Energien kommer fra sola Sola som energikilde

(1)

Espen Olsen

Førsteamanuensis, dr. ing.

Institutt for matematiske realfag og teknologi - IMT

(2)

ET FOR MILJØ-OG BIOVITENSKAP

 Sola som energikilde - hva er solenergi?

 Innstrålt effekt og energi - irradianse

 Utstrålt effekt og energi – albedo

 Hvordan er forholdene i Norge og Europa

 Teknologier for utnyttelse av solenergi

AGOGISK DAG 2010

(3)

ET FOR MILJØ-OG BIOVITENSKAP AGOGISK DAG 2010

 Utstrålt effekt: 3.9·10 ²³ W

(4)

 Fersk solenergi

AGOGISK DAG 2010

wordPress.com

(5)

 Gammel solenergi

AGOGISK DAG 2010

Vind

hop2wilson.wikispaces.com monsterguide.net

Biomasse

(6)

 Veldig gammel solenergi

AGOGISK DAG 2010

wikimedia mexicovacationtravels

Kull Olje og fossil metangass

(7)

 Jordskiven mottar effekt fra sola - solkonstanten

 Solkonstantens gjennomsnitt: 1353 W/m ²

 Jorda har elliptisk bane rundt sola

(8)

(9)

 Utstrålt spekter tilsvarende ~ T = 6000K

AGOGISK DAG 2010

B. Sørensen "Renewable energy"

(10)

(11)

(12)

 AM: Air Mass cos θ

= 1 AM

θ

(13)

NASA

(14)

(15)

(16)

ET FOR MILJØ-OG BIOVITENSKAP AGOGISK DAG 2010 skyfritt

virkelig gjennomsnitt, justert for skydekke

diffust, spredt i atmosfære

Ås Juni

(17)

Month

Irradiation at fixed

inclination: (kWh/m

²

/day) Optimal inclination

0° 40° (°)

Jan 0.274 0.591 75

Feb 0.811 1.485 68

Mar 1.796 2.561 55

Apr 3.254 3.906 40

May 4.640 4.923 28

Jun 5.264 5.266 21

Jul 4.859 4.980 24

Aug 3.635 4.086 34

Sep 2.293 3.095 50

Oct 1.047 1.714 63

Nov 0.401 0.852 73

Ås:

1039kWh/m

²

årlig Sør-Europa:

ca 1700 kWh/m

²

årlig Sahara (max):

ca 2500 kWh/m

²

årlig

(18)

 Termisk solenergi (varme) – Passive metoder

• Bygningskonstruksjon/detaljer – Aktive metoder

• Solfangere – lav/høytemperatur

 Elektrisk solenergi

– Solceller - PV (Photovoltaics)

– Elektrisitet konvertert fra termisk solenergi i store

AGOGISK DAG 2010

(19)

kortbølget innstråling fra sola

langbølget varmestråling fra vegger

AGOGISK DAG 2010

(20)

 Solvarmeanlegg 1. Solfanger

2. Varmelager

3. Distribusjonssystem

 Effektivitet 40-75%

 I praksis 300-450 kWh/m ² ·år i Norge

AGOGISK DAG 2010

(21)

 Solceller

 Effektivitet 5-20%

 Energikostnad: 0.98 kr/kWh (jan.

2010) i solrike strøk (USA, Afrika)

 Transport: Elektriske ledninger

 Lagring: Batterier eller strømnett

AGOGISK DAG 2010

(22)

 Solvarmekraftverk

 Speil - fokuspunkt

 Dampturbin

 Kostnad: 0.10 €/kWh (2010)

 Målsetting: 0.05 €/W (2020)

PS10, Andalucia Spania

Wikipedia

(23)

 Solen som energikilde

 Innstrålt effekt og energi - irradianse

 Forholdene i Norge og Europa

 Teknologier for utnyttelse av solenergi

 Solenergi kommer snart også til deg!

Utnyttelse av solenergi er ved siden av enøk, trolig de mest miljøvennlige av de eksisterende

energiteknologiene. Behovet for energi til drift er lite, og anleggene gir heller ikke skadelige utslipp.

NOU 1998:11

(24)

Energien kommer fra sola Sola som energikilde

Espen Olsen

Førsteamanuensis, dr. ing.

Institutt for matematiske realfag og teknologi - IMT

 Sola som energikilde - hva er solenergi?

 Innstrålt effekt og energi - irradianse

 Utstrålt effekt og energi – albedo

 Hvordan er forholdene i Norge og Europa

 Teknologier for utnyttelse av solenergi

 Utstrålt effekt: 3.9·10 23 W

 Fersk solenergi

 Gammel solenergi

Vind

Biomasse

 Veldig gammel solenergi

Kull Olje og fossil metangass

 Jordskiven mottar effekt fra sola - solkonstanten

 Solkonstantens gjennomsnitt: 1353 W/m 2

 Jorda har elliptisk bane rundt sola

 Utstrålt spekter tilsvarende ~ T = 6000K

 AM: Air Mass cos θ

= 1 AM

θ

Ås Juni

Month

Irradiation at fixed

inclination: (kWh/m

/day) Optimal inclination

0° 40° (°)

Jan 0.274 0.591 75

Feb 0.811 1.485 68

Mar 1.796 2.561 55

Apr 3.254 3.906 40

May 4.640 4.923 28

Jun 5.264 5.266 21

Jul 4.859 4.980 24

Aug 3.635 4.086 34

Sep 2.293 3.095 50

Oct 1.047 1.714 63

Nov 0.401 0.852 73

Ås:

1039kWh/m

årlig Sør-Europa:

ca 1700 kWh/m

årlig Sahara (max):

ca 2500 kWh/m

årlig

 Termisk solenergi (varme) – Passive metoder

• Bygningskonstruksjon/detaljer – Aktive metoder

• Solfangere – lav/høytemperatur

 Elektrisk solenergi

– Solceller - PV (Photovoltaics)

– Elektrisitet konvertert fra termisk solenergi i store

kortbølget innstråling fra sola

 Solvarmeanlegg 1. Solfanger

2. Varmelager

3. Distribusjonssystem

 Effektivitet 40-75%

 I praksis 300-450 kWh/m 2 ·år i Norge

 Solceller

 Effektivitet 5-20%

 Energikostnad: 0.98 kr/kWh (jan.

2010) i solrike strøk (USA, Afrika)

 Transport: Elektriske ledninger

 Lagring: Batterier eller strømnett

 Solvarmekraftverk

 Speil - fokuspunkt

 Dampturbin

 Kostnad: 0.10 €/kWh (2010)

 Målsetting: 0.05 €/W (2020)

 Solen som energikilde

 Innstrålt effekt og energi - irradianse

 Forholdene i Norge og Europa

 Teknologier for utnyttelse av solenergi

 Solenergi kommer snart også til deg!

Utnyttelse av solenergi er ved siden av enøk, trolig de mest miljøvennlige av de eksisterende

energiteknologiene. Behovet for energi til drift er lite, og anleggene gir heller ikke skadelige utslipp.

NOU 1998:11

 Utstrålt effekt: 3.9·10 ²³ W

 Solkonstantens gjennomsnitt: 1353 W/m ²

 I praksis 300-450 kWh/m ² ·år i Norge