Metody akywne wykorzystania słońca

METODY AKTYWNEGO WYKORZYSTANIA

CIEPŁA Z PROMIENIOWANIA

SŁONECZNEGO

Aleksandra Gąsiorowska

OŚ1

INFORMACJE OGÓLNE

DOSTĘPNOŚĆ PROMIENIOWANIA SŁONECZNEGO

W POLSCE

Usłonecznienie zależne jest od:

•

Długości dnia

•

Zachmurzenia

•

Przejrzystości atmosfery

•

Lokalizacji

Usłonecznienie obejmuje średnio około 18% roku.
Wartość napromieniowania całkowitego wynosi około

3600 MJ/m² na rok.

W porze ciepłej (kwiecień – październik) pada 80 - 85%

całorocznego promieniowania.

DOSTĘPNOŚĆ PROMIENIOWANIA SŁONECZNEGO

W POLSCE

Roczna gęstość

promieniowania
całkowitego wynosi od
950 kWh/m² (na
południowym zachodzie)
do 1081 kWh/m² (na
wschodzie).

Metody wykorzystania ciepła z

promieniowania słonecznego

Bierne

Aktywne

Kolektory

słoneczne

Ogniwa

fotowoltaiczne

Elektrownie

słoneczne

CO TO SĄ METODY AKTYWNE?

Metody aktywne polegają na zmianie energii

promieniowania słonecznego na energię użyteczną.
Odbywa się to w specjalnych urządzeniach, w których
następuje zamiana energii na cieplną (tzw. konwersja
fototermiczna) lub elektryczną (tzw. konwersja
fotoelektryczna).

KOLEKTORY SŁONECZNE

CO TO JEST?

Kolektor słoneczny jest to urządzenie

energetyczne, które absorbuje energię
promieniowania słonecznego i przetwarza w
energię cieplną za pomocą medium roboczego.

BUDOWA KOLEKTORA

JAK TO DZIAŁA?

PODZIAŁ KOLEKTORÓW

Ze względu na rodzaj

konstrukcji

Płaskie

Rurowe (tubowe)

próżniowe

Skupiające

Ze względu na rodzaj

czynnika roboczego

Cieczowe

Powietrzne

Cieczowo-

powietrzne

KOLEKTORY PŁASKIE

KOLEKTORY PRÓŻNIOWE

KOLEKTORY SKUPIAJĄCE

KOLEKTORY POWIETRZNE

Zalety

•Nie występuje problem

zamarzania lub wrzenia

cieczy w kolektorze

•Mniejsze zagrożenie

korozją

•Nośnik energii podgrzany

w kolektorach może

być wykorzystany

bezpośrednio

do ogrzewania bez

pośrednich wymienników

ciepła

Wady

•Wysokie koszty

przetłaczania czynników

•Wymagana duża objętość

układu magazynującego

MONTAŻ KOLEKTORÓW

Warunki:



Powierzchnia niezacieniona



Ustawienie w stronę południową (dopuszczalne
odchylenie kąta azymutu wynosi 30-45⁰)



Nachylenie do poziomu dla warunków polskich
wynosi 30-60⁰

EFEKTYWNOŚĆ KOLEKTORÓW

CIEKAWOSTKI



Do wyprodukowania ciepłej wody na potrzeby jednego
mieszkańca potrzeba 1-2m² kolektora (co stanowi 40-
70% rocznego zapotrzebowania na przygotowanie
ciepłej wody, a w miesiącach letnich prawie 100%
zapotrzebowania).



Na każdy 1 m² kolektorów musimy przewidzieć 50-100
dm³ zbiornika.



Właściwie dobrana instalacja słoneczna do ogrzewania
powinna pokrywać potrzeby 20-30%.

Zalety

• W czasie pracy

zużywa się mało

materiałów i wody

• Ograniczenie emisji

gazów cieplarnianych

Wady

• Materiałochłonność

związana z budową

• Utylizacja płynów

roboczych

• Możliwość pożaru
• Możliwość wycieku

płynów roboczych

OGNIWA FOTOWOLTAICZNE

CO TO JEST?

Ogniwo fotowoltaiczne jest to urządzenie, w

którym następuje bezpośrednia konwersja
energii promieniowania słonecznego w energię
elektryczną (tzw. efekt fotowoltaiczny).
Konwersja odbywa się w sposób bezgłośny, bez
dodatkowych urządzeń mechanicznych oraz bez
zanieczyszczeń atmosfery.

BUDOWA OGNIWA

JAK TO DZIAŁA?

Systemy

fotowoltaiczne

Wolnostojące

Hybrydowe

Dołączone do

sieci

SYSTEMY WOLNOSTOJĄCE

Korzystają jedynie z energii produkowanej w

ogniwach. System ten składa się z panelu
fotowoltaicznego, akumulatora oraz urządzenia
kontrolującego stopień naładowania
akumulatora i odłączającego panel, gdy
akumulator jest w pełni naładowany.
Akumulatory powinny posiadać dużą
pojemność, aby zapewnić dostarczenie energii
w nocy oraz w okresach złej pogody.

SYSTEMY HYBRYDOWE

Są kombinacją panelu fotowoltaicznego

i innego systemu wytwarzania energii. Systemy
hybrydowe posiadają bardziej skomplikowany
układ kontrolny niż wolnostojący, aby zapewnić
efektywne wykorzystanie różnych sposobów
wytwarzania energii.

SYSTEMY DOŁĄCZONE DO SIECI

Systemy dołączone do sieci mogą mieć postać

elektrowni, z dużą ilością paneli
fotowoltaicznych, oddających energię do sieci
energetycznej.

SYSTEMY DOŁĄCZONE DO SIECI

EKONOMIKA OGNIW

Zalety

• Przyjazna

ekologicznie

produkcja energii

• Emisja gazów

toksycznych

redukowana do

minimum

Wady

• Konieczność

dostarczenia energii

z konwencjonalnych

źródeł

• Konieczność

zastosowania do

budowy toksycznych

materiałów

• Możliwość pożaru
• Możliwość

porażenia prądem

ELEKTROWNIE SŁONECZNE

CO TO JEST?

Elektrownie słoneczne są ciągle obmyślaną

metodą wykorzystywania promieniowania
słonecznego w celach energetycznych. Za
pomocą soczewek lub zwierciadeł powodują
wytwarzanie bardzo wysokiej temperatury,
gdzie podgrzewany jest czynnik grzewczy
(najczęściej woda).