Słońce potencjał energetyczny

W dzisiejszych czasach trudno sobie wyobrazić codzienne życie bez dostępu do paliw kopalnych, ale wciąż wzrastające ceny ropy, energii oraz wyczerpywanie złóż surowców energetycznych spowodowały, że coraz częściej poszukuje się innych źródeł energii. Największym i do tej pory niedocenionym źródłem nieograniczonej, darmowej, a zwłaszcza czystej energii jest Słońce. Promieniowanie słoneczne docierające do powierzchni ziemi występuje powszechnie, a jej wartość energii w ciągu 14 dni wynosi tyle, co całoroczne zapotrzebowanie energetyczne naszej planety. Aspekty przemawiające za wykorzystaniem energii promieniowania słonecznego jest jej ogromny potencjał, a zarazem stanowi praktycznie niewyczerpalny zasób, z którego można korzystać przez około 5 mld lat.

Słońce to podstawowe, niewyczerpalne i czyste źródło energii odnawialnej. Do zewnętrznej warstwy atmosfery dociera energia o wartości 1,36 kW/m2 i jest to tzw. stała słoneczna. Podczas przechodzenia przez atmosferę, promieniowanie to jest osłabiane na skutek odbicia, rozproszenia i absorpcji na cząsteczkach gazów i pyłów. Ta część promieniowania, która dociera bez przeszkód do powierzchni ziemi jest nazywana "promieniowaniem bezpośrednim". Natomiast część, która jest odbita oraz absorbowana, a później emitowana przez cząsteczki gazów i pyłów, dochodząc do powierzchni ziemi w sposób nieuporządkowany, nazywana jest "promieniowaniem rozproszonym". Suma promieniowania bezpośredniego (nasłonecznienia) i rozproszonego docierająca do ziemi to tzw. całkowite promieniowanie słoneczne - G [W/m2].

Promieniowanie, które dociera bez przeszkód do powierzchni ziemi jest nazywane „ promieniowaniem bezpośrednim”, a część odbita dochodząca w sposób nieuporządkowany „ promieniowaniem rozproszonym”. Łącznie promieniowanie bezpośrednie i rozproszone docierające do powierzchni ziemi stanowią tzw. całkowite promieniowanie słoneczne. Promieniowanie rozproszone jest główną składową całkowitego promieniowania słonecznego. Mimo, że wartość energetyczna jest niższa to rozwój urządzeń przetwarzających je w energię użytkową umożliwił osiąganiu wysokich zadawalających wyników ekonomicznych w stosunku do tradycyjnych nośników energii. Natomiast suma energii napromieniowania bezpośredniego, rozproszonego i odbitego padająca w określonej jednostce czasu to nasłonecznienie - H [W/m2]. Kolejnym ważnym kryterium warunków heliocentrycznych jest usłonecznienie [h], czyli średnia liczba godzin z bezpośrednią operacją słońca w ciągu roku. W naszych szerokościach geograficznych i przy optymalnych warunkach pogodowych (bezchmurne niebo, środek dnia) wartość energii całkowitego promieniowania słonecznego wynosi od 900 kWh/m2 na rok do 1200 kWh/m2 na rok. Według normy przyjmuje się 1000 kWh/m2 na rok ± 10%. Wartości nasłonecznienia w Polsce w godzinach 9-15 wynoszą od 600 - 800 [W/m2]. W skali roku w Polsce możemy liczyć na usłonecznienie w przedziale od 1390 do 1900 godzin, w zależności od regionu. Średnio przyjmuje się wartość około 1600 godzin. Słońce to podstawowe, niewyczerpalne i czyste źródło energii o mocy 27*1.000.000.000 MW. Energia ta z powodzeniem pozyskiwana jest od wielu lat za pomocą ogniw fotowoltaicznych i kolektorów słonecznych. Jednak powszechne zastosowanie tych urządzeń w domach nastąpiło wskutek spadku ceny urządzeń, co stało się możliwe dzięki postępowi technologicznemu i umasowieniu produkcji.