Slnečná energia

Mapa slnečného žiarenia – Európa: Globálne horizontálne žiarenie

Obnoviteľné zdroje energie

Geotermálna energia Vodná energia Slnečná energia Veterná energia Biomasa Bioplyn Biopalivo OTEC

Slnečné panely

Mapa slnečného žiarenia – Slovenská Republika

Slnečná energia alebo solárna energia je kokotina

získaná zo Slnka. Na Zem dopadá vo forme žiarenia. Skladá sa z tepelnej a svetelnej energie. Prichádza vo forme elektromagnetických vĺn.

Prejavy slnečnej energie na Zemi

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, 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.

Medzi prejavy slnečnej energie na Zemi nepatria:

• Geotermálna energia a jej prejavy (táto energia pochádza z obdobia vzniku Zeme a slnečnej sústavy vôbec – vzniká jadrovým rozpadom a pôsobením slapových síl).
  • termálne pramene, ako napr. gejzír
  • prejavy posunu litosférických dosiek – zemetrasenie, sopečná činnosť, vlny cunami
  • tepelný ohrev hlbšie položených miest (je zodpovedný mimo iného za stálosť teploty v jaskyniach, v praxi využívaný tepelnými čerpadlami)
• Energia gravitačných síl, predovšetkým kinetická energia sústavy Mesiac – Zem – Slnko, prejavujúcej sa ako príliv
• Energia atómových jadier, vznikajúca pri rádioaktívnom rozpade prvkov ťažších ako železo, alebo naopak pri zlučovaní ľahších prvkov
• Energia vesmírneho žiarenia, pochádzajúca zo zdrojov mimo slnečnej sústavy

Premena na tepelnú energiu

Solárny kolektor

Zariadenie na premenu slnečnej energie na tepelnú. Slnečné 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. Pre oblasť Slovenskej republiky je celková doba slnečného svitu, t. j. bez oblačnosti, 1600 – 2001 hodín ročne.

Využitie solárnych kolektorov

• prípravu teplej vody v domácnostiach, priemysle a komerčných budovách
• ohrev vody pre bazény celoročne
• vykurovanie priestorov (budovy, skleníky, sauny)
• sušenie rastlín

Slnečná pec

Slnečná pec v Odeillo vo Francúzsku

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 3 000 °C.

Slnečný varič

Slnečný varič s parabolickým reflektorom

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.

Premena na elektrickú energiu

Fotovoltický článok

Panel z Fotovoltaických článkov

Zariadenie, ktoré premieňa slnečnú energiu priamo na elektrickú. Tieto články sa nachádzajú napr. v kalkulačkách, hodinkách. Fotovoltický 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

Princíp činnosti slnečnej prúdovej veže

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. Úspešný 50 kW výskumný prototyp pracoval v španielskom Ciudad Real v rokoch 1980 – 89. Od roku 2001 sa pracuje na projekte 1 000 m vysokej veže v Austrálii.

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Slnečná energia