pg oie i odrzivi razvoj lokalnih zajednica

PRIRUNIK: OBNOVLJIVI IZVORI

ENERGIJE I ODRIVI RAZVOJ

LOKALNIH ZAJEDNICA

Banja Luka 2015.

Autori:dr Petar Gvero, van. prof

sc Sran Vaskovi

Recenzenti:

Lektor:

Nikola Paripovi

Tehnika obrada i korice:

Dragan Marti

Izdavai:

Univerzitet u Banjoj Luci, Univerzitet u Istonom Sarajevu

O. J. Mainski fakultet Banja Luka, O.J. Mainski fakultet Istono Sarajevo

tampa:

"KOPIKOMERC" Istono Sarajevo

Tira: 400 primjeraka

Nauno-nastavno vijee Mainskog fakulteta Univerziteta u Banjoj Luci je na 9. redovnojsjednici, odranoj 09.07.2015. godine, donijelo Odluku br. 16/3.1291/15 o usvajanju recenzijaza rukopis prirunika "Prirunik za metode scenarija za energetsko planiranje u lokalnimzajednicama" i preporuilo da se isti tampa kao univerzitetski prirunik.

ISBN __________

Zabranjeno pretampavanje i fotokopiranje.

Sva prava zadravaju autori i izdavai.

1.

UVOD Petar Gvero

1. UVOD

Ugalj, prirodni gas i nafta su glavni svjetski izvori energije i spadaju u grupufosilnih goriva. Samo ime fosilna goriva govori o njihovom nastanku. Prije mnogomiliona godina ostaci od biljaka i ivotinja poeli su se taloiti na dnu okeana ilina tlu. Tokom vremena te je ostatke prekrio sloj blata, mulja i pijeska. U takvimuslovima usljed pojave visokog pritiska i temperature deavalo se pretvaranjeostataka od biljaka i ivotinja u fosilna goriva i stvarale njihove rezerve godinama.Glavni gorivi element fosilnih goriva je ugljenik, a njegovim sagorijevanjem u at-mosferu emituje se ugljendiokdsid CO2. Sa ekolokog aspekta, emisija ugljen-dioksida prilikom sagorijevanja fosilnih goriva predstavlja veliki problem. Osimtetnih emisija ugljendioksida, tu se jo oslobaaju i ugljenmonoksid CO, sumpornii azotni oksidi SO2, SO3 i NO3.

1.1. EFEKAT STAKLENE BATE I OGRANIENOST REZERVI FOSILNIH

GORIVA

Sagorijevanjem fosilnih goriva oslobaa se CO2, koji je godinama bio vezanu Zemljinoj kori i na takav nain pojavljuje se viak osloboenog CO2 u atmosferi.Ugljendioksid u poveanoj koncentraciji u atmosferi predstavlja jedan od najzna-ajnijih tetnih gasova koji izaziva efekat staklene bate. Efekat staklene batenastaje zbog toga to Zemlja i njena atmosfera apsorbuju sunevu toplotu. Toplotakoja stie sa Sunca pada na Zemlju, odatle se odbija i najveim dijelom odlazi da-leko od Zemlje. Meutim, tako je bilo nekad. Korienjem sve veeg broja razliitihhemijskih jedinjenja i sagorijevanjem fosilnih goriva u svakodnevnom ivotu, ljudisu promijenili sastav gasova u atmosferi nae planete. Ova promjena hemijskogsastava atmosfere dovela je do toga da, umjesto da proputa toplotu odbijenu sapovrine Zemlje, atmosfera poinje da zadrava odbijenu toplotu. Na ovaj nainse cijela atmosfera sve vie dodatno zagrijava. Ugljendioksid predstavlja jedanod najuticajnijh tetnih gasova koji izaziva tzv.efekat staklene bate.

ivot ljudi, ali i tehnoloki razvoj ovjeanstva zavisi od energije. Razvojemnovih tehnolokih dostignua rastu i potrebe za energijom na planeti. Uglavnomte energetske potrebe u dananje vrijeme se podmiruju iz fosilnih goriva kao tosu ugalj, nafta i prirodni gas kao primarni energenti. Na bazi istraivanja, premaprocjenama i podacima IEA 2013. (Meunarodna agencija za energiju), postojeesvjetske rezerve primarnih fosilnih energenata prema sadanjoj potronji energijeu svijetu, bile bi dovoljne za sljedei vremenski period [1]:

Uvod 5

Prirunik: Obnovljivi izvori energije i odrivi razvoj lokalnih zajednica6

Ugalj: 110 do 120 godina;Nafta: 40 do 45 godina;Prirodni gas: 55 do 60 godina.

Sagorijevanje fosilnih goriva u ukupnoj proizvodnji energije na Zemlji, procje-njuje se da proizvodi oko 24 biliona tona ugljendioksida godinje, a takoe pro-cjena je da prirodni procesi fotosinteze mogu apsorbovat samo pola od tog iznosa.Ugljendioksid koji nastaje prilikom procesa sagorijevanja je jedan od najznaaj-nijih gasova koji izazivaju efekat staklene bate koji doprinosi procesu globalnogzagrijavanja, uzrokujui tako da prosjena povrinska temperatura Zemlje raste,to vodi ka velikim nepovoljnim efektima [2].

Svi ovi poremeaji doveli su do porasta zabrinutosti u svijetu, ali i jaanja svi-jesti da je neophodno napraviti neto da bi se globalno zagrijavanje zaustavilo.Kao rezultat zajednikih napora na svjetskom nivou 1992 godine usvojena jeUNFCCC (United Nations Framework Convention on Climate Change), odnosnoMeunarodna okvirna konvencija Ujedinjenih Nacija o klimatskim promjenama.Ova Konvencija predstavlja Internacionalni ugovor koji definie okvir globalnih na-pora u vezi sa promjenama klime. Ugovorne strane su se obavezale da stabiliuGHG emisije i zaustave globano zagrijavanje. Konkretizacija tih napora bio jeKjoto protokol, usvojen na COP 3 (UNFCCC 3rd Conference of Parties) u Kjotu,1997 godine. Kjoto protokol definie ciljeve redukcije koliine GHG emisije za raz-vijene zemlje (Annex I) do oko 5% ispod njihovog nivoa za 1990. godinu. Bosnai Hercegovina je ratifikovala Konvenciju i Kjoto protokol i ima status tzv. Non-Annex I zemlje (zemlje u razvoju), koja nema konkretnu definisanu obavezu usmislu smanjenja vlastitih emisija GHG, ali uestvuje u globalnim naporima veza-nim za rjeavanje ovog problema.

U skladu sa gore navedenim, da bi se realizovao Kjoto protokol usvojena su tritzv. fleksibilna mehanizma koja su omoguila smanjenje ukupnih trokova za po-stizanje eljenih ciljeva snienja emisija. Ovi mehanizmi dozvoljavaju zaintereso-vanim stranama pristup mogunostima za redukciju emisije gasova staklene bateili uklanjanje ugljenika iz atmosfere u drugim zemljama. Trokovi redukcije emisijesigurno variraju od regiona do regiona, ali efekat na atmosferu, postignut ogranie-njem emisije je isti bez obzira na to gdje se ta konkretna aktivnost odvija.

Tri Kjoto mehanizna su:

Zajednika implementacija, JI (Joint Implementation),Mehanizmi istog razvoja, CDM (Clean Development Mechanism),Trgovanje emisijama, ET (Emission Trading).

Zajednika karakteristika CDM i JI je da su to mehanizmi bazirani na projektima,koji se promoviu u drugim zemljama, a koji vode ka redukciji emisije gasova staklenebate. Kod JI obe zemlje moraju da imaju definisane obaveze redukcije emisije u okviruKjoto protokola, dok se CDM projekti implementiraju u zemljama koje nemaju defini-sanih obaveza takve vrste (zemlje koje nisu Aneks I, kao npr. Bosna i Hercegovina).

Skoro svaki scenario u vezi sa energetskim sektorom poiva na pretpostavcitrenda kontinuiranog i velikog rasta potreba za energijom. Kako je gore ve spo-menuto, u skladu s tim rastu i zahtjevi za masivnom redukcijom emisije gasovastaklene bate, to stvara jednu potpuno paradoksalnu situaciju. Kontinuirano segovori o ogranienosti rezervi fosilnih goriva. Danas se u pomirenju te paradko-salne situacije najvie nada polae u tehnoloki napredak, ali prvenstveno konceptodrivog razvoja.

Pod pojmom odrivi razvoj u energetici podrazumjeva se takav razvoj koji za-dovoljava potrebe za energijom sadanje generacije, ne ograniavajui mogu-nosti buduim generacijama da zadovolje te iste potrebe. Ovako definisan odrivirazvoj u energetici zasniva se na tri osnovna principa [ 3 ]:

untargeneracijska jednakost, koja podrazumjeva pravednu raspodjeluenergetskih resursa u sadanjem vremenu, sa ciljem da se cjelokupnom stanovnitvuomogue isti uslovi za razvoj,meugeneracijska jednakost, koja podrazumjeva da se planiranjem energetskog razvoja ne ugroze prava na razvoj i mogunosti razvoja buduim generacijama,globalna odgovornost za ivotnu sredinu.

Postoje i mnoge druge definicije odrivog razvoja: Agenda 21 definie odrivostkao: Razvoj zahtijeva uzimanje dugotrajnih perspektiva, integraciju lokalnih i re-gionalnih efekata globalne promjene u razvojni proces i korienje najboljih ra-spoloivih naunih i tradicionalnh znanja. Savjet akademija inenjerskih itehnolokih nauka: Odrivost podrazumjeva balansiranje ekonomskih, socijalnih,okolinskih i tehnolokih razmatranja, kao i inkorporacija seta etikih vrijednosti.

Vano je spomenuti da u ovom potroakom drutvu princip odrivosti morabiti primijenjen u sektoru proizvodnje energije, ali i sektoru potronje energije.

Klimatske promjene su oito ozbiljan izazov odrivom razvoju i glavne strate-gije koje se bave prevencijom smanjenja emisija gasova staklene bate i uklapa-nje itave ove problematike u koncept odrivog razvoja, baziraju se na [ 4 ]:

poveanju korienja obnovljivih energetskih resursa,efikasnijem korienju energije, posebno u zgradarstvu, transportu i industriji, ubrzanom razvoju i razmjetanju novih, naprednih tehnologija.

Prema podacima Evropskog statistikog zavoda (EUROSTAT), urbana podru-ja u Evropskoj uniji odgovorna su za 80% energetske potronje i pripadajuihemisija CO2 s godinjim trendom porasta od 1,9%. Upravo iz tog razloga, Evrop-ska komisija je 29. januara 2008. pokrenula veliku inicijativu povezivanja grado-naelnika energetski osvijetenih evropskih gradova u trajnu mreu sa ciljemrazmjene iskustava u provoenju mjera za poboljanje energetske efikasnosti uurbanim sredinama. Sporazum gradonaelnika (Covenant of Mayors) je prva inajambicioznija inicijativa Evropske komisije koja direktno cilja na lokalne vlasti i

Uvod 7


graane kroz njihovo aktivno ukljuivanje u borbu protiv globalnog zagrijavanja.Potpisivanjem Sporazuma gradonaelnici se obavezuju na sprovoenje konkret-nih mjera energetske efikasnosti u cilju smanjenja emisije CO2 na lokalnom nivouza vie od 20% do 2020. godine. Uloge lokalnih vlasti definisane Sporazumomgradonaelnika su sljedee:

Provoenje programa za tednju energije i drugih mjera energetske efikasnosti u javnim objektima u vlasnitvu gradova;Smanjenje potronje energije za javni prevoz i rasvjetu;Planiranje razvoja gradova i koritenja zemljita te organizacija sistemaprevoza;Informisanje i motivisanje graana, firmi i drugih lokalnih subjekata kakokoristiti energiju na efikasniji nain, djelovanje na razvoj svijesti o vanosti koritenja obnovljivih izvora energije, te davanje podrke politikama primjene obnovljivih izvora energije;Promocija lokalne proizvodnje energije i koritenja obnovljivih izvora energije, podsticanje provoenja projekata obnovljivih izvora energije pruajui finansijsku podrku lokalnim inicijativama.

Sporazumom su definisane i konkretne aktivnosti koje potpisnik treba sprovesti:

Izrada inventara emisija za baznu godinu kao temelja za izradu Odrivogenergetskog akcionog plana grada (u daljem tekstu SEAP);Izrada i sprovoenje SEAP-a te podnoenje izvjetaja o njegovoj realizaciji Evropskoj komisiji svake dvije godine;Prilagoavanje gradske strukture, te osiguravanje ljudskih potencijala zasprovoenje svih potrebnih aktivnosti;Redovno informisanje lokalnih medija o rezultatima SEAP-a;Informisanje graana o mogunostima i prednostima koritenja energijena efikasan nain;U saradnji s Evropskom komisijom i drugima zainteresovanim stranama,organizovanje Energetskih dana;Prisustvovanje i doprinos godinjoj Konferenciji gradonaelnika EU o energetski odrivoj Evropi,Razmjena iskustava i znanja s drugim gradovima i optinama.

U Bosni i Hercegovini do sada 14 gradova i optina koji pokrivaju 40% BiHpopulacije je pristupilo sporazumu (Banja Luka, Biha, Bijeljina, Gradika, Laktai,Livno, Prijedor, Sarajevo, Travnik, Trebinje, Tuzla, Zenica, Zvornik, Kakanj).

Potpisivanjem Sporazuma gradonaelnici se obavezuju na izradu Odrivogenergetskog akcionog plana (eng. Sustainable Energy Action Plan SEAP), kojitreba biti dostavljen Evropskoj komisiji u periodu od jedne godine. SEAP pred-stavlja kljuni dokument koji na bazi prikupljenih podataka o zateenom stanjuidentifikuje te daje precizne i jasne smjernice za sprovoenje projekata i mjeraenergetske efikasnosti i koritenja obnovljivih izvora energije na nivou optine, akoji e rezultirati smanjenjem emisije CO2 za vie od 20% do 2020. godine.

SEAP se fokusira na postavljanje dugoronih energetskih sistema unutar gra-dova te daje mjerljive ciljeve i rezultate u vezi sa smanjenjem potronje energije iemisija CO2. Obveze iz SEAP-a odnose se na itavo podruje grada, kako javnogtako i privatnog sektora. Plan definie aktivnosti u sektoru zgradarstva, transportai javne rasvjete, a ne ukljuuje sektor industrije, budui da sektor industrije nije unadlenosti gradova, te je na njega teko uticati. SEAP u svim svojim segmentimatreba biti usaglaen s institucionalnim i zakonskim okvirima na EU, nacionalnomi lokalnom nivou, te pokrivati period do 2020. godine.

LITERATURA

[ 1 ] Resources to Reserves 2013, Oil, Gas and Coal Technologies for the Energy Markets of the Future, IEA 2013.

[ 2 ] Papieraus sterreich, EineBeilagezur APV Tagung, 2004, 51. APV Tagung und Messe in Graz.

[ 3 ] V. urikovi, Razvoj i organizacija energetske privrede Republike Srpske, nacionalni energetski programi. Energetika Srpske 2001, ZbornikRadova, pp.87-97, 2001.

[ 4 ] J. Goldemberg. Renewable Energy, A Global Review of Technologies, Policies and Markets, In ediiton of D.Assman, et. al, Earthscan, 2006.

Uvod 9

2.

SOLARNA ENERGIJA

Dr Slobodan LUBURA Mr Saa PRODANOVI

Mr Milovan KOTUR Dr Petar GVERO

Ovo poglavlje ima za cilj upoznavanje sa osnovnim principima i sistemima zakonverziju energije Sunevog zraenja u toplotnu i elektrinu energiju. Panja jeposveena i uticaju ovih tehnologija na ivotnu sredinu, kao i mogunostima ismjernicama za korienje solarne energije u Republici Srpskoj.

5.1. SUNCE KAO IZVOR ENERGIJE

5.1.1. Osnovni podaci

Sunce se kao nebesko tijelo formiralo prije 4,6 milijardi godina. U vasioni to jeobino nebesko tijelo - zvijezda koje je po masi nekoliko puta manje od zvijezdasrednje veliine. Meutim, ono to Sunce ini jedinstvenim jeste injenica da jeono oko 300000 puta blie Zemlji nego to je najblia susjedna zvijezda. Srednjerastojanje (rzo) Zemlje od Sunca iznosi 1,5108 km. Pri tom, praktino svaenergija, koju Zemlja dobija izvana i koja je izvor atmosferskih kretanja, dolazi odSunca. U tabeli 5.1. su dati neki osnovni podaci o Suncu [48].

Poluprenik 6,69105 km Masa 1,9891030 kg Prosjena gustina 1,411 kg/m3Ukupna snaga 3,861026 W Povrinska temperatura 5800C Vrijeme obilaskaoko sredita galaktike 2,2108 godina

Osnovu grae Sunca ine dva elementa - vodonik i helijum. Prisutni su i nekitei elementi kao to su: gvoe, silicijum, neon i ugljenik, ali u malim koliinama.Vodonik je prisutan u iznosu od oko 75% dok ostalih 25% praktino otpada nahelijum. Do hemijskog sastava Sunca dolazi se analizom njegovih spektralnihlinija.

Temperatura Sunca se mijenja u opsegu od 5100000C u unutranjosti do5800C na povrini. Gustina mu brzo opada i to od 1510 kg/m3 u centru do 10-4 kg/m3 na povrini. Posljedica ovakve raspodjele gustine je injenica da je oko90% mase Sunca rasporeeno u prvoj polovini poluprenika.

Solarna energija 13

Tabela 5.1. Osnovni podaci o Suncu


Najvei dio energije koji u vidu elektromagnetnog zraenja dospijeva naZemlju, generie se u vidljivoj oblasti Sunca - fotosferi. Meutim, znatan diofotosfere je nepravilno osvijetljen i sastavljen je od tamnijih (hladnijih) podrujaSunevih pjega i svjetlijih (toplijih) podruja fakula. Fotosfera je, u poreenju sadimenzijama Sunca, relativno tanak sloj debljine oko 500 km u kom setemperatura mijenja od 4000C u viim do 8000C u niim slojevima.

Oblast iznad fotosfere se naziva atmosfera i sastoji se od hromosfere i korone.Hromosfera se sastoji od vodonika i helijuma koji su pod niskim pritiskom. Iznadhromosfere se nalazi korona, koja je srebrnasto-bijele boje, a sastoji se odrazrijeenih gasova koji se prostiru do udaljenosti od nekoliko miliona kilometara.

5.1.2. Prividno kretanje sunca

Za prouavanje mogunosti energetskog iskoritenja Sunevog zraenja trebase upoznati sa poloajem Sunca tokom cijele godine. U toku jedne godine Zemljaobie jedan krug po eliptinoj orbiti (slika 5.1.) iji ekscentritet iznosi 0,01673.Meutim, gledano sa Zemlje to kretanje se opaa kao kretanje Sunca ponebeskom svodu po putanji poznatoj kao ekliptika. Njena ravan sa ravni ekvatorazaklapa ugao od 232624. Kreui se po ekliptici Sunce 21. marta (proljenaravnodnevnica) presjeca ravan ekvatora prelazei sa june na sjevernu poluloptu.Kreui se dalje, Sunce se podie sve vie, gledano sa take gleditaposmatraa, da bi 21. juna dostiglo ugaonu visinu od 2327 nad ekliptikom, toodgovara ljetnoj dugodnevnici. Od ovog poloaja Sunce poinje da se sputapresjecajui ekvator 23. Septembra, to odgovara jesenjoj ravnodnevnici.Konano, ono se 21. decembra sputa na 2327 juno od ekvatora. Ovaj poloajSunca je poznat pod imenom zimska kratkodnevnica.

Deklinacija Sunca () je ugao izmeu dui koja ide iz sredita Zemlje u srediteSunca i ravni u kojoj lei ekvator. Ravan ekvatora zaklapa ugao od 23,45 sa ravni

Slika 5.1. Orbita Zemlje pri njenom kretanju oko Sunca [13]

Zemljine putanje. Deklinacija Sunca zavisi od dana u godini i mijenja se od -23,45(21.decembra) do 23,45 (21.juna).

Satni ugao Sunca () je vrijeme izraeno uz pomo ugla, a rauna se poeviod doba dana kad je Sunce u najviem poloaju i taj trenutak odgovara uglu =0.Satni ugao Sunca odreuje se tako da se vremenski interval od sunanogpodneva u satima pomnoi sa 15. Prijepodnevni satni ugao ima negativan, aposlijepodnevni pozitivni predznak. Tako, na primjer, 9h sunanog vremenaodgovara satnom uglu =-315 ili -45, a 13h 30min. odgovara satnom uglu=1,515 ili 22,5. Visina Sunca () je ugao izmeu Sunevih zraka i horizontalneploe (slika 5.2.),

Komplementarni ugao uglu je z koji se zove zenitni ugao Sunca ili zenitnaudaljenost, odnosno to je ugao izmeu Sunevih zraka i zenita tj. vertikale naZemljinu povrinu.

, (5.1.)

Snaga zraenja koju Sunce odaje iznosi 3,81023 kW, odnosno godinje oko3,31027 kWh. Od toga dopire do Zemlje oko 1,71014 kW ili tek milijarditi dioizraene energije, odnosno 1,510 kWh godinje [33].

Sunevo zraenje na ulazu u Zemljinu atmosferu se naziva ekstrateristikimzraenjem. To zraenje se opisuje gustinom energijskog fluksa koji upada naodreenu povrinu, normalnu na smjer Sunevih zraka, koje se oznaava sa E iizraava jedinicom W/m2.

Kako se udaljenost Zemlje od Sunca mijenja tokom godine, mijenja se iekstrateristiko zraenje, a mijenja se od najmanje vrijednosti 1307 W/m2 donajvee 1399 W/m2.

Solarna energija 15

zo= 90

Slika 5.2. Osnovi solarne geometrije [36]


5.1.3. Sunevo zraenje na povrini zemlje

Na putu kroz Zemljinu atmosferu Sunevo zraenje slabi jer se raspruje namolekulima gasova, na esticama praine i dima (aerosolima), apsorbuje se zboginterakcije sa molekulima (H2O, CO2, O3 itd.), i apsorbuje i raspruje na oblacima.Zraenje pojedinih talasnih duina se vie apsorbuje nego kod drugih pa se ispektralni sastav (odnosno oblik spektra) mijenja. Pri prolasku kroz atmosferuizgubi se oko 25% do 50% energije zbog rasprenja i apsorpcije. Put Sunevihzraka kroz atmosferu se opisuje pomou koeficijenta puta Sunevih zraka iobiljeava se sa m. Ako se zanemari zakrivljenost Zemlje i lom Sunevih zraka ipretpostavi da je gustina atmosfere stalna, tada je:

(5.2.)

je visina vertikalnog stuba zraka od povrine Zemlje do granice atmosfere, jevisina odgovarajueg stuba kroz koji prolaze Sunevi zraci, je ugao upadaSunevih zraka na horizontalnu plou (zenitni ugao Sunca), je visina

Sunca. Za Sunevo zraenje iznad Zemljine atmosfere uzima se da je m=0, pri emuse spektralna distribucija energije tog zraenja oznaava sa AM0. Ukoliko nanadmorskoj visini nula Sunevo zraenje vertikalno pada na Zemlju (=90), u tomsluaju m=1, a spektralna ditribucija energije Sunevog zraenja se obiljeava sa AM1.Kada Sunevo zraenje zaklapa ugao =30 sa normalom na povrini Zemlje, m=2dok se spektralna distribucija energije Sunevog zraenja obiljeava sa AM2 itd. [46].Kao normirano prizemno Sunevo zraenje pri fotonaponskim mjerenjima predloenaje AM1,5 raspodjela zraenja po preporuci Evropske komisije. To je zraenje koje dolazido povrine mora ako je ugao visine Sunca 41,8 (jer je sin41,8=1/1,5), odnosno akoje zenitni ugao 48,2 (slika 5.3.) [40].

m BACA z

z= = = =1 1

cos sinsec

CABA z

Slika 5.3. Standardni AM1,5 spektar Sunevog zraenja [40]

.

5.1.4. Sunevo zraenje na nagnutu plou

Sunevo zraenje se sastoji od direktne i rasprene (difuzione) komponente.Direktno Sunevo zraenje je ono koje dopire do ureaja direktno iz prividnogsmjera Sunca. Raspreno zraenje nastaje rasprenjem Sunevih zraka uatmosferi i dolazi na ureaj iz svih smjerova.

Nagnuta ploa, npr. fotonaponski panel, osim direktnog i rasprenog zraenjaprima i zraenje reflektovano od okolnih povrina. Ukupno zraenje (E) koje padana nagnutu plou sastoji se od tri dijela: direktnog, rasprenog i odbijenogzraenja:

E=Eb + Ed + Er. (5.3.)

Na slici 5.4. je ilustrativno prikazano zraenje koje dopire do nagnute ploe.

Na slici 5.5. je data karta Balkana sa optimalnim uglom nagiba fotonaponskogpanela. Pod optimalnim uglom podrazumijeva se onaj ugao pri kome je koliinaSunevog zraenja koje dopire do fotonaponskog panela maksimalna tokomgodine, pri emu je i iskorienje panela najvee mogue.

Solarna energija 17

Slika 5.4. Sunevo zraenje koje dopire do nagnute ploe


Na osnovu viegodinjih mjerenja insolacije (koliine energije koju jedinicapovrine Zemlje prima zraenjem Sunca u toku godine), formirane su solarnemape, a jedna takva je prikazana na slici 5.6.

Slika 5.5. Karta Balkana sa optimalnim uglom nagiba fotonaponskog panela [12]

Slika 5.6. Solarna mapa Balkana sa prosjenom insolacijom [12]

5.1.5. Instrumenti za mjerenje Sunevog zraenja

Planiranje mjesta i naina postavljanja solarnih panela, uzrokovalo je potrebumjerenja Sunevog zraenja. Nauna disciplina koja je dio meteorologije, i kojase bavi prouavanjem Zemljinog i Sunevog zraenja u atmosferi se zoveaktinometrija. Pomou nje se prikupljaju informacije o trajanju Suneve insolacijena odreenom podruju. Za pomenuto mjerenje koristi se vie razliitihinstrumenata.

Aktinometar (slika 5.7.) slui za mjerenje ukupnog direktnog zraenja Suncapretvaranjem svjetlosne u hemijsku ili toplotnu energiju (zagrijavanjem bimetalnihtraka). Aktinometar moe da bude: hemijski, optiki i elektrini.

Pirheliometar (slika 5.8.) se takoe koristi za mjerenje direktnog Sunevogzraenja. Sadri kolimatorsku cijev, u koju su smjeteni termometar i termoelije.

Albedometar (slika 5.9.) je ureaj koji mjeri sunevo zraenje reflektovano odpovrine. Sastavljen je od piranometra, iji je senzor okrenut na dolje. Inaepiranomatri mjere Sunevo zraenje pri povrini Zemlje [17].

Solarna energija 19

Slika 5.7. Aktinometar [27] Slika 5.8. Pirheliometar [27]

Slika 5.9. Albedometar [27]


5.2. METODE ISKORIAVANJA

Postoji vie naina za iskorienje solarne energije. Najei vidovi direktnogiskoritavanja energije Sunevog zraenja su:

konverzija u toplotnu energiju ikonverzija u elektrinu energiju.

5.2.1. Toplotna konverzija Sunevog zraenja

Konverzija Sunevog zraenja u toplotnu energiju vri se pomou aktivnih ipasivnih konverzionih sistema. U aktivne toplotne konverzione sisteme ubrajajuse: ploasti (ravni), fokusirajui i hibridni (kombinacija fotonaponskih i toplovodnihpanela) kolektori, a u pasivne: solarne kue, staklenici itd.

U zavisnosti od temperature nosioca toplotne energije nakon konverzijeSunevog zraenja u toplotnu energiju, sisteme za konverziju Sunevog zraenjau toplotnu energiju moemo podijeliti na:

1. niskotemperaturne, kod kojih je temperatura nosioca toplotne energijet

5.2.1.1.1. Ploasti kolektori

U niskotemperaturnim toplovodnim sistemima za konverziju Sunevogzraenja u toplotnu energiju danas se najvie koriste ploasti (ravni) kolektori (slika5.10.). Sastoji se od snopa cijevi postavljenih u kutiju na ijoj je prednjoj strani,izloenoj direktnom Sunevom zraenju, postavljeno staklo sa to manjomrefleksijom. Osnovni dijelovi ploastog kolektora su: apsorberska ploa, cijevniregistar, pokrovno staklo, izolacija i kuite. Apsorberska ploa je premazanaposebnim premazom koji apsorbuje Sunevo zraenje.

a) b)

Tako prikupljena toplota dalje se provodi kroz materijal apsorberske ploe(debljine cca. 0.3-0.5 mm) prema cijevnom registru i na kraju predaje radnomfluidu koji protie kroz cijevni registar. Cijevi su privrene za apsorberlemljenjem, laserskim ili ultrazvunim zavarivanjem i ponekad lijepljenjem.

Najvie se koriste tzv. selektivni premazi apsorbera koje karakterie visokikoeficijent apsorpcije za kratkotalasno Sunevo zraenje ( = 0.9-0.96) i niskikoeficijent apsorpcije, tj. emisije za dugotalasno IC zraenje ( = = 0.06-0.2)koje predstavlja toplotne gubitke kolektora. Takva svojstva osiguravajuistovremeno znaajnu apsorpciju Sunevog zraenja i bitno smanjenje toplotnihgubitaka zagrijane ploe apsorbera dugotalasnim zraenjem u odnosu napremaze koji nisu selektivni (poput npr. obine crne boje). Sline karakteristike iulogu ima pokrovno staklo iji je koeficijent propusnosti za kratkotalasno Sunevozraenje visok ( = 0.9-0.95), a za dugotalasno vrlo nizak ( < 0.02). Osimsmanjenja toplotnih gubitaka, staklo ima i vanu ulogu u zatiti kolektora odatmosferskih uticaja. Radi dodatnog smanjenja toplotnih gubitaka, kolektor jeizolovan sa zadnje i bone strane.

Solarna energija 21

Slika 5.10. a) Izvedbe ploastih kolektora, b) ploasti kolektor s pokrovnim staklom


Ploasti (ravni) kolektori apsorbuju direktno Sunevo zraenje i mali diodifuznog zraenja, a maksimalna temperatura radnog fluida obino ne prelazi95C. Efikasnost im varira od 50-80%, pa se njihova primjena preporuuje upodrujima sa umjerenom klimom.

5.2.1.1.2. Cijevni vakuumski kolektori

Danas su cijevni vakuumski (ili cijevno-vakuumski)) kolektori, poslije ploastih,najvie koriteni tip kolektora. Da bi se smanjili konvektivni gubici sa apsorberana okolinu, kod ovih kolektora je iz prostora izmeu apsorbera i stakla izvuenvazduh. Kod standardne konstrukcije ploastih kolektora tako nastali vakuumdoveo bi do pucanja pokrovnog stakla, pa se kod vakuumskih kolektora apsorbersmijeta u vakumirane staklene cijevi (koje zbog krunog oblika stijenke imaju priistom vakuumu znatno manja naprezanja u materijalu). Njihova efikasnost sekree od 30-50% a temperatura vode koja se pomou njih postie od 80-200C.S obzirom na temperaturu zagrijavanja vode, nalaze se na prelazu izmeu dvijekategorije ureaja: za nisko- i srednje-temperaturnu konverziju.

Postoji vie tipova cijevnih vakuumskih kolektora, kao to su: konstrukcija sakoaksijalno postavljenom polaznom i povratnom cijevi i ravnim apsorberom,konstrukcija sa apsorberom nanesenim na koncentrinu cijev kroz koju struji fluid,konstrukcija sa U-cijevi i ravnim apsorberom, konstrukcija sa tzv. toplotnomcijevi, itd. Na slici 5.12. prikazan je tzv. cijevni vakuum kolektor sa grijnom ilitoplotnom cijevi (eng. heat pipe) kod kojeg fluid struji kroz samo jednu cijev u dvasmjera.

Kod cijevnih vakuum kolektora sa toplotnom cijevi u donjem apsorberskom dijelucijevi radni fluid (freon, alkohol) isparava, a u gornjem dijelu cijevi dolazi do njegovekondenzacije. Toplota osloboena pri kondenzaciji radnog fluida se predajesekundarnom fluidu koji dalje preko izmjenjivaa obino tu toplotu predaje vodi urezervoaru. Zbog visokih koeficijenata prelaza toplote pri isparavanju i kondenzaciji,ovakvi kolektori imaju neto veu efikasnost od onih sa jednofaznim strujanjem.

Slika 5.11. Vrijednosti koeficijenata refleksije, apsorpcije i emisije razliitih materijala

Vano je napomenuti da postoje i izvedbe cijevnih vakuumskih kolektora saugraenim koncentratorima (reflektujuom povrinom) - slika 5.13. Koncentratorprikuplja Sunevo zraenje na veoj povrini i usmjerava ga na apsorber znatnomanje povrine. Tako se postie znatno vea vrijednost gustine energetskog tokai samim tim omoguava postizanje viih temperatura.

a) b)

Vakuumski kolektori imaju manje toplotne gubitke u odnosu na ploaste priistim uslovima rada. Meutim, zbog neophodnosti koritenja staklenih cijevi,korisna povrina apsorbera u odnosu na ukupnu projektovanu povrinu kolektora(iji udio iznosi oko 60%) manja je u poreenju sa ploastim kolektorima (udioapsorbera oko 90%). Efikasnost, a time i cijena vakuumskih, kao i ploastihkolektora, odreuje se prema ukupnoj projektovanoj povrini apsorbera ilikolektora. Zbog toga, na taj nain izraunata efikasnost vakuumskih kolektoramoe biti i nia od one kod ploastih kolektora identinih karakteristika apsorberai stakla. Drugim rijeima, ukoliko se u toplijoj polovini godine eli prikupiti jednakakoliina dozraene energije kao i sa ploastim kolektorima, vakuumski kolektori

Solarna energija 23

Slika 5.12. a) Konstrukcija vakuumskog kolektora s tzv. grijnom cijevi, b) vakuumskikolektor, c) princip rada grijne cijevi

c)


e zauzeti veu povrinu na krovu. Obrnuto vrijedi u zimskim mjesecima, prioblanom vremenu ili izuzetno visokim temperaturama fluida (>70). Tada doveeg izraaja dolazi smanjenje toplotnih gubitaka u vakuumskim kolektorima paje i njihova efikasnost vea. To ih ini prigodnim za koritenje u hladnijim klimamasa niom Sunevom ozraenosti. Takoe, zbog manjih toplotnih gubitaka,vakuumski kolektori omoguuju postizanje veih temperatura na izlazu u odnosuna ploaste, pa se mogu koristiti, u sprezi sa apsorpcionim rashladnim ureajem,i u solarnim rashladnim sistemima. Kao nedostatak vakuumskih kolektora trebaspomenuti mogunost napuknua stakla usljed dilatacija izazvanih temperaturnimpromjenama, pri emu dolazi do gubitka vakuuma i znaajnog pada efikasnosti.

5.2.1.2. Solarne elektrane

Solarne elektrane su postrojenja u kojima se dobija elektrina energija izsolarne energije. Osnovna karakteristika im je to solarnu energiju prvo pretvarajuu toplotnu kojom se zagrijava radni fluid, a zatim u elektrinu. Zbog toga se zovui solarne termoelektrane. Najzastupljenije su koncentrisane solarne elektrane.Osnovni dijelovi, sa stanovita korienja solarne energije, su im spremnik fluidai ogledala koja odbijaju sunevo zraenje ka njemu. Time se fluid zagrijava i strujika turbini ili toplotnom motoru. U zavisnosti od konstrukcije imamo: solarneelektrane sa parabolinim ogledalima, sa energetskim tornjem i heliostatskimogledalima, sa tanjirastim solarnim kolektorima, sa Frenelovim ogledalima isolarne uzgonske elektrane [25].

Slika 5.13. Cijevni vakuumski kolektor sa koncentratorima (eng. Compound ParabolicConcentrator, CPC)

5.2.1.2.1. Solarna elektrana sa parabolinim ogledalima

Kod ovog tipa solarne elektrane, nizovi parabolinih ogledala su dugaki i ponekoliko stotina metara. Iznad njih u fokusu parabole je postavljena cijev kaoprijemnik toplote. Sistem za praenje poloaja Sunca omoguava da Sunevozraenje uvijek pada pod najpovoljnijim uglom na ogledala, ali tako da cijev ostaneu fokusu parabole (slika 5.14.). Kroz cijevi struji fluid (sintetiko ulje, rastopljenaso ili para pod pritiskom), koji se zagrijava na visoku temperaturu (oko 400C), azatim tu toplotu predaje izmjenjivau toplote radi proizvodnje pare. Para se daljeusmjerava na turbinu koja pokree generator za proizvodnju elektrine energije.Najpoznatije solarne elektrane ovog tipa u svijetu su:

Solarna termoelektrana SEGS SAD, Kalifornija (pustinja Mojave), snage 354MWSolarna termoelektrana Andasol panija, snage 150MWSuneva termoelektrana Nevada Solar One SAD, Nevada, snage 64MW

5.2.1.2.2. Solarna elektrana sa energetskim tornjem i heliostatskim

ogledalima

Heliostatska ogledala reflektuju Sunevo zraenje prema energetskom tornju.Heliostat je ureaj koji sadri ogledalo koje se okree tako da, tokom cijelog dana,reflektuje sunevu svjetlost ka odreenom cilju, u ovom sluaju ka tornju. Toranjtj. radni fluid (voda, vazduh ili rastopljene soli) se tako zagrijava na temperaturuod oko 1000C, a generisana toplota se, kao i kod solarnih elektrana saparabolinim ogledalima, predaje izmjenjivau gdje se proizvodi para. Dalji proces

Solarna energija 25

Slika 5.14. Solarna termoelektrana sa parabolinim ogledalima [7]


je isti kao i kod termoelektrana koje koriste fosilna goriva. Primjeri solarnihelektrana ovog tipa u svijetu su:

Solarna termoelektrana PS10 panija, Sevilja, snage 11MWSolarna termoelektrana PS20 panija, Sevilja, snage 20MW, (slika 5.15.)

U proizvodnji elektrine energije veoma je vana konstantnost isporuke.Shodno tome, kod solarnih elektrana akumulacija toplote dobija na znaaju, jer utoku eksploatacije imamo periode bez Sunevog zraenja (no) i periode saslabijim zraenjem (oblanost). Materije koje se do sada koriste za akumuacijutoplote su istopljene natrijumove soli, beton i grafit i nalaze se u odgovarajuemspremniku. Koliko e elektrana moi raditi nezavisno od Sunevog zraenjaodreuje veliina spremnika.

Prednost dva prethodno navedena tipa solarne elektrane je u mogunostihibridne izvedbe sa termoelektranom na gas, pa se tako osigurava isporukaelektrine energije tokom 24 asa [25].

5.2.1.2.3. Solarna elektrana sa tanjirastim solarnim kolektorima

Kod ovakvih solarnih elektrana vei broj tanjirastih ogledala postavljenih naram, pratei kretanje sunca tokom dana, usmjerava Suneve zrake u jednu takuiznad njih, koja se nalazi u njihovom fokusu. Na toj razdaljini se postavljafotonaponski panel predvien za rad na visokim temperaturama. Takoe se mogupostaviti Stirlingov ili parni motor koji dalje pokree elektrini generator. Jednaovakva elektrana sa Stirlingovim motorom instalisana u Mojave Pustinji u Kalifornijiprikazana je na slici 5.16.

Slika 5.15.Solarna termoelektrana PS20 panija, Sevilja [7]

5.2.1.2.4. Solarna elektrana sa Frenelovim ogledalima

Ovu vrstu elektrana karakterie to to su solarna ogledala postavljena u jednojravni. Vie nizova ogledala moe usmjeravati zraenje u jedan ili vie kolektoraod ega zavisi efikasnost sistema. Prototipovi ovih elektrana su napravljeni uNjemakoj, Belgiji, Australiji i SAD-u. Na slici 5.17. prikazana je elektrana ovogtipa pod imenom Lidell power station u Australiji, koja je kombinovana saklasinom termoelektranom na ugalj.

5.2.1.2.5. Solarna uzgonska elektrana

Ova elektrana sastavljena je od solarnih kolektora za zagrijavanje vazduha,vjetroturbina i tornja kroz koji izlazi vru vazduh. Njen rad zasniva se na efektudimnjaka, za koji je neophodna razlika izmeu temperature u prostoru ispodkolektora i temperature okoline. Usljed tog efekta, poto su kolektori postavljenipod nagibom, topao vazduh se podie i prolazi kroz turbine koje pokreu elektrinigenerator, nakon ega izlazi kroz toranj. Osnovni parametri od kojih zavisi snagaove solarne elektrane su povrina kolektora i visina tornja (direktno utie na razlikupritisaka i efekat dimnjaka). Veliki nedostatak im je veoma mala efikasnost. Naimeproizvode svega 5W/m2. Prototipovi ovih elektrana postoje u paniji, Kini i SAD-u. Jedna elektrana ovog tipa je prikazana na slici 5.18.

Solarna energija 27

Slika 5.16. Solarna elektrana u Mojave Pustinji - SAD, Kalifornija [7]


5.2.1.3. Pasivna arhitektura

U ukupnom energetskom bilansu zgrade vanu ulogu igraju i toplotni dobiciod Sunca. Iz tog razloga se u savremenoj arhitekturi posebna panje posveujeprihvatu Sunevog zaraenja ali i zatiti od pretjeranog osunanja, jer se i pasivnidobici toplote moraju regulisati i optimizovati u zadovoljavajuu cjelinu.

Investicioni trokovi objekata koje se grade s ciljem optimizacije ueaenergije Sunevog zraenja u ukupnom godinjem toplotnom bilansu objekta aprema naelima pasivne arhitekture ne moraju biti vei od trokovakonvencionalnih, jer osnova takve gradnje lei u dobrom i funkcionalnom dizajnu,a ne u koritenju skupih tehnologija. Dobro projektovan objekt moe imati i za90% manju potronju drugih energenata za grijanje. Iz tog razloga se moesmatrati da je ovakav naina koritenja Suneve enegije veoma efikasan i jeftinjer za razliku od aktivnih solarnih sistema nema dodatnih pogonskih trokova.

Neki od osnovih principa solarne pasivne arhitekture prikazani su na slikama5.19. i 5.20. S obzirom na intenzitet Sunevog zraenja, preporuka je da se staklenepovrine koncentriu na junoj fasadi, dok prozore na sjevernoj fasadi trebamaksimalno smanjiti s ciljem ograniavanja toplotnih gubitaka. Ovakvim nainomprojektovanja, akumulaciona masa zida ili poda (izraenih od materijala sa velikimtoplotnim kapacitetom - beton, kamen, puna opeka i sl) u juno orijentisanimprostorijama akumulisae toplotnu energiju tokom dana i oslobaati je kasnije tokomnoi. Zatitu od pretjeranog zagrijavanja Ijeti se postie sredstvima za zatitu odSunevog zraenja (nadstrenice, prozori, toplotni zastori itd.), svjetla, zelenilom,prirodnim provjetravanjem, usmjeravanjem dnevnog svjetla, i sl.

U savremenim tzv. daylight sistemima koriste se optika sredstva da bipodstakla refleksija i lomljenje svjetlosnih zraka, odnosno za aktivni ili pasivniprihvat svjetla. Ovi savremeni sistemi kontrole prolaska svjetla i upravljanjadnevnim osvjetljenjem novi su doprinos energetskoj efikasnosti i odrivom razvoju,a ti se sistemi danas ukljuuju u arhitekturu jo u fazi najranijeg projektovanja.

Slika 5.17. Solarna elektrana sa Frenelovim ogledalima [23]

Slika 5.18. Solarna uzgonskaelektrana [34]

5.2.2. Fotonaponski paneli

Fotonaponski paneli su sastavljeni od vie fotonaponskih modula, koji su opetsastavljeni od skupa solarnih elija, to e u nastavku biti detaljnije objanjeno.

Razvoj solarnih elija poinje 1839. Godine, kada je Bekerel primjetio da sejaina struje izmeu dvije elektrode u elektrolitu poveava prilikom osvjetljavanja

Solarna energija 29

Slika 5.19. Primjer pasivne arhitekture [3]

Slika 5.20. Primjer pasivne arhitekture [2]


elektroda. Isti efekat na vrstom tijelu (selenu) prvi su primjetili V. G. Adams i R.E. Dej 1877. godine. Zahvaljujui ovome, ubrzo je napravljen ureaj za mjerenjeinteziteta svjetlosti. Odmah zatim istraivai su se okrenuli rjeavanju problemakorienja solarnih elija kao komercijalnih izvora elektrine energije.

Nagli razvoj solarnih elija poinje 1954. godine kada su Pirson, Fuler i apinnapravili prvu solarnu eliju od monokristalnog silicijuma. Poev od lansiranjaprvog satelita 1958. godine, solarne elije predstavljaju nezamjenljiv izvorelektrine energije na satelitima, svemirskim brodovima i stanicama. U zemaljskimuslovima od samog poetka razvoja solarne elije su nale primjenu nausamljenim objektima, svjetionicima, aerodromima, istraivakim platformama namoru, stambenim i industrijskim objektima, itd.

5.2.2.1. Princip rada solarne elije

Pomou fotonaponskog efekta moe se Suneva energija direktno pretvoriti uelektrinu energiju u solarnim elijama (slika 5.21.). Kada solarna elija apsorbujeSunevo zraenje, fotonaponskim efektom se na njenim krajevima proizvedeelektromotorna sila i tako solarna elija postaje izvor elektrine struje. Solarna elijau principu predstavlja p-n spoj, odnosno diodu. U silicijumskoj solarnoj eliji napovrini ploice p-tipa silicijuma difundirane su primjese, npr. fosfor, tako da natankom povrinskom sloju nastane podruje n-tipa poluprovodnika. Da bi se skupilanaelektrisanja koja su nastala apsorpcijom fotona iz Sunevog zraenja, na prednjojpovrini nalazi se metalna reetka, dok je zadnja strana prekrivena metalnimkontaktom. Reetkasti kontakt na prednjoj strani napravljen je tako da ne prekrijevie od 5% povrine, pa on skoro da ne utie na apsorpciju Sunevog zraenja.Prednja povrina elije moe biti prekrivena i providnim antirefleksijskim slojem kojismanjuje refleksiju Suneve svjetlosti i tako poveava efikasnost elije [3].

Slika 5.21. Ilustracija fotonaponskog efekta [9]

Solarna elija se izrauje tako da kada je osvijetlimo na njenim krajevima sejavlja elektromotorna sila (napon). Kada se solarna elija osvijetli, apsorbovanifotoni proizvode parove elektron-upljina. Ako apsorpcija nastane daleko od p-nspoja nastali par se ubrzo rekombinuje. Ali ako apsorpcija nastane unutar ili ublizini p-n spoja, unutranje elektrino polje, koje postoji u osiromaenompodruju, odvaja nastali elektron i upljinu (elektron se kree prema n-strani, aupljina prema p-strani). Takvo skupljanje elektrona i upljina na odgovarajuimstranama p-n spoja prouzrokuje elektromotornu silu na krajevima elije.

Na slici 5.22. je data ekvivalentna ema solarne elije. Kada se elija osvijetli,kontakt na p-strani postaje pozitivan, a na n-strani negativan. Kada je solarnaelija spojena sa spoljanjim potroaem i osvijetljena, u eliji e zbog fotonaponanastajati fotostruja If, pa e kroz potroa tei struja I, koja je jednaka razlici strujediode Id i fotostruje If.

(5.4.)

Osvijetljena solarna elija se ponaa kao izvor stalne struje, koji je paralelnospojen sa diodom. Serijski otpor Rs zavisi od materijala i tehnologije izrade solarneelije i poeljno je da bude to manji. Paralelni otpor (ant) Rp zavisi od osobinaelije i uglavnom je dovoljno velik da se moe zanemariti. Potie od mikrodefekatai neistoa unutar solarne elije. Tipine vrijednosti za Rs i Rp silicijumskih solarnihelija iznose: Rs500 [42].

5.2.2.2. Snaga solarne elije

Snaga koju moe dati solarna elija dobija se mnoenjem napona i struje:

(5.5.)

Maksimalna snaga koju idealna elija moe dati Pm=UmIm oznaena je na slici5.23. Raunski se moe odrediti traenjem pravougaonika sa najveom povrinom.

Solarna energija 31

I I I I eUkT

Id f f= =

0 1exp

Slika 5.22. Ekvivalentna ema solarne elije [40]

P U I U I I eUkT

Is o o= =

+

exp .


5.2.2.3. Efikasnost solarne elije

Efikasnost solarne elije definie se odnosom izmeu njene maksimalne snagePm i snage Pu Sunevog zraenja koje pada na povrinu A elije:

, (5.6.)

gdje je E ozraenje.

5.2.2.4. Faktori koji utiu na efikasnost solarnih elija

Na efikasnost solarnih elija utie vie faktora u koje spadaju: refleksija napovrini solarne elije, gubici u infracrvenoj oblasti, gubici u infraljubiastoj oblasti,gubici usljed debljine solarne elije, gubici usljed faktora napona, gubici usljedrekombinacije i gubici na serijskom otporu [48].

Gubici usljed refleksije na povrini solarne elije

Optika refleksija na solarnoj eliji zavisi od mikrorapavosti njene povrine. Sapoveanjem mikrorapavosti prednje povrine solarne elije dolazi do smanjenjarefleksije sa nje. U cilju smanjenja refleksije na solarnu eliju se nanoseodgovarajui antirefleksujui slojevi. Kod solarnih elija sa ovakvim slojevimaoptika refleksija moe da se smanji na 3%.

Gubici u infracrvenoj oblasti

U Sunevom spektru fotoni sa talasnim duinama >hc/Eg, gdje je Eg -energetski procjep poluprovodnikog materijala od koga je napravljena solarnaelija, ne generiu fotostruju ve dovode do porasta temperature solarne elije.Kod kristalnih Si solarnih elija na ovaj nain se gubi oko 23% efikasnosti.

Slika 5.23. Maksimalna snaga realne i idealne solarne elije [40]

= = =PP

PEA

I UEA

m

u

m m m

Gubici u ultraljubiastoj oblasti

Kod monokristalnih Si solarnih elija fotoni sa energijama iznad 1,1 eVgeneriu fotostruju i viak energije predaju monokristalu koji se pri tome zagrijava.Na ovaj nain gubi se oko 33% efikasnosti solarne elije.

Gubici usljed debljine solarne elije

Kod solarnih elija osjetljivi dio nije dovoljno debeo da bi se apsorbovali sviupadni fotoni. Naime jedan dio fluksa prolazi kroz solarnu eliju i apsorbuje se nazadnjoj elektrodi. Gubici usljed debljine solarne elije mogu da se smanje ispod1% pomou reflektujue zadnje elektrode koja vraa prole fotone u solarnu eliju.

Gubici usljed faktora napona

Prilikom apsorpcije Sunevog zraenja elektroni ne primaju cjelokupan iznosapsorbovane energije u materijalu solarne elije. Usljed toga napon na krajevimasolarne elije je manji od oekivanog. Na ovaj nain se gubi oko 17% efikasnostisolarne elije.

Gubici usljed rekombinacije

Generisani elektroni i upljine u solarnoj eliji prilikom apsorpcije Sunevogzraenja imaju odreeni vijek trajanja nakon koga se rekombinuju, to dovodi do4% gubitaka u njenoj efikasnosti.

Gubici na serijskom otporu

Na serijskom otporu solarne elije kao diodi gubi se oko 1% njene efikasnosti.Neki od navedenih faktora gubitaka efikasnosti solarne elije uslovljeni sufundamentalnim fizikim zakonima tako da se ne mogu smanjiti. Gubici efikasnostikoji zavise od tehnologije formiranja solarnih elija mogu da se smanje. Ukolikobi se gubici koji zavise od tehnologije izrade smanjili na minimum, maksimalnateorijska efikasnost kristalnih Si solarnih elija iznosila bi 23%.

Gubici usljed faktora ispune

Proizvod ImUm na U-I karakteristici, zbog njenog oblika, nikada ne moe bitijednak povrini ispod krive. U najboljem sluaju filing faktor moe da dostignevrijednost F=0,9. usljed ovoga gubi se oko 5% efikasnosti.

Zavisnost parametara solarne elije od temperature

Promjenom temperature mijenjaju se karakteristike solarne elije, kao to jeprikazano na slici 5.24.

Solarna energija 33


Za silicijumsku eliju promjenom temperature mijenjaju se sljedeekarakteristike elije:

napon opada za oko 0,41%/C (2,2 mV/C),struja kratkog spoja raste za oko 0,06%/C,snaga opada za 0,44%/C,efikasnost opada za oko 0,08%/C.

5.2.2.6. Spektralna osjetljivost solarne elije

Solarne elije nisu podjednako osjetljive na sve talasne duine spektraSunevog zraenja (slika 5.25.). Spektralna osjetljivost solarne elije zavisi odprirode poluprovodnika, prisutnih primjesa, tehnologije izrade elije, itd. [42].

Fotoni sa kratkim talasnim duinama apsorbuju se na ulazu u solarnu eliju,daleko od p-n spoja, pa bitno ne utiu na struju elije. Fotoni sa velikim talasnimduinama (infracrvena oblast) prolaze kroz p-n spoj, apsorbuju se pri dnu elije,ili se reflektuju sa zadnje elektrode i ne doprinose bitno poveanju struje solarneelije. Samo fotoni sa talasnim duinama iz oblasti maksimuma osjetljivostisolarne elije znatno doprinose struji elije.

Slika 5.24. Zavisnost snage solarne elije od temperature [40]

5.2.2.7. Tipovi solarnih elija

5.2.2.7.1. Solarne elije od monokristalnog silicijuma

Monokristalna Si solarna elija (slika 5.26.) je osjetljiva u oblasti talasnih duinaod 0,4-1,1 m a maksimum njene osjetljivosti se nalazi na talasnim duinamaizmeu 0,8-0,9 m, to se ne poklapa sa spektrom Sunca, iz ega proizilazi damonokristalni silicijum nije pogodan materijal za izradu solarnih elija [48].Komercijalne monokristalne Si solarne elije imaju efikasnost 15%, alaboratorijske 20%.

Solarna energija 35

Slika 5.25. Spektralna osjetljivost solarne elije [40]

Slika 5.26. Struktura tipine monokristalne Si elije i njen stvarni izgled [49]


5.2.2.7.2. Solarne elije od polikristalnog silicijuma

Polikristalne solarne elije se proizvode od polikristalnog silicijumapoluprovodnike istoe u obliku trake. Priprema polikristalne trake za dobijanjesolarnih elija vri se hemijskim nagrizanjem njene povrine, pri emu se napovrini trake formira piramidalna struktura sa visinom piramida od 10 m (slika5.27.).

Zahvaljujui piramidalnoj strukturi povrine trake polikristalnog Si upadnasvjetlost se viestruko reflektuje i apsorbuje na njoj. Struktura polikristalne solarneelije i njen izgled dati su na slici 5.28., dok je fotonaponski modul od polikristalnogSi firme arp tip NE-80EJEA dat na slici 5.29. Karakteristike ovog modula datesu u tabeli 5.2.

Slika 5.27. Prikaz trake od polikristalnog Si poslije hemijskog nagrizanja njene povrine [19]

Slika 5.28. Struktura polikristalne solarne elije i njen krajnji izgled [49]

Najbolji moduli od polikristalnog silicijuma imaju efikasnost 2-3% manju odmonokristalnih, dok im je proizvodna cijena oko 80% manja od cijenemonokristalnih modula. Polikristalne Si solarne elije izrauju se u raznim oblicimai dimenzijama. Komercijalne polikristalne Si solarne elije imaju efikasnost 14%,a laboratorijske 18%.

5.2.2.7.3. Solarne elije od amorfnog silicijuma

Prva komercijalna a-Si solarna elija pojavila se 1980. godine i imala jeefikasnost od 3%.

Solarna energija 37

Slika 5.29. Fotonaponski modul od polikristalnog Si firme arp tip NE-80EJEA [14]

Tabela 5.2. Karakteristike modula firme arp tip NE-80EJEA [6]


Solarne elije od a-si na stakluPopreni presjek a-Si solarne elije na staklu i njen krajnji izgled je dat na slici 5.30.

Solarne elije od a-si na plastici

Prva a-Si elija na plastici (slika 5.31.) je napravljena 1987. godine.

Amorfne silicijumske solarne elije na plastinoj foliji su fleksibilne.

Solarne elije od a-si na elinom limu

ematski prikaz poprenog presjeka a-Si solarne elije na elinom limu datje na slici 5.32.

Slika 5.30. Struktura amorfne a-Si solarne elije i njen krajnji izgled [49]

Slika 5.31. Rolna solarnih elija na plastinoj osnovi [22]

Slika 5.32. A-Si solarna elija na elinom limu: 1) transparentna elektroda, 2) Al elek-troda, 3) polimerni izolatorski sloj, 4) elini lim [48]

Solarne elije od a-si na aluminijumu

Prva a-Si solarna elija na hemijski obraenom aluminijumu formirana je uJapanu 1986. godine, a prvu a-Si solarnu eliju na anodno oksidovanomaluminijumu formirali su B. Lalovi i T. Pavlovi u Srbiji 1987. godine.

5.2.2.7.4. Solarne elije od drugih materijala

Solarne elije od GaAs

Zahvaljujui irini zabranjene zone od 1,45 eV, koeficijentu apsorpcije od 105

cm-1 i taki topljenja od 1238C, GaAs predstavlja idealan materijal za formiranjesolarnih elija.

Na slici 5.33. je prikazana struktura solarne elije napravljene od galijum-arsenida (GaAs) i proces apsorpcije svjetlosti.

Solarne elije od CdS/Cu2S

Razvoj ovih elija je poeo 1954. godine, a do 1982. godine one su bilekonkurentne Si elijama. Efikasnost takvih elija je 5-9%, a vijek trajanja im jekrai nego kod Si solarnih elija. Osjetljive su na vlagu i kiseonik iz atmosfere.

Solarne elije od CdTe

Prva istraivanja raena sa monokristalima kadmijum-telura (CdTe) rezultovalasu solarnim elijama efikasnosti 2,1%. Bila je to elija sastavljena od n-tipa CdTekristala u koji je unesen indijum. CdTe ima Eg=1,5 eV i koeficijent apsorpcije 104cm2 i predstavlja skoro idealan materijal za solarne elije. Aktivni slojevi CdTesolarne elije nanose se na staklo sa providnim provodljivim oksidom (npr. SnO2).elije sa visokom efikasnou koriste vrlo tanak hemijski nanesen sloj CdS.Struktura tipine solarne elije od CdTe se vidi na slici 5.34.

Solarna energija 39

Slika 5.33. Struktura GaAs solarne elije i proces apsorpcije svjetlosti [49]


Laboratorijske CdTe elije imaju efikasnost 16%, a komercijalne oko 8%. Velikatoksinost telura i njegove ograniene prirodne rezerve umanjuju perspektiverazvoja i primjene ovih elija.

5.2.2.7.5. Vieslojne solarne elije

Vea efikasnost fotonaponske konverzije Sunevog zraenja moe se postiiukoliko se umjesto jednog poluprovodnika s jednim p-n spojem koristi strukturasa dvostrukim ili viestrukim p-n spojevima razliitih poluprovodnikih materijala.Prvi poluprovodnik treba da ima veu irinu zabranjene zone i da apsorbujekratkotalasni dio, a proputa dugotalasni dio spektra Sunevog zraenja. Drugipoluprovodnik treba da apsorbuje dugotalasni dio spektra Sunevog zraenja.Jedan od tipova ovih solarnih elija su tandem solarne elije. One, u principu,sadre dvije ili vie razliitih solarnih elija. injenica da je najvea teorijskaefikasnost dvije elije 41,9%, dok je za beskonaan broj elija granina efikasnost86,6% navodi na prednosti ovog pristupa pri projektovanju fotonaponskih panela.Meutim, poto su tandem solarne elije znatno skuplje od Si solarnih elija, zasada se koriste za napajanje satelita i kod fotonaponskih sistema sakoncentratorima Sunevog zraenja.

5.2.2.7.6. Solarne elije sa koncentratorima

U cilju poveanja efikasnosti fotonaponske konverzije Sunevog zraenjakoriste se fotonaponski sistemi sa koncetratorima u obliku Frenelovih soiva ilipogodno nagnutih ogledala (slike 5.35.) [42].

Slika 5.34. Tankoslojna CdTe solarna elija (popreni presjek CdTe spoja) [48]

Slika 5.35. Solarna elija sa Frenelovim soivom [48]

Kod fotonaponskih panela sa koncetratorom koriste se solarne elije koje sustabilne na visokim temperaturama i koje imaju efikasnost preko 20% (npr. GaAs).Efikasnost fotonaponskih sistema sa koncetratorima je izmeu 30% i 35%.

5.2.2.8. Povezivanje solarnih elija u fotonaponske module i panele

Fotonaponski izvor se u emama prikazuje simbolom za p-n diodu, ali se ustvari radi o optiko-mehaniko-elektrinoj konstrukciji koja se sastoji od viedijelova. Elektrini dio fotonaponskog panela obuhvata sve poluprovodnikeelemente na ploi panela zajedno sa formiranim kontaktima i vodovima. Snagakoju proizvodi jedna solarna elija je relativno mala pa se u praksi vie elijapovezuju u grupu, ime se formira fotonaponski modul. Moduli se zatim spajajukombinovanom vezom i grade fotonaponski panel koji proizvodi struju, napon,odnosno snagu znatno veeg inteziteta (slika 5.36.).

Maksimalni izlazni napon individualne solarne elije iznosi oko 600 mV, pa seelije serijski povezuju kako bi se dobio eljeni napon. Najee se oko 36 elijaserijski povezuje stvarajui module nominalnog napona od 12 V. Paralelnimpovezivanjem elija postie se poveanje struje. U praksi se najee pribjegavaredno-paralelnoj vezi, ime se postie i potreban napon i potrebna struja, odnosnosnaga. Fotonaponski panel ine solarne elije elektrino spojene u paralelno-rednoj kombinaciji. Broj paralelno spojenih elija ini podmodul, dok broj rednospojenih elija, ili podmodula, ini serijski niz [48].

U tabeli 5.3. su dati tipini parametri fotonaponskog modula SLD100 [10].

Solarna energija 41

Slika 5.36. Fotonaponska elija, fotonaponski modul, fotonaponski panel [32]


5.2.2.9. Odreivanje optimalnog poloaja prijemnika

Prijemnik Sunevog zraenja je najee ravna povrina, kao to je povrinazida ili neka zastakljena povrina. Ovakav prijemnik moe, u odnosu na Zemlju iSunce, da bude proizvoljno orjentisan. Pozicija prijemnika Sunevog zraenja uodnosu na Zemlju moe se definisati preko dva ugla (slika 5.37):

ugao orijentacije povrine (azimut) i ugao nagiba povrine (inklinacija)

Ugao orjentacije povrine je gao izmeu pravca juga S i projekcije normalepovrine n na horizontalnu ravan, poluprava n. Ovaj ugao je pozitivan ako jeprojekcija normale zapadno od juga i negativan ako je projekcija istono od juga.

Tabela 5.3. Tipini parametri fotonaponskog modula snage 100 W [10]

Slika 5.37. Definisanje pozicije prijemnika Sunevog zraenja [44]

Ugao nagiba povrine je ugao izmeu ravni prijemnika i horizontalne ravni,a uzima se kao pozitivan ukoliko je povrina prijemnika nagnuta prema jugu, usuprotnom je negativan. Pozicija prijemnika u odnosu na Sunce moe se definisatikorienjem ugla upada solarnih zraka . To je ugao izmeu normale napovrinu n i pravca Sunevih zraka.

Pod optimalnim poloajem prijemnika podrazumijeva se onaj poloaj prikome je koliina zraenja koja dospijeva do prijemnika najvea mogua.Optimalan poloaj je razliit za razliite lokacije na Zemlji, odnosno on je funkcijageografskog poloaja i doba dana i godine lokacije od interesa. U zavisnosti odoptimalnog poloaja, sve prijemnike Sunevog zraenja moemo podijeliti u dvijegrupe:

fiksni prijemnici i prijemnici sa mogunou praenja pozicije Sunca.

Fiksni prijemnici

Fiksni prijemnici Sunevog zraenja nemaju mogunost praenja pozicijeSunca. To su najee sistemi koji su privreni (fiksirani) na krovove ili fasadekua, zgrada i sl. (slika 5.38.). Njihov stepen iskorienja je manji nego kodsistema koji imaju mogunost praenja, ali se ipak esto primjenjuju.

Jedan od uslova koji treba da bude zadovoljen u sluaju postavljanja fiksnihprijemnika Sunevog zraenja je da na lokacijama koje se nalaze na sjevernojhemisferi prijemnici treba da budu orijentisani prema jugu, a na lokacijama kojese nalaze na junoj hemisferi, prijemnici treba da se orijentiu prema sjeveru.Optimalan poloaj fiksnih prijemnika pri kome se postie maksimalna vrijednostzraenja za geografsku irinu naeg podneblja je oko 35.

Solarna energija 43

Slika 5.38. Sistem montae na fasadu objekta [29]


Prijemnici Sunevog zraenja sa mogunou praenja pozicije Sunca

Kako bi se poveala efikasnost sistema koji koriste energiju Sunevog zraenja,razvijeni su sistemi koji imaju mogunost praenja pozicije Sunca. Ovi sistemi u tokudana generiu znatno vie energije nego fiksni prijemnici. Sistemi koji imajumogunost praenja pozicije Sunca se mogu klasifikovati na sljedei nain:

prema osi rotacije ina osnovu primijenjenog senzorskog sistema za praenje pozicije Sunca.

Klasifikacija na osnovu ose rotacije obuhvata sisteme sa jednom osom isisteme sa dvije ose rotacije. Sistemi sa jednom osom rotacije omoguavajupraenje pozicije Sunca u toku dana samo u pravcu istok-zapad (praenjeinklinacionog ugla). Ovakvi sistemi daju od 25% do 30% vie energije u odnosuna fiksne sisteme.

Dvoosni rotirajui sistemi pored kretanja istok-zapad imaju i drugu osu rotacije,sjever-jug (praenje ugla azimuta). Ona omoguava da se izvri preciznijakorekcija poloaja prijemnika u odnosu na Sunce u toku cijele godine, zboginjenice da se osa rotacije Zemlje u odnosu na ravan njenog kretanja oko Sunca,nalazi pod nagibom od 23,5. Kod ovih sistema, poveanje efikasnosti je od 30%do 40% u odnosu na fiksne sisteme [44].

Kod senzorskog sistema za praenje pozicije Sunca razlikuju se dva osnovnatipa rotirajuih sistema: aktivni i pasivni rotirajui sistemi.

Aktivni sistemi po svojoj strukturi i primjenjenim mjernim principima pripadajugrupi sloenih, kompleksnih sistema, zbog ega je u literaturi usvojena sljedeanjihova podjela:

rotirajui sistemi sa mikroprocesorskom kontrolom, koji svoj rad bazirajuna preciznom izraunavanju putanje kretanja i pozicije Sunca,rotirajui sistemi sa mikroprocesorskom kontrolom i senzorskim stepenomkoji omoguava neprekidno praenje Sunca,rotirajui sistemi koji kombinuju prethodna dva pricipa.

Pasivni sistemi ne sadre elektrine motore ili neku dodatnu elektronskukontrolu. Njihov rad se zasniva na toplotnom irenju fluida, kao to je freon, kojise nalazi u simetrino izbalansiranoj mehanikoj strukturi i koja sadri nekolikoparova aktuatora. Pri razliitom intezitetu Sunevog zraenja dijelovi realizovanestrukture se zagrijavaju na razliitim temperaturama, ime se prouzrokuje dazagrijani freon ispari i ostvari neki protok, ili izazove pomjeranje klipa.

Iz svega navedenog se moe zakljuiti da sistemi koji imaju mogunostpraenja pozicije Sunca imaju veu efikasnost nego fiksni sistemi. Meutim, i ovisistemi imaju svojih nedostataka, kao to su:

poskupljuju instalaciju (duplo),oteavaju odravanje,poveavaju masu samog sistema,sistemi koji imaju mogunost pomjeranja u samo nekoliko poloaja (npr. 4puta godinje), ne daju znaajno poveanje efikasnosti.

Primjer fotonaponsog panela koji ima mogunost praenja pozicije Sunca jeprikazan na slici 5.39.

Na slici 5.40. uporeene su godinje koliine zraenja za tri razliitafotonaponska sistema.

Na osnovu slike se moe zakljuiti da je koliina zraenja najvea za sluajsistema koji ima mogunost praenja pozicije Sunca, dok je za fiksni sistem (saoptimalnim poloajem) koliina manja, a za horizontalno postavljen sistem,koliina zraenja je najmanja [44]. Osnovni problem kod sistema koji koristeSunevo zraenje kao izvor energije jeste mali stepen iskorienja. Zafotonaponske panele u laboratorijskim uslovima stepen iskorienja je neto vieod 20%, dok je tipini koeficijent korisnog dejstva kod komercijalnih panela negdjeoko 15%. Zbog toga, svaki korak ka poveanju efikasnosti ovakvih sistema donosiogromne rezultate u pogledu dobijene elektrine energije [45].

Solarna energija 45

Slika 5.39. Fotonaponski panel sa mogunou praenja pozicije Sunca [15]

Slika 5.40. Poreenje razliitih vrsta fotonaponskih sistema [40]


5.2.2.10. Perspektive razvoja solarnih elija

Prednost u proizvodnji solarnih elija u svijetu ima Kina, Tajvan i Njemaka,dok sve vei porast u proizvodnji solarnih elija i primjeni solarne energije uproteklih nekoliko godina je evidentan i u drugim zemljama, kao to se vidi sadijagrama na slici 5.41.

Nano i tankoslojne tehnologije najvie obeavaju u buduoj proizvodnji solarnihelija. Pretpostavke su da e nano tehnologije poveati efikasnost postojeihtehnika proizvodnje, dok e tankoslojne tehnologije igrati vanu ulogu uvieslojnim strukturama.

5.2.2.10. Fotonaponski sistemi

Osnovni fotonaponski sistem se sastoji od panela, akumulatora i potroaa, iobavlja dva osnovna procesa:

pretvaranje svjetlosne energije u elektrinu i pretvaranje elektrine energije u hemijsku i obrnuto.

Najvaniji element u procesu fotoelektrinog pretvaranja svjetlosne energije uelektrinu je solarna elija, dok je reverzibilni elektrohemijski proces pretvaranjapovezan sa punjenjem i pranjenjem akumulatora.

Fotonaponski sistem moe raditi bez akumulatora samo ako postoji pobuda,odnosno Sunevo zraenje. U tom sluaju se generisana energija koristineposredno, dok se viak nepovratno gubi (disipira). Ukljuivanjem akumulatorarad potroaa je mogu i kada nema pobude.

Sloeniji fotonaponski sistemi imaju i podsistem za regulaciju protoka energijeunutar sistemskih jedinica i ureaje koji omoguavaju prikljuak i istovremeni radvie razliitih potroaa. U mnogim primjenama ukljuen je i raunar, posebno u

Slika 5.41. Uee zemalja u svjetskoj proizvodnji i primjeni solarnih elija, 2010. godine [28]

uslovima automatizovanog rada gdje nema mogunosti neposrednog ovjekovognadzora.

Osnovni fotonaponski sistem se u naelu realizuje kao paralelni spoj trinelinearna elementa sa zajednikim naponom Un (naponska sabirnica), slika5.42.

Smjer struje Ia je pozitivan jer struja tee u vor, dok struja potroaa Ip imanegativani predznak. Meutim, struja akumulatorske baterije Ib moe imatipozitivan ili negativan predznak. Ako je struja potroaa Ip vea od struje Ia kojudaje fotonaponski izvor, akumulator se prazni strujom |Ib|=Ip-Ia, a ako je onamanja, struja Ib ima suprotan smjer i akumulator se puni strujom |Ib|=Ia-Ip. Ovapojava je prikazana na slici 5.43.

Trenutni napon baterije Ub predstavlja ujedno i radni napon sistema. Na U-Ikarakteristici presjek napona sa karakteristikom panela odreuje struju Ia. Iakokriva snage potroaa sijee karakteristiku panela u dvije take, sve struje sudefinisane naponom na sabirnici Ub.

a) b)

Solarna energija 47

Slika 5.42. Osnovna ema fotonaponskog sistema

Slika 5.43. Karakteristika sistema kada se akumulator a) prazni, b) puni [48]


5.2.2.11.1. Tipovi fotonaponskih sistema

Kako bi se elektrina energija, dobijena u fotonaponskim modulima, moglapraktino iskoristiti, neophodno je da uz fotonaponske module imamo i baterijeakumulatora, kontrolere punjenja akumulatora i invertore. Svi ti ureaji inefotonaponski (FN) sistem koji moe da radi kao samostalni ili kao mrenopovezani ureaj. Samostalni fotonaponski sistemi mogu biti ili autonomni ili hibridnisistemi. Hibridni sistemi kombinuju fotonaponske sisteme sa jednim ili vie izvoraelektrine energije i mogu da ukljuuju i akumulatore.

Samostalni fotonaponski sistemi

Samostalni fotonaponski sistemi su odvojeni od elektrodistributivne mree isva energija se generie lokalno u solarnim modulima. Samostalni fotonaponskisistem je odlian izvor energije za udaljene kue, rekreaciona vozila, kamp-kuice,amce, jedrilice i sl. Fotonaponski sistemi sa mogunou skladitenja energijese koriste za napajanje telekomunikacionih repetitora, u monitoringu, kodelektrinih ograda, itd. Fotonaponski generator puni akumulator u toku dana, aakumulator obezbjeuje elektrinu energiju potroaima po potrebi, dok kontrolerpunjenja podeava i kontrolie proces samog punjenja baterija. Razvodni ormanmoe da sadri mjerne instrumente za monitoring sistem, kao i osigurae iprekidae za zatitu provodnika u sliaju kvara ili kratkog spoja [30].

Samostalni naizmjenini fotonaponski sistemi su isti kao jednosmjernifotonaponski sistemi, izuzev to sadre konvertor jednosmjerne struje unaizmjeninu. Invertor omoguava korienje standardnih aparata koji se nalazeu domainstvu kao to su alati na elektrini pogon, usisivai, maine za pranjevea, kuhinjski aparati i sl. U domainstvima, upotreba naizmjeninihfotonaponskih sistema pojednostavljuje povezivanje sa elektrinom instalacijom,omoguava korienje jeftinijih prekidaa i ostalih elemenata. Uteda usljed manjecijene povezivanja sistema je znaajna, jer je za efikasan prenos jednosmjernestruje niskog napona potreban provodnik velikog poprenog presjeka.

Neki fotonaponski sistemi imaju i jednosmjerne i naizmjenine potroae, toje u nekim sluajevima pogodno kako bi se izbjegli gubici invertora. Pojediniureaji koji rade sa jednosmjernom strujom, kao to su motori, efikasniji su odnjihovih naizmjeninih ekvivalenata.

Hibridni fotonaponski sistemi koriste kombinaciju fotonaponskog i drugihizvora energije. Mnogi hibridni sistemi koriste elektrine generatore (agregate) nadizel gorivo, gas ili benzin kao rezervne izvore energije. Hibridni sistemi mogu dakoriste i druge obnovljive izvore energije kao to su turbine na vjetar ili malehidroelektrine generatore. Veina hibridnih sistema koriste akumulatore zaskladitenje energije. Fotonaponski sistem puni akumulator, dok agregatobezbjeuje razliku izmeu energije koju zahtjevaju potroai i energije kojuproizvodi fotonaponski sistem. Hibridni sistemi se sve vie primjenjuju u udaljenimsredinama, jer obezbjeuju pouzdano snadbijevanje elektrinom energijom i satehnikog i sa ekonomskog aspekta, kao i optimalan rad.

Fotonaponski sistemi povezani sa elektrodistributivnom mreom

Fotonaponski sistemi povezani sa elektrodistributivnom mreom koriste, slinoagregatima kod hibridnih sistema, distributivnu mreu kao rezervni izvor energijeili kao potroa vika energije koju generiu fotonaponski moduli.

Ovakvi fotonaponski sistemi rade paralelno sa elektrodistributivnom mreom.Isporuuju joj vikove elektrine energije i napajaju potroae na lokaciji samogsistema. Ovim sistemima moe da upravlja elektrodistributivna kompanija, kadase radi o velikim fotonaponskim sistemima. esto se ovakvi sistemi instaliraju nazgradama, a generisana solarna struja se razmjenjuje sa mreom, tako to viakide u mreu, a tokom perioda kada nema Sunca energija se uzima iz mree.

Pozitivne osobine fotonaponskih sistema povezanih sa distributivnom mreom su:Jednostavnost i nia cijena - sistem se povezuje na standardnu instalacijuzgrade i jedine dvije potrebne komponente su fotonaponski generator i konvertor;Nema lokalnog skladitenja energije - skladitenje energije nije neophodno,jer se energija dobija iz elektrodistributivne mree kada je smanjena osvijetljenost ili kada nema Suneve svjetlosti. Mrea preuzima solarnu energiju i obezbjeuje napajanje kada potronja prevazilazi solarnu proiz-vodnju.U zgradama sa mnogo klima ureaja dnevni maksimum potronje poklapa se sa maksimalnom snagom zraenja Sunca. Tako fotonaponski sistem generie maksimalnu snagu ba kada je to najpotrebnije i obara vrh potronje u distributivnoj mrei. Smanjuje se potreba za tehnikim unapreenjem distributivnog sistema, jer se dodatna koliina energije generie od Sunca i to u toku dana kada je potranja najvea.

5.2.2.11.2. Karakteristike fotonaponskih sistema

Osnovne prednosti fotonaponskih sistema i njihovih elemenata su:Pouzdanost Fotonaponski moduli, kao ureaji bez pokretnih dijelova,konstruisani su za ivotni vijek od 30 i vie godina uz veoma malu vjero-vatnou mogueg otkazivanja u toku svog rada.Mala potreba za odravanjem Fotonaponski sistemi rade uz minimalnoservisiranje i bez snadbijevanja gorivom, tako da su idealan izvor energ-ije u izolovanim sredinama, kao to su zabaeni planinski krajevi i ostrva.Ne utiu tetno na prirodnu okolinu Fotonaponski ureaji ne proiz-vode nikakvu emisiju tetnih materija u prirodnu okolinu i predstavljaju neujan lokalni izvor energije.Besplatno gorivo u izobilju Suneva svjetlost je besplatna, lako do-stupna i praktino neiscrpna energija tako da korisnici mogu da umanje ili ne plaaju raune za struju .Lokalno generisana struja Fotonaponski ureaji koriste lokalne izvoreenergije (Sunevu svjetlost), to obezbjeuje energetsku sigurnost i kon-trolu pristupa energiji.

Solarna energija 49


Fleksibilna veliina sistema Fotonaponski sistemi mogu da budu razliitih dimenzija i snaga; od onih u depnom kalkulatoru do vie-me-gavatne centrale. Modularna konstrukcija i dizajn omoguuju lako proi-renje sistema u zavisnosti od finansijskih mogunosti i energetskih po-treba.Lakoa transportovanja Modularna konstrukcija omoguava prenos fotonaponskih sistema u dijelovima, to moe biti veoma korisno za pre-nos sistema.

Sa druge strane postoje i neka ogranienja fotonaponskih sistema:

Zavisnost od Sunca Elektrina energija se ne proizvodi nou, a obla-nost smanjuje izlaznu snagu sistema.Poetna cijena Cijena fotonaponskih modula se konstantno smanjivalaod oko 40$/W prije petnaestak godina, do oko 4$/W danas. Kupovina fo-tonaponskog sistema predstavlja najveu investiciju poto je cijena samog rada sistema, kao i cijena odravanja zanemarljivo mala. Konstr-ukcija fotonaponskih sistema je esto predviena za dugotrajan rad od 30 i vie godina, a cijena po kilovat-asu generisane elektrine energije u toku radnog vijeka je u stalnom padu [30].

5.2.2.11.3. Pretvarai u fotonaponskom sistemu

Prilagoavanje elektrine energije proizvedene u solarnim elijama potrebamapotroaa ostvaruje se pomou pretvaraa energetske elektronike. Pretvarai ufotonaponskom sistemu obavljaju razliite funkcije, kao to su:

Punjenje i kontrola stanja akumulatora,DC/DC stabilizacija,Invertovanje (DC/AC).

Pretvarai za punjenje akumulatora

Pretvarai koji slue za punjenje i/ili kontrolu stanja akumulatora su bitan diofotonaponskog sistema. Prenapunjenost ili velika ispranjenost akumulatora moguga unititi ili mu smanjiti radni vijek. Kada je akumulator napunjen, pretvaraprekida struju punjenja, a ako je akumulator ispranjen do doputene granice (npr.75%), pretvara iskljuuje potroa od akumulatora i ukljuuje ga ponovo im seakumulator napuni iznad te granice. Sopstvena potronja pretvaraa jezanemariva, reda veliine nekoliko miliampera.

Postoji vie vrsta ovakvih pretvaraa, kao to su tranzistorski, relejni,mikroprocesorski itd. [37]. Primjer povezivanja solarnog panela sa akumulatorompreko pretvaraa je prikazan na slici 5.44.

DC/DC stabilizatori

Uloga DC/DC stabilizatora u fotonaponskom sistemu je da napajajujednosmjerne potroae (npr. tedljive sijalice), a u zavisnosti od veliine naponakoji je potreban DC potroaima pretvarai mogu da rade kao:

podizai napona,sputai napona.

DC/DC pretvarai se koriste ako jednosmjerni izlazni napon iz fotonaponskihsistema ne odgovara potrebama optereenja. Primjeri DC/DC pretvaraa kaostabilizatora napona, koji su optimalno prilagoeni za rad u fotonaponskomsistemu, su MDC/MDCI pretvarai i prikazani su na slici 5.45. [33].

Solarna energija 51

Slika 5.44. Tranzistorski pretvara do 10 A, 12 V

Slika 5.45. MDC/MDCI pretvarai [33]


DC/AC pretvarai - invertori

Elektrina energija koja se proizvodi unutar fotonaponskog sistema jejednosmjernog karaktera. Funkcija invertora (slika 5.46.) je pretvaranjejednosmjernog (DC) napona u naizmjenini (AC) mreni napon. Oni slue kaoveza izmeu jednosmjernih izvora elektrine energije (fotonaponskihmodula/panela, baterijskog bloka) i naizmjeninih potroaa. Osnovna ulogainvertora u fotonaponskim sistemima je:

U umreenom sistemu, da bi se energija iz solarnih ploa prilagodila takoda bi se mogla uvesti u elektrodistributivnu mreu.U samostalnim solarnim sistemima (stand-alone solar electric systems),da bi se energija iz solarnih ploa i baterija prilagodila za elektrine po-troae koji ne mogu da rade direktno sa baterije.Kao rezervni sistem napajanja, za snadbijevanje potroaa koji normalnokoriste energiju iz mree [4].

Efikasnost pretvaraa energetske elektronike

Osnovne opte osobine pretvaraa energetske elektronike su: cijena,pouzdanost i efikasnost. Sve navedene osobine posebno su vane kod pretvaraakoji se koriste u fotonaponskim sistemima. S obzirom na to da presudno utie navrijeme otplate sistema, ovdje je posebna panja posveena efikasnostipretvaraa. Efikasnost pretvaraa se, u optem sluaju, definie kao odnosizlazne i ulazne snage. S obzirom na to da gubici pretvaraa, koji odreujuefikasnost, zavise od radne take (snage) pretvaraa, definiu se krive efikasnostipretvaraa iz kojih se vidi njihovo ponaanje (efikasnost) u razliitim radnimtakama. Da bi se izbjegla upotreba krivih efikasnosti ije razumijevanje traiodreeni stepen tehnikog znanja, a da se dobije to korektnija ocjena efikasnostipretvaraa, uvedene su odreene definicije prosjene efikasnosti. Prosjenaefikasnost se u Evropi definie kao:

euro=0,035+0,0610+0,1320+0,130+0,4850+0,2100, (5.7.)

gdje je xy efikasnost invertora u xy% nazivne snage [30].

Slika 5.46. ema invertora i slika konkretnog modela GT30E Grid Tie invertora [8]

CEC (California Energy Commission) je usvojila sledeu formulu za efikasnost:[39]CEC= 0,0410%+0,0520%+0,1230%+0,2150%+0,5375%+0,05100%. (5.8.)

5.3. ODNOS PREMA OKOLINI

Samo funkcionisanje fotonaponskih solarnih elija i solarnih kolektora uoptene zagauje okolinu. Naime, ne proizvode se gasovi koji uzrokuju efekat staklenebate. Proizvodnja elektrine i toplotne energije na ovaj nain smanjuje potrebeza proizvodnjom iste iskoriavanjem fosilnih goriva i biomase utermoelektranama i toplanama i tako smanjuje emisiju staklenikih gasova uatmosferu. Sa te strane ovi ureaji imaju pozitivan uticaj na okolinu. Staklenikigasovi su u tabeli 5.4. poredani prema uticaju na globalno zagrijavanje, koji zavisiod osobina gasa i njegove koncentracije u atmosferi.

Negativan uticaj na okolinu od strane fotonaponske tehnologije se ogleda usamoj njihovoj proizvodnji zbog upotrebe toksinih materijala poput kadmijuma.Proces dobijanja silicijuma, kao najeeg materijala od kojeg se izraujufotonaponske elije, iziskuje veliku koliinu energije. To ilustruje injenica davrijeme povrata uloene energije za proizvodnju fotonaponskih elija odkristalnog silicijuma iznosi oko 3 godine.

Loa strana, to se tie uticaja na okolinu, je to to je potrebno zauzeti relativnoveliku povrinu za instalaciju ovih kapaciteta kako bi se osigurala dovoljnakoliina elektrine energije. Zauzimanje obradivih povrina se moe izbjeipostavljanjem panela na krovove i fasade stambenih i poslovnih objekata, zatimna pasivna zemljita dok je najbolje rjeenje instalacija na neobradivim podrujimakao to su pustinje. Za izradu tako velikih kapaciteta je potrebno veoma mnogomaterijala. Kao to je raniije reeno, neki od materijala za izradu elija su toksini,pa to predstavlja rizik za okolinu. Ovi negativni utjecaji na okolinu nikako ne trebada se podcjenjuju i zanemaruju, tj. treba ih uzeti u razmatranje pri poreenjupojedinih naina proizvodnje energije sa stanovita zatite ivotne sredine.

Solarna energija 53

Tabela 5.4.: Uticaj staklenikih gasova na globalno zagrijavanje [7]


Dakle, tehnologija za proizvodnju fotonaponskih elija je relativno ista, dokfotonaponski paneli i solarni kolektori, pri funkcionisanju, u maloj mjeri optereuju,ali ne zagauju okolinu [7].

5.4. MOGUNOSTI ZA EKSPLOATISANJE U REPUBLICI

SRPSKOJ

Sa tehnikog stanovita, u naem podneblju solarna energija se moeeksploatisati svim naprijed opisanim tehnologijama. Naravno, obavezno jepotovanje odgovarajue pravne regulative.

Na osnovu prosjene godinje insolacije, koja za sjeverne dijelove iznosi1,25MWh/m2, a za june dijelove 1,55MWh/m2, moe se zakljuiti da RepublikaSrpska ima veoma dobre potencijale za korienje energije Sunevog zraenja[20].

U Republici Srpskoj postoje podsticaji za proizvodnju elektrine energije izobnovljivih izvora. Shodno tome, ne udi porast interesovanja investitora za ovuoblast. To potvruje i spisak svih aplikacija za odobrenje preliminarnog prava napodsticaj za proizvodnju elektrine energije korienjem obnovljivih izvora, u 2013.godini, koji je dat u tabeli 5.5.

Tabela 5.5. Aplikacije za odobrenje preliminarnog prava na podsticaj za proizvodnjuelektrine energije iz obnovljivih izvora u 2013. godini [11]

Vrijeme povrata investicije za fotonaponske panele je oko 7 godina, to ne bitrebalo predstavljati ograniavajui faktor za njihovu ekspanziju na naimprostorima. Takoe je vano napomenuti da doprinos u iskoriavanju solarneenergije trebaju da daju i fizika i pravana lica bilo da je rije o primjenifotonaponskih sistema za proizvodnju elektrine energije ili pak solarnih kolektoraza pripremu tople vode i toplote.

5.5. ZAKLJUAK

Privredni razvoj uslovljava poveanje potreba za energijom. Danas se tei katome da to vie novih energetskih postrojenja koristi obnovljive izvore energije.Tu znaajno mjesto treba da zauzima solarna energija kao ist i neogranienresurs. Ona predstavlja alternativu fosilnim gorivima koja zagauju vazduh i vodu.

Imajui u vidu trend u instalisanju elektroenergetskih postrojenja u svijetu uposljednjih nekoliko godina, u budunosti se takoe oekuje i dalji rast brojasolarnih elektrana.

Iako zahtjevaju relativno malo radne snage tokom svog funkcionisanja, pogoniza eksploataciju solarne energije u apsolutnom iznosu poveavaju zaposlenostpa i na taj nain doprinose drutvenom prosperitetu.

5.6. LITERATURA

[1] C.S. Solanki: Solar Photovoltaic Tehnolodies, Energy Systems Engineer-ing.

[2] D. S. Findley: Solar Power for Your Home, McGraw-Hill 2010.[3] D. ljivac, Z. imi: Obnovljivi izvori energije, 2009.[4] Eric Seymour: Design Characteristics of High-Power Photovoltaic Inverters,

Nort America

[5] http://besplatna-energija.com/, 2011.

[6] http://files.sharpusa.com/

[7] http://hr.wikipedia.org/wiki/, juli 2013

[8] http://pune.all.biz/

[9] http://sh.wikipedia.org/

[10] http://solaris-novigrad.hr/

[11] http://solarni.wordpress.com/, oktobar 2013.

[12] http://sunbird.jrc.it/

[13] http://www.aad.hr/

[14] http://www.altestore.com/

[15] http://www.cccme.org.cn/

[16] http://www.elvet.com/, maj 2010.

Solarna energija 55


[17] http://www.enphaseenergy.com/, april 2010.

[18] http://www.erec.org/, april 2010.

[19] http://www.gslb.cleanrooms.com/

[20] http://www.investsrpska.net/

[21] http://www.keithley.com/, decembar 2009. god.

[22] http://www.natcoresolar.com/

[23] http://www.novatecsolar.com/

[24] http://www.phocos.com/, septembar 2009.

[25] http://www.planeta.rs/

[26] http://www.renewableenergyworld.com/, april 2010.

[27] http://www.rse-see.net/, januar 2012.

[28] http://www.semi.org/

[29] http://www.solarbuildingtech.com/

[30] http://www.solaris-hr.com/, maj 2010.

[31] http://www.solarni-kolektori.net/

[32] http://www.solarnipaneli.org/

[33] http://www.steca.com/

[34] http://www.zelenaenergija.org/, septembar, 2011.

[35] J. M. A. Myrzik, M. Calais: String and Module Integrated Inverters for Sin-gle-Phase Grid Connected Photovoltaic Syste, IEEE, Italy, 2003.

[36] John Twidell, Tony Weir: Renewable Energy Resources, Taylor & Francis,second edition 2006.

[37] Marko Iki, Nenad Jovani: Hibridni sistemi napajanja, seminarski rad,Istono Sarajevo, 2009.

[38] Milomir oja, Marko Iki, Mladen Banjanin: Poveanje efikasnostipretvaraa energetske elektronike-2 dio, Istono Sarajevo, 2010.

[39] Nasser Kutkut: PV Energy Conversion and System Intergration, Universityof Central Florida, 2009.

[40] Nenad Jovani: Pretvaranje energije Sunevog zraenja u elektrinu-fo-tonaponski sistemi, diplomski rad, Istono Srajevo, 2009.

[41] Ostoji Radenko: Primjena sistema sa jednosmjernim naponima u prenosu,distribuciji i potronji elektrine energije, diplomski rad, Istono Sarajevo,april 2010.

[42] Petar Kalui, Jadranka Vuletin, Ivan Zulim: Sunane elije, Zagreb, 2000.[43] Slobodan Lubura, Marko Lalovi: Model PV panela baziran na specifikaci-

jama koje daje proizvoa, Istono Sarajevo, 2010.[44] Slobodan Lubura, Nenad Jovani: Odreivanje optimalnog poloaja pri-

jemnika Sunevog zraenja, Istono Sarajevo, 2010.

[45] Soeren Baekhoej Kjaer, Jonh K. Pedersen, Frede Blaabjerg: A Review ofSingle-Phase Grid-Connected Inverters for Photovoltaic Modules, IEE, Sep-tember/October, 2005.

[46] SOLAR ELECTRONICS, PHOTOVOLTAIC, Steca, 2005.[47] Sran Lale: MPPT metode za solarne panele, Istono Sarajevo, februar

2010.

[48] Uro Jeremi: Fotonaponsko pretvaranje energije (solarne elije), diplomskirad, Kosovska Mitrovica, 2007.

[49] Z. Bili: Napajanje udaljenog stambenog objekta pomou energije vjetra isunevog zraenja, diplomski rad, Osijek, 2006.

Solarna energija 57

3.

GEOTERMALNA ENERGIJA

Doc. dr Gordana TICAMr Saa PRODANOVI

Sc Sran VASKOVI

6.1. UVOD

Rije geotermalna dolazi od grkih rijei geo (zemlja) i therme (toplota). Podpojmom geotermalna energija smatramo onu energiju koja se moe iskoristiti izZemljine unutranjosti i koristiti u energetske ili neke druge svrhe. Toplota izunutranjosti Zemlje rezultat je radioaktivnog raspadanja elemenata u njenojunutranjosti i na bazi toga ova toplota se obnavlja, pa je prema tome geotermalnaenergija obnovljivi izvor energije. Osnovni medij koji prenosi toplotu izunutranjosti Zemlje na povrinu je voda ili para, pri emu se voda nalazi ustalnom ciklusu kruenja vode u prirodi.

Potencijal geotermalne energije je ogroman, ima je 50000 puta vie od sveenergije koja se moe dobiti iz nafte i plina irom svijeta. Geotermalni resursinalaze se u irokom opsegu dubina, od plitkih povrinskih do vie kilometaradubokih rezervoara tople vode i pare koja se moe dovesti na povrinu i iskoristitiU nekim zemljama geotermalni izvori se koriste u ljekovite svrhe, npr u banjama.Razvojem nauke proiireni su vidici iskoriavanja geotermalne energije. Tako jeovaj vid energije usmjeren prema procesu dobijanja elektrine energije te grijanjudomainstava i industrijskih postrojenja. Grijanje zgrada i iskoritavanjegeotermalne energije u procesu dobijanja struje, glavni su ali ne i jedini nainiiskoriavanja te energije. Geotermalna energija se moe jo iskoristiti i u drugesvrhe kao npr u proizvodnji papira, pasterizaciji mlijeka, plivakim bazenima, uprocesu suenja drveta itd.

6.1.1. Geotermalni temperaturni gradijent

Temperatura na povrini Zemlje zavisi od Sunevog zraenja. Uticaj togzraenja ima efekta u gornjim dijelovima Zemljine kore do dubine od oko 30 m.Na tim dubinama temperatura Zemlje je priblino konstantna i poveava se sadaljim poveanjem dubine. Geotermalni temperaturni gradijent opisuje porasttemperature Zemlje sa poveanjem dubine, kreui se prema njenoj unutranjosti.Idui od povrine prema zemljinom jezgru, temperatura progresivno raste za 3 Kto je dubina vea, tj. u prosjeku svakih 100 metara (30 K/km) [1]. Ova vrijednostpredstavlja prosjeni geotermalni gradijent iz razloga to su njegove veliinepromjenjive na razliitim nivoima dubina kreui se prema Zemljinom jezgru. Zatoima smisla govoriti o prosjenom geotermalnom temperatrnom gradijentu.Onelokacije koje imaju poveani temperaturni gradijent predstavljaju potencijalnamjesta za primjenu geotermalne energije.

Geotermalna energija 61


Slika 6.1. Geotermalni gradijent i struktura sastavnih dijelova Zemlje [1]

Prosjene vrijednosti temperaturnog gradijenta, zavisno od dubine ispodZemljine kore, date su tabeli 6.1.

Tabela 6.1. Vrijednosti temperaturnih gradijenata sa poveanjem dubine [2]

Visoki temperaturni gradijenti postoje u podrujima jakih seizmikih aktivnosti.Kada se govori o iskoriavanju geotermalne energije, misli se o iskoritavanjuenergije nagomilane u njenoj unutranjosti koja se nalazi uskladitena u toplimstijenama i fluidima.

6.2. VRSTE GEOTERMALNIH REZERVOARA

Geotermalni rezervoari toplotne energije nalaze se unutar Zemljine kore izkojih se na ekonomian nain moe iskoriavati toplota koja se na povrini koristiza grijanje i proizvodnju elektrine energije, u industriji, poljoprivredi, ugostiteljstvu,domainstvima itd. Geotermalni rezervoar karakteriu njegova dubina, debljina iopseg, svojstva stijena, salinitet i hemijski sastav postojeih fluida u rezervoaru,te temperatura, poroznost i propusnost stijena.

Kada govorimo o geotermalnim rezervoarima, mislimo zapravo na podzemnevode (u tenom ili gasovitom stanju, zavisno od temperature) koje se nalaze upodzemnim leitima i vode koje prolaze kroz podzemna leita. Sadraj toplotneenergije u geotermalnom rezervoaru zavisi od temperature, pritiska i agregatnogstanja podzemne vode u kom se nalazi. Uz podzemne vode pojavljuju se: opasnigasovi, minerali i drugi hemijski elementi, koji su vrlo agresivni i tetni po ljude iinstalacije sistema za iskoriavanje toplotne energije. To su npr. vodonik sulfid,sumporna kiselina, arsen itd. Na slici 6.2. dat je izgled geotermalnog rezervoara.

Slika 6.2. Geotermalni rezervoar [3]

Geotermalne rezervoare dijelimo:

prema stepenu istraenosti izvora,prema stanju materije iju unutranju energiju elimo da iskoristimo, te prema temperaturi fluida.

Prema stanju materije iju unutranju energiju elimo da iskoristimo,razlikujemo geotermalne rezervoare sa:

toplom vodom;vodom pod pritiskom;vodenom parom;toplim i suvim stijenama;

Prema temperaturi fluida u geotermalnom rezervoaru, podjela geotermalnihnalazita je na:

nisko temperaturna od 500 C do 1000 C;srednje temperaturna od 1000 C do 2200 C;visoko temperaturna, preko 2200 C;

Rezervoari tople vode - Osnovno obiljeje je tekua voda koja sadri u sebitoplotnu energiju. Veina geotermalnih nalazita su rezervoari tople vode. Ako je

Geotermalna energija 63


temperatura dovoljno visoka (>170 C), voda se na povrini moe pretvoriti u parui koristiti direktno u turbini za proizvodnju elektrine energije. Ako je temperaturaizmeu 100 i 180 C, toplotna energija se koristi za isparavanje sekundarnogfluida koji pokree turbinu (binarna geotermalna elektrana). Za veinu ovakvihnalazita tople vode karakteristine su povrinske manifestacije u obliku pare,vrue vode i slino. U dananjem tehnolokom razvoju, ova vrsta leita je jedinapogodna za komercijalnu proizvodnju elektrine energije.

Rezervoari vodene pare - Vrlo su rijetka. Najjednostavnija su i najjeftinija zaiskoritavanje. Prirodna suva vodena para moe se direktno koristiti zaproizvodnju elektrine energije u klasinim parnim turbinama.

Topl

pg oie i odrzivi razvoj lokalnih zajednica

Documents