Slnko – zdroj 180 000 TW energie

Slnko ako centrálna hviezda slnečnej sústavy predstavuje zdroj energie, bez ktorého by nebol možný život na Zemi. Táto energia je výsledkom fúznej protón-neutrónovej reakcie. Táto reakcia prebieha pri veľmi vysokých teplotách, 14 miliónov °C, pričom povrchová teplota Slnka je v priemere len 5 427 °C. Slnko vzniklo asi pred 5 miliardami rokov, a jeho životnosť sa predpokladá na ďalších 5 miliárd rokov. Znamená to, že Slnko môže zásobovať Zem slnečnou energiou ďalších 5 miliárd rokov.

Na Zem dopadá elektromagnetické žiarenie zo Slnka, čo je vlastne prenos energie v podobe elektromagnetického vlnenia. Množstvo dopadajúcej slnečnej energie na Zem je približne 14 000-krát väčšie ako celá energia spotrebúvaná ľudstvom v súčasnosti. Energia neustále dodávaná Slnkom na Zem predstavuje 180 000 TW, celkové energetické potreby ľudstva sú len približne 13 TW. Na hranicu zemskej atmosféry pri kolmom dopade slnečných lúčov dopadá približne 1 360 W energie na meter štvorcový. Tento údaj zvykneme označovať ako „slnečná konštanta“. Z energetického hľadiska ide teda o mimoriadne zaujímavú možnosť získavania energie. Jej obmedzené využívanie je spôsobené technologickými a ekonomickými problémami.

Slnečné žiarenie sa po dopade na zemský povrch premieňa na iné formy energie:

• tepelnú energiu – ohrievanie zemského povrchu – pôda, voda, vzduch
• mechanickú energiu – vzdušné prúdy
• chemickú energiu – fotosyntéza – viazanie energie prostredníctvom
  fotosyntézy v rastlinách a iných organizmoch

Slnečná energia v minulosti

Ľudstvo už dávno využívalo slnečnú energiu pre svoje potreby. Okrem slnečnej energie viazanej vo forme potravy alebo fosílnych palív, sa táto energia využívala na priamy ohrev. Dnes sa k tomu vraciame využívaním tzv. solárnej architektúry.

Slnečná energia dnes a v budúcnosti

Využívanie slnečnej energie sa uskutočňuje nepriamo, keďže slnečná energia je premenená na inú formu energie.

Využívanie slnečnej energie môže byť aktívne a pasívne:

Aktívne využívanie:

• výroba tepla a teplej vody
• výroba elektriny

Pasívne:

• zachytenie slnečnej energie konštrukciami budovy ekoarchitektúra

Výroba tepla

Solárne systémy aktívne využívajú slnečnú energiu a transformujú ju na tepelnú energiu. 

Slnečný kolektor je plocha, ktorá zachytáva slnečné žiarenie a premieňa ho na tepelnú energiu. Základom kolektora je absorbér, v ktorom prebieha samotná premena. Teplo sa prenáša na teplonosné médium, ktoré preteká v rúrach absorbéra a následne sa prepravuje do zásobníka vody (bojler). Používa sa hlavne na ohrev vody, budov, bazénov atď.

Kolektory delíme podľa tvaru na ploché a trubicové. Využívajú sa hlavne na ohrev vody a na podporu vykurovania. Pomocou týchto zariadení je slnečné žiarenie takmer úplne premenené na teplo.

Výroba elektrickej energie

Fotovoltaické články, spojené do fotovoltaického panelu slúžia na priamu výrobu elektrickej energie v podobe jednosmerného prúdu. Bežne ich využívame v každodennom živote, napr. kalkulačky, náramkové hodinky, vonkajšie záhradné lampy atď.

V zahraničí sa fotovoltaické články využívajú vo väčšej miere. U nás, kvôli vysokým investičným nákladom a nízkej účinnosti, ešte nie sú rozšírené vo väčšom rozsahu.

Solárne elektrárne pracujú na princípe koncentrujúcich kolektorov, ktoré sústreďujú priame slnečné žiarenie pomocou zrkadiel do jedného ohniska, čím dosahujú značne vysoké teploty. Uplatňujú sa najmä v priemysle a v rozvojových krajinách. Ich nevýhodou je, že sú účinné len v jasnom slnečnom počasí a musia byť stále otáčané k slnku.

Klimatické podmienky na Slovensku

Množstvo dopadajúceho slnečného žiarenia na 1 m2 na Slovensku v priemere sa pohybuje medzi 3278 – 3752 Wh/m2/deň. Najviac slnečného žiarenia je v mesiaci júl a najmenej je v mesiaci december. Z pohľadu využívania slnečnej energie prostredníctvom slnečných kolektorov nie je veľký rozdiel medzi jednotlivými regiónmi Slovenska.

Najviac slnečného žiarenia zaznamenávame počas celého roka na juhu Slovenska, najmenej na Orave a na Kysuciach, pričom rozdiel medzi najchladnejšími a najteplejšími regiónmi v dopadajúcom množstve energie je len približne 15%.

Poskytujeme poradenstvo a vypracovávame projekty
spolufinancované s EÚ v oblasti využitia slnečnej energie.