Światowe zainteresowanie energetyką słoneczną

Po dokonaniu analizy całkowitych globalnych rezerw paliw kopalnych oraz rocznych zasobów energii odnawialnej w odniesieniu do rocznego światowego zapotrzebowania na energię (rys. 2) okazuje się, że największe rezerwy tkwią w energii słonecznej.

Docierające do Ziemi zasoby energii słonecznej (rys. 3) znacznie przewyższają dostępne w skali roku zasoby pozostałych rodzajów energii odnawialnej, a także całkowite rezerwy wszelkiego rodzaju paliw kopalnych łącznie. Problem tkwi w efektywności dostępnych systemów umożliwiających wykorzystywanie energii słonecznej.

Systemy wykorzystujące promieniowanie słoneczne po zainstalowaniu na terenach wskazanych ciemnymi punktami na rys. 3, tj. na afrykańskiej Saharze oraz na pustyniach: Arabii Saudyjskiej, Chin, Australii, USA i Chile, byłyby w stanie dostarczyć więcej energii niż wynosi obecne światowe zapotrzebowanie na energię pierwotną (uwzględniając efektywność konwersji rzędu 8%). W powyższych szacunkach uwzględniona została cała aktualna konsumpcja energii obejmująca zapotrzebowanie na energię cieplną, energię elektryczną oraz surowce energetyczne, w tym służące do produkcji paliw transportowych.

Do zalet energii słonecznej należą:

• powszechna dostępność,
• brak negatywnych konsekwencji dla środowiska podczas eksploatacji,
• małe koszty eksploatacji,
• pozytywny wpływ na zmniejszenie uzależnienia od dostawców energii.

Wśród wad można dostrzec natomiast:

• wysoki koszt instalacji systemów solarnych,
• dużą podatność na warunki środowiskowe,
• sezonowość dostaw, gdyż w nocy produkcja energii ustaje.

Wśród podstawowych sposobów wykorzystania energii słonecznej wymieniane są:

• pasywna konwersja fototermiczna - polegająca na ogrzewaniu wody przepływającej przez specjalny system rur - ten sposób używany jest m.in. do ogrzewania budynków i dostarczania ciepłej wody,
• aktywna konwersja fototermiczna - polegająca na podgrzewaniu specjalnych roztworów (sód, lit, azotan potasu), które parując wprawiają w ruch turbinę wytwarzającą energię elektryczną,
• konwersja fotowoltaiczna - polegająca na przetwarzaniu promieniowania słonecznego bezpośrednio na energię elektryczną (nadaje się do zastosowania głównie w warunkach dużego nasłonecznienia).

Systemy fototermiczne (tab. 1) występują w dwóch odmianach, które należy wykorzystywać w zależności od klimatu panującego w miejscu ich instalacji (zamieszkiwania użytkownika), tj. dla klimatu chłodnego lub ciepłego. W systemach dla klimatu chłodnego (z obiegiem zamkniętym) wykorzystywane są substancje niezamarzające, które zabezpieczają system, zwłaszcza zimą oraz podczas chłodnych jesiennych nocy. W systemach dla klimatu ciepłego (z obiegiem otwartym) woda po przejściu przez kolektor słoneczny przesyłana jest bezpośrednio do bojlera.