Ovo je sve što treba da znate o SOLARNOJ ENERGIJI

Solarna energija je jedan od obnovljivih izvora energije, koji poslednjih godina uzima sve više maha u energetskom sektoru širom sveta. Prosečna količina energije Sunca koja dospe do površine atmosfere je 1330 W/m2, iako se 50 odsto ove količine apsorbuje ili reflektuje u atmosferi, količina koja dospe na zemlju je i dalje ogromna i to 10000 puta veća od ukupno proizvedene energije za godinu dana. Intenzivnije korišćenje sunčeve energije počinje u prošlom veku, a danas postoje različiti načini za korišćenje sunčevog zračenja i pretvaranje u upotrebljivu energiju.

Metode korišćenja aktivne solarne energije ili pasivne solarne energije

Jedan od prvih načina korišćenja sunčeve energije, ujedno i najjednostavniji, je pasivno apsorbovanje sunčeve energije uz pomoć prirodnih materijala i apsorpcionih površina. Moderna varijanta ovog načina korišćenja sunčeve radijacije jesu kuće sa staklenim zidovima (tzv. staklene bašte) koje su južno orijentisane. Drugi način korišćenja sunčeve energije jeste aktivna apsorpcija sunčeve energije uz pomoć solarnih sistema.

Aktivne solarne tehnologije koriste električne ili mehaničke uređaje za aktivno pretvaranje sunčeve energije u drugi oblik energije, najčešće toplotu ili električnu energiju. Pasivne solarne tehnologije ne koriste nikakve spoljne uređaje. Umesto toga, oni iskorišćavaju lokalnu klimu da zagrevaju strukture tokom zime, a reflektuju toplotu tokom leta.

Fotonapon je oblik aktivne solarne tehnologije koju je 1839. godine otkrio 19-godišnji francuski fizičar Aleksandar-Edmon Bekerel. Bekerel je otkrio da kada je stavio srebro-hlorid u kiseli rastvor i izložio ga sunčevoj svetlosti, platinaste elektrode pričvršćene za njega stvaraju električnu struju. Ovaj proces generisanja električne energije direktno iz sunčevog zračenja naziva se fotonaponski efekat ili fotonapon.

Danas je fotonapon verovatno najpoznatiji način da se iskoristi solarna energija. Fotonaponski nizovi obično uključuju solarne panele, kolekciju desetina ili čak stotina solarnih ćelija.

Svaka solarna ćelija sadrži poluprovodnik, obično napravljen od silicijuma. Kada poluprovodnik apsorbuje sunčevu svetlost, on oslobađa elektrone. Električno polje usmerava ove labave elektrone u električnu struju, koja teče u jednom pravcu. Metalni kontakti na vrhu i na dnu solarne ćelije usmeravaju tu struju ka spoljašnjem objektu. Spoljašnji objekat može biti mali kao kalkulator na solarni pogon ili veliki kao elektrana.

Fotonapon je prvi put široko korišćen u svemirskim letelicama. Mnogi sateliti, uključujući Međunarodnu svemirsku stanicu, imaju široka, reflektujuća “krila” solarnih panela. ISS ima dva krila solarnog niza (SAV), od kojih svako koristi oko 33.000 solarnih ćelija. Ove fotonaponske ćelije snabdevaju svu električnu energiju ISS-u, omogućavajući astronautima da upravljaju stanicom, bezbedno žive u svemiru mesecima i sprovode naučne i inženjerske eksperimente.

Fotonaponske elektrane su izgrađene širom sveta. Najveće stanice su u Sjedinjenim Državama, Indiji i Kini. Ove elektrane emituju stotine megavata električne energije, koje se koriste za snabdevanje domova, preduzeća, škola i bolnica.

Fotonaponska tehnologija se takođe može instalirati u manjem obimu. Solarni paneli i ćelije se mogu pričvrstiti na krovove ili spoljašnje zidove zgrada, snabdevajući strukturu strujom. Mogu se postaviti duž puteva do lakih autoputeva. Solarne ćelije su dovoljno male da napajaju čak i manje uređaje, kao što su kalkulatori, kompaktori za smeće i pumpe za vodu.

Koncentrovana solarna energija

Druga vrsta aktivne solarne tehnologije je koncentrisana solarna energija ili koncentrisana solarna energija (CSP). CSP tehnologija koristi sočiva i ogledala za fokusiranje (koncentrisanje) sunčeve svetlosti sa velike površine u mnogo manju oblast. Ova intenzivna oblast zračenja zagreva tečnost, koja zauzvrat proizvodi električnu energiju ili pokreće drugi proces.

Solarne peći su primer koncentrisane solarne energije. Postoji mnogo različitih tipova solarnih peći, uključujući solarne tornjeve, parabolična korita i Fresnel reflektore. Oni koriste isti opšti metod za hvatanje i pretvaranje energije.

Solarni tornjevi koriste heliostate, ravna ogledala koja se okreću da prate sunčev luk kroz nebo. Ogledala su raspoređena oko centralnog “kolektorskog tornja” i reflektuju sunčevu svetlost u koncentrisani zrak svetlosti koji sija na žarišnu tačku na tornju.

U prethodnim projektima solarnih tornjeva, koncentrisana sunčeva svetlost je zagrevala posudu sa vodom, koja je proizvodila paru koja je pokretala turbinu. U novije vreme, neki solarni tornjevi koriste tečni natrijum, koji ima veći toplotni kapacitet i zadržava toplotu duži vremenski period. To znači da tečnost ne samo da dostiže temperaturu od 773 do 1.273 K (500 do 1.000 ° C ili 932 do 1.832 ° F), već može nastaviti da ključa vodu i proizvodi energiju čak i kada sunce ne sija.

Parabolična korita i Fresnel reflektori takođe koriste CSP, ali njihova ogledala imaju drugačiji oblik. Parabolična ogledala su zakrivljena, oblika sličnog sedlu. Fresnel reflektori koriste ravne, tanke trake ogledala kako bi uhvatili sunčevu svetlost i usmerili je na cev sa tečnošću. Frenelovi reflektori imaju veću površinu od paraboličkih korita i mogu da koncentrišu sunčevu energiju na oko 30 puta veći od normalnog intenziteta.

Koncentrovane solarne elektrane su prvi put razvijene 1980-ih. Najveći objekat na svetu je niz postrojenja u pustinji Mohave u Kaliforniji. Ovaj sistem za proizvodnju solarne energije (SEGS) proizvodi više od 650 gigavat-časova električne energije svake godine.

Koncentrisana solarna energija se takođe može koristiti u manjem obimu. Može da generiše toplotu za solarne štednjake, na primer. Ljudi u selima širom sveta koriste solarne šporete da prokuvaju vodu za sanitaciju i kuvaju hranu.

Solarni štednjaci pružaju mnoge prednosti u odnosu na peći na drva: nisu opasni od požara, ne proizvode dim, ne zahtevaju gorivo i smanjuju gubitak staništa u rustima gde bi se drveće sakupilo za gorivo. Solarni štednjaci takođe omogućavaju seljanima da traže vreme za obrazovanje, posao, zdravlje ili porodicu tokom vremena koje je ranije korišćeno za sakupljanje ogreva. Solarni štednjaci se koriste u oblastima kao što su Čad, Izrael, Indija i Peru.