W ostatnich latach znacząco wzrosło zainteresowanie naturalnymi źródłami energii. Wśród nich najchętniej pozyskiwana jest energia słoneczna. Coraz częściej spotykanym widokiem są farmy fotowoltaiczne, które zamieniają promieniowanie słoneczne na energię.

Wzrost popularności paneli fotowoltaicznych jest szczególnie widoczny w budownictwie jednorodzinnym. Przed ich montażem warto poznać zalety i wady energii pozyskiwanej ze słońca.

Energia słoneczna – definicja, parametry, zasoby

Energia słoneczna stanowi swobodny i czysty zasób energii, a przy tym jest ogólnodostępna. Stanowi zasadniczy typ energii odnawialnej, a więc nie ma możliwości jej wyczerpania. Wykorzystując ją, można zaspokoić popyt na ciepło i elektryczność. Energia słoneczna ma określone parametry opisujące jej cechy. Najważniejszą z nich jest insolacja, która określa jednoroczną wielkość nasłonecznienia. Jest to miara ilości energii promieniowania słonecznego na dany zakres powierzchniowy w określonym czasie. Kolejnym parametrem jest potencjał teoretyczny, który informuje nas o możliwościach wykorzystania danej ilości energii na cele energetyczne. Z uwagi na to, że wielkość ta już z nazwy jest teoretyczna, nie przekłada się na realne możliwości zużycia energii słonecznej na pozyskanie energii na cele użytkowe. W kalkulacjach potencjału technicznego uwzględniona jest przede wszystkim lokalizacja geograficzna. Poza tym pod uwagę bierze się parametry sprawności wybranych technologii oraz możliwości zmagazynowania energii.

Zastosowanie energii słonecznej

Najczęściej stosowanymi urządzeniami do przetwarzania energii słonecznej są ogniwa słoneczne oraz kolektory słoneczne. W ogniwach fotowoltaicznych zachodzi przemiana energii słonecznej w energię elektryczną. Do budowy ogniw wykorzystuje się półprzewodniki (krzem, german, selen). W procesie łączenia ogniw słonecznych otrzymuje się baterie słoneczne, których parametry zależą od ilości i jakości ogniw. Fotoogniwa najczęściej wykorzystuje się w elementach elektrowni słonecznych oraz sztucznych satelitów. W codziennym życiu można je spotkać jako części kalkulatorów, zegarków, a nawet samochodów.

Kolektory słoneczne są odpowiedzialne za przemianę energii promieniowania słonecznego w ciepło. W urządzeniach tego typu można stosować różne nośniki ciepła, zarówno w postaci ciekłej (woda, glikol), jak i gazowej. Kolektory różnią się między sobą również konstrukcją. Najczęściej można je spotkać na dachach domów jednorodzinnych, w których służą przede wszystkim do podgrzewania wody na cele użytkowe oraz wspomagania instalacji ogrzewającej budynek. Niektórzy inwestorzy wykorzystują je jako sposób na podgrzanie wody w basenie, ochłodzenia obiektów latem, a nawet wytworzenia ciepła technicznego.

Według danych statystycznych wykorzystanie energii słonecznej pozwala zmniejszyć wydatki związane z ogrzewaniem ciepłej wody użytkowej nawet o 70%. Z kolei oszczędności na kosztach centralnego ogrzewania mogą sięgać około 60%. Energia słoneczna pozwala na niezależność od dostawców rynkowych oraz umożliwia zabezpieczenie przed wahaniami cen.

Wady i zalety energii słonecznej

Wśród zalet energii słonecznej należy wskazać fakt, że stanowi ona źródło całkowicie darmowe, które ma możliwość ciągłego odnawiania się. Promieniowanie słoneczne jest dostępne w zasadzie w każdym położeniu geograficznym, nawet podczas opadów atmosferycznych oraz zachmurzenia.

Odpowiednie dostosowanie urządzeń przetwarzających energię słoneczną decyduje o jej uniwersalności. Daje to możliwość jej wykorzystania zarówno w budownictwie jednorodzinnym, jak i przemysłowym. Brak skomplikowanych układów mechanicznych wewnątrz urządzeń słonecznych wpływa na ich bezawaryjność.

Całkowity koszt pozyskania energii elektrycznej z użyciem ogniw fotowoltaicznych jest znacznie niższy niż w przypadku tradycyjnych typów elektrowni. Sposób pozyskiwania energii słonecznej nie wiąże się z emisją niepożądanych substancji do otoczenia, co stanowi realną ochronę środowiska naturalnego.

Podstawową wadą energetyki słonecznej są wysokie koszty inwestycyjne, jakie trzeba ponieść w związku z zakupem oraz montażem całego osprzętu. Wydajność całej instalacji zależy od warunków atmosferycznych oraz stopnia nasłonecznienia. W związku z tym konieczne jest wyposażenie systemu w dodatkowe elementy umożliwiające produkcję energii w chwilach niskiego nasłonecznienia oraz magazynowanie jej. W polskich warunkach wartość gęstości strumienia energetycznego nie jest wysoka, co wiąże się z koniecznością zagospodarowania dużych powierzchni na cele produkcji energii. Często jest to problematyczne ze względu na niekorzystne ukształtowanie danego terenu.

W ogólnym rozrachunku wykorzystanie energii słonecznej jest opłacalne oraz efektywne. Poza tym pozwala wykorzystać naturalnie występujące zasoby, które nie ulegają wyczerpaniu. Ten sposób pozyskiwania energii jest zatem korzystny pod względem ekonomicznym, ekologicznym oraz społecznym.