Slnečná energia

Kazdy rok dopada zo Slnka na Zem asi 10 tisic krát viac energie ako ludstvo za toto obdobie spotrebuje. Množstvo dopadajucej slnecnej energie na uzemie Slovenska je asi 200 násobne väcsie ako je súčasna spotreba primárnych energetickych zdrojov u nás. Je to obrovsky doposial takmer uplne nevyuzity zdroj energie. Vyuzivanie slnečnej energie je dnes najčistejšim spôsobom využivania energie vôbec a na rozdiel od iných zdrojov (aj obnovitelných) sú dopady na okolite životne prostredie takmer zanedbatelne. Tieto dopady však súvisia len s výrobou slnečných zariadeni a nie s ich prevádzkou. Okamzity výkon slnečneho zdroja predstavuje v atmosfere 1,7 .1017 W alebo 1,5 .1018 kWh ročne a v nasich zemepisných podmienkach energia dopadajuca na plochu 1 m2 dosahuje hodnotu 1000 az 1250 kWh/rok (cca 5 GJ). Z uvedenej intenzity žiarenia vyplyva, ze teoreticky pri 100% účinnosti využitia tejto energie by sme z plochy 3 x 3,3 metra mohli získat dostatok energie na pokrytie celoročnej spotreby tepla a teplej vody pre priemernu domacnosť na Slovensku. Barieru pre taketo využitie nepredstavuje len nerealizovatelna 100 %-na účinnosť zariadenia, ale aj odchylky v množstve dopadajúceho žiarenia v priebehu roka a jeho energetickej hustote. Hustota slnečneho žiarenia je totiz mnohonásobne nizsia ako v prípade fosilných palív , na druhej strane je však toto ziarenie homogennejšie rozložene ako zásoby klasických palív na Zemi.

Veterná energia

Energia vetra ma tiež svoj pôvod v slnečnej aktivite. Zohrievaním vzduchu a jeho nasledným stúpanim do výšky dochadza k prúdeniu vzdušnej masy (vietor) okolo Zeme. Z 1,15.105 TWr energie absorbovanej zemským povrchom za rok len asi 370 TWr vytvára energiu vetra a vån. Pred objavením parneho stroja bol vietor doležitým zdrojom mechanickej energie využivanej napr. veternými mlynmi alebo plachetnicami. Dnes sa vo svete veterná energia vyuzíva hlavne na výrobu elektrickej energie. Aj keď vačšina veterných turbín sa dnes využíva na výrobu elektrickej energie a jej dodávky do verejnej siete, existujú aj dalšie možnosti využitia tohto obnovitelneho zdroja energie. Bežne, hlavne v rozvojových krajinách, je napr. čerpanie vody veternými ružicami napojenými na ponorné čerpadlo. Takéto systemy su ekonomické a uplatňujú sa všade tam, kde nie je k dispozicii iný zdroj energie a predåzenie vedenia elektrického napätia k miestu spotreby by znamenalo značne náklady (odlahle oblasti). Vo svete pracujú aj veterné agregáty na výrobu teplej úžitkovej vody a prikurovanie v rodinných domoch. V týchto prípadoch sa využivajú menšie turbíny vyrabajuce jednosmerný elektrický prúd, ktorý je zdrojom energie pre elektrickú špirálu v tepelnom vymeniku.

Biomasa

Biomasa je v podstate zakonzervovaná slnečná energia, ktorú rastliny vďaka fotosyntéze premienajú na organickú hmotu. Množstvo vyprodukovanej biomasy na Zemi za jeden rok predstavuje asi 2.1014 kg co zodpoveda energetickému ekvivalentu približne 90 TWr. Slnečná energia absorbovaná v biomase može byť premenená na užitocnú formu energie - teplo, elektrinu alebo pohonné hmoty pre motorové vozidla, viacerymi spôsobmi napr. spalovaním, fermentaciou, anerobickým vyhnivaním ai. Ako vhodne palivá sa ponukajú hlavne drevo, slama, bioplyn alebo špecialné pestované rastliny s krátkym rotacným cyklom. Drevo sa použivalo od nepamäti ako zdroj tepla a dokial bude na Zemi vegetacia, tak táto možnost bude existovať aj naďalej. V posledných rokoch začinajú, hlavne vo vyspelých krajinách, získavať na význame aj iné biopaliva ako napr. slama, alebo rýchlorastúce rastliny. Osobitným palivom je repka olejná, ktorá sa na prípravu tzv. bionafty využíva aj na Slovensku. Z uvedených biopaliv je možne dnes dostupnou technologiou vyrobiť tak tepelnú energiu ako aj elektrinu a to aj súčasne v tzv. kogeneračných jednotkách. Najperspektivnejšou technologiou sa dnes ukazuje splynovanie biomasy a následne spalovanie vznikajúceho plynu, čím sa odstranujú niektore negativne javy sprevadzajúce priame spalovanie biomasy. Okrem uvedených biopaliv značny potencial predstavujú aj organické zvyšky napr. z poľnohospodarskej produkcie, ktoré je možne využiť na výrobu bioplynu. Spalovaním bioplynu v plynových turbínach je možne získať tak elektrinu ako aj teplo. Slama, ktorá má vyššiu mernú výhrevnosť ako hnede uhlie, sa ako palivo dnes využiva v mnohých vyspelých krajinách. Niekolko sto takýchto zariadení na vykurovanie celých obcí alebo poľnohospodárských podnikov je inštalovaných v Dánsku, ale aj v Rakúsku a iných krajinách. Budovanie spalovní slamy vo vyspelých krajinách bolo podporované čiastočne z dôvodov ochrany životného prostredia (spalovanie slamy na poliach je zakázane) a čiastočne aj preto, že je to ekonomicky výhodne a poskytuje dodatočný zdroj prijmov pre poľnohospodárov.

Vodná Energia

Z 1,5 .1018 kWh slnečnej energie, ktorú absorbuje zemský povrch za rok je asi 0,53. 1018 kWh spôsobuje vyparovanie vody z oceánov, morí, jazier a vodných tokov. Vodné pary sa presuvajú nad zemským povrchom a ich ochladzovanie vedie ku kondenzacii a zražkam. Tie zaistujú vytváranie potencialnej energie vysoko položených zdrojov vody, ktorá sa meni na kinetickú energiu pohybom v riekach. Kinetická energia vody sa bežne využíva na výrobu elektrickej energie vo vodných elektrárnach. Vo svete sa v roku 1995 vyrobilo v hydroelektrárnach celkove 2200 miliard kWh elektrickej energie, co predstavuje asi 14 % celosvetovej spotreby. Je to viac ako sa jej vyrobilo v rovnakom období v jadrových elektrárnach. Celkový využitelný potencial sa odhaduje na 14.900 mld. kWh. V tomto odhade sú započitané len relatívne veľke zdroje nad 10 MW, pričom tu existuje rezerva asi 30%. Na Slovensku sa v roku 1996 z vodnej energie vyrobilo viac ako 4,4 miliardy kWh, co je približne 15% našej spotreby.