Solarne elektrane – princip rada, isplativost i iskustva

Pre nego što započnemo priču o solarnim elektranama, principu njihovog rada, isplativosti kojom rezultira njihov rad i iskustvima o njima i njihovom radu, najpre ćemo vas potsetiti na par činjenica koje se odnose na definiciju i na značaj solarne energije bez čijeg postojanja rad solarnih elektrana ne bi bio izvodljiv niti uopšte moguć.

Naime, solarna energija, zapravo se može definisati kao energija sunca koja kao takva nastaje kao proizvod sunčevog zračenja.

Količina solarne energije, to jest energije sunca koja dopire do naše planete, samo je deo od ukupne količine solarne energije, to jest energije sunca koju Sunce proizvede, tačnije koju neprestano proizvodi kroz proces svog zračenja.

Kao oblik energije, solarna energija predstavlja obnovljivu formu energije, koja se kao takva neprestano obnavlja, čiji izvor je stalan i neiscrpan i koja ne može trajno i potpuno da se potroši. Solarna energija koja dopre do naše planete, tačnije količina solarne energije koja dopre do naše planete, ispoljava se i primećuje se u prevashodno u dve osnovne forme i to u formi svetlosne energije i u formi toplotne energije.

Postojanjem i delovanjem solarne energije, uslovljeno je postojanje i delovanje brojnih drugih vrsta takođe obnovljivih energija koje su prisutne u prirodi i koje se mogu upotrebiti najpre u cilju pretvaranja u mehaničku energiju, a onda i u cilju pretvaranja u neku drugu formu energije, kao što je recimo toplotna energija, kao što je svetlosna energija ili kao što je električna energija.

Konkretnije, postojanjem i delovanjem solarne energije, uslovljeno je postojanje i delovanje energije vetra, zatim postojanje i delovanje energije talasa, ili postojanje i delovanje energije morskih struja (s obzirom na činjenicu da i energija talasa kao i energija morskih struja predstavljaju energije koje se mogu opisati i definisati kao oblici energije vode, može se zaključiti da postojanje i delovanje solarne energije zapravo uslovljava postojanje i delovanje energije vode).

Postavši svesni značaja i potencijala solarne energije, to jest energije sunca, ljudi su dugo težili ka otkrivanju načina na koji će efikasno i kontrolisano upotrebljavati solarnu energije i ta težnja dovela je najpre do osmišljanja, a zatim i do građenja i puštanja u rad solarnih elektrana.

Solarne elektrane – princip rada

Solarne elektrane, najpreciznije i pritom najjednostavnije, mogu se definisati kao sistemi koji funkcionišu tako što upijaju solarnu energiju i pretvaraju je u toplotnu energiju koja se kasnije može konvertovati i koja se uglavnom konvertuje u električnu energiju.

Da bi smo mogli precizno i jasno da govorimo o principu rada solarnih elektrana, neophodno je da obratimo pažnju na informacije koje se odnose na način na koji su izgrađene solarne elektrane.

Naime, doslovno svaka solarna elektrana, izgrađena je tako da se sastoji iz ogledala i iz takozvanih rezervoara fluida. Pomenuta ogledala, koja predstavljaju osnovni segment građe svake solarne elektrane, imaju ulogu prijemnika sunčevih zraka, to jest solarne energije koja nastaje kao proizvod delovanja sunčevih zraka.

Solarna energija koju ogledala prime, to jest upiju, u formi toplotne energije, doprema se u takozvane rezervoare fluida, odakle prolazi kroz toplotne motore ili kroz turbine koje su takođe uključene u sastav svake solarne elektrane.

Odatle, toplotna energija dobijena direktno iz solarne energije, u zavisnosti od cilja upotrebe solarne elektrane, može se konvertovati u neku drugu formu energije i može se usmeriti ka sistemima koji će obavljati njenu potrošnju, a koji su povezani sa solarnom eletranom.

Najčešće, toplotna energija koja se dobije direktno iz solarne energije, a kroz rad solarne elektrane, konvertuje se u električnu energiju i koristi se u cilju napajanja najrazličitijih električnih sistema.

U zavisnosti od vrste i modela ogledala od kojih se sastoje i u zavisnosti od vrste konstrukcije koju imaju, solarne elektrane se međusobno razlikuju i na osnovu tih razlika, mogu se razvrstati u pet različitih kategorija.

U odnosu na kategoriju kojoj pripadaju, solarne elektrane se mogu definisati kao solarni tornjevi, kao parabolični kolektori, kao solarni tanjiri, kao solarne potisne elektrane i kao fresnel reflektori.

O svakoj od navedenih kategorija solarnih elektrana, moći ćete da saznate nešto više, ukoliko pročitate redove koji su pred vama.

Solarni tornjevi

Solarne elektrane koje pripadaju kategoriji solarnih tornjeva, izgrađene su tako da se sastoje od velikog broja ogledala koja su pozicionirana tako da se nalaze oko jednog centralnog dela u kojem je smešten toranj. Uloga tornja koji se nalazi u centralnom delu oko kojeg su pozicionirana prethodno pomenuta ogledala, ogleda se u mogućnosti menjanja i kontrolisanja položaja tih ogledala.

Preciznije, ogledala koja se nalaze u sastavu solarnih elektrana koje pripadaju kategoriji solarnih tornjeva, povezana su sa komandama koje su smeštene unutar tornja, a uz pomoć kojih se upravlja njihovim položajem.

Da bi ogledala mogla da menjaju svoj položaj, to jest da bi njima bilo moguće upravljati, moraju na sebi da sadrže mehanizam koji im omogućava okretanje oko dve svoje ose.

Učestalost upravljanja ovim ogledalima i način na koji se upravlja njihovim položajem, zavisi od položaja sunca koji je kao što je opšte poznato promenljiv.

Naime, da bi solarne elektrane koje pripadaju kategoriji solarnih tornjeva mogle da rade maksimalno efikasno i da samim tim upijaju što veću količinu solarne energije koju će pretvoriti najre u toplotnu, a onda je i konvertovati u neki drugi oblik energije (recimo u električnu energiju), potrebno je da neprestano prate položaj sunca i da se prilagođavaju tom položaju.

Za razliku od nekih drugih formi solarnih elektrana, solarne elektrane koje pripadaju kategoriji solarnih tornjeva, mogu da se grade i na površinama koje nisu savršeno ravne, pa čak i na brdovitim površinama.

Parabolični kolektori

Solarne elektrane koje pripadaju kategoriji paraboličnih kolektora, izgrađene su tako da se sastoje od velikog broja paraboličnih ogledala, koja su specifična po tome što su zakrivljena oko jedne od svojih osa. Pored paraboličnih ogledala, u sastav solarnih elektrana koje pripadaju kategoriji paraboličnih kolektora, uključeni su i kolektori koji su pozicionirani iznad svakog paraboličnog ogledala.

Broj kolektora koji su uključeni u sastav solarnih elektrana koje pripadaju kategoriji paraboličnih kolektora, srazmeran je broju paraboličnih ogledala koja su uključena u sastav takvih solarnih elektrana.

Da bi solarne elektrane koje pripadaju kategoriji paraboličnih kolektora mogle maksimalno efikasno da obavljaju svoju funkciju, potrebno je da se položaj ogledala koja su uključena u njihov sastav menja u trenucima, to jest u periodima kada je pravac delovanja sunčevih zraka okrenut u ortogonalnom smeru.

Prilikom paralelnog pomeranja pravca delovanja sunčevih zraka, položaj ogledala nije potrebno menjati, jer i tada, uticaj sunčevih zraka dopire do kolektora koji se u ovom slučaju smatraju glavnim prijemnicima solarne energije koji tu energiju usmeravaju prema ogledalima.

Solarni tanjiri

Solarne elektrane koje pripadaju kategoriji solarnih tanjira, izgrađene su tako da se sastoje od paraboličnih ogledala koja su postavljena tako da formiraju parabolični oblik.

Zbog takvog oblika, solarne elektrane koje pripadaju kategoriji solarnih tanjira, vizuelno su izuzetno slične satelitskim tanjirima, mada imaju značajno veće dimenzije od njih.

U toku rada ovih solarnih elektrana, sunčevi zraci dopiru do ogledala, odbijaju se o njihovu površinu i usmeravaju se prema kolektorima koji se nalaze iznad njih, baš kao što je to slučaj i kod paraboličnih kolektora.

Na površini kolektora, dokle se dakle doprema količina primljene solarne energije, ta količina solarne energije se pretvara u toplotnu energiju koja se posredstvom rada parnog ili Stirlingovog motora koji je takođe uključen u sastav svake solarne elektrane koja pripada kategoriji solarnih tanjira, pretvara u električnu energiju.

Mana solarnih elektrana koje pripadaju kategori solarnih tanjira, jeste to što one zbog prisustva pokretnih mehanizama koji su uključeni u njihov sastav, a koji su skloni kvarenju, zahtevaju relativno česta servisiranja i popravke, koje su uglavnom izuzetno skupe i koje stvaraju obavezu trenutnog obustavljanja funkcije ovih solarnih elektrana.

Solarne potisne elektrane

U poređenju sa svim drugim kategorijama solarnih elektrana, solarne elektrane koje pripadaju kategoriji solarnih potisnih elektrana, specifične su po tome što nisu izgrađene od ogledala već se sastoje iz samo jedne staklene površine velikih dimenzija ispod koje se u sredini nalazi toranj i ispod koje se usled delovanja sunčevih zraka obavlja zagrevanje vazduha.

Položaj velike staklene površine koja je uključena u sastav svake solarne potisne elektrane je takav da je iskošen i da kao takav usmerava vazduh prema tornju koji je smešten u sredini, a u čijem sastavu se nalaze turbine koje se okreću.

Jedna od prvih solarnih elektrana koje pripadaju kategoriji solarnih potisnih elektrana, izgrađena je 1982. godine u Španiji, ali je ta solarna elektrana nakon 7 godina rada razmontirana zbog toga što je ocenjeno da njen rad uzrokuje stvaranje vazdušnih vrtloga u regiji u kojoj je ova solarna elektrana postojala.

Glavna prednost koja se vezuje za solarne elektrane koje pripadaju kategoriji solarnih potisnih elektrana jeste to što one zahtevaju relativno niska finansijska ulaganja prilikom izgradnje, a jedna od njihovih glavnih mana, jeste to što je za njihovu izgradnju i puštanje u rad neophodno obezbediti veliku površinu zemljišta.

Fresnel reflektori

Solarne elektrane koje pripadaju kategoriji fresnel reflektora, izgrađene su tako da se sastoje od više nizova dugih blago zakrivljenih ili pak ravnih ogledala.

Ove solarne elektrane, po mišljenju mnogih, vizuelno dosta su slične paraboličnim kolektorima.

U toku rada fresnel reflektora, u većini slučajeva, ogledala koja su raspoređena tako da formiraju nizove, reflektuju delovanje sunčevih zraka prema kolektoru koji je pozicioniran u njihovoj sredini.

Ipak, u pojedinim slučajevima, fresnel reflektori mogu posedovati i više kolektora i pri takvim okolnostima, oni na dnevnom nivou mogu proizvesti veću količinu energije.

Za sada, solarne elektrane koje pripadaju kategoriji fresnel reflektora, izgrađene su samo u formi prototipa i to u Belgiji i u Australiji.

Solarne elektrane – isplativost

Solarne elektrane, bez obzira o kojoj konkretno kategoriji solarnih elektrana govorimo, predstavljaju izuzetno isplativu investiciju.

U prilog tome da je takva teorija opravdana i tačna, najbolje svedoči podatak da solarne elektrane ne zahtevaju visoke finansijske troškove koji bi bili usmereni ka njihovom obnavljanju.

Naime, izgradnja doslovno svake solarne elektrane, zahteva samo početna finansijska ulaganja.

Finansijska ulaganja za održavanje solarnih elektrana su minimalna i izražena su tek periodično jednom u nekoliko godina i to najčešće jednom u toku decenije ili čak ređe.

Prema procenama stručnjaka koji se bave istraživanjem efikasnosti i isplativosti rada solarnih elektrana, potrebno je da prođe 5 do 7 godina da bi se kroz rad solarne elektrane vratila sva finansijska sredstva koja su uložena u cilju izgradnje i puštanja u rad elektrane.

Ako uzmemo u obzir da je vek trajanja solarne elektrane višestruko veći nego što je to period od pomenutih 5 do 7 godina, možemo zaključiti da solarne elektrane definitivno predstavljaju isplativu investiciju kroz koju se vremenom postiže trajna ušteda finansijskih sredstava koja bi bila uložena u potrošnju električne energije ili na potrošnju nekog drugog oblika energije (recimo toplotne energije).

Solarne elektrane – iskustva

Da bi ste mogli da steknete pozitivno iskustvo kroz upotrebu svoje lične solarne elektrane, najbolje je da se pre izgradnje takve solarne elektrane posavetujete sa stručnjacima koji će vas u skladu sa procenom položaja vašeg stambenog objekta posavetovati o tome na kojem delu krova je najbolje da postavite solarnu elektranu i o tome koju snagu, tačnije koji kapacitet ta solarna elektrana treba da poseduje.

Ukoliko postupite u skladu sa savetima stručnjaka i ukoliko unapred isplanirate najbolje uslove izgradnje i upotrebe svoje lične solarne elektrane, investicija će vam se isplatiti za period od 5 do 7 godina.

Sponzorisano:

Loading...