WIADOMOŚCI O SŁOŃCU fot. Słońce, źródło: http://umbra.nascom.nasa.gov/images/eit_19970914_0121_304.gif
Słońce to gwiazda najbliższa Ziemi. Znajduje się w odległości 149 mln km od nas. Jest kulą gazową zbudowaną głównie z wodoru i helu. Wokół Słońca krąży Ziemia, inne planety oraz mniejsze ciała niebieskie. Słońce powstało 4.5 miliarda lat temu z obłoku materii gazowo-pyłowej. Jest podstawowym źródłem życia i energii dla naszej planety. Astronomiczny symbol Słońca to okrąg z punktem w środku:
UKŁAD SŁONECZNY
PROMIENIOWANIE SŁONECZNE W wyniku reakcji termojądrowych zachodzących wewnątrz Słońca wydziela się ogromna masa energii. Niewielka jej część pada stale na powierzchnię Ziemi. Część promieniowania słonecznego dociera bez przeszkód do Ziemi i jest to promieniowanie bezpośrednie. Inna część promieniowania dochodzi drogą pośrednią po odbiciu przez cząstki gazów i pyłów znajdujących się w atmosferze. Jest to promieniowanie pośrednie. Promieniowanie bezpośrednie i pośrednie składają się na promieniowanie całkowite. Około 30 % promieniowania słonecznego dochodzącego do naszej planety jest odbijane przez atmosferę, 20 % jest przez nią pochłaniane, a tylko 50% energii dociera do Ziemi. Ilość tej czystej i odnawialnej energii możliwej do wykorzystania jest ściśle uzależniona od położenia geograficznego, warunków klimatycznych, pory roku i stopnia zanieczyszczenia atmosfery. W dzisiejszych czasach promienie słoneczne wykorzystuje się w różny sposób używając najnowocześniejszych metod. Chodzi przede wszystkim o to, by przechwycić jak najwięcej energii słonecznej.
DEFINICJA KOLEKTORÓW I OGNIW SŁONECZNYCH. RODZAJE I SPOSÓB DZIAŁANIA.
Definicje: KOLEKTOR SŁONECZNY - jest to urządzenie do przechwytywania ciepła z promieniowania słonecznego i zamiany go na ciepło. OGNIWO FOTOWOLTAICZNE (bateria słoneczna) to urządzenie służące do bezpośredniej zamiany energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną.
Rodzaje kolektorów: płaskie (gazowe, cieczowe, dwufazowe) rurowe (nazywane też próżniowymi) skupiające (prawie zawsze cieczowe) specjalne (np. okno termiczne) Rodzaje ogniw: monokrystaliczne ogniwa krzemowe (wysoka sprawność, ale drogi) polikrystaliczne ogniwa krzemowe (najczęściej stosowane na rynku, nieznacznie mniejsza sprawność) ogniwa amorficzne (cienkie, droższe od pozostałych) Do produkcji ogniw wykorzystuje się nie tylko krzem, ale także tellurek kadmu (CdTe), selenek indowo-miedziowy (CIS) i arsenek gallu (GaAs). Jednak najczęściej w ogniwach fotowoltaicznych stosowany jest krzem monokrystaliczny, który gwarantuje najwyższą sprawność przemiany energii słonecznej w energię elektryczną.
Sposób działania kolektorów słonecznych: Kolektory skupiają promienie słoneczne za pomocą specjalnych zwierciadeł, następnie promienie słoneczne są odbijane tak, aby trafiły do specjalnego urządzenia pochłaniającego tzw. Absorbera, który zamienia je na ciepło, czyli na energię, która może być wykorzystana przez człowieka. Sposób działania ogniw fotowoltaicznych: Zasada działania ogniw oparta jest na zjawisku fotoelektrycznym zachodzącym wewnątrz warstwowej struktury półprzewodnikowej pod wpływem światła. Ogniwa wykorzystują to zjawisko do zamianyświatła na prąd elektryczny. Każde małe ogniwo wytwarza mały prąd, ale duża ilość ogniw wzajemnie połączonych jest w stanie wytworzyć prąd o dużej mocy.
WYKORZYSTANIE ENERGII SŁONECZNEJ Energię ze słońca najpowszechniej wykorzystujemy do: ogrzewania wody użytkowej; ogrzewania wody w basenie; wspomagania centralnego ogrzewania; a także w: kalkulatorach (kalkulator może korzystać z ogólnodostępnej baterii lub też energii uzyskanej ze światła słonecznego); zegarkach; radiach; ładowarkach do baterii.
CIEKAWOSTKI Samochód fot. Sunraycer, źródło: http://wyooo.republika.pl/pliki/slonce.htm Na zdjęciu widoczny jest pojazd zasilany z baterii słonecznych Sunraycer, który wygrał w 1987 roku wyścig na dystansie 3138 km osiągając średnią prędkość 67 km/h.
Samolot fot. Sunraycer, źródło: http://wyooo.republika.pl/pliki/slonce.htm W 1981 r. Słoneczny samolot Solar Challenger przeleciał nad kanałem La Manche wykorzystując jako źródło zasilania tylko energię słoneczną. Skrzydła tego samolotu pokryte były bateriami słonecznymi, które zasilały silnik elektryczny.
Telefon Chińczycy wyprodukowali telefon HTW S 116, któremu 40 minut ładowania w promieniach słonecznych wystarczy na 20-25 minut rozmowy. W razie braku pogody oczywiście jest dodatkowe źródło zasilania. Kurtka fot. Kurtka zasilana słońcem, źródło: www.scottevest.com Firma ScotteVest zaprezentowała nową wersję kurtki o nazwie Gadget Jacket W kurtkę, która podobnie jak poprzedni model wyposażona jest w całą masę kieszeni i schowków na sprzęt elektroniczny, wbudowano panele, umożliwiające zasilanie gadżetów energią uzyskaną ze światła słonecznego. Kurtka ma aż 42 specjalne kieszenie, w których można umieścić najróżniejsze gadżety - od odtwarzaczy MP3, przez cyfrowe aparaty fotograficzne, aż po telefon komórkowy. Co ciekawe, Gadget Jacket może nie tylko przechowywać te urządzenia - potrafi je również zasilać. Jest to możliwe dzięki umieszczeniu na ramionach dwóch paneli, przetwarzających światło słoneczne w energię elektryczną, która magazynowana jest w akumulatorze wielkości paczki papierosów. Z akumulatora wyprowadzono przewody do wszystkich kieszeni, tak więc, po umieszczeniu w którejkolwiek z nich jakiegoś urządzenia, można je od razu doładować. Cenę urządzenia ustalono na 310 USD.
Szpital fot. Instalacja słoneczna w szpitalu na Parkitce, źródło: www.e-tygodnik.pl Nowy sposób na likwidację długów znalazł szpital na Parkitce w Częstochowi. Dzięki uruchomionej instalacji słonecznej zaoszczędzi na ogrzewaniu ok. 500-600 tys. złotych. Instalacja zastąpiła ogrzewanie gazem, co zmniejszyło emisję spalin do atmosfery. 598 luster solarnych pobiera energię słoneczną przetwarza ją w cieplną, a ogrzana tak woda płynie w kranach szpitala.
We Francji wielki piec przemysłowy w Mont Louis ogrzewany jest przez wielopiętrową konstrukcję małych reflektorów, odpowiednio ustawionych, tworzy gigantyczne, zakrzywione zwierciadło. W punkcie skupienia uzyskuje się temperaturę do 3000 o C - właściwą do obróbki wielu metali. fot. Francja, Mon Luis- wielki piec przemysłowy, źródło: http://wyooo.republika.pl/pliki/slonce.htm W niektórych miejscach na świecie ogniwa fotowoltaiczne wykorzystują np. publiczne automaty telefoniczne (baterie słoneczne montowane są na dachu). Największa elektrownia słoneczna w Europie znajduje się we Włoszech.
POŁOŻENIE POLSKI POD WZGLĘDEM KLIMATYCZNYM Fot. http://commons.wikimedia.org/wiki/image:poland_topo.jpg
Polska leży w strefie klimatu umiarkowanego, gdzie ścierające się fronty atlantyckie i kontynentalne dają w efekcie spore zachmurzenie. Mamy w kraju strefy większego i mniejszego oddziaływania Słońca. Średnie nasłonecznienie Polski wynosi 1.600 h/rok. Są to warunki podobne do tych panujących we Francji i Niemczech. W Polsce możemy spotkać się z nierównym rozkładem promieniowania słonecznego w cyklu rocznym. Około 80% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia przypada na 6 miesięcy sezonu wiosenno-letniego, od początku kwietnia do końca września.
ZALETY I WADY WYKORZYSTANIA KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH Zalety: zmniejszenie opłat; brak emisji gazów cieplarnianych; nie powoduje zanieczyszczeń; nie pociąga za sobą produkcji odpadów; redukuje roczną emisję: - dwutlenku węgla (CO 2 ) o 1,5 tony - dwutlenku siarki (SO 2 ) o 12 kg - tlenków azotu o 5 kg - pyłów o 2 kg ochrona środowiska. Wady: Trudność w wykorzystaniu wynika: ze zmienności dobowej i sezonowej promieniowania słonecznego; z bardzo wysokich kosztów urządzeń
KRZYŻÓWKA 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) Pytania: 1) Jeden z rodzajów kolektorów. Może być gazowy, cieczowy lub dwufazowy. 2) Państwo europejskie, w którym znajduje się największa elektrownia słoneczna. 3) Energia..., pozyskiwana ze słońca. 4) Gwiazda najbliższa Ziemi. Jest podstawowym źródłem energii. 5) Promieniowanie pośrednie i bezpośrednie składa się na promieniowanie... 6) Komórkowy, może być zasilany słońcem. 7)...fotowoltaiczne, to urządzenie służące do bezpośredniej zamiany energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną. 8) Może być słoneczne. To strumień fal elektromagnetycznych i cząstek elementarnych docierające ze Słońca do Ziemi.