Źródła Energii Słonecznej

Źródła energii słonecznej

Promieniowanie słoneczne dostarcza całkowitą ilość energii niezbędnej do przebiegu zjawisk pogodowych w atmosferze ziemskiej. Promieniowanie widzialne, nazywane potocznie światłem, odgrywa zasadniczą rolę w procesie fotosyntezy, w widzeniu u ludzi i zwierząt, ma wpływ na liczne zjawiska cykliczne w świecie roślin i zwierząt.
Kąt padania promieni słonecznych na powierzchnię Ziemi warunkuje istnienie na Ziemi stref klimatycznych oraz zmianę pór roku.

Na całkowite promieniowanie słoneczne docierające na powierzchnię Ziemi składa się, więc promieniowanie bezpośrednie i rozproszone. Promienie słoneczne przechodząc przez atmosferę ulegają rozproszeniu, napotykając na cząsteczki pyłów, gazów i wody. Im krótsza jest fala świetlna, tym silniejszemu ulega rozpraszaniu. Taki zasób energii Słońce dostarcza na powierzchnię Ziemi, ale tylko 43% z niej zostaje pochłonięte, a reszta odbija się od powierzchni albo jeszcze wcześniej od cząstek w powietrzu. Ziemia dzieli tę energię dla lądów i wód oraz organizmów żywych (roślin). Oceany wchłaniają az 95% promieniowania słonecznego i zamieniają je na ciepło, które umożliwia przeżycie organizmom wodnym. Woda pod wpływem ciepła (promieniowania słonecznego) zaczyna parować, tworząc chmury, które później zmieniają swoja postać w deszcz na ternach nizinnych i wyżynnych a w górach zmieniają swoja postać w płatki śniegu czy tez gradu i spadają z powrotem na ziemie, gdzie tworzą strumyki górskie, które wpływają do rzek a one do mórz a morza zaś do oceanów. Podobnie jest z piaskiem pustynnym, który kumuluje ok. 70% ciepła, co także wpływa na Zycie wielu organizmów.

Energia słoneczna jest nie tylko nieustannie dostarczana na powierzchnię Ziemi, ale także krąży w przyrodzie, ulegając przemianom biologiczno – chemicznym. Kumuluje się ona we wnętrzu roślin i staje się pokarmem dla zwierząt i zgodnie z łańcuchem pokarmowym trafia do gleby a stamtąd ponownie wyciągnięta przez rośliny zaczyna swój cykl od nowa. Podobnie było z pradawna roślinnością. W drodze ewolucji przekształcona w złoża węgla czy tez ropy oddaje ludziom swoja energie w postaci energii cieplnej oraz elektrycznej.

Można także stwierdzić, ze źródłem energii słonecznej jest samo słońce, ponieważ rozgrzewane jest głównie przez reakcję jądrowej syntezy wodoru, w wyniku, której w słońcu przybywa helu.

Energie słoneczną można wykorzystać na 2 sposoby:

1) Zamiana energii promieniowania słonecznego na prąd elektryczny
2) Magazynowanie tej energii w postaci ciepła

1) Pierwszym sposobem jest, fotoogniwo, które także jest nazywane ogniwem fotowoltaicznym, baterią słoneczną oraz ogniwem fotoelektrycznym. Jest to element półprzewodnikowy. Kiedy na złącze typu p-n o dużej powierzchni pada strumień światła, powstają pary elektron-dziura, które dyfundując do różnych obszarów wytwarzają różnicę potencjałów. Inaczej mówiąc, oświetlanie tego typu ogniwa powoduje, że staje się ono źródłem prądu. Niestety to urządzenie posiada małą moc i jest to widoczna wada, lecz ma bardzo małe koszty eksploatacji. Dlatego wykorzystuje się go tylko tam gdzie nie potrzeba dużych mocy np. kalkulatory czy tez zegarki, ale także w takich miejscach gdzie doprowadzanie energii elektrycznej jest nieopłacalne np. wyświetlacze na autostradach.

2) Drugim sposobem jest natura gdyż temperatura powierzchni Ziemi jest związana z magazynowaniem energii słonecznej. Energie słoneczną można magazynować w celach ogrzewania domów lub do uzyskiwania cieplej wody.