Päikese soojusenergial põhinevad tehnoloogiad
Päikeseenergiat on taimede ja viljade kasvatamiseks kasvuhoonetes juba aastasadu kasutatud. Tänapäevased päikesekiirgusest energia tootmise tehnoloogiad on väga erineva keerukusastmega, alates lihtsatest peegelsüsteemidest kuni nanotehnoloogia abil toodetud imeõhukeste ja painduvate fotokeemiliste päikesepatareideni välja. Päikesekollektoreid ja -paneele kasutatakse
- sooja vee saamiseks ja/või
- elektrienergia saamiseks.
Päikese soojusenergiat rakendavad tehnoloogiad on oluliselt energia-efektiivsemad kui fotogalvaanilised elemendid, mis muundavad päikeseenergia otse elektrienergiaks. Kaudselt võib ka maakütet ja õhksoojuspumpadest saadavat soojust lugeda päikeseenergiaks. Pinnasesse akumuleerunud soojus ja õhus oleva soojus pärineb ju päikeselt.
Ameerika Ühendriikide Energiainformatsiooni Agentuur jaotab päikese soojusenergia vastavalt töötemperatuurile kolme kategooriasse:
- Madala temperatuuriga kollektorid, mis on mõeldud peamiselt basseinide soojendamiseks ning majade sisetemperatuuri reguleerimiseks.
- Keskmise temperatuuriga kollektorid, mida kasutatakse enamasti vee soojendamiseks väiksemates majapidamistes.
- Kõrge temperatuuriga kollektorid, mida kasutatakse tööstuslikul tasemel elektri tootmiseks.
Arvuta!
Maale jõudvat päikesekiirgust mõõdetakse hetkväärtustena kui kiirgusvoo tihedused ehk kiirgusvoo võimsused. Päikesest saadava energia aastasumma leidmiseks integreeritakse saadud väärtused üle päikesepaiste tundide, mis teatavasti muutub päevast päeva. Päikeserikkas piirkonnas, nagu näiteks Miamis, Floridas jõuab ühe aasta jooksul maapinnale ligikaudu 6481 MJ/m2 päikesekiirgust; Eestis, Tõraveres on keskmise aastasummana saadud 3489 MJ/m2. Arvuta aasta jooksul päikeselt saadav energiahulk ühikutes kWh/m2 nii Eestis kui Floridas! Kui suur on sellele vastav aastakeskmine kiirgusvoo tihedus toodud piirkondades eeldades, et päike paistab 24 tundi ja 365 päeva aastas?
Arvestades, et ühest kilogrammist põlevkivist saadakse 9,5 MJ energiat, arvuta, kui mitu kilogrammi põlevkivi kulub aastas päikeseenergiaga võrdväärse hulga energia saamiseks Eestis ühe ruutmeetri kohta?
Märkus: 1W = 1 J/sek.