Energetyka i ochrona środowiska

• Druk: 2023
• Redakcja naukowa: Ewa Klugmann-Radziemska
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Wydawnictwo PWN ma okazję zarekomendować publikację dotyczącą istotnej i aktualnej kwestii zestawienia działań związanych z produkcją energii a ochroną środowiska.

Celem niniejszej książki jest przedstawienie Czytelnikom aktualnej wiedzy na temat wytwarzania i magazynowania energii z uwzględnieniem odpadów i ich zagospodarowania. Książka ENERGETYKA I OCHRONA ŚRODOWISKA zawiera praktyczny opis tych procesów i ich wpływu na środowisko.

Autorami tej książki są specjaliści z zakresu energetyki, w tym jej redaktor naczelna: prof. dr hab. Ewa Klugmann-Radziemska – profesor Politechniki Gdańskiej, kierownik Katedry Konwersji i Magazynowania Energii, a także prodziekan ds. współpracy i rozwoju.

Publikacja ENERGETYKA I OCHRONA ŚRODOWISKA ma charakter podręcznika rekomendowanego studentom studiów technicznych i środowiskowych (kierunki np. energetyka, inżynieria środowiska, ochrona środowiska), ale także kierowana jest do inżynierów energetyków, specjalistów od OZE, recyclingu, także kadry technicznej zakładów przemysłowych czy pracowników zaplecza badawczo-rozwojowego.

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Technika
• Redakcja: Ewa Klugmann-Radziemska
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-22870-5
• ISBN druku: 978-83-01-22640-4
• Liczba stron: 360

Wstęp – Ewa Klugmann-Radziemska     11
1. Idea zrównoważonego rozwoju – Anna Kuczyńska-Łażewska     13
Wprowadzenie     13
1.1. Definicje     13
1.2. Wskaźniki     14
Bibliografia     15
2. Metody generowania energii – Ewa Klugmann-Radziemska, Katarzyna Januszewicz     16
Wprowadzenie     16
2.1. Konwencjonalne źródła energii     17
2.1.1. Energetyka jądrowa     19
2.2. Odnawialne źródła energii     27
2.2.1. Energia wiatru     28
2.2.2. Energetyka wodna     29
2.2.3. Energia biomasy     35
2.2.4. Energia geotermalna     35
2.2.5. Energetyka fotowoltaiczna     36
2.2.6. Kolektory promieniowania słonecznego     41
2.3. Odpady jako źródło energii     43
2.3.1. Gospodarka odpadami     44
2.3.2. Definicja odpadów     46
2.3.3. Odpady krajowe w statystykach     47
2.3.4. Odzysk a unieszkodliwianie odpadów     51
2.3.5. Charakterystyka odpadów niebezpiecznych     53
Podsumowanie     55
Bibliografia     55
3. Skutki zanieczyszczenia środowiska związane z generowaniem energii – Anna Dettlaff     57
Wprowadzenie     57
3.1. Smog     59
3.1.1. Rodzaje smogu     60
3.1.2. Skutki zdrowotne narażenia na smog     63
3.1.3. Monitorowanie smogu     63
3.2. Globalne ocieplenie klimatu     64
3.2.1. Efekt cieplarniany     64
3.2.2. Pomiary temperatury Ziemi     68
3.2.3. Metody badania klimatu     70
3.2.4. Przyczyny zmian klimatu     74
3.2.5. Konsekwencje zmian klimatu dla środowiska     84
Podsumowanie     88
Bibliografia     89
4. Odpady – Anna Kuczyńska-Łażewska     93
Wprowadzenie     93
4.1. Rodzaje odpadów     94
4.1.1. Odpady komunalne     94
4.1.2. Odpady przemysłowe     95
4.1.3. Odpady zdatne do recyklingu     95
4.1.4. Osady ściekowe     95
4.2. Metody zagospodarowania odpadów     96
4.2.1. Składowanie     96
4.2.2. Sortowanie i segregacja     97
4.2.3. Kompostowanie     98
4.2.4. Biosuszenie... 99
4.3. Recykling materiałowy i energetyczny     100
4.3.1. Recykling materiałowy i surowcowy     100
4.3.2. Spalanie, zgazowanie i piroliza     101
4.3.3. Biokonwersja i fermentacja beztlenowa     102
Bibliografia     104
5. Praktyczne aspekty fotowoltaiki – Ewa Klugmann-Radziemska     105
Wprowadzenie     105
5.1. Wpływ usytuowania modułów na ilość generowanej energii     106
5.1.1. Odchylenie modułów od kąta optymalnego     107
5.2. Straty z tytułu ograniczonego lub nierównomiernego nasłonecznienia instalacji fotowoltaicznej     119
5.2.1. Zacienienie modułów     119
5.2.2. Wpływ atmosfery ziemskiej na natężenie promieniowania słonecznego – przezroczystość atmosfery     121
5.2.3. Zanieczyszczenie powierzchni modułów a wydajność ogniw fotowoltaicznych 123
5.3. Recykling modułów fotowoltaicznych     127
5.3.1. Recykling modułów z krystalicznego krzemu     131
5.3.2. Recykling modułów cienkowarstwowych     135
Bibliografia     137
6. Biomasa jako źródło energii odnawialnej – Katarzyna Januszewicz 141
6.1. Biomasa odpadowa – charakterystyka     141
6.1.1. Biomasa – definicja     142
6.1.2. Biomasa – charakterystyka     143
6.2. Termochemiczne procesy przetwarzania biomasy – charakterystyka     144
6.2.1. Biochemiczna degradacja     145
6.2.2. Obróbka wstępna biomasy     147
6.2.3. Obróbka wstępna – suszenie     147
6.2.4. Konwersja biomasy: spalanie, gazyfikacja, piroliza     148
6.3. Spalanie     152
6.4. Gazyfikacja     154
6.4.1. Urządzenia i technologie zgazowania biomasy     156
6.5. Piroliza     165
6.5.1. Piroliza – charakterystyka     165
6.5.2. Przegląd reaktorów stosowanych do pirolizy (skala laboratoryjna i przemysłowa)     168
6.5.3. Reforming parowy jako nowy kierunek produkcji wodoru w procesach konwersji biomasy     178
Podsumowanie     179
Bibliografia     180
7. Magazynowanie ciepła – Michał Ryms     182
Wprowadzenie     182
7.1. Współczesne budownictwo niskoenergetyczne i pasywne     183
7.2. Akumulacja nadmiaru ciepła     184
7.3. Sposoby magazynowania ciepła w materiałach zmiennofazowych     185
7.4. Materiały zmiennofazowe (PCM)     187
7.5. Właściwości materiałów PCM     189
7.6. Klasyfikacja materiałów PCM     192
7.6.1. Materiały nieorganiczne – charakterystyka, problemy i zapobieganie im     193
7.6.2. Materiały organiczne – charakterystyka, zalety i wady     203
7.7. Materiały PCM w zastosowaniu     212
7.7.1. rozwój komercyjnych PCM – geneza, charakterystyka, przykłady     212
7.7.2. Komercyjnie dostępne PCM – przegląd rozwiązań     214
7.7.3. Podsumowanie komercyjnych rozwiązań PCM     239
7.8. Nowe zastosowania PCM w budownictwie energooszczędnym, drogownictwie i nowe proekologiczne nośniki PCM na bazie karbonizatu     239
7.8.1. Stabilizacja temperaturowa nawierzchni drogowych jako przykład możliwości zastosowania PCM     240
7.8.2. Pojemniki izotermiczne z materiałem zmiennofazowym do przechowywania posiłków we właściwej temperaturze     245
7.8.3. Zagadnienie recyklingu materiałów odpadowych w kontekście praktycznego zastosowania PCM     247
Podsumowanie     252
Bibliografia     253
8. Magazynowanie energii elektrycznej – Monika Wilamowska-Zawłocka     258
Wprowadzenie     258
8.1. Chemiczne źródła prądu     259
8.1.1. Ogniwa litowo-jonowe     264
8.1.2. Ogniwa sodowo-jonowe     271
8.1.3. Ogniwa przepływowe     279
8.2. Recykling ogniw galwanicznych     283
Bibliografia     290
9. Wodór czynnikiem stabilizującym odnawialne źródła energii – Witold Lewandowski     297
Wprowadzenie     297
9.1. Koncepcja interdyscyplinarnego wykorzystania wodoru do wyeliminowania cykliczności odnawialnych źródeł energii     298
9.2. Podstawowe wiadomości o wodorze     299
9.2.1. Właściwości chemiczne i fizyczne wodoru     300
9.2.2. technologie otrzymywania wodoru     300
9.2.3. Wykorzystanie energii zmagazynowanej w wodorze     302
9.2.4. Urządzenia do spalania wodoru     305
9.3. Elektroliza i elektrolizery     307
9.3.1. Podstawy chemiczne i termodynamiczne elektrolizy     307
9.3.2. rodzaje elektrolizerów przemysłowych     310
9.3.3. Przykładowe elektrolizery komercyjne     312
9.4. Magazynowanie wodoru     314
9.4.1. Sposoby i metody magazynowania wodoru     314
9.4.2. rodzaje magazynów wodoru     316
9.5. Ogniwa paliwowe     321
9.5.1. Zasada działania i typy ogniw paliwowych     321
9.5.2. Niskotemperaturowe ogniwa PEM     322
9.5.3. Przykłady zastosowania ogniw PEM z polimerową membraną     324
9.5.4. Wysokotemperaturowe ogniwa tlenkowe SOFC i tSOFC     325
9.5.5. Przykłady zastosowań ogniw SOFC     328
9.5.6. Parametry ogniw paliwowych CHP (ang. Combined Heat and Power)     330
Podsumowanie     331
Wnioski     332
Bibliografia     333
10. Analiza cyklu życia – Anna Kuczyńska-Łażewska     340
Wprowadzenie     340
10.1. Analiza cyklu życia (LCA) w ocenie wpływu na środowisko     341
10.1.1. Cel i zakres analizy     343
10.1.2. Analiza zbioru wejść i wyjść     344
10.1.3. Ocena wypływu i metodologia w LCA     348
10.1.4. Interpretacja     350
10.2. Przykłady wykorzystania metody LCA w praktyce     353
10.2.1. Zastosowanie metody LCA do oszacowania wpływu na środowisko wytwarzania energii z biomasy     353
10.2.2. Zastosowanie metody LCA do oszacowania wpływu na środowisko toreb wielokrotnego użytku     355
10.2.3. Zastosowanie metody LCA do oszacowania wpływu na środowisko wykorzystania materiału półprzewodnikowego z recyklingu modułów
fotowoltaicznych     357
10.2.4. Zastosowanie metody LCA do oszacowania wpływu na środowisko systemów gospodarki odpadami     358
Bibliografia     359