Domov » Okolje in energija » Obnovljivi viri energije (ove) » Energija sonca

Energija sonca


V najširšem pomenu vsebuje energija sonca vse energije, ki izhajajo iz Sonca, vključno z vetrom, biomaso, vodno energijo in energijo iz oceanov.

Sonce je tipična zvezda, kakršnih je v naši galaksiji več miliard.

Človek uporablja sončno energijo od kar obstaja. Pred tisočletji so sonce na različnih koncih sveta častili kot božanstvo, imelo je torej velik vpliv na religijo. Danes vemo, da sonce ni bog, ampak le naša najbližja zvezda. Brez njega na našem planetu ne bi bilo življenja. Energijo sonca uporabljamo vsak dan.

Sonce, večni jedrski reaktor, je praktično neizčrpen vir obnovljive energije. Je čist in donosen vir, ki nam lahko zagotovi pomemben del energije za naše potrebe. Energija, ki jo sonce seva na zemljo, je 15.000 krat večja od energije, kot jo porabi človek. Sončna energija je skupen izraz za vrsto postopkov pridobivanja energije iz sončne svetlobe. Ima največjo gostoto moči med obnovljivimi viri energije. Je energija, ki se obnavlja, ne onesnažuje okolja in je hkrati brezplačna.
 
Podatek, ki nas prebudi:

SONCE POŠLJE NA ZEMLJO V TREH (3) URAH TOLIKO ENERGIJE KOT JO ČLOVEŠTVO PORABI V ENEM LETU.

To je poenostavljena ilustracija količine sončne energije. Zdrav razum nam govori, da je to vir energije prihodnosti. Narava sončno energijo izkorišča že ves čas, ljudje pa bomo v to prisiljeni. Izziv za vse pa je to energijo ujeti, jo shraniti in uporabiti takrat ko to potrebujemo.

Sončno energijo že stoletja izrabljajo številni tradicionalni načini gradnje, v zadnjih desetletjih pa je zanimanje zanjo v razvitih državah naraslo hkrati z zavedanjem o omejenosti drugih energetskih virov, kot so fosilna goriva, ter njihovih vplivih na okolje. V okoljih, kjer drugih virov energije ni na voljo – denimo oddaljeni kraji ali celo vesoljski prostor – se sončna energija že močno uporablja.

Sončno energijo lahko uporabljamo za ogrevanje prostorov, vode, ogrevanje bazenov in za proizvodnjo elektrike za osvetljevanje in hišne porabnike. Da bi sonce lahko čim boljše izkoriščali moramo vedeti zakaj, kako in kje bomo to energijo uporabljali. Ker za razliko od kovencionalnih goriv/virov, ki smo jih navajeni, z sončno energijo nismo oskrbovani preko žic ali pipe. Vedeti moramo koliko energije potrebujemo in koliko sonca nam je na razpolago. Količina energije pa je odvisna od letnega časa in lokacije.

Gostota svetlobnega toka Sonca znaša ob vstopu v Zemljino atmosfero povprečno 1367 W/m2, na površini zemlje pa znaša opoldne, ob jasnem vremenu in ob vpadu svetlobe pod pravim kotom, okoli 1000 W/m2. Ob ostalih urah je vrednost manjša zaradi podaljšane poti po atmosferi ob malih višinah Sonca in zaradi kosinusa vpadnega kota, če sončni žarki ne vpadajo pravokotno. Vzrok za nadaljnje zmanjšanje sprejete sončne energije so oblaki. Največji težavi pri izkoriščanju sončne energije sta potemtakem majhna gostota energije in nestalnost.

Celotna letna energija, sprejeta s sevanjem (na površini zemlje), dosega v povprečju 3000- kratno vrednost današnje svetovne rabe energije. Vendar je pomembna vrednost za vsako območje “sončno razmerje” (vstopna energija sonca / poraba energije v območju), ki niha od manj kot 100 v nekaterih energetsko intenzivnih državah do več kot 10.000 za nekatere države v razvoju. Zaradi neučinkovitih naprav za pretvarjanje energije izgleda, da bo, kljub ogromnim možnostim za pokrivanje velikega dela potreb po energiji v državah v razvoju, le del potreb po energiji energetsko intenzivnih držav možno lokalno pokriti s sončno energijo. To je vodilo k mnogim razmišljanjem, na kak način zbirati sončno energijo v sončnih, redko naseljenih območjih in jo nato transportirati v neki zgoščeni obliki do območij, kjer jo potrebujemo.

Sončno energijo je možno izkoriščati na dva načina: s toplotnimi sistemi ali pa z izkoriščanjem fotonskega učinka.

Fotonski učinek se izkorišča za fotosintezo (splošno jo imenujejo biopretvorba) in za proizvodnjo biomase, za foto-kemično sintezo in za fotoelektrični učinek (photovoltaic), pri katerem se sončno sevanje pretvarja neposredno v enosmerno električno energijo s pomočjo polprevodniških “sončnih celic”. Naprave za fotoelektrični učinek so stare samo okoli 25 let, vendar je prišlo do bistvenega napredka: uporaba le teh je opisana v nadaljevanju.

Sončne celice proizvajajo napetost okrog 0,5 V in tok okrog 200 A/m2. Da bi dobili primerno napetost oziroma moč, se lahko celice združujejo zaporedno in vzporedno. Tako dobimo module sončnih celic v obliki plošče (panel), na katero so celice pritrjene in zaščitene pred atmosferskimi in drugimi vplivi. Moduli se zlagajo eden ob drugem v fotonapetostne ravne kolektorje. Kolektorji skupaj z ostalimi potrebnimi elementi (pretvorniki, regulatorji, akumulatorji itd.) tvorijo fotonapetostni sistem.

Fotoelektrične sisteme je enostavno namestiti in so, kot posledica njihove enostavnosti, zanesljivi in zahtevajo minimalno vzdrževanje. To je zagotovilo začetno tržno vzpodbudo za konkretno uporabo fotoelektričnih sistemov v področjih, ki so oddaljeni od omrežij za dobavo električne energije in kjer so potrebe po energiji skromne.

Ob vseh teh prednostih mogoče preseneča, da se morajo fotoelektrični sistemi komaj uveljaviti kot važnejši izvor električne energije. Kakorkoli, še vedno je treba premagati več tehničnih, ekonomskih in strukturalnih ovir preden bodo fotoelektrični sistemi imeli pomembnejši vpliv na vsesplošno tržišče z energijo.

Po energetskih krizah v zadnjem času in zaradi možnih težav pri dobavi energije je izkoriščanje sončne energije v današnjem času zmeraj bolj aktualno. Med različnimi možnostmi uporabe sončne energije je ena od pomembnejših neposredno pretvarjanje sončne energije v električno s pomočjo sončnih celic.
 
Viri: