Slajd 1 słońce źródło energii
Słońce ma 5 mld lat i jest gwiazdą najbliższa ziemi oddaloną od 150 mln km. Energia promieniowania w atmosferze ziemskiej wynosi 1360 w/m2 . Po drodze do powierzchni ziemi promieniowanie jest częściowo odbijane i pochłaniane przez atmosferę. W rezultacie w słonecznym dniu średnia moc promieniowania słonecznego wynosi tylko 1000 w/2.
Slajd 2 Polska w unii europejskiej
Członkowstwo w Unii Europejskiej zobowiązuje nasz kraj do przestawienia się na energię odnawialną. 23 stycznia 2008 roku powstał unijny projekt nowej ramowej dyrektywy dotyczącej promocji wykorzystania OZE. Mówi ona między innymi o tym, iż w Polsce do roku 2020 docelowa ilość energii pochodząca z OZE musi wynieść 15 %. Dla porównania: wytyczne dla Szwecji zostały określone na poziomie 49 %., dla Łotwy na poziomie 42 %., Finlandii 38 %. Jeśli Polska nie wypełni zobowiązań, będzie musiała kupować "zielone certyfikaty" od krajów, które mają nadwyżki produkcji.
Slajd 3 tradycja czy ekologia ?
Każda kilowatogodzina wyprodukowana za słońca pozwala uniknąć emisji od 0,8 do 1kg CO2
Polska energetyka, korzystając ze złóż węgla mocno zanieczyszcza atmosferę. Przy produkcji 1 MW energii w ciągu godziny powstaje 16 kg dwutlenku siarki, 12 kg tlenku węgla i węglowodorów oraz 4 kg tlenków azotu
Przy obecnym bardzo wysokim poziomie zużycia energii z konwencjonalnych źródeł( ropa naftowa, węgiel czy gaz) zostaną wyczerpane w ciągu następnych 40 lat
Slajd 4 przemysł oparty na energii słonecznej generuje spore zanieczyszczenia ołowiem
Zgodnie z najnowszymi badaniami przeprowadzonymi na University of Tennessee, w krajach odnotowujących rozwój, wykorzystywanie energii słonecznej posiada pewne, istotne negatywy. Według nich taki skutek wynika z wysokiej zależności procesów związanych z wykorzystywaniem energii słonecznej do akumulatorów ołowiowych . Zatrucia ołowiem są bardzo niebezpieczne i powodują szereg negatywnych skutków zdrowotnych.
w 2022 roku zanieczyszczenia ołowiem, pochodzące z inwestycji wprzemysł solarny, będą stanowić odpowiednik jednej trzeciej obecnej, światowej produkcji ołowiu. Opierając się na oficjalnych, rządowych planach rozwoju przemysłu solarnego, badacze stwierdzili, że w pewnych krajach źródłem wycieków do środowiska dużych ilości ołowiu jest przemysł górniczy, hutniczy, produkcja akumulatorów i recykling. Ponadto, funkcjonowanie nowych i powstających systemów pozyskiwania i wykorzystywania energii słonecznej w tych krajach uzależnione jest od instalacji akumulatorów, służących magazynowaniu. Powodem tego jest niewystarczająco rozwinięta infrastruktura sieci elektrycznej
Slajd 5 Nasłonecznienie w Polsce
Warunki meteorologiczne charakteryzują się bardzo nierównym rozkładem promieniowania słonecznego w cyklu rocznym. Około 80% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia przypada na sześć miesięcy sezonu wiosenno-letniego, od początku kwietnia do końca września, przy czym czas operacji słonecznej w lecie wydłuża się do 16 godz/dzień, natomiast w zimie skraca się do 8 godzin dziennie.
Slajd energię słońca wykorzystuje się do produkcji
Najczęściej stosowane kolektory słoneczne to plaskie kolektory gazowe, cieczowe oraz rurowe kolektory próżniowe
Slajd ogniwo fotowoltaiczne
Ogniwo to krzemowa plytka polprzewodnikowa wewnątrz której istnieje bariera potencjalu ( pole elektryczne) w postaci zlacza p-n . Padające na fotoogniwo promieniowanie słoneczne wybija elektrony z ich miejsc w strukturze półprzewodnika, tworząc pary nośników o ładunkach przeciwnych: elektron z ładunkiem ujemnym i „dziura” powstała po jego wybiciu z ładunkiem dodatnim
Ładunki te zostają następnie rozdzielone przez istniejące na złączu p-n pole elektryczne co sprawia, że w ogniwie pojawia się napięcie
Slajd główne rodzaje ogniw fotowoltaicznych
monokrystaliczne - spr 12- 19%
zbudowane w postaci płytek z wysoce czystego krzemu o grubości ok. 0.2 mm. Wymagają dużego nakładu pracy oraz energii.
wykonywane z płytek o kształcie okrągłym, następnie przycinane na kwadraty
są najdroższe w produkcji
najbardziej wydajne
b) polikrystaliczne sprawność 10-18 %
Koszt produkcji trochę niższy
Mniej wydajne
amorficzny krzem
sprawność ok 7-10% najniższa
Najniższa cena
Najmniejsza żywotność 10 lat
Zwykłe ogniwo słoneczne z krystalicznego krzemu ma nominalne napięcie ok. 0,5 wolta. Poprzez połączenie szeregowe ogniw słonecznych można otrzymać baterie słoneczne. Istnieją baterie z różną liczbą ogniw, w zależności od zastosowania, jak i od jakości ogniw.
Sprawnością nazywamy zdolność materiału do przetwarzania energii słonecznej na elektryczną. Im wyższa, tym większy procent dostarczanej przez Słońce energii jest "odzyskiwany" i zamieniany na prąd elektryczny.
Zwykła bateria składa się z 30-32 ogniw ma największą moc rzędu 40-45 W
Pozostałe wielkości jesteśmy w stanie uzyskać przez albo dołożenie dużej ilości ogniw, lub przez podział ogniwa na niewielkie części. Jest to jednak bardzo drogie, gdyż potrzebuje dodatkowych zabiegów w procesie wyrobu.
Slajd energia słoneczna w transporcie wodnym
Niewielu ludzi zdaję sobie sprawę jak duże zanieczyszczenia emitują statki pasażerskie. Kolektory słoneczne znalazły również zastosowanie w transporcie wodnym. W Los Angeles firma Cruise Line International Association's zamontowała na flocie swoich statków kolektory, które pozwolą zmniejszyć emisje zanieczyszczeń dzięki wyprodukowaniu ponad 1 milion kilowatogodzin czystej, ekologicznej energii ze słońca. Taka inwestycja ma kosztować 10 mln dolarów i ma zapewnić 108 tys m2 paneli fotowoltaicznych. Szacuje się, że ta inwestycja pozwoli zaoszczędzić 200 tys dolarów rocznie.
Wykorzystanie ogniw słonecznych nie jest nowością. 9 grudnia 2010 roku w rejs dookoła świata wyruszył katamaran Turanor PlanetSolar. Ma on 31 metrów długości , 15 m szerokości, wyporność 60 ton z czego 13 ton przypada na ogniwa słoneczne i akumulatory. Cztery silniki elektryczne zapewniają podróżną prędkość 8 węzłów, a w sprzyjających warunkach nawet 14 węzłów(26km/h).
Powierzchnia paneli na statku wynosi 537 m2. Dostarczana przez nie energia przetwarzana jest na elektryczność magazynowaną w bateriach litowo jonowych. W pełni naładowane są w stanie zapewnić statkowi energię na trzy dni.
Ciekawostki
Slajd papierowe panele słoneczne
Wynik pracy naukowców z Chemnitz. Technologie określa się skrótem 3PV czyli w tłumaczeniu pokryte drukiem papierowe fotowoltaiki. Na papierze używa się specjalnych, posiadających elektryczne właściwości tusze, które po wystawieniu na światło mogą generować prąd. Papier podobno nie jest istotny co może oznaczać, że mini panel można stworzyć z każdej kartki. Tak w dużym skrócie polega to na drukowaniu polimerowo-fullerenowych ogniw słonecznych na papierze, używając kombinacji wklęsłodruku i technik fleksograficznych. Sami twórcy przyznają ze efektywność papierowych paneli nie jest wystarczająca , jednak w warunkach laboratoryjnych udało im się stworzyć napędzane za pomocą papierowych ogniw, elektroniczne mini-pojazdy. Na razie technologia ta jest ciągle dopracowywana.
Slajd plastikowe panele słoneczne
LSA- LIQURID SOLAR ARRAY jest to innowacyjna technologia Sunengy. Głównym elementem konstrukcyjnym całego systemy są kolektory słoneczne wykonane głównie z plastiku. Ich soczewki potrafią obracać się w kierunku słońca a co najważniejsze skupiają jego promienie. Wszystko to jest zabezpieczone przed skutkami obfitych opadów deszczu czy silnego wiatru.
Według amerykańskiej firmy Konarka tworzywo Power Plastic może być wykorzystane do przetwarzania energii słonecznej.
Baterie te SA elastyczne i wytrzymałe. Podobnie jak w innych bateriach słonecznych, dochodzi w nich do wzbudzania ruchu elektronów pod wpływem światła zarówno słonecznego jak i sztucznego.
Plastikowa substancja działa podobnie jak małe panele słoneczne znane z kalkulatorów nie jest zrobiona z krzemu, czyli nie jest krucha i nie musi być produkowana w sterylnych warunkach. Z tego rodzaju tworzywa można zrobić np. torbę w której możemy podładować baterię telefonu
Tworzywo jest tanie ale przetwarza ok. 6% energii światła w elektryczność. Tradycyjne baterie przetwarzają od 16 do 20%. Okres w jakim panel zachowa swoje właściwości szacuje się na ok. 5 lat. Przedstawiciele firmy zapowiadają, że w najbliższym czasie będzie możliwe wyprodukowanie całkowicie przezroczystego Power Plastik. Koszt od 100 do 200 $ za metr kwadrat.
Slajd Swater
Projektanci Chun Yen Tsao oraz Hsing-Tan Yang zainspirowali się vaporatorem wilgoci, które zbierały wodę w „Gwiezdnych Wojnach”. Urządzenie jest oparte na energii solarnej ma służyć do gromadzenia wody w procesie kondensacji( proces ma zachodzic w wewnątrz urządzenia). Budowa na pierwszy rzut oka jest bardzo prosta- bateria słoneczna zasila znajdującą się w wewnątrz rurę grzewczą, która następnie przyśpieszy skraplanie się wody. Na razie to tylko koncept, jednak mechanizm może w niedalekiej przyszłości mieć duże znaczenie dla krajów które borykają się z deficytem wody.
Slajd Świecące drzewa
Jest to pomysł projektanta Omar Huberta. Przykład umiejętnego połączenia systemu solarnego z hydroponicznym. Świecenie struktur jest możliwe dzięki wbudowaniu w obiekt baterii słonecznych, z których energia zasila ultrajasne diody LED. W syntetycznej strukturze drzewa znajduje się woda dzięki której uzyskuje się większą intensywność świecenia. System hydroponiczny wbudowany w konstrukcje umożliwia wzrost prawdziwej zieleni. Nasiona roślin ukryte są w górnej części sterczących kikutów . Nawilżająca je woda niesie również wszystkie potrzebne składniki mineralne- nasiona kiełkują i wyrastają w zieloną, dekoracyjną wieche.
Slajd glukowizzard
Diabetycy może będą mieli już za kilka lat prawdziwy powód do radości - będzie nimGlucowizzard- system, który wyeliminuje konieczność kilkakrotnego w ciągu dnia nakłuwania opuszek palców, by sprawdzić poziom glukozy we krwi. Naukowcy z Uniwersytetu w Connecticut, którzy opracowali ów innowacyjny system monitoringu poziomu glukozy, mają nadzieję, że na rynek Glucowizzard trafi już za 7 lat. Wymiary samego implantu są imponująco małe: to cieniuteńki paseczek wielkości zaledwie 0,5×0,5×5 mm. Jedyną niedogodnością jest konieczność corocznej wymiany sensora - bynajmniej nie dlatego, że trzeba wymieniać baterie (przypominam, że zasilanie jest solarne), lecz z powodu konieczności dostarczenia świeżej powłoki przeciwzapalnej, która zapobiega atakowaniu implantu przez układ odpornościowy.
Slajd lustra
Wielki brat google bardzo poważnie traktuje rynek odnawialnych źródeł energii. Aktualnie opracowuje tanie i wydajne lustra słoneczne. Głównym celem jest obniżenie kosztów wynikających z budowy solarnych zakładów energetycznych.
Tak naprawdę, to właśnie lustra stanowią jedne z najdroższych elementów słonecznych instalacji. Gdyby praca Google'a przyniosła zamierzone efekty, to będzie można mówić o prawdziwym przełomie. Według zapewnień nowa technologia pozwoli obniżyć koszty budowy “zielonych” zakładów energetycznych nawet o połowę.
Współpracujący z Google Bill Weihl oświadczył, że spodziewa się wprowadzenia luster w ciągu trzech lat czyli w 2013 roku. Na razie więcej szczegółów nie ujawniono.
Slajd kolektor z puszek po piwie
Kolektory słoneczne wcale nie musza być drogie. Dzięki odrobinie chęci można wykonać je samodzielnie z zużytych materiałów, takich jak puszki po piwie. To jest szczególnie dobre rozwiązanie dla działkowców, którzy chcą ogrzać swoje domki letniskowe.
Decydując się na samodzielne wykonanie kolektora, możemy nieco udoskonalić projekt i jako absorber wykorzystać czarną siatkę aluminiową. Kolejnym krokiem jest umieszczenie za siatką warstwy izolacyjnej z wełny mineralnej lub styropianu, obłożonej wcześniej czarną folią aluminiową. Na koniec całość należy zakryć przeźroczystą płytą z poliwęglanu. Zasada działania i konstrukcja kolektora są proste. Na południowej, najbardziej nasłonecznionej ścianie budynku należy wywiercić dwa otwory, na dole i na górze, a pomiędzy otworami zamocować kolektor. Wówczas chłodne powietrze z budynku przepływa przez dolny otwór kolektora umieszczony na zewnątrz budynku, natomiast przez górny otwór wraca już ciepło, ogrzane promieniami słonecznymi powietrze. Koszt budowy takiego kolektora to około 800 złotych, jednak przy wykorzystaniu puszek aluminiowych kwota znacznie się obniża.
Własnoręcznie zrobiony kolektor słoneczny, to rozwiązanie bardzo wydajne, gdyż bateria słoneczna o powierzchni 2 m2 może ogrzać pomieszczenie o powierzchni nawet 20 m2.
Slajd piłka nożna
Osiągniecie tajwańskiej firmy Greendix. Piłka jest wyposażona w baterie słoneczną. Azjaci przekonują że prąd w piłce jest potrzebny. Otóż piłka dzięki niemu wydaje dźwięki co ma pozwolić na to by grało w nią także niewidomi.
Piłka ma też wbudowany czujnik ruchu oraz głośnik. Ilekroć kopnięcie wprawia ją w ruch, wydaje z siebie odgłos. Z pewnością takie piłki nie opanują świata, ale Tajwańczycy udowodnili, że baterie słoneczne można umieścić praktycznie wszędzie.
Slajd bateria słoneczna dla wojska
Naukowcy z Australian National University (ANU) opracowali panel słoneczny przeznaczony dla wojska, który pozwoli na rezygnację z noszenia przez żołnierzy ciężkich baterii.
Te baterie słoneczne są wystarczająco cienkie i elastyczne by móc je zginać i zwijać bez obawy o ich uszkodzenie. Bateria jest cieńsza od ludzkiego włosa. Panele przymocowane do hełmów, mundurów, broni czy namiotów mogą generować energię potrzebną do zasilania urządzeń takich jak radia, latarki czy systemy namierzania. W celach transportowych można je zwinąć w rulon i przechowywać w pojemnikach. Panele są zrobione z silikonu, każdy ma od 50 do 100 milimetrów długości, od 1do 2 milimetrów szerokości i 45 mikrometrów grubości. Wytwarzają do 140 watów energii elektrycznej na metr kwadrat.
Australijskie panele są wytwarzane przez amerykańską firmę Transform Solar w fabryce znajdującej się na terenie USA.
Żołnierz pełniący służbę w Afganistanie nosi ze sobą średnio 40-50 kilogramów ekwipunku, w tym około pół kilograma baterii.