Od żarówki do atomówki

zarowkaatomowkaKolejny artykuł z cyklu, który niektórzy mogą uznać za wiedzę oczywistą lub też bezużyteczną, ale zdaję sobie sprawę z niewiedzy, która panuje wśród sporego odsetku społeczeństwa i dlatego postanowiłem napisać coś w rodzaju tekstu – nazwijmy to – popularnonaukowego, którego tematem będzie energia elektryczna, a w szczególności przełom jakiego dokonało oświetlenie bazujące na diodach elektroluminescencyjnych (LED).

Lampy LED, potocznie też zwane po prostu żarówkami LED, mają swoich zwolenników, ale oczywiście wiele osób uważa jest za zło i dalej wierzy tylko i wyłącznie w tradycyjne żarówki z włóknem wolframowym. Opinia publiczna burzyła się, gdy UE zakazała produkcji i importu żarówek tradycyjnych. Zaczęło się od tych mocnych 100 watówek, ale od 1 września 2012 roku zakaz dotyczy wszystkich żarówek tradycyjnych. Na początku też byłem temu przeciwny, ale później poszedłem po rozum do głowy. Po co nam one skoro zamiast używać 100 watów możemy używać bardziej oszczędnej żarówki LEDowej, która daje taki sam poziom światła?!

Natężenie światła wyraża się w lumenach (w skrócie lm). 8W żarówka LED daje w granicach 480lm, można uznać to za odpowiednik 40W żarówki wolframowej, której średnia wartość strumienia świetlnego wynosi 415lm. Zapytacie się jak to możliwe? Większość pewnie zna odpowiedz na to pytanie, ale zdziwilibyście się ile osób nie ma pojęcia o tym, że w zwykłych żarówkach około 95% energii pobieranej z sieci jest wytracana na ciepło, a nie na produkcję światła. Nagrzewanie się żarówki, a raczej jej włókna, jest efektem niepożądanym. Przypadku, w którym ktoś chce ogrzać sobie ręce nie biorę pod uwagę…

Ktoś mi teraz powie „no dobra, wszystko pięknie, ale żarówki LED są w takim razie na pewno dużo droższe!”. Otóż nie jest tak strasznie jak się wydaje. Wspomniana wyżej 8W żarówka LED firmy OSRAM, jednej z droższych na rynku oświetlenia, kosztuje w granicach 25 zł. Warto przy tym jednak zwrócić uwagę na jeszcze jeden bardzo ważny aspekt, jest nim żywotność. Uśredniona trwałość tradycyjnej żarówki wynosi około 1000 godzin, natomiast jeśli chodzi o LED ta wartość znajduje się w przedziale od 20000 do AŻ 50000 godzin. Niesamowite prawda? Zgadza się, ale znowu wyjaśnieniem tego zjawiska jest ciepło. Tradycyjne żarówki, a raczej ich włókna, ulegają najzwyklejszemu na świecie przepaleniu. Co prawda włókna takich światełek wykonane są z trudno topliwego materiału, ale słowem klucz jest tutaj „trudno”. Po upłynięciu 1000 godzin to trudno zmienia się już raczej w łatwo i nie idzie temu przeciwdziałać. Natomiast zasada działania LEDów opiera się o związek chemiczny zwany luminoforem, któremu do świecenia wystarczy małe zadziałanie aktywatora, którym w tym przypadku jest niebieska dioda elektroluminescencyjna. Ale nie nad tym tutaj chciałem się rozwodzić.

Reasumując to co do tej pory napisałem. Zamiast 40W zużywamy 8W. Z zakładem energetycznym jesteśmy rozliczani na podstawie zużytych kilowatogodzin (kWh). 1 kWh odpowiada ilości energii, jaką zużywa przez godzinę urządzenie o mocy 1000 watów, czyli jednego kilowata. Jak nie trudno sobie policzyć w godzinę zużyjemy 5 razy mniej energii używając żarówek LED w zastępstwie tradycyjnych. Jakie to proste!

W takim razie co Wy na to, żebyśmy wszyscy wymienili nasze żarówki na te bardziej oszczędne i w ten sposób uratowali Świat? Wszystko byłoby pięknie, ale jest jeden szkopuł. Do takiego zabiegu potrzeba czasu. To, że będziemy nagle zużywać mniej nie wpłynie na to ile energii będzie produkowane przez elektrownie. Poziom wytwarzania energii w elektrowniach jest stały. Jest on z góry narzucony. Coś w stylu „dzisiaj zrobimy tyle i koniec”. Jest on szacowany na podstawie wcześniejszych obliczeń oraz badań, których podstawą jest obserwowanie i wyliczanie średniej z tego jaki jest popyt w poprzednich latach. Wiadomym jest, że elektrownia musi wyprodukować tyle energii ile będzie potrzebne, ale skąd można wiedzieć jakie akurat w danym momencie jest zapotrzebowanie? W takim wypadku zawsze trzeba wyprodukować więcej. Do tego nie da się tak łatwo regulować poziomu produkowanej energii. Przykładowo proces zatrzymania pracy i ponownego uruchomienia elektrowni może trwać nawet 8 godzin. Jak widać to nie działa tak, że bierzemy szpadel i rzucamy „wyngiel” do kotła. Produkujemy cały czas tyle samo, natomiast zużywamy raz więcej raz mniej. To wszystko skutkuje tym, że czasem mamy dość sporą nadwyżkę wyprodukowanego prądu, który może zostać odzyskany tylko w części, a reszta po prostu przepada. Z tym zagadnieniem związane jest między innymi tworzenie dodatkowych taryf przez dostawców energii zwanych zazwyczaj „Tanie godziny” lub też „Taryfa nocna”. Nie trudno się domyślić, że popyt na energię elektryczną w znacznej mierze zależy od pory dnia. Dostawcy obserwując takie zjawisko po prostu sprzedają swoją energię taniej zachęcając przy tym osoby, które chcą oszczędzić, do korzystania z ich usług w czasie kiedy sieć jest nieobciążona. Zazwyczaj są to godziny nocne 22-6, ale także 13-15 i weekendy. Na szczęście nie jest też tak, że nie mamy żadnego wpływu na to co się dzieje. Wszystko musi być rozłożone w czasie. Im z czasem będziemy zużywać mniej tym elektrownia po czasie postanowić produkować mniej.

Jak już jesteśmy w temacie elektrowni to warto wspomnieć, że jednym z podstawowych problemów energetyki wszelakiej są straty przesyłowe. Energia elektryczna ma bardzo długą drogę do pokonania. Od miejsca, w którym jest produkowana, do miejsca, w którym jest spożytkowywana – odbiorcy. Roczne straty związane z przesyłem w Polsce sięgają kilkunastu tysięcy gigawatogodzin (GWh). Przeprowadzono analizę, z której wynika, że w 2011 r. było to 10774 GWh, co równa się sumie 2,1 miliarda złotych (dane BBN z dnia 27 września 2012 r.). A weźmy też pod uwagę, że Polska nie jest zbyt rozległym krajem. Jako ciekawostkę warto też wiedzieć, że w Polsce blisko 90% naszych elektrowni pozyskuje energię ze spalanie węgla kamiennego i brunatnego. Reszta, czyli raczej nieznaczny odsetek to elektrownie gazowe, wodne i wiatrowe. Jest jednak szansa, aby powstała w Polsce elektrownia atomowa. Wszystko zmierza w dobrym kierunku i niewykluczone, że do 2017 r. zapadnie ostateczna decyzja w sprawie budowy, która miałaby się rozpocząć w 2020 r. i potrwać do 2024 r.

Dobra pora się opamiętać, bo z tekstu, który pierwotnie miał być o technologii LED przeszedłem do tematu atomówki. I taki chyba powinien być jego tytuł: „Od żarówki do atomówki”. Pozdrawiam.