Соларна енергија за почетници

Во ера во која интензивно се користат обновливите извори на енергија, не многу луѓе се запознати со начинот на кој се добива енергијата од овие извори, а која тие дома секојдневно ја користат. Досега најголем и најдолготраен извор (од наш аспект може да се смета и за вечен) кој нам нѝ е познат е Сонцето.

Сонцето претставува еден огромен нуклеарен реактор во кој постојано се одвиваат нуклеарни реакции. Притоа, се ослободува голема количина на енергија, во форма на светлина и топлина, која е неопходна за развојот на живот на Земјата.  Земјата прима 174 петавати (милион гигавати) сончева енергија во горниот атмосферски слој. Од нив околу 30% се одбиваат назад во вселената, додека остатокот се апсорбира од облаците, океаните и земјата. Спектарот на сончевата светлина кој достига до тлото се движи претежно во видливиот и инфрацрвениот опсег, како мал дел во блиско-ултравиолетовиот опсег. Вкупното количество на енергија кое се апсорбира од Земјата на годишно ниво изнесува 3 850 000 егзоџули (10¹⁸J, односно милијарда милијарди џули). Со еден збор – МНОООГУ енергија.

Искористување на сончевата енергија

Луѓето уште од најстари времиња ја сфатиле користа и значењето на Сонцето и неговата енергија. Не случајно во најголемиот број древни култури во светот врховно божество било Сонцето или некоја негова претстава. Луѓето ја ползувале неговата енергија при изградбата на домовите (за поголема осветленост и топлина), за преработка на храна (сушење), па и во војна (познато е дека Александар Македонски секогаш битките ги водел на пладне со Сонцето зад неговата војска; или топлотниот зрак на Архимед, кој преку насочување на огледала успеал да ги запали едрата на бродовите кои ја опсадувале Сиракуза).

Во денешно време сончевата енергија ја користиме горе-долу за истите работи, но најмногу за производство на електрична енергија. Производството на електрична енергија од сончева се прави на два начина: индиректно, со загревање на некоја течност или директно, со фотоволтаици.

Колектор за топла вода

Наједноставна примена на сончева енергија е кај соларните колектори за топла вода. Во овој случај не се добива електрична енергија, туку водата се загрева со самото поминување низ колекторот. Панелите работат на едноставен принцип. Се состојат од цевки (или една долга цевка) кои се поставени во куќиште. Од куќиштето е извлечен воздухот, односно внатре има вакуум, со цел да не се губи топлината насобрана внатре (нема воздух, нема пренос на топлина). Од истата причина куќиштето е и добро изолирано. Од горната страна колекторот е затворен со стакло за да може да помине сончевата светлина. Цевките се премачкуваат со црна боја, со цел подобро апсорбирање на сончевата енергија, а основата на куќиштето со бела боја или се прави од метал, односно се поставува некој рефлектирачки материјал, со цел поефикасно насочување на светлината кон цевките . Причина за ова е што колектротот всушност го користи инфрацрвениот дел од спектарот на сончевите зраци за загревање, а не видливата светлина. Затоа колекторите можат да се користат и во зима или кога е облачно, при намалена сончевост, бидејќи инфрацрвената светлина полесно поминува низ пречки во атмосферата.

Во поглед на производство на електрична енергија од сончева, тоа се прави со концентрирана сончева енергија, при што постојат четири концепти: параболичен систем, Френелови рефлектори, систем со рефлектирачка чинија и соларна кула. Кај секој од овие системи принципот на работа е ист: сончевата светлина се насочува со помош на голем систем на огледала (параболични, рамни, чинија…) во една точка низ која поминува одредена работна течност, најчесто стопена сол или морска вода. Заради високата концентрација на сончеви зраци, течноста брзо се загрева на висока температура. После, оваа течност се користи за добивање на пареа, која понатаму се носи кон турбина за генерирање на електрична енергија, слично како кај термоцентралите.

Од сите овие системи, најголема ефикасност имаат системите со чинија, а истовремено нудат и најголема можност за приспособливост, бидејќи секоја чинија работи самостојно.

Според податоците од септември 2009 (сè уште нема понови) цената на чинење на изградба на овие системи се движи од 2.5 – 4 долари по ват, додека горивото (сончевата светлина) е бесплатно. Според тоа, изградбата на една соларна централа од 250 MW би чинела од 600 милиони до 1 милијарда долари, што значи струјата би била поскапа од онаа што се добива од термоцентралите, но долгорочно гледано, и со напредокот на технологијата, се чини исплатливо. Посебно ако се земе предвид уделот во заштита на животната средина и намалување на испуштањето на CO₂.

(Продолжува)