Podmienky v našich zemepisných šírkach Komplikácie Čo teda stojí energia zo slnka Návratnosť fotovoltaických panelov sa pohybuje ... ??? Chystáte sa investovať do slnka? Deľba solárnych systémov Čo je to slnko? Slnko si môžeme predstaviť ako veľký jadrový reaktor, v ktorom prebiehajú termojadrové reakcie, ktorých základom je spaľovanie vodíka na hélium. Tento reaktor má zásoby ešte na približne 15 miliárd rokov. Energia slnka je zdrojom všetkej energie na Zemi. Potom ako doputuje až ku nám sa premieňa do mnohých podôb. Z časti zohrieva všetko čo sa nachádza na zemskom povrchu, sčasti sa mení na mechanickú energiu a takto dáva silu vetru alebo morským prúdom a taktiež sa mení na energiu chemických reakcií, ktoré prebiehajú vo všetkých organizmoch a to umožňuje život na našej planéte. Na zemský povrch neustále dopadá tok energie 1,725 . 1017 W ak to prepočítame do časových jednotiek dostaneme závratné číslo 1,52 . 109 TW . h . rok-1. Slnko teda na zem vyžiari za jednu hodinu viac energie než ľudstvo spotrebuje za celý rok. Na 1 m2 dopadá 1,39 kW - toto číslo nazývame solárna konštanta. Časť z tohto žiarenia je odrazená späť do vesmíru, časť zachytí atmosféra a tak nakoniec zostáva asi 1 kW ktorý, ak nie je práve zamračené, doputuje až ku nám. Tento jeden kilowat predstavuje asi 50 % pôvodného slnečného žiarenia. V momente kedy sa s ním stretávame my - a môžeme ho využiť sa skladá z troch kvalitatívne rozličných zložiek: priame žiarenie - nezmenilo svoj smer pri prechode atmosférou odrazené žiarenie - pôsobiace zo smeru od povrchu Zeme difúzne žiarenie - pôsobiace zo všetkých smerov Pre prácu so zariadeniami premieňajúcimi energiu slnka do použiteľnej formy je dôležitá výsledná hodnota, ktorú dostaneme po ich sčítaní - tá sa nazýva celkové alebo globálne slnečné žiarenie. - späť k obsahu - Podmienky v našich zemepisných šírkach Akokoľvek nevhodný sa náš región na využívanie slnečnej energie môže zdať, solárne zariadenia tu fungujú spoľahlivo a môžu dodávať nemalé množstvo energie svojmu majiteľovi. Nedôverčivosť ľudí v možnosti solárnej energie pochádza z jedného mýtu , ktorý je bohužiaľ dosť rozšírený a navyše vyzerá na prvý pohľad veľmi logicky. Solárne zariadenia fungujú len v krajinách ako Grécko a podobne lebo len tam slnko svieti počas celého roka a obloha sa zatiahne iba ak na pár dní počas zimy. Lenže autori týchto výrokov si neuvedomujú že solárne zariadenia nepotrebujú aby sa do nich slnko opieralo celou silou 12 hodín denne, solárne zariadenia fungujú aj keď je zamračené, a dokonca aj počas zimy. Samozrejme že vtedy neprodukujú toľko energie ako počas krásneho letného slnečného dňa, ale to ešte neznamená že nefungujú vôbec. Bolo by hlúpe zahodiť toto množstvo energie len kvôli našim predsudkom. Skúsme sa napríklad porovnať s našimi susedmi Rakúskom alebo s nie oveľa vzdialenejšou krajinou Nemeckom, nikto asi nebude protestovať keď poviem že tieto krajiny majú slnečné podmienky veľmi blízke tým našim. Je tu však jeden veľký rozdiel - ľudia. Vlády týchto krajín podporujú svojich občanov vo využívaní obnoviteľných zdrojov energie a samotní občania majú oveľa racionálnejší ale predovšetkým aktívnejší prístup k týmto otázkam. Nemecko patrí medzi krajiny kde sa využitie solárnej energie rýchlo rozvíja, jej momentálne zastúpenie na trhu s energiou nepredstavuje žiadne závratné čísla ale v dnešnej dobe sú dôležitejšie trendy. Slovenská republika má pomerne dobré podmienky na využitie slnečnej energie. Naša republika sa nachádza približne medzi 48° a 50° stupňom zemepisnej šírky. Tok slnečného žiarenia na vodorovnej rovine tu dosahuje približne 1050 kWh na m2, z toho 806 kWh . m-2 pripadá na obdobie od apríla do septembra. Sumy globálneho slnečného žiarenia dopadajúce na južne orientovanú plochu zo sklonom 45O za obdobie 1961 - 1990. |obr.| Technicky využiteľný energetický potenciál solárnych zariadení |tab.| - späť k obsahu - Komplikácie Slnko však svieti najviac práve v období kedy je menší dopyt po energii. Zatiaľ nevieme energiu dlhodobo a bez strát ukladať to je problémom aj bežných zdrojov energie, preto o spôsoboch dlhodobej akumulácie tepla hovoríme v samostatnej kapitole(link). Ďalšou komplikáciou je že slnečná energia má veľmi nízku koncentráciu a jej časové rozloženie je veľmi nepravidelné (deň - noc, ročné obdobia). Rozdielnosť miestnych klimatických podmienok a premenlivosť počasia spôsobujú že nemôžeme rátať z určitými štandardmi. Využitie slnečnej energie je teda po technickej stránke značne náročné, nie je to však neriešitelný problém a ako sa ukazuje, už dnes sme sa s týmto problémom boli schopní vyrovnať do takej miery, že využívanie energie zo slnka je efektívne a ekonomické. - späť k obsahu - Čo teda stojí energia zo slnka Možno ste už narazili na reklamný slogan firmy zaoberajúcej sa predajom technológií na využitie energie slnka v ktorom vám nadšene oznamujú že vstupujeme do zlatého veku slnka a energiu môžeme mať vlastne zadarmo. Nie je to bohužiaľ pravda. Počiatočné investície do solárnych zariadení nie sú príliš nízke a tak napriek faktu že ich životnosť sa už dnes počíta v desiatkach rokov, ceny energie ktorú vyrobia prevyšujú tie ktoré nám momentálne ponúka náš momopolný výrobca - Slovenské elektrárne a. s. Teraz už s istotou vieme že naša vláda konečne rozhodla o normalizovaní cien na trhu energií a to znamená že ceny energií budú v najbližších rokoch rásť - a to o nie zanedbateľné percento. S touto perspektívou a s možnosťou že vláda konečne začne podporovať čisté zdroje energie sa stávajúci pomer cien bude asi veľmi výrazne a rýchlo meniť. V budúcnosti bude jednoznačne narastať výhoda tých s vlastným zdrojom energie pred tými ktorí ju budú čerpať z verejných rozvodných sietí. Návratnosť solárnych kolektorov sa pri momentálnych cenách pohybuje od 10 do 15 rokov v domácnostiach a od 5 do 7 rokov v malých firmách alebo školách, ktoré na ohrev vody používajú elektrinu. Tieto doby sa budú s narastajúcimi cenami energií a klesajúcimi cenami solárnych zariadení zmenšovať. Cena takto vyrobenej tepelnej energie vychádza približne 100 Sk/GJ. Pri svojpomocne vyrobených zariadeniach sa náklady znižujú pod 50 % z ceny profesionálnych zariadení. Vo väčšine tuzemských domácností predstavuje vykurovanie spolu s ohrevom teplej vody až 90 % celkovej spotreby energie, a tak ak zapojíme sily slnka môže to pre nás znamenať značné odľahčenie záťaže našich peňaženiek. V konkrétnych číslach to znamená že môžeme ušetriť až 50 až 70 % energie na ohrev teplej vody a 20 až 40 % tepla na vykurovanie. - späť k obsahu - Návratnosť fotovoltaických panelov sa pohybuje ... ??? (presahuje 10 rokov) V roku 1994 bola cena kremíkových článkov približne 100 Sk za 1 W výkonu, ceny kompletných panelov približne 150 Sk/W. Pri cene 150Sk/W a 25 ročnej životnosti vychádzala výroba elektrickej energie na 5 Sk/kWh. V novostavbách sa však fotovoltaika musí posudzovať v trocha širšom kontexte. V takýchto prípadoch je totiž možné z využitím slnečnej energie počítať už v projekte a tak už vopred vytvoriť vhodné podmienky na jej budúce využívanie, samotná prevádzka zariadení potom bude efektívnejšia čo sa odrazí aj na návratnosti a na cene za vyrobenú energiu. V prípadoch kedy nie je v mieste stavby prístup ku elektrickej sieti je tiež dobré porovnať prípadnú "solárnu" investíciu s investíciou do prípojky na sieť, výkopov, káblov, inštalácie elektromerov, kolaudácie atď, je možné že tieto sumy sa vo finále nebudú veľmi líšiť. Je však nutné poznamenať že v našich podmienkach je čisto solárne riešenie stavby vhodné predovšetkým v rekreačných zariadeniach. Tam kde chceme bývať nastálo je nutné mať aj druhý - záložný zdroj energie. Veľmi vhodné je potom znížiť spotrebu elektrickej energie použitím solárnych kolektorov na ohrev vody. V odľahlejších oblastiach USA je už dnes solárna energia veľmi častým riešením pretože je skutočne o mnoho lacnejšia než kladenie elektrických káblov nehovoriac o potrubí s teplou vodou, čo by sa rovnalo ekonomickej samovražde a v naozaj odľahlých oblastiach by ani nebolo možné. Solárne zariadenia je možné vidieť aj na väčšine domov v Rakúskych Alpách. - späť k obsahu - Chystáte sa investovať do slnka? Ceny solárnych systémov sa neustále znižujú a preto všetky údaje rýchlo strácajú na aktualite, najlepší prehľad získate keď si prelistujete tohtoročné katalógy firiem podnikajúcich v obore. Ak chcete získať predstavu o tom akú veľkú investíciu by vyžadovalo zaopatrenie vášho domu solárnym vykurovaním, ohrevom vody alebo zdrojom elektriny nemali by ste sa spoliehať na informácie z literatúry ani internetových stránok ako je táto, pretože ani s najlepšími odhadmi sa nám nemusí podariť trafiť práve do vášho domu a do podmienok vo vašom okolí. Preto konzultujte svoje reálne možnosti s odborníkmi zo špecializovaných firiem a predajní. Tie solídne sa vám budú ochotne venovať natoľko aby ste získali predstavu o tom čo vás to bude stáť a za koľko sa vám vložené peniaze vrátia. - späť k obsahu - Deľba solárnych systémov I. Aktívne A. výroba tepla kvapalinové kolektory vzduchové kolektory B. výroba elektrickej energie fotovoltaické články solárno-termické systémy II. Pasívne - tzv. ekoarchitektúra, slnečné domy