Solarna energija

Uvod

Solarna energija je energija Sunčevog zračenja koja se reflektuje u obliku svetlosne i toplotne energije. Za iskorišćavanje ove energije koriste se razne tehnike od kojih su najčesće korišćeni solarni paneli i solarni kolektori.

Solarna energija je  važan izvor obnovljive energije a tehnike koje se koriste za iskorišćavanje ove energije se dele u dve glavne grupe: aktivne i pasivne tehnike. Aktivne tehnike podrazumevaju korišćenje solarnih panela, solarnih kolektora, koncentrirajućih solarnih kolektora kako bi se iskoristila solarna energija. Pasivne tehnike uključuju orijentisanje objekta ka suncu, dizajniranje prostorija sa prirodnom cirkulacijom vazduha.

U 2011 godini, Internacionalna Energetska Agencija je rekla da ce razvoj pristupačnih, neiscrpnih i čistih tehnologija za korišćenje solarne energije, imati ogromne benefite na duže staze. To će povećati državnu energetsku stabilnost kroz oslanjanje na domaći, neiscrpni, i nezavisni resurs. Solarna energija može: povećati samoodrživost, smanjiti zagadjenje, smanjiti globalno zagrevanje, i zadržati cene fosilnih goriva na nižimvrednostima. Ove prednosti su globalne.

Sunčeva energija

Planeta Zemlja prima 174PW dolaznog sunčevog zračenja u gornjoj atmosferi. Približno 30% se reflektuje nazad u svemir dok se ostalo apsorbuje od strane oblaka, okeana i zemljane mase. Spektar sunčevog zračenja na Zemljinoj površini se prostire od vidljive do približno infracrvene svetlosti sa malim delom u skoro ultravioletnoj svetlosti.

Zemljina površina, okeani i atmosfera apsorbuju solarnu radijaciju, i to podiže njihovu temperaturu. Topao vazduh koji sadrži vodenu paru iz okeana se podiže, što prouzrokuje atmosferske cirkulacije. Kada vazduh dostigne velike visine, gde je temperatura niska, vodena para se kondezuje u oblake, iz njih kasnije pada kiša na Zemljinu površinu, kompletirajući vodeni ciklus. Vodena para iz okeana utiče i na atmosferske fenomene poput vetra, ciklona i anti - ciklona. Sunčeva energija koja je apsorbovana od strane okeana i zemljane mase održava temepaturu Zemljine površine na  14 °C. Pomoću fotosinteze zelene biljke pretvaraju solarnu energiju u hemijsku energiju, koja proizvodi hranu, drva i biomasu iz koje se fosilna goriva dobijaju.

Solarno grejanje

Tehnologije za solarno grejanje se mogu koristiti za grejanje vode, grejanje prostora, hladjenje prostora.

Sistemi za solarno grejanje koriste sunčevu energiju za grejanje vode. Na lokacijama sa niskom geografskom sirinom (ispod 40 stepeni) od 60 do 70% sanitarne vode u domaćinstvu se mogu obezbediti pomoću sistema za solarno grejanje vode. Najčešće korišćeni solarni kolektori su vakumski solarni kolektori i pločasti solarni kolektori.

Proizvodnja električne energije

Solarna električna energija se dobija konverzijom sunčeve energije u električnu energiju, bilo direktno korišćenjem solarnih panela ili indirektno korišćenjem koncentrirajućih solarnih elektrana. Koncentrirajuće solarne elektrane koriste ogledala i sisteme za praćenje sunca kako bi fokusirali veliku površinu osvetljenu sunčevom svetlošću u mali snop.

Šta su obnovljivi izvori energije

Uvod

Obnovljiva energija je generalno definisana kao energija koja dolazi iz izvora koji se prirodno obnavljaju. U obnovljive izvore energije spada: solarna energija (energija sunca), vetar, kiša, energija plime i oseke, talasi i geotermalna toplota. Obnovljiva energija menja konvencionalna goriva u tri različite oblasti: proizvodnji električne energije, zagrevanju vode/prostora i  proizvodnji motornih goriva.

Svetske investicije u oblasti obnovljive energije su bile preko 214 milijardi USD u 2013 godini, sa USA i Kinom kao globalnim liderima u investicijama.

Rasprostranjenost resursa

Resursi obnovljive energije postoje na raznim geografskim širinama, nasuprot ostalim energetskim resursima, koji su koncentrisani u ograničenom broju država. Brzi razvoj onovljivih izvora energije i energetska efikasnost rezultuju povećanom energetskom sigurnošću, zaštitom životne sredine i ekonomskom isplatljivošću. Na državnom nivou, bar 30 država širom sveta ima bar 20% proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora energije.

Iako su mnogi projekti za iskorišćenje obnovljivih resursa veliki projekti, obnovljive energije su pogodne i za ruralne sredine i zemlje u razvoju, gde je energija često neophodna za ljudski razvoj.

Tokovi obnovljivih izvora energije uključuju prirodne fenomene kao sto je sijanje sunca, vetar, talase, rast biljaka, geotermalnu toplotu.

Obnovljiva energija se crpi iz prirodnih procesa koji se konstantno obnavljaju. U raznim oblicima, crpi se direktno od sunca, ili iz toplote generisane duboko u zemlji. U obnovljive izvore spadaju električna energija i toplota generisani iz solarnih resursa, vetra, okeana, vodenih tokova, biomase, geotermalnih resursa, kao i bio goriva.

Iskorišćenost resursa

Upotreba energije vetra raste na godišnjem nivou 30 % u svetskim razmerama, instalirana snaga u 2012 godini je iznosila 282482 MW i koristi se aktivno širom Evrope, Azije i Amerike. Na kraju 2012 godine solarni paneli su u svetu imali ukupnu instaliranu snagu od 100000 MW, solarni paneli su popularni u Nemačkoj i Italiji. Solarna energija za grejanje se koristi u Španiji i Americi, a najveće solarno postrojenje za grejanje se nalazi u Majavi pustinji i ima snagu od 354 MW. Najveće geotermalno postrojenje na svetu nalazi se u Kaliforniji, sa nominalnim kapacitetom od 750 MW.

Brazil ima jedan od najvećih programa u oblasti iskorišćenja obnovljivih izvora energije, koja uključuje i proizvodnju etanola iz šećerne trske, tako da etanol danas u Brazilu pokreće 18% automobila.

Obnovljivi izvori energije su velika šansa za energetsku efikasnost jer postoje širom sveta, suprotno od ostalih energetskih izvora, koji su koncentrisani u odredjenom broju država.

Za šta se može koristiti obnovljiva energija?

Obnovljiva energija menja konvencionalna goriva u tri različite oblasti:

• Proizvodnji električne energije. Obnovljiva energija obezbedjivala je 21.7% generisane električne energije širom sveta u 2013 godini. Generatori električne energije su rasprostranjeni u mnogim državama. Neke države dobijaju većinu električne energije za svoje potrebe iz obnovljivih izvora energije poput Islanda(100%), Norveške(98%), Brazila(86%),  Austrije(62%), Novog Želanda(65%) ili Švedske(54%).
• Grejanje. Solarno grejanje vode zauzima značajan procenat u grejanju u mnogim državama, najviše u Kini. Širom sveta instalirani su sistemi za solarno grejanje vode koji zadovoljavaju potrebe 70 miliona domaćinstava za sanitarnom vodom. Procenat domaćinstava koje se greje na biomasu raste iz dana u dan. Geotermalno grejanje je takodje u porastu.
• Transportna goriva. Obnovljiva bio goriva doprinela su značajnom smanjenju potrošnje nafte. u 2009 godini oko 5% ukupno potrošenog goriva u svetu bilo je bio-gorivo.