Akademia Pomorska w Słupsku AKADEMICKIE LABORATORIUM CZYSTEJ ENERGII Praca wykonana przez : Bernadetę Rompa i Adama Kozłowskiego III SPS Ochrona środowiska 1
SPIS TREŚCI: 1. WSTĘP... 3 2. WARUNKI NASŁONECZNIENIA W POLSCE... 4 3. WYNIKI I METODY... 7 4. CHARAKTERYSTYKA NASŁONECZNIENIA W POLSCE... 11 4.1. Zima.... 12 4.2. Wiosna... 13 4.3. Lato... 14 4.4. Jesień... 15 5. PORÓWNANIE MIAST POLSKI POD WZGLĘDEM NASŁONECZNIENIA... 16 6. BIBLIOGRAFIA... 18 2
1. WSTĘP Słońce jest gwiazdą centralną Układu Słonecznego, wokół której krąży Ziemia. Jest niewyczerpalnym źródłem energii, ilość energii docierająca w ciągu roku do powierzchni Ziemi jest wielokrotnie większa niż wszystkie zasoby energii odnawialnej i nieodnawialnej zgromadzone na Ziemi razem wzięte [6]. Słońce emituje energię o mocy 384,6 jottawatów (3,846 1026 W), co odpowiada 9,192 10 10 megaton trotylu na sekundę. Energia ta jest równoważna masie 4,26 miliona ton. Ilość energii docierającej w ciągu roku do powierzchni Ziemi jest wielokrotnie większa niż cały zgromadzony na Ziemi potencjał energii odnawialnej i nieodnawialnej. Część promieniowania słonecznego ulega co prawda rozproszeniu w atmosferze lub też zostaje odbita. Część nie może dotrzeć do powierzchni Ziemi z powodu zbytniego zachmurzenia, niekorzystnego kąta padania promieni słonecznych, bądź zanieczyszczeń ocenia się, że ostatecznie do powierzchni kuli ziemskiej dociera tylko 39-45% promieniowania pozaatmosferycznego [6, 7]. Energia słoneczna jest powszechnie dostępnym, całkowicie czystym i najbardziej naturalnym z dostępnych źródeł energii. Najefektywniej może być wykorzystana lokalnie, zaspokajając zapotrzebowanie na energię elektryczną, ciepłą wodę i ciepło. Dużą zaletą jej użytkowania jest łatwa adaptacja, zwłaszcza do celów gospodarstwa domowego [8]. Obecnie energia słoneczna wykorzystywana jest w Polsce głównie jako źródło ciepła poprzez instalacje kolektorów słonecznych ogrzewających powietrze lub wodę. Moduły fotowoltaiczne zamieniające promieniowanie słoneczne na energię elektryczną wykorzystywane są w instalacjach małych mocy, zasilających głównie obiekty wolnostojące oddalone od sieci elektroenergetycznych, np. znaki drogowe, lampy oświetleniowe, urządzenia pomiarowe i monitorujące itp, jak również w zyskujących popularność komercyjnych instalacjach średniej i dużej mocy, oddających energię do publicznej sieci energetycznej [9]. Energetyka słoneczna to obecnie zarówno rozwiązania instalacyjne, jak i koncepcja architektoniczna budynku, jego ustrój, zastosowane materiały budowlane, lokalizacja i usytuowanie budynku oraz jego otoczenie. Postęp technologiczny umożliwia stosowanie wysokosprawnych rozwiązań instalacyjnych zapewniających wykorzystanie energii promieniowania słonecznego do celów użytkowych nawet w mniej korzystnych warunkach nasłonecznienia. Pozyskiwanie energii promieniowania słonecznego odbywa się w systemach aktywnych będących rozwiązaniami instalacyjnymi, a także w systemach pasywnych będących odpowiednio zaprojektowanymi rozwiązaniami bryły budynku i jego otoczenia [10]. 3
2. WARUNKI NASŁONECZNIENIA W POLSCE Warunki meteorologiczne w Polsce charakteryzują się bardzo nierównomiernym rozkładem promieniowania słonecznego w cyklu rocznym. Około 80% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia przypada na sześć miesięcy sezonu wiosenno-letniego (od początku kwietnia do końca września) (rys. 1.). Czas aktywności słońca w zimie skraca się do 8 godzin dziennie, zaś w lecie w miesiącach najbardziej słonecznych osiąga 16 godzin [11]. nasłonecznienie kwh/m 2 160 140 120 100 80 60 40 20 0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII miesiące Rys. 1. Miesięczny rozkład nasłonecznienia na przykładzie miasta Koło [kwh/m 2 ] Polska jest położona w strefie klimatu umiarkowanego. Największy wpływ ma klimat naszego kraju wywierają masy powietrza polarno-morskiego oraz polarno-kontynentalnego, które dopływają nad terytorium Polski niemal przez cały rok. Masy powietrza polarnomorskiego latem przynoszą ochłodzenie, zachmurzenie i wzrost wilgotności powietrza, a zimą powodują ocieplenie i występowanie mgieł. Masy powietrza polarno-kontynentalnego latem przynoszą pogodę słoneczną i upalną, z kolei zimą - słoneczną i mroźną [3, 12]. Z początkiem jesieni nad terytorium Polski dociera niekiedy powietrze zwrotnikowokontynentalne. Przynosi ono słoneczną pogodę, która kształtuje tzw. "polską złotą jesień". Ponadto latem i zimą napływają masy powietrza zwrotnikowo-morskiego, które przyczyniają się do wzrostu ilości opadów latem, a w zimie powodują odwilże i mgły. Najrzadziej nad obszar Polski nasuwają się masy powietrza arktycznego, a następuje to głównie zimą i 4
wiosną. Przynoszą one ze sobą silne mrozy i opady śniegu w okresie zimowym oraz przymrozki w okresie wiosennym [3, 12]. Dzień, czyli okres od wschodu do zachodu słońca, obejmuje ponad 51% z 8767 godzin w roku, a północne krańce mają ten okres o 24 godziny dłuższy niż południowe. W zimie południowe krańce Polski mają dzień dłuższy o prawie jedną godzinę, natomiast w lecie jest odwrotnie. W czerwcu godziny dzienne na północy obejmują 71,5% godzin miesiąca, w centrum Polski 69%, a na południu 67%. W grudniu sytuacja zmienia się i na północy godzin dziennych jest tylko 29,5%, w centrum 31,7%, a na południu 34,7% [11]. Dla Polski można przyjąć wartość napromieniowania całkowitego 3600 MJ/m2 w ciągu roku. Centralne obszary Polski otrzymują około 40% promieniowania pozaziemskiego, to jest ok. 3480 MJ/m2 na rok. Udział promieniowania rozproszonego waha się od 47% w miesiącach letnich do ok. 70% w grudniu, dając przeciętną ok. 50% w skali całego roku. Najniższe sumy miesięczne występują w grudniu (ok.1,3% sumy rocznej), najwyższe zaś w czerwcu i lipcu (po ok. 16%). Okres od maja do czerwca obejmuje ok. 58% rocznej sumy promieniowania, natomiast od listopada do lutego tylko 8% [5]. Oprócz długości dnia i usłonecznienia na wielkość natężenia bezpośredniego promieniowania słonecznego w Polsce wpływa też: - wysokość słońca, na każdy 1 wzrostu tej odległości wysokość górowania Słońca maleje też o 1 [13]; - przezroczystość atmosfery, średnia wieloletnia jego wartość na poziomie morza wynosi 0,72-0,82; jest ona większa zimą niż latem i zwiększa się z szerokością geograficzną i wysokością n.p.m [4]; - zachmurzenie [11]. Największe zachmurzenie występuje w okresie listopada i grudnia, natomiast najmniejsze we wrześniu, maju i czerwcu. Liczba dni pochmurnych w ciągu roku (zachmurzenie ponad 80%) waha się od 120 na obszarze nizin środkowopolskich do powyżej 160 dni na obszarach górskich i pojeziernych. Najbardziej zachmurzonym regionem Polski są Karkonosze w Sudetach (około 190 dni pochmurnych w ciągu roku na Śnieżce) [3, 12]. Próba regionizacji terytorium kraju pod kątem dostępności energii promieniowania słonecznego dla potrzeb energetyki słonecznej została przeprowadzona w ekspertyzie Polskiej Akademii Nauk Konwersja termiczna energii promieniowania słonecznego w warunkach krajowych pod redakcją W. Gogóła (w 1993 r.). Ekspertyza wykazała, iż najbardziej korzystne są rejony nad Morzem Bałtyckim i rejon Podlasko - Lubelski, co przedstawia rys. 1. 5
W ekspertyzie (zgodnie z rys. 2) dokonano podziału Polski na 11 regionów charakteryzujących się różnym stopniem przydatności tych obszarów pod względem możliwości wykorzystania energii promieniowania słonecznego do celów użytkowych. Zgodnie z tym podziałem klasyfikacja rejonów kraju począwszy od najlepszych do najgorszych pod kątem możliwości wykorzystania energii promieniowania słonecznego jest następująca: - I - Rejon Nadmorski; - VII - Rejon Podlasko - Lubelski, - VIII - Rejon Śląsko - Mazowiecki, - IX - Rejon Świętokrzysko - Sandomierski, - III - Rejon Mazursko - Siedlecki, - V - Rejon Wielkopolski, - II - Rejon Pomorski, - XI - Rejon Podgórski, - IV - Rejon Suwalski, - VI - Rejon Warszawski - X - Górnośląski Rejon Przemysłowy [1]. Rys. 2. Regiony helioenergetyczne Polski wg. Gogóła, 1993 [2]. 6
3. WYNIKI I METODA OPRACOWANIA W celu przygotowania map nasłonecznienia Polski wykorzystano dane klimatyczne dla obszaru Polski, które zostały przygotowane dla potrzeb obliczeń energetycznych w budownictwie i mogą być wykorzystane w obliczeniach charakterystyk energetycznych budynków / lokali mieszkalnych i sporządzania świadectw energetycznych budynków / lokali mieszkalnych oraz w pracach projektowych i symulacjach energetycznych budynków / lokali mieszkalnych wykonywanych zawodowo lub w pracach naukowo-badawczych ze strony Ministerstwa Infrastruktury i Rozwoju. [14]. Tabela 1. Lokalizacja stacji meteorologicznych oraz dane źródłowe ujęte w obliczeniach. Lp. Numer stacji Nazwa stacji Szerokość geograficzna Długość geograficzna Dane źródłowe wykorzystane do obliczeń z lat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 12 100 0 Kołobrzeg 54O 11 N 15O 35 E 1971-1993 2. 12 105 0 Koszalin 54O 12 N 16O 09 E 1971-2000 3. 12 115 0 Ustka 54O 35 N 16O 52 E 1971-1991, 1998-2000 4. 12 120 0 Łeba 54O 45 N 17O 32 E 1971-2000 5. 12 125 0 Lębork 54O 33 N 17O 45 E 1971-1993 6. 12 135 0 Hel 54O 36 N 18O 49 E 1971-2000 7. 12 140 0 Gdańsk Port Północny 54O 24 N 18O 42 E 1987-2000 8. 12 160 0 Elbląg 54O 10 N 19O 26 E 1971-2000 9. 12 185 0 Kętrzyn 54O 04 N 21O 22 E 1971-1992, 1998-2000 10. 12 195 0 Suwałki 54O 08 N 22O 57 E 1971-2000 11. 12 200 0 Świnoujście 53O 55 N 14O 14 E 1971-2000 12. 12 205 0 Szczecin Dąbie 53O 24 N 14O 37 E 1971-2000 13. 12 210 0 Resko 53O 46 N 15O 25 E 1971-1991 14. 12 215 0 Szczecinek 53O 43 N 16O 41 E 1972-1992 15. 12 230 0 Piła 53O 08 N 16O 45 E 1971-2000 16. 12 235 0 Chojnice 53O 43 N 17O 33 E 1971-2000 17. 12 240 0 Bydgoszcz 53O 06 N 17O 58 E 1971-1981 18. 12 250 0 Toruń 53O 03 N 18O 35 E 1971-2000 19. 12 270 0 Mława 53O 06 N 20O 21 E 1971-2000 20. 12 272 0 Olsztyn 53O 46 N 20O 25 E 1971-2000 21. 12 280 0 Mikołajki 53O 47 N 21O 35 E 1971-1980 22. 12 285 0 Ostrołęka 53O 04 N 21O 23 E 1971-1992 23. 12 295 0 Białystok 53O 06 N 23O 10 E 1971-2000 7
1. 2. 3. 4. 5. 6. 24. 12 300 0 Gorzów Wlkp. 52O 45 N 15O 17 E 1971-2000 25. 12 310 0 Słubice 52O 21 N 14O 36 E 1971-1993 26. 12 330 0 Poznań 52O 25 N 16O 51 E 1971-2000 27. 12 345 0 Koło 52O 12 N 18O 40 E 1971-2000 28. 12 360 0 Płock Trzepowo 52O 35 N 19O 44 E 1971-2000 29. 12 375 0 Warszawa Okęcie 52O 10 N 20O 58 E 1971-2000 30. 12 385 0 Siedlce 52O 15 N 22O 15 E 1971-2000 31. 12 399 0 Terespol 52O 04 N 23O 37 E 1971-2000 32. 12 400 0 Zielona Góra 51O 56 N 15O 32 E 1971-2000 33. 12 415 0 Legnica 51O 12 N 16O 12 E 1971-2000 34. 12 418 0 Leszno Strzyżewice 51O 51 N 16O 32 E 1978-2000 35. 12 424 0 Wrocław 51O 06 N 16O 53 E 1971-2000 36. 12 435 0 Kalisz 51O 47 N 18O 05 E 1971-2000 37. 12 455 0 Wieluń 51O 13 N 18O 34 E 1971-2000 38. 12 465 0 Łódź Lublinek 51O 44 N 19O 24 E 1971-2000 39. 12 469 0 Sulejów 51O 21 N 19O 52 E 1971-2000 40. 12 495 0 Lublin Radawiec 51O 13 N 22O 24 E 1971-2000 41. 12 497 0 Włodawa 51O 33 N 23O 32 E 1971-2000 42. 12 500 0 Jelenia Góra 50O 54 N 15O 48 E 1971-2000 43. 12 510 0 Śnieżka 50O 44 N 15O 44 E 1971-2000 44. 12 520 0 Kłodzko 50O 26 N 16O 37 E 1971-2000 45. 12 530 0 Opole 50O 38 N 17O 58 E 1971-1991, 1994-2000 46. 12 540 0 Racibórz Studzienna 50O 03 N 18O 12 E 1971-2000 47. 12 550 0 Częstochowa 50O 49 N 19O 06 E 1971-1991 48. 12 560 0 Katowice 50O 14 N 19O 02 E 1971-2000 49. 12 566 0 Kraków Balice 50O 05 N 19O 48 E 1971-2000 50. 12 570 0 Kielce Suków 50O 49 N 20O 42 E 1971-2000 51. 12 575 0 Tarnów 50O 02 N 20O 59 E 1971-1993 52. 12 580 0 Rzeszów Jasionka 50O 06 N 22O 03 E 1971-2000 53. 12 585 0 Sandomierz 50O 42 N 21O 43 E 1971-2000 54. 12 595 0 Zamość 50O 42 N 23O 15 E 1971-1999 55. 12 600 0 Bielsko Biała 49O 48 N 19O 00 E 1971-2000 56. 12 625 0 Zakopane 49O 18 N 19O 58 E 1971-2000 57. 12 650 0 Kasprowy Wierch 49O 14 N 19O 59 E 1971-2000 58. 12 660 0 Nowy Sącz 49O 37 N 20O 42 E 1971-1994, 1998-2000 59. 12 670 0 Krosno 49O 43 N 21O 46 E 1985-2000 60. 12 690 0 Lesko 49O 28 N 22O 21 E 1971-2000 8
61. 12 695 0 Przemyśl 49O 48 N 22O 46 E 1971-1991 9
Nasłonecznienie roczne [kwh/m 2 ] Nasłonecznienie zima [kwh/m 2 ] Nasłonecznienie wiosna [kwh/m 2 ] Nasłonecznienie lato [kwh/m 2 ] Nasłonecznienie jesień [kwh/m 2 ] Wygenerowane zbiory zawierały dane źródłowe z okresu trzydziestu lat począwszy od roku 1971, a skończywszy na roku 2000, dla 61 stacji meteorologicznych z obszaru Polski (tab. 1.). W celu obliczenia nasłonecznienia z wygenerowanych wyników wykorzystano kolumny: numeru godzin roku, miesięcy, dni, godzin oraz całkowitego natężenia promieniowania słonecznego na powierzchnię poziomą o orientacji północnej (N). Z otrzymanych danych za pomocą programu Microsoft Excel obliczono całkowite natężenie promieniowania słonecznego na powierzchnię poziomą o orientacji N dla 61 stacji w kwh/m 2 oraz z uwzględnieniem pór roku (tab. 2.). W celu przygotowania map nasłonecznienia wykorzystano program Surfer 8, w który przy pomocy danych wyrysowano pełne mapy nasłonecznienia całoroczną oraz dla poszczególnych pór roku (rys. 3-7). Tabela 2.Nasłonecznienie ogólne i z uwzględnieniem pór roku w poszczególnych stacjach meteorologicznych. Lp. Numer stacji Nazwa stacji 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. 12 100 0 Kołobrzeg 826 61 282 348 134 2. 12 105 0 Koszalin 827 65 262 365 136 3. 12 115 0 Ustka 862 64 273 387 138 4. 12 120 0 Łeba 847 64 265 382 136 5. 12 125 0 Lębork 870 71 275 382 142 6. 12 135 0 Hel 928 70 305 417 136 7. 12 140 0 Gdańsk 886 72 286 388 140 8. 12 160 0 Elbląg 900 74 305 382 139 9. 12 185 0 Kętrzyn 891 67 282 392 150 10. 12 195 0 Suwałki 838 62 277 368 131 11. 12 200 0 Świnoujście 984 83 306 432 164 12. 12 205 0 Szczecin 863 77 275 374 136 13. 12 210 0 Resko 847 69 281 367 130 14. 12 215 0 Szczecinek 839 68 264 373 134 15. 12 230 0 Piła 902 67 302 394 140 16. 12 235 0 Chojnice 803 65 267 342 129 17. 12 240 0 Bydgoszcz 857 67 297 353 140 18. 12 250 0 Toruń 868 65 292 369 142 19. 12 270 0 Mława 868 68 288 378 133 20. 12 272 0 Olsztyn 883 71 291 384 138 21. 12 280 0 Mikołajki 850 70 282 359 139 1 0
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 22. 12 285 0 Ostrołęka 888 73 289 388 138 23. 12 295 0 Białystok 897 65 291 397 145 24. 12 300 0 Gorzów Wlkp. 830 70 262 369 129 25. 12 310 0 Słubice 898 74 300 375 149 26. 12 330 0 Poznań 961 80 320 407 154 27. 12 345 0 Koło 1000 83 336 420 162 28. 12 360 0 Płock 890 69 284 390 147 29. 12 375 0 Warszawa 978 80 306 441 152 30. 12 385 0 Siedlce 924 69 304 408 143 31. 12 399 0 Terespol 962 71 305 432 153 32. 12 400 0 Zielona Góra 878 73 285 374 146 33. 12 415 0 Legnica 918 78 293 403 147 34. 12 418 0 Leszno 872 77 266 386 143 35. 12 424 0 Wrocław 993 85 313 436 159 36. 12 435 0 Kalisz 920 81 291 396 151 37. 12 455 0 Wieluń 951 77 313 402 160 38. 12 465 0 Łódź 979 77 328 442 151 39. 12 469 0 Sulejów 960 86 304 424 147 40. 12 495 0 Lublin 975 74 295 459 156 41. 12 497 0 Włodawa 960 70 309 417 163 42. 12 500 0 Jelenia Góra 921 81 291 397 153 43. 12 510 0 Śnieżka 819 81 258 347 133 44. 12 520 0 Kłodzko 994 92 324 416 162 45. 12 530 0 Opole 1014 88 334 421 171 46. 12 540 0 Racibórz 1087 99 357 455 176 47. 12 550 0 Częstochowa 991 84 322 414 171 48. 12 560 0 Katowice 1020 85 327 428 180 49. 12 566 0 Kraków 1046 90 335 448 173 50. 12 570 0 Kielce 982 82 319 426 155 51. 12 575 0 Tarnów 1072 96 340 472 164 52. 12 580 0 Rzeszów 1052 98 335 448 171 53. 12 585 0 Sandomierz 1060 96 327 465 173 54. 12 595 0 Zamość 1045 84 327 462 172 55. 12 600 0 Bielsko Biała 1012 94 320 433 164 56. 12 625 0 Zakopane 1007 111 300 415 180 57. 12 650 0 Kasprowy Wierch 892 96 279 351 166 58. 12 660 0 Nowy Sącz 1062 107 332 445 178 59. 12 670 0 Krosno 1029 97 320 440 172 60. 12 690 0 Lesko 1020 97 317 438 167 61. 12 695 0 Przemyśl 1072 86 353 445 188 10
4. CHARAKTERYSTYKA NASŁONECZNIENIA W POLSCE. Ryc. 3. Mapa nasłonecznienia Polski w skali roku [kwh/m 2 ] Najbardziej uprzywilejowanymi rejonami Polski pod względem napromieniowania słonecznego jest południowo- wschodnia cześć kraju (ryc. 3.). Centralna część Polski, tj. około 50% powierzchni kraju, uzyskuje napromieniowanie rzędu 880-1000 kwh/m 2, a północna i północna- wschodnia część Polski- 860 kwh/m 2 i mniej (ryc. 3.). Do obszarów słabo nasłonecznionych należy również obszarze znajdującym się na styku Czech, Niemiec i Polski (ryc. 3.), do niedawna nazywanym Czarnym Trójkątem, z uwagi na wysokie zanieczyszczenie powietrza. W skali roku północne krańce Polski otrzymują o około 9% mniej energii słonecznej niż południowe. Z kolei rejony nadmorskie wyróżniają się najbardziej przezroczystą dla promieniowania atmosferą. Roczna gęstość promieniowania słonecznego w Polsce na płaszczyznę poziomą waha się w granicach 950 1250 kwh/m 2. 11
4.1. Zima Zima w Polsce pod względem nasłonecznienia waha się w granicach od 60 do 110 kwh/m 2 i rośnie od terenów północnych do południowych (rys. 4.). Ryc. 4. Mapa nasłonecznienia Polski w czasie zimy [kwh/m 2 ] Północnej Polsce przypada najniższe nasłonecznienie w granicach od 60 do 75 kwh/m 2, z czego Wybrzeże Słowiańskie i Pojezierze Koszalińskie charakteryzując się najmniejszymi wartościami (60-64 kwh/m 2 ) (rys. 4.). Centralna Polska oscyluje w granicach 70-84 kwh/m 2 i rośnie liniowo od Pojezierza Wielkopolskiego i Niziny Mazowieckiej w kierunku gór (rys. 4.). Południowa Polska charakteryzują się nasłonecznieniem w granicach od 86 do 110 kwh/m 2. Terenami najbardziej nasłonecznionymi są okolice Tatr, Zakopane (111 kwh/m 2 ), Nowy Sącz (107 kwh/m 2 ) (rys. 4.). 12
4.2.Wiosna Polska w trakcie wiosny nie różnicuje się znacząco pod względem nasłonecznienia Cały kraj charakteryzuje się nasłonecznieniem w granicach od 255 do 360 kwh/m 2 i maleje od terenów południowych do północnych (rys. 5.). Ryc. 5. Mapa nasłonecznienia Polski w czasie wiosny [kwh/m 2 ] Wiosną terenami obfitującymi w nasłonecznienie jest południowa Polska i tereny w okolicy Łodzi i Koła. Nasłonecznienie tam utrzymuje się w granicach od 320 do 350 kwh/m 2 (rys. 5.). Pozostała część centralnej Polski oscyluje w granicach 300-315 kwh/m 2 (rys. 5.). Północnej Polsce przypada najniższe nasłonecznienie w granicach od 260 do 290 kwh/m 2 (rys. 5.). Rejonami o najwyższym napromieniowaniu energią słoneczną są okolice Raciborza (357 kwh/m 2 ), Tarnowa (340 kwh/m 2 ), Przemyśla (353 kwh/m 2 ). Natomiast najniższym Karkonosze ze Śnieżką (258 kwh/m 2 ), okolice Gorzowa Wielkopolskiego (262 kwh/m 2 ), Koszalina (262 kwh/m 2 ), Szczecinka (264 kwh/m 2 ) oraz Suwałk (277 kwh/m 2 ) (rys. 5.). 13
4.3. Lato Polska w czasie trwania lata charakteryzuje się zróżnicowaniem pod względem nasłonecznienia Cały kraj oscyluje w granicach od 340 do 475 kwh/m 2 i rośnie od renów północnych do południowo- wschodnich (rys. 6.). Ryc. 6. Mapa nasłonecznienia Polski w czasie lata [kwh/m 2 ] Terenami najbardziej nasłonecznionymi w trakcie lata jest południowo- wschodnia część Polski. Napromieniowanie w tamtych rejonach wynosi od 440 do 475 kwh/m 2. Miastami o najwyższym nasłonecznieniu są Tarnów (472 kwh/m 2 ), Sandomierz (465 kwh/m 2 ) i Zamość (462 kwh/m 2 ) (rys. 6.). Północna część kraju nie obfituje w nasłonecznienie, w trakcie lata, tam wartości oscylują się w granicach 340-365 kwh/m 2 (rys. 6.). Miastem o najniższym nasłonecznieniu są Chojnice (342 kwh/m 2 ) (rys. 6.). W centralnej Polsce nasłonecznienie znajduje się w granicach 370-440 kwh/m 2 (rys. 6.). Miastem najbardziej nasłonecznionym w centralnej Polsce jest Łódź (442 kwh/m 2 )(rys. 6.). Najintensywniej różnicowana pod względem nasłonecznienia jest południowo- zachodnia część Polski, od 355 kwh/m 2 w rejonach przygranicznych z Niemcami i Czechami do 440 kwh/m 2 w rejonach Górnego Śląska (rys. 6.). 14
4.4. Jesień Polska w trakcie jesieni nie różnicuje się znacząco pod względem nasłonecznienia Cały kraj charakteryzuje się nasłonecznieniem w granicach od 128 do 188 kwh/m 2 i maleje od terenów południowych do północnych (rys. 7.). Ryc. 7. Mapa nasłonecznienia Polski w czasie jesieni [kwh/m 2 ] Jesienią terenami obfitującymi w nasłonecznienie są południowa Polska. Nasłonecznienie tam utrzymuje się w granicach od 160 do 188 kwh/m 2 (rys. 7.). W centralnej Polsce nasłonecznienie waha się w granicach 138-160 kwh/m 2 (rys. 7.). Północnej Polsce z wyjątkiem okolic Kętrzyna (150 kwh/m 2 ) przypada najniższe nasłonecznienie w granicach od 128 do 138 kwh/m 2 (rys. 7.). Rejonami o najwyższym napromieniowaniu energią słoneczną są okolice Katowic (180 kwh/m 2 ), Nowego Sącza (178 kwh/m 2 ), Przemyśla (188 kwh/m 2 ) (rys. 7.). Natomiast najniższym Karkonosze ze Śnieżką (133 kwh/m 2 ), Pojezierze Pomorskie z Gorzowem Wielkopolskim (129 kwh/m 2 ), Reskiem (130 kwh/m 2 ), Chojnicami (129 kwh/m 2 ), okolice Mławy (133 kwh/m 2 ), oraz Suwałki (131 kwh/m 2 ) (rys. 7.). 15
5. PORÓWNANIE PRZYKŁADOWYCH MIAST POLSKI POD WZGLĘDEM NASŁONECZNIENIA. Nasłonecznienie w różnych rejonach Polski różnicuje się pod względem ilości rozkładzie miesięcznym. w nasłonecznienie kwh/m 2 180 160 140 120 100 Lębork Koło Lesko 80 60 40 20 0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII miesiące Rys. 8. Porównanie nasłonecznienia w wybranych miastach Polski [kwh/m 2 ]. W miastach na północy Polski nasłonecznienie wzrasta stopniowo od stycznia do maja (rys. 8.). Od lipca następuje spadek. Najwyższe natężenie promieni słonecznych pada w trakcie trzech miesięcy: maja, czerwca i lipca. W tych miesiącach nasłonecznienie jednak nie przekracza 140 kwh/m 2. Lębork po względem ilości nasłonecznienia plasuje się niż miasta w centralnej i południowej części kraju. Najintensywniejsze nasłonecznienie występuje w lipcu (136 kwh/m 2 ) (rys. 8.), a najmniejsze w grudniu (20 kwh/m 2 ). Miasta centralnej Polski charakteryzują się wyższym nasłonecznieniem w porównaniu do miast w północnej części kraju. Nasłonecznienie w najintensywniejszych miesiącach występuje w granicy 130-160 kwh/m 2, natomiast najniższych 10-40 kwh/m 2 (rys. 8.). Nasłonecznienie w Kole powyżej 100 kwh/m 2 występuje w okresie od kwietnia do sierpnia (rys. 8.). W Kole najwyższe nasłonecznienie występuje w maju (150 kwh/m 2 ). Najniższe nasłonecznienie przypada w grudniu 23 kwh/m 2 (tab. 2.). Południowa Polska charakteryzuje się wysokimi stopniem nasłonecznienia. Nasłonecznienie powyżej 100 kwh/m 2 występuje w okresie od kwietnia do sierpnia (rys. 8.). 16
Nasłonecznienie w najintensywniejszych miesiącach (maj- sierpień) występuje w granicy 140-170 kwh/m 2, natomiast najniższych 20-40 kwh/m 2 (rys. 8.). W Lesku najintensywniejsze nasłonecznienie przypada na czerwiec (157 kwh/m 2 ) (tab. 2.). Najniższe nasłonecznienie w Lesku przypada w grudniu- 27 kwh/m 2 (tab. 2.). Porównując ze sobą wybrane miasta obserwujemy potwierdzenie zależności położenia miasta na terenie kraju (rys. 8.). Najniższe natężenie energii słonecznej występuje na północy, nieco większe w centralnej Polsce, a najwyższe w południowej części kraju (rys. 8.). Potwierdza to fakt że istnieje zależność między wysokością górowania Słońca a szerokością geograficzną, polegająca na tym, że wysokość górowania Słońca maleje w miarę oddalania się od miejsca zenitalnego górowania naszej gwiazdy (punktu podsłonecznego). Na intensywność nasłonecznienia w Polsce oprócz górowania Słońca ma również duży wpływ klimat i zachmurzenie występujące w kraju. Masy powietrza przynoszą zimą i jesienią ochłodzenie oraz zachmurzenie, natomiast latem, i wiosną ciepło oraz pogodę słoneczną. 17
6. LITERATURA 1. Chwieduk Dorota. Możliwości wykorzystania energii słonecznej na Lubelszczyźnie. Instytut podstawowych problemów techniki PAN. Polskie towarzystwo energetyki słonecznej - ISES 2. Gogóła W. Konwersja termiczna energii promieniowania słonecznego w warunkach krajowych, Polska Akademia Nauk. Wydział Nauk Technicznych. Komitet Termodynamiki i Spalania. Warszawa, 1993 3. Kożuchowski K. (red.), 2005, Meteorologia i klimatologia, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa. 4. Michalak P. 2011.Współczynnik przezroczystości atmosfery na wybranych stacjach południowej i wschodniej części Polski. Polska Energetyka słoneczna nr 2-4, s 23-26. 5. Rozwój Energetyki Słonecznej 2010. Targi INSTALACJE, Poznań prezentacja JUNKERS 6. www.besver.reklik.com/yevcviatzkzcuczamvuhmswnednrjzysindx.html 7. www.biomasa.org/index.php?d=artykul&kat=34&art=28 8. www.ekopedagog.net/e107_plugins/content/content.php?content.41480.3 9. www.ioze.pl/energetyka-sloneczna/zasoby-energii-slonecznej-w-polsce 10. www.proekologia.pl/e107_plugins/content/content.php?content.8110 11. www.gazeta-dobryznak.pl/index.php?art=1096 12.www.bryk.pl/wypracowania/geografia/geografia_fizyczna/8066- klimat_polski_charakterystyka.html. 13. http://geografia_liceum.republika.pl/gorzad.htm 14. https://www.mir.gov.pl/budownictwo/rynek_budowlany_i_technika/efektywnosc_energetycz na_budynkow/typowe_lata_meteorologiczne/strony/start.aspx 18