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

  • Solární ohřev vody s přitápěním

    Solární ohřev vody a přitápění: kdy se vyplatí a jak funguje? Solární ohřev vody s podporou přitápění je jedním z nejúčinnějších způsobů, jak snížit náklady na energii v nízkoenergetických a pasivních domech. Využívá celoroční energii slunce k ohřevu teplé vody a předehřevu topného okruhu, čímž dokáže pokrýt až 70 % spotřeby TUV. Aby byl systém…

  • Složení trubicového solárního kolektoru

    Z čeho se skládá trubicový solární kolektor? Rozebereme si pár solárních kolektorů A/ Složení vakuového trubicového solárního kolektoru 1. Součástí každého solárního kolektoru je konstrukce na kterou je přichycen. Někdy lépe, jindy hůře, už se nám několikrát stalo, že jsme u zákazníků řešili, že firma, která jim montovala solární systém ho udělala hala bala a kolektory uletěly nebo se vyvrátily.  U vakuových trubicových systémů…

  • Co je to stagnace solárního systému?

    Co je to stagnace solárního systému? Vakuové trubicové kolektory dokáží vlivem stagnace zničit celý solární systém. Co znamená stagnace solárních kolektorů? Stagnační teploty se liší podle druhu kolektoru. Stagnace na vakuových trubicových systémech zpravidla způsobí kolaps celého solárního systému. Proto je v naší nabídce nenajdete!  Stagnace na deskových kolektorech při 180°C je běžný jev solárního…

  • 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/…

  • Solární ohřev vody a kotel na tuhá paliva

    Solární ohřev vody a kotel na tuhá paliva: dokonalá kombinace pro maximální úsporu Kombinace solárního ohřevu vody a kotle na tuhá paliva patří k nejúspornějším řešením pro domácnosti. Solární kolektory ohřívají vodu od jara do podzimu zdarma a v zimních měsících se o dohřev postará kotel. Díky tomu výrazně snižujete spotřebu dřeva, uhlí i elektřiny…

  • Pojistná a zabezpečovací zařízení solárního systému

    Pojistná a zabezpečovací zařízení solárního systému Solární systémy pro ohřev teplé užitkové vody (TUV) stejně jako jiné tepelné soustavy musí být vybaveny pojistnými a zabezpečovacími prvky.Základ tvoří především: Při jejich návrhu vycházíme z topenářských norem, protože české normy solární soustavy samostatně neřeší. Je ale nutné zohlednit specifika solárních systémů, zejména vyšší teploty a rozdílné provozní…