Viliam Hudák
II.G 2011/12
Spojená škola J. Henischa, Slovenská 5, Bardejov
OBSAH
• Čo je to slnečná energia
• Prejavy slnečnej energie
• Využitie slnečnej energie
– pasívne
– aktívne
• Výhody slnečnej energie
• Nevýhody slnečnej energie
• Premena na tepelnú energiu
• Premena na elektrickú energiu
• Záver
Čo je to slnečná energia
• Slnečná energia alebo solárna energia je energia získaná zo Slnka. Na Zem dopadá vo forme žiarenia. Skladá sa z tepelnej a svetelnej energie. Prichádzajú vo forme elektromagnetických vĺn.
• Slnečné žiarenie je elektromagnetické a korpuskulárne žiarenie. Z tohto žiarenia približne 47% pripadá na viditeľnú oblasť spektra s vlnovými dĺžkami od 380-400 do 750-800 nm, cca 7% tvorí ľudské oko neviditeľné ultrafialové žiarenie (vlnové dĺžky pod 380 nm) a zvyšná časť (cca 46) pripadá na infračervené žiarenie s vlnovými dĺžkami nad 800 nm.
Prejavy slnečnej energie• Podľa zákona o zachovaní energie sa energia dopadajúca na
planétu Zem premieňa bezozvyšku na iné formy.
• Medzi prejavy slnečnej energie na Zemi patria:
energia fosílnych palív
uhlie
ropa
zemný plyn
veterná energia
vodná energia
teplo
energia biomasy
Využitie slnečnej energie
• V dnešnej dobe dokážeme pre naše každodenné potreby
efektívne využiť energiu, ktorú nám slnko bezplatne posiela
na nasledujúce účely:
Ohrev úžitkovej vody
Fotovoltické systémy
Ohrev vody v bazénoch
Prikurovanie budov
• Podľa toho, v akej forme bude slnečná energia využitá,
pomocou akých technických prostriedkov, hovoríme o jej
pasívnom alebo aktívnom využívaní.
Pasívne využitie
• Najjednoduchšou formou pasívneho využívania slnečnej energie je navrhovanie a stavba domov tak, aby množstvo dopadajúcej energie bolo čo najvyššie. Pre typickú budovu môže príspevok pasívneho slnečného dizajnu predstavovať až 15%-nú úsporu energie na vykurovanie. Keď si uvedomíme, že na Slovensku sa až 40% spotrebovanej energie (v prípade domácností až 78%) využíva na vykurovanie budov zistíme, že v slnečnej architektúre sa skrýva obrovský potenciál úspor.
Pasívne využitie slnečnej energie
Aktívne využitie
• Použitie slnečných
kolektorov na výrobu tepla,
napr. pre prípravu teplej
úžitkovej vody
• použitie fotovoltických
článkov na výrobu elektriny,
napr. fotovoltika,
• použitie tepelných čerpadiel
na využitie teploty
prostredia vzduchu, vody
alebo pôdy.
Výhody slnečnej energie
• nízke prevádzkové náklady (slnečná energie je zadarmo)
• vysoká životnosť zariadení 15 - 20 rokov a ich nenáročná obsluha a údržba,
• získaná energia zo slnečného žiarenia môže nahradiť 20 – 50 % spotrebovaného tepla na vykurovanie a 50 –70% spotrebovaného tepla na ohrev vody v domácnostiach
• významným prínosom je aj úspora fosílnych palív, ktorých spaľovaním znečisťujeme prírodu (emisie SO2 , CO2 , NOx a prachové častice)
Nevýhody slnečnej energie
• slnečnú energiu nemožno využiť ako samostatný zdroj tepla
• pre celoročné využívanie je nutný doplnkový zdroj energie - zemný plyn, elektrická energia, kvapalné palivá, atď., ktorý pokrýva zvýšenú potrebu v dobe, keď je slnečného žiarenia nedostatok
• návratnosť vložených finančných prostriedkov je závislá na cenovej úrovni používaného paliva pred inštaláciou kolektorov, na veľkosti sústavy a spôsobe využitia (ohrev vody, prikurovanie, ohrev bazénu, atď.)
• pri inštalácii slnečnej sústavy do stavajúceho objektu je návratnosť investícii závislá na rozsahu úprav, ktoré je nutné previesť pred inštaláciou
Premena na tepelnú energiu
• Solárny kolektorSlnečné teplo tu
ohrieva čierny povrch
kolektora. Prenos
energie do rúrky s
kvapalinou prebieha na
veľmi veľkú
vzdialenosť, následkom
čoho sú problémy s
výmenou tepla pri
nízkych a premenlivých
hustotách toku energie.
• Slnečná pecSlnečná pec je
technologické zariadenie
pracujúce na princípe
sústreďovania slnečnej
energie pomocou sústavy
zrkadiel do jedného bodu.
Teplota ktorú možno
takýmto spôsobom
dosiahnuť je okolo 3
000 °C.
• Slnečný varičSlnečný varič môže pracovať na
podobnom princípe ako slnečná pec, no v
oveľa menšej mierke. Slúži na bežné
varenie v miestach s nedostatočnou
dostupnosťou palív.
Premena na elektrickú energiu
• Fotovoltaický článok
Tieto články sa nachádzajú napr. v kalkulačkách, hodinkách. Fotovoltaický článok je vlastne veľkoplošná polovodičová dióda, na ktorej vzniká napätie. Podstatou celej premeny slnečného žiarenia na elektrickú energiu je vnútorný fotoelektrický jav. Svetlo dopadajúce na polovodičový materiál v ňom zvyšuje koncentráciu nosičov náboja oproti stavu bez osvetlenia. Dopadajúce fotóny, ktoré sú polovodičovým materiálom prijaté, odovzdaním svojej energie vytvárajú elektróny a diery. Elektróny a diery separované PN prechodom sú potom zberané do vonkajšieho obvodu, kde je ich prítomnosť registrovaná ako elektrické napätie alebo jednosmerný prúd. Využívajú sa aj vo vesmírnych sondách.
• Slnečná prúdová veža
Slnečná prúdová veža pracuje na princípe kombinácie troch zložiek. Efektu komína, skleníkového efektu a veternej turbíny.
Vzduch nahromadený v priestore podobnému obrovskému skleníku, ktorý je umiestnený dookola základne vysokého komína je ohrievaný slnečným žiarením, následkom čoho zohriaty vzduch uniká hore komínom. Vzniknuté prúdenie vzduchu poháňa turbíny produkujúce elektrickú energiu.
Top Related