Využití solární energieA5M13VSO

soubor přednášek

Prof. Ing. Vítězslav Benda, CSc.

ČVUT v Praze, Fakulta elektrotechnická

Katedra elektrotechnologie

Osnovy přednášek:1. Sluneční energie a základní formy jejího využití

2. Vliv zeměpisné polohy a klimatu na intenzitu a spektra

3. Konverze sluneční energie na tepelnou energii

4. Solární termické systémy pro výrobu elektrické energie

5. Fotovoltaický jev, fotovoltaické články a jejich charakteristiky

6. Fotovoltaické systémy

7. Ekonomika provozu a současné trendy v oblasti využívání sluneční energie

Osnovy cvičení:1. Organizační záležitosti

2. Výklad laboratorních úloh

3. Měření intenzity a spektra slunečního záření

4. Měření V-A charakteristik FV článků

5. Měření elektrických parametrů FV modulů

6. Exkurse - demonstrační FV systém

7. Závěrečný test – zápočet

Literatura:[1] Čenek, M. a kol.: Obnovitelné zdroje energie, FCC Public, Praha, 2001

[2] Gordon, J., et al: Solar Energy - the State of the Art, James & James(Science Publishesrs), London, 2001

[3] Handbook of Photovoltaic Science and Engineering. Edited by A. Luque and S. Hegedus, John Wiley & Sons,2003

Vliv zeměpisné polohy a klimatu na intenzitu a spektra slunečního záření

A5M13VSO-1

Rychlý růst populace v posledních staletích

Současná společnost neustále zvyšuje nároky na spotřebu energie, zejména v dopravě

Rychlý nárůst populace má za následek nárůst spotřeby energie spojený se zvýšením koncentrace CO2 v atmosféře

S nárůstem populace a globalizací je spojena zvýšená spotřeba energiea postupné vyčerpávání zásob

Zásoby zdrojů energie jsou omezené

• Slunce – „plynová koule“ o průměru cca 1.4 milionů km vzdálená od Země 150 milionů km

• Slunce – zdroj veškeré energie díky termonukleárním reakcím

• Energie ze Slunce dopadající na Zemi – „světlo“ a „teplo“

• „Světlo“ i „teplo“ – elektromagnetické záření - fotony

• spektrum slunečního záření dopadající na Zemi:

- ultrafialové paprsky- viditelné světlo- infračervené záření

Slunce a sluneční spektrum

1000W/m2

1 – 6MWh/m2

Na povrch atmosféry Země dopadá záření o střední intenzitě 1367 W/m2

Na povrch atmosféry dopadá výkon slunečního záření 180 000 TW

Část energie se absorbuje v atmosféře, část dopadá na zemský povrch, který ohřívá. Následkem je proudění vzduchu, koloběh vody v přírodě.

Sluneční záření bude důležitým zdrojem energie, zejména po roce 2030

Solární energie může být využita třemi způsoby

Pasivní solární teplo

- Může být využito při návrhu domů tak, aby se snížila potřeba energie k vytápění

Solární ohřev

Příprava horkého vzduchu, vody nebo páry pomocí speciálních kolektorů

Fotovoltaika

Přímá přeměna sluneční energie na energii elektrickou

Pasivní solární teplo

Odsolování mořské vody

Sušení zemědělských produktů

Solární ohřev

Příprava horkého vzduchu, vody nebo páry pomocí speciálních kolektorů

Teplá užitková voda pro domácnosti i průmyslové aplikace

Příprava páry pro využití v energetice

Solární chlazení

Fotovoltaika

Přímá přeměna sluneční energie na energii elektrickou

Autonomní zdroje elektrické energie nezávislé na rozvodné síti

Zdroje el. energie dodávající energii do rozvodné sítě

Fotovoltaika – přímá přeměna energie

slunečního záření na elektrickou energii

Potenciál fotovoltaiky

Při intenzitě dopadajícího záření až 1000 W/m2

může FV systém vyrobit za rok 60 – 260 kWh/m2