Energia słoneczna jest specyficzną formą energii odnawialnej występującej na Ziemi. Podstawową jej zaletą jest łatwa dostępność, efektywność i że jest bezpłatna. Z racji małej gęstości strumienia, silnie zależy od miejsca na Ziemi, w tym szerokości geograficznej, grubości warstwy atmosfery i strefowych warunków klimatycznych, co wiąże się z czasem trwania ekspozycji słonecznej. Istotny wpływ ma także lokalny stan zanieczyszczenia środowiska oraz zmieniające się w sposób ciągły pory dnia i roku.

Energia promieniowania słonecznego była zawsze wykorzystywana przez ludzi, zarówno w sposób przypadkowy, jak i zaplanowany. Rozwój współczesnych nowych technologii dopasowanych do warunków klimatycznych i typu obciążeń energetycznych umożliwił efektywniejsze pozyskiwanie tej energii do celów użytkowych. Jak twierdzi zajmująca się tym zagadnieniem dr inż. Dorota A. Chwieduk z Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN, „rozwiązania, które do niedawna wydawały się niemożliwe do zastosowania w pewnych warunkach dostarczania i odbioru energii, uległy znaczącej modernizacji i stają się coraz bardziej powszechne i uzasadnione energetycznie i ekonomicznie. Energetyka słoneczna to obecnie zarówno rozwiązania instalacyjne, jak również estetyczna koncepcja architektoniczna budynku z jego otoczeniem”.

Energia promieniowania słonecznego daje początek powstawaniu innych energii odnawialnych i jest przyczyną wszystkich zachodzących zmian w przyrodzie. Bierze udział w obiegu wody (parowanie, opady), powstawaniu ruchów termicznych (wiatry, fale, prądy morskie) oraz jest czynnikiem rozwoju dla występowania różnych przejawów życia (biomasa, organizmy żywe takie jak: plankton, ryby, zwierzęta).

Możliwości wykorzystania energii promieniowania słonecznego w Polsce są bardzo zróżnicowane i uwarunkowane regionalnie, decydując się na inwestycje w instalacje solarną lub fotowoltaiczną musimy brać ten fakt pod uwagę. Roczna suma usłonecznienia dla obszaru Polski stanowi 14-22% sumy wszystkich godzin w roku, średnia wartość wynosi ok. 1600 godzin. Natomiast suma rocznego napromieniowania całkowitego sięga 900-1200 kWh/m2, z kolei wartości bezpośredniego promieniowania słonecznego znajdują się w granicach 600-800 W/m2.

Energia słoneczna na Podkarpaciu

W regionie obserwowany jest rokrocznie przyrost liczby dachów z zamontowanymi panelami kolektorów, są to głównie systemy odbierające ciepło, powszechne stają się ponadto wolnostojące układy fotowoltaiczne zasilające znaki drogowe.
Na Podkarpaciu średnie nasłonecznienie miesięczne wg danych 10 letnich, wynosi odpowiednio od 0,8 kWh/m2/dzień w grudniu do 5,04 kWh/m2/dzień w lipcu. Warunki te stwarzają doskonałą możliwość do wykorzystania energii słonecznej na cele użytkowe. Ocieplający się klimat dodatkowo potęguje rozwój inwestycji solarnych, które znacznie szybciej się amortyzują.

Odpowiednio dobrany i właściwie skonfigurowany całościowo system solarny z wysoko sprawnymi kolektorami, pozwala pokryć od 55-65% rocznego zapotrzebowania na ciepłą wodę w budynku jodno lub wielorodzinnym. Z wieloletnich doświadczeń użytkowników solarów jednoznacznie wynika, iż w miesiącach późnowiosennych i letnich (maj – wrzesień) energia słoneczna wystarcza na prawie całkowite pokrycie potrzeb przygotowania ciepłej wody. W pozostałym okresie służyć może do wstępnego podgrzewania ciepłej wody, dzięki temu możliwe jest zmniejszenie zużycia energii elektrycznej czy konwencjonalnych paliw tj. gaz, węgiel czy olej opałowy.

Wydawać by się mogło, że zagadnienia związane z energetyką słoneczną, a uściślając, z promieniowaniem słonecznym, posiadają wyłącznie same zalety w stosunku do źródeł konwencjonalnych. Okazuje się jednak, że przy całej zaawansowanej innowacyjności, energetyka solarna nie pozbawiona jest również i wad.

Decydując się na zastosowanie proekologicznej technologii, musimy iść na kompromis w obszarach, w których obecne systemy i urządzenia nie pozwalają na tak efektywne rozwiązania, jakich byśmy oczekiwali.

Jak podaje W. M. Lewandowski w książce Proekologiczne źródła energii odnawialnej do najważniejszych wad i zalet energii słonecznej względem nośników konwencjonalnych można zaliczyć:

Wady:

• cykliczność dzienna, roczna i stochastyczna (konieczność magazynowania, przetwarzania na inne, łatwiej magazynujące się formy energii);
• zmienna koncentracja i niskie natężenie wymagające wspomagania innymi źródłami energii;
• duże rozproszenie;
• znaczne koszty związane z budowaniem urządzeń wspomagających.

Zalety:

• darmowa energia po zwróceniu się kosztów budowy instalacji;
• wszechobecność eliminująca problem przesyłu;
• brak wpływu na bilans energetyczny Ziemi, w przeciwieństwie do ropy, węgla i gazu nie ulega wyczerpaniu;
• proekologiczność.

Pomimo występowania również pejoratywnych zagadnień wśród urządzeń wykorzystujących energię promieniowania słonecznego tj. kolektory słoneczne czy ogniwa fotowoltaiczne zastosowanie ich jest bezwątpienia ekonomicznie i ekologicznie uzasadnione, gdyż takie rozwiązania dają darmową i czystą energię.

W opracowaniu wykorzystano:

1. D. A. Chwieduk: Możliwości wykorzystania energii promieniowania słonecznego w budownictwie w Polsce – Pierwsza Międzynarodowa Konferencja Energii Słonecznej i Budownictwa Ekologicznego ENERGIA ODNAWIALNA Innowacyjne idee i technologie dla budownictwa, Solina 2006;
2. W. M. Lewandowski: Proekologiczne źródła energii odnawialnej. WNT, Warszawa 2001;
3. Wytyczne projektowe i materiały szkoleniowe firmy Hewalex;
4. Podkarpacka Agencja Energetyczna Sp. z o.o.: Publikacja: Energia Słoneczna.