Slnečná energia

Spracovala Mária Sviteková z 9. triedy

V súčasnosti sa vo všetkých hospodársky vyspelých krajinách intenzívne hľadajú nové netradičné zdroje energie a skúmajú sa možnosti ich využitia. Podľa údajov kompetentných svetových organizácií ťažba uhlia má kulminovať po roku 2100, avšak 80% zásob ropy má byť do roku 2025 vyčerpaných. Energia je krvou priemyslu aj poľnohospodárstva v štrukturálnej skladbe našej potreby, podľa štatistiky z r. 1975 pripadlo 66% na tuhé, 24,7% na kvapalné, 5,5% na plynné a 3,8% na iné palivá. Rozhodnejšie sa žiada postupovať aj v príprave a využití nekonvenčných zdrojov energie, najmä využívanie geotermálnych vôd a slnečnej energie, čo je v tomto štádiu riešenia predovšetkým úloha pre technický rozvoj. Pomerne širokú škálu nekonvenčných zdrojov energie spája priama, alebo sprostredkovaná činnosť Slnka, preto ich možno prevažne považovať za osobitný spôsob prejavu slnečnej energie, ktorá sa môže využiť vo forme energie fosílnych palív, potencionálnej energie vody, energie morských prúdov a morských vĺn, veternej energie, energie teplotných gradientov oceánov a energie slnečného žiarenia. U nás je pozornosť zameraná predovšetkým na energiu slnečného žiarenia, pre možnosti jej najširšieho uplatňovania v praxi.

Slnko je nevyčerpateľný zdroj energie a zároveň nevyhnutnou podmienkou existencie fauny a flóry na Zemi. Slnku vďačíme za energetické premeny a možnostiam ich využívania na priame či nepriame získanie elektrickej, tepelnej alebo chemickej energie slnečného žiarenia je nielen to, že významným spôsobom dopĺňa doterajšie zdroje energie a tak prispieva k vyrovnaniu nepriaznivej palivovej bilancie, ale aj to, že ide o čistú energiu, ktorej výroba nie je spojená so vznikom vedľajších produktov zhoršujúcich životné prostredie. Pozornosť energetikov je zameraná predovšetkým na priamu premenu slnečnej energie na elektrickú, ktorej prvé aplikácie sa výborne osvedčili v kozmonautike. Slnko predstavuje vysoko stabilný a výkonný energetický zdroj, ktorý zásadným spôsobom ovplyvňuje existenciu života na Zemi.

Slnko sa skladá z cca 74% vodíka, 23% hélia a 3% ostatných prvkov. Energia získaná zo slnečného žiarenia pokrýva vo svetovej enrgetickej spotrebe v súčasnosti menej ako 5%. Slnečná energia má v porovnaní s ostatnými konvenčnými energetickými zdrojmi tieto výhody:
  • je všeobecne k dispozícii
  • je prakticky nevyčrpateľná
  • je čistá, neznečisťujúca životné prostredie
Nevýhodou slnečnej energie je, že príkon slnečnej energie je ovplyvňovaný časovou a miestnou premenlivosťou, ktorá závisí:
  • od rotácie Zeme a sklonu zemskej osi k ekliptike, ktoré spôsobujú striedanie dňa a noci a strfiedanie ročných období
  • od tvaru zemegule, ktorý spôsobuje pokles priemernej intenzity oslnenia s rastúcou zemepisnou šírkou
  • od miestnych klimatických podmienok (priemerná oblačnosť)
  • od nestálosti počasia

Ak sa na vykurovanie, prípadne chladenie miestnosti využije vhodná orientácia objektu, jeho tvar a teplotermické vlastnosti stavebných materiálov, hovoríme o priamom využití slnečnej energie. V konkrétnych stavbách potom vznikajú priame systémy využitia slnečnej energie.

Priame systémy sa rozdeľujú na dva základné typy:
  1. Prijímačom slnečného žiarenia je vodorovná strecha budovy, akumulačná hmota je uložená v strope.
  2. Prijímačom slnečného žiarenia je fasáda orientovaná na juh, prípadne na západ.

Široké využitie slnečnej energie bude mať špecifický odraz aj v urbanizme a to z hľadiska formy aj štruktúry. V urbanictickej skladbe možno slnečnú energiu využívať niekoľkými spôsobmi:
  • individuálne, resp. decentralizované
  • čiastočne centralizované
  • centralizované

Slnečné kolektory možno deliť podľa:
  • stupňa koncentrácie na:
    • ploché
    • koncentračné
  • teplonosných médií na:
    • kvapalinové
    • vzduchové
  • spôsobu upevnenia na:
    • stabilné (pevné)
    • pohyblivé
  • umiestnenia vzhľadom na budovu na:
    • samostatné technické zariadenia (mimo budovy)
    • vytvárajúce súčasť budovy

Nepriame systémy, ktorých podstatné časti využívania slnečnej energie sú:
  • slnečný kolektor
  • akumulátor tepla
  • teplonosné médium
  • rozvod vrátane armatúr a regulácie

Slnečnú energiu možno v poľnohospodárstve využiť v zariadeniach, ktoré zabezpečujú:
  • prevádzku poľnohospodárskych objektov (ohrev úžitkovej vody, temperovanie napájacej vody, podlahové vykurovanie profylaktérii)
  • prevádzku technologických zariadení (skleníky, slnečné sušenie poľnohospodárskych plodín, destilácia vody, zavlažovanie)
  • špeciálne technológie (výroba hnojív, bioenergetiky)