Ak sa niekoho opýtame na spôsoby využívania slnečnej energie na výrobu elektriny alebo tepla, určite väčšine z nás napadnú fotovoltické články a solárne kolektory. Treba si však uvedomiť, že okrem geotermálnej energie a energie jadrového štiepenia majú všetky ostatné druhy tepelnej a elektrickej energie začiatok práve v žiarení dopadajúcom zo Slnka.

Pôsobenie slnečnej energie

Slnko sa na Zemi podieľa takmer na všetkých cykloch, ktorých finálnym produktom je teplo a elektrina. Spaľovania biomasy alebo fosílnych palív by nebolo možné bez energie Slnka uchovanej v rope, zemnom plyne alebo drevnej štiepke. Prúd rieky, ktorý roztáča vodné turbíny, by sa zastavil, ak by Slnko nepoháňalo kolobeh vody v prírode. Vietor otáčajúci veterné turbíny veje tiež len vďaka teplotným rozdielom más vzduchu, ktoré zapríčiňuje nerovnomerné ohrievanie ovzdušia energiou Slnka. Medzi najbežnejšie priame spôsoby využitia Slnka na prípravu tepelnej a elektrickej energie môžeme zaradiť solárne alebo slnečné kolektory, fotovoltické články a niektoré iné, laickej verejnosti menej známe aplikácie.

Slnečná energia a solárne kolektory

Solárne kolektory sa najčastejšie využívajú na prípravu teplej úžitkovej vody. Absorbér kolektora pohlcuje energiu zo slnečného žiarenia. Najjednoduchší typ kolektora predstavuje čierna fólia (slúži ako absorbér), v ktorej môže prúdiť napríklad voda z bazéna, čím sa urýchľuje jej ohrievanie. Najčastejšie však voda neprúdi priamo v kolektore. V trubiciach kolektora sa nachádza pracovná látka, ktorá slúži ako teplonosné médium. Médium je hnané do výmenníka, kde je pripravovaná teplá úžitková alebo vykurovacia voda.

Solárne kolektory predstavujú v dnešnej dobe dobre známu a široko dostupnú technológiu, ktorá si našla uplatnenie v rôznych segmentoch trhu. Najčastejšie typy solárnych kolektorov sú plochý kolektor a kolektor s vákuovými trubicami.

Slnečná energia a fotovoltické panely

Fotovoltické panely slúžia na výrobu elektrickej energie. Vďaka dopadajúcemu slnečnému žiareniu sa na polovodičovej dióde generuje elektrické napätie (tzv. fotoelektrický jav), vďaka čomu vzniká prúd. Energia vyprodukovaná vo veľkých fotovoltických elektrárňach je určená na okamžitý predaj a spotrebu vo verejnej sieti.

Ak však máme fotovoltický panel nainštalovaný na streche rodinného domu, energiu nevieme okamžite spotrebovať, pretože počas prevádzky panelu (cez deň) sme väčšinou mimo nášho domu. Preto musí byť časť energie uskladnená v akumulátoroch. Vhodným riešením je premena elektrickej energie vygenerovanej fotovoltickým článkom, na energiu tepelnú cez vykurovacie špirály. Takto vyprodukované teplo sa už dá dobre uskladniť v podobe teplej vody a dá sa zužitkovať aj neskôr.

Ďalšie využitie slnečnej energie

Slnečná energia sa na výrobu elektrickej energie využíva aj v tzv. koncentračných solárnych elektrárňach. Žiarenie dopadá na rôzne reflexné plochy (parabolické kanály, taniere, zrkadlá). Od reflexných plôch je žiarenie odrazené a koncentrované do jedného bodu, resp. ohniska. V danom bode je možné dosiahnuť vysokú teplotu (rádovo až tisícky °C), vďaka čomu je následne v parogenerátoroch produkovaná para, ktorá poháňa parnú turbínu napojenú na elektrogenerátor.

Čoraz viac sa slnečná energia využíva aj pasívne. Jedná sa hlavne o tzv. solárnu architektúru, ktorá je jedným zo základných prvkov pasívnych domov. Na južnej strane budovy sa nachádzajú veľké presklené plochy alebo zimné záhrady. Vďaka tomu sa v budove pasívne akumuluje teplo. Samozrejme, ak chcem teplo v priestoroch aj udržať, nevyhnutnosťou je ich dobrá izolácia.

Dostatok pre každého a ešte aj zadarmo

Či už využívame slnečnú energiu na výrobu tepla a elektriny za pomoci fotovoltických článkov alebo solárnych kolektorov, používame silu prúdiacej vody, vetra, energiu fosílnych palív alebo biomasy, vždy si musíme uvedomiť, že prevažná väčšina všetkej energie na Zemi pochádza zo Slnka. So Slnkom sa naša Zem zrodila, je z neho vyživovaná a s jeho zánikom aj nás raz čaká koniec. Výhodou slnečnej energie je, že je dostupná pre každého a zadarmo, a zároveň je jej viac ako dosť pre všetkých. Preto by sa malo ľudstvo naučiť, ako tento obrovský zdroj energie využívať čo najlepšie, a to aj s ohľadom na neustále rastúcu potrebu ekologickejšieho správania.