Solárna energia k nám prúdi zo slnka a ako taká je zadarmo. Okrem toho, že sa dá využívať na výrobu elektrickej energie, ohrev vody či varenie, má slnečná energia „na svedomí“ aj ďalšie druhy energie – napríklad veternú alebo vodnú.

Slnečná energia k nám prúdi bez toho, aby sme sa o to akokoľvek pričinili. Patrí teda medzi najdostupnejšie a zároveň najčistejšie obnoviteľné zdroje energie na našej planéte.

Keby sme ju ako ľudstvo vedeli využívať naplno, nepotrebovali by sme žiadny iný zdroj energie a napriek tomu by sme mali dostatok elektrickej energie, teplej vody, tepla na kúrenie aj pohon dopravných prostriedkov.

Technológie využívajúce solárnu energiu sú síce z roka na rok dokonalejšie, ale aj tak pokrýva energia získaná zo slnka zatiaľ len zlomok z celkovo vyrobenej elektrickej energie.

Napríklad v Európskej únii mali v roku 2021 solárne zdroje 10-percentný podiel na výrobe elektrickej energie. V solárnych paneloch sa vtedy vyrobilo 39 terrawatthodín (TWh) elektriny, čo bolo o takmer 11 TWh viac ako v roku 2018.

Na čo má vplyv solárna energia?

Hoci zatiaľ nedokážeme využívať potenciál slnečnej energie prichádzajúcej na zem naplno, platí zákon zachovania energie, podľa ktorého sa všetka solárna energia po dopade na našu planétu premení na iné formy energie.

Znamená to, že vplyv slnečnej energie sa prejavuje aj na iných zdrojoch energie – aj zelených. Slnečná energia je napríklad hybnou silou pre kolobeh vody, teda vodnú energiu. Ohrievanie vzduchu a jeho prúdenie by tiež nebolo možné bez slnečnej energie. Takže sa podieľa aj na veternej energii.

Slnečná energia je potrebná rovnako tak na existenciu energie z biomasy, pretože bez slnka by nemohla prebiehať fotosyntéza.

Tieto druhy slnečnej energie sú zadarmo.

Solárna energia a jej využitie

Využívať slnečnú energiu cielene znamená nechať ju dopadať na zariadenia, ktoré ju vedia ďalej premieňať na iné druhy energie.

Takými zariadeniami sú napríklad slnečné (solárne) kolektory, fotovoltické články (solárne panely), slnečná pec, slnečný varič a slnečná (prúdová) veža. Nimi sa dá solárna energia premieňať na elektrickú a/alebo tepelnú energiu.

Ako sa to deje? Energia, ktorá sa dostáva na zem zo slnka (na jeho povrchu je teplota cca 6 000 °C), je vo forme žiarenia. To sa skladá zo svetla, UV žiarenia a tepelného žiarenia.

Energia zo slnka je ukrytá vo fotónoch, malých časticiach, ktoré sú neustále v pohybe, majú rýchlosť svetla a nulovú hmotnosť. Vlastnosti fotónov sa využívajú pri premene slnečnej energie na iný druh energie.

Táto energia je v podstate zadarmo, náklady na ňu tvoria iba kúpa, montáž a prevádzka zariadení.

Solárne kolektory

Slnečné kolektory sú zariadenia, ktoré sa využívajú na ohrev vody. Doma nám tak môže v sprche alebo v podlahovom vykurovaní prúdiť voda, ktorú zohrialo slnko.

Solárny kolektor je v podstate každé zariadenie (vec), ktoré dokáže zachytávať slnečné lúče, premeniť ich energiu na teplo a následne toto teplo odovzdať teplonosnej látke.

V domácnostiach sa na ohrev vody v bazéne využívajú napríklad plastové absorbéry, ktoré sa skladajú z plastovej hadice navinutej na špirále.

Na ohrev úžitkovej vody sa používajú ploché a trubicové vákuové kolektory.

Pre väčšie prevádzky sú vhodné koncentrické zrkadlové kolektory. Fungujú na princípe zachytenia a nasmerovania slnečných lúčov do jedného miesta (ohniska), kde sa nachádza potrubie. V ňom cirkuluje teplonosná kvapalina, ktorá sa zohrieva energiou z lúčov. Používa sa na ohrev vody, ale môže slúžiť aj na pohon parnej turbíny, ktorá vyrába elektrickú energiu.

Fotovoltika

Fotovoltické články sú zariadenia, ktoré premieňajú slnečnú energiu na elektrickú. Články sú v podstate veľké bloky pokryté polovodičmi (najčastejšie kremíkovými), v ktorých sa energia z fotónov premieňa na jednosmerný elektrický prúd. Ten sa z panelov odvádza do zariadení, ktoré ho menia na striedavý prúd.

Odtiaľ sa cez rozvádzač vedie elektrický prúd buď priamo do budovy, úložného miesta (baterky) alebo do siete elektrizačnej a prenosovej sústavy.

Jednoduchým príkladom na využívanie slnečnej energie ako zdroja energie pre zariadenia je solárna kalkulačka, hodinky, solárne nabíjačky či vesmírne sondy.

Samozrejme, fotovoltické články sú aj základným komponentom fotovoltických elektrární. Vďaka pokroku vedy a využívaniu stále nových materiálov sa cena fotovoltických článkov z roka na rok rapídne znižuje, vďaka čomu sú náklady na nákup fotovoltickej sústavy na výrobu vlastnej elektrickej energie čoraz dostupnejšie. Tým sa skracuje aj dĺžka návratnosti tejto investície.

Na nezaplatenie je zároveň väčšia nezávislosť od komerčného dodávateľa elektrickej energie.

Slnečná pec

Slnečná pec je zariadenie, ktoré sústreďuje slnečné lúče do jedného bodu pomocou zrkadiel. Tie sú usporiadané tak dômyselne, že teplota v ohnisku môže mať aj 3 000 °C, preto sa dá takéto zariadenie využívať napríklad na tavenie ocele, výrobu vodíka ako pohonnej hmoty alebo na generovanie elektrickej energie.

V praxi sa však využíva veľmi málo, pretože výkon a stabilita slnečnej pece sú veľmi závislé od počasia.

Doteraz bola najväčšia slnečná pec postavená na Pyrenejach vo francúzskej horskej obci Odeillo.

Slnečný varič

Slnečný varič pracuje na obdobnom princípe ako slnečná pec, ale ide o oveľa menšie zariadenie. Využívajú ho napríklad humanitárne organizácie v krajinách tretieho sveta, kde je dostatok slnečného žiarenia, no náročný prístup k iným druhom palív alebo zdrojom energie.

Malé prenosné solárne variče získavajú čoraz väčšiu popularitu aj pri kempovaní a pobytoch v prírode. Bez zakladania ohňa sa v nich dá pripraviť chutné jedlo.

Intenzita tepla (varenia) sa reguluje takmer primitívne – posúvaním nádoby tak, aby slnečné lúče dopadali na malú plochu nádoby buď čo najintenzívnejšie, alebo iba na jej časť.

Využívanie slnečnej energie na Slovensku

Na Slovensku sa solárna energia využíva na ohrev vody a získavanie elektrickej energie v domácnostiach a firmách, ako aj na výrobu elektrickej energie v slnečných parkoch (fotovoltické elektrárne).

Napriek tomu využívame iba zlomok potenciálu slnečného žiarenia na Slovensku. Ministerstvo hospodárstva SR stanovilo využiteľný potenciál slnka u nás na 9 450 GWh ročne. Solárna energia by tak mohla byť druhý najvýznamnejší zdroj obnoviteľnej energie na Slovensku. Prvým je biomasa, ak neberieme do úvahy atómovú energiu, ktorá bola oficiálne zaradená medzi udržateľné zdroje.

Investícia do sebestačnosti

Podľa odborníkov by domácnosti, ale aj firmy mali v nasledujúcich rokoch investovať do solárnych zariadení, čím ušetria náklady na drahé energie a zároveň zvýšia svoju sebestačnosť.

To by podľa nášho názoru mohlo zabezpečiť udržateľnú konkurencieschopnosť slovenského hospodárstva.

Investícia do fotovoltického systému vo výške 10-tisíc € znamená každoročne 10-tisíc kilowatthodín elektrickej energie. Ak sa cena za kilowatthodinu vydelí životnosťou zariadenia (čo je približne 20 rokov), už dnes je takto získaná elektrina lacnejšia než elektrina z klasických zdrojov.

Jadrová energia: Zelená budúcnosť alebo hrozba?
Vieme, ako ušetriť vo vašej výrobe energie a na účte tisíce eur