Слънцето като източник на топлинна енергия
Слънцето като източник на топлинна енергия - раздел Екология, Екология Това е практически неизчерпаем източник на енергия. Може да се използва директно (.
Това е почти неизчерпаем източник на енергия. Може да се използва директно (чрез улавяне от технически устройства) или индиректно чрез продуктите на фотосинтезата, водния цикъл, движението на въздушните маси и други процеси, които са причинени от слънчеви явления.
Използването на слънчева топлина е най-простият и евтин начин за решаване на индивидуални енергийни проблеми. Изчислено е, че в Съединените щати отоплението на помещенията и горещата вода използват около 25% от енергията, произведена в страната. В скандинавските страни, включително България, този дял е значително по-висок. Междувременно значителна част от топлината, необходима за тези цели, може да бъде получена чрез улавяне на енергията на слънчевите лъчи. Тези възможности са толкова по-значими, колкото повече пряка слънчева радиация достига до земната повърхност.
Най-разпространеният начин за улавяне на слънчева енергия е чрез различни видове колектори. В най-прост вид това са тъмно оцветени повърхности за улавяне на топлина и устройства за нейното акумулиране и задържане. И двата блока могат да представляват едно цяло. Колекторите са поставени в прозрачна камера, която работи на принципа на оранжерия. Има и устройства за намаляване на разсейването на енергия (добра изолация) и нейното отстраняване, например чрез въздушни или водни потоци.
Отоплителните системи от пасивен тип са още по-прости. Циркулацията на охлаждащите течности тук се осъществява в резултат на конвекционни течения: нагрятият въздух или вода се издигат нагоре и по-хладните охлаждащи течности заемат тяхното място. Пример за такава система е стая с големи прозорци, обърнати към слънцето, идобри изолационни свойства на материали, които могат да задържат топлина за дълго време. За намаляване на прегряването през деня и преноса на топлина през нощта се използват завеси, щори, козирки и други защитни устройства. В този случай проблемът за най-рационалното използване на слънчевата енергия се решава чрез правилното проектиране на сградите. Известно увеличение на цената на строителството се компенсира от ефекта от използването на евтина и идеално чиста енергия.
Според B. Nebel (1993) в САЩ (например в Калифорния) има сгради, които дори и с пасивен тип слънчева акумулация могат да спестят до 75% от разходите за енергия, като допълнителните разходи за строителство са само 5-10%.
В Кипър, в 90% от вили, много хотели и жилищни сгради, проблемите с топлоснабдяването и захранването с топла вода се решават със слънчеви бойлери. В Израел делът на жилищата, захранвани със слънчева енергия, е близо 65%. В други страни целевото използване на слънчевата енергия все още не е голямо, но производството на различни видове слънчеви колектори интензивно се увеличава. Хиляди такива системи вече работят в САЩ, въпреки че те все още осигуряват само 0,5% от снабдяването с топла вода.
Много прости устройства понякога се използват в оранжерии или други структури. За по-голямо акумулиране на топлина през слънчевото време на деня в такива помещения се поставя материал с голяма повърхност и добър топлинен капацитет. Това могат да бъдат камъни, едър пясък, вода, чакъл, метал и др. През деня те акумулират топлина, а през нощта постепенно я отдават. Такива устройства се използват широко в оранжериите в Южна България, в Казахстан, Средна Азия и други слънчеви райони.