Czy możliwe jest wykorzystanie energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej na dużą skalę? Czy za pomocą słońca można ogrzewać domy? Jeśli interesują Cię odpowiedzi na te pytania, zaglądnij do tego tematu!

Amerykańscy uczeni policzyli, że w ciągu jednej godziny nasza planeta otrzymuje ze słońca tyle energii, ile ludzkość zużywa w ciągu roku. Nie jest zatem dziwne, że jesteśmy coraz bardziej zainteresowani jej wykorzystaniem. Są miejsca na kuli ziemskiej (o dużym nasłonecznieniu i zapotrzebowaniu na energię elektryczną), gdzie opłaca się budować elektrownie słoneczne. W wielu innych miejscach (w tym też w Polsce) większe znaczenie może mieć wykorzystanie energii słonecznej do produkcji ciepła, np. za pomocą kolektorów słonecznych.
 
Elektrownie słoneczne mogą pracować metodą heliotermiczną lub helioelektryczną.
 
Metoda heliotermiczna polega na przemianie promieniowania słonecznego w ciepło (poprzez czynnik roboczy), które jest następnie doprowadzane do turbiny napędzającej generator produkujący energię elektryczną. Stosowane są tutaj systemy zdecentralizowane i scentralizowane.
 
W systemach zdecentralizowanych wykorzystywane są kolektory liniowe ogrzewane za pomocą energii słonecznej odbitej od koncentratorów płaskich lub skupiających (parabolicznych lub rynnowych, ewentualnie liniowych zwierciadeł Fresnela), tworzących tzw. farmy słoneczne.
 
W systemach scentralizowanych stosuje się wiele heliostatów (luster) rozmieszczonych na pewnym terenie (polu heliostatów), które skupiają energię promieniowania słonecznego w jednym punkcie - na absorberze wieżowym (elektrownia heliocentryczna).
 
Podobne rozwiązanie stosowane jest w przypadku pieca solarnego, który może zostać wykorzystany do topienia stali, produkcji energii elektrycznej lub paliwa wodorowego. Heliostaty są w tym przypadku ustawione na wzniesieniu, a odbite od nich promienie słoneczne skierowane są na zespół zwierciadeł płaskich umieszczonych na przeciwko wzniesienia. Ponieważ zwierciadła te tworzą olbrzymi wycinek sfery, promienie słoneczne zostają skupione na małej powierzchni. Dzięki temu można uzyskać bardzo wysoką temperaturę w ognisku sfery (zwierciadeł) - około 3000 stopni Celsjusza.
 
Metoda helioelektryczna polega z kolei na bezpośredniej przemianie energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną za pomocą ogniw słonecznych (fotowoltaicznych).
 
Są też rozwiązania hybrydowe (systemy PV/T), polegające na zastosowaniu modułów fotowoltaicznych tworzących zwierciadło wklęsłe (w kształcie misy), pozwalających na dodatkowe wykorzystanie ciepła odbitego od powierzchni ogniw, poprzez jego skupienie na absorberze umieszczonym w ognisku tego zwierciadła.
 
Ciekawe rozwiązanie stanowi także wykorzystanie silnika Stirlinga do produkcji energii elektrycznej za pomocą ciepła pochodzącego ze skupionych promieni słonecznych oraz wieży słonecznej będącej bardzo wysokim kominem słonecznym, w którym energię ruchu powietrza nagrzanego w ogromnym kolektorze słonecznym przekształca się na energię elektryczną za pomocą turbiny wiatrowej połączonej z generatorem prądu.
 
Wkrótce pojawi się więcej szczegółów na ten temat.
Jeśli jednak już teraz interesuje Cię, jak wyglądają i działają ogniwa, moduły i panele słoneczne oraz do czego można je wykorzystać, zaglądnij do tematu: Jak powstaje prąd w ogniwie słonecznym?. 
 
Materiały źródłowe:
Tytko R., Odnawialne źródła energii. Wyd. OWG, Warszawa 2009.
Wirtualne Laboratorium Zrównoważonego Rozwoju Agenda 21.
Wikipedia.
  
Warto też zaglądnąć do innych podobnych tematów:
- Skąd się bierze prąd w bateriach?
- Skąd się bierze prąd w gniazdkach elektrycznych?
- Jak powstaje światło elektryczne?
- Czy światło może być ostre jak brzytwa?
- Co to jest światłowód?
- Jak zaobserwować dyfrakcję i rozszczepienie światła?
- Co można zobaczyć w krzywym zwierciadle?
- Czy można wpaść w dziurę ozonową?
- Jak działają elektrownie wodne? 
- Czy wiatraki rosną na farmie?