Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z polityką plików cookies.
Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.

Wykorzystanie energii promieniowania słonecznego 

Słońce jest centralną gwiazdą Układu Słonecznego, wokół której krąży Ziemia oddalona od niej o ok. 150 milionów km, inne planety oraz mniejsze ciała niebieskie. Stanowi główne źródło energii docierającej do Ziemi, której bardzo mały procent (milionowe części procenta) wystarczyłyby, aby zaspokoić całe potrzeby energetyczne ludzkości, gdybyśmy byli w stanie tę energię wykorzystać. Dopływ promieniowania słonecznego do powierzchni ziemi jest nierównomierny i zależny od położenia geograficznego obszaru. Około 30% energii docierającej do Ziemi odbija się od chmur, oceanów i lądów, a reszta jest przez nie pochłaniana co pozwala na utrzymanie średniej temperatury lądów i oceanów na poziomie ok. 14oC. Konsekwencją promieniowania słonecznego jest obieg wody w przyrodzie, zasoby wody w jeziorach i lodowcach,
przepływy w rzekach, a także termiczny ruch atmosfery (wiatry, fale, prądy morskie) i energia skumulowana w roślinach i organizmach żywych. 


Energia słoneczna już od tysięcy lat służyła ludziom do suszenia ubrań i żywności, rozniecania ognia czy ogrzewania pomieszczeń, jednak dopiero od niedawna wykorzystywana jest do wytwarzania prądu elektrycznego. Energię tą można wykorzystywać na trzy główne sposoby:  
  • zamiana bezpośrednia energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną  (konwersja fotowoltaiczna),
  • zamiana energii promieniowania słonecznego na energię cieplną w kolektorach słonecznych (konwersja fototermiczna),
  • pośrednia zamiana tej energii w energię elektryczną w piecach słonecznych lub wykorzystanie jej do celów przemysłowych.

Ogniwo fotowoltaiczne zwane również ogniwem słonecznym jest zbudowane z półprzewodnika (najczęściej krzemowego), który zamienia fotony światła bezpośrednio na prąd elektryczny. Cienka warstwa półprzewodnika jest tak preparowana aby wytworzyła pole elektryczne pozytywne z jednej strony i negatywne z drugiej. Padające na fotoogniwo światło słoneczne wytrąca elektrony z atomów, a ponieważ warstwa półprzewodnika ma z jednej strony ładunek dodatni a z drugiej ujemny następuje ruch elektronów, czyli przepływ prądu elektrycznego. Do ogniwa podłączane jest  urządzenie pobierające energię.

Baterie słoneczne dzielimy na monokrystaliczne i polikrystaliczne, jest to ich podstawowy podział a zarazem podstawowe kryterium doboru. Ważą sprawą przy instalowaniu modułów ogniw, jest zwrócenie uwagi na to by pojedyncze ogniwa nie były zasłonięte nawet częściowo przez np. komin, powoduje to znaczne zmniejszenie wydajności układu. Głównym czynnikiem zniechęcających inwestorów jest mała wydajność baterii słonecznych wynosząca 12 – 19%. Wwynaleziono już ogniwa o wyższej wydajności, jednak są one drogie i poza firmami nie liczącymi się z pieniędzmi na takie rzeczy (NASA) nie wiele osób stać na taką wygodę.

Innym sposobem wykorzystania energii słonecznej są kolektory słoneczne, w których podgrzewana jest ciecz lub gaz. Kolektory to najczęściej płaskie konstrukcje prostokątne pomalowane na czarno, aby pochłonąć jak najwięcej energii słonecznej. Podgrzana w nich woda trafia do zbiornika ciepłej wody, skąd jest pobierana przez użytkownika. Kolejny sposób zamiany energii słonecznej polega na koncentracji energii w jednym punkcie, w odbiorniku ciepła czyli piecu słonecznym, który może osiągnąć temp. 3000oC. Koncentracja energii odbywa się za pomocą luster wklęsłych lub soczewek.   

W naszym klimacie najczęściej stosuje się kolektory słoneczne służące do ogrzewania  wody użytkowej, jako system wspomagający główne źródło ciepła (np. kotłownie na biomasę).

verdana,geneva; font-size: 10pt;">Do głównych zalet energetyki słonecznej można zaliczyć:
  • powszechny dostęp,
  • nieograniczone zasoby energii,
  • niskie koszty eksploatacji,
  • nie wymagają szczególnej konserwacji poza czyszczeniem,
  • brak negatywnych oddziaływań na środowisko,
  • wygodę w użyciu dla przenośnych oraz odległych użytkowników,
  • możliwość wytwarzania elektryczności w miejscach nie podłączonych do sieci elektrycznej,
  • łatwy montaż kolektorów,
  • bezpośrednią konwersję na energię elektryczną.

Wady energetyki słonecznej to:
  • niemożność wykorzystywania energii słonecznej w sposób ciągły (cykliczność dzienna, roczna),
  • duże koszty inwestycyjne,
  • elektrownie słoneczne zajmują duże powierzchnie,
  • mała gęstość dobowa strumienia energii promieniowania słonecznego,
  • trudności w magazynowaniu energii i jej koncentracji,
  • w krajach o zmiennym klimacie energia słoneczna nie jest stabilnym źródłem energii.

Baterie słoneczne dzielimy na monokrystaliczne i polikrystaliczne, jest to ich podstawowy podział a zarazem podstawowe kryterium doboru. Ważą sprawą przy instalowaniu modułów ogniw, jest zwrócenie uwagi na to by pojedyncze ogniwa nie były zasłonięte nawet częściowo przez np. komin, powoduje to znaczne zmniejszenie wydajności układu. Głównym czynnikiem zniechęcających inwestorów jest mała wydajność baterii słonecznych 12 – 19%, wynaleziono już ogniwa o wyższej wydajności, jednak są one drogie i poza firmami nie liczącymi się z pieniędzmi na takie rzeczy (NASA) nie wiele osób stać na taką wygodę.