Historie
Historie užívání obnovitelných zdrojů energie
Obnovitelné zdroje energie jsou definovány podle zákona č. 180/2005 Sb. o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie:
„ Obnovitelnými zdroji se rozumí obnovitelné nefosilní přírodní zdroje energie, jimiž jsou energie větru, energie slunečního záření, geotermální energie, energie vody, energie půdy, energie vzduchu, energie biomasy, energie skládkového plynu, energie kalového plynu a energie bioplynu.“
Využívání obnovitelných zdrojů energie sahá již do dávné historie. Jedním z prvních počinů využití bylo získávání tepelné energie při spalování dřeva. Později bylo vynalezeno vodní kolo, které bylo využívané pro jako zdroj mechanické práce pro roztáčení například mlýnských kamenů nebe pily. Tak byla využívána energie vody. Energie větru zaznamenala své využití také pro mletí obilovin v podobě větrného mlýnu.
S rostoucí populací a technickým rozvojem rostly i nároky na energie. Následně na to byly vyvíjeny jednotlivé formy obnovitelných zdrojů nezávisle na sobě.
Historie fotovoltaických elektráren se připisuje devatenáctiletému Francouzovi Alexandru Edmondovi Becquerelovi. Při manipulaci s elektrochemickými bateriemi se zinkovými a platinovými elektrodami zjistil přírůstek elektrického napětí, když je vystavil světlu. V roce 1883 sestrojil Američan Charles Fritz selenový fotočlánek. Protože však cena selenu byla vysoká a výroba článku nákladná, nenašel tento fotočlánek uplatnění. Tento jev, nazvaný fotoefekt, později popsal a vysvětlil Albert Einstein a právě za to mu byla v roce 1921 udělena Nobelova cena. V polovině 50. let začal věk polovodičů. Křemík, prvek bohatě zastoupený v zemské kůře se stal hlavním polovodičovým materiálem a v roce 1954 se objevil první křemíkový fotočlánek z výzkumné základny pro využití slunečního světla amerických Bell Laboratories. Tím byl položen základ pro další vývoj a úspěšné využití fotovoltaických elektráren. (Quaschning, 2010)
Energie větru
Již dlouho před Kristem se v Orientu užívala větrná kola k zavlažování. V Evropě se větrné energie začalo využívat mnohem později. Ve dvanáctém století přišly do Evropy sloupové větrné mlýny k mletí obilí. Ty se musely natáčet ručně, nebo je otáčel oslík do směru větru. V následujících století se mlýny technicky vyvíjely, což je vidět např. na holandských větrných mlýnech. Kromě toho, že se mlelo obilí, využívaly se mlýny jako vodní čerpadla a pro pohon strojů. V polovině 19. Století se v Evropě již otáčelo na 200 000 větrných mlýnů. Parní stroje, spalovací motory a elektromotory nahradily v první polovině 20. Století téměř všechny historické větrné pohony. Teprve v době ropné krize koncem 70. let minulého století začala renesance využití energie větru. Stále dokonalejší a vyspělejší moderní zařízení na výrobu proudu od té doby představují skutečnou alternativu fosilních a jaderných elektráren. (Quaschning, 2010)
Energie vody
V 18. století se jen v Evropě točilo asi 500 000 až 600 000 vodních mlýnů. Hlavní využití tehdy nacházely ve Francii, ale i v jiných evropských zemích se otáčely tisíce vodních mlýnů. Vodní kola nepoháněla jen mlýny, ale sloužila i jako pohon dalších pracovních a výrobních strojů. Rostoucí počet mlýnů na řekách a potocích vyvolal potřebu regulace využívání vodních toků, která provozovatelům mlýnů předepisovala dobu, po kterou může mlýn běžet, a velikost zařízení. Moderní turbíny s vysokou účinností, které se ve zdokonalených variantách využívají i u soudobých vodních zdrojů, byly vyvinuty již v 19. století. Zavedení parního stroje pomalu vytlačovalo vodní stroje. Na rozdíl od větrné energie, neupadlo využívání vodní energie zavedením fosilních paliv tak rychle do zapomnění. Když se koncem 19. století začala prosazovat elektrifikace, byla u toho právě vodní energie. Ze začátku se používaly malé turbíny, které poháněly elektrický generátor. Velikost těchto soustrojí velmi rychle rostla. (Quaschning, 2010)
První hydroelektrárny postavil T. A. Edison. Hydroelektrárna byla postavena v roce 1882 v americkém měste Appleton, které se nachází u Velkých jezer. Krátce poté byla vystavěna vodní elektrárna pod Niagarskými vodopády. Na našem území byla v 19 století první hydroelektrárna u Písku. Tuto hydroelektrárnu poháněla tři dynama. Později na počátku 20. století byly postaveny další dvě elektrárny v Praze. První byla na Těšnově a druhá na Štvanici. Těšnovská elektrárna již v současné době bohužel nefunguje. Její provoz byl definitivně ukončen roku 1929. Štvanická hydroelektrárna funguje až do dnes. (Vodní elektrárny)
Geotermální energie
Země vznikla před více než 4 miliardami let. Tenkrát se svou formou a strukturou podstatně lišila od součastného stavu. Tehdy byla Země žhavá a roztavená. Až teprve před 3 miliardami let klesla teplota zemského povrchu pod 100 °C a na povrchu vznikla zemská kůra, která postupně tuhla do větší hloubky. I když se to v zimě a v mrazivém ovzduší nezdá, není naše oběžnice Slunce žádná chladná koule. 99% objemu naší Země má vyšší teplotu než 1000 °C a více než 90% zbývajícího objemu má teplotu vyšší než 100 °C. Naštěstí pro nás se tyto vysoké teploty vyskytují v zemském nitru. Působivé vulkanické výbuchy však opakovaně vrhají rozžhavenou lávu z hloubek až do výšek kolem 100 km. Různé techniky umožňují teplo ze zemského nitra odebírat – čerpat a pokrýt jim část naší potřeby energie. (Quaschning, 2010)
Energie z biomasy
Již 790 000 let – tak dlouho, co jeskynní člověk objevil oheň – využívá člověk energii hořícího dřeva. Proto je biomasa s velkým odstupe nejdéle používaný zdroj energie. I v současné době některé země, jako je Mozambik a Etiopie, pokrývají více než 90% primární spotřeby energie tzv. tradiční biomasou. V průmyslově vyspělých zemích se s využitím fosilních zdrojů energie stala biomasa až do 20. století téměř bezvýznamnou. V roce 2000 nedosahoval podíl biomasy v Německu ani 3%. Na začátku 21. století, když došlo k výraznému růstu cen ropy, přišlo i v průmyslově vyspělých zemích využití biomasy ke cti. Kromě tradičního využití ve formě palivového dřeva se v rostoucí míře využívá moderních forem jejího využití. Biomasu nemusíme jen jednoduše spalovat na otevřeném ohni, je to možné také v moderních spalovacích zařízeních nebo elektrárnách k výrobě elektrické energie či k výrobě plynu či paliva. (Quaschning, 2010)
Bioplynové stanice
První systematické výzkumy bioplynu provedl italský přírodovědec Alessandro Volta, který se zabýval také elektrickým proudem. Kolem roku 1770 jímal Volta bahenní plyn ze sedimentu hornoitalských jezer a konal pokusy s jeho spalováním. Anglický fyzik Faraday rovněž experimentoval s bahenním plynem a identifikoval ho jako uhlovodík. Ale teprve roku 1821 se Avogadrovi podařilo sestavit vzorec metanu. V roce 1897 bylo v jednom ústavu pro léčbu lepry v indické Bombaji postaveno první zařízení, v němž byl plyn využit ke svícení a v roce 1907 také pro pohon motorů vyrábějící elektrický proud.
V Německu započal kalový technik Imhoff od roku 1906 v Porúří se systematickou výstavbou anaerobních, dvoustupňových čističek odpadních vod. Až do 2. Světové války pokračovalo využívání kalového plynu rychlým tempem. Byly vyvíjeny plovoucí plynové zvony, výkonná míchadla a topné systémy ke zvýšení vyhnívacího procesu.
Teprve v poválečné době bylo jako potenciální dodavatel bioplynu objeveno zemědělství. V roce 1947 upozornil Imhoff na to, že z chlévské mrvy od jedné jediné krávy lze vyrobit stokrát více plynu než z usazenin odpadních vod vyprodukovaných jedním obyvatelem města. Na Technické univerzitě v Darmstadtu bylo v roce 1947 vyvinuto bioplynové zařízení pro menší zemědělské provozy s horizontálním fermentorem. V 50. letech bylo v SRN instalováno okolo 50 stanic.
Nejvíce stanic bylo vybudováno v letech 1980 – 1985. Na rozdíl od prvních bioplynových stanic se již do zařízení nedával tuhý hnůj, nýbrž kejda zbavená podestýlky. To přineslo na jedné straně usnadnění při mísení, přepravě a míchání, na druhé straně však menší vytěžky plynu.
Další období zájmu o využití bioplynu začalo kolem roku 1990 v souvislosti se zákonnou úpravou náhrad na dodávku elektrického proudu z bioplynu a rozvojem hospodaření na bázi recyklace a obnovitelnosti. Po novelizaci zákona o dodávce elektrického proudu v roce 2000 formou „zákona o obnovitelných zdrojích energií“, který stanovuje vyšší a nárokové náhrady za proud z bioplynu, pokračuje tento vzestup dodnes. (Schulz & Eder, 2004)
Citovaná literatura
Alternativní zdroje energie. (nedatováno). Získáno 23. 03 2011, z www.alternativni-zdroje.cz
Česká společnost pro větrnou energii. (nedatováno). Získáno 21. 03 2011, z www.csve.cz/clanky/aktualni-instalace-vte-cr/120
CZ Biom. (nedatováno). Získáno 30. 03 2011, z www.biom.cz
Energetický regulační úřad. (nedatováno). Získáno 2011. 03 26, z www.eru.cz
Gnosis9.net. (nedatováno). Získáno 27. 03 2011, z www.gnosis9.net
Info Globe. (nedatováno). Získáno 2011. 03 23, z www.infoglobe.cz
Quaschning, V. (2010). Obnovitelné zdroje energií. Praha: GRADA.
Schulz, H., & Eder, B. (2004). Bioplyn v praxi. Ostrava: HEL.
Vodní elektrárny. (nedatováno). Získáno 27. 03 2011, z www.vodni-elektrarny.com