1 Energia słoneczna i ogniwa paliwowePaweł Kazimierczak ZiIp, grupa 2 Nr albumu:

2 Plan prezentacji Energia słoneczna Wykorzystanie energii słonecznejSposoby przekształcenia energi słonecznej w energię elektryczną i cieplną Zalety i wady energetyki słonecznej Ogniwa paliwowe Zasada działania ogniw paliwowych Rodzaje ogniw paliwowych Zastosowanie ogniw paliwowych Zalety i wady ogniw paliwowych

3 Energia słoneczna Energia promieniowania słonecznego jest energią o wysokim potencjale, a jej zasób jest praktycznie niewyczerpalny - wystarczy na ok 5 mld lat. Energię słoneczną można wykorzystywać bezpośrednio do ogrzewania budynków o nowoczesnej konstrukcji. Technologia pozwala także przekształcać energię słoneczną w ciepło lub w energię elektryczną.

4 Mapa nasłonecznienia polski

5 Wykorzystanie energii słonecznejZamiana bezpośrednia energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną Zamiana energii promieniowania słonecznego na energię cieplną w kolektorach słonecznych Pośrednia zamiana tej energii w energię elektryczną w piecach słonecznych

6 Sposoby przekształcenia energi słonecznej w energię elektryczną i cieplną - Kolektory słoneczneKonwersja energii słonecznej na energię cieplną Kolektory słoneczne najpowszechniej wykorzystywane są do: podgrzewania wody użytkowej, podgrzewanie wody basenowej, wspomagania centralnego ogrzewania,

7 Źródło: postcarbon.pl

8 Sposoby przekształcenia energi słonecznej w energię elektryczną i cieplną - Ogniwo fotowoltaiczneKonwersja energii słonecznej na elektryczność Fotowoltaiki możemy zastosować w konwersji energii słonecznej na: sygnalizacja drogowa; systemy zasilania awaryjnego; sygnalizacja świetlna; maszyny drobnego handlu; zapewnienie elektryczności w domostwach;

9 Źródło: Solarpraxis AG, Berlin, Germany

10 Zalety energetyki słonecznejpowszechny dostęp, niskie koszty eksploatacji, nie wymagają szczególnej konserwacji poza czyszczeniem, brak negatywnych oddziaływań na środowisko, możliwość wytwarzania elektryczności w miejscach nie podłączonych do sieci elektrycznej, łatwy montaż kolektorów,

11 Wady energetyki słonecznejniemożność wykorzystywania energii słonecznej w sposób ciągły (cykliczność dzienna, roczna), duże koszty inwestycyjne, trudności w magazynowaniu energii i jej koncentracji, w krajach o zmiennym klimacie energia słoneczna nie jest stabilnym źródłem energii. Ogniwa zajmują dużą powierzchnię

12 Ogniwa paliwowe Ogniwo paliwowe zużywa wodór lub paliwo bogate w wodór oraz tlen do wytworzenia elektryczności, Pojedyncze ogniwo zawiera elektrolit i dwie pokryte katalizatorem porowate elektrody: anodę i katodę, Ogniwa paliwowe podobnie jak baterie, stanowią odmianę ogniw galwanicznych

13 Zasada działania ogniw paliwowychOgniwo paliwowe zbudowane jest z dwóch elektrod: anody i katody. Reakcja chemiczna zachodząca w ogniwie polega na rozbiciu wodoru na proton i elektron na anodzie, a następnie na połączeniu substratów reakcji na katodzie. Oto jakie reakcje chemiczne zachodzą w ogniwie paliwowym: na anodzie: na katodzie:

14

15 Rodzaje ogniw paliwowychOdwracalne ogniwo paliwowe Ogniwo paliwowe z membraną do wymiany protonów Alkaiczne ogniwo paliwowe Ogniwo paliwowe ze stopionym węglanem Ogniwo paliwowe z kwasem fosforowym Bezpośrednie ogniwo metanowe

16 Zastosowanie ogniw paliwowychUrządzenia przenośne, baterie małej mocy, Generatory energii elektrycznej i ciepła, Elektrownie małej mocy, Środki transportu, komunikacja, Robotyka i roboty

17 Zalety ogniw paliwowychwysoka sprawność, brak elementów ruchomych w samym ogniwie, co wydłuża jego pracę; bliska zeru emisja zanieczyszczeń; szeroki wybór paliw (wodór, gaz węglowy, metanol); szybkie tankowanie;

18 Wady ogniw paliwowych wysokie koszty budowy; małoseryjna produkcja;brak taniego, ogólnie dostępnego, paliwa; podatność na zanieczyszczenia uszkadzające membrany w najpopularniejszych ogniwach niski poziom niezawodności budowanych ogniw paliwowych

19 Bibliografia postcarbon.pl „Mała Encyklopedia”, Kraków 2000, wyd. PWN Jan Surygała: Wodór jako paliwo, Wydawnictwo WNT, 2007;