Solárna energia je spôsob obnoviteľná energia získané z svetlo a teplo zo slnka, ktorá sa považuje za jeden z najčistejších a najudržateľnejších zdrojov energie, ktoré sú v súčasnosti k dispozícii.
Plné využitie tohto druhu energie bolo možné len vďaka vývoju špecifických technológií. S vynálezom zariadení, ako sú kolektory a fotovoltaické články, tiež známe ako solárne panely, sa uskutočnila premena slnečnej energie na elektrinu alebo teplo.
Vďaka pokroku v týchto technológiách a znižovaniu nákladov na inštaláciu je solárna energia čoraz dostupnejšia a široko používaná v domácnostiach, podnikoch a elektrárňach po celom svete.
Ako funguje solárna energia (krok za krokom)
Slnečná energia sa vyrába zachytávaním a premenou slnečného žiarenia na elektrickú alebo tepelnú energiu. Proces výroby solárnej energie zahŕňa nasledujúce kroky:
1. Zachytenie slnečného svetla
Solárne panely sú zložené z fotovoltaických článkov vyrobených z polovodičových materiálov, ako je kremík. Tieto bunky majú špeciálne vlastnosti, ktoré im umožňujú absorbovať slnečné svetlo.
2. fotovoltaický efekt
Keď slnečné svetlo dopadá na fotovoltaické články, fotóny prítomné vo svetle excitujú elektróny v atómoch polovodičového materiálu. Tento proces sa nazýva fotovoltaický efekt a výsledkom je generovanie nepretržitého elektrického prúdu.
3. Premena na elektrinu
Elektrický prúd generovaný fotovoltaickými článkami sa zhromažďuje a vedie kovovými drôtmi, ktoré tvoria obvod. Tento obvod umožňuje prúdenie elektrónov, čím vzniká využiteľný elektrický prúd.
Na napájanie elektrických zariadení alebo energetických systémov prechádza elektrina generovaná solárnymi panelmi cez invertor, ktorý premieňa jednosmerný prúd na striedavý.
4. Použitie a skladovanie
Elektrickú energiu vyrobenú solárnymi panelmi je možné okamžite použiť na napájanie elektrických spotrebičov, osvetľovacích systémov, domácich spotrebičov a iných zariadení.
Ak existuje úložný systém, ako sú batérie, prebytočná energia vyrobená počas dňa sa môže uložiť na neskoršie použitie v noci alebo počas zamračených období.
5. Kúrenie
Slnečnú energiu je možné okrem výroby elektriny využiť aj na tepelné vykurovanie. V tomto prípade sa slnečné kolektory používajú na absorbovanie slnečného žiarenia a premenu tepla na tepelnú energiu.
Táto tepelná energia sa môže použiť na ohrev vody pre domáce použitie, bazény, systémy vykurovania alebo dokonca na výrobu pary v elektrárňach.
Druhy slnečnej energie (s príkladmi)
Existujú rôzne typy slnečnej energie, ktoré možno využiť na výrobu elektriny alebo tepla. Hlavné typy sú:
fotovoltaická slnečná energia
Je to najbežnejší a najznámejší druh slnečnej energie. V tomto prípade sa slnečné svetlo premieňa priamo na elektrickú energiu prostredníctvom fotovoltaických článkov, prítomných v solárnych paneloch.
Tieto bunky, zvyčajne vyrobené z kremíka, absorbujú fotóny zo slnečného žiarenia a vytvárajú elektrický prúd. Vyrobenú elektrickú energiu je možné okamžite použiť, uložiť do batérií alebo priviesť do elektrickej siete.
tepelná slnečná energia
Táto forma slnečnej energie sa využíva na vykurovanie. Solárne tepelné kolektory zachytávajú energiu slnečného žiarenia a premieňajú ju na teplo. Solárna tepelná energia je efektívna a udržateľná možnosť nahradenia konvenčných vykurovacích systémov.
koncentrovaná slnečná energia
Tento typ slnečnej energie využíva zrkadlá alebo šošovky na zaostrenie slnečného svetla na konkrétny bod, kde sa vytvára teplo. Toto teplo môže byť použité na výrobu elektriny prostredníctvom termodynamického cyklu, podobného tomu, ktorý sa používa v termoelektrárňach.
Koncentrovaná slnečná energia sa najčastejšie využíva vo veľkých elektrárňach, kde je optimalizovaná koncentrácia slnečného žiarenia.
pasívna slnečná energia
Na rozdiel od vyššie uvedených typov pasívna solárna energia nezahŕňa priamu premenu slnečného svetla na elektrinu alebo teplo. Označuje inteligentné využitie architektonického a materiálového dizajnu na maximálne využitie slnečného svetla a prirodzeného tepla zo slnka v budovách.
Medzi príklady stratégií pasívnej solárnej energie patrí použitie veľkých okien na prenikanie svetla slnečná energia, primeraná tepelná izolácia a umiestnenie budov, aby sa využil pohyb Slnko.
Výhody a výhody solárnej energie
obnoviteľný zdroj energie
Slnečná energia je nevyčerpateľný zdroj energie pochádzajúci zo slnka, ktoré bude svietiť ešte miliardy rokov. Na rozdiel od fosílnych palív sa tento druh energie nevyčerpáva a neprispieva k nedostatku prírodných zdrojov.
Nízky dopad na životné prostredie
Pri výrobe solárnej energie sa nevypúšťajú škodlivé látky znečisťujúce ovzdušie, ako je oxid uhličitý, oxidy síry alebo oxidy dusíka. To prispieva k zníženiu skleníkového efektu, znečistenia ovzdušia a s tým spojených zdravotných problémov.
Dlhodobá úspora nákladov
Zatiaľ čo počiatočné náklady na inštaláciu solárnych systémov môžu byť značné, solárna energia šetrí peniaze z dlhodobého hľadiska. Po inštalácii slnko poskytuje zadarmo a dostatok energie, čím výrazne znižuje závislosť od konvenčných poskytovateľov energie a pomáha kontrolovať náklady na elektrinu.
všestranná aplikácia
Solárna energia sa môže využívať v rôznych mierkach, od malých systémov distribuovanej výroby v domácnostiach až po veľké solárne elektrárne.
Okrem toho sa dá použiť na výrobu elektriny aj na tepelné vykurovanie, čo z neho robí všestrannú možnosť na splnenie rôznych energetických potrieb.
Nevýhody slnečnej energie
Závislosť od poveternostných podmienok
Množstvo dostupnej slnečnej energie sa líši v závislosti od poveternostných podmienok, ako je prítomnosť mrakov, ročné obdobie a geografická poloha.
To znamená, že produkcia slnečnej energie môže byť ovplyvnená počas zamračených dní, v noci a v regiónoch s menším množstvom slnečného žiarenia.
vysoké počiatočné náklady
Inštalácia solárnych systémov si vyžaduje značné počiatočné investície vrátane nákupu zariadenia, inštalácie a údržby. Aj keď náklady v priebehu rokov klesli, pre niektorých ľudí alebo podniky to stále môže byť prekážkou.
potrebný priestor
Nasadenie veľkých solárnych systémov si vyžaduje primeraný priestor, či už na strechách budov, na otvorenom priestranstve alebo na špecifických plochách pre solárne elektrárne.
V husto obývaných mestských oblastiach môže byť problémom nájsť dostatok priestoru na uspokojenie dopytu po energii.
Obmedzená nočná dostupnosť
Solárna energia nie je k dispozícii v noci, keď nie je priame slnečné svetlo. To si vyžaduje implementáciu systémov na skladovanie energie, ako sú batérie, aby sa zabezpečila nepretržitá dodávka elektriny mimo obdobia slnečného žiarenia.
Aj keď má slnečná energia určité nevýhody, všeobecne sa považuje za čistú, udržateľnú energetickú možnosť s veľkým potenciálom rastu.
Využitie slnečnej energie v Brazílii
Solárna energia získava čoraz väčší význam na svetovej scéne aj v Brazílii. Povedomie o vplyvoch fosílnych palív na životné prostredie a hľadanie čistých obnoviteľných zdrojov energie poháňali celosvetový rast solárneho sektora.
Brazília má popredné miesto na svetovej scéne, pokiaľ ide o výrobu fotovoltaickej solárnej energie. Aktuálne mu patrí ôsme miesto v celosvetovom rebríčku s akumulovaným inštalovaným výkonom 24 GW. Toto pôsobivé číslo dokazuje rastúce investície a prijímanie solárnej energie v krajine.
Solárna energia hrá zásadnú úlohu pri diverzifikácii brazílskej energetickej matrice, najmä v kontexte, kde vodné priehrady čelia výzvam a krízam v dôsledku nedostatku zrážok a klimatických zmien. Kapacita na výrobu solárnej energie bola cennou alternatívou, ktorá umožňuje väčšiu bezpečnosť a stabilitu dodávok elektriny.
V januári 2023 bola solárna energia konsolidovaná ako druhý najpoužívanejší zdroj v brazílskej elektrickej matici, čo predstavuje 12% podiel, čím prekonala veternú energiu a zemný plyn. Tento úspech poukazuje na dôležitosť a potenciál tohto čistého a udržateľného zdroja energie.
Bibliografia:
- LUIZ, Adir Moyses. Solárna energia a ochrana životného prostredia. São Paulo: Fyzikálne kníhkupectvo, 2013.
- TOLMASQUIM, Maurício Tiommo. Obnoviteľné zdroje energie v Brazílii. Rio de Janeiro: Synergia, 2003.
- ABSOLAR (Brazílska asociácia fotovoltaickej energie). Panoráma fotovoltaickej solárnej energie v Brazílii a vo svete - infografika. https://www.absolar.org.br/mercado/infografico/. Prístup: 5. júla 2023.
Pozri tiež:
- Energia
- Druhy energie a zdroje
- Obnoviteľná energia
- Termálna energia
- veterná energia
- Elektrina
