Page 1

1


Motto: „Energia je to, čo núti veci, aby sa stali.“

Viete, že...?

 Energia je nezničiteľná, pretože nevzniká ani nezaniká, len sa transformuje z jednej formy do druhej.  Organizmy si môžu energiu ukladať aj do zásoby (v podobe cukru – glykogénu alebo v podobe tukov pod kožou).  V Pacifiku žije žralok živiaci sa planktónom a dosahujúci až 15 m dĺžky, ktorý si ukladá zásoby energie v podobe glykogénu v pečeni. Keď planktónu v určitých obdobiach ubúda, žralok sa spúšťa do chladných hlbín, kde upadá do akoby zimného spánku a čerpá energiu potrebnú pre základné životné prejavy práve zo zásob glykogénu v pečeni.

Naša Zem má asi 4,57 miliardy rokov a základným zdrojom energie na nej je Slnko. Vďaka nemu je na našej planéte život, zohrieva atmosféru a Zem, vytvára vietor. Slnko vyžiari v priebehu 20-tich minút na Zem toľko energie, koľko spotrebuje obyvateľstvo Zeme za celý rok.

Energia má schopnosť konať prácu, vyprodukovať teplo alebo pohyb. Používame ju na svietenie, vykurovanie, ochladzovanie našich domov, či na prevádzku áut a strojov.

 Väčšina potravových reťazcov má 3 alebo 4 články.  Jediné potravové reťazce, v ktorých organizmy nezískavajú energiu zo slnečného žiarenia, sa nachádzajú na Zemi pri dne hlbokých morí v blízkosti sopečných výronov, z ktorých producenti (baktérie) získavajú energiu.  Jedy (napr. pesticídy), ktoré v malých koncentráciách prijímajú organizmy na začiatku potravového reťazca, sa postupne koncentrujú v ďalších článkoch reťazca a môžu otráviť vrcholových predátorov. Proces zvyšovania koncentrácie jedovatých látok v potravových reťazcoch sa volá bioakumulácia.

Otázky:

 Prečo vodné rastliny (riasy) majú oveľa nižšiu schopnosť fotosyntézy ako suchozemské rastliny?  Prečo musí byť myší podstatne viac ako hadov – ich lovcov?

Energia však plní aj omnoho dôležitejšiu úlohu – zabezpečuje existenciu života na našej Zemi. Napríklad aj naše svaly potrebujú energiu, bez nej by sme nemohli nič zdvihnúť alebo sa pohybovať. Energiu potrebnú pre život získavajú organizmy z potravy. Ako vlastne energia v potrave vzniká? Energia vstupuje do biosféry vo forme slnečného žiarenia. Väčšia časť slnečnej energie dopadajúcej na povrch Zeme sa odráža a rozptyľuje v kozmickom priestore. Len veľmi malé množstvo (1%) dopadajúcej slnečnej energie spracúvajú prvotní producenti v biomase zelených rastlín. Prvotnými producentmi sú teda rastliny, ktoré vďaka fotosyntéze dokážu vytvárať z anorganických látok (neživých látok – dusík, kyslík...), organické látky (živé látky – stonky, listy, plody...). Prvotných producentov konzumujú primárni konzumenti. Primárnymi konzumentmi sú bylinožravce, bylinožravý hmyz, bylinožravé makkýše, zooplanktón a pod. Bylinožravce využijú asi 10-20% energie uloženej v rastlinách. Primárnych konzumentov konzumujú sekundárni konzumenti. Sekundárnymi konzumentmi sú teda mäsožravce, dravý hmyz, hmyzožravé vtáky, mäsožravé druhy rýb a pod. Tieto opäť využijú len asi 10-20% energie uloženej v telách bylinožravcov. Sekundárni konzumenti sa môžu stať potravou konzumentov ďalšich stupňov (v tomto prípade mäsožravec skonzumuje mäsožravca). Medzi takýchto konzumentov sa vo všeobecnosti radí aj človek. Pre úplnosť treba dodať, že v potravových reťazcoch sa nachádzajú aj reducenti. Sú to organizmy, ktoré rozkladajú mŕtvu organickú hmotu. Zapamätajte si: Na základe potravových reťazcov sa energia zo slnka dostane vo forme potravy aj do nášho tela. 2


Na štvrtom stupni sa môžu nachádzať ďalší predátori. Energia na štvrtom stupni potravového reťazca, však už nestačí na výživu ďalšieho stupňa. Mäsožravce – sekundárni konzumenti - spotrebujú energiu najmä na pohyb, nakoľko musia za potravou často prekonávať veľké vzdialenosti. Bylinožravce – primárni konzumenti spotrebujú menej energie na vytváranie biomasy, viac na pohyb pri vyhľadávaní pasienkov. Rastliny – prvotní producenti – spotrebujú málo energie na pohyb, viac na vytváranie biomasy. Energia obsiahnutá v biomase rastlín tvoriacich prvý potravový stupeň.

Energetické potreby zvierat Slovenský názov Myš domová Mačka domáca Sokol sťahovavý Tiger pásavý Gorila pralesná Mrož ľadový Samec slona ázijského

Vedecký názov Mus musculus Felis catus Falco peregrinus Panthera tigris Gorilla gorilla Odobaenus rosmarus Elephas maximus

Spotreba energie v kJ 45,4 1554 277 33600 34020 159852 256872

Energetické potreby človeka Na zabezpečenie energetickej rovnováhy v tele človeka je potrebné, aby dospelý človek denne prijímal cca 8400 kJ energie. Energetické požiadavky však závisia od jeho životného štýlu, spôsobu života a úrovne jeho aktivity. Viac energie bude potrebovať človek, ktorý ťažko manuálne pracuje, ako človek, ktorý vykonáva kancelársku prácu v sede. Pri správnej výžive je dôležité dbať aj na vyvážený pomer jednotlivých zložiek energie. Optimálny pomer je nasledovný: 10-15% bielkovín, 2530% tukov a 60-64% sacharidov. Dôraz je potrebné klásť aj na pravidelný príjem potravy, pestrosť stravy a zodpovedajúci príjem tekutín (2-2,5 litra denne u dospelého a 1 liter denne u dieťaťa). Priemerná denná potreba energie v kJ na 1 kg telesnej hmotnosti človeka Dojčatá do polroka 460 Dojčatá do 1 roka 420 Deti od 2 do 5 rokov 340-380 Deti od 6 do 10 rokov 300-340 Deti od 11 do 14 rokov 250-300 Mládež od 15 do 18 rokov 170-220 Dospelí 110-150 Vyšší vek 80-100 Okrem energie, ktorú človek potrebuje pre fungovanie vlastného tela, využíva energiu aj pri iných činnostiach. Vďaka energii fungujú stroje, ktorými sa obrába pôda alebo spracovávajú potraviny, alebo ktorými sa v priemysle vyrábajú výrobky. Vďaka energii môžeme využívať dopravné prostriedky, ale aj spotrebiče v našej domácnosti. Nakoľko pri týchto činnostiach ešte nevieme dostatočne efektívne využívať energiu priamo zo slnka, využívame aj ďalšie druhotné zdroje energie. 3

Motto: „Ak chceme niečo pochopiť, je potrebné zistiť, ako to vzniklo.“

Viete, že...?

 Fyzikálnou jednotkou množstva energie je joul (J). V minulosti sa ako jednotka množstva energie používala kalória. Jedna kilokalória (kcal) sa rovná 4,19 kilojoulu (kJ).  Prenos a premena energie medzi článkami potravových reťazcov i vo vnútri organizmov sa riadi dvoma termodynamickými zákonmi. Prvý zákon – o zachovaní energie – hovorí: množstvo energie vstupujúcej do systému je rovnaké ako množstvo energie, ktoré zo systému vystupuje. Druhý zákon – o premene energie – hovorí: prechod energie z jednej formy do druhej sa nikdy neuskutoční so 100%-tnou účinnosťou.

Úlohy:

 Na potravinách v obchodoch sa uvádza ich energetická hodnota. Tieto hodnoty sa dajú nájsť pre jednotlivé typy potravín aj na internete. Zistite, akú energetickú hodnotu má pečivo, cestoviny, ryža, rôzne druhy mäsa, zelenina, ovocie, čokoláda, sladkosti, mlieko, maslo, jogurty, syry, pivo, víno, káva a malinovka. Na základe týchto údajov zostavte optimálny jedálny lístok pre seba a svojich rodičov.


Motto: „Každý je zodpovedný za príklad, ktorý svojim životom dáva“ Antoine de Saint-Exupéry

Viete, že...?

 Ovládnutie ohňa – spaľovanie biomasy dreva, ktoré obsahuje nahromadenú energiu zo slnka – sa označuje za počiatok ľudskej civilizácie.  V 19. storočí sa výrazne využívala parná energia, preto sa toto obdobie nazýva aj storočie pary.

V predhistorickom období používal človek na uspokojovanie svojich potrieb predovšetkým vlastné svaly. Energiu získaval preto najmä konzumovaním potravy. Neskôr, keď sa naučil používať oheň, získaval energiu aj pálením dreva. Energetické možnosti ľudstva sa zvýšili objavením uhlia a využívaním vodnej pary na pohon strojov. Ďalším vývojom získala naša civilizácia prístup k využívaniu energie aj z ďalších zdrojov, napríklad ropy, zemného plynu, či atómového jadra. Ľudia sa naučili energiu uskladňovať a premiestňovať na dlhé vzdialenosti a to vďaka objaveniu elektrickej energie. V súčasnosti je závislosť ľudskej civilizácie na energii taká veľká, že bez druhotných zdrojov energie by už ľudstvo nevedelo existovať. Pokiaľ ľudia nevedeli uskladňovať energiu vo forme elektrickej energie, žili takto:

 Z celkového potenciálu produkcie energie z obnoviteľných zdrojov, ktoré naša krajina má, v súčasnosti využívame okolo 25%.

Otázky:

 Koľko rokov zostáva ľudstvu do vyčerpania celosvetových zásob ropy, uhlia a zemného plynu?

tradičné kachle na drevo

žehličky na uhlie

 Aký druh nerastnej suroviny sa dnes najviac ako zdroj energie využíva?  Aké alternatívne druhy pohonu automobilov v súčasnosti poznáme? najstaršia fungujúca parná slovenská lokomotíva

Úlohy:

 Zistite, aký je počet obyvateľov na jednotlivých svetadieloch (Európa, Ázia, Afrika, Austrália, Severná Amerika, Južná Amerika). Zoberte si 100 zápaliek, ktoré predstavujú zdroje energie a rozdeľte ich medzi jednotlivé svetadiely (podľa toho ako si myslíte, koľko energie potrebujú). Na záver zistite, koľko energie skutočne jednotlivé svetadiely spotrebovávajú. Bol medzi Vašim predpokladom a skutočnosťou nejaký rozdiel? Ak áno, porozmýšľajte, prečo je tomu tak.  Predstavte si, že v dôsledku obrovskej búrky, boli pretrhané elektrické drôty, ktoré privádzajú elektrinu do tvojho domu a školy. Ako by vyzeral tvoj deň? Čo všetko by nefungovalo?

petrolejová lampa

Podľa schopnosti zdrojov energie sa obnovovať ich rozdeľujeme na obnoviteľné a neobnoviteľné. Obnoviteľné zdroje energie  biomasa  vodná energia  energia morských vĺn  geotermálna energia  slnečná energia  veterná energia

Neobnoviteľné zdroje energie  uhlie  jadrová energia  ropa  zemný plyn  olejové bridlice  dechtové piesky

V súčasnosti ľudstvo využíva skôr neobnoviteľné zdroje energie, čo znamená, že keď sa raz minú, tak ich skrátka už nebudeme môcť využívať. Zásoby neobnoviteľných zdrojov energie sa na Zemi postupne vyčerpávajú. Ak v primeranom času nezabezpečíme našu energetickú potrebu inými zdrojmi energie, nastane kolaps súčasnej podoby ľudskej civilizácie. Z tohto dôvodu vlády, vedci, neziskové organizácie apelujú na tzv. udržateľný rozvoj. Udržateľný rozvoj znamená, že využívame zdroje tak, aby sme neohrozovali uspokojovanie potrieb budúcej generácie. Inými slovami, že neminieme všetky zdroje len v súčasnosti pre seba, ale že ponecháme dostatok zdrojov aj pre naše deti.

4


Motto: „Zem nám toho toľko dáva, mali by sme Zemi načúvať, počúvať tlkot jej srdca a žiť v harmónii s touto nádhernou planétou“ Yoko Ono

Viete, že...?  2 kg biomasy nahradia 1 liter ropy. 1 kg biomasy vyprodukuje teplo s výkonom 10-20 MJ.  Kravský hnoj obsahuje až 2/3 pôvodnej energie, ktorú krava skonzumovala.  V krajinách v tropických geografických pásmach využívajú ako biomasu aj bavlnu a olej z paliem a arašidov.

Obnoviteľné zdroje energie sú také zdroje, ktorých zásoby sa nedajú vyčerpať (energia slnka, vetra, geotermálna energia) alebo sa v pravidelných cykloch obnovujú (biomasa). Oproti neobnoviteľným zdrojom ide takmer o bezodpadové zdroje energie. Pre obnoviteľné zdroje energie sa používa aj pojem alternatívne zdroje energie alebo zelená energia.

Biomasa Akýkoľvek materiál organického pôvodu (živočíchy, rastliny) sa nazýva biomasa ale aj zelené uhlie. V našich podmienkach môžeme na výrobu energie z biomasy používať najmä drevo, drevný odpad z lesov, drevospracujúceho priemyslu alebo lesníctva, odpady z obilnín (slama, kukuričné listy) a potravinárskeho priemyslu, či rastliny s vysokým energetickým obsahom (napríklad repka olejná, slnečnica, cukrová repa). Biomasa je v podstate chemicky zakonzervovaná slnečná energia, ktorú rastliny vďaka fotosyntéze premieňajú na organickú hmotu. Z biomasy môžeme vyrobiť elektrickú energiu, teplo aj kvapalné palivá pre motorové vozidlá. Základné technológie spracovania biomasy: 1. termochemická (spaľovanie, splyňovanie) 2. biochemická (fermentácia, anaeróbne vyhnívanie – bioplyn) kolobeh výroba tepla z biomasy spaľovaním

Výroba bioplynu je možná na skládkach tuhého či kvapalného odpadu, v čistiarňach odpadových vôd alebo vytvorením záchytných nádrží v kanalizačných potrubiach. V rámci výroby bioplynu sa rozličné odpady nechávajú usadiť a vystaviť prirodzenej fermentácii (kvaseniu), na základe ktorej vznikne metán – plynný zdroj energie. 5

 Brazília má jeden z najväčších programov obnoviteľných zdrojov využívajúcich biomasu. Program zahŕňa výrobu paliva z cukrovej trstiny.  Počas druhej svetovej vojny jazdili v Nemecku, Francúzsku, Holandsku, ale aj v bývalom Československu civilné a vojenské automobily pre nedostatok pohonných hmôt na drevoplynový pohon.  Biomasa sa považuje za najvhodnejší zdroj obnoviteľnej energie na Slovensku.  Na Slovensku (napr. v Banskej Bystrici – Rakytovciach, Lučenci, Dolnom Kubíne, Košiciach, Kapušanoch, Brezove) sa bioplyn využíva na výrobu elektrickej energie.

Otázky:

 Prečo je vhodné pestovať „energetické rastliny“ (repka olejná, kukurica, slnečnica, cukrová repa) pozdĺž diaľnic alebo v bezpečnostných zónach jadrových elektrární? Sú na takomto mieste vypestované rastliny vhodné pre potravinársku výrobu?  Aký význam majú pohonné látky vyrábané z biomasy pre čisté životné prostredie? Nie je lepšie používať repku olejnú, slnečnicu a cukrovú repu len pre výrobu potravín?


Motto: „Vode bola daná čarovná moc, byť miazgou života na Zemi.“ Leonardo da Vinci

Viete, že...?

Vodná energia Vodná energia má tiež svoj pôvod v energii dopadajúcej na Zem zo Slnka. Slnečná energia spôsobuje vyparovanie vody z oceánov, morí, jazier a vodných tokov. Vodné pary sa presúvajú nad zemským povrchom a ich ochladzovanie vedie ku kondenzácii a zrážkam. Vďaka kolobehu vody, tak môžu potoky vyvierať a napájať vodné toky.

 Kritici tvrdia, že niektoré obnoviteľné zdroje energie vytvárajú znečistenie, zaberajú veľké množstvo krajiny alebo svojou nestabilnosťou spôsobujú problémy v elektrickej sieti.  Prvé informácie o využívaní vodnej energie na mechanický pohon mlynov pochádzajú už z roku 600 pred našim letopočtom?  Prečerpávajúca elektráreň Čierny Váh má výkon 735 MW a vodné dielo Gabčíkovo 720 MW. Každá z týchto elektrární tak ušetrí milión ton uhlia, ktoré by bolo potrebné na dosiahnutie rovnakého výkonu v tepelnej elektrárni.  Najväčšia vodná elektráreň na svete je na rieke Jang-c’-ťiang v Číne, volá sa Tri rokliny.

Otázky:

 Kde sa nachádza vodná elektráreň, ktorá je najbližšie k tvojmu bydlisku?  Viete vymenovať elektrárne Vážskej kaskády?  Aký je podiel vodnej energie na celkovej výrobe energie na Slovensku?

Možnosti použitia obnoviteľných zdrojov energie: pohonné hmoty / elektrina / teplo

biomasa vodné toky more geotermál slnko vietor

Z vodnej energie sa vo vodných elektrárňach vyrába elektrická energia. Bežná vodná elektráreň sa skladá z priehradnej hrádze, ktorá zadržuje vodu a strojovne s turbínami a generátormi na výrobu elektrickej energie. Takúto stavbu nazývame aj vodné dielo. Vodná energia je prakticky jediným obnoviteľným zdrojom energie, ktorý sa v širšej miere využíva aj u nás. Slovensko je bohaté na vodné zdroje, ktoré nám umožňujú výstavbu vodných elektrární. Zo začiatku (do 50-tych rokov 20.storočia) sa budovali skôr malé lokálne vodné elektrárne, ktoré postupne nahradili veľké vodné elektrárne. Na Váhu bola vybudovaná sústava 22 vodných elektrární, ktorá sa označuje aj názvom Vážska kaskáda. V 70-tych rokov 20.storočia bolo dostavané vodné dielo Liptovská Mara, vo 80-tych prečerpávacia elektráreň na Čiernom Váhu. V roku 1995 bola do plnej prevádzky uvedená elektráreň v Gabčíkove a v roku 1998 vodná elektráreň v Žiline. Vodné elektrárne môžeme rozdeliť nasledovne:  hrádzové vodné elektrárne (akumulačné) - vodná energia pochádza z energie vody padajúcej vďaka pôsobeniu zemskej príťažlivosti (napríklad Vážska kaskáda, vodné dielo Žilina, Orava, Kráľová),  prečerpávacie vodné elektrárne – fungujú na princípe dvoch nádrží v rôznych nadmorských výškach, medzi ktorými voda na základe požiadaviek dispečera prúdi nadol alebo nahor (napríklad elektráreň na Čiernom Váhu, Liptovskej Mare alebo v Dobšinej),  bezpriehradové vodné elektrárne (prietokové) - využívajú kinetickú energiu vodného toku bez potreby hrádze (napríklad elektráreň v Maduniciach, či vodné dielo Gabčíkovo). Výhody vodnej energie:  prevádzka vodnej elektrárne len minimálne zaťažuje životné prostredie (nepotrebuje na svoju prevádzku uhlie, ropu alebo zemný plyn) a na jej obsluhu nie je potrebný veľký počet ľudí,  výroba energie z vody trvá rádovo len pár sekúnd,  priehradné nádrže možno využiť aj na rekreáciu, rybolov a poskytujú aj zdroje pitnej či priemyselnej vody,  vodné elektrárne majú dlhú životnosť. 6


Nevýhody vodnej energie:  finančne a časovo náročná výstavba s nutnosťou zatopenia veľkého územia. Pri výstavbe vodnej elektrárne ide teda o značný zásah do prírody,  priehrady bránia vodnej doprave a prirodzenej migrácii rýb a menia druhovú skladbu vtáctva,  voda sa prietokom cez elektráreň a vo vodných priehradách neprirodzene ohrieva,  priehrada síce dokáže zabrániť menším povodniam, avšak veľkým povodniam dokáže zabrániť len čiastočne. Zároveň hrozí riziko pretrhnutia priehradnej steny a vzniku následných škôd, pričom môžu byť ohrozené aj ľudské životy,  vodné elektrárne sú závislé od stabilného prítoku vody.

Energia morských vĺn Využívanie energie morských vĺn môže rozdeliť do troch hlavných kategórií:  využívanie energie vlnenia – na základe pôsobenia vetra vznikajú vlny, na ktorých plávajú člny. Vlny spôsobujú klesanie a stúpanie člnov a tým aj prelievanie vody v nich. Takéto člny v podstate fungujú na rovnakom princípe ako prečerpávacie vodné elektrárne. Nevýhodou je, že množstvo produkcie energie je závislé na intenzite vĺn.  využívanie energie z pravidelného pohybu (prílivu a odlivu) – pohyb vody vyvoláva gravitácia mesiaca. Pri zvýšení morskej hladiny sa naplnia nádrže a pri odlive sa nádrže vyprázdnia vypustením nahromadenej vody cez turbíny. Ide o rovnaký princíp výroby elektrickej energie ako pri hrádzových vodných elektrárňach.  využívanie energie morských prúdov – v morských úžinách sa využíva energia z prúdenia vody. Na rovnakom princípe fungujú aj bezpriehradové vodné elektrárne.

Motto: „V jednej kvapke vody môžeš spoznať celý svet.“ indické príslovie

Viete, že...?

 Slovo „geotermálna“ pochádza z gréčtiny. „Geos“ znamená „zem“ a „thermal“ znamená „teplo“.  Prvý geotermálny generátor elektrickej energie vyskúšal 4. júla 1904 Prince Piero Ginori Conti v osade Larderello v Taliansku.  Island v roku 2000 produkoval priemerne 170 MW energie z geotermálnych zdrojov a vyhrial tým 86% všetkých domov.  V Austrálii sa snažia vyrobiť vlastnú geotermálnu energiu. Do zeme vyvŕtali 3 km hlboké diery – do tvaru U, do ktorých na jednom konci napumpujú vodu. Tá sa vďaka vhodnému nepriepustnému žulovému podlažiu ohrieva (energiou z jadra Zeme) a druhou dierou je vytlačená na povrch zeme horúca voda.  Odhaduje sa, že geotermálnu energiu by mohlo v budúcnosti využívať až 70 krajín sveta.

Otázky:

Geotermálna energia Tento druh energie má pôvod v horúcom jadre Herliansky gejzír na Slovensku Zeme, z ktorého teplo uniká cez vulkanické pukliny v horninách. Teplota jadra sa odhaduje na 7000 stupňov Celzia a vzhľadom na obrovské, takmer nevyčerpateľné zásoby energie v útrobách Zeme, býva tento druh energie zaraďovaný medzi obnoviteľné zdroje. Geotermálna energia sa najčastejšie odoberá vo forme pary alebo horúcej vody a využíva sa najmä na vykurovanie bytov, skleníkov, či ohrievanie vody. Z geotermálnej energie sa dá vyrobiť aj elektrická energia a to vďaka paroplynovému poháňaniu generátorov. Geotermálne zdroje na výrobu elektriny sa nachádzajú na geologicky nestabilných oblastiach sveta, ako napríklad na Islande, Novom Zélande, Indonézii, Japonsku, USA (Yellowstonský park), Filipínach a v Taliansku.

7

 Napriek tomu, že Slovensko je bohaté na vodné zdroje, v posledných rokoch bol pozorovaný pokles priemerných ročných prietokov našich riek a aj pokles výdatnosti niektorých prameňov. Viete pomenovať dôvod tohto stavu?  Na aké iné účely sa geotermálne pramene ešte využívajú?  Ktoré mesto na Slovensku využíva geotermálnu energiu aj inak ako na liečebné a kúpeľné účely?

Úlohy:

 Zistite, kde sa u nás nachádzajú geotermálne pramene.


Motto: „Obráť svoju tvár k slnku, vtedy tiene padnú za teba.“ africké príslovie

Viete, že...?

 Slnečné kolektory môžu byť použité aj ako protihluková bariéra na diaľniciach a preťažených cestách.  Množstvo dopadajúcej slnečnej energie na Slovensko je približne 200 násobne väčšie ako je naša súčasná spotreba energie. Ide teda o zaujímavú oblasť získania energie aj na Slovensku.  Jednou z prvých prírodných síl, ktorú sa ľudia naučili využívať, bol vietor. Už od r.3500 pred našim letopočtom pomocou vetra poháňali ľudia člny plachtami z plátna.  Veterná turbína vyrobí ročne 400000kWh elektrickej energie a nahradí 120-200 ton uhlia.  Kritici tvrdia, že vrtule veterných elektrární ohrozujú vtákov a vytvárajú vibrácie. Moderné veterné turbíny sú však už tiché a pomaly sa otáčajúce, čo znižuje riziko pre vtákov.

Otázky:

 Kde sa vo vašom okolí nachádzajú slnečné kolektory?  Kde na Slovensku sa nachádzajú najvhodnejšie lokality pre umiestnenie solárnych kolektorov?  Aká je priemerná veterných turbín?

Úlohy:

životnosť

 Počas slnečného počasia si zostrojte slnečný gril a sledujte ako sa mení teplota vody. Postup:  Na vnútorné steny kartónovej škatule nalepte alobal. Pokúste sa ho neskrčiť. Potom do krabice uložte priehľadnú nádobu s vodou. Na záver nalepte alobal na vrchnák škatule, čím vytvoríte zrkadlo. Zrkadlo nasmerujte tak, aby slnečné lúče svietili do vnútra škatule. Vrch škatule prekryte priesvitnou fóliou (aby neunikal teplý vzduch).

Slnečná energia Najdôležitejším a najvýznamnejším prírodným zdrojom je slnečná energia. Predpokladá sa, že naše Slnko zanikne o 5 miliárd rokov, takže slnečná energia je vzhľadom na ľudský život nevyčerpateľná. Využívanie slnečnej energie je dnes možné viacerými spôsobmi:  solárnymi fototermálnymi článkami, ktoré zachytávajú slnečné lúče a zohrievajú vodu na umývanie alebo sprchovanie  solárnymi elektrárňami na princípe ohrevu vzduchu uzavretého v priestore elektrárne. Horúci vzduch prúdi hore smerom k turbínam a poháňa ich.  solárnymi elektrárňami na princípe fotovoltaických článkov, ktoré obsahujú polokovy – polovodiče (napríklad kremík alebo selén) a premieňajú slnečné svetlo na elektrický prúd. Dopad slnečných lúčov na článok iniciuje pohyb elektrónov polovodiča, čím vznikne tok elektrického prúdu. Čím viac slnečných lúčov dopadne na fotovoltaický článok, tým silnejší je elektrický prúd, ktorý v polovodiči prúdi. V posledných rokoch sa solárna energia začína využívať vo väčšej miere aj na Slovensku, hlavne využívaním fotovoltaických systémov. Nachádzame ich na strechách budov (slúžia najmä na ohrev vody) a v Bratislave ich nájdete aj na verejných telefónnych automatoch.

Veterná energia Veterná energia spomedzi obnoviteľných zdrojov energie patrí medzi tie, ktoré majú najdlhšiu tradíciu. Vietor ako zdroj energie bol využívaný už v starej Číne, neskôr aj v Perzii a Egypte. V tých dobách slúžil prevažne na pumpovanie vody do zavlažovacích systémov alebo na poháňanie plachetníc. V stredoveku sa rozšírilo využívanie veterných mlynov - tak ako ich dnes poznáme predovšetkým z Holandska, ešte predtým sa však objavili v Taliansku, Francúzku, Španielsku a neskôr aj v Anglicku. Energia vetra využíva silu vzdušného prúdenia, ktoré vzniká vďaka rozdielnosti teplôt na zemskom povrchu a v atmosfére. Najlepšie podmienky pre rozvoj využitia veternej energie majú prímorské štáty a oblasti s vysokými nadmorskými výškami. V týchto oblastiach sú vetry silné a stálejšie. Vo vnútrozemí je intenzita vetra veľmi premenlivá a tak nie je možné zabezpečiť nepretržitú dodávku elektrickej energie. Preto je potrebné ju kombinovať s inými zdrojmi energie alebo akumulačnými systémami. Na Slovensku máme veterné elektrárne napríklad v Cerovej a pri Myjave. Stavba ďalších veterných elektrární na Slovensku je predmetom neustálych diskusií, hlavnou prekážkou je nestabilita tejto energie (prerušovaná dodávka, ktorá závisí od veternosti) a nízka priemerná veternosť na Slovensku. Vo všeobecnosti platí, že priemerná rýchlosť vetra počas celého roka by mala byť minimálne 5,5 m/s. Pri takejto veternosti by bola výstavba veternej elektrárne efektívna. Na Slovensku sa oblasti s takouto veternosťou nachádzajú len v Nízkych a Vysokých Tatrách. 8


Motto: "Až keď vyrúbeme posledný strom zistíme, že peniaze sa nedajú dýchať. Až keď vylovíme poslednú rybu zistíme, že peniaze sa nedajú jesť. Až keď zašpiníme poslednú rieku zistíme, že peniaze sa nedajú piť."

Viete, že...?

 Pri spaľovaní uhlia vzniká oxid uhličitý spolu s premenlivých množstvom oxidu siričitého v závislosti od kvality spracovávaného uhlia. Oxid siričitý v ovzduší reaguje s vodnou parou a vzniká kyselina siričitá. Takýmto spôsobom vznikajú nebezpečné kyslé dažde.

Za neobnoviteľný zdroj energie sa považuje taký zdroj energie, ktorého obnova alebo doplnenie trvá viac ako 100 rokov. Typickými príkladmi neobnoviteľných zdrojov sú fosílne palivá (uhlie, ropa, zemný plyn) a jadrová energia. Vďaka intenzívnemu využívaniu fosílnych palív sa v 17. až 19. storočí mohla uskutočniť priemyselná revolúcia. Sprievodným javom spaľovania fosílnych palív je však značné znečisťovanie ovzdušia, čo dnes predstavuje vážny environmentálny problém.

Uhlie Uhlie je prírodná pevná horľavina, ktorá sa vytvorila z odumretých rastlinných tiel pôsobením tlaku a teploty. Uhlie vzniklo približne pred 230 mil. rokmi. Vytváralo sa v druhohorách až štvrtohorách. Uhlie sa získava z povrchových lomov alebo hlbinných baní. Ľudia používajú uhlie už tisícročia na varenie a vykurovanie.

 Vo svete existuje mnoho požiarov uhlia, ktoré nie je možné zahasiť, pretože horí pod zemským povrchom. Najznámejším príkladom je austrálska Horiaca hora, o ktorej si ľudia mysleli, že je činnou sopkou. Až neskôr sa zistilo, že ide o uhoľný požiar, ktorý horí už viac ako 5000 rokov.

Otázky:

 Aké banské mestá poznáte na Slovensku? Čo viete o ich histórii?  Ťažbou akých nerastných surovín sa v minulosti Slovensko preslávilo?  Aké množstvo ropy sa ročne na Slovensku vyťaží?

Úlohy: Ešte v 19. storočí najvýznamnejším palivom.

bolo

 Vyznačte na mape Slovenska miesta, kde sa v minulosti ťažilo uhlie.

uhlie

Hornonitrianska hnedouhoľná panva je najbohatším a najrozsiahlejším náleziskom uhlia na Slovensku

Na Slovensku sa nevyskytuje čierne uhlie, máme však náleziská hnedého uhlia. Tie najväčšie sa nachádzajú v okolí Novák, Prievidze, Handlovej a Veľkého Krtíša. Najväčšie zásoby uhlia má USA, Rusko a Čína.

9

 Vytvorte plagát, ktorý hovorí o vzniku uhlia (prehistorické rastliny padajú do močiarov a na nich sa usádza bahno a piesok. Najprv vzniká hnedé uhlia a v nižších vrstvách čierne uhlie. Celý tento proces zohrieva energia z jadra Zeme).


Motto: „V súčasnosti sme závislí od ropy do takej miery a náš život je s ňou tak zviazaný, že si ani nedávame námahu, aby sme o jej všade prenikajúcom význame vôbec uvažovali.“ Daniel Howard Yergin

Viete, že...?

 95% potravín v obchodných reťazcoch sú vypestované za pomoci ropy. Pri ich pestovaní boli totiž použité herbicídy, pesticídy a hnojivá vyrobené z ropy.  90 až 95% dopravy sprostredkovávajú pohonné látky vyrobené z ropy.  V posledných rokoch sa relatívne svetové zásoby ropy a zemného plynu ustálili na asi 40–50rokov ťažby. Ťažba ropy kvôli nedostupnosti terénu však bude stále drahšia.

Ropa Ropa vznikla pred miliónmi rokov zo zvyškov morských rastlín a živočíchov. Po uhynutí odumreté telá veľkého množstva prehistorických rastlín a živočíchov klesali na dno. Postupne ich prikrývalo bahno a piesok a v priebehu miliónov rokov sa zmenili na vrstvy hornín. Tlak horných vrstiev a činnosť baktérií postupne zmenili organické zvyšky na hustú ropu. V súčasnom svete si život bez produktov, ktoré sa z ropy vyrábajú nevieme predstaviť. Z ropy sa vyrábajú pohonné hmoty pre osobné i nákladné autá, vlaky, lode a lietadlá. Ropa je dôležitá surovina aj na výrobu plastov. Takisto sa z nej vyrábajú mazacie oleje, lieky, hnojivá, pesticídy, textilné vlákna, pneumatiky, farby a laky. Ropa sa vyskytuje na mnohých miestach sveta, od Stredného východu až po Arktídu. Na Slovensku sú náleziská ropy veľmi malé a pre našu spotrebu sú nedostačujúce, preto ropu musíme dovážať zo zahraničia. Slovenské náleziská ropy sú v okolí miest ťažba ropy na mori Gbely, Brodské a Štefanov.

Zemný plyn

 Prečo sa ropa nazýva aj čiernym zlatom?

Zemný plyn je prírodný horľavý plyn, využívaný ako plynné palivo. Je to zmes uhľovodíkov, z ktorých 50 až 98 % objemu tvorí metán. Okrem metánu obsahuje aj propán, bután a ďalšie látky. Je ľahší ako vzduch, nie je jedovatý, ale je nedýchateľný, dusivý a vysoko horľavý. Zemný plyn nemá nijaký zápach a je bezfarebný, preto sa musí upravovať, aby bol ľudskými zmyslami identifikovateľný. Zemný plyn sa nachádza v podzemných náleziskách buď samostatne, alebo spoločne s ropou a vodou. Veľké ložiská zemného plynu nie sú na svete rozložené rovnomerne. Medzi najväčších producentov zemného plynu patria USA, Rusko a Kanada. Z týchto krajín sa zemný plyn prepravuje najmä plynovodom plynovod (potrubím) do ostatných krajín sveta.

 Ako sa nazýva priemysel, ktorý spracováva ropu?

Menej tradičné neobnoviteľné zdroje energie

 Ropa a zemný plyn obsahujú zlúčeniny síry, ktoré pri spaľovaní ropy unikajú do ovzdušia a spôsobujú environmentálne problémy.  Slovenský názov „ropa“ pochádza z poľštiny a v preklade znamená hnis.

Otázky:

Olejové bridlice – sú to horniny, ktoré obsahujú uhľovodíky a pri zahriati na teplotu 450 °C a po následnom skvapalnení je možné z nich získať látku podobnú rope. Veľké zásoby sú v USA, Kanade a v Rusku.

Úlohy:

 Zistite koľko litrov benzínu/nafty spotrebujú Tvoji rodičia za mesiac. Ako efektívne Tvoji rodičia auto využívajú (sú v aute vždy viac ako 2 osoby)?

Dechtové piesky – obsahujú látku podobnú asfaltu, ktorá sa upravuje zvláštnymi technologickými procesmi, je možné ju využiť podobne ako ropu. Ložiská sú v Kanade a Venezuele.

10


Jadrová energia Jadrová energia je ukrytá medzi časticami atómu niektorých chemických prvkov, najmä uránu, plutónia, či deutéria. Prvé praktické použiteľné jadrové reakcie sa podarilo zvládnuť v polovici Energia 20.storočia. Energia sa získava kontrolovanou reťazovou reakciou – štiepením jadra v jadrovom reaktore. Jadrový reaktor je napojený na parnú turbínu, ktorá vyrába elektrickú energiu. Para z parnej turbíny sa následne ochladzuje v chladiacich vežiach. Z chladiacich veží do ovzdušia stúpa teplý vzduch a vodná para z chladiacej vody. Viaceré, technologicky vyspelé krajiny vo svete postupne vybudovali niekoľko stoviek jadrových elektrární. Na Slovensku sú v prevádzke dve jadrové elektrárne v Jaslovských Bohuniciach a v Mochovciach.

medzinárodné označenie rádioaktívneho materiálu

Najväčším problémom jadrovej energie je odstraňovanie rádioaktívneho – smrteľne nebezpečného odpadu, ktorý ohrozuje všetky živé organizmy aj niekoľko tisíc rokov. Problémom sú aj možné havárie jadrových elektrární. Napriek tomu, že ich výskyt je veľmi zriedkavý, ich následky sú závažné nielen pre pracovníkov elektrárne, blízkych obyvateľov a pre okolitú prírodu, ale môžu mať závažné následky na obrovských plochách kontinentov. Takým príkladom je napríklad výbuch jadrovej elektrárne na Ukrajine v Černobyle v roku 1986. Zo súčasnosti možno uviesť jadrovú elektráreň v Japonsku, ktorú zasiahla vlna tsunami v marci 2011.

Okrem výroby elektrickej energie sa jadrové palivo využíva aj v zdravotníctve, avšak aj na vojenské účely (ako zbraň hromadného ničenia).

Motto: „Objav jadrovej energie nepriniesol nové problémy. Len učinil naliehavejšou nutnosť vyriešiť existujúce problémy.“ Albert Einstein

Viete, že...?

 Prvá jadrová elektráreň bola postavená v roku 1954 Rusku v meste Obninsk. Elektráreň bola však po niekoľkých rokoch odstavená a slúžila iba na výskumné účely.  Od konca 80. rokov je nárast počtu jadrových elektrární oveľa menší a prevažne tvorený výstavbou jadrových elektrární v Číne.  Vo vyhorenom jadrovom palive zostáva vysoké percento uránu (80-90%) a novovzniknutého plutónia. To po prepracovaní možno opäť použiť na výrobu nového jadrového paliva.  Overené zásoby uránu sa pri súčasnom ročnom tempe spotreby vyčerpajú počas najbližších 30 rokov. Jadrové elektrárne dnes produkujú len 6% elektriny na svete – pokiaľ by sa ich počet zväčšil, zásoby uránu by boli vyčerpané ešte skôr. Zároveň novopostavené elektrárne by po vyčerpaní zásob uránu neboli ani dosť staré na odstavenie.  1 uránová tabletka o hmotnosti 5g a veľkosti ceruzky o dĺžke 1 cm (presne UO2 - Oxid uraničitý) vyprodukuje toľko tepelnej energie ako: 640 kg dreva, 400 kg čierneho uhlia, 360 m3 zemného plynu, či 350 kg minerálneho oleja.

Otázky:

 Ktorá susedná krajina nemá ani jednu jadrovú elektráreň?  Aký je podiel jadrovej energie na celkovej výrobe energie na Slovensku?  Akú životnosť elektráreň?

jadrová

Jaslovské Bohunice

Úlohy: 11

 Zistite koľko krajín na svete má jadrovú elektráreň.


Organizácia spojených národov (OSN) stanovila rok 2012 za Medzinárodný rok trvalo udržateľnej energie pre všetkých. Medzinárodný rok trvalo udržateľnej energie pre všetkých je príležitosťou upriamiť pozornosť na dôležitosť zlepšovania trvalého prístupu k energii, na energetickú účinnosť a obnoviteľné zdroje energií na lokálnej, regionálnej a medzinárodnej úrovni. Energetické služby majú rozsiahly dosah na produktivitu, zdravie, vzdelávanie, klimatické zmeny, potravinovú bezpečnosť a bezpečnosť v zásobovaní vodou, ako aj v komunikačných službách. Práve preto absencia prístupu k čistej, prístupnej a spoľahlivej energii brzdí ekonomický, sociálny aj ľudský rozvoj a predstavuje veľkú prekážku v realizácii Miléniových rozvojových cieľov. Ešte 1,4 miliardy ľudí stále nemá prístup k modernej energii a tri miliardy ďalších osôb závisia od "tradičnej biomasy" a uhlia ako hlavného zdroja paliva. Aj keď v niektorých rozvojových krajinách existujú moderné energetické služby, sú natoľko drahé, že si ich milióny ľudí nemôžu dovoliť. Následky absentujúceho či sťaženého prístupu k energiám majú dosah na zdravie osôb aj na ekonomiku v podobe nedostatočnej produktivity v lukratívnych aktivitách. Ak napríklad nemocnice alebo školy nemajú riadny prístup k energiám, nemôžu naplno fungovať. Aj prístup k pitnej vode závisí od efektívnej činnosti prečerpávajúcich staníc. Nedostatočný prístup k energiám má zničujúce dôsledky na najzraniteľnejšie vrstvy spoločnosti, konštatovala OSN. Naopak, správne fungujúci energetický systém umožňuje zvyšovať produktivitu, zlepšovať konkurenčnú schopnosť, podporovať ekonomiku a hospodársky rast. OSN poukázala aj na negatívne následky využívanie energie, ktorá nie je trvalo udržateľná. Emisie z pevných palív sú príčinou klimatických zmien, spôsobujú znečisťovanie ovzdušia v mestách, skyslenie pôdy i vody. Preto znižovanie uhlíkových emisií ostáva prioritou v problematike spotreby energie. OSN si do roku 2030 stanovila 3 hlavné ciele a to: 1. univerzálny prístup k moderným energetickým službám 2. zníženie svetovej energetickej intenzity o 40 % 3. zvýšenie využívania trvalo udržateľnej energie o 30%

Ing. Jozef Kahan a kolektív: Tajomná energia, Strom života, Bratislava 2012. Vydanie prvé. Všetky práva vyhradené. Táto publikácia bola vytvorená s podporou Nadačného Fondu Živá energia pri Nadácii Ekopolis, ktorého partnerom je ZSE Energia, a.s. Použitá literatúra: R. Hudecová, O. Makýš: Ekológia pre terciu a kvartu gymnázia s osemročným štúdiom a 7.-8. ročník základnej školy, Strom života, Bratislava 2001, ISBN 80-968427-1-4 / A.Juhászová, J.Hipš, P.Ježeková: Energia – Učím (sa) o Zemi s radosťou, CEEV Živica, Bratislava 2004, ISBN 80-968989-2-2 12

Tajomna energia  

Tajomna energia, strom zivota

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you