Energia słoneczna

Do alternatywnych źródeł energii zalicza się energię słoneczną, której wykorzystanie polega na przetworzeniu energii światła wyemitowanej przez słońce na prąd elektryczny lub ciepło.

Wyróżniono dwie podstawowe technologie użytkowania energii słońca:

Systemy fotowoltaiczne (PV) służą do bezpośredniej konwersji światła w prąd elektryczny. Wykorzystują różną liczbę połączonych ze sobą ogniw słonecznych, które razem tworzą moduł fotowoltaiczny.

Pojedyncze ogniwa mogą różnić się wielkością – ich przekrój wynosi od około 1 do 10 cm. Jedno ogniwo ma moc pomiędzy 1 a 2 wat, co nie jest wystarczające w przypadku większości zastosowań. Dlatego ogniwa słoneczne do użytku domowego grupuje się w większej ilości na dachach.

Ogniwo fotowoltaiczne zbudowane jest materiału półprzewodzącego, najczęściej krzemu, umieszczonego pomiędzy dwiema cienkimi płytkami kontaktowymi, z których górna jest pozytywnie, a dolna negatywnie naładowana. Materiał półprzewodzący uwalniania elektrony w wyniku absorpcji fotonów z fali świetlnej. Wybite elektrony są wychwytywane, a ich strumień tworzy prąd elektryczny.

Fotowoltaika jest szybko rozwijającą się technologią. Właściciele domów czy przedsiębiorstw, władze i organizacje lokalne na całym świecie wykorzystują panele fotowoltaiczne do wytwarzania energii elektrycznej na swoje własne potrzeby. Panele znajdują zastosowanie zarówno na obszarach wiejskich, jak i miejskich czy podmiejskich.

solar PL

Termiczne systemy solarne (STE) polegają na umieszczeniu kolektorów słonecznych na dachach o odpowiednich spadkach. Energia słońca podgrzewa zawartą w kolektorach ciecz do wysokich temperatur. Podgrzany płyn jest transportowany rurami do zbiornika, gdzie następnie ogrzewa wodę w nim zebraną. Są również kolektory powietrzne, które energię promieniowania słonecznego przekazują w postaci ciepła przepływającemu powietrzu.

Najbardziej rozpowszechnione rodzaje kolektorów słonecznych stanowią rurowe kolektory próżniowe (44%) i kolektory płaskopłytowe (34%) stosowane przede wszystkim do podgrzewania wody użytkowej w gospodarstwach domowych oraz kolektory z tworzywa sztucznego (21%) do ogrzewania wody w basenach.

 Gdzie wykorzystywać systemy słoneczne?

Głównym czynnikiem wpływającym na dostępność promieniowania słonecznego jest klimat determinowany przez uwarunkowania geograficzne takie jak szerokość geograficzna, powierzchnia lądów i wód, pływy morskie, wysokość nad poziomem morza, ukształtowanie terenu. W celu określenia możliwości wykorzystania energii słońca następujące parametry powinny zostać zdefiniowane wraz z ich rozkładem w czasie: nasłonecznienie (liczba słonecznych godzin), napromieniowanie powierzchni płaskich i nachylonych (energia padająca na jednostkę powierzchni w określonym czasie), struktura promieniowania słonecznego.

To, w jakim stopniu wykorzystujemy energię słoneczną, zależy nie tylko od wielkości energii samego światła słonecznego, ale także od kąta pomiędzy panelem słonecznym a padającymi promieniami. Kąt ten ma największy wpływ na efekty promieniowania słonecznego. Dla stałego kąta nachylenia maksymalna ilość energii w ciągu roku otrzymywana jest wtedy, kiedy kąt ten wynosi tyle, ile szerokość geograficzna. Większe kąty nachylenia są jednak korzystniejsze w przypadku dużych opadów śniegu zimą, podczas gdy przy mniejszym nachyleniu wykorzystywana jest większa ilość światła słonecznego w okresie letnim.

W jakim celu wykorzystujemy systemy słoneczne?

Energia słoneczna znajduje wiele różnych zastosowań:

  • Gospodarstwa domowe do podgrzewania wody użytkowej za pomocą kolektorów słonecznych. Również panele fotowoltaiczne mogą być instalowane na dachu domów mieszkalnych w celu podgrzewania wody, ale także wytwarzania prądu. Akumulatory umożliwiają magazynowanie energii uzyskanej w ciągu dnia i wykorzystanie jej w nocy.

solar domek maly

  • Zastosowania komercyjne i przemysłowe - energia słoneczna jest często wykorzystywana do zasilania nadajników radiowych i telewizyjnych, latarni morskich, ostrzegawczych systemów świetlnych dla samolotów, a także w celu przemysłowej produkcji energii czy w przedsiębiorstwach produkcyjnych.
  • Miejsca oddalone od sieci przesyłowej – w miejscach niedostępnych, zlokalizowanych daleko od sieci elektroenergetycznej stosuje się często systemy słoneczne.
  • Transport - – energia słoneczna może być wykorzystywana przez środki transportu publicznego jak autobusy, trolejbusy czy tramwaje.
  • Baseny kąpielowe - najbardziej powszechnym domowym zastosowaniem jest wykorzystanie energii słońca do podgrzewania wody do basenów.

Główną zaletą energii słonecznej jest to, że jest to źródło odnawialne, niezależne, bezpieczne dla środowiska i może współdziałać z konwencjonalnymi źródłami energii.

FAKTY – w typowym gospodarstwie panele o mocy 1 kW są w stanie zapewnić wystarczającą ilość energii elektrycznej na potrzeby czteroosobowej rodziny – oświetlenia, odbiorników radiowych i telewizyjnych, malej lodówki i kuchenki mikrofalowej.

Jakie są potencjalne przeszkody w wykorzystaniu energii słonecznej?

Jedną z głównych przeszkód stanowi koszt początkowy instalacji. Technologie pozyskania energii słońca wciąż pozostają kosztowną alternatywą do powszechnego stosowania paliw kopalnych. Poza tym konstrukcja wydajnego systemu słonecznego wymaga zagospodarowania dużej powierzchni terenu.
Wykorzystanie energii słonecznej jest efektywne wtedy, kiedy świeci słońce, a ilość promieniowania słonecznego różni się w poszczególnych dniach i porach roku.

 

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem