Količina sunčeve svetlosti koja dolazi do površine naše planete za samo sat i trideset minuta je dovoljna da pokrije celokupnu potrošnju električne energije na čitavom svetu za godinu dana! Da, verovali ili ne, toliko energije dobijamo svakog dana, a iskorišćeno je izuzetno malo. I pored činjenice da je solarna energija obnovljiva, čista, ne stvara emisije štetnih gasova, a iznad svega je i beskonačna, ona se još uvek ne koristi u dovoljnoj meri. Kako bismo vam približili solarne sisteme i sve njihove prednosti, u nastavku govorimo o načinu funkcionisanja solarnih panela i elektrana.
Šta su solarne elektrane?
U osnovi, bilo koji objekat koji koristi tehnologiju fotonaponskih ćelija za pretvaranje solarne energije u električnu je solarna elektrana.
Iako je možda prva pomisao na solarnu elektranu slika nepreglednog polja solarnih panela koja generiše ogromne količine električne energije, zapravo i daleko manje postrojenje se može smatrati solarnom elektranom.
Na primer, sistem predviđen za domaćinstva je takođe mala solarna elektrana predviđena i projektovana da pokrije troškove i potrebe jedne kuće.
Takođe, postoje i drugi tipovi elektrana koji prvo pretvaraju sunčevu u toplotnu, a zatim u električnu energiju, a o njima ćemo takođe govoriti kasnije iako su za sada ovakva postrojenja nedostupna običnim ljudima zbog svoje izuzetno visoke cene.
Kako solarne elektrane funkcionišu?
Osnova za svaku solarnu elektranu jesu solarni paneli. Oni mogu biti monokristalni, polikristalni i tankoslojni.
Monokristalni solarni paneli su najefikasniji, ali i najskuplji od svih nabrojanih tipova. Njihova efikasnost je oko 20%, a lako se mogu prepoznati po crnoj boji.
Polikristalni paneli su verovatno najpopularnija opcija kada je reč o kućnim solarnim elektranama, pre svega zbog njihove pristupačne cene. Ipak, ovi paneli su nešto manje efikasni (oko 15%), glomazniji u pogledu veličine, a možete ih lako prepoznati po crno-plavoj boji.
Što se tiče tankoslojnih panela, ovakvo rešenje je finansijski verovatno najisplativije, barem u početku. Ovi paneli su tanki, fleksibilni, lagani, ali glavna mana je dosta kraći vek trajanja. Najčešće se koriste na industrijskim zgradama i krovovima.
Ipak, koji god tip panela da je ugrađen, način funkcionisanja je uvek isti. Solarni paneli “hvataju” sunčeve zrake i potom ih pretvaraju u električnu energiju.
Svaki panel se zapravo sastoji od fotonaponskih ćelija koje su napravljene od poluprovodničkog materijala što je obično silicijum.
Ove ćelije sadrže elektrone, koji pod uticajem sunčevih zraka mogu da se kreću i to u vidu jednosmerne struje (DC) koja dostiže napon i do 1500V. Čitav postupak se naziva fotoelektrični efekat.
Nakon stvaranja jednosmerne (DC) struje, uz pomoć invertera, odnosno pretvarača, struja se pretvara u naizmeničnu (AC) koja je pogodna za korišćenje u domaćinstvima za napajanje kućnih uređaja.
Takođe, važno je naglasiti da se ovako generisana električna energija može dalje koncentrisati ili obraditi kroz niz transformatora kako bi se dalje prilagodila za kućne uređaje i upotrebu.
Osim toga, proizvedena energija se može dalje skladištiti u baterijama za kasniju upotrebu ili preusmeriti u električnu mrežu radi zarade.
Dakle, u suštini, glavni elementi jedne solarne elektrane jesu solarni paneli, inverteri i ožičenje, dok su baterije opcioni dodatak.
Nekonvencionalne solarne elektrane
Kada zamišljamo solarne elektrane, verovatno je slika sa nepreglednim poljem solarnih panela, koju smo ranije opisali, prva koja pada na pamet. I zaista, ove tipove solarnih elektrana najčešće i možemo da sretnemo svakodnevno, na krovovima kuća, zgrada, itd..
Ipak, osim korišćenja fotonaponskih ćelija za direktno generisanje električne energije, postoje i druge, nekonvencionalne metode i načini na koje jedna solarna elektrana može funkcionisati.
Na primer, postoje parabolični kolektori, koncentrovane linearne solarne termoelektrane, solarni tanjiri, solarni tornjevi, itd..
Parabolični kolektori su napravljeni od niza paraboličnih ogledala, blago zakrivljenih oko samo jedne ose i kolektora. Svrha ovih ogledala je da usmeravaju zrake na kolektor.
Ovako koncentrisano svetlo zagreva tečnost (najčešće sintetičko ulje, rastopljenu so ili paru pod pritiskom) koja se sakuplja centralno, a zatim koristi za ključanje vode u parnoj turbini koja proizvodi električnu energiju iz mehaničkog rada.
Koncentrovane linearne solarne termoelektrane se sastoje od polja ogledala koja se naginju i prate položaj sunca, pa tako i maksimalno povećavaju “hvatanje” sunčeve svetlosti.
Kao i kod paraboličnih kolektora, i kod ovog tipa su ogledala paraboličnog oblika, ali imaju i takozvanu “prijemnu cev” koja se nalazi iznad ogledala pa omogućava da se paneli slobodnije kreću.
Na kraju, solarni tanjiri su takođe paraboličnog oblika, sa mnoštvom malih ogledala koja usmeravaju sunčevu svetlost u žarišnu tačku.
Tako prikupljena solarna energija se zatim prenosi do motora i pokreće klipove koji pretvaraju sunčevu toplotu u mehaničku, a kasnije i električnu energiju.
Ovakav tip solarnih termoelektrana se naziva i Fresnelovim solarnim elektranama.
Solarne termoelektrane?
Iako možda izgleda čudno, tipovi nekonvencionalnih solarnih elektrana koje smo ranije pomenuli su zapravo solarne termoelektrane.
Za razliku od uobičajenih termoelektrana koje koriste fosilna goriva (recimo ugalj) da bi proizvele električnu energiju, solarne termoelektrane koriste isključivo sunčeve zrake i potpuno su ekološki prihvatljive.
Ovakve elektrane proizvode struju tako da prvo pretvaraju solarnu energiju u toplotnu i mehaničku, a zatim u električnu, za razliku od fotonaponskih elektrana koje direktno proizvode električnu energiju.
Ovde treba napraviti razliku da fotonaponske solarne elektrane koje proizvode električnu energiju direktno, koriste fotonaponske solarne panele, dok solarne termoelektrane koriste kolektore.
Gotovo svi tipovi solarnih termoelektrana imaju potrebu za koncentrisanjem sunčevih zraka upravo zbog neophodnosti visokih temperatura, a takođe imaju i sisteme za praćenje položaja Sunca na nebu što dodatno povećava ionako visoke cene ovih elektrana.
Ipak, ušteda sa ovim termoelektranama je moguća tako što se umesto električne, skladišti toplotna energija koja se inače koristi u proizvodnji struje. Ovo takođe obezbeđuje nastavak proizvodnje čak i kada uslovi nisu pogodni.
Zaključak
Solarne elektrane su sjajan način za iskorišćenje energije Sunca koja je neograničena, a svakako dolazi do površine naše planete.
Trenutno postoje dva načina kako se može dobiti električna iz solarne energije, a to su elektrane sa fotonaponskom tehnologijom i solarnim panelima zasnovanim na silicijumu kao poluprovodničkom materijalu, kao i termalne solarne elektrane koje koriste kolektore za prikupljanje toplote koja se pretvara u mehaničku, a zatim i u električnu energiju.
Iako je tehnologija fotonaponskih solarnih panela daleko dostupnija običnim ljudima, još uvek nije dovoljno iskorišćena sva prednost koju ona donosi i još uvek ima puno prostora da se energija koju svakog dana dobijamo od Sunca iskoristi na pravi način.
Povezani postovi
Deklaracija solarnih panela – Kompletno objašnjenje specifikacije
Da li ste ikada pročitali deklaraciju sa specifikacijama bilo kog proizvoda, a da nije telefon…
Pametna brojila (smart meters) i solarni paneli – Kako funkcionišu zajedno?
Pametna brojila su relativno nova stvar kod nas na tržištu, a kao što im samo…
Recikliranje solarnih panela – Da li je moguće i da li je isplativo?
Neke od najčešćih asocijacija kada se pomisli na solarnu energiju jesu da je to zeleni,…
Solarni PV-T paneli – Šta su i kako funkcionišu?
Gotovo sigurno ne postoji čovek koji ne zna šta su solarni paneli, kako se koriste,…
