TRANSFORMAČNÍ
TECHNOLOGIE
[O STRÁNKÁCH]
[OBSAH]   [REJSTŘÍK]
    └[Zdroje a přeměna energie]

2. Sluneční záření jako zdroj energie

Autor: Jiří Škorpík, skorpik@fme.vutbr.cz : aktualizováno 2013-02 RSS twitter google-plus facebook

Tepelný tok ze Slunce na Zemi; Slunce; Využití sluneční energie–rozdělení; Intenzita slunečního záření na povrchu Země; Systém pro ohřev tekutin a akumulaci tepla; Solární kolektor; Návrh solárního systému pro ohřev vody; Fotovoltaické systémy; Solární panel–princip činnosti; Na závěr

Historie technologií pro přímé využití sluneční energie je relativně krátká o to dynamičtější rozvoj v současnoti prožívá. Tomu to trendu hodně napomáhá skutečnost, že sluneční energie dopadající na Zemi patří do kategorie obnovitelných zdrojů, protože neustále dopadá na povrch natočený ke slunci.

- zl. 61 -
Slunce je zdrojem životodárné energie v tak obrovském množství, že je téměř nemožné, aby lidstvo někdy pocítilo její nedostatek. Je pouze na člověku jestli ji dokáže využít.
Obrázek 1. Slunce je zdrojem životodárné energie v tak obrovském množství, že je téměř nemožné, aby lidstvo někdy pocítilo její nedostatek. Je pouze na člověku jestli ji dokáže využít.

Značení použitých veličin

Použité veličiny jsou uvedeny pod rovnicemi a obrázky nebo v textu ve formátu:

symbol veličiny  [značka jednotky]  veličina

Použité veličiny a zkratky jsou uvedeny pouze jednou, při prvním výskytu v textu.

Tepelný tok ze Slunce na Zemi

Sluneční energie je proud elektromagnetického záření nebo–li sluneční záření vysílané z povrchu slunce na osvětlenou stranu Země. Slunce lze považovat za černé těleso, což podle Planckova vyzařovacího zákona značí, že vyzařuje energie ve formě elektromagnetického záření v celém rozsahu vlnových délek odpovídající vyzařování černého tělesa o téže teplotě jako je teplota povrchu slunce 5770 K. Černé těleso o této teplotě vyzařuje nejvíce energie v oblasti viditelného záření viz spektrální zářivost černého tělesa a Slunce např. [1, str. 64].

- zl. 503 -
Střední vzdálenost Země od Slunce v měřítku.
Obrázek 2. Střední vzdálenost Země od Slunce v měřítku.
149,6·106 km střední vzdálenost Země od slunce; 1348,333 W/m2 sluneční konstanta*; 172 000 TW přibližný celkový výkon slunečního záření dopadající na hranici atmosféry Země; 299 793 km·s-1 rychlost světla ve vakuu; 8:19 min doba, za kterou urazí světlo vzdálenost Slunce-Země.
Na tomto obrázku má Slunce průměr 1,392 mm a Země 0,0128 mm.
Zdroj [2]

*Sluneční konstanta
Celkové množství sluneční energie (ve všech vlnových délkách), která dopadá za jednotku času [s] na jednotku plochy [m2] umístěnou kolmo na směr paprsků ve střední vzdálenosti Slunce–Země.

Velikost sluneční energie dopadající na Zemi lze určit ze sluneční konstanty a průměru Země. Zářivý výkon Slunce směrem k Zemi je tedy přibližně 172 000 TW. Ale ne celý tento zářivý tok se dostane až k povrchu Země. I ta energie, která nakonec dopadne na povrch Země se po různých přeměnách musí přeměnit opět na vnitřní tepelnou energii a být vyslána zpět do vesmíru společně s geotermální energii a dalšími energiemi (kinetická energie dopadající meteoritů, slapová energie, energie uvolněná z jaderných reakcí...). V opačném případě by se teplota Země začala zvyšovat. Naopak pokud by Země sálala do okolního vesmíru více energie došlo by k ochlazování Země:

- zl. 62 -
Slunečního záření při průniku atmosférou Země.
Obrázek 3. Slunečního záření při průniku atmosférou Země.
100 % představuje zářivý výkon směrem k Zemi (172 000 TW); 31 % odraz od horních vrstev atmosféry; 17,5 % pohlceno atmosférou; 32,7 % dopadá na oceány; 4,3 % odraz od souše; 14,4 % pohlceno souší (přeměněno na teplo Země); 0,1 % spotřeba na fotosyntézu.

Slunce vyzařuje energii prakticky v celém rozsahu vlnových délek. Atmosféra Země většinu záření vlnových délek jiných než odpovídá viditelnému světlu pohlcuje nebo odráží a na povrch Země dopadá téměř už jen viditelné světlo a část ultrafialového záření.

- REKLAMA -

Slunce

V jádru slunce probíhá za vysokého tlaku a teploty 15 000 000 K jaderná syntéza a to slučování jader vodíku respektive jeho izotopů deuteria a tritia za vzniku jáder helia. Přitom se uvolňuje obrovské množství energie v podobě velmi krátkovlnného záření gamma. Tato energie se na povrch slunce dostává částečně vedením a v blízkosti povrchu konvekcí. Přitom dochází k rozptýlení, k pohlcení a znovu vyzáření energie tak, že na povrchu Slunce už vyzařována energie obsahuje široké spektrum záření a ne pouze gamma, které by mělo negativní vliv na život na planetě Zemi. Tento rozptyl způsobí, že efektivní teplota povrchu slunce je přibližně 5700 K a více jak polovina veškeré vyzařované energie je v oblasti viditelného spektra tedy o vlnové délce 400 až 700 nm. Doba, za kterou dojde k rozptylu a tato energie se dostane na povrch slunce je přibližně 2 000 000 let:

- zl. 64 -
Slunce
Obrázek 4. Slunce.
H 81,76 % objemový podíl vodíku; He 18,17 % objemový podíl helia; 1,987·1030 kg hmotnost; 1 392 000 km průměr; 480 000 km průměr jádra; 15 000 000 K teplota v jádru; 5 770 K teplota fotosféry (viditelný povrch); 3,826·1020 MW zářivost slunce.
Literatura: [1], [2], [6, str. 313] fotografie Slunce [12]–pořízena během jedné z misí na stanici Skylab v roce 1973.

Využití sluneční energie–rozdělení

Největším spotřebitelem sluneční energie je sama Země a její flóra a částečně i fauna (tzv. vyhřívání na slunci, světlo) souhrnně nazývané biosféra (veškerá živá hmota na planetě Zemi). Ohřev atmosféry a povrchu Země je hlavním zdrojem klimatických procesů jako je proudění oceánské, vzdušné. Dále vypařování a déšť. Pomocí těchto procesů je na Zemi udržováno klima vhodné pro Život. Například bez Slunce by na Zemi byla teplota pouze -263°C (bez geotermální energie dokonce jen -270°C).

Člověk využívá sluneční energie k výrobě jiného druhu energie mnoha způsoby závisející na druhu vyráběné energie, způsobu a místu:

- zl. 65 -
Obecné dělení sytému využití slunečního záření a jejich příklady.
Obrázek 5. Obecné rozdělení systému využití slunečního záření a jejich příklady.
Pasivní vnější plášť budovy je konstruován tak, aby zachytil co největší množství energie v topném období (uplatňování pasivního systému na budovách se nazývá solární architektura); fototermický přeměna sluneční energie na vnitřní tepelnou energii pracovní tekutiny například ve slunečním kolektoru (viz níže); fotovoltaický přímá přeměna sluneční energie na energii elektrickou (viz níže).

Intenzita slunečního záření na povrchu Země

Intenzita slunečního záření na povrchu Země je množství sluneční energie v kWh dopadající na m2 povrchu Země. Tato intenzita je závislá na zeměpisné šířce. Vliv má i průměrné počasí v dané oblasti především množství oblačnosti:

- zl. 63 -
Množství sluneční energie dopadající na povrch České republiky.
Obrázek 6. Množství sluneční energie dopadající na povrch České republiky [3].
Jedná se o úhrn záření dopadající kolmo na povrch země při jasné bezoblačné obloze.
Jak je patrné množství energie se rychle zvyšuje s nižší zeměpisnou šířkou. Například v Alžírsku již dosahuje měrné množství dopadajícího záření úhrnu 2000 kWh·m-2.

Intenzita slunečního záření dopadající na plochu pod vrstvou atmosféry se skládá z přímého záření a difuzního záření:

- zl. 504 -
Intenzita slunečního záření blízko povrchu Země.
Rovnice 1. Intenzita slunečního záření blízko povrchu Země.
I [W·m-2] intenzita slunečního záření blízko povrchu Země; Ip [W·m-2] přímé sluneční záření; ID [W·m-2] difuzní sluneční záření.
Zdroj: [4, str. 39].

Přímé záření
Sluneční záření, které při průchodu atmosférou není odraženo ani pohlceno a znovu vyzářeno.
Difuzní záření
Sluneční záření, které se odrazilo od částeček obsažených v atmosféře (vodní kapky, prach...) a změnilo směr. Vlnová délka tohoto záření zůstává stejná jako před odrazem. Množství difuzního záření závisí na oblačnosti a znečištění atmosféry. Tyto jevy naopak zmenšují množství přímého záření. Například při zatažené obloze dopadá na povrch Země pouze difuzní záření.

Při výpočtu úhrnné sluneční energie dopadající na libovolný povrch je třeba vycházet i z údaje o skutečné době slunečného svitu v daném období, místo pro které je výpočet prováděn a z naklonění povrchu vůči přímému záření:

- zl. 505 -
Denní úhrn sluneční energie dopadající na m<sup>2</sup> plochy.
Rovnice 2. Denní úhrn sluneční energie dopadající na m2 plochy.
QS den [kWh·m-2] denní úhrn sluneční energie energie dopadající m2 plochy,; τ- [-] poměrná doba slunečního svitu; τskut [hod] skutečná doba slunečního svitu; τteor [hod] teoretická doba slunečního svitu (100 % bezoblačná obloha); QS den teor [kWh·m-2] úhrnná sluneční energie dopadající na daný povrch při daném znečištění atmosféry bez oblačnosti za celý den (bývá tabelována v závislosti na stupni znečištění atmosféry a úhlu orientaci osluněné plochy); QD den [kWh·m-2] úhrn energie dopadajícího difuzního záření na plochu m2. Literatura [4, str. 39] (jsou zde i potřebné tabulky).

K tomu, aby bylo možné odečíst z tabulek požadované hodnoty je nutné definovat orientaci vyšetřované plochy vůči Slunci:

- zl. 66 -
Dopad slunečního záření na obecně položenou plochu.
Obrázek 7. Dopad slunečního záření na obecně položenou plochu.
a azimut slunce; as azimut osluněné plochy; α sklon plochy od vodorovné roviny; h výška slunce nad obzorem; γ úhel dopadu slunečních paprsků.
Literatura [4, str. 24].

- REKLAMA -

Systém pro ohřev tekutin a akumulaci tepla

Pomocí solárních kolektorů lze ohřívat vodu, vzduch nebo jiné látky. Sluneční energie lze těmito způsoby využívat jak pro vytápění, výrobu elektrické energie tak i v chemickém průmyslu. Sluneční kolektor bývá v ČR nejčastěji spojován s ohřevem vody pro užitkové účely (teplá užitková voda), pro vytápění (ústřední vytápění vodním nebo vzduchovým okruhem).

Sluneční energie je neregulovatelný zdroj energie (podobně jako většina obnovitelných zdrojů) nelze zvýšit její výkon v okamžiku, kdy je nedostatek. Proto každý solární sytém bývá obvykle vybaven i malou akumulační nádrží pro zachycení a uložení tepla během dne, pro které není okamžité využití. Tím se vyrovnává nerovnoměrnost solárních zisků se spotřebou tepla.

V  zeměpisných šířkách ČR je velmi obtížné (především investičně a v některých případech i prostorově) realizovat zařízení s dostatečnou akumulací tepla ze solárního zdroje, která by byla schopna pokrýt požadavky zásobovaného objektu na teplo po celý rok. Proto je nutné zdroj tepla založený na sluneční energii v zimních měsících doplnit dalším zdrojem (elektřina, kotel, biomasa...), pro relativně nízké solární zisky v těchto měsících:

- zl. 67 -
Schéma jednoduchého zařízení pro ohřev teplé užitkové vody.
Obrázek 8. Schéma jednoduchého zařízení pro ohřev teplé užitkové vody.
1 solární kolektor; 2 potrubí okruhu s teplo-nosným médiem*; 3 oběhové čerpadlo; 4 akumulace tepla ve formě ohřáté akumulační tekutiny**; 5 pojistný ventil; 6 expanzní nádoba; 7 zpětná klapka; 8 ohřívák akumulační kapaliny solárním teplem; 9 ohřívák teplé užitkové vody nebo na vytápění objektu; 10 elektrické přitápění.
Celý okruh musí být vybaven pojistným ventilem proti vzrůstu tlaku vlivem přehřátí (vyvedení výfuku pojistného ventilu viz norma). Expanzní nádoba vyrovnává tlakové pulzace (aby nedocházelo ke zbytečnému otvíraní pojistného ventilu).

*Teplo-nosné médium
Nejčastěji se jedná o směs vody, nemrznoucí kapaliny a antikorozní kapaliny. Nutno, při výběru teplo-nosného média, také přihlížet k jejich termokinetickým vlastnostem (např. příměsi ve vodě mohou výrazně měnit její viskozitu apod.) a dopady na okolí v případě havárie či odpouštení přes pojistný ventil. Více o požadavcích a některých nejčastějších typech teplo-nosných médií např. v [5, str. 102].
**Akumulace tepla ze solárních zisků
Dodávají se zařízení se schopností akumulace tepla (a) po dobu několika hodin-základní, krátkodobá akumulace; (b) jednoho dne-denní akumulace; (c) po dobu týdne-týdenní akumulace; (d) po dobu několika měsíců-sezónní akumulace. Nejčastěji se jako akumulační kapalina používá voda s akumulační schopností 0,2 až 0,3 GJ (55,6 až 83 kWh) [13]. V případě krátkodobé akumulace je akumulační nádoba z ocelové tepelně izolované nádoby s přetlakem vody do 0,2 MPa o objemu kolem 600 l (princip akumulace a konstrukce těchto nádob např. v [5, str. 73]), které lze snadno umístit v bytě či domě (tepelné ztráty nádoby zůstávají uvnitř objektu). Pro delší akumulaci se používají větší izolované nádoby, už ale bez tlaké, umístěné dále od spotřeby tepla např. ve sklepě nebo zakopané u objektu. Pro dlouhodobou sezónní akumulaci tepla se podle [13] používají (a) nadzemní nádrže ocelové, nebo železobetonové naplněné teplou vodou; (b) solární akumulační rybníky naplněné směsí vody a soli; (c) podzemní kaverny naplněné teplou až horkou vodou; (d) zemní horninové akumulátory; (e) akumulátory Aquifer. Příklad schéma zařízení s dlouhodobou akumulací tepla je uveden v [4, str. 67].

Solární kolektor

Je to sběrač slunečního záření, jehož prostřednictví je ohřívána pracovní látka nebo je solární energie koncentrována do určitého místa. Dokonalý sluneční kolektor transformuje sluneční energii záření na tepelnou energii beze zbytku. Tato přeměna se děje při dopadu slunečního paprsku na plochu absorbéru, kterým je pohlcen. Jako každé těleso, tak i absorbér vyzařuje zpět do prostoru elektromagnetické záření a intenzita vyzařování odpovídá teplotě jeho povrchu. Toto záření zpět do prostoru by představovalo ztrátu na výkonu kolektoru. Proto dokonalý povrch absorbéru by měl mít součinitel relativní absorpce označovanou písmenem a rovnu 1 a emisivitu označovanou písmenem ε rovnu 0. Možnost jak snížit poměrnou zářivost povrchu absorbéru je na povrch absorbéru nanést tzv. selektivní vrstvu. Jedná se o kompromis mezi poměrnou zářivostí a absorpcí povrchu. Kdy poměr a/ε takového povrchu by měl být co největší (zpravidla 5 až 10). Takovými povrchy jsou tenké vrstvičky tmavého kovu např. niklu a chromu nanesené na vrstvu lesklého leštěného kovu hliník. Celý absorbér bývá uložen v izolované skříní a ve směru slunečního záření zakryt transparentní vrstvou s co nejmenší poměrnou tepelnou odrazivostí (pokud možno nulovou) průchodnou pro sluneční paprsky (sklo). Tato vrstva uzavírá kolektor proti odvodu tepla vedením a konvekcí (okolní vzduch) a chrání absorbér (nepřízeň počasí-déšť, sníh..). Pouze pro sezónní provoz jsou určeny absorpční matrace, které nejsou umístěné v izolované skříni a chráněné transparentní vrstvou. Jsou určeny například pro ohřev vody v bazénech atd.:

- zl. 68 -
Základní typy a části slunečních kolektorů.
Obrázek 9. Základní typy a části slunečních kolektorů.
1 transparentní vrstva; 2 absorpční plocha; 3 izolace a skříň kolektoru; 4 odrazná plocha (reflektor); 5 skleněná trubice; 6 lesklý povlak na vnitřním povrchu trubice; 7 odrazový povlak pro tepelné paprsky; 8 absorpční trubky.
Více o konstrukci [4, str.96], [5, str. 29].

Kolektory z Obrázku 9 jsou určeny především pro ohřev vody o teplotě do 100°C, výjimečně 200°C. Existují však aplikace využívající sluneční záření přeměněné na vysokopotenciální teplo až 2000°C. Sluneční paprsek podléhá zákonům optiky proto ho lze koncentrovat v ohnisku, kde teplota může dosáhnout několik stovek stupňů Celsia. Takovým kolektorům se říká koncentrující kolektory. Nevýhodou těchto kolektorů je, že dokážou využít pouze přímé sluneční záření nikoliv difuzní:

- zl. 508 -
Koncentrující kolektory.
Obrázek 10. Koncentrující kolektory.
a parabolické zrcadlo; b solární věž; c koncentrace paprsků pomocí čočky; d koncentrace paprsků pomocí Fresnelovy čočky.
1 přímé sluneční paprsky; 2 odražené sluneční paprsky; 3 ohnisko (sběrač, kaverna); 4 natáčivá zrcadla; 5 kaverna; 6 sloup.

Koncentrující sluneční kolektory se používají především pro ohřev pracovního média tepelných motorů s vnějším přestupem tepla (Stirlingův motor, výroba páry pro parní turbínu, pístový parní motor..). Účinnost přeměny (tedy i velikost motoru vzhledem k jeho výkonu) tepelné energie v mechanickou práci je tím větší čím větší je podíl rozdílu střední teploty přívodu a odvodu tepla ku střední teplotě přívodu tepla viz Carnotizace tepelného oběhu. Obecně je střední teplota odvodu tepla dána teplotou chladícího média (voda či vzduch), která bývá o něco vyšší než teplota okolí. Proto je snaha, aby alespoň střední teplota přívodu tepla do oběhu byla co největší.

Návrh solárního systému pro ohřev vody

- zl. 507 -
Vypočtěte celkovou plochu slunečního plochého kolektoru pro ohřev vody pro období prosinec. Teplo je určeno pro ohřev teplé užitkové vody v oblasti Brna. Denní spotřeba 120 l a voda se v kolektoru ohřívá z teploty 10°C na teplotu 50°C. Kolektory jsou otočené na jih se sklonem 90 deg.
Výsledek porovnejte s velikostí slunečního kolektoru pro měsíc červenec a sklon kolektoru 30°.
Úloha 1
Při řešení úlohy doporučuji postup uvedený v [4].

               prosinec červenec
--------------------------------
p      [-]     0,1      0,1     
t1     [°C]    10       10      
t2     [°C]    50       50      
Qspotř [kWh]   5,56     5,56    
tv     [°C]    3,5      22,1    
z      [-]     3        3       
Istr   [W·m-2] 396      609     
ηA     [-]     0,45     0,77    
τ      [-]     0,12     0,56    
SA     [m2]    20,56    1,33    
Úloha 1: souhrn zadání a výsledků.
p [-] poměrná ztráta vzhledem k výkonu kolektoru; t1 [°C] teplota vody na vstupu do kolektoru; t2 [°C] teplota vody na výstupu z kolektoru; Qspotř [kWh] denní spotřeba tepla nutná pro ohřev vody; tv [°C] průměrná teplota vzduchu 21 den v měsíci; z [-] stupeň znečištění atmosféry; Istr [W·m-2] intenzita záření dopadající na kolektor zadaného sklonu; ηA [-] účinnost absorbéru; SA [m2] potřebná plocha solárních kolektorů.

Fotovoltaické systémy

Ze slunečního záření lze vyrábět přímo elektrickou energii pomocí fotovoltaického systému. Takový sytém je složen ze solárních panelů, nezbytné řídící elektroniky a napojení na spotřebič popřípadě je systém napojený na distribuční soustavu pro sdílení přebytku vyrobené elektřiny nebo nedostatečného výkonu:

- zl. 506 -
Schéma solárního systému pro výrobu elektrické energie v domácnosti.
Obrázek 11. Schéma solárního systému pro výrobu elektrické energie v domácnosti.
1 solární panel (obrázek z [9]); 2 střídač (převádí stejnosměrný proud ze solárního panelu na střídavý); 3 domácnost; 4 zásobník teplé užitkové vody; 4 distribuční soustava.

Ze stejného důvodu proč je výhodné mít u solárních topných soustav akumulaci tepla je výhodné mít systém i na akumulaci elektrické energie vyrobenou ze slunečního záření. Uložit elektrickou energii přímo v elektrických baterií je velmi nákladné v hodné jen pro malé výkony v řádech koliwatt. Nejačastěji se elektřina vyrobená ze slunečního záření skladuje ve formě mechanické práce především pomocí přečerpávacích elektráren. Přečerpávací elektrárny mají ovšem geografické a geopolitické omezení, proto se vyvíjí systémy na uskladnění elektrické energie na jiných principech z nichž nejperspektivnější je pravděpodobně systém tepelné akumuklační elektrárny typu CAES založený na stlačeném vzduchu.

Solární panel–princip činnosti

Solární panel se skládá ze solárních článků o velkosti okolo 10x10 cm. Solární článek je tvořen křemíkovou (velice čistý křemík) destičkou tloušťky přibližně 0,3 až 0,5 mm. Na vrchní straně (ta nakloněná ke Slunci) a spodní straně destičky je obohacen křemík rozdílnými příměsi. Tyto příměsi* způsobí, že horní vrstva bude mít záporný náboj a spodní kladný respektive horní vrstva bude polovodič typu N(-) dolní polovodič typu P(+). Rozdíl el. nábojů obou desek vytvoří mezi nimi napětí o velikosti přibližně 0,5 V. Při dopadu slunečního záření o určité vlnové délce na horní vrstvu dojde v důsledku fotoefektu k uvolnění elektronů ve vrchní vrstvě křemíku, které jsou v důsledku existujícího napětí odváděny přes spotřebič ke spodní vrstvě pomocí sběrných vodičů na vrchní vrstvě a vodivé destičky na spodní vrstvě. Tímto způsobem vznikne elektrický obvod.

*Poznámka
U polovodiče typu N se jedná například o příměs fosforu, u polovodiče typu P o příměs boru.

- zl. 509 -
Schéma solárního článku.
Obrázek 12. Schéma solárního článku.
1 polovodič typu N; 2 polovodič typu P; 3 směr ozáření článku; 4 sběrné vodiče; 5 el. spotřebič.
Aby docházelo k efektivnějšímu pohlcování slunečního záření je vrchní vrstva článků potažena antireflexní vrstvou.
Více o funkci a charakteristice například v [10].

Velikost proudu respektive výkon jednoho článku závisí na jeho ploše a pohybuje se okolo 2...3 až 6 A max. Výkon panelu závisí na počtu destiček, které jsou na něm umístěny. Pro zvýšení napětí se jednotlivé články zapojují sériově. Teoretický limit účinnosti fotovoltaického článku (množství vyrobené elektrické energie ku množství pohlcené sluneční energie článkem) na bázi křemíku je 31% (přičemž nejlepší laboratorní články dosahují účinnosti 26%) [8, str. 24] viz také Shockley–Queisserův limit.

Většina výrobců garantuje, že účinnost fotovoltaických panelů za 25 let poklesne maximálně o 20%. Realita je však taková, že za 25 let provozu se snižuje účinnost pouze o 6 až 8% [7, str. 12]. Nutno podotknout, že před 25 lety účinnost fotovoltaických panelů byla velmi nízká (10%) a prostor pro opotřebení nebyl u těchto panelů velký.

Na závěr

Celková primární energie spotřebovaná lidstvem v roce 2000 byla 10 400 Mtoe. Což průměrně představuje cca 14 TW výkonu. Toto číslo představuje méně jak 9 % toho co příroda spotřebuje na fotosyntézu.

Sluneční záření dopadající na povrch České republiky poskytuje ročně asi 90 000 TWh energie. Ploch použitelných pro fotovoltaické systémy je 50 200 000 m2, což potenciálně představuje ročně asi 5 500 GWh.

Existují i jiné systémy využívající sluneční energii např. Solární komín. Plocha pod komínem (skleník) je ohřívána slunečním záření, které zahřívání vzduchu ve skleníku vytváří jeho proudění na základě komínového efektu od okraje skleníku směrem ke komínu. Na vstupu do komína, kde dosahuje vzduch nejvyšší rychlosti jsou turbíny (větrné turbíny), které využívají kinetickou energii proudu k výrobě elektřiny:

- zl. 510 -
Solární komín.
Obrázek 13   Solární komín.
Postavený v roce 1986 v Manzanares ve Španělsku, který dosahuje výkonu až 50 kW. Přičemž 75% plochy pod skleníkem je využito jako skleník pro zemědělskou výrobu.
Fotografie: Benoit Michel, 2007 [11].

- REKLAMA -

Odkazy

  1. KADRNOŽKA, Jaroslav. Energie a globální oteplování–Země v proměnách při opatřování energie, 2006. 1. vydání. Brno: VUTIUM, ISBN 80-214-2919-4.
  2. HLAD, Oldřich, PAVLOUSEK, Jaroslav. Přehled astronomie, 1984. 1. vydání. Praha: SNTL.
  3. ŠÚRI, M., CEBECAUER, T., HULD, T., DUNLOP, D. Global irradiation and solar electricity potential–Czech Republic, 2010. European Commission Joint Research Centre. Dostupné z http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/cmaps/eur.htm.
  4. CIHELKA, Jaromír. Solární tepelná technika, 1994. 1. vydání. Praha: T. Malina.
  5. HEINZ, Ladener, SPÄTE, Frank. Solární zařízení, 2003. 1. vydání. Praha: Grada Publishing a.s., ISBN 80-247-0362-9.
  6. MACHÁČEK, Martin. Encyklopedie fyziky, 1995. 1. vydání. Praha: Mladá fronta, ISBN 80-204-0237-3.
  7. BECHNÍK, Bronislav. Fotovoltaika: Recyklace panelů na konci životnosti, Alternativní energie, 2011, č. 4.
  8. MINKEL, Jr., COLLINS, Graham, BIELLO, David, TRIVEDI, Bijal, ASHLEY, Steven, CHOI, Charles, LEMONICK, Michael. 7 radikálních energetických řešení, Scientific American, 2011, srpen. České vydání. Praha: Espero publishing, s.r.o., ISSN 1213-7723.
  9. Czech Renewable Energy Agency, 2010. Dostupné z http://czrea.org.
  10. HENZE, Andreas, HILLEBRAND, Werner. Elektrický proud ze Slunce, 2000. 1. české vydání. Brno: HEL, ISBN 80-86167-12-7.
  11. Panoramio.com, 2010. [online] uložiště fotografií. Dostupné z http://www.panoramio.com.
  12. National Aeronautics and Space Administration–NASA. Dostupné z http://www.nasa.gov, 2010.
  13. KADRNOŽKA, Jaroslav. Sezónní akumulace sluneční energie, 3T. Teplo, technika, teplárenství, 2007, č. 6. Pardubice: Teplárenské sdružení České republiky, 1996-2010, ISSN 1210–6003.

Citace tohoto článku

ŠKORPÍK, Jiří. Sluneční záření jako zdroj energie, Transformační technologie, 2006-09, [last updated 2013-02]. Brno: Jiří Škorpík, [online] pokračující zdroj, ISSN 1804-8293. Dostupné z http://www.transformacni-technologie.cz/slunecni-zareni-jako-zdroj-energie.html.

©Jiří Škorpík, [LICENCE]