kondensatora i przy udziale zainstalowanej tu pompy do generatora pary z odzyskiem ciepła. Następnie poprzez przewód parowy dostaje się do turbiny parowej. Kolejnym urządzeniem biorącym udział w produkcji energii jest generator, następnie transformator, a efektem końcowym jest elektryczność.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

6. Elektrownie gazowe w procesie spalania charakteryzują się wysoką sprawnością energetyczną oraz niską emisją CO2 i niewielkim zanieczyszczeniem powietrza. W Polsce jednym z największych producentów energii wykorzystujących gaz ziemny jest Elektrociepłownia PGE w Toruniu o zainstalowanej mocy elektrycznej sto siedem przecinek jeden megawatów elektrycznych. Jej produkcja elektryczna (brutto) to zero przecinek czterysta sześćdziesiąt cztery terawatogodziny; moc cieplna – trzysta pięćdziesiąt siedem przecinek sześć megawatów cieplnych, produkcja ciepła (brutto) dwa przecinek siedemset siedemdziesiąt petadżuli. Średnioroczna sprawność elektrociepłowni wynosi dziewięćdziesiąt przecinek osiem procent, a emisja CO2 – dwieście pięćdziesiąt cztery tysiące czterysta jedenaście ton.

ELEKTROWNIE WODNE

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

7. Elektrownia wodna przetwarza energię kinetyczną wody na energię elektryczną. Hydroelektrownia składa się z kanału dopływu i odpływu wody, zapory, która nie jest niezbędna we wszystkich rodzajach elektrowni wodnych, lecz większość jest w nie jednak wyposażona. Turbina wodna to silnik przetwarzający energię mechaniczną przepływającej wody na pracę mechaniczną. Dobór turbiny wodnej zależy od wysokości spadu, ilości i kierunku przepływu wody. Wyróżnia się turbiny: osiowe, diagonalne, styczne oraz promieniowe, a ze względu na przetwarzanie energii turbiny: akcyjne (przetwarzają energię kinetyczną wody) i reakcyjne (przetwarzają energię kinetyczną oraz energię ciśnienia). Połączony z turbiną generator wytwarza energię elektryczną. Transformator utrzymuje napięcie na odpowiednim poziomie dla sieci energetycznej. Następnie energia jest transmitowana przez linie przesyłowe.

Grafika przedstawia schemat przetwarzania energii przez elektrownię wodną. Widoczny jest górny zbiornik wodny. Utworzona jest na nim zapora. Na zaporze widoczne jest miejsce poboru. Poniżej miejsca poboru znajduje się kanał odpływowy. Transformacja dokonuje się w generatorze, pod którym znajdują się turbiny. W jego części górnej instalacji usytuowane są linie przesyłowe.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

8. Największą elektrownią wodną na świecie jest Zapora Trzech Przełomów w Chinach o mocy dwadzieścia dwa przecinek pięć gigawatów. Zapora ma 181 metrów wysokości i dwa i pół kilometra długości, produkuje rocznie 87 terawatogodzin. W Polsce największą elektrownią wodną jest Żarnowiec w Czymanowie, w woj. pomorskim. Jej moc to siedemset szesnaście megawatów, wysokość sześćdziesięciu metrów, przy czym dwie trzecie wysokości znajduje się pod wodą.

GEOTERMIA

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

9.  Elektrownia geotermalna składa się z odwiertów oraz podzespołów przetwarzających energię mechaniczną na elektryczną. Przez otwory produkcyjne pozyskuje się z gorących źródeł parę, która napędza łopaty turbiny, a połączony z nią generator wytwarza dzięki temu energię elektryczną. Później następuje schłodzenie pary wodnej w skraplaczu i powstała zimna woda trafia przez otwór zatłaczający z powrotem w głąb ziemi.

Grafika przedstawia schemat wykorzystania energii cieplnej pochodzącej z gorącej wody pozyskiwanej z wnętrza ziemi. Gorąca woda wydobywana jest poprzez otwór produkcyjno‑eksploatacyjny. Trafia ona do pompy produkcyjnej znajdującej się na powierzchni gruntu. Pompa za pomocą przewodów przesyła parę do turbiny, która połączona jest z generatorem. Po opuszczeniu generatora energia trafia do sieci ciepłowniczej. Widoczny jest jeszcze jeden element systemu. Jest to wieża chłodnicza, która odbiera wodę za pomocą pompy wodnej i poprzez otwór chłonny odsyła ją ponownie do studni geotermalnej pod powierzchnią ziemi.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

10. Główne obszary występowania wód geotermalnych znajdują się na Podhalu, Niżu Polskim,  a także w niektórych rejonach Karpat i Sudetów. Głębokość eksploatowanych zbiorników wód termalnych wynosi 1–4 km, a ich temperatury mieszczą się w przedziale od 20 do ok. 100 stopni Celsjusza. Wydajność wód eksploatacyjnych z otworów wynosi od kilku do pięciuset metrów sześciennych na godzinę, a ich mineralizacja wynosi od zero przecinek cztery do stu pięćdziesięciu gram na decymetr sześcienny. W Polsce energię geotermalną stosuje się głównie w ciepłownictwie. Największym producentem ciepła jest Przedsiębiorstwo  Energetyki Cieplnej Geotermia Podhalańska SA z zainstalowaną mocą czterdziestu przecinek siedem megawatów cieplnych i produkcją ciepła na poziomie trzystu sześćdziesięciu dwóch tysięcy osiemdziesięciu pięciu teradżuli.

FARMA FOTOWOLTAICZNA

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

11. Farma fotowoltaiczna składa się z paneli fotowoltaicznych połączonych ze sobą szeregowo i/lub równolegle dzięki zastosowaniu puszki przyłączeniowej. Ogniwa fotowoltaiczne tworzą moduł, który laminuje się folią EVA i PET, umieszczone pod szkłem hartowanym oraz w ramie aluminiowej. Panele fotowoltaiczne zamieniają energię promieniowania słonecznego na energię elektryczną. W procesie tym foton, padając na płytkę krzemową (z której zbudowane jest ogniwo fotowoltaiczne), zostaje pochłonięty i wybija elektron z jego pozycji, co powoduje ruch. Taki ruch elektronów to przepływ prądu elektrycznego.

Grafika przedstawia model panelu fotowoltaicznego. Widoczny jest przekrój poszczególnych warstw. Część przednią i tylną stanowi rama. Tuż pod częścią przednią ramy znajduje się warstwa szkła hartowanego. Pod nim widoczna jest warstwa folii Eva. Następna warstwa składa się z ogniw fotowoltaicznych, a pod nimi leży warstwa folii PET. Wszystko zamyka rama tylna z zamontowaną puszką przyłączeniową.

Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zawartą poniżej.

12. Największa farma fotowoltaiczna w Polsce, a także największy obiekt solarny w Europie Środkowo‑Wschodniej znajduje się w Zwartowie. Zajmuje powierzchnię 300 hektarów. Jej moc wynosi dwieście cztery megawaty. Została uruchomiona w 2022 r., a planowana rozbudowa zwiększy jej moc do dwustu dziewięćdziesięciu megawatów, co w ciągu roku pozwoli wytworzyć ok. dwustu trzydziestu  gigawatogodzin oraz zasili około stu pięćdziesięciu trzech tysięcy gospodarstw domowych. Wydajność fotowoltaiki jest największa w niskiej temperaturze, ale przy dobrym nasłonecznieniu. Moc modułów fotowoltaicznych spada wraz ze wzrostem temperatury powietrza. Odpowiada za to współczynnik temperaturowy mocy, dzięki któremu wiemy, o ile procent zmniejsza się moc modułu wraz ze wzrostem temperatury. Im niższy jest ten współczynnik, tym lepiej.