ikona
1. Stupeň
Studijní témata pro 1. stupeň základní školy.

AZE – Slunce

Sluneční záření může být využívána jako nevyčerpatelný zdroj energie, jehož využívání nemusí být spojeno s negativními vlivy na prostředí. Využití solární energie závisí na intenzitě slunečního záření. V našich krajinách za rok na vodorovně umístěnou plochu 1 m2 dopadá více než 1 000 kWh sluneční energie.

solarni_elektrarna_velka

Přímé využívání sluneční (solární) energie je možné:

Pasivně:

  • vhodným architektonickým řešením a izolací je možno ušetřit značné množství energie v chladných oblastech při vytápění a v horkých oblastech naopak pro klimatizaci; v současné době se stále více pozornosti věnuje zateplování budov a výstavbě tzv. nízkoenergetických domů.

Aktivně:

  • Přeměna energie slunečního záření na teplo pomocí slunečních kolektorů vyplněných kapalinou nebo vzduchem (termická cesta)
  • Tak se nyní solární energie nejčastěji využívá k ohřívání vody a k přitápění v obytných domech. Jako teplonosné kapaliny se do kolektorů používá voda (pro sezónní provoz) nebo speciální nemrznoucí směs (pro celoroční provoz). Kolektory se směrují k jihu, někdy se ke Slunci natáčejí.
  • Teplonosná kapalina v solárním výměníku tepla předává teplo vodě v solárním zásobníku vody. Tím může být např. přímo bazén, nebo výměník okruhu ústředního vytápění. Když Slunce nesvítí, může se voda v solárním zásobníku vody ohřívat pomocí elektrického topného tělesa.
  • Přeměna slunečního záření v elektrickou energii pomocí fotovoltaických článků (slunečních baterií).

Fotovoltaický článek je ploché polovodičové zařízení, které přeměňuje světlo na elektrickou energii na základě tzv. fotoelektrického jevu.  Zatím nejčastěji používaným polovodičem bývá křemík; křemíkové články jsou přitom různě utvářeny.

Budoucnost je však i v jiných účinnějších organických solárních článcích založených na využívání fotosyntézy pro výrobu elektrické energie. Nové technologie přináší výzkumy v oblasti genetického inženýrství a nannotechnologií.

Uvádí se, že zatímco účinnost u křemíkových článků je okolo 14%, u organických článků je okolo 25% a zatímco 1 m2 křemíkového článku stojí okolo 200 dolarů, stejná plocha organického článku vyjde na pouhý 1 dolar.

Jednotlivé solární články se spojují do solárních panelů, aby se dosáhlo potřebného výkonu.

Využití solární energie závisí na intenzitě slunečního záření  a počtu hodin slunečního svitu.

Fotovoltaické články propojené do solárních panelů se používají  k domácí výrobě elektrického proudu, nebo ve fotovoltaických elektrárnách, které se v současné době v ČR velmi rozšířily.

  • Přeměna tepla získaného ze slunečního záření nejprve v mechanickou energii a potom v energii elektrickou podobně jako v tepelných elektrárnách, což je vhodné v oblastech s velmi intenzivním slunečním zářením a dostatkem prostoru – např. na pouštích v horkých oblastech.
  • Perspektivně využití sluneční energie k rozkladu vody – tj. k získání vodíku, jehož slučováním na vodu se získá obrovské množství energie; vodík je pak např. palivem pro sluneční auta.

 

Nepřímé využívání solární energie znamená využívání energie větru, vody a biomasy.

Využívá se také sluneční energie naakumulovaná (nahromaděná) v různých částech prostředí (ve vzduchu, ve vodě, v půdě) pomocí tzv. tepelných čerpadel.

Fotovoltaická zařízení představují jednoduchý a elegantní způsob, jak sluneční paprsky přeměnit na elektřinu. Pracují na principu fotoelektrického jevu: částice světla – fotony – dopadají na článek a svou energií z něho „vyráží“ elektrony. Polovodičová struktura článku pak uspořádává pohyb elektronů na využitelný stejnosměrný elektrický proud.

Se stejnými základními stavebními prvky – solárními články – je možné realizovat aplikace s nepatrným výkonem (napájení kalkulačky) až po elektrárny s výkonem stovek MW. Vzhledem ke klimatických podmínkách nejsou v ČRnejsou příliš efektivní.

Cena takto vyrobené energie je nejvyšší ze všech obnovitelných zdrojů.

Navíc velké instalace na zemi zabírají mnohdy kvalitní zemědělskou půdu a narušují přirozený ráz krajiny. Kromě elektřiny je možné ze slunečních paprsků získat též teplo pomocí solárních termických systémů.

0

Diskuse


Zapojte se do diskuse!