Turbina wiatrowa Savoniusa o pionowej osi obrotu

Pod pojęciem turbina wiatrowa większość osób zapewne rozumie turbinę o poziomej osi obrotu i dziwić to nie powinno, bo tych (pod postacią starych wiatraków do mielenia zbóż i nowoczesnych elektrowni wiatrowych o dużej mocy) można znaleźć zdecydowanie najwięcej. Z drugiej strony, na rynku pojawiają się coraz częściej turbiny o pionowej osi obrotów. Do tej grupy należy turbina wiatrowa Savoniusa oraz omówiona już kiedyś turbina wiatrowa Darrieusa.

Tego typu turbinę wymyślił w latach 1920. fiński wynalazca, inżynier i architekt, Sigurd Johannes Savonius, choć eksperymenty z turbinami o pionowej osi obrotu (VAWT, ang. vertical axis wind turbine) trwały od setek lat, a jedną z najwcześniejszych wzmianek znajdziemy w pracy chorwackiego biskupa, Fausto Veranzio, datowanej na 1616 r.

Czytaj dalej…

Wierzba energetyczna

Wierzba energetyczna to pojęcie określające najczęściej uprawę w formie krzewiastej jednego z gatunków zwykłej wierzby, w celach energetycznych, czyli w sposób zoptymalizowany pod kątem uzysku biomasy. Zazwyczaj odnosi się do gatunku Salix viminalis, czyli wierzby wiciowej. Roślina ta naturalnie występuje na obszarze całego kraju, zazwyczaj w wilgotnych miejscach, tj. nad strumieniami i rzekami. Jest odporna na choroby i trudne warunki klimatyczne, ma także małe wymagania jeśli chodzi o jakość gleby.

Przyrasta błyskawicznie, w formie krzewiastej osiąga nawet 8 metrów wysokości, z czego w pierwszym roku od posadzenia może przyrosnąć do 3 metrów. Średnią produkcję tej rośliny w polskich warunkach klimatycznych ocenia się na kilkanaście ton suchej masy z hektara plantacji.

Rozmnażanie rośliny odbywa się poprzez pocięcie pędów na 20-cm kawałki, które następnie są wsadzane do ziemi, w której się ukorzeniają tworząc nowe rośliny. Na hektar wysadza się średnio 40 000 sadzonek.

Czytaj dalej…

Kaloryczność gatunków drewna

Na łamach serwisu wiele razy wspominaliśmy o różnych sposobach wykorzystania biomasy do celów energetycznych. Ale jaką kaloryczność ma drewno? Jak różni się ciepło spalania i wartość opałowa różnych gatunków drewna? Lepsze jest iglaste, czy liściaste?

W artykule „Jakie drewno zamiast benzyny” omówione zostały powody, dla których drewno jest doskonałym paliwem do produkcji gazu generatorowego. Istotne znaczenie przy jego produkcji ma wartość opałowa surowca użytego do jego produkcji.

Poniższa tabela przedstawia kaloryczność różnych gatunków drewna plus kilku innych paliw dla porównania. Zachęcam do zajrzenia do artykułu ciepło spalania a wartość opałowa, który ułatwi zrozumienie różnicy między tymi dwoma pojęciami.

Gatunek Ciepło spalania
(MJ/kg)
Wartość opałowa
(MJ/kg)
Wartość opałowa
(kWh/kg)
sosna21,215,84,4
świerk20,515,84,4
jodła19,515,84,4
brzoza20,1
15,54,3
buk20,115,14,2
dąb18,415,14,2
olcha18,114,84,1
wierzba energetyczna16 (*)
torf15,9
węgiel brunatny19,7
węgiel kamienny
28,4
węgiel drzewny 29,1

(*) Dla 30% wilgotności.

Dane na podstawie oferty handlowej Regionalnej Dyrekcji Lasów Państwowych w Lublinie oraz artykułu o jakości drewna z punktu widzenia spalania (kaloryczności, dymieniu itd.).

Drewno opałowe wykorzystywane jest w wielu różnych sytuacjach (np. jeśli chodzi o ogrzewanie na drewno) i zazwyczaj im wyższa jego kaloryczność, tym lepiej. Warto jednak zwrócić uwagę, że kaloryczność najczęściej podawana jest w odniesieniu do kilograma drewna (bo tak można ją laboratoryjnie zmierzyć), nie zaś do metra przestrzennego (tj. stosu drewna opałowego o objętości 1 m³).

Kupując drewno w większych ilościach płacimy raczej za metry przestrzenne, co do zasady, lepiej kupować jest więc drewno cięższe (o większej gęstości). Trudno jest przeliczyć wartość opałową na metry przestrzenne.

Niniejszy tekst pojawił się tu po raz pierwszy w 2008 r., a powyżej znajduje się jego zaktualizowana, rozszerzona i uzupełniona wersja.

Rośliny energetyczne jako źródło biomasy w Polsce

Obecnie chyba wszyscy zdajemy sobie sprawę z niebezpieczeństwa, które wynika z wielkoskalowej eksploatacji nieodnawialnych źródeł energii. Z tego powodu zmuszeni jesteśmy do ciągłego odkrywania alternatywnych surowców i sposobów, które pozwoliłyby nam pokryć nasze potrzeby energetyczne. Jedną z ciekawszych propozycji ostatnich dekad jest uprawa roślin do tych właśnie celów. Czy wykorzystanie tego rodzaju biomasy ma sens?

Czym są rośliny energetyczne?

Roślinami energetycznymi nazywamy takie, które uprawiane są wyłącznie do celów energetycznych, i z których nie uzyskuje się żywności. Efektem plantacji powinno być uzyskanie biomasy, z której później możliwa jest produkcja energii (elektrycznej lub cieplnej) oraz biopaliw (biogazu lub olejów).

Tego typu uprawy zaliczane są do odnawialnych źródeł energii (OZE) – przyrost biomasy możliwy jest przecież dzięki działaniu promieniowania słonecznego.

Jakimi cechami powinien charakteryzować się gatunek rośliny, z której możliwe jest pozyskiwanie energii? Zdecydowanie najważniejszą kwestią jest szybki przyrost biomasy, który bezpośrednio przekłada się na ilość energii, którą można pozyskać z plantacji. Preferuje się także gatunki, w których składzie dominują takie składniki jak celuloza, lignina i hemiceluloza. Inne istotne cechy to odporność na czynniki biologiczne jak szkodniki czy choroby, a także niskie wymagania w aspekcie nawożenia.

Wykorzystanie biomasy w Polsce

Każde państwo członkowskie Unii Europejskiej zobowiązane jest do zwiększenia udziału odnawialnych źródeł energii w całkowitej produkcji energii do 20% w 2020 roku (dla Polski odsetek ten ustalono na 15%). To oficjalne wezwanie do działania sprawiło, że jesteśmy zmuszeni do zwiększenia wykorzystania OZE i rzeczywiście obserwuje się w tej kwestii wzrastającą tendencję.

Obecnie to właśnie biomasa jest największym graczem na polskim rynku zielonych źródeł energii (odpowiada za około 70% energii pozyskiwanej z OZE). Chociaż głównie wykorzystuje się do tego celu odpady drewniane, to wyraźna jest tendencja do coraz większego udziału upraw roślin energetycznych.

Więcej na temat biomasy w Polsce dowiesz się na https://trendywenergetyce.pl/perspektywy-rozwoju-biomasy-w-polsce

Najważniejsze gatunki dla energetyki

Jak wskazują doniesienia naukowe, zdecydowanie najbardziej wydajne są rośliny z grupy C4, charakteryzujące się m.in. lepszym wykorzystywaniem promieniowania słonecznego (o ok. 38-42% w porównaniu do roślin C3). Naturalne warunki życia dla tych gatunków to klimaty o wysokich średnich temperaturach powietrza oraz niskiej wilgotności.

Do tych, które mają największe znaczenie dla branży energetycznej, zaliczają się:

  • Wierzba wiciowa,
  • Robinia akacjowa,
  • Słonecznik zwyczajny,
  • Rdestowiec sachaliński,
  • Topinambur,
  • Miskant olbrzymi.

Wszystkich gatunków jest naturalnie o wiele więcej, jednak nie mają one obecnie tak wielkiego znaczenia. Największy udział na polskim rynku biomasy ma natomiast wierzba wiciowa.

Podsumowanie

Mimo wyzwań, które czekają na uprawy roślin energetycznych, stanowią one ciekawą alternatywę dla tradycyjnych metod pozyskiwania energii. Możliwe, że w przyszłości ich udział w OZE będzie się zwiększał.

Artykuł przygotowany we współpracy z portalem TrendywEnergetyce.pl.

Ekologiczny (zeroenergetyczny) hotel w Wiedniu

Jadąc w tym roku samochodem na urlop do Chorwacji zatrzymałem się na dwie noce w stolicy Austrii, Wiedniu. Dawno w tym mieście nie byłem i postanowiłem wykorzystać okazję, przejeżdżając w pobliżu. 

Nocleg zarezerwowałem z wyprzedzeniem w hotelu Boutiquehotel Stadthalle. Trzygwiazdkowym i ekologicznym.

Że zaprojektowany został z uwzględnieniem dbałości o środowisko, to widać już, gdy się do niego przyjedzie. Na elewacji od strony ulicy znajdują się bowiem liczne panele fotowoltaiczne. Dużą część ściany zajmuje także roślinność, co powoduje, że sam hotel wygląda sprawia wrażenie ukrytego w gąszczu liści.

Zaraz po wejściu, między recepcją a windami, wisi z kolei takie hasło:

Zerowy bilans energetyczny może nie wydawać się seksowny. Mimo to, codziennie mamy w łóżku kogoś nowego.

Okazuje się bowiem, że hotel w ciągu roku wytwarza tyle samo energii, ile potrzeba do jego funkcjonowania! Hotel oferuje nocleg w 79 pokojach, z których część znajduje się w nowym budynku, zaprojektowanym i wykonanym zgodnie ze standardami pasywnego budownictwa.

Źródłem ciepła do ogrzewania są gruntowe pompy ciepła. Ciepła woda użytkowa pochodzi z kolektorów słonecznych o łącznej powierzchni 120 m² . Tych nie udało mi się sfotografować. Oczywiście panele na elewacji frontowej nie wystarczą (tym bardziej, że jest ona skierowana na zachód). Jest ich dużo więcej, łącznie ok. 200 m². Oto widok na ogród z okna mojego pokoju.

Hotel oczekuje także na decyzję władz lokalnych w sprawie montażu turbiny wiatrowej, co jeszcze bardziej pozwoliłoby poprawić jego bilans energetyczny. 

W ogóle o widocznym na powyższej fotografii ogrodzie wypadałoby napisać także trochę więcej. W dolnej części zdjęcia widać zielony dach, porośnięty lawendą (która jednak już przekwitła i być może nie jest przez to widoczna). W prawym, dolnym rogu fotografii zaś widać kilka uli, zamieszkałych przez pszczoły. Z okien pokoju widać było, jak krążą przy wejściu do ula. 

O oszczędności energii gościom przypomina się na każdym kroku:

  • nad kranem w aneksie łazienkowo-kuchennym wisi informacja, że gorąca woda pochodzi z kolektorów słonecznych,
  • obok telewizora jest kartka mówiąca, że rezygnacja z lodówek w pokojach pozwala hotelowi przyczynić się do oszczędności 21 024 kg CO2 rocznie (a napoje są dostępne przez całą dobę w barze),
  • nawet opakowanie chusteczek jednorazowych oznaczone jest jako pochodzące z recyklingu.

Poza tym, hotel jest w trakcie przygotowywania dwóch miejsc do ładowania samochodów elektrycznych, z których będzie można korzystać bezpłatnie. Dodatkowo, goście docierający do hotelu niskoemisyjnym transportem (np. pociągiem czy rowerem) mogą liczyć na 10% zniżki przy płatności za pokój.

Wspomnieć też trzeba w kilku słowach o śniadaniu, które jest przygotowywane wyłącznie ze świeżych, organicznych produktów. Jako zwolennik śniadań z kiełbasy, boczku albo jajek, miałem w czym wybierać, a na koniec mogłem jeszcze dopchnąć żołądek do pełna sałatką owocową. 🙂

Podsumowując, moja wrażliwa na środowisko dusza ucieszyła się z pobytu w tym hotelu. Jeśli będę wracać do Wiednia, na pewno jeszcze zatrzymam się dokładnie w tym miejscu!