Solarna Energija

Solarna Energija

Tehnologije solarne energije koriste sunčevu energiju i svijetlo da proizvedu toplotu, svijetlost, toplu vodu, električnu energiju, a može se koristiti i za hlađenje domova, kancelarija i industrijskih pogona. Postoji niz tehnologija koje su razvijene sa ciljem iskorištavanja solarne energije. U njih uključujemo: Fotovoltažni sistemi (sistemi solarnih ćelija) Solarne ćelije pretvaraju sunčevu svjetlost direktno u električnu energiju. Ove

Tehnologije solarne energije koriste sunčevu energiju i svijetlo da proizvedu toplotu, svijetlost, toplu vodu, električnu energiju, a može se koristiti i za hlađenje domova, kancelarija i industrijskih pogona. Postoji niz tehnologija koje su razvijene sa ciljem iskorištavanja solarne energije.

U njih uključujemo:

Fotovoltažni sistemi (sistemi solarnih ćelija)

Solarne ćelije pretvaraju sunčevu svjetlost direktno u električnu energiju. Ove ćelije se izrađuju od poluprovodničkih materijala, sličnih onima koji se koriste u kompjuterskim čipovima. Kada ovi materijali upiju sunčevu svjetlost, solarna energija pokrene elektrone iz atoma, i to kretanje elektrona proizvodi električnu energiju. Proces pretvaranja svjetlosti (fotona) u električnu energiju (voltaža) se naziva fotovoltažni (PF) efekat.

Solarne ćelije se povezuju u module koji obično sadrže oko 40 ćelija; širina modula koji mogu biti složeni u redu može iznositi i nekoliko metara. Ovi redovi mogu biti fiksirani i okrenuti prema jugu, ili mogu biti postavljeni na nosače koji prate kretanje sunca. Nekoliko povezanih redova ćelija mogu proizvesti dovoljno energije za čitavo
domaćinstvo, dok za industrijske potrebe stotine redova fotoćelija moraju biti međusobno povezani.

Tanki presjek solarnih ćelija sastavljen od poluprovodnika je svega nekoliko mikrometara širok. Ovakva tehnologija
omogućava da solarne ćelije mogu mijenjati krovne pokrivače (crijep npr). Bitno je napomenuti da upotreba solarnih ćelija je jednako sigurna kao i upotreba standardnih crijepova ili drugih krovnih pokrivača.

Neke solarne ćelije su dizajnirane da rade sa koncentrisanim sunčevim svjetlom. Ove ćelije su ugrađene u koncentrisane kolektore koji koriste sočiva da fokusiraju sunčevu svjetlost u ćelije. Takav pristup ima i prednosti i mane u poređenju sa ravno postavljenim nizovima fotoćelija. Prednost ovakvih sistema je da se koriste malo skupih
poluprovodnika dok se prikupljaju veliku količinu sunčeve svjetlosti. Pošto sočiva moraju biti usmjerena prema suncu, ovaj sistem je ograničen na najsunčanije dijelove zemlje. Neki koncentrisani sistemi su dizajnirani na jednostavnim sistemima za praćenje kretanja sunca, ali većina zahtjeva sofisticirane sisteme za praćenje, što ograničava ove sisteme na velike kompanije i zgrade.

Solarna topla voda

Plitka voda jezera je obično toplija od dublje. Razlog leži u tome što sunčeva svjetlost grije dno jezera u plitkim predjelima, i onda grije vodu. Isti princip se može primjeniti za grijanje vode za svakodnevne potrebe u zgradama ili bazenima za kupanje.

Većina solarnih sistema za grijanje vode u zgradama imaju dva glavna dijela: solarni kolektor i rezervoar. U upotrebi najčešće možemo vidjeti tzv. ravni kolektor. Ovaj kolektor se montira na krov i sastoji se od tanke ravne pravougaone kutije, čiji prozirni poklopac je okrenut prema suncu. Male cijevi prolaze kroz kutiju i nose tekućinu (najčešće voda) koju treba zagrijati. Cijevi su zakačene za površinu koja je obojena u crno i služi za absorbiranje sunčeve energije. Sa zagrijavanjem kolektora pokreće se tekućina u cijevima.

Rezervoar čuva toplu tekućinu. Ovi rezervoari mogu biti modificirani bojleri ili veći, dobro izolovani rezervoari. Sistemi koji koriste druge tekućine osim vode, obično griju vodu tako što voda prolazi kroz navoje cijevi kroz koje teče topla tekućina.

Solarni sistem za grijanje vode može biti aktivan ili pasivan, ali najčešći su aktivni sistemi. Aktivni sistemi se oslanjaju na pumpe da pokreću tekućinu između kolektora i rezervoara, dok se pasivni sistemi oslanjaju na gravitaciju i tendenciju vode da cirkuliše kada je zagrijana.

Solarna električna energija

Mnoge elektrane danas koriste fosilna goriva kao izvor toplotne energije za zagrijavanje vode. Para se usmjerava na velike turbine koje pokreću generatore koji proizvode energiju. Međutim nove generacije elektrana, sa koncentričnim solarnim sistemima, koriste sunčevu energiju kao izvor toplote. Postoje tri glavne vrste ovakvih sistema: parabolni
kanal, tanjir/mašina i energetski toranj.

Sistem koji koristi parabolni kanal koncentriše sunčevu energiju pomoću dugih, pravougaonih, zakrivljenih ogledala.
Ogledala su nakrenuta prema suncu, i fokusiraju sunčevu energiju na cijev koja prolazi kroz centar kanala. To zagrijava ulje koje teče kroz cijev. Vrelo ulje se koristi da proizvede vodenu paru u konvencionalnom parnom generatoru za proizvodnju električne energije.

Sistem tanjir/mašina koristi veoma veliko ogledalo koje liči na tanjir satalitske antene. Ovakva površina skuplja i
koncentriše sunčevu toplotu na prijemnik, koji absorbira toplotu i prenosi je na fluid pomoću mehaničke snage. Mehanička snaga se onda koristi da pokrene generator ili alternator za proizvodnju električne energije.

Sistem sa energetskim tornjem koristi polja ogledala koja koncentrišu sunčevu svjetlost prema vrhu tornja na kojem se nalazi prijemnik. Ovo zagrijava istopljenu so koja teče kroz prijemnik. Toplina istopljene soli se koristi za pokretanje konvencionalnih parnih generatora. Topljena so efikasno zadržava toplotu, i može je čuvati danima prije nego se pretvori u električnu energiju, što znači da je moguće proizvoditi energiju i za vrijeme oblačnih dana ili nakon zalaska sunca.

Pasivno solarno grijanje i dnevno svijetlo

U toplim i sunčanim ljetnim danima najbolje se osjeti snaga sunčeve toplote, i današnje građevine su u velikoj mjeri konstruisane tako da iskorištavaju ovaj prirodni resurs.

Najviše svjetlosti prima južna strana građevina, i građevine koje su dizajnirane da koriste pasivno solarno grijanje obično imaju velike prozore koji su okrenuti prema jugu. Materijali koji absorbuju i čuvaju toplotnu energiju sunca se ugrađuju u podove i zidove koji primaju sunčevu svjetlost. Takvi podovi i zidovi se zagrijavaju tokom dana, a tokom noći se hlade grijući okolinu ovakav dizajn pasivnog solarnog grijanja se naziva i direktna dobit.

Drugi dizajni pasivnog solarnog grijanja uključuju posebne zidove (tzv. trombe zidove) i prostorije koje su u potpunosti osvjetljene suncem. Ove prostorije (veoma slično staklenicima za uzgoj biljaka) su smještene na južnim dijelovima građevine. Zrak koji je zagrijan u ovakvim prostorijama prenosi se ventilacijom u ostatak građevine. Sa druge strane, posebni (trombe) zidovi su veoma široki zidovi okrenuti prema jugu i obojeni u crno. Ovi zidovi se prave od materijala koji upijaju toplotu, a staklena ili plastična površina koja se postavlja na nekoliko centimetara ispred zida zadržava toplotu. Zid se polako zagrijava tokom dana, a tokom noći oslobađa toplotu i tako grije objekat.

Solarni proces grijanja i hlađenja prostorija

Komercijalne i industrijske građevine mogu koristiti iste solarne tehnologije fotovoltažu, pasivno grijanje, dnevno svijetlo i grijanje vode koje se koriste i u rezidentnim objektima. Komercijalni objekti mogu koristiti i tehnologije koje nisu pogodne za upotrebu u domovima. Neke od tih tehnologija su: zagrijavanje zraka u ventilacijama, proces solarnog zagrijavanja i solarno hlađenje.

Mnoge velike građevine moraju imati ventilaciju da bi održale kvalitet zraka u unutrašnjosti. U hladnim klimama,
grijanje ovakvog zraka može utrošiti velike količine energije. Solarni ventilacijski sistem može zagrijati zrak, i na taj način uštediti energiju i novac. Ova vrsta sistema koristi kolektore, koji se sastoje od takne crne metalne ploče koja je postavljena na južnoj strani građevine, a zrak prolazi kroz brojne male rupe koje se nalaze na ploči. Prostor iza ploče dozvoljava miješanje zračnih tokova koji prolaze kroz ploču. Zagrijani zrak se sa vrha ploče ventilacijskim kanalima uvlači u zgradu.

Sistemi solarnog procesa grijanja su dizajnirani da zagriju velike količine vode ili velike prostorije u nerezidentnim zgradama. Tipični sistemi su bazirani na solarnim kolektorima i pumpama, sistemima za razmjenu toplote i sa jednim ili više velikih rezervoara. Dvije vrste kolektora koje se najčešće koriste cijevni kolektor i parabolni kolektor mogu raditi na velikim temperaturama i sa velikom efikasnosti. Cijevni kolektor je u suštini plitka kutija u kojoj se nalaze staklene cijevi sa dvostrukim zidovima i reflektivne površine koje griju tekućinu unutar cijevi. Vakum između zidova cijevi zadržava toplotu tekućine. Parabolni kolektor je zakrivljeno ogledalo koje fokusira ogledalo na cijev, koja zagrijava tekućinu unutar cijevi.

Komentari

Na temu energetska efikasnost u zgradarstvu

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked with *

Cancel reply

Komentari

%d bloggers like this: