OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE 19Unazad desetak godina, anaerobna digestija jepostala dokazana i provjerena tehnologija zatretman krutog komunalnog otpada, otpada satržnica kao i organskog otpada prehrambeneindustrije. U ovome su posebno napredovaleDanska, Holandija, Njemačka, Belgija, Švajcarskai Francuska, dakle zemlje sa razvijenompoljoprivredom i stočarstvom.Značajna prednost anaerobne digestije je uvisokoj fleksibilnosti u pogledu tretmanarazličitih tipova otpada, od mokrih do suhih i odčistih do miješanih otpada. Proizvodnja <strong>energije</strong>kod anaerobne digestije je veoma važanparametar, iako je cijena <strong>energije</strong> bilježila pad.Veoma važan parametar kod anaerobne digestijeje dobra kontrola mirisa u poreĎenju sapostrojenjima za aerobno kompostiranje.Može se očekivati da će anaerobna digestija sveviše biti kao metoda za izbor BAT (najboljaraspoloživa tehnologija).Očekuje se razvoj većih kapaciteta anaerobnedegestije organskog otpada. U usporedbi saaerobnim sistemom za kompostiranje, anaerobnadigestija zahtijeva dodatnih 5-15 €/ tonitretiranog otpada. Za veća postrojenja (iznad50.000 t/god), troškovi rada su sve više približni.Može se očekivati da će kapaciteti anaerobnedigestije otpada dostići 2 mil. t/god do 2010.god.TakoĎe, sve više će se koristiti mješanog iprljavog otpada kao alternativa ne samoaerobnom kompostiranju nego i spaljivanju.Dalji razvoj se može očekivati u integralnimpostrojenjima koja će tretirati aerobno i anaerobnokombinovane frakcije otpada.Prilikom razgradnje biomase nastaje plin metan.Metan (CH 4 ) je plin bez boje mirisa i okusa, stoznači da ga čovjek ne može svojim čulimaosjetiti. Molekularna masa mu je 16,03, gustina0,716kg/Nm 3 i relativna gustina u odnosu nazrak 0,554. Slabo je rastvorljiv u vodi – svega3,5 zapremina u 100 zapremina vode. Vrlo jeinertan i nije otrovan ali povećanjemkoncetracije u zraku utiče na smanjenje sadržajakisika u njemu. Porijeklo metana je vezano zabiološku razgradnju organskih komponenti uotpadu a prije svih celuloze i lignina, hemizamovog procesa može se prikazati preko jednačinerazlaganja celuloze:2C 6 H 10 O 5 ------ 5CH 4 + 5CO 2 + 2C4C 6 H 10 O 5 = 7CH 4 + 8CO 2 + 3H 2 O + C 9 H 6 OGdje je : C 9 H 6 - čvrsti ostatakMetan gori blijedoplavim plamenom, a toplotasagorjevanja iznosi 56,19 KJ/kg. Metan jeeksplozivan u smjesi sa zrakom u granicama od5 do 15 %. Reakcija metana sa kisikom se odvijapo jednačini:CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 OAko se sagorjevanje metana vrši u zraku reakcija je sljedeća:CH 4 + 2(O 2 +4N 2 ) = CO 2 + 2H 2 O + 8N 2To znači da jedna zapremina metana može dasagori pod uticajem cjelokupnog kisika koji jesadržan u 10 zapremina zraka. U tom slučajueksplozija je najjača i odgovara sadržaju od oko9,5% metana ili jedanestom dijelu zapremine.Temperatura paljenja metana iznosi 650-750°C,ali može biti niža i viša zavisno odprocentualnog sadržaja mentana u zraku,prisustva drugih plinova od izvora paljenja.Metan sadrži komponente koje oštećuju ozonskiomotač i izaziva efekat staklene <strong>ba</strong>šte.
20OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE7. ENERGIJA SUNCAViše miliona godina Sunce daje energiju koja jesadržana i u uglju i u nafti. Sunce pokrećevjetrove, okeanske struje, uragane i tornada, adaje i energiju kojom biljke sintetišu hranu.Količina solarne <strong>energije</strong> koja doĎe do površinezavisi od lokacije na površini.Prolaskom kroz Zemijinu atmosferu Sunčevaenergija se apsorbuje i samo preostali dio padnepo 1 m 2 Zemljine površine. Količina <strong>energije</strong> kojadospije do površine Zemlje je oko 0,83 kW po m 2za svakih osam sati sunčanog dana. Prema tome,maksimum od 6,4 kWh <strong>energije</strong> se regenerišesvaka 24 sata.Energija Sunčeva zračenja se rasprostranjuje popovršini Zemlje ovisno o geografskoj širini,godišnjem dobu i dužini dana. Kada se govori oiskorištenju Sunčeva zračenja kao izvora <strong>energije</strong>,uvijek se misli na energiju zračenja koja dopire doZemljine površine.Prosječna dnevna energija Sunčeva zračenja unekom mjesecu dobije se kao aritmetičkasredina dnevnih energija za sve dane upromatranom mjesecu. Pri prolazu kroz atmosferujedan dio Sunčeva zračenja apsorbuju plinovi(kiseonik, vodena para. ugljični dioksid), jedan diose reflektira (na molekulama plinova, česticamaprašine), a jedan dio se reemitira. Prema tomesmanjenje <strong>energije</strong> direktnog Sunčeva zračenjapri prolasku kroz atmosferu ovisno je oatmosferskim prilikama (vedro, poluoblačno,oblačno), o zagaĎenosti atmosfere i onadmorskoj visini. Iako se radi o ogromnimkoličinama <strong>energije</strong> Sunčeva zračenja, ipak se udoglednoj budućnosti ne može očekivatiznatnije zadovoljenje energetskih potre<strong>ba</strong> iz<strong>energije</strong> Sunčeva zračenja.Znatniji problemi pri korištenju <strong>energije</strong>Sunčeva zračenja su: mala gustoća energetskogtoka, oscilacija intenziteta zračenja tokom dana,ovisnost zračenja o klimatskim uslovima,intenzitet zračenja u pravilu se ne poklapa saintenzitetom potrošnje, nemogućnostnagomilavanja <strong>energije</strong> kao i njena, još uvijekneekonomicnost u poreĎenju sa ostalimenergetskim <strong>izvori</strong>ma.Snaga zračenja koja dopire do Zemljinepovršine, a koja bi se mogla iskoristiti, mijenjase tokom dana i tokom godine, a ovisna je i opoložaju površine na koju dopire zračenje.Potencijalna energija zračenja je maksimalnaenergija koja dopire do površine Zemlje krozsuhu i čistu atmosferu, a ona ovisi o geografskojširini i nadmorskoj visini. Ona postaje manja sasmanjenjem nadmorske visine (Sunčeve zrakeprolaze duži put) i s povećanjem geografskeširine (upadni ugao zračenja postaje manji).Za istu nadmorsku visinu i za iste meteorološkeuslove potencijalna energija zračenja za 43°geografske širine iznosi oko 2500 kWh/m 2godišnje, a na geografskoj širini 46° oko 2400kWh/m 2 godišnje. Ako se pretpostavi dajemaksimalna snaga zračenja 0,9 kWh/m 2 i kadabi ta snaga bila kroz cijelu godinu konstantna, utom slučaju bi se godišnje moglo dobiti 7884kWh/m 2 . Prema tome, potencijalno iskorištenjeSunčeva zračenja na 43° geografske širineiznosi 31,7% a na 46° geografske širine 30,4%.7.1. Solarni kolektoriDirektno iskorištavanje Sunčevih zračenjadanas se svodi uglavnom za dobivanje toplinepreko zagrijanih medija i za neposrednupretvorbu u električnu energiju. Toplinskaenergija iz Sunčeve <strong>energije</strong> može se dobitipomoću aktivnih i pasivnih sistema. U pasivnimsistemima koristi se prirodna cirkulacijazagrijanih medija (obično vode ili zraka), a uaktivnim sistemima uključeni su posebnoizraĎeni kolektori i pumpe koje omogućujuprisilnu cirkulaciju medija koji prenosi toplinu.Direktnom pretvorbom Sunčeva zračenjapomoću solarnih ćelija može se proizvestielektrična energija. Samo dio zračenja može bitiapsorbiran, jedan dio se reflektira a jedan dio<strong>energije</strong> prolazi kroz ozračeno tijelo. Prematome se samo apsorbirana energija možepretvoriti u toplinsku energiju, a reflektiranu i