Ekologija, Vesti

Solarna energija u službi ekologije i čoveka

Posted: 11. januara 2016. u 05:37   /   by   /   comments (0)

U toku zimskog perioda i grejne sezone, pored nastojanja da prostor za život zagrejemo , suočavamo sa još jednim problemom-zagađenjem. Katlarnice ili peći na čvrsto gorivo u domaćinstvima odolevaju grejanju na gas kao najprihvatljiviji ili najjeftiniji način grejanja, istovremeno nas dovodeći u situaciju da mesecima udišemo smog. Upravo iz tih razloga, kao jedno od alternativnih načina grejanja pojavilo se grejanje na solarnu energiju.

Najveći izvor energije na zemlji je solarna energija koju primećujemo u obliku svetla i toplote. Energija koja potiče od direktnog ili indirektnog sunčevog zračenja se naziva obnovljiv izvor, jer ne remeti ravnotežu tokova u prirodi i može se upotrebiti kao toplotna, električna, hemijska i mehanička energija. Još u vreme antičkih Grka pisac Ksenofont je opisivao kako se pametnim građenjem može iskoristiti Sunčeva toplota za grejanje kuća.

Toplotna energija se može iskoristiti uz pomoć solarnih kolektora koji proizvode toplu vodu ili topao vazduh za zagrevanje vode, bazena, radijatora ili za podno grejanje. Za zagrevanje zgrada se koristi pasivan ili aktivan način korišćenja toplotne energije Sunca pomoću različitih arhitektonskih i građevinskih tehnika. Električna energija se proizvodi pomoću fotonaponskih ćelija, odnosno postavljanjem panela koji su poluprovodni i putem kojih se izlaganjem sunčevim zracima dobija električna energija. Sunce na Zemlju na godišnjem nivou šalje 25 puta više energije nego što iznose rezerve svih fosilnih goriva.

Sa razvitkom ekološke svesti poslednjih nekoliko decenija, povećano je interesovanje i primena tehnologija za korišćenje energije Sunca zbog višestruke koristi: odmah je upotrebljiva i predstavlja ekološki resurs koji je primenljiv kako u porodičnim kućama tako i u velikim stambenim ili poslovnim objektima. Pored toga, pretvaranje solarne u električnu energiju znatno da doprinese stabilnosti elektromreža. Delovanje sunčeve svetlosti na atmosferu i okeane, stvara indirektan način korišćenja sunčeve svetlosti putem vetra, kao i prirodnim kruženjem vode koje je uticaj delovanja Sunca na površinu planete, čime energija vode u hidrocentralama proizvodi električnu energiju, kao i razmene termalnih energija u okeanima koji „upijaju“ sunčevu energiju.

Direktan način korišćenja solarne energije je „prikupljanje“ energije u veštačkim kolektorima koji se dele na panele i koncentratore. Paneli se obično postavljaju na krovove zgrada tako da budu okrenuti prema Suncu. Zagrevanjem tamnog, odnosno absorbcionog  dela panela, dolazi do zagrevanja vode ili vazduha smeštenog u cevima panela čime je moguće postići temperaturu i od oko 80° celzijusa. Pored panela, za zagrevanje vode ili prostorija potrebna je i cirkularna pumpa sa kontrolorima  aktivacije, senzorima za temperaturu i rezervoar fluida. Za potrebe ventilacionog sistema, industrije ili proizvodnju električne energije ,solarni paneli nisu dovoljni pa se u tom slučaju upotrebljavaju koncentratori. Princip rada koncentratora je da pomoću solarnih panela dobiju početnu energiju, zatim se temperatura fluida podiže drugim načinima zagrevanja. Jedan od načina je reflektovanje sunčevih zraka sa velikih površina na manju, prijemnu površinu, skoncentrisanu u jednu tačku u kojoj se dobijaju temperature od nekoliko stotina do nekoliko hiljada stepeni celzijusa. Pri tome koncentratori prate kretanje Sunca uz pomoć uređaja koji se nazivaju heliostati.

Sistem rada koncentratora se koristi kod solarnih peći koje se koriste u istraživanjima na primer termičkih svojstava materijala. Najveća solarna peć se nalazi u francuskim Pirinejima, koristi 63 ogledala ukupne površine od oko 2800 m2 i dostiže temperaturu od 3200° celzijusa. Uz pomoć koncentratora pod nazivom centralni prijemnik kompjuterski kontrolisani heliostati prate putanju sunca i usmeravaju svetlost na vodeni kotao postavljen na vrh tornja a dobijena para se koristi u termoelektranama za proizvodnju električne energije. Prvo postrojenje ove vrste je podignuto 80-ih u pustinji Mohave a drugo 90-ih. Drugo postrojenje zagreva so u kotlu do temperature od 574° celzijusa, skladišti vrelu so koja se kasnije koristi za dobijanje pare.

Bilo da se radi o pasivnom načinu korišćenja solarne energije putem samog projektovanja i  gradnje objekata ili kuća ili aktivnom odnosno postavljanjem panela na postojeće objekte, neizbežno razmišljanje je šta se događa u periodima kada nema sunca. Postoje indicije o postavljanju solarnih kolektora u orbitu ,čime bi se zraci Sunca „presreli“ na putu ka Zemlji, bili bi dostupni 24 sata dnevno i usmeravali bi osam puta više energije u postrojenja  od kolektora postavljenih na Zemlji. Do tada, problem se rešava pomoću rezervoara sa toplom vodom u kojima se čuva energija prikupljena u letnjem periodu ili pomoću baterija ili akumulatora koji čuvaju višak energije.

Jedan od primera upotrebe solarne energije je gradnja samogrejne ekološke kuće, rad istraživača i pronalazača Veljka Milkovića iz Novog Sada. Po principu pasivnog korišćenja solarne energije još početkom 70-ih godina počelo je istraživanje i razvijanje njegove ideje. Prvi patent je prijavljen 1977. godine a poboljšana verzija 2007. godine. Za sada postoji desetak kuća samogrejnih ekoloških kuća, izgrađenih po principu zemunice. Osnova gradnje je otvor ka jugu sa samo jedne strane kuće, dok su ostale tri strane zatrpane zemljom čime se ostvaruje ušteda u energiji, smanjuje nivo spoljašnje buke i vibracija. Ispod i iznad prozora se postavlja aluminijumska folija kojom se povećava korišćenje sunčevih zraka u zimskom periodu i smanjuje u letnjem. U samogrejnoj ekološkoj kući od 120m2 potrošnja energije na godišnjem nivou je 5 puta manja nego u klasično izgrađenoj kući iste kvadrature.

Sa druge strane,profesor dr Vladan Petrović je u Badnjevcu kod Kragujevca postavio solarno postrojenje koje ne koristi panele i može da čuva energiju. Ovo postrojenje su pre nekoloko godina posetili predstavnici iz Indije, Švedske, Nemačke, Norveške, Škotske,Engleske,Italije ,Turske. Stručnjacima iz Jordana profesor je dokazao da postignutu temperaturu od 300° celzijusa postrojenje može da  čuva 4-5 meseci, nakon čega je temperatura 200° celzijusa čak i ako je spoljna temperatura  -28° celzijusa. Pored toga ovo postrojenje može da proizvodi električnu energiju preko cele godine zahvaljujući sistemu za sakupljanje i čuvanje.

Bračni par Skot i Džuli Brusov iz Amerike je iskoristio solarni sistem grejanja razvijanje ideje o postavljanju solarnih panela na parkinge i puteve. Njihov prvi solarni parking je izgrađen od šestougaonih panela, snagom od 3.600 vati napajaju se led lampe i sistem za topljenje snega i leda u pločama što predstavlja idealno rešenje za obeležavanje na putevima i rešenje za vozače u zimskom periodu.Pored toga ovaj popularno nazvan “pametan parking“ ne zadržava atmosferske padavine.

Mirjana Milićević