NAPISZ DO NAS

Energia słoneczna – czym jest i jak powstaje?

Energia słoneczna powstaje na skutek reakcji fuzji jądrowych zachodzących we wnętrzu Słońca. Do Ziemi dociera w postaci promieniowania słonecznego, które można wykorzystać na kilka sposobów.

Energia słoneczna dociera do Ziemi w postaci promieniowania słonecznego. Może być przetworzona w procesie konwersji fotowoltaicznej, fototermicznej lub fotochemicznej. Do zalet energii słonecznej należy m.in. nieograniczoność jej zasobów oraz uniwersalność, dzięki której jest wykorzystywana niemal w każdym miejscu na Ziemi.

Energia słoneczna

Energia słoneczna ma źródło w reakcji fuzji jądrowych zachodzących we wnętrzu Słońca. Dociera do nas w postaci promieniowania słonecznego, będącego rodzajem energii odnawialnej. To łatwo dostępna energia, ale gęstość jej strumienia jest mała i zależna od miejsca na Ziemi, pory roku i dnia. Człowiek wykorzystuje energię słoneczną niemal od zawsze, w sposób zaplanowany bądź przypadkowy. Początkowo pomagała ogrzewać ciało, suszyć ubrania, a gdy ludzie okiełznali ogień, wykorzystali wieloletnie gromadzenie energii słonecznej w postaci biomasy. Współczesne technologie umożliwiają efektywne pozyskiwanie i przetwarzanie energii Słońca w celach użytkowych. Energetyka słoneczna przybiera obecnie formę rozwiązań instalacyjnych, koncepcji architektonicznych, stosowanych materiałów budowlanych oraz wielu innych.

Słońce uznaje się obecnie za największy potencjał paliwowo-energetyczny. Moc emitowanej przez nie energii szacuje się na 3,9 × 1020 MW. Do powierzchni Ziemi dociera tylko jej część, ale i tak jest wiele tysięcy razy większa od ogółu energii wytwarzanej na naszej planecie. Energię słoneczną można wykorzystać na trzy sposoby: do wytworzenia energii elektrycznej, produkcji ciepła bądź w procesie fotosyntezy do pozyskania energii chemicznej.

Promieniowanie słoneczne

Promieniowanie słoneczne, które dociera do Ziemi, ma widmo zbliżone do promieniowania ciała doskonale czarnego o temperaturze około 5700 K. Długość fali promieniowania docierającego do Ziemi wynosi ok. 100-4000 nm, co oznacza, że zawiera się w nim część ultrafioletu, światło widzialne, podczerwień i fale radiowe. Maksymalna moc promieniowania przenikająca do zewnętrznych warstw atmosfery, jaką można uzyskać na 1 m2, wynosi średnio 1367 W/m2. Jednak ze względu na eliptyczną orbitę Ziemi, różny kąt nachylenia osi obrotu planety i grubość atmosfery ilość energii jaka dociera do powierzchni Ziemi może wynieść maksymalnie 1000 W/m2.

Promieniowanie docierające do Ziemi możemy podzielić na:

Potencjał promieniowania słonecznego w Polsce

W Polsce badania dotyczące promieniowania słonecznego prowadzone są przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Z normy PN-B-02025 wynika, iż wartość średniego natężenia promieniowania całkowitego dla Polski w ciągu roku wynosi 993,5 kWh/m2 (wielkość ta waha się między 930 a 1070 kWh/m2). Aż 79% promieniowania słonecznego przypada na półrocze letnie. Najlepsze warunki słoneczne istnieją na Wybrzeżu Szczecińskim i Środkowym, a także na wschodzie kraju (Zamojszczyzna, Lubelszczyzna, Polesie). Szacuje się, że wartość nasłonecznienia dla tych rejonów wynosi 1200 kWh/m2. Dla pozostałych terenów określa się ją na poziomie 1000 kWh/m2 na rok lub niższym.

Uzyskiwanie energii z promieniowania słonecznego

Energię słoneczną możemy wykorzystać na 3 sposoby: poprzez konwersję fotowoltaiczną, chemiczną albo konwersję fotochemiczną.

Wady i zalety wykorzystywania energii słonecznej

Do najważniejszych zalet tego typu systemów należą:

Wady energetyki słonecznej: