Solarna energija

S Vikipedije, slobodne enciklopedije

Energija iz sunčeve svetlosti se sakuplja kao električna energija pomoću solarnih ćelija, uređenih kao elektrana
Kula za sakupljanje solarne energije pomoću ogledala

Solarna ili Sunčeva energija, je energija sunčevog zračenja koju primećujemo u obliku svetla i toplote kojom nas naša zvezda svakodnevno obasipa. Sunce je najveći izvor energije na Zemlji. Sem neposrednog zračenja koje greje Zemljinu površinu i stvara klimatske uslove u svim pojasevima, ovo zračenje je odgovorno i za stalno obnavljanje energije vetra, morskih struja, talasa, vodnih tokova i termalnog gradijenta u okeanima. Postupkom fotosinteze se sunčeva energija pretvara u biljnu masu koja na taj način postaje pretvorena energija u celulozu ili drugi oblik ugljenih hidrata. Energija koja potiče iz posrednog i neposrednog sunčevog zračenja se smatra obnovljivim izvorom energije jer se njenim korišćenjem ne remeti značajno ravnoteža toka materije i energije u prirodi.

Sva konvencionalna, fosilna, goriva su takođe jedan oblik energije sunčevog zračenja. Međutim, ova energija je akumulirana i u dugim procesima geoloških i hemijskih transformacija zarobljena pod površinom Zemlje u obliku nafte, gasa ili uglja. Ova energija se može iskoristiti na razne načine i upotrebiti kao toplotna, električna, hemijska ili mehanička energija.

Najjednostavniji način je sakupljanje toplotne energije, pomoću solarnih kolektora koji daju toplu vodu ili topao vazduh koji se mogu koristiti za grejanje tople vode za domaćinstvo, bazene, radijatore ili podno grejanje. Još u vreme antičkih Grka je pisac Ksenofont opisao kako se pametnim građenjem može iskoristiti sunčeva energija za grejanje kuća zimi. Danas se u zgradama toplotna energija Sunca koristi pasivnim i aktivnim zahvatom korišćenjem arhitektonskih i građevinskih tehnika. Napredni način je neposredna proizvodnja električne energije fotonaponskim ćelijama. Ovaj način podrazumeva da se postavljanjem panela poluprovodničkih osobina i izlaganjem sunčevom zračenju neposredno dobija električni napon odnosno električna energija. Solarna energija je u poslednje vreme stekla veliku popularnost kao obnovljivi izvor energije koji sa sobom ne donosi zagađenje povezano s fosilnim gorivima.[1][2]

Velika količina raspoložive sunčeve energije čini je veoma privlačnim izvorom električne energije. U 2020. solarna energija je bila najjeftiniji izvor električne energije.[3][4] U Saudijskoj Arabiji je u aprilu 2021. potpisan ugovor o kupovini (ppa) za novu solarnu elektranu u Al-Fajsalihu. Projekat je zabeležio najnižu svetsku cenu za proizvodnju solarne PV električne energije od 1,04 centa po kWh.[5]

Međunarodna agencija za energiju je 2011. godine izjavila da će „razvoj pristupačnih, neiscrpnih i čistih tehnologija solarne energije imati ogromne dugoročne prednosti. To će povećati energetsku sigurnost zemalja oslanjanjem na autohtone, neiscrpne i uglavnom od uvoza nezavisne resurse, poboljšati održivost, smanjiti zagađenje, smanjiti troškove ublažavanja globalnog zagrevanja .... Ove prednosti su globalne."[1]

Analiza sunčevog zračenja[uredi | uredi izvor]

Karta sunčevog zračenja - Evropa

Sunce je zvezda u čijem jezgru se kao u fuzionom reaktoru dešava nuklearna fuzija, proces u kome se svake sekunde oko 3 tone mase pretvara u energiju zračenja koja se potom emituje u okolni prostor. Tokom ovog pretvaranja vodonika u helijum se oslobađa 3,86•1020 MW. Intenzitet ovog zračenja opada sa kvadratom udaljenosti od Sunca.

Računajući da je površina projekcije Zemlje oko 128 miliona km², a dotok energije Sunca do Zemlje oko 117•109 MW ili oko 109 TWh godišnje, dobija se da godišnje na Zemlju Sunce šalje 25 puta više energije nego što iznose rezerve svih fosilnih goriva.

Na prosečnoj udaljenosti planete Zemlje od Sunca, u zavisnosti od sunčevih aktivnosti, na upravnu površinu u svakoj sekundi pada između 1307 i 1393 W/m². Ovo zračenje se zove ekstraterestrično jer je u pitanju zračenje dostupno izvan zemljinog vazdušnog omotača. Solarna konstanta je prosečna gustina snage zračenja Sunca po jedinici površine iznad površine Zemlje u svemiru. Prihvaćeno je da je vrednost solarne konstante .

Primeri upotrebe solarne energije u Srbiji[uredi | uredi izvor]

Stroberi drvo (engl. Strawberry Тree)[uredi | uredi izvor]

Mlada srpska kompanija Stroberi enerdži (engl. Strawberry energy), sačinjena od studenata, izumela je prvi na svetu Javni solarni punjač za mobilne uređaje, nazvan „Stroberi Drvo“ a potom ga i postavila oktobra 2010. godine u Obrenovcu na glavnom gradskom trgu. [6] Ovu solarnu stanicu je Stroberi enerdži potpuno samostalno osmislio, projektovao i konstruisao. Aprila 2011. godine, Stroberi enerdži je sa svojim projektom Srtoberi Drvo osvojio prvo mesto na manifestaciji „Nedelja održive energije 2011" u Briselu u kategoriji Smanjenja javne potrošnje. [7]

Do sada je postavljeno osam Stroberi Drveća u Srbiji: u Obrenovcu, u Beogradu na Zvezdari ispred Ustanove Kulture Vuk Karadžić i u Tašmajdanskom parku (novog dizajna od strane arhitekte Miloša Milivojevića), Novom Sadu, Kikindi, Vranju, Boru i Valjevu. [8][9][10][11][12][13][14]

Stroberi Drvo je solarni sistem koji se trajno postavlja na javnim prostorima kako što su parkovi, trgovi, ulice i drugo. Dva solarna panela na vrhu sakupljaju Sunčevu energiju, pretvaraju je u električnu i skladište u akumulatorskim baterijama, tako da uređaj može da radi noću, kada pada kiša ili sneg. Bez sunčeve svetlosti, uređaj može da puni baterije prenosivih uređaja i do dve nedelje. Ova usluga je za korisnike potpuno besplatna. Stroberi Drvo ima i ugrađenu klupu, nadstrešnicu i kablove za većinu tipova mobilnih uređaja tako da nije potrebno nositi sa sobom dodatne kablove.[15][16] Kompanija Stroberi enerdži je razvila i mali solarni punjač prenosivih uređaja Stroberi Mini, koji je manji i prenosiv. Ovaj uređaj je malih dimenzija i ima ugrađene točkića pa se stoga može jednostavno transportovati i postaviti na bilo kojoj lokaciji a preko ugrađenog ekrana osetljivog na dodir se korisnici mogu edukovati o obnovljivim izvorima energije kroz instaliranu eko aplikaciju.[17]

Zabeleženi su i drugi pionirski pokušaji korišćenja solarne energije u Srbiji, kao na primer Vladan Petrović u Badnjevcu.[18]

Potencijal[uredi | uredi izvor]

Za više informacija pogledajte: Sunčevo zračenje
Otprilike polovina upadne sunčeve energije stiže do površine Zemlje.
Prosečna insolacija. Teorijska površina malih crnih tačaka je dovoljna da solarnom energijom obezbedi ukupne svetske energetske potrebe od 18 TW.

Zemlja prima 174 petavata (PW) upadnog sunčevog zračenja (insolacije) u gornjim slojevima atmosfere.[19] Otprilike 30% se reflektuje nazad u svemir, dok ostatak, 122 PW, apsorbuju oblaci, okeani i kopnene mase. Spektar sunčeve svetlosti na površini Zemlje je uglavnom rasprostranjen u vidljivom i bliskom infracrvenom opsegu sa malim delom u bliskom ultraljubičastom.[20] Većina svetske populacije živi u oblastima sa nivoom insolacije od 150–300 vati/m², odnosno kWh/m² dnevno.[21]

Sunčevo zračenje apsorbuje kopnena površina Zemlje, okeani – koji pokrivaju oko 71% Zemljine kugle – i atmosfera. Topli vazduh koji sadrži isparenu vodu iz okeana podiže se, izazivajući atmosfersku cirkulaciju ili konvekciju. Kada vazduh dostigne veliku nadmorsku visinu, gde je temperatura niska, vodena para se kondenzuje u oblake, koji padaju na površinu Zemlje, dovršavajući ciklus vode. Latentna toplota kondenzacije vode pojačava konvekciju, stvarajući atmosferske pojave kao što su vetar, cikloni i anticikloni.[22] Sunčeva svetlost koju apsorbuju okeani i kopnene mase održava površinu na prosečnoj temperaturi od 14 °C.[23] Fotosintezom, zelene biljke pretvaraju sunčevu energiju u hemijski uskladištenu energiju, koja proizvodi hranu, drvo i biomasu iz koje se dobijaju fosilna goriva.[24]

Ukupna sunčeva energija koju apsorbuju Zemljina atmosfera, okeani i kopnene mase je približno 122 PW·godišnje = 3.850.000 eksadžula (EJ) godišnje.[25] U 2002. (2019), ovo je bilo više energije u jednom satu (jedan sat i 25 minuta) nego što je svet potrošio u jednoj godini.[26][27] Fotosinteza zahvata približno 3.000 EJ godišnje u biomasi.[28]

Vidi još[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ a b „Solar Energy Perspectives: Executive Summary” (PDF). International Energy Agency. 2011. Arhivirano iz originala (PDF) 13. 1. 2012. g. 
  2. ^ „Energy”. Royal Society of Chemistry. 2. 4. 2014. 
  3. ^ „'Renewables' power ahead to become the world's cheapest source of energy in 2020”. World Economic Forum (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2022-01-25. 
  4. ^ „Levelized Cost Of Energy, Levelized Cost Of Storage, and Levelized Cost Of Hydrogen”. Lazard.com (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2022-01-25. 
  5. ^ „Saudi Arabia signed Power Purchase Agreement for 2,970MW Solar PV Projects”. saudigulfprojects.com (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2022-08-28. 
  6. ^ Obrenovac dobio prvi na svetu solarni punjač za mobilne, Pristupljeno 25. 4. 2013.
  7. ^ RTS Novosti dana, Pristupljeno 25. 4. 2013.
  8. ^ mt:s poklonio Beogradu solarni punjač[mrtva veza], Pristupljeno 25. 4. 2013.
  9. ^ Svečano pušten u rad Javni solarni punjač u Novom Sadu, Pristupljeno 25. 4. 2013.
  10. ^ U Kikindi postavljen solarni punjač za mobilne uređaje, Pristupljeno 25. 4. 2013.
  11. ^ Solarni punjač i u Vranju, Pristupljeno 25. 4. 2013.
  12. ^ Građani Bora dobili javni solarni punjač, Pristupljeno 25. 4. 2013.
  13. ^ Valjevo dobilo solarni punjač uređaja, Pristupljeno 25. 4. 2013.
  14. ^ Javni solarni punjač za mobilne postavljen na Tašmajdanu Arhivirano na sajtu Wayback Machine (16. april 2013), Pristupljeno 25. 4. 2013.
  15. ^ Stroberi Drvo Arhivirano na sajtu Wayback Machine (20. maj 2012), Pristupljeno 25. 4. 2013.
  16. ^ Izum srpskih studenata u Briselu Arhivirano na sajtu Wayback Machine (12. april 2011), Pristupljeno 25. 4. 2013.
  17. ^ Stroberi Mini-Stroberi Prijatelj Arhivirano na sajtu Wayback Machine (24. jun 2012), Pristupljeno 25. 4. 2013.
  18. ^ Solarna energija u Badnjevcu („Politika“, 7. novembar 2012), Pristupljeno 25. 4. 2013.
  19. ^ Smil 1991, str. 240
  20. ^ „Natural Forcing of the Climate System”. Intergovernmental Panel on Climate Change. Arhivirano iz originala 29. 9. 2007. g. Pristupljeno 29. 9. 2007. 
  21. ^ Karuppu, Karthik; Sitaraman, Venk; NVICO (2019). Solar Assessment Guidance: A Guide for Solar Trainee, Trainer & Assessor Examination (na jeziku: engleski). Notion Press. ISBN 978-1646505227. 
  22. ^ „Radiation Budget”. NASA Langley Research Center. 17. 10. 2006. Arhivirano iz originala 01. 09. 2006. g. Pristupljeno 29. 9. 2007. 
  23. ^ Somerville, Richard. „Historical Overview of Climate Change Science” (PDF). Intergovernmental Panel on Climate Change. Arhivirano iz originala (PDF) 26. 11. 2018. g. Pristupljeno 29. 9. 2007. 
  24. ^ Vermass, Wim. „An Introduction to Photosynthesis and Its Applications”. Arizona State University. Arhivirano iz originala 3. 12. 1998. g. Pristupljeno 29. 9. 2007. 
  25. ^ Smil 2006, str. 12
  26. ^ Morton, Oliver (6. 9. 2006). „Solar energy: A new day dawning?: Silicon Valley sunrise”. Nature. 443 (7107): 19—22. Bibcode:2006Natur.443...19M. PMID 16957705. S2CID 13266273. doi:10.1038/443019a. 
  27. ^ Lewis, N. S.; Nocera, D. G. (2006). „Powering the Planet: Chemical challenges in solar energy utilization” (PDF). Proceedings of the National Academy of Sciences. 103 (43): 15729—35. Bibcode:2006PNAS..10315729L. PMC 1635072 Slobodan pristup. PMID 17043226. doi:10.1073/pnas.0603395103 Slobodan pristup. Pristupljeno 7. 8. 2008. 
  28. ^ „Energy conversion by photosynthetic organisms”. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Pristupljeno 25. 5. 2008. 

Literatura[uredi | uredi izvor]

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Соларна_енергија&oldid=27553128”