Na ratunek przyrodzie. Sposób na Słońce (cz.6)
Ekologia.pl Środowisko Alternatywne źródła energii: biomasa, wiatraki, energia geotermalna, kolektory słoneczne Na ratunek przyrodzie. Sposób na Słońce (cz.6)

Na ratunek przyrodzie. Sposób na Słońce (cz.6)

Image

Rozwój ludzkiej cywilizacji jest nieuchronnym procesem. Zjawisko to, u swojego zarania pozytywne, przyniosło ze sobą szereg zagrożeń dla środowiska naturalnego, których skala i natężenie sa obecnie tak wielkie, iz wymuszają działania zaradcze na skalę ogólnoświatową. Kryzys ekologiczny, z jakim mamy dziś do czynienia jest przy tym przejawem poważnego kryzysu wewnętrznego człowieka, który gotów jest poświęcić piękno i zasobność Ziemi oraz egzystencję tysięcy gatunków roślin i zwierząt, a nawet zdrowie innych ludzi – dla zysku materialnego.

 

Słońce to z pewnością przyszłość światowej energetyki. Centralna gwiazda naszego układu planetarnego, choć wydaje się daleka, stanowiła, stanowi i będzie stanowić o trwaniu życia na Ziemi również jako źródło energii. Tylko w ciągu jednej minuty na naszą planetę dociera więcej energii słonecznej niż ludzkość zużywa w ciągu roku. Co więcej, jest ona czysta i darmowa. To jednak, jak na razie, koniec dobrych wiadomości związanych z energią słoneczną. Reszta to wciąż wielkie wyzwanie dla naukowców i problemy, z którymi radzimy sobie „jakoś”, ale nikt nie ukrywa, że mogłoby być o niebo lepiej…

 

Perspektywy są, ale…

Naukowcy są zgodni – gdybyśmy potrafili należycie wykorzystać energię słoneczną, to ledwie jej ułamek na zawsze rozwiązałby problemy energetyczne ludzkiej cywilizacji. Ale obecnie potrafimy wykorzystać ten rodzaj energii w bardzo małej skali, głównie w ciepłych regionach Ziemi i w górach, gdzie promienie słoneczne gromadzi się wykorzystując specjalne fotoogniwa oraz ogrzewane słońcem systemy termiczne.

Na świecie liderami wykorzystania słońca jako źródła energii są Japonia, USA i Niemcy. Bardzo wiele kolektorów słonecznych zobaczyć można także m.in. w Grecji i niektórych krajach Afryki, gdzie ponad połowa energii jest pochodzenia słonecznego.

Przy dzisiejszym stanie techniki problemu nie stanowi koncentracja promieni słonecznych (wystarczy ustawić w stronę słońca odpowiednią soczewkę skupiającą). Niestety, wciąż nie potrafimy sprawnie i tanio przekształcać promieniowania słonecznego w inne formy energii, a przede wszystkim nie znaleźliśmy sposobu na gromadzenie i przechowywanie energii słonecznej.

Jak złożony jest to problem świadczy historia prac naukowych z tej dziedziny. Dopiero pod koniec XIX wieku naukowcom udało się przetworzyć słoneczną energię świetlną na energię elektryczną. Kolejne badania i doświadczenia doprowadziły do opracowania dwóch zasadniczych sposobów wykorzystania energii słonecznej – za pomocą ogniw fotoelektrycznych oraz systemów termicznych.

Słoneczne plastry

 

Systemy fotowoltaiczne (Solar photovoltaic – PV) polegają na wycelowaniu w stronę słońca silikonowych „plastrów”, które zamieniają energię słoneczną w elektryczną. Choć tempo rozwoju tego przemysłu jest duże, jednak ze względu na koszty technologiczne fotowoltaika zawojuje światowy rynek energetyczny dopiero w dalszej przyszłości. Naukowcy borykają się bowiem nie tylko z wysokimi kosztami produkcji fotoogniw, ale również z ich niską wydajnością.

Aby zwiększyć efektywność ogniw fotowoltaicznych, grupuje się je w moduły. Te układy fotoelektryczne są lekkie, ciche, nie wymagają paliwa i nie produkują zanieczyszczeń. Stąd ich wykorzystanie m.in. jako źródeł energii dla stacji kosmicznych i satelitów. Są również, i to już w powszechnym użyciu, moduły o małych rozmiarach, do zasilania kalkulatorów, zegarków i np. lamp solarnych, oświetlających domy i ogrody.

Ciepło do wykorzystania

Drugim sposobem wykorzystania promieniowania słonecznego są systemy termiczne. Te układy same nie produkują energii elektrycznej. Przekształcają jedynie światło słoneczne w energię cieplną, która albo ogrzewa bezpośrednio wodę, wykorzystywaną z kolei do ogrzewania domów (lub np. basenów), albo służy do produkcji pary wodnej napędzającej generatory prądu elektrycznego.

Systemy termiczne są wykorzystywane m.in. w piecach słonecznych, gdzie specjalne lustra skupiają wiązki światła słonecznego. Piece najnowszej generacji wytwarzają promień świetlny ponad 20 tys. razy przewyższający normalną intensywność światła słonecznego. Pozwala to nagrzewać je do tak wysokich temperatur, że stapiają w swoim wnętrzu niemal każdą substancję, dlatego mogą być wykorzystywane m.in. do niszczenia odpadów wytwarzanych przez starsze technologie.

Ze względu na konieczność korzystania z systemów luster, elektrownie słoneczne zajmują duże powierzchnie. I chociaż konieczność rozmieszczania tysięcy luster wydaje się sporym problemem, zwłaszcza dla państw o małej powierzchni, entuzjaści wykorzystania energii słonecznej dowodzą, że przy przy wydajności ledwie 10-proc., elektrownia zajmująca obszar 1/3 Sahary zaspokoiłaby potrzeby energetyczne całego świata (Polsce podobno wystarczyłby kwadrat o boku „zaledwie” 70 km).

Na razie jednak powszechne wykorzystanie energii słonecznej pozostaje pieśnią przyszłości. Wciąż nie radzimy sobie przede wszystkim z magazynowaniem uzyskanej tą drogą energii, dlatego w klimacie umiarkowanym, jak ten panujący w Polsce, gdzie liczba dni z niskimi temperaturami i zachmurzeniem jest spora, nie ma na razie szans na wykorzystanie energii słonecznej na masową skalę.

Marek Belec , Zielona liga

Ekologia.pl poleca
4.6/5 - (12 votes)
Subscribe
Powiadom o
1 Komentarz
Inline Feedbacks
View all comments

W naszej strefie klimatycznej odpowiednie nasłonecznienie jest w czerwcu i lipcu, kiedy ogrzewanie jest niepotrzebne, w miesiącach zimowych, kiedy ogrzewanie jest konieczne, nie ma ani odp. kąta padania, ani natężenia, ani długości ekspozycji. Takie panele są dobre na pustyniach w Afryce, Azji i Australii, albo na tropikalnych wyspach. W Polsce i Europie środkowej takie panele nie byłyby przydatne.