Energetyka słoneczna
Gałąź przemysłu zajmująca się
wykorzystaniem energii promieniowania
słonecznego zaliczanej do odnawialnych źródeł
energii.
Słońce jest podstawowym źródłem energii dla naszej
planety. Przed milionami lat energia słońca
docierająca do ziemi została uwięziona w węglu,
ropie naftowej, gazie ziemnym itp. Również słońcu
zawdzięczamy energię jaką niesie ze sobą wiatr czy
fale morskie. Można także bezpośrednio
wykorzystywać energię słoneczną poprzez
zastosowanie specjalnych systemów do pozyskiwania
i akumulowania energii słonecznej
Promieniowanie słoneczne jest
to strumień energii emitowany
przez Słońce równomiernie we
wszystkich kierunkach. Miarą
wielkości promieniowania
słonecznego docierającego ze
słońca do ziemi jest tzw. stała
słoneczna. Jest ona wartością
gęstości strumienia energii
promieniowania słonecznego
na powierzchni stratosfery i
obecnie wynosi 1,4 kW/m2
W Polsce generalnie istnieją
dobre warunki do wykorzystania
energii promieniowania
słonecznego przy dostosowaniu
typu systemów i właściwości
urządzeń wykorzystujących tę
energię do charakteru, struktury
i rozkładu w czasie
promieniowania słonecznego
Promieniowanie świetlne
W promieniowaniu słonecznym
docierającym do powierzchni Ziemi
wyróżnia się trzy składowe
promieniowania:
Bezpośrednie pochodzi od
widocznej tarczy słonecznej
Rozproszone powstaje w
wyniku wielokrotnego
załamania na składnikach
atmosfery
Odbite powstaje w skutek
odbić od elementów
krajobrazu i otoczenia
Baterie słoneczne są darmowymi źródłami energii,
chociaż nie można ich nazwać stu procentowymi "Free
Energy Device", ponieważ ta etykieta zarezerwowana
jest dla urządzeń dających energię w dowolnym miejscu i
czasie. Baterie słoneczne uzależnione są głównie od
energii świetlnej-fotonów, zatem bez światła nie będą
one działać... Jest to utrudnienie, gdyż nie otrzymuje się
energii elektrycznej w dowolnym czasie. Problem ten
można rozwiązać podłączając akumulatory. Bateria
słoneczna, zwana ogniwem fotowoltaicznym ładuje
akumulator w czasie nadwyżek energii. Gdy nastąpi
deficyt tej energii będzie ona czerpana z akumulatora,
jaki pełni role swego rodzaju bufora. Tego typu
rozwiązania mają już swoje ustabilizowane miejsce na
rynku, jednak z powodu bardzo wysokich cen nie ma
wielkich szans na ich powszechne stosowanie.
Historia:
1767 szwajcarski uczony, Horace de
Saussure , buduje pierwszy słoneczny
kolektor Saussure.
1839 Edmund Becquerel, po raz pierwszy obserwuje efekt fotoelektryczny
Willoughby Smith, 1873 : Pierwsza obserwacja efektu
fotoelektrycznego w ciele stałym. 1873:
1883 Pierwsza bateria słoneczna: Charles Fritts
1905 Wyjaśnienie zjawiska fotoelektrycznego: Albert Einstein
1915 Potwierdzenie wyjaśnienia zjawiska fotoelektrycznego: Robert
Millikan
1918 Metoda wytwarzania monokryształów krzemu: Jan Czochralski
1941 Krzemowa bateria słoneczna: Russell Ohl
~
Bateria słoneczna składa się z wielu
ogniw fotowoltanicznych, które
wzajemnie połączone zwiększą
wytwarzane napięcie. Typowa bateria
wytwarza maksymalnie prąd 2A i 17V
co daje moc 34W.
Budowa
baterii
słonecznej
Zasada działania:
Teksturowanie powierzchni
Powierzchnia komórki ma strukturę
albo piramidek, albo sferycznych
rowków. Wskutek tego padające
światło odbija się od powierzchni
wielokrotnie.
Światło o większej intensywności
pada na powierzchnię komórki dzięki
układowi soczewek i zwierciadeł
skupiających światło .
Skupianie światła
Opiszemy projekty mające na celu
przybliżenie technologii
wykonywania oraz działania tego
typu mini elektrowni:
Opiszemy projekty mające na celu
przybliżenie technologii
wykonywania oraz działania tego
typu mini elektrowni:
Jest niezbyt wydajny, jeśli chodzi o ilość
dostarczanej energii elektrycznej, jednak ma
pewien wielki plus, jest bardzo prosty w
wykonaniu! Zachęcamy więc do rozpoczęcia
swojej przygody z ogniwami,
fotowoltaicznymi właśnie od tego przykładu.
Są to filtry przepuszczające tylko wybrane
spektrum światła. Działanie baterii
słonecznej w przypadku użycia szkła z
filtrem będzie, o wiele mniej wydajne.
Najlepszym do tego celu wydają się być
białe szklane, lub plastikowe butelki. Można
odciąć szyjkę tak by wlot od góry był jak
najbardziej otwarty, światło będzie wpadało
bez żadnych przeszkód. Jedyną wada
takiego rozwiązania jest to, że niestety nie
można w łatwy sposób transportować tego
typu baterii. Kolejnymi podzespołami są
dwie miedziane płytki
Im większa ich powierzchnia
tym lepiej! Jeśli chodzi o
grubość to z powodów
technologii produkcji baterii
powinno się użyć jak
najcieńszych płytek. Do
działania niezbędna jest
czysta woda, jej ilość musi
być wytaczająca do
napełnienia pojemnika
(butelki), w której
montowane jest ogniwo, oraz
sól kuchenna. Do wykonania
połączeń elektrycznych
używany jest drut w izolacji.
Przy produkcji niezbędne jest źródło
ciepła, najlepiej kuchenka z płytą
elektryczną. Jej moc powinna wynosić
minimum 1kW. Właśnie na tej
kuchence przeprowadzany jest proces
przygotowania miedzianej płytki.
Przed utlenianiem należy obydwie
miedziane płytki dokładnie wyczyścić
(lepiej nie używać środków
chemicznych, jedynie mydła, potem
etanolu), po czym położyć jedną z
nich na palnik. Nie powinno się
dotykać miedzianych płytek, należy
zachować laboratoryjną czystość. Nie
wolno zapomnieć o czystych dłoniach,
najlepiej płytki dotykać i przenosić ją
za jeden z rogów pęsetą. Teraz
rozgrzewamy tylko jedną z płytek. Na
początku zrobi się czarna, potem cały
"nalot" zacznie odpadać.
Podgrzewamy ją jeszcze trochę, by
straciła jak najwięcej czarnego
"nalotu". Gdy stwierdzimy, że już
proces nie zachodzi kończymy
podgrzewanie i czekamy aż nastąpi
schłodzenie do temperatury
pokojowej. Cały czarny "nalot"
(tlenek) powinien łatwo odpaść,
można zdmuchnąć jego nadmiar, jeśli
to konieczne spłukać wodą. Trzeba
pamiętać by nie naruszyć delikatnej
struktury, jaka została wytworzona na
powierzchni blaszki.
Teraz obydwie blaszki wsadzamy do
przezroczystego pojemnika. Blaszki
nie mogą się ze sobą stykać. Należy
przygotować roztwór wody z
rozpuszczoną w niej soli kuchennej.
Sól powinna być jak najbardziej
czysta! Tak przygotowany płyn
wlewamy do naszego ogniwa. Teraz
bateria słoneczna jest już gotowa i
możemy przeprowadzić pomiary ilości
dostarczanej energii elektrycznej. Do
blaszek można dołączyć druty by
łatwiej było podłączać urządzenia lub
mierniki.
GALERIA
GALERIA
GALERIA
GALERIA
Bibliografia:
Zdjęcia:
http://www.ekologiczni.pl/p/1207994868solar_panel.jpg
http://www.modernhome.pl/data/include/img/news/1189160704.gif
Tekst:
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/maria/pdf/MF9_05_9.pdf
http://pl.wikipedia.org/wiki/Energetyka_słoneczna
http://wyooo.republika.pl/pliki/slonce.htm
http://noweenergie.org/index.php?page=artykuly&a_id=16
