Ing. Ladislav Hvizdák, PhD. Zem a zemské zdroje Slnečná energia Ing. Ladislav Hvizdák, PhD.

Slnečná energia - Slnko Slnko (hviezda) je trvalým a hlavným zdrojom energie žiarenia v slnečnej sústave. Vek Slnka cca 5 miliárd rokov, existencia ešte cca 5 miliárd rokov Vzdialenosť Slnka od Zeme je 150 mil. km Lúče (papršleky) prekonajú túto vzdialenosť za cca 8 minút Hmotnosť 2x1030 kg, priemer 1,39x106 km Zloženie: 75 % atomárny vodík, 23 % hélium, 2 % ostatné prvky

Slnečná energia 100 % = 174 000 TW = 174 x 1015 W 31,0 % odraz od povrchu atmosféry 17,4 % pohltí atmosféra, vracia sa ako teplo do vesmíru 4,2 % sa odrazí od povrchu Zeme 14,4 % dopadá na povrch kontinentov 33,0 % dopadá na povrch oceánov, morí a vôd

Slnečná energia – Druhy slnečného žiarenia priame slnečné žiarenie rozptýlené (difúzne) žiarenie žiarenie odrazené (reflexné) od zemského povrchu a iných objektov.

Slnečná energia – Druhy premien slnečného žiarenia Fotoelektrická konverzia – Fotovoltaika Priama premena kinetickej energie fotónov na elektrickú energiu Fotochemická konverzia - Fotosyntéza Premena slnečného žiarenia na energiu chemickú, energiu väzieb molekúl chemických zlúčenín Fototermálna konverzia – Tepelná e. Priama premena slnečného žiarenia na energiu tepelnú. Je to najjednoduchšia, technicky aj ekonomicky najľahšie realizovateľná forma konverzie slnečného žiarenia.

Slnečná energia – Slnečná konštanta Slnečná konštanta je tok slnečnej energie prechádzajúci plochou 1 m², kolmou na smer lúčov, za 1 s v strednej vzdialenosti Zeme od Slnka. Napriek názvu však táto hodnota nie je konštantná a mení sa v závislosti od slnečnej aktivity. Jej zmeny nemajú vplyv na momentálne počasie, ale ovplyvňujú dlhodobé zmeny podnebia. Jej hodnota je k = 1,366.10³ J.m−2.s−1

Základné spôsoby využitia slnečnej energie Pasívna slnečná architektúra Aktívne slnečné systémy Fotovoltaické články

Pasívna slnečná architektúra Energiu slnečného žiarenia pre účely vykurovania je možné zachytávať stavbou samotnou = pasívne využívanie slnečnej energie. Základným prvkom pasívnej slnečnej architektúry je zasklená plocha na maximálne oslnenej južnej strane budovy, ktorá slúži na zachytávanie energie slnečného žiarenia.

Aktívne slnečné systémy Aktívne solárne systémy sa odlišujú od pasívnych tým, že k využívaniu energie slnečného žiarenia nedochádza priamo, ale prostredníctvom buď fotovoltických článkov premieňajúcich slnečné žiarenie na elektrinu, alebo slnečných kolektorov a absorbérov, ktoré pohlcujú slnečné žiarenie a premieňajú ho na teplo. Aplikácie použitia sú Príprava teplej úžitkovej vody Ohrev vody v bazénoch Vykurovanie resp. predohrev Výroba elektrickej energie

Aktívne slnečné systémy Stupeň koncentrácie energetického toku dopadajúceho na aktívny povrch solárneho zariadenia vyjadruje mieru zahustenia dopadajúceho slnečného žiarenia. Technické zariadenia na koncentráciu žiarenia sú napríklad parabolické zrkadlá, konkávne šošovky alebo rovinné zrkadlá nasmerované do jedného bodu.

Aktívne systémy využívajúce fototermálnu konverziu Rozdelenie podľa stupňa koncentrácie dopadajúceho slnečného žiarenia a použitia A.) So stupňom koncentrácie 1 Zariadenia s plochými slnečnými kolektoromi

Aktívne systémy využívajúce fototermálnu konverziu Rozdelenie podľa stupňa koncentrácie dopadajúceho slnečného žiarenia a použitia B.) Koncentračné zariadenia Zariadenia so st. koncentrácie 2 - 40 s cylindricko – parabolickými odrazovými plochami.Zariadenia so st.koncentr.100 - 10000 na výrobu elekt.energie

Aktívne slnečné systémy Nasledujúce rozdelenie vychádza z množstva vyrobenej energie. Nízkoteplotné kolektory schopné vyrobiť 300-400 kWh/m2 za rok : sú kolektory z plastických hmôt ,odolné voči ultrafialovému žiareniu s pracovnými teplotami od 15 do 30 stupňov Celzia. Použitie : vyhrievanie bazénov Výhoda : nízka cena Nevýhoda : krátka životnosť

Aktívne slnečné systémy Strednoteplotné kolektory schopné vyrobiť 400-500 kWh/m2 za rok: sú štandardné kolektory s kovovým absorbérom , priesvitným pokrytím a teplelnou izoláciou . Kolektory zohrievajú vodu až na 60 st. Celzia. Použitie : príprava teplej úžitkovej vody.

Aktívne slnečné systémy Vysokoteplotné kolektory schopné vyrobiť 500-600 kWh/m2 za rok : sú kolektory s vákuovými trubkami s vysokocitlivým kovovým absorbérom zohrievajúce vodu až na 150 stupňov Celzia. Použitie : príprava teplej a horúcej vody Výhoda : teplo je vhodné aj pre technologické procesy v priemysle Nevýhoda : vysoká cena

Slnečná energia – (Plochý) Solárny kolektor

Slnečná energia – (Plochý) Solárny kolektor Vaňa kolektora Tepelná izolácia Potrubie rozvodu teplonosnej kvapaliny Absorpčná plocha Gumové tesnenie Zasklievací rám

Fotovoltaika Alexandre Edmond Becquerel objavil fotovoltaický efekt už v roku 1839. Éra fotovoltaiky ako zdroja elektrickej energie sa začala až o 115 rokov neskôr. Delenie Si fotovoltaických čl.: Monokryštalické, Polykryštalické, Amorfné

Ďakujem za pozornosť