Energia słoneczna

Energia słoneczna

Słońce, jedna z miliarda gwiazd, jest źródłem energii wszystkich znanych istot żyjących na Ziemi.
Energia tej gwiazdy docierająca na Ziemię w ciągu 40 minut pokryłaby całoroczne zapotrzebowanie człowieka na nią. Jest ona najbezpieczniejszym źródłem energii z dotychczas poznanych i istniejących.
Dlatego ludzie coraz częściej starają się wykorzystywać energię słoneczną.
Wykorzystywanie energii słonecznej, to także ochrona środowiska.
Zmniejszamy zużycie ropy naftowej i innych niekorzystnych dla środowiska źródeł energii.

Wykorzystanie energii słonecznej
Energię promieniowania słonecznego można wykorzystywać na dwa podstawowe sposoby:
• zamieniać ją bezpośrednio w energie elektryczną w ogniwach fotowoltanicznych (konwersja fotowoltaniczna),
• zamieniać ją w ciepło, które z kolei może być wykorzystane np. do ogrzewania wody użytkowej, lub w elektrowniach słonecznych do wytwarzanie energii elektrycznej.
Energię słoneczną w postaci bezpośredniej wykorzystuje się do produkcji energii elektrycznej przy pomocy fotoogniw - energia fotowoltaiczna, oraz do produkcji energii cieplnej. Ogniwa fotoelektryczne, wykonane z półprzewodników na bazie krzemu charakteryzują się dużą niezawodnością i długą żywotnością. Są one jednak stosunkowo mało wydajne i bardzo kosztowne. Ich podstawową wadą jest wysokie zapotrzebowanie na powierzchnię instalacyjną. Energia wytwarzana przez takie ogniwa jest w tej chwili kilka razy droższa od energii wytwarzanej w konwencjonalny sposób. Wykorzystuje się je
w elektrowniach słonecznych, w małych zegarkach i kalkulatorach, a przede wszystkim
w przestrzeni kosmicznej, gdzie promieniowanie słoneczne jest dużo silniejsze.
Metody wykorzystywania energii słonecznej znane były już w starożytności i polegały na samoczynnym ruchu ciepła w budynkach, poprzez odpowiednie umieszczenie okien, ścian, otworów wentylacyjnych. W ten sposób energia słońca była magazynowana do ogrzewania pomieszczeń w nocy. Również współcześnie poszukuje się wydajnej metody pozwalającej
w ekologiczny sposób ogrzewać domy, a jednocześnie gwarantującej niskie koszty jej utrzymania. Najpopularniejszym i najtańszym urządzeniem jest obecnie kolektor słoneczny.

Kolektory słoneczne
Kolektor słoneczny - podstawowy element instalacji słonecznej, jego zadaniem jest przekształcenie energii słonecznej w energię cieplną poprzez specjalną płytę absorpcyjną. Kolektory słoneczne służą do odbioru energii cieplnej promieniowania słonecznego i przekazywania jej poprzez tzw. czynnik grzewczy i wymiennik ciepła znajdujący się w zbiorniku (bojlerze), do ogrzania wody. Ze względu na cenę oraz prostą konstrukcję najpopularniejsze w Polsce są tzw. kolektory cieczowe płaskie. Kolektory słoneczne wykonane są z wysokiej jakości materiałów jak: miedź, aluminium, specjalne szkło solarne i izolacja cieplna, co zapewnia ich długą (ponad 25 lat) i bezawaryjną pracę w naszych warunkach klimatycznych. Ze względu na lekką (ok. 38 kg) i szczelną konstrukcję, kolektory słoneczne nie mają ograniczeń co do miejsca montażu i mogą być montowane na:
- dachu
- ścianie budynku
- bezpośrednio na ziemi
Kolektory można podzielić na:
• płaskie
o gazowe
o cieczowe
o dwufazowe
• płaskie próżniowe
• próżniowo-rurowe (nazywane też próżniowymi, w których rolę izolacji spełniają próżniowe rury)
• skupiające (prawie zawsze cieczowe)
• specjalne (np. okno termiczne, izolacja transparentna)
Najpowszechniej wykorzystuję się je do :
- podgrzewania wody użytkowej,
- podgrzewanie wody basenowej,
- wspomagania centralnego ogrzewania.

Największe elektrownie słoneczne na świecie

W palącym słońcu, pośrodku pustyni Mojave w południowej Kalifornii znajduje się największa na świecie elektrownia słoneczna wytwarzająca około 350 Megawatów mocy, co stanowi blisko 90% komercyjnego przetwarzania energii słonecznej na świecie.


Największa w Europie elektrownia słoneczna w Odeillo. Powstała w celach badań naukowych, znajduje się tu tzw. piec słoneczny, skonstruowany w celu uzyskiwania bardzo wysokich temperatur.

Umieszczone na zboczu lustra są sterowane elektronicznie, tak aby zbierały jak największą dawkę promieni słonecznych. "Zbierane" w lustrach promienie słoneczne kierowane są do olbrzymich rozmiarów reflektora parabolicznego (widocznego na zdjęciu), którego zadaniem jest skupianie odebranych wiązek promieni w jednym punkcie. W ten sposób uzyskiwane są bardzo wysokie temperatury w tzw. piecu słonecznym.

Badane są m.in. tam różnego rodzaju materiały, które w przyszłości mogą posłużyć do budowy elementów statków kosmicznych.