Porady eksperta gratis - wystarczy zadzwonić lub napisać. Kliknij i już!

Energia odnawialna - Solary



Kolektory i baterie słoneczne (ogniwa fotowoltaiczne i ogniwa fototermiczne) inaczej nazywane są technologią solarną.

Alternatywne źródła energii cieplnej są doskonałym rozwiązaniem dla tych  wszystkich z nas, którym leży na sercu dobro środowiska naturalnego, ale również mniejsze rachunki w dając się przewidzieć perspektywie czasu (do 10 lat). Inwestując w nowoczesne technologie pozyskania energii  i  wykorzystując fakt ich odnawialności, czyli odnawialnych źródeł energii przekłada się także na niższe de facto koszty pozyskania energii. Jednymi z najpopularniejszych sposobów takiego ogrzewania jest wykorzystanie energii słonecznej, do której pozyskania możemy użyć kolektory i baterii słoneczne popularnie nazywane solarami.
Dzięki zastosowanie energooszczędnych, energoodnawialnych i energoefektywnych rozwiązań wpływamy na środowisko naturalne, wpływamy na zmniejszenie emisji spalin  a w szczególności na zmniejszenie emisji CO2 do atmosfery. Warto więc zastanowić się nad taką alternatywą.

Zdjęcie : Firma Roto Frank AG


W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat stało się oczywiste, że dotychczasowe konwencjonalne i nieodnawialne źródła energii będą powoli zastępowane przez nowe, odnawialne źródła energii. Wynika to z faktu, że paliwa kopalne będące podstawowym źródłem energii, zanieczyszczają środowisko oraz dlatego, że większość złóż paliw kopalnych będzie się powoli wyczerpywać, więcej, już się wyczerpuje.

Jeśli przyjmiemy, że wydobycie paliw kopalnych utrzyma się na poziomie z ostatnich 20 lat to wyczerpanie złóż na na świecie nastąpi: dla ropy naftowej w ciągu 40 lat, , węgla kamiennego 195 lat zaś brunatnego - 290 lat, zaś gazu ziemnego w ciągu 60 lat. Oczywiście mówimy tu o światowym, zaś dla Polski w której podstawowe źródło energii to węgiel kamienny i brunatny, wyczerpanie złóż nastąpi znacznie szybciej.
Największym źródłem nieograniczonej, darmowej i czystej energii jest słońce. Jest źródłem energii o mocy  o niewyobrażalnej wielkości równej 27*1.000.000.000 MW. Słońce jest zawsze i wszędzie (biorąc pod uwagę dobę i to , że ziemia obraca się wokół słońca), czyli nie zna granic. Słońce, bez którego de facto nie ma życia, wysyła w ciągu 1 dnia  do powierzchni Ziemi tyle energii ile wynosi jej miesięczne zapotrzebowanie naszego całego globu. Energia promieniowania słonecznego jest energią o ogromnym potencjale a jej zasób jest praktycznie niewyczerpalny - wystarczy na kilka miliardów lat. Energia promieniowania słonecznego jest od wielu lat wykorzystywana za pomocą ogniw fotowoltaicznych i kolektorów słonecznych. Jednak powszechne zastosowanie tych urządzeń w domach nastąpiło wskutek spadku ich cen, co stało się możliwe dzięki postępowi technologicznemu i umasowieniu produkcji. Ważnym elementem w całej tej układance są zmieniające się przepisy prawne prowokujące nas do zachowań pro-ekologicznych, energooszczędnych i ekonomicznie uzasadnionych.

Wykorzystanie energii słonecznej

Słońce to podstawowe, niewyczerpalne i czyste źródło energii odnawialnej. W postaci promieniowania słonecznego do zewnętrznej warstwy atmosfery dociera energia o wartości 1.36 kW/m2. Jest to tzw. stała słoneczna. Podczas przechodzenia przez atmosferę, promieniowanie jest osłabiane na skutek odbicia, rozproszenia i absorpcji. Ta część promieniowania, która dociera bez przeszkód do powierzchni ziemi jest nazywana "promieniowaniem bezpośrednim". Natomiast część, która jest odbita oraz absorbowana a później emitowana przez cząsteczki gazów i pyłów, dochodząc do powierzchni ziemi w sposób nieuporządkowany, nazywana jest "promieniowaniem rozproszonym". Suma promieniowania bezpośredniego nasłonecznienia i rozproszonego docierająca do ziemi stanowi tzw. całkowite promieniowanie słoneczne – G (W/m2).
Natomiast suma energii napromieniowania bezpośredniego, rozproszonego i odbitego padająca w określonej jednostce czasu to nasłonecznienie - H [W/m2]. Kolejnym ważnym kryterium warunków heliocentrycznych jest usłonecznienie [h], czyli średnia liczba godzin z bezpośrednią operacją słońca w ciągu roku.

Mapa aktywności termicznej slońca w Polsce.



W naszych szerokościach geograficznych i przy optymalnych warunkach pogodowych (bezchmurne niebo, środek dnia) wartość energii całkowitego promieniowania słonecznego wynosi od 900  do 1200 kWh/m2 na rok . Norma przyjmuje, że jest to 1000 kWh/m2 na rok , plus /minus 10%. Wartości nasłonecznienia w Polsce w godzinach 9-15 wynoszą od 600 – 800([W/m2).W skali roku w Polsce możemy liczyć na usłonecznienie w przedziale od 1390 do 1900 godzin, w zależności od regionu. Średnio zatem można przyjąć, że będzie to wartość około 1600 godzin. Mapa nasłonecznienia pozwala nam na lepsza orientację opłacalności zastosowania solarów, w zależności od regionu, w którym się znajdujemy.

A teraz encyklopedyczna wiedza dotycząca baterii i kolektorów słonecznych.

Wikipedia podaje następujące definicje ogniw fotowoltaicznych i fototermicznych.
 
Zdjęcie: Firma Schueco


Ogniwo fotowoltaiczne

„Ogniwo fotowoltaiczne (inaczej fotoogniwo, solar lub ogniwo słoneczne) jest urządzeniem służącym do bezpośredniej konwersji energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną, poprzez wykorzystanie półprzewodnikowego złącza typu p-n, w którym pod wpływem fotonów, o energii większej niż szerokość przerwy energetycznej półprzewodnika, elektrony przemieszczają się do obszaru n, a dziury (nośniki ładunku) do obszaru p. Takie przemieszczenie ładunków elektrycznych powoduje pojawienie się różnicy potencjałów, czyli napięcia elektrycznego.” Innymi słowy to mini-mini elektrownia, który generuje dla nas prąd.

Ogniwo fototermiczne

„Konwersja fototermiczna, to bezpośrednia zamiana energii promieniowania słonecznego na energię cieplną. W zależności od tego, czy do dalszej dystrybucji pozyskanej energii cieplnej używa się dodatkowych źródeł energii (na przykład do napędu pomp), wyróżnia się konwersję fototermiczną pasywną oraz aktywną.
W przypadku konwersji pasywnej, ewentualny przepływ nośnika ciepła (na przykład powietrza lub ogrzanej wody) odbywa się jedynie w drodze konwekcji. W przypadku konwersji aktywnej, używane są pompy zasilane z dodatkowych źródeł energii. Konwersja fototermiczna aktywna wykorzystywana jest głównie do podgrzewania wody. Popularne są zarówno zastosowania w domkach jednorodzinnych (2-6 m² kolektorów) jak i duże instalacje (o powierzchni kolektorów powyżej 500 m²) (ciepłownie dostarczające ciepłą wodę do budynków wielorodzinnych, dzielnic, czy miasteczek). Reasumując ogniwo fotowoltaiczne służy do podgrzewania wody, np. do kąpieli.
Dzięki kolektorom słonecznym można wykorzystać energię pochodzącą ze Słońca. Aby dobrze wykorzystać zmienne nasłonecznienie (charakterystyczne dla naszego klimatu), trzeba mądrze wybrać kolektor. Liczą się nie tylko parametry samego urządzenia. Ważna jest też lokalizacja: zarówno rodzaj i nachylenie dachu, jak i region kraju, w którym mieszkamy.
Wiadomą sprawą jest, zastosowanie w/w ogniw, nie wspominając o technicznych parametrach znacznie wykracza poza ramy tego i innych popularyzujących artykułów, dlatego warto zawsze pytać specjalistę i rozsądnie rozważać zastosowanie tego rodzaju rozwiązań w domu, ale z drugiej strony warto wiedzieć więcej niż mniej, nawet jeżeli są to skomplikowane i trudne zagadnienia. Wszystko sprowadza się do tego, czy to nam się opłaca i czy jesteśmy na czasie z nowoczesnością.


TIT
dla infookno.pl