Alternatívne zdroje energie V.Černý FMFI
Predohra: auto Výhrevnosť benzínu 40 MJ/liter 10 litrov/100km 400 MJ/100km Výkon motora 100kW za hodinu 100 kW× 3600s = 400 MJ Za minútu natankujeme na 400 km jazdy V hadici je príkon 1600MJ/60s = 25 MW výkon v hadici Prierez hadice 4cm2, hustota prúdu energie 60 GW/m2 Elektromobil akumulátor 400 kg Nabíjanie 100V × 100A = 10 kW 1000 minút = 15 hodín
Hustota prúdu energie benzín 60 GW/m2
Koľko energie potrebuje Slovensko 1 domácnosť potrebuje večer príkon 1 KW 2 milióny domácností 2 GW výkonu elektrární + verejné osvetlenie + nočné prevádzky Slovensko potrebuje 4 GW výkonu elektrární Gabčíkovo dáva priemerne 400 MW výkonu, teda 10% Globálna potreba energie je v GW, teda jeden zdroj relevantný na globálnej úrovni má mať 100 MW
Generátor prúdu Dnes bežný výkon 100 MW (aj 400 MW) Vinutie prierezy rádove x m2 Do cievok „nateká“ výkon 50 MW/m2
Hustota prúdu energie benzín 60 GW/m2 magnetické pole 50 MW/m2
Cena za palivo za 1 W 1W výkonu po dobu 1 rok je energia 1W × 3 107 s = 3 107 J = 30 MJ Výhrevnosť hnedé uhlie 15 MJ/kg 1W výkonu potrebuje ročne 2 kg uhlia Cena 30$ za tonu 1W výkou elektrárne zožerie 0.1 $ ročne na palivo
Vodná energia
Vodná energia Prietok Dunaja 2000 m3/s šírka 300 m, hĺbka 2 m, prierez 600m2, rýchlosť 3m/s Hĺbka vody v priehradnej nádrži 20m energia 1 kubíka vody je ρgh = 1000×10 ×20 = 0,2 MJ/m3 Výkon Dunaja je 2000 × 0,2 = 400 MW Tok energie v Dunaji 400 MW na 600m2 približne 1 MW/m2 Gabčíkovo má 8 turbín po 90 MW, teda maxim. 720 MW Investičná cena 36 mld SK
Hustota prúdu energie benzín 60 GW/m2 magnetické pole 50 MW/m2 voda
Potrebné investície Investícia do vodných elektrární rádovo 1 mld $ na 1 GW inštalovaného výkonu 1 $ na 1 W palivo 0,1 $ ročne na 1 W
Vietor
Vietor Koľko energie tečie vo vetre Kinetická energia jedného kubíka ρv2/2 Hýbe sa rýchlosťou v, teda plochou 1m2 pretečie za sekundu ρv3/2 = 1 × 1000 / 2 = 500 W/m2 Priemer vrtule 70 m, zachytená plocha π 352 = 3000 m2 Výkon vrtule 1,5 MW Na 100 MW treba 200 veží Investičné náklady 1-2 $ za 1 W Na svete inštalovaných 70 GW
Hustota prúdu energie benzín 60 GW/m2 magnetické pole 30 MW/m2 voda vietor 500 W/m2
Slnko Tok energie 1W na 100 cm2 = 100 W/m2 Na 100 MW treba 1km2 plochy Investičné náklady 10 $ na 1 W Na svete inštalovaných 6 GW
Hustota prúdu energie benzín 60 GW/m2 magnetické pole 50 MW/m2 voda vietor 500 W/m2 slnko 100 W/m2
Geotermálna energia Tepelná vodivosť hornina λ = 3 W/(mK) Očakávaný tepelný prúd 3 W/m2 Na 100 MW treba obmývať podzemnú plochu 30 km2 Zemetrasenie Basel 8 Dec. 2006 po 8 dňoch funkcie
Hustota prúdu energie benzín 60 GW/m2 magnetické pole 50 MW/m2 voda vietor 500 W/m2 slnko 100 W/m2 geo 3 W/m2