ENERGIA

SOLÁRNA

Množstvo slnečného žiarenia dopadajúceho na Zem (118 000 TW) niekoľko tisícnásobne prevyšuje súčasnú spotrebu energie. Vrchná vrstva atmosféry prijme ročne 152 424 x 1013 kWh slnečnej energie. Dopadajúce žiarenie prevyšuje celosvetovú spotrebu energie niekoľko tisíc násobne (v roku 2005 to bolo cca 12 tisíc násobne). Aj napriek tomu, že so zvyšovaním energetickej spotreby sa rozdiel medzi touto „slnečnou ponukou“ a konečnou spotrebou energie každoročne znižuje, je tento rozdiel stále ohromujúci a z pohľadu existencie ľudskej spoločnosti, ide o energiu takmer nevyčerpateľnú.

Prejavy slnečnej energie na Zemi

Podľa zákona o zachovaní energie sa energia dopadajúca na planétu Zem premieňa bezo zvyšku na iné formy.

Medzi prejavy slnečnej energie na Zemi patria:

Energia fosílnych palív, ktorá vznikla v dávnej minulosti z rastlinnej alebo živočíšnej biomasy.

-uhlie -ropa -zemný plyn

Veterná energia vznikajúca prúdením vzduchu medzi nerovnomerne ohriatymi časťami planéty. Tieto navyše môže spôsobovať vznik vĺn.

Energia biomasy vzniká premenou slnečnej energie na energiu chemických väzieb v organických zlúčeninách pomocou fotosyntézy. Sem patrí nielen využitie biomasy pri spaľovaní, ale aj potravinové využitie živočíchmi.

Vodná energia, kde slnečná energia predstavuje hybnú silu pre kolobeh vody.

Teplo, ktoré je väčšinou prejavom strát pri energetických premenách.

Vlastná nesmierna sila slnečnej energie.

Výhody solárnej energie

praktická nevyčerpateľnosť zdroja ekonomická dostupnosť minimálna ekologická záťaž pre Zem Zásadným nedostatkom solárnej energie

je zatiaľ obtiažna skladovateľnosť získanej energie pre neskoršie ekonomické využitie. To zatiaľ bráni výraznejšiemu rozšíreniu, ale dá sa predpokladať, že aj toto obmedzenie bude časom prekonané.

Tepelné solárne kolektory

Tepelné solárne kolektory sú jedným z dvoch najčastejších spôsobov aktívneho využívania solárnej energie. Tieto kolektory slúžia k ohrevu vody, ktorá je následne využívaná ako úžitková, na vykurovanie, alebo ohrev bazénov.

Rozlišujeme 3 druhy termických solárnych kolektorov v závislosti na ich konštrukciu a využitie:

bazénové slnečné kolektory ploché slnečné kolektory vákuové slnečné kolektory

Bazénové solárne kolektory

Ide o najjednoduchší druh solárnych kolektorov, pretože nároky na ich použitie a kvalitu bývajú najnižšie. Tento druh kolektorov sa najčastejšie využíva práve pre ohrev vody v bazénoch. Ich konštrukcia je najjednoduchšia, spravidla sú tvorené len absorbérom čiernej farby, bez skrine zadržiavajúcej teplo a nie sú prekryté sklenenou doskou.

Tieto kolektory pracujú, ak rozdiel teplôt obsorbéru a okolie je 0 - 20 ° C. Vďaka absencie sklenené dosky tu nedochádza k stratám odrazom a priestupom. Pri nízkych rozdieloch teplôt môže byť dokonca účinnosť tohto typu kolektora vyššia ako u ostatných typov.

Ploché solárne kolektory

Aj u tohto typu dochádza k zachyteniu tepla absorbérom, v ktorom sa mení na tepelnú energiu. Pomocou tepelne vodivej kvapaliny je táto energia vedená do výmenníka, kde je teplo využité k príprave teplej úžitkovej vody, pre vykurovanie, alebo je uskladnené pre využitie v období bez slnečného svitu. Tepelne vodivou kvapalinou býva väčšinou voda s prímesou nemrznúcej kvapaliny.

Ploché solárne kolektory môžu byť vybavené aj tzv. selektívnou absorpčnou vrstvou. Tá umožňuje zachytiť aj slnečné žiarenie, ktoré je rozptýlené v atmosfére, tzv difúzne žiarenie. Výberom vhodných komponentov o dostatočnej kapacite možno v našich podmienkach ušetriť až 75% nákladov na ohrev teplej vody. Životnosť základných komponentov býva okolo 30 rokov, kedy dokážu pracovať s účinnosťou až 80%. Pokiaľ využijeme kolektory so selektívnou vrstvou, je možné takto získanou energiou  efektívne vykurovať aj budovu.

Vákuové solárne kolektory

Vákuový solárny kolektor je prakticky zdokonalený kvapalinový kolektor. Aby došlo k zmierneniu tepelných strát a tým teda k zvýšeniu efektívnosti, je z tohto kolektora odčerpaný vzduch. Účinnosť týchto kolektorov je potom vyššia najmä pri výraznejšom rozdiele teplôt medzi obsorbérom a okolím, a aj pri nižšej intenzite slnečného žiarenia.

Solárny kolektor pracuje obdobne ako plochý kolektor, vákuová trubica zachytáva žiarenie a premieňa ho na tepelnú energiu. Vďaka tejto energii dochádza k odparovaniu tepelne vodivej kvapaliny (voda, alebo alkohol), ktorá prechádza ako para do kondenzátora, kde ohrieva teplú úžitkovú vodu, alebo vodu na vykurovanie. Po ochladení sa vracia ako kvapalina späť do kolektora.

Výhodou vákuových kolektorov je bezpochyby ich vyššia účinnosť, ktorá je ale vyvážená vyššími obstarávacími náklady. Tieto kolektory sú vhodnejšie pre vykurovanie domu ako ploché kolektory.

Slnečná pec

Slnečná pec je technologické zariadenie pracujúce na princípe sústreďovania slnečnej energie pomocou sústavy zrkadiel do jedného bodu. Teplota ktorú možno takýmto spôsobom dosiahnuť je okolo 3000 °C.

Slnečná pec v Odeillo vo Francúzsku

Slnečný varič

Slnečný varič môže pracovať na podobnom princípe ako slnečná pec, no v oveľa menšej mierke. Slúži na bežné varenie v miestach s nedostatočnou dostupnosťou palív.

Slnečný varič s

parabolickým reflektorom

Ďakujem za pozornosť

Vypracovala : Janka Mišeková Trieda : II.H š.r. : 2011/2012