Energia słoneczna

Słońce jest jedną z miliardów gwiazd, ale dla nas ma znaczenie wyjątkowe, ponieważ znajduje się najbliżej Ziemi. Wysyłane przez nie promieniowanie elektromagnetyczne umożliwia życie wszystkich organizmów i stanowi siłę napędową ich ewolucji. Prawie cała energia generowana w jądrze Słońca w wyniku reakcji termojądrowych jest emitowana w postaci promieniowania, które rozchodzi się w przestrzeni kosmicznej. Moc tej energii szacowana jest na 1023 kW.

Z energii docierającej do granic atmosfery Ziemi około 28% zostaje odbite i rozproszone, reszta jest zaabsorbowana przez biosferę. Ilość energii docierającej do powierzchni Ziemi przekracza 10 000 razy obecne zapotrzebowanie ludzkości na energię. Dlatego też, w obliczu kończących się zasobów konwencjonalnych źródeł energii, energia słoneczna i metody jej zamiany na inne formy energii nabierają coraz większego znaczenia – zwłaszcza, że jej pozyskiwanie nie powoduje żadnych efektów ubocznych, szkodliwych emisji, czy zubożenia zasobów naturalnych, a instalowanie urządzeń głównie na obiektach architektonicznych, nie wpływa zasadniczo na krajobraz.

Wykorzystanie energii słonecznej

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. Pochłania on promieniowanie i następnie przekazuje energię cieplną wodzie, która przepływając przez niego ogrzewa się do temperatury 40-65°C. System ten najczęściej wykorzystuje się w rolnictwie i do podgrzewania wody do celów gospodarczych głównie w domkach jednorodzinnych. Prawidłowo dobrana instalacja słoneczna zapewniająca 95% absorbcji promieniowania słonecznego może zaspokoić 50-60% zapotrzebowania na energię cieplną.

Z punktu widzenia przydatności promieniowanie słoneczne ma zarówno wady, jak i zalety. Pomimo, że dociera do całej powierzchni Ziemi, oświetlenie jej nie jest równomierne i zależy od szerokościi geograficznej, pory roku i pory dnia. Obecność pyłów lub pary wodnej w atmosferze oraz zachmurzenie, uniemożliwiają efektywne wykorzystanie tego źródła energii. Z drugiej strony, spośród źródeł niekonwencjonalnych, energia słoneczna wykazuje najmniejszy ujemny wpływ na środowisko, przy czym szczególnie ważny jest brak emisji szkodliwych substancji. Oszacowano, że 20-letnia eksploatacja instalacji słonecznej wspomagającej grzejnictwo elektryczne, obniży emisję SO2 o 500kg a CO2 o 60 ton!

Na świecie stale ma miejsce rosnące zapotrzebowanie na energię. Jeśli w roku 1986 światowe zużycie energii wynosiło 11,2 TW lat, to prognoza na rok 2030 uwzględniając zużycie w roku 2000 wynoszące ok. 15 TW lat, będzie wynosić prawdopodobnie 29,0 TW lat.
(źródło: www.primaenergy.pl)

Zobacz więcej wpisów