Solární energie je způsob obnovitelná energie získané z světlo a teplo ze slunce, který je v současnosti považován za jeden z nejčistších a nejudržitelnějších zdrojů energie.
Plné využití tohoto druhu energie bylo možné až díky vývoji specifických technologií. S vynálezem zařízení, jako jsou kolektory a fotovoltaické články, také známé jako solární panely, byla provedena přeměna sluneční energie na elektřinu nebo teplo.
Díky pokroku v těchto technologiích a snížení nákladů na instalaci je solární energie stále dostupnější a široce používána v domácnostech, podnicích a elektrárnách po celém světě.
Jak funguje solární energie (krok za krokem)
Sluneční energie se vyrábí zachycováním a přeměnou slunečního záření na elektrickou nebo tepelnou energii. Proces výroby solární energie zahrnuje následující kroky:
1. Zachycování slunečního světla
Solární panely se skládají z fotovoltaických článků vyrobených z polovodičových materiálů, jako je křemík. Tyto buňky mají speciální vlastnosti, které jim umožňují absorbovat sluneční záření.
2. fotovoltaický efekt
Když sluneční světlo dopadá na fotovoltaické články, fotony přítomné ve světle excitují elektrony v atomech polovodičového materiálu. Tento proces se nazývá fotovoltaický efekt a má za následek generování trvalého elektrického proudu.
3. Přeměna na elektřinu
Elektrický proud generovaný fotovoltaickými články je shromažďován a veden kovovými dráty, které tvoří obvod. Tento obvod umožňuje tok elektronů, čímž vzniká použitelný elektrický proud.
Pro napájení elektrických zařízení nebo energetických systémů prochází elektřina generovaná solárními panely střídačem, který přeměňuje stejnosměrný proud na střídavý.
4. Použití a skladování
Elektřina vyrobená solárními panely může být okamžitě použita k napájení elektrických spotřebičů, osvětlovacích systémů, domácích spotřebičů a dalších zařízení.
Pokud existuje úložný systém, jako jsou baterie, přebytečná energie vyrobená během dne může být uložena pro pozdější použití v noci nebo v obdobích oblačnosti.
5. Topení
Solární energii lze kromě výroby elektřiny využít i k tepelnému ohřevu. V tomto případě se solární kolektory používají k pohlcování slunečního záření a přeměně tepla na tepelnou energii.
Tuto tepelnou energii lze využít k ohřevu vody pro domácí použití, bazénů, systémů vytápění nebo dokonce k výrobě páry v elektrárnách.
Druhy solární energie (s příklady)
Existují různé typy solární energie, které lze využít k výrobě elektřiny nebo tepla. Hlavní typy jsou:
fotovoltaická solární energie
Je to nejběžnější a nejznámější druh solární energie. V tomto případě se sluneční světlo přeměňuje přímo na elektřinu prostřednictvím fotovoltaických článků, přítomných v solárních panelech.
Tyto články, obvykle vyrobené z křemíku, absorbují fotony ze slunečního světla a vytvářejí elektrický proud. Vyrobenou elektrickou energii lze okamžitě použít, uložit do baterií nebo vložit do elektrické sítě.
termální solární energie
Tato forma solární energie se využívá k vytápění. Solární tepelné kolektory zachycují energii slunečního záření a přeměňují ji na teplo. Solární tepelná energie je účinnou a udržitelnou možností, jak nahradit konvenční topné systémy.
koncentrovaná sluneční energie
Tento typ solární energie využívá zrcadla nebo čočky k soustředění slunečního světla na konkrétní bod, kde vzniká teplo. Toto teplo lze využít k výrobě elektřiny prostřednictvím termodynamického cyklu, podobného tomu, který se používá v termoelektrárnách.
Koncentrovaná sluneční energie se nejčastěji využívá ve velkých elektrárnách, kde je optimalizována koncentrace slunečního záření.
pasivní solární energie
Na rozdíl od výše zmíněných typů pasivní solární energie nezahrnuje přímou přeměnu slunečního světla na elektřinu nebo teplo. Odkazuje na inteligentní využití architektonického a materiálového designu k maximálnímu využití slunečního záření a přirozeného tepla ze slunce v budovách.
Mezi příklady strategií pasivní solární energie patří použití velkých oken k pronikání světla solární energie, adekvátní tepelná izolace a umístění budov tak, aby bylo možné využít výhod pohybu Slunce.
Výhody a přínosy solární energie
obnovitelný zdroj energie
Sluneční energie je nevyčerpatelným zdrojem energie pocházející ze slunce, které bude svítit po miliardy let. Na rozdíl od fosilních paliv se tento druh energie nevyčerpává a nepřispívá k nedostatku přírodních zdrojů.
Nízký dopad na životní prostředí
Výroba solární energie nevypouští škodlivé látky znečišťující ovzduší, jako je oxid uhličitý, oxidy síry nebo oxidy dusíku. To přispívá ke snížení skleníkového efektu, znečištění ovzduší a s tím spojených zdravotních problémů.
Dlouhodobá úspora nákladů
Zatímco počáteční náklady na instalaci solárních systémů mohou být značné, solární energie šetří peníze z dlouhodobého hlediska. Po instalaci poskytuje slunce zdarma a dostatek energie, čímž výrazně snižuje závislost na konvenčních dodavatelích energie a pomáhá kontrolovat náklady na elektřinu.
všestranná aplikace
Solární energii lze využívat v různých měřítcích, od malých systémů distribuované výroby v domácnostech až po velké solární elektrárny.
Kromě toho jej lze použít jak pro výrobu elektřiny, tak pro tepelné vytápění, což z něj činí všestrannou možnost pro uspokojení různých energetických potřeb.
Nevýhody solární energie
Závislost na povětrnostních podmínkách
Množství dostupné sluneční energie se liší v závislosti na povětrnostních podmínkách, jako je přítomnost mraků, roční období a geografická poloha.
To znamená, že produkce solární energie může být ovlivněna v zatažených dnech, v noci a v oblastech s menším množstvím slunečního záření.
vysoké počáteční náklady
Instalace solárních systémů vyžaduje značné počáteční investice, včetně nákupu zařízení, instalace a údržby. I když náklady v průběhu let klesly, pro některé lidi nebo podniky to stále může být překážkou.
požadovaný prostor
Rozmístění velkých solárních systémů vyžaduje odpovídající prostor, ať už na střechách budov, na volné půdě nebo na specifických plochách pro solární elektrárny.
V hustě obydlených městských oblastech může být nalezení dostatečného prostoru pro uspokojení poptávky po energii problém.
Omezená noční dostupnost
Solární energie není k dispozici v noci, když není přímé sluneční světlo. To vyžaduje implementaci systémů pro skladování energie, jako jsou baterie, aby byla zajištěna nepřetržitá dodávka elektřiny mimo období slunečního záření.
I když má solární energie určité nevýhody, je široce považována za čistou, udržitelnou energetickou možnost s velkým potenciálem růstu.
Využití solární energie v Brazílii
Solární energie získává stále větší význam jak na světové scéně, tak v Brazílii. Povědomí o dopadech fosilních paliv na životní prostředí a hledání čistých obnovitelných zdrojů energie vedly k růstu solárního sektoru po celém světě.
Brazílie má přední postavení na světové scéně, pokud jde o výrobu fotovoltaické solární energie. V současné době je na osmém místě v celosvětovém žebříčku s akumulovaným instalovaným výkonem 24 GW. Toto působivé číslo dokládá rostoucí investice a přijetí solární energie v zemi.
Solární energie hraje zásadní roli v diverzifikaci brazilské energetické matice, zejména v kontextu, kdy přehrady vodních elektráren čelí výzvám a krizím kvůli nedostatku srážek a změny klimatu. Kapacita výroby solární energie byla cennou alternativou, která umožňuje větší bezpečnost a stabilitu dodávek elektřiny.
V lednu 2023 byla solární energie konsolidována jako druhý nejpoužívanější zdroj v brazilské elektrické matici, což představuje 12% podíl, čímž překonala větrnou energii a zemní plyn. Tento úspěch zdůrazňuje význam a potenciál tohoto čistého a udržitelného zdroje energie.
Bibliografie:
- LUIZ, Adir Moyses. Solární energie a ochrana životního prostředí. São Paulo: Physics Bookstore, 2013.
- TOLMASQUIM, Maurício Tiommo. Obnovitelné zdroje energie v Brazílii. Rio de Janeiro: Synergia, 2003.
- ABSOLAR (Brazilská asociace pro fotovoltaickou energii). Panorama fotovoltaické solární energie v Brazílii a ve světě - infografika. https://www.absolar.org.br/mercado/infografico/. Zpřístupněno: 5. července 2023.
Viz také:
- Energie
- Druhy energií a zdroje
- Obnovitelná energie
- Termální energie
- větrná energie
- Elektřina
