Energia słoneczna


Energia słoneczna pozyskiwana jest z bezpośredniego oraz odbitego promieniowania słonecznego. Energia słoneczna należy do odnawialnych źródeł energii. Oznacza to, że korzystanie z jej zasobów nie prowadzi do trwałych niedoborów. Ponadto energia słoneczna jest najobfitszym źródłem energii odnawialnej. Ilość promieniowania jakie dociera do powierzchni Ziemi stanowi około 6000 razy więcej energii niż wynosi zapotrzebowanie ludzkości. Energia słoneczna jest najczystszą i najbardziej dostępną formą energii pozyskiwanej z odnawialnych źródeł.

Energia słoneczna w Polsce

Energia SłonecznaEnergia słoneczna docierająca do Ziemi w postaci promieniowania słonecznego jest mierzona przy pomocy wartości jaką jest natężenie promieniowania słonecznego. W Polsce, podobnie jak w Niemczech i Francji, wartość ta waha się od 900 do 1200 kWh/m2. Dla porównania, w krajach skandynawskich wskaźnik ten jest mniejszy, co nie przeszkadza Skandynawom pozyskiwać na wysoką skalę energię z tego źródła.

Obszar naszego kraju charakteryzuje się bardzo nierównym rozkładem promieniowania słonecznego w ciągu roku. Związane jest to ze zmianowością pór roku. Szacuje się, że około 80% całkowitej sumy nasłonecznienia przypada na okres wiosenno – letni, tj. od początku kwietnia do końca września. W tym okresie czas operacji słonecznej wynosi nawet do 16 godzin w okresie letnim. W zimie ten czas skraca się do 8 godzin.

W Polsce najbardziej napromieniowanym słonecznie obszarem jest południowa część województwa lubelskiego. Centrum kraju, czyli około 50% całkowitej powierzchni, notuje napromieniowanie na poziomie 1030 kWh/m2 w ciągu roku. Południowa, wschodnia i północna Polska uzyskują wartości napromieniowania rzędu 1000 kWh/m2. Najmniej nasłonecznionymi rejonami jest obszar Śląska oraz tereny przygraniczne z Niemcami, Czechami.

Energia słoneczna w Polsce wykorzystywana jest w Polsce w postaci kolektorów słonecznych służących do podgrzewania wody użytkowej i wspomagającej system centralnego ogrzewania domów. Systemy fotowoltaiczne zmieniające energię słoneczną na energię elektryczną w ostatnich latach zyskują na popularności.

Wykorzystanie energii słonecznej

Energia słoneczna jako odnawialne źródło może być wykorzystywana zarówno w instalacjach służących do pozyskiwania energii cieplnej, jak i elektrycznej. Instalacje te różnią się między sobą, mogą jednak działać wspólnie. Energia słoneczna jest zmieniana na dwa główne sposoby:

  • Za pomocą kolektorów słonecznych, które zmieniają energię promieniowania słonecznego, na energię cieplną;
  • Za pomocą paneli fotowoltaicznych, które zmieniają energię słoneczną w energię elektryczną (fotowoltaika).

 

zasoby energii słonecznejKolektory słoneczne są podstawowymi elementami instalacji słonecznej. Mają za zadanie przekształcić energię promieniowania słonecznego w energię cieplną. Odbywa się to za pomocą specjalnej płyty absorpcyjnej. Kolektory słoneczne odbierają energię słoneczną i przekazują ją poprzez tzw. czynnik grzewczy i wymiennik ciepła, który znajduje się w bojlerze. W ten sposób ogrzewają wodę użytkową. W Polsce popularne są kolektory słoneczne cieczowe płaskie, które charakteryzują się stosunkowo niską ceną i prostą konstrukcją.

Kolektory zbudowane są z wysokiej jakości materiałów, m.in. z miedzi, aluminium, szkła solarnego i specjalnych izolacji cieplnych. Dzięki temu odznaczają się dużą żywotnością i praktycznie są bezawaryjne.  Dobór odpowiednich materiałów jest ważny, ponieważ kolektory wystawione są na działanie czynników atmosferycznych takich jak wiatr, deszcz, śnieg, oblodzenia. Kolektory słoneczne są stosunkowo lekkie, pojedynczy waży około 38 kg, mogą być więc montowane na dachach, ścianach budynków lub na powierzchni ziemi. Kolektory słoneczne najczęściej wykorzystuje się do:

  • Podgrzewania wody użytkowej;
  • Wspomagania centralnego ogrzewania;
  • Podgrzewania wody basenowej.

 

Panele fotowoltaiczne wykorzystywane są do konwersji energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną w procesie fotowoltaicznym. Pojedynczy panel fotowoltaiczny składa się z ogniw połączonych półprzewodnikami w jeden moduł. Moduły mogą być polikrystaliczne lub monokrystaliczne w zależności od metody produkcji. Panele fotowoltaiczne, podobnie jak kolektory słoneczne, wykonane są z najwyższej jakości materiałów. Dzięki temu wyróżniają się dużą żywotnością i bezawaryjnością. Są odporne na działanie czynników zewnętrznych. Do produkcji ogniw fotowoltaicznych używa się mieszanek krzemu. Dodatkową korzyścią jest to, że panele są w 100% biodegradowalne. W panelach fotowoltaicznych następuje konwersja energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną (fotowoltaika). W panelach powstaje prąd stały, który następnie w falowniku przemieniany jest na prąd o natężeniu zmiennym, o parametrach odpowiadających instalacji elektrycznej. Nadwyżki generowane przez instalację zostają odsprzedane do zakładów energetycznych. Mogą być również magazynowane w specjalnych urządzeniach i wykorzystywane podczas niedoborów energii.

Energia słoneczna będzie w kolejnych latach coraz chętniej wykorzystywana do zasilania przydomowych elektrowni słonecznych. Wejście w życie Ustawy o odnawialnych źródłach energii oraz programy dofinansowujące instalacje OZE sprawiają, że Polacy coraz chętniej będą sięgać po tego typu rozwiązania.