Primena solarne energije u Srbiji - karakteristike sistema i potencijal

Sunčevo zračenje na Zemljinu površinu ima snagu od oko 50 milijardi megavata što je 10 hiljada puta više nego što su potrebe naše civilizacije. Ono se može transformisati primenom različitih tehnologija u toplotnu ili električnu energiju. Električna energija se može proizvesti direktnom transformacijom sunčevog značenjapomoću fotonaponskih ćelija ili na indirektan način gde se sunčevo zračenje prvo pretvara u toplotnu energiju visoke temperature, a zatim ova u električnu.



Šemu tipičnog solarnog sistema čine: sunčevi kolektori, akumulator toplote sa izmenjivačem toplote, pumpa i regulacioni sistem. Tehnološki najjednostavnija je transformacija sunčevog zračenja u toplotnu energiju niske temperature, obično ispod 90oC. Ona se dalje može koristiti za grejanje potrošne tople vode, stanova, poslovnih prostora, kao i u nekim industrijskim procesima.

Za ove namene koriste se ravni sunčevi kolektori. Najveće instalacije ovog tipa nalaze se u Danskoj i Švedskoj, gde su povezane na sisteme daljinskog grejanja. Postrojenje u mestu Marstal u Danskoj ima snagu od 12,8 MW, što je nešto više nego jedna petina zemunske toplane (60 MW).

U klimatskim uslovim Beograda, 0,5m2 solarnog kolektora po članu domaćinsktva može da zagreje više od 30% potrebne potrošne sanitarne tople vode godišnje.

Fotonaponski sistemi koriste svojstva poluprovodničkih materijala za direktnu transformaciju sunčevog zračenja u električnu energiju. Fotonaponska tehnologija ima potencijalno veoma široku primenu, od upotrebe kod vrlo malih sistema – prenosne elektronike (satovi, digitroni, i sl.), malih izolovanih sistema za snabdevanje potrošača koji nisu vezani ne električnu mrežu (pojedinačna domaćinstva u ruralnim krajevima, manji turistički brodovi i sl.), ili mali sistema vezanih na mrežu (obično krovne ili fasadne instalacije na zgradama) do velikih sistema vezanih na mrežu.

Efikasnost fotonaponskih panela, u zavisnosti od poluprovodničkog materijala koji se koristi je relativno niska – između 7 i 18%. Tipična instalacija za porodičnu kuću spada u kategoriju malih sistema vezanih na mrežu, njena snaga je oko 2-5kW i ostvaruje se upotrebom 15-40 panela.

Potencijal solarne energije u Srbiji

Na većini teritorije Srbije broj sunčanih dana je znatno veći nego u mnogim evropskim zemljama (između 1500 i 2200 časova godišnje). Potencijal solarne energije u Srbiji iznosi 0,64 miliona toe godišnje (ili oko 16,7% ukupnog potencijala obnovljivih izvora). Najveći potencijal za korišćenje solarne energije imaju gradovi u južnom delu Srbije – Niš, Kuršumlija, Vranje.

Najveći godišnji prihod energije se dobija ako je površina orijentisana prema jugu i ima nagib od 30 stepeni; ova orijentacija i nagib su optimalni i za periode mart-april i avgust-septembar. Procena ukupnog potencijala za uštedu u Srbiji ima 2,65 miliona stambenih jedinica. Ako bi se na svaku stambenu jedinicu postavilo po 4kvm solarnih kolektora, godišnje bi se uštedelo oko 7.420GWh električne energije čija je vrednost oko 370 miliona evra.

Iskorišćavanjem ukupnog potencijala solarne energije za zagrevanje vode bi se smanjila i emisija ugljen-dioksida – za 6,5 miliona tona godišnje. Nezvanični podaci govore da se u Srbiji godišnje ugradi 15.000 kvm solarnih kolektora, što je po opštoj proceni malo.

Vlada Srbije je nedavno usvojila uredbu o podsticajnim otkupnim cenama za električnu energiju proizvedenu iz obnovljivih izvora energije. U skladu sa tom Uredbom, cena jednog kWh dobijenog iz sunčeve energije biće 23 evrocenta.

Karakteristike solarnih sistema

Postoje dva različita pristupa u korišćenju solarne energije u zgradarstvu koji se baziraju na:

Pasivnim sistemima, koji prevode energetske fenomene u arhitektonski koncept, u kome kuća postaje prijemnik koji zahvata i čuva najveći deo sunčeve enrgije i
Aktivnim sistemima, koji u prvi plan stavljaju instalacionu opremu (solarni kolektori, fotonaponske ćelije, fokusiranje sunčeve energije – upotreba u velikim energetskim postrojenjima).

Najveća prednost pasivnih solarnih objekata je prijatan unutrašnji ambijent, posebno u stambenoj arhitekturi. Uspešne pasivne solarne kuće grade se čak i u klimama sa skoro konstantnom oblačnošću i lošim vremenskim uslovima. Za razliku od aktivnih, kod pasivnih solarnih sistema ne postoji poseban sistem uređaja već čitav objekat radi kao kolektor sunčevog zračenja: sve funkcije aktivnog sistema na sebe preuzimaju delovi i elementi objekata. Kuća koja zahvata sunčevu energiju može da je koristi skoro svakog dana.

Pasivno korišćenje sunčeve energije osnovni je i najjefitniji način upotrebe energije iz okoline. Osim toga, kao značajan element sistema sunčeve energije, odnosno ponašanja kao energetski efikasnog objekta uzimaju se u obzir prirodni faktori okruženja: klima, konfiguracija terena, orijentacija, vetar, vegetacija, međusobni odnosi zgrada itd.

Pored prirodnih i stvorenih uslova lokacija važno je i društveno (političko, ekonomsko, socijalno) okruženje (subvencionisanje, feed-in tarifa, poreske olakšice, cena električne energije i sl.) od čega zavisi vreme povraćaja investiranja u ove sisteme. Istraživanja pokazuju da bi pasivni sistemi za solarno grejanje – dopunsko grejanje moglo da podmiri od 30% do 60% potrebne toplotne energije.

Značajna prednost korišćenja solarne energije u stambenim naseljima je da je naročito pogodno za individualne stambene zgrade što može da doprinese smanjenju potrošnje klasičnih izvora energije u naseljim malih gustina. Planovi za uvođenje nisko-temperaturnog daljinskog grejanja na bazi solarne energije treba da budu povezani sa regulativnim i podsticajnim merama za sprovođenje programa poboljšane toplotne izolacije zgrada