PR2

� Uvod� Solarna energija� Solarni sustavi u nautici◦ Solarni fotonaponski moduli◦ Tipovi solarnih panela

� Paneli sa silicijskim kristalima� Tanki kemijski filmovi

� Mala plovila na solarni pogon◦ Činjenice o upotrebi solarne energije kod malih plovila◦ Upotreba solarne energije u hrvatskoj nautici

� Mala plovila na hibridni pogon

o Oduvijek je poznato kako postoji velika povezanost čovjeka sa prirodom, odnosno svime što ga okružuje.

o U želji za višim i boljim standardom života društvo ne postavlja granice kada je u pitanju iskorištavanje svega onoga što nam priroda daje, od hrane, vode, klime pa sve do same energije čijom potrošnjom se stvaraju velike količine raznog otpada koji čijom potrošnjom se stvaraju velike količine raznog otpada koji u konačnici na mnoge načine zagañuju okoliš.

o Indijanska poslovica kaže: “Prirodu nismo naslijedili od pradjedova, već smo je posudili od unuka.”

o Zbog toga je važno zaštititi okoliš koliko god je to u čovjekovoj mogućnosti, posebno u brodskom prometu, koji često uzrokuje velike ekološke katastrofe, primjerice izlijevanje raznih goriva u more ili izgaranje istih u atmosferu

o Jedan od načina jest da se u većim mjerama počnu koristiti obnovljivi izvori energije.

o Upravo zbog svoje neškodljivosti prema okolišu, ponajviše solarna energija, zbog toga što Sunce proizvodi energiju već pet milijardi godina i prema trenutnim procjenama ta proizvodnja energije nastavit će se i idućih pet milijardi godina.proizvodnja energije nastavit će se i idućih pet milijardi godina.

o Upotreba solarne energije na plovilima je izazvala veliku pažnju javnosti krajem 2010. godine, kada je u njemačkom gradu Kielu porinut u more Turanor PlanetSolar, najveći brod na svijetu pogonjen isključivo sunčevom energijom.

o Upravo zbog toga pojavljuje mnoštvo malih, eksperimentalnih plovila, koji više ne ovise ni o fosilnim gorivima, niti o vjetru, već o pogonu na električnu energiju, dobivenu iz solarnih fotonaponskih ćelija.

� Poznato je kako bez Sunca nema života, te kako svi prirodni procesi na zemlji ovise upravo o njemu.

� Koliko god se čovjek prilagoñuje Suncu, tako je vidio i važnost činjenice da njegovu energiju može iskoristiti i transformirati u druge oblike energije.

� Važno je naglasiti kako je Sunce najveći izvor energije na � Važno je naglasiti kako je Sunce najveći izvor energije na zemlji, te da je solarna energija obnovljivi izvor energije.

� Sunčeva energija potječe od nuklearnih reakcija u njegovom središtu, gdje temperatura doseže 15 milijuna °C.

� Radi se o fuziji kod koje spajanjem vodikovih atoma nastaje helij, uz oslobañanje velike količine energije.

� Svake sekunde na ovaj način u helij prelazi oko 600 milijuna tona vodika, pri čemu se masa od nekih 4 milijuna tona vodika pretvori u energiju - u vidu svjetlosti i topline širi u svemir pa tako jedan njezin mali dio dolazi i do Zemlje.

� Poznato je kako bez Sunca nema života, te kako svi prirodni procesi na zemlji ovise upravo o njemu.

� Europa se ne smatra jako pogodnim područjem za eksploataciju sunčeve energije, no usprkos toj činjenici iskorištavanje sunčeve energije svakim danom je u sve većem porastu.porastu.

� To je rezultat politike pojedinih država koje subvencioniraju instaliranje elemenata za pretvorbu sunčeve energije u iskoristivi oblik energije.

� Najvećim problemima iskorištavanja energije se smatraju: mala gustoća energetskog toka, velike oscilacije intenziteta zračenja, kao i ogromni investicijski troškovi.

� Osnovni principi direktnog iskorištavanja energije Sunca su:◦ solarni kolektori (solar collectors, solar thermal heat) – pretvaraju sunčevu

energiju u toplinsku energiju vode

◦ fotonaponske ćelije (photovoltaic) – direktno pretvaraju energiju sunčeva zračenja u električnu energiju

◦ fokusiranje sunčeve energije (concentrating solar power) – upotrebljava se u velikim energetskim postrojenjima, za pogon velikih generatora ili toplinskih pogona

� Da bi se postigla što veća iskoristivost solarne energije u nautici, naročito kod malih plovila, bilo je potrebno više čimbenika.

� Prvenstveno osviještenost čovjeka o očuvanju okoliša, zatim informiranje o jednostavnom postavljanju solarnog sustava, pa i činjenica da je tek posljednjih par godina došlo do pada tržišnih cijena fotonaponskih modula.tržišnih cijena fotonaponskih modula.

� Za razliku od velikih brodova, treba se povesti računa o činjenici kako su mala plovila prostorno ograničena za postavljanje fotonaponskih modula.

� Zbog toga dolazi i do ograničenja upotrebe solarnih panela u nautici, koji su najčešće korišteni za napajanja rasvjetnih tijela, televizora, radio ureñaja, radio-komunikacijske opreme, baterijskih punjača, manjih pumpa

� Za solarne fotonaponske module češće se koriste nazivi solarne ćelije ili solarne ploče, a neophodne su za rad jednog solarnog sustava.

� Osnova rada solarnog sustava jest pretvaranje sunčeve svjetlosti u električnu energiju.

� U praksi se koriste solarni paneli, koji se sastoje od više solarnih ćelija spojenih serijski da se dobije veći napon i paralelno da se dobije veća struja.

� U nautici se koristi isti princip dobivanja električne energije.

� Potrebno je usmjeriti solarni fotonaponski modul prema suncu, te ga povezati sa odreñenim akumulatorom.

� Solarni modul odreñene voltaže sunčevu energiju pretvara u električnu energiju.

� Solarni paneli se razlikuju po materijalima od kojih su napravljeni, a upravo materijali diktiraju samu efikasnost, kao i cijenu solarnog panela.

� Iako postoji više vrsta solarnih panela, samo dva tipa solarnih panela se koriste za proizvodnju električne energije kod malih plovila: ◦ paneli sa silicijskim kristalima◦ paneli sa silicijskim kristalima

� Monokristalne Si ćelije – ovaj tip ćelije može pretvoriti 1000 W/m2 sunčevog zračenja u 140 W električne energije s površinom ćelija od 1 m2.

Za proizvodnju monokristalnih Si ćelija potreban je apsolutno čisti poluvodički materijal.

� Polikristalne Si ćelije – ovaj tip ćelije može pretvoriti 1000 W/m2 sunčevog zračenja u 130 W električne energije s površinom ćelija od 1 m2.

Proizvodnja ovih ćelija je ekonomski efikasnija u odnosu na monokristalne jer se tekući silicij ulijeva u blokove koji se zatim režu u ploče.

◦ tanki kemijski filmovi

◦ tanki kemijski filmovi� Tanki kemijski filmovi su amorfne silicijske ćelije.

Taj tip ćelije može pretvoriti 1000 W/m2 sunčevog zračenja u 50 W električne energije s površinom ćelija od 1 m2.

Ukoliko se tanki film silicija stavi na staklo ili neku drugu podlogu to se naziva amorfna ili tankoslojna ćelija.

� U posljednje vrijeme dolazi do naglog povećanja korištenja malih plovila na solarni pogon u komercijalne svrhe zbog razvoja tehnologije, kao i sve veće popularnosti korištenja obnovljivih izvora energije, u ovom slučaju solarne energije.

� Koliko je rasprostranjena svijest o očuvanju okoliša i u nautici, dokaz je udruga Electric Boat Association (EBA) , koja je osnovana u svrhu promicanja razvoja plovidbe na električni je osnovana u svrhu promicanja razvoja plovidbe na električni pogon.

� Udruga je osnovana 1982. godine u Velikoj Britaniji sa ciljem da pomognu svima koji su zainteresirani o plovidbi na električni pogon, bilo da je riječ samo o tehničkim informacijama ili dostavi opreme koja je potrebna za takva plovila.

� Zanimljivost udruge jest činjenica kako posjeduje vlastitu flotu, koja se sastoji od velikog broja plovila na solarni pogon.

� Uz brodove za veći broj putnika, posjeduju i veliki broj malih plovila, dizajniranih za jednu ili par osoba.

� Ta plovila se sastoje od solarnih fotonaponskih modula, kojima se pune pogonske baterije, čime se ne proizvodi kojima se pune pogonske baterije, čime se ne proizvodi nikakav štetni otpad koji može pridonijeti onečišćenju okoliša što svakodnevno rade plovila na pogon fosilnim gorivima.

� Ako Vas tema zanima malo pobliže...http://www.electric-boat-association.org.uk/solar.htm

� Kao u svakom prometu i u brodskom je cilj doći sa točke A na točku B. Pri tome treba uzeti u obzir činjenicu koliko je goriva potrebno za taj plov.

� Ipak vrlo često ne može doći do promjene točke pristajanja zbog bojazni da će plovilo ostati bez dovoljne količine goriva.

� Ako brod posjeduje solarne ploče, taj problem je riješen, te se ne mora pratiti koliko još plovilo može izdržati do se ne mora pratiti koliko još plovilo može izdržati do pristaništa.

� Malo plovilo na solarni pogon je toliko ekonomično da može smanjiti troškove goriva i do 90%, no to još nije sve kad shvatimo koliko se takvim pogonom može smanjiti štetnost po okoliš.

� Osim smanjenja troškova goriva, važan čimbenik je i zvuk. Za razliku od plovila na gorivo, gdje dominira jaki zvuk generatora, solarna plovila su tiha.

� Pri adaptaciji plovila na solarni pogon, ono što čini problem mnogima jest kupovina početne opreme za koju treba mnogima jest kupovina početne opreme za koju treba izdvojiti veću količinu novca.

� No kada se izračuna početna investicija za solarne ploče, i današnje visoke cijene goriva i skupog održavanja takvih motora, dolazi se do zaključka da su više nego isplativije solarne ploče.

� Razna su mjesta gdje se ugrañuju paneli na plovilu, u području palube, na krovu kabine, a čak mogu se postaviti tako da služe i kao tenda.

� Današnji solarni paneli su toliko modernizirani i fleksibilni da se mogu staviti i na male zakrivljene površine, te se mogu naručiti u raznim oblicima i veličinama.

� No, bez obzira na modernizaciju i fleksibilnost, učinkovitiji panel je onaj koji je veći, a time i teži.

� Krajem 2011. u Hrvatskoj je konstruirana prva barka koja isključivo radi na solarni pogon.

� Pomorski kapetan Edo Dešković i inženjer brodogradnje Boris Rosović su dvojac koji je zaslužan za izgradnju barke na solarni pogon pod nazivom »Sol-Eol«, a na zagrebačkom sajmu Inova od Hrvatskog saveza inovatora dobili su za svoje plovilo dva velika priznanja – zlatnu medalju za konstrukciju plovilo dva velika priznanja – zlatnu medalju za konstrukciju barke i pehar za najbolju ekološku inovaciju.

� Plastični čamac (stakloplastika), dužine 4,98 m, širine 1,63 m, izgrañen je na osnovu dugih ispitivanja i kompjuterske simulacije, kako bi se dobila najoptimalnija forma za jedrenje i solarni pogon.

� Za barku je upotrjebljen njemački motor 'Torquedo' snage 175W, sa fotonaponskom pločom od 135W. Ističe se kako oblikom (vrlo stabilan i ustvari više-namjenski čamac za ribarenje, pogotovo panulanje) tako i svojim performansama.

� Barka dostiže brzinu od četiri nautičke milje na sat što je pogodno za panulanje, razonodu i kraće izlete, dok bi realna cijena za barku, ako bi se serijski prodavala, vjerojatno bila od 15 do 20 tisuća kuna, a interes bi mogla pokazati upravo zbog povećanja cijena goriva i nafte.zbog povećanja cijena goriva i nafte.

� Iako je Hrvatsko tržište malo, svakim danom se pokazuje sve veći interes za unaprijeñenije ovog sektora, te za preuzimanje jedne od vodećih uloga u regiji.

� U vrijeme sve većeg onećišćenja Zemlje, proizvoñači plovila se sve više okreću alternativnim izvorima energije sa niskom emisijom štetnih plinova.

� Tako danas, u serijskoj proizvodnji imamo mnoga plovila na kombinirani (hibridni) pogon, svih veličina i namjena.

� Generalno govoreći, većina plovila na hibridni pogon rade na način da kombiniraju klasični motor sa unutarnjim izgaranjem način da kombiniraju klasični motor sa unutarnjim izgaranjem i elektromotor koji se napaja iz baterija.

� Zašto je to tako? Idealno bi bilo kada motor sa unutarnjim izgaranjem uopće ne bi trebao i kada bi se za pogon koristio samo elektromotor.

� Osim puno jeftinijeg transporta, dobije se i ekološki čisto plovilo.

� Meñutim, još uvijek, jedna od najvećih prepreka korištenja elektromotora je problem „skladištenja“ energije.

� Pa tako, iz instaliranih baterijskih akumulatora, prosječno plovilo ima autonomije za rad svega par sati, nakon čega je baterije potrebno ponovno puniti.

� Jedno od takvih plovila je Nimbus 27 ENimbus 27 ENimbus 27 ENimbus 27 E----Power Power Power Power od Švedskog proizvoñača Nimbus Boats.proizvoñača Nimbus Boats.

� Plovilo se u potpunosti pokreće na električnu energiju.� Energija uskladištena u baterijama plovila je dovoljna za

prelazak oko 20 nautičkih milja (37 kilometara), a najveća brzina koju plovilo postiže je 27 čvorova (cca 50 km/h).

� Baterije se mogu puniti cca 3000 puta a njihov vijek trajanja je oko 10 godina.

� Prosječno trajanje jednog punjenja je 3 sata na trofaznu struju.

� Za slučaj kada nestane električne energije, u plovilo je � Za slučaj kada nestane električne energije, u plovilo je ugrañen mali diesel motor koji će poslužiti da plovilo doñe do obale.

� Iz gore navedenih podataka lako je zaključiti da je glavni nedostatak Nimbusa 27 E-Power autonomija njegovih „skladišta“ energije.

� Jedno od rješenja ovog problema je povećanje kapaciteta baterija sto ide na štetu slobodnog prostora i mase samog plovila.

� S obzirom na tip baterija koje se koriste u plovilima, i njegovu cijenu, ovo rješenje može dovesti u pitanje isplativost korištenja elektromotora.korištenja elektromotora.

� Drugo i bolje rješenje je pokušati dobiti električnu energiju iz energije sunca te je akumulirati u instalirane baterije.

� Na ovaj način bi se, osim manje cijene pogonske energije i nikakve emisije štetnih plinova, višestruko dobilo na autonomiji rada plovila.

� U tom smjeru su krenuli su krenuli stručnjaci sa plovilom Greenline 33Greenline 33Greenline 33Greenline 33.

� Koncept razvoja je pokrenut 2007. godine a temelji se na izradi trupa sa vrlo malim otporom, koji iako nije sposoban za postizanje velikih brzina, koristi znatno manje energije za za postizanje velikih brzina, koristi znatno manje energije za gibanje kroz vodu.

� Ovaj je trup ustvari izvedenica trupa jedrilice koji ne samo da smanjuje potrošnju goriva već omogućava plovidbu isključivo na električni pogon koristeći energiju uskladištenu u baterijama i dobivenu izravno iz fotonaponskih panela.

� Greenline 33 je opremljen vrlo štedljivim Volkswagenovim 5 cilindričnim turbodizelskim motorom koji pri brzini od 7 čvorova troši svega 4 litre goriva na sat što mu omogućava autonomiju od skoro 700 nautičkih milja sa jednim spremnikom goriva.

� Motor je putem hidraulične spojke spojen na elektromotor koji je ujedno i generator te troši 7 kW, a pogonjen dieselskim motorom stvara 5 kW struje koja se akumulira u baterijama.

� Ono sto Greenline 33 razlikuje od drugih hibrida je činjenica da može u potpunosti funkcionirati kao solarno plovilo.

� Krov salona je prekriven sa 6 fotonaponskih panela koji pri najjačem suncu stvaraju 1,3 Kw struje sto je dovoljno za postizanje brzine od 3,5 čvorova.

� Pri toj brzini je potrošnja energije jednaka energiji prikupljenoj od sunca.

� Paneli su zaštićeni staklom debljine 3.5 mm sto ih čini otpornim od vanjskih utjecaja.otpornim od vanjskih utjecaja.

� Sva proizvedena energija se pohranjuje u najmodernije litijeve baterije kapaciteta 240 Ah čije je operativni vijek trajanja predvidje na 10 godina.

� Greenline 33 zahvaljujući vrlo niskoj potrošnji goriva, koja je i do 75% manja od sličnih glisera, i sposobnosti da koristi energiju sunca za pogon predstavlja odličan izbor za krajnjeg korisnika.

� Prednosti upotrebe solarnih fotonaponskih sustava je neosporiva zbog činjenice da je cijela tehnologija dokazana za komercijalne svrhe, ističe se visoka pouzdanost i niski troškovi rada.

� Solarna energija je najekonomičniji izvor energije u nautici zbog minimalne potreba za održavanjem i bez potrebe za nadolijevanjem bilo kakvog goriva.nadolijevanjem bilo kakvog goriva.

� Takoñer se smatra najboljim urbanim obnovljivim izvorom energije.

� Solarni sustav odlikuje jednostavna mehanika, gdje nema pokretnih dijelova koji su potrebni za rad sustava, kao i modularni dizajn i visok stupanj pokretljivosti sustava. Sustav se može primijeniti praktički bilo gdje na Zemlji.

� Jako veliku važnost pridonosi i činjenica da nema buke, niti zagañenja okoliša.

� Pruža se i mogućnost uvoñenja električne energije na mjestima gdje bi to inače bilo preskupo ili čak neizvodivo.

� Konačno, uzme li se u obzir visoku cijenu klasične energije, a i cijena barela nafte učestalo raste, stoljetno crpljenje tradicionalnih fosilnih izvora energije, te sve strože ekološke zakone i propise, može se zaključiti kako će korištenje sunčeve energije, uz zaštitu okoliša, postati posao budućnosti u nautici.