20 grudnia 2010

Energia słońca

Przygotowane przez

Energia słońca.

      W ostatnich latach ogromnie wzrasta zapotrzebowanie na energię. Do tej pory głównymi źródłami energii są paliwa kopalne, takie jak węgiel kamienny i brunatny, ropa naftowa i gaz ziemny. Jednak coraz częściej poszukuje się innego łatwo dostępnego i ekologicznego źródła energii, dlatego zwraca się w kierunku energii słonecznej. Słońce jest olbrzymim reaktorem, gdzie powstają ogromne ilości energii na skutek reakcji prowadzących do zamiany wodoru w hel. Energia ta jest emitowana w przestrzeń kosmiczną w postaci promieniowania elektromagnetycznego. Jak na razie Słońce jest niewyczerpywalnym źródłem energii.

      Ilość energii jaka dociera ze Słońca do powierzchni Ziemi jest bardzo duża , wynosi około 1.9 x1017W. Jednak nie cała ta energia przechodzi przez atmosferę. W zewnętrznych warstwach atmosfery odbijane jest prawie 40 procent promieniowania słonecznego. Straty zachodzą również w wyniku zjawiska pochłaniania energii w atmosferze. Wskutek tych procesów do powierzchni Ziemi dociera tylko 40 procent promieniowania emitowanego przez Słońce. Poza tym ilość promieniowania docierająca do konkretnego obszaru Ziemi zależy jeszcze od kąta padania promieni słonecznych, aktualnych warunków pogodowych czyli stopnia zachmurzenia oraz stopnia wilgotności powietrza .

 

Z punktu widzenia wykorzystania energii promieniowania słonecznego w kolektorach najistotniejszymi parametrami są roczne wartości nasłonecznienia - wyrażające ilość energii słonecznej padającej na jednostkę powierzchni płaszczyzny w określonym czasie. Roczna gęstość promieniowania słonecznego w Polsce na płaszczyznę poziomą waha się w granicach 950 - 1250 kWh/m2, natomiast średnie usłonecznienie wynosi 1600 godzin na rok. W całej Polsce, intensywność nasłonecznienia wystarczy do pokrycia całkowitych potrzeb energetycznych w 60%, a latem nawet w 100%. Najsilniejsze promieniowanie słoneczne dociera do Polski w okresie od kwietnia do sierpnia.
 Energia słoneczna może być przetwarzana na energię cieplną. Tak dzieje się w urządzeniach zwanych kolektorami cieczowymi lub powietrznymi. W kolektorach słonecznych jako element grzewczy wykorzystuje się powietrze, wodę oraz niezamarzające płyny.
Kolektor płaski składa się z przezroczystego pokrycia, absorbera pochłaniającego energię promieniowania słonecznego, wymiennika ciepła oraz izolacji. Promienie, przenikając przez taflę szklaną trafiają na pokryty specjalną warstwą absorber i zostają przetworzone w ciepło. Energia cieplna uzyskana przez kolektor jest transportowana za pośrednictwem czynnika roboczego i za pomocą pompy do zbiornika. Kolektory najczęściej montowane są na dachach, ale mogą również być instalowane na ścianach budynków lub na specjalnym stelażu obok budynku. Należy pamiętać, że kolektor powinien być skierowany na południe, aby jak najdłużej docierało do niego promieniowanie słoneczne.

Kolektory wykorzystuje się do ogrzewania pomieszczeń, a także do podgrzewania wody w domach, gospodarstwach rolnych, obiektach sportowych i rekreacyjnych oraz zakładach przemysłowych, do ogrzewania wody w basenach. Rolnicy stosują je do suszenia produktów rolnych: zboża, nasion, owoców, ziół i grzybów. Ocenia się, że w Polsce kolektory słoneczne są w stanie pokryć około 60% rocznego zapotrzebowania domu jednorodzinnego na energię cieplną, jeżeli budynek zostanie odpowiednio zbudowany.

         Przeliczniki wskazują na to, że w naszych warunkach klimatycznych jeden metr kwadratowy może dostarczyć rocznie tyle energii ile dostarcza 70 - 100 kilogramów węgla kamiennego. Jest to około 300 - 500 kWh. Jest to wielkość nie do przecenienia jeśli chodzi o wpływ na środowisko naturalne. Takie kolektory powinny być coraz częściej budowane w gospodarstwach rolnych, tym bardziej, że mamy tam sporo powierzchni dachowej na instalacje tych urządzeń. Na dodatek pojawiły się oferty bankowe wspierające inwestycje w tym kierunku.

Ewa Kwapich
Główny specjalista ds. ekologii i ochrony środowiska
WODR w Poznaniu
Czytany 10017 razy Ostatnio zmieniany 27 grudnia 2010

Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie obsługi JavaScript.