Podeli dobar sadržaj sa prijateljima:

Miloš Rosić

 

Solarna energija i ćelija

Šta je to solarna energija i kako se dobija električna energija i struja od sunca i sunčeve energije

 

Solarna energija, ćelija i elektrana - kako koristiti obnovljivu energiju Sunca za dobijanje strujeElektrična energija se proizvodi iz energije Sunca kao solarna energija na dva različita načina: posredno preko Toplotnog kružnog procesa i direktno korišćenjem fotoefekta. Prvi je pristup znatno bliže ekonomičnosti, ali za drugi pristup postoji veći podsticaj i brže se razvija.

Kako radi solarna ćelija od koje potiče solarna energija?

Industrijski razvoj fotonaponskih solarnih modula potiče iz davne 50-te godine prvenstveno u cilju primene za napajanje satelita u orbiti Zemlje. Od tada razvoj tehnologije dostigao je fantastične razmere u smislu jednostavnosti primene, snage, pouzdanosti kao i cene.

Sam princip rada u suštini je jednostavan: neki materijali kao npr. monokristal silicijuma ima osobinu da izložen sunčevom zračenju, proizvodi električnu energiju. U samom modulu koji se sastoji od niza međusobno povezanih pločica, paralelno rednom kombinacijom spajanja dobija se napon i struja pogodna za punjenje standardnih baterija (6, 12 ili 24 V). Time je osigurano da modul proizvodi električnu energiju pogodnog napona i inteziteta za direktno punjenje baterija ili pogon jednosmernih potrošača. Veličina struje u principu je proporcionalna površini modula i intezitetu sunčevog zračenja.

Polikristalne Si ćelije: ovaj tip ćelije može pretvoriti 1000 W/m2 sunčevog zračenja u 130 W električne energije s površinom ćelija od 1 m2. Proizvodnja ovih ćelija je ekonomski efikasnija u odnosu na monokristalne. Tekući silicijum se uliva u blokove koji se zatim seče u ploče.

Izgradnja solarnih elektrana gde se koristi solarna energija do skora nije bila isplativa zbog skupe trehnologije proizvodnje silicijumskih modula, a samim tim i sa ne ekonomičnom prozvodnjom tako dobijene električne energije. U zadjih 15 godina sa napretkom tehnologije proizvodnje i razvojem ideja o „zelenoj“ energiji, počinje izgradnja solarnih elektrana kao „čistih“ fabrika električne energije.

Republika Srbija je u svrhu podsticaja razvoja izgradnje obnovljivih izvora energije donela Uredbu o merama podsticaja za proizvodnju električne energije korišćenjem obnovljivih izvora energije i kombinovanom proizvodnjom električne i toplotne energije koja je stupila na snagu 01.01.2010 godine. Njome je zagarantovana otkupna cena električne energije dobijene putem sunčevog zračenja 0,23 €/kWh, prema ovoj uredbi cena je proizvođaču zagarantovana 12 godina od datuma potpisivanja ugovora. Subvencionisana cena kilovata u zemljama u okruženju je 0,30-0,40 €/kWh.

Insolacija je količina  energije koju Zemlja prima od sunčevih zraka tokom određenog vremena. To zračenje sadrži emitovanu energiju najviše u obliku kratkotalasnog zračenja i svetla. Samo jedan deo kratkotalasnog zračenja dospeva do zemljine površine, a preostali deo  energije se reflektuje, rasipa ili je upije atmosfera. Zračenje površine zemlje nazivamo terestičkom radijacijom a po svojoj prirodi se razlikuje od Insolacije jer je emitovana solarna energija dugotalasna i tamna.

Solarna energija zračenja koja dopire do površine Zemlje zavisi najviše od trajanja insolacije (trajanje sijanja Sunca, odnosno o vremenu u kome se Sunce nalazi  iznad horizonta). Trajanje insolacije uopšteno zavisi od geografske širine i od godišnjeg doba.

Razlika  između  vremena izlaska i vremena zalaska Sunca daje vreme trajanja insolacije kojoj je izložena  horizontalna i nezaštićena površina. Ono iznosi za našu zemlju oko 15h leti i oko 9h zimi. Stvarno trajanje insolacije je znatno kraće zbog pojave oblaka i magle, ali i zbog stanja  atmosfere na posmatranom području  (zagađenost). Ona se razlikuje  za površine koje su postavljene horizontalno, vertikalno, ili pod nekim uglom u  odnusu na površinu Zemlje.  Npr. realno trajanje insolacije za Beograd (na horizontalnu površinu) iznosi 2071 h  godišnje, od toga 70.5% u  periodu od aprila do septembra meseca i 29.5% u periodu od oktobra do marta.

Dotok  energije  Sunčevog zračenja – solarna energija zavisi još od:

•       gubici usled prolaska kroz atmosferu,

•       nadmorske visine,

•       položaja obasjane površine,

•       oblačnosti.

Stvarna solarna energija zračenja u Srbiji iznosi u proseku oko 3.5 kWh/m2 na dan.

Dotok  energije Sunčevog zračenja nije proporcionalan trajanju isolacije. Naime, deo energije se gubi prolaženjem kroz atmosferu zbog apsorpcije kiseonika, ozona i ugljen dioksida. Gubitak je veći što je  Sunce bliže horizontu.  Osim toga, energija zračenja se u prolazu  kroz atmosferu raspršuje, a najveći gubitak je neposredno nakon zalaska Sunca. Deo raspršene energije ipak dođe do površine Zemlje (oko 50%). Prema tome, ukupno zračenje koje  dođe do  površine  Zemlje  sastoji  se  od neposrednog i difuzionog zračenja koje je deo raspršene energije zračenja.  Zbog svega toga snaga zračenja  koja dođe na  površinu,  a koja bi se mogla energetski iskorišćavati, znatno se menja tokom  dana a njene promene zavise od godišnjeg doba i položaja obasjane površine.

Polikristalne silicijumske Si fotonaponske ćelije mogu pretvoriti 1000  W/m2 sunčevog zračenja u 130 W električne snage s površinom ćelija od 1 m2.

Bitna karakteristika polikristalnih fotonaponskih ćelija je stabilnost izlaza i manja degradacija napona u odnosu na monokristalnu ćeliju, plavi anti-reflektirajući sloj na  površini. Najveći tehnološki nedostatak  –  potrebna  je  relativno  velika  debljina aktivnog  sloja. Polikristalne Si ćelije manje su efikasne od monokristalnih, ali kvadratni oblik u potpunosti iskorištava prostor modula.

. . .

Prva solarna elektrana u svetu Gemasolar, Španija 

Torresol Energy Gemasolar Plant Construction

.

Podeli dobar sadržaj sa prijateljima: