|
Ogólne zasoby energetyczne
W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat stało się oczywiste, że
dotychczasowe konwencjonalne i nieodnawialne źródła energii będą
powoli zastępowane przez nowe, odnawialne źródła energii. Wynika to
z faktu, że paliwa kopalne będące podstawowym źródłem energii,
zanieczyszczają środowisko oraz dlatego, że większość złóż
paliw kopalnych będzie się powoli wyczerpywać. Jeśli przyjmiemy, że
wydobycie paliw kopalnych utrzyma się na poziomie z początku lat
90-tych to wyczerpanie się złóż nastąpi: dla ropy naftowej w ciągu
40 lat, gazu ziemnego w ciągu 60 lat, węgla kamiennego 197 lat, zaś
brunatnego - 293 lata. Oczywiście, mówimy tu o globalnym
zapotrzebowaniu, zaś dla Polski, w której podstawowe źródło energii
to węgiel kamienny i brunatny, wyczerpanie złóż nastąpi jeszcze
szybciej.
Największym źródłem nieograniczonej, darmowej i
czystej energii jest słońce. Jest źródłem energii o mocy 27109 MW.
Występuje powszechnie i bez granic, wysyłając w ciągu 14 dni do
powierzchni Ziemi tyle energii, ile wynosi całoroczne zapotrzebowanie
energetyczne naszej planety. Energia promieniowania słonecznego jest
energią o ogromnym potencjale, a jej zasób jest praktycznie
niewyczerpalny - wystarczy na ok. 5 mld lat. Energia promieniowania słonecznego
jest od wielu lat wykorzystywana za pomocą ogniw fotowoltaicznych i
kolektorów słonecznych. Jednak powszechne zastosowanie tych urządzeń
w domach nastąpiło wskutek rozwoju technologii i umasowieniu
produkcji, co doprowadziło do spadku cen.
Warunki helioenergetyczne w Polsce
Słońce to podstawowe, niewyczerpalne i czyste źródło energii
odnawialnej. W postaci promieniowania słonecznego do zewnętrznej
warstwy atmosfery dociera energia o wartości natężenia 1.368 kW/m2.
Jest to tzw. stała słoneczna. Podczas przechodzenia przez atmosferę,
promieniowanie to jest osłabiane na skutek odbicia, rozproszenia i
absorpcji na cząsteczkach gazów i pyłów. Ta część promieniowania,
która dociera bez przeszkód do powierzchni ziemi jest nazywana
"promieniowaniem bezpośrednim". Natomiast część, która
jest odbita oraz absorbowana, a później emitowana przez cząsteczki
gazów i pyłów, dochodząc do powierzchni ziemi w sposób nieuporządkowany,
nazywana jest "promieniowaniem rozproszonym". Suma
promieniowania bezpośredniego i rozproszonego docierająca do ziemi to
tzw.
całkowite promieniowanie słoneczne - G
[Wh/m2]. W naszych szerokościach geograficznych wartość energii całkowitego
promieniowania słonecznego wynosi od 900 kWh/m2 do 1200 kWh/m2 na rok.
Według normy przyjmuje się 1000 kWh/m2 na rok ± 10%. Poniższa
mapa obrazuje rozkład średniego rocznego całkowitego promieniowania słonecznego
na obszarze Polski.
Nasłonecznienie
inaczej insolacja – H
,[W/m2] to stosunek energii promieniowania słonecznego do powierzchni,
na którą pada, i do czasu, w którym trwa napromieniowanie. Wielkość
ta zależy od stałej słonecznej, wysokości Słońca nad horyzontem,
zachmurzenia, przezroczystości atmosfery oraz kąta nachylenia danej
powierzchni względem kierunku padania promieni słonecznych. Wartości
nasłonecznienia w Polsce w godzinach 9-15 wynoszą od 600 - 800 [W/m2].
Kolejnym ważnym kryterium warunków helioenergetycznych jest
usłonecznienie - h
, czyli średnia liczba godzin z bezpośrednią operacją słońca w ciągu
roku. W Polsce możemy liczyć na usłonecznienie w przedziale od 1390
do 1900 godzin, w zależności od regionu. Średnio przyjmuje się wartość
około 1600 godzin.
|
