Sluneční energie a její využití

Sluneční energie – vznik, využití a podmínky v České republice

Sluneční energie je jedním z nejdůležitějších a nejdostupnějších přírodních zdrojů. Umožňuje existenci života na Zemi, ovlivňuje klima, cirkulaci oceánů i atmosféry a poskytuje lidstvu obrovský potenciál k výrobě tepla a elektřiny. Přesto využíváme jen nepatrnou část tohoto nevyčerpatelného zdroje.


Obecně o sluneční energii

Slunce je hvězda více než milionkrát větší než Země, s průměrem přibližně 1,4 milionu km. Je tvořeno převážně vodíkem a heliem, a jeho jádro funguje jako přirozený termonukleární reaktor. Energie uvolněná v jádře postupně prostupuje až k povrchu – fotosféře, kde teplota dosahuje zhruba 6 000 °C.

Nad fotosférou se nachází chromosféra a korona, jejichž teplota může dosahovat až 3 000 000 °C. Z korony proudí tzv. sluneční vítr, proud částic o rychlosti stovek km/s.

Z astronomického hlediska je Slunce pouze jednou z miliard hvězd v naší galaxii. Přesto je pro nás unikátní díky tomu, že jde o bezpečný, neradioaktivní zdroj energie, z něhož malá část dopadá na Zemi a umožňuje existenci života.


Sluneční energie a naše planeta

Země absorbuje sluneční záření, čímž se udržuje teplotní rovnováha a správné podmínky pro život. Většina energie na Zemi pochází právě ze Slunce.

Oceány jako přírodní solární kolektory

Tropické oceány absorbují až 100 TW energie, což způsobuje ohřívání vody a následně pohání:

  • mořské proudy,
  • cirkulaci oceánů,
  • klimatické jevy.

Ekologické výhody

Využití sluneční energie nemá negativní vliv na životní prostředí. Energetický potenciál závisí hlavně na:

  • zeměpisné poloze,
  • klimatických podmínkách,
  • nadmořské výšce,
  • počtu hodin slunečního svitu.

Možnosti využití sluneční energie

Solární kolektory (termické systémy)

Slouží k:

  • ohřevu teplé užitkové vody (TUV),
  • přitápění,
  • ohřevu vody v bazénech.

Fotovoltaika (FV systémy)

Přeměňuje sluneční energii na elektřinu prostřednictvím fotovoltaických článků.

Pasivní solární zisky

Patří sem:

  • vhodná orientace oken,
  • nízkoenergetické domy,
  • skleníky a prosklené přístavby,
  • akumulační materiály.

Aktivní solární systémy

Přeměňují sluneční záření na teplo pomocí solárních kolektorů. Výhody:

  • nevyčerpatelný zdroj,
  • velmi nízké provozní náklady,
  • životnost systému 15–20 let a více.

Nevýhodou je, že slunce není stabilní zdroj – proto se aktivní systémy kombinují s doplňkovým zdrojem (plyn, elektřina, tuhá paliva).


Podmínky pro využití sluneční energie v České republice

ČR má překvapivě dobré podmínky pro využívání solární energie.

Množství dostupné solární energie

Ročně dopadá na 1 m²:

  • 800–1250 kWh energie.
  • 75 % v období duben–říjen,
  • 25 % v období říjen–duben.

Doba slunečního svitu:

  • většina území: 1400–1800 hodin/rok,
  • horské oblasti: 1600 h/rok,
  • jižní Morava: až 2000 h/rok.

Kombinace solárních systémů s dalšími zdroji

Solární kolektory vyrábějí nejvíce tepla v létě, kdy je spotřeba nejnižší.
Pokud chceme teplo využívat i mimo sezónu, je nutné:

  • zvýšit počet kolektorů,
  • použít velkou akumulační nádrž,
  • kombinovat se stabilním zdrojem (elektrokotel, plynový kotel apod.).

Instalace solárních kolektorů – co je potřeba zvážit

Optimální orientace a sklon

  • orientace: jihozápad
  • sklon: 25–50°, pro celoroční provoz ideálně 30–45°
  • maximum výkonu: kolem 14:00

Minimalizace tepelných ztrát

  • co nejkratší rozvody mezi kolektorem, zásobníkem a výměníkem,
  • kvalitní tepelná izolace potrubí,
  • ochrana proti větru (zvyšuje účinnost),
  • snadný přístup k údržbě.

Sluneční svit a jeho měření

Délka vs. doba slunečního svitu

  • Délka slunečního svitu = jak dlouho slunce skutečně svítí
  • Doba slunečního svitu = čas přítomnosti nad obzorem (východ–západ)

Délka se dříve měřila pomocí heliografu.

Další sledované veličiny

  • intenzita slunečního záření (W/m²),
  • celková energie dopadající na plochu (kWh/m²),
  • sluneční aktivita.

Tyto údaje jsou zásadní pro meteorologii, klimatologii a návrhy solárních systémů.


Faktory ovlivňující energetický zisk ze slunce

  • typ a účinnost kolektoru,
  • teplota okolí a požadovaná teplota spotřebiče,
  • tepelné ztráty,
  • orientace od jihu,
  • sklon kolektorů,
  • znečištění atmosféry i kolektoru,
  • nadmořská výška,
  • místní klimatické podmínky.

Závěr

Sluneční energie je jedním z nejdostupnějších obnovitelných zdrojů. V podmínkách České republiky ji lze efektivně využít zejména pomocí solárních kolektorů a fotovoltaiky. Správná orientace, kvalitní technologie a vhodný návrh systému dokážou výrazně snížit náklady na energie a zároveň chránit životní prostředí.

Podobné příspěvky

  • Teplotní čidla pro solární systémy

    Teplotní čidla pro solární systémy – Jak fungují, kde se používají a jak poznat poruchu Co jsou teplotní čidla PT1000 a proč jsou v solárních systémech tak důležitá Teplotní čidla patří mezi základní součásti každého solárního systému pro ohřev teplé vody (TUV). Solární regulátory obvykle využívají až tři samostatná teplotní čidla, která neustále monitorují teplotu…

  • Solární ohřev bazénu: Jak ohřát vodu nejlevněji a nejefektivněji

    Solární ohřev bazénu: Jak ohřát vodu nejlevněji a nejefektivněji Bazén je úžasná věc, ale jak ohřát vodu? Solární ohřev bazénu Plastový solární panel k bazénu je ideální na sezónní ohřev! Plastový solární panel k bazénu Výhody solárního ohřevu bazénu 1. Úspora nákladů Solární ohřev vody v bazénu může být velmi výhodný z hlediska úspory nákladů na…

  • Jak to vidí AI? Pořiďte si termický solární systém!

    Jak to vidí AI? Pořiďte si termický solární systém! Umělá inteligence radí: pořiďte si termické solární systémy Výhody termických kolektorů: Efektivní alternativa k fotovoltaice V posledních letech se stále více domácností a podniků obrací na obnovitelné zdroje energie jako způsob, jak snížit své účty za energii a zároveň přispět k ochraně životního prostředí. Fotovoltaické (PV) systémy jsou…

  • Zpětné klapky v solárních systémech

    Zpětné klapky v solárních systémech Zpětná klapka je nenápadná, ale velmi důležitá součást solárního systému. Chrání bojler před samotížným vychlazováním přes solární kolektory a zajišťuje správný směr proudění solární kapaliny. V tomto článku vysvětlujeme princip jejich fungování, typy klapek, jejich použití v solárních systémech i nejčastější příčiny poruch, které mohou způsobit tepelné ztráty nabo vychlazování…

  • Instalatér solárních soustav

    Instalatér solárních soustav Certifikace MPO – instalatér termických solárních soustav Instalatér solárních termických soustav (kód:23-099-M) / certifikace MPO Autorizující orgán: Ministerstvo průmyslu a obchodu Skupina oborů: Strojírenství a strojírenská výroba (kód: 23) Týká se povolání: Kvalifikační úroveň NSK – EQF: 4 Odborná způsobilost Název/ Úroveň Platnost standardu: Standard je platný od: 19.12.2014  Kritéria a způsoby hodnocení Kritéria hodnocení/…

  • Cirkulační čerpadla pro TUV

    Cirkulační čerpadla pro TUV Cirkulační čerpadla a jejich přínos Za jakých okolností lze instalovat cirkulaci TUV? Jakou značku čerpadla zvolit? Jak vybírat cirkulační čerpadlo? Vybrané typy cirkulačních čerpadel Z produktů německého výrobce WILO se setkáme s menšími cirkulačními čerpadly určenými pro obvyklé domácnosti s označením Star- Z NOVA a pro náročnější aplikace potom produktovou řadu TOP-Z.