Ο ήλιος αποτελεί το κέντρο του ηλιακού μας συστήματος και παράλληλα ανεξάρτητη πηγή ενέργειας, θερμότητας και φωτός για τον άνθρωπο. Ακτινοβολεί στέλνοντας τις ακτίνες του παντού στο χώρο του διαστήματος και μαζί του ποσά ενέργειας και ύλης.
Ο ήλιος είναι μια πύρινη σφαίρα, ένα αστέρι. Βρίσκεται ανάμεσα σε δισεκατομμύρια αστέρια, κάπου στην άκρη του γαλαξία μας. Το φως του ήλιου φτάνει στη γη σε χρόνο 8 λεπτών, διανύοντας απόσταση περίπου 150 εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Μια τεράστια ενέργεια που αποτελείται κυρίως από φως, θερμότητα και διάφορα μήκη κύματος ακτινοβολείται στο διάστημα και η ισχύς της φτάνει τα εκατοντάδες εκατομμύρια kilowatt (kW).
Για να έχουμε ένα περισσότερο κατανοητό μέρος της ενέργειας αυτής, αναφέρουμε ότι ο ήλιος ακτινοβολεί τόση ενέργεια πάνω στη γη, μέσα σε 15 λεπτά, όσο καταναλώνει με οποιαδήποτε μορφή η ανθρωπότητα μέσα σε 1 ολόκληρο χρόνο. Η τεράστια αυτή ποσότητα ενέργειας προέρχεται από πυρηνικές αντιδράσεις που γίνονται στο εσωτερικό του ήλιου. Έτσι μπορούμε να παρομοιάσουμε τον ήλιο με έναν πυρηνικό αντιδραστήρα όπου κάθε δευτερόλεπτο 657 εκατομμύρια τόνοι υδρογόνου (Η) μεταλλάσσονται σε 653 εκατομμύρια τόνους αέριων του ήλιου. Τα 4 εκατομμύρια τόνοι διαχέονται στο διάστημα με την μορφή ενέργειας.
Το φως καθώς και η θερμότητα που ακτινοβολείται από τον ήλιο προέρχονται επίσης από θερμοπυρηνικές αντιδράσεις που συντελούνται στον πυρήνα του. Από απόσταση περίπου 150 εκατομμυρίων km στο διάστημα, ο ήλιος λούζει τη γη με τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια η οποία προέρχεται από τον ήλιο καλύπτει μήκη κύματος μεταξύ 0,3 και 3 μικρά του μέτρου (μm) περίπου. Στην περιοχή αυτή περιέχεται 7% υπεριώδης ακτινοβολία, 47,3% ορατό φως και 45,7% υπέρυθρη ακτινοβολία. Η θερμοκρασία στην επιφάνεια του ήλιου υπολογίζεται στους 5700 oC ενώ στο εσωτερικό του η θερμοκρασία ανέρχεται σε πολλές δεκάδες ή εκατοντάδες εκατομμύρια βαθμούς.
Από την ενέργεια την οποία εκπέμπει ο ήλιος στο γύρο διαστημικό χώρο μόνο ένα ασήμαντο πόσο δέχεται τελικά η γη. Υπολογίζετε ότι η γη δέχετε το 10-9 της ολικής ενέργειας την οποία εκπέμπει ο ήλιος το δευτερόλεπτο και αντιστοιχεί στο 10-7 % της ενέργειας αυτής. Η ασήμαντη αυτή ποσότητα αντιπροσωπεύει 150*106 ΜW και είναι κατά 1000 φορές μεγαλύτερη από τα γνωστά αποθέματα πετρελαίου που αντιστοιχούν σε 600 δισεκατομμύρια βαρέλια περίπου.
Η ηλιακή ενέργεια η οποία φτάνει στην επιφάνια της γης αντιπροσωπεύει το 40% της ολικής ενέργειας την οποία δέχεται η γη, ενώ το υπόλοιπο 60% χάνεται στο διαστημικό χώρο εξαιτίας της γήινης ατμόσφαιρας. Το 40% της ενέργειας η οποία φτάνει στη γη χρησιμεύει σε διάφορες διεργασίες. Το ποσοστό το οποίο δαπανάται για την εξάτμιση είναι αρκετά υψηλό (16%) και αντιπροσωπεύει μεγάλα ποσά υδροδυναμικής ενέργειας. Η ενέργεια την οποία δέχεται η γη από τον ήλιο μειώνεται ελαφρά από τον ισημερινό προς τους πόλους. Η μέση ενέργεια την οποία δέχεται η γη ανέρχεται σε 1350 Watt (W) ανά τεραγωνικό μέτρο οριζόντιας επιφάνειας (4870 kJ/m2).
Η γη βρίσκεται σε μια ιδανική απόσταση από τον ήλιο και έτσι πλέει σε αυτήν την τεράστια θάλασσα ενεργειακών ακτινοβολιών. Είναι πολύ δύσκολο να φανταστούμε πόση θερμότητα και φως παρέχει. Αν μπορούσε να συγκεντρωθεί το ηλιακό φως 2 ημερών πάνω στη γη, θα μπορούσε να δώσει περισσότερη ισχύ, απ’ότι όλα τα αποθέματα καύσιμων απολιθωμάτων των ΗΠΑ και του Καναδά. Λαμβάνοντας υπόψη ότι ο ήλιος αναμένεται να λάμπει τουλάχιστον για τα επόμενα 5 δισεκατομμύρια χρόνια, αυτά τα αποθέματα είναι ανανεώσιμα.
Το πόσο της ενέργειας που δέχεται η γη μέσα σε ένα δεκαπενθήμερο, είναι ισοδύναμο προς το αρχικό παγκόσμιο συνολικό απόθεμα σε άνθρακα, πετρέλαιο και φυσικά αέρια. Επειδή όμως απαιτούνται μεγάλες επιφάνειες από συλλέκτες για τη συλλογή του υπολογίσιμων ποσών ηλιακής ενέργειας, γεγονός που σημαίνει μεγαλύτερο κόστος από αυτό των συμβατικών καύσιμων, έχει ως αποτέλεσμα η χρήση της ηλιακής ενέργειας να παραμένει προς το παρόν περιορισμένη.
Λόγω της περιστροφής της γης, η ηλιακή ακτινοβολία παρουσιάζει μια ιδιομορφία: η ενέργειά της παρουσιάζει μια μεγάλη διακύμανση μεταξύ μιας μέγιστης τιμής κατά την διάρκεια της ημέρας και της μηδενικής τιμής που προσλαμβάνει την νύχτα. Επιπλέον υπάρχει και μια σημαντική διακύμανση ανάλογα όχι μόνο με τη γεωγραφική θέση αλλά και με την εποχή του έτους.
Η ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στην γη είναι διάχυτη και αραιή. Η συγκεντρωμένη ακτινοβολία που πέφτει σε ένα τετραγωνικό μέτρο έχει ισχύ ένα ίππο ή 750 Watt (W).
Τα δύο αυτά χαρακτηριστικά, η χρονική διακύμανση και η αραιή πυκνότητα της ηλιακής ακτινοβολίας είναι οι κύριες αιτίες για την δημιουργία των προβλημάτων που εμφανίζονται στις πρακτικές εφαρμογές της μετατροπής - είτε απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια, είτε σε θερμική ή και σε άλλες μορφές.
Το μεγάλο πρόβλημα που σήμερα πρέπει να λυθεί, είναι η μεγιστοποιήση του ποσοστού των ενεργειακών αναγκών που μπορούν να καλυφθούν από τον ήλιο. Και για αυτό το σκοπό οι ερευνητές στρέφονται σε δύο μεγάλους τομείς:
Α) Τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική (Φωτοβολταϊκή μέθοδος) ή μέσω παραγωγής υπέρθερμου ατμού ή μέσω θερμοηλεκτρικών στοιχείων.
Β) Παραγωγή ζεστού νερού και γενικά θερμότητας χαμηλών θερμοκρασιών από τον ήλιο.
ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ - ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Όπως όλες οι μορφές ενέργειας έτσι και η ηλιακή, διαθέτει μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα. Σύμφωνα με τα όσα έχουν ειπωθεί παραπάνω τα πλεονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας είναι:
1.Αποτελεί καθαρή πηγή ενέργειας (δε ρυπαίνει το περιβάλλον)
2.Βρίσκεται σε αφθονία πάνω στη γη
3.Προσφέρεται δωρεάν
4.Είναι ανεξάντλητη, και
5.Συναντάται παντού
Αντίστοιχα τα μειονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας είναι :
1.Περιοδική πηγή στη διάρκεια του εικοσιτετράωρου και του έτους .
2.Πηγή χαμηλής πυκνότητας ενέργειας (<1350 W/m2 ), για αυτό απαιτεί μεγάλες επιφάνειες συλλογής,
3.Τυχαίες διακυμάνσεις της ηλιοφάνειας λόγω καιρικών συνθηκών.
4.Μικρός βαθμός απόδοσης στην μετατροπή της σε ηλεκτρική ενέργεια (δεν υπερβαίνει το 20%).
Τα πλεονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας είναι πολύ μεγαλύτερης πρακτικής και οικονομικής σημασίας για τον άνθρωπο, ώστε τα μειονεκτήματα αυτής να θεωρούνται πολύ συχνά δευτερεύουσας σημασίας. Έτσι η ηλιακή ενέργεια αποτελεί αξιοπρόσεκτη μορφή, γιατί ξεφεύγει από την προσφορά και τη ζήτηση η οποία προκάλεσε τα τελευταία χρόνια τη γνωστή σε όλους μας ενεργειακή κρίση την οποία θα αναλύσουμε σε επόμενα κεφάλαια.
ΓΙΑΤΙ ΝΑ ΣΤΡΑΦΟΥΜΕ ΣΤΗΝ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Η στροφή του καταναλωτικού κοινού προς τις ήπιες μορφές ενέργειας μπορεί να αποφέρει θαυμαστά αποτελέσματα. Η χρήση λοιπόν της ηλιακής ενέργειας μπορεί να καλύψει δύο τουλάχιστον ανάγκες. Την ανάγκη σε ενέργεια και την ανάγκη να προστατευτεί το περιβάλλον.
Κάθε κιλοβατώρα ηλεκτρισμού που προμηθευόμαστε από το δίκτυο της ΔΕΗ και παράγεται από ορυκτά καύσιμα, επιβαρύνει την ατμόσφαιρα με ένα τουλάχιστον κιλό διοξειδίου του άνθρακα. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι, ως γνωστόν, το σημαντικότερο "αέριο του θερμοκηπίου" που συμβάλλει στις επικίνδυνες κλιματικές αλλαγές. Η στροφή στις καθαρές πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή, αποτελεί τη μόνη διέξοδο για την αποτροπή των κλιματικών αλλαγών που απειλούν σήμερα τον πλανήτη. Επιπλέον, η χρήση της ηλιακής ενέργειας συνεπάγεται λιγότερες εκπομπές άλλων επικίνδυνων ρύπων (όπως τα καρκινογόνα μικροσωματίδια, τα οξείδια του αζώτου, οι ενώσεις του θείου, κ.λπ). Οι ρύποι αυτοί επιφέρουν σοβαρές βλάβες στην υγεία και το περιβάλλον.
Η ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΥΜΦΕΡΕΙ !!!
Αν το κριτήριο είναι αυστηρά οικονομικό, τότε η ηλιακή ενέργεια άλλοτε συμφέρει και άλλοτε όχι. Είναι π.χ. πιο συμφέρουσα στα νησιά όπου η παραγωγή ηλεκτρισμού από συμβατικές πηγές είναι ιδιαίτερα ακριβή. Όμως προφανώς τα κριτήρια δεν πρέπει να είναι μόνο οικονομικά. Στην καθημερινή μας ζωή κάνουμε επιλογές που δεν υπολογίζουν ούτε το κόστος ούτε το χρόνο απόσβεσης. Όταν επιλέγουμε π.χ. ένα ακριβότερο καναπέ σε σχέση με ένα φθηνότερο που δεν ικανοποιεί το γούστο μας, προφανώς το κριτήριο είναι αισθητικό και όχι οικονομικό.
Τα συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακή, όπως και όλα σχεδόν τα προϊόντα, πέρα από ενεργειακές υπηρεσίες, προσφέρουν και μία "προστιθέμενη αξία", η οποία θα πρέπει να λαμβάνεται υπ' όψιν όταν υπολογίζουμε το κόστος τους. Όταν ξεκίνησε, για παράδειγμα, η αγορά της κινητής τηλεφωνίας, η τηλεφωνική μονάδα κόστιζε 30-40 φορές περισσότερο από την αντίστοιχη της σταθερής τηλεφωνίας, το δε κόστος κτήσης των κινητών ήταν σχεδόν απαγορευτικό για το μέσο βαλάντιο. Κι όμως, σε λιγότερο από μια δεκαετία, τα κινητά τηλέφωνα κατέκτησαν τις διεθνείς αγορές, ακόμη και εκείνες που θα χαρακτηρίζαμε μη αναπτυγμένες. Ακόμη και σήμερα η τιμή της μονάδας της κινητής τηλεφωνίας είναι πολλαπλάσια της αντίστοιχης σταθερής. Κι όμως οι καταναλωτές πληρώνουν πρόθυμα αυτό το επιπλέον κόστος. Γιατί; Μα γιατί τα κινητά προσφέρουν ευελιξία και υπηρεσίες που δεν έχει η σταθερή τηλεφωνία. Αυτή η προστιθέμενη αξία της κινητής τηλεφωνίας, δικαιολογεί το υψηλό κόστος της και βοήθησε την ταχεία ανάπτυξή της.
Αντίστοιχη και ίσως πιο κραυγαλέα είναι η περίπτωση των εμφιαλωμένων νερών. Ένα λίτρο εμφιαλωμένου νερού κοστίζει στην Ελλάδα κατά μέσο όρο 1.350 φορές περισσότερο από ένα λίτρο νερού βρύσης! Κι όμως, η αγορά των εμφιαλωμένων νερών αυξάνεται συν τω χρόνω,όχι γιατί το εμφιαλωμένο νερό υπερτερεί σε ποιότητα από το νερό της βρύσης. αλλά γιατί το εμφιαλωμένο νερό παρέχει μια (καλώς ή κακώς εννοούμενη) προστιθέμενη αξία που κάνει τους καταναλωτές πρόθυμους να ξοδέψουν τεράστια συγκριτικά ποσά για την κτήση του.
Την προστιθέμενη αξία των προϊόντων την αναζητά και την εκτιμά σχεδόν πάντα ο καταναλωτής. Επιλέγουμε ένα ακριβό καναπέ ή ένα ακριβό αυτοκίνητο σε σχέση με ένα φθηνότερο που κάνει πρακτικά την ίδια δουλειά, γιατί μας αρέσει περισσότερο, γιατί μας παρέχει περισσότερη ασφάλεια ή κύρος, γιατί απλά έχει για μας μια προστιθέμενη αξία. Και όχι μόνο πληρώνουμε αδιαμαρτύρητα το υπερβάλλον κόστος, αλλά ουδέποτε αναρωτιόμαστε αν και πότε κάνουμε απόσβεση της επένδυσής μας.
Το ίδιο θα έπρεπε να ισχύει και για τα συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακή.
Ο ήλιος είναι μια πύρινη σφαίρα, ένα αστέρι. Βρίσκεται ανάμεσα σε δισεκατομμύρια αστέρια, κάπου στην άκρη του γαλαξία μας. Το φως του ήλιου φτάνει στη γη σε χρόνο 8 λεπτών, διανύοντας απόσταση περίπου 150 εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Μια τεράστια ενέργεια που αποτελείται κυρίως από φως, θερμότητα και διάφορα μήκη κύματος ακτινοβολείται στο διάστημα και η ισχύς της φτάνει τα εκατοντάδες εκατομμύρια kilowatt (kW).
Για να έχουμε ένα περισσότερο κατανοητό μέρος της ενέργειας αυτής, αναφέρουμε ότι ο ήλιος ακτινοβολεί τόση ενέργεια πάνω στη γη, μέσα σε 15 λεπτά, όσο καταναλώνει με οποιαδήποτε μορφή η ανθρωπότητα μέσα σε 1 ολόκληρο χρόνο. Η τεράστια αυτή ποσότητα ενέργειας προέρχεται από πυρηνικές αντιδράσεις που γίνονται στο εσωτερικό του ήλιου. Έτσι μπορούμε να παρομοιάσουμε τον ήλιο με έναν πυρηνικό αντιδραστήρα όπου κάθε δευτερόλεπτο 657 εκατομμύρια τόνοι υδρογόνου (Η) μεταλλάσσονται σε 653 εκατομμύρια τόνους αέριων του ήλιου. Τα 4 εκατομμύρια τόνοι διαχέονται στο διάστημα με την μορφή ενέργειας.
Το φως καθώς και η θερμότητα που ακτινοβολείται από τον ήλιο προέρχονται επίσης από θερμοπυρηνικές αντιδράσεις που συντελούνται στον πυρήνα του. Από απόσταση περίπου 150 εκατομμυρίων km στο διάστημα, ο ήλιος λούζει τη γη με τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια η οποία προέρχεται από τον ήλιο καλύπτει μήκη κύματος μεταξύ 0,3 και 3 μικρά του μέτρου (μm) περίπου. Στην περιοχή αυτή περιέχεται 7% υπεριώδης ακτινοβολία, 47,3% ορατό φως και 45,7% υπέρυθρη ακτινοβολία. Η θερμοκρασία στην επιφάνεια του ήλιου υπολογίζεται στους 5700 oC ενώ στο εσωτερικό του η θερμοκρασία ανέρχεται σε πολλές δεκάδες ή εκατοντάδες εκατομμύρια βαθμούς.
Από την ενέργεια την οποία εκπέμπει ο ήλιος στο γύρο διαστημικό χώρο μόνο ένα ασήμαντο πόσο δέχεται τελικά η γη. Υπολογίζετε ότι η γη δέχετε το 10-9 της ολικής ενέργειας την οποία εκπέμπει ο ήλιος το δευτερόλεπτο και αντιστοιχεί στο 10-7 % της ενέργειας αυτής. Η ασήμαντη αυτή ποσότητα αντιπροσωπεύει 150*106 ΜW και είναι κατά 1000 φορές μεγαλύτερη από τα γνωστά αποθέματα πετρελαίου που αντιστοιχούν σε 600 δισεκατομμύρια βαρέλια περίπου.
Η ηλιακή ενέργεια η οποία φτάνει στην επιφάνια της γης αντιπροσωπεύει το 40% της ολικής ενέργειας την οποία δέχεται η γη, ενώ το υπόλοιπο 60% χάνεται στο διαστημικό χώρο εξαιτίας της γήινης ατμόσφαιρας. Το 40% της ενέργειας η οποία φτάνει στη γη χρησιμεύει σε διάφορες διεργασίες. Το ποσοστό το οποίο δαπανάται για την εξάτμιση είναι αρκετά υψηλό (16%) και αντιπροσωπεύει μεγάλα ποσά υδροδυναμικής ενέργειας. Η ενέργεια την οποία δέχεται η γη από τον ήλιο μειώνεται ελαφρά από τον ισημερινό προς τους πόλους. Η μέση ενέργεια την οποία δέχεται η γη ανέρχεται σε 1350 Watt (W) ανά τεραγωνικό μέτρο οριζόντιας επιφάνειας (4870 kJ/m2).
Η γη βρίσκεται σε μια ιδανική απόσταση από τον ήλιο και έτσι πλέει σε αυτήν την τεράστια θάλασσα ενεργειακών ακτινοβολιών. Είναι πολύ δύσκολο να φανταστούμε πόση θερμότητα και φως παρέχει. Αν μπορούσε να συγκεντρωθεί το ηλιακό φως 2 ημερών πάνω στη γη, θα μπορούσε να δώσει περισσότερη ισχύ, απ’ότι όλα τα αποθέματα καύσιμων απολιθωμάτων των ΗΠΑ και του Καναδά. Λαμβάνοντας υπόψη ότι ο ήλιος αναμένεται να λάμπει τουλάχιστον για τα επόμενα 5 δισεκατομμύρια χρόνια, αυτά τα αποθέματα είναι ανανεώσιμα.
Το πόσο της ενέργειας που δέχεται η γη μέσα σε ένα δεκαπενθήμερο, είναι ισοδύναμο προς το αρχικό παγκόσμιο συνολικό απόθεμα σε άνθρακα, πετρέλαιο και φυσικά αέρια. Επειδή όμως απαιτούνται μεγάλες επιφάνειες από συλλέκτες για τη συλλογή του υπολογίσιμων ποσών ηλιακής ενέργειας, γεγονός που σημαίνει μεγαλύτερο κόστος από αυτό των συμβατικών καύσιμων, έχει ως αποτέλεσμα η χρήση της ηλιακής ενέργειας να παραμένει προς το παρόν περιορισμένη.
Λόγω της περιστροφής της γης, η ηλιακή ακτινοβολία παρουσιάζει μια ιδιομορφία: η ενέργειά της παρουσιάζει μια μεγάλη διακύμανση μεταξύ μιας μέγιστης τιμής κατά την διάρκεια της ημέρας και της μηδενικής τιμής που προσλαμβάνει την νύχτα. Επιπλέον υπάρχει και μια σημαντική διακύμανση ανάλογα όχι μόνο με τη γεωγραφική θέση αλλά και με την εποχή του έτους.
Η ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στην γη είναι διάχυτη και αραιή. Η συγκεντρωμένη ακτινοβολία που πέφτει σε ένα τετραγωνικό μέτρο έχει ισχύ ένα ίππο ή 750 Watt (W).
Τα δύο αυτά χαρακτηριστικά, η χρονική διακύμανση και η αραιή πυκνότητα της ηλιακής ακτινοβολίας είναι οι κύριες αιτίες για την δημιουργία των προβλημάτων που εμφανίζονται στις πρακτικές εφαρμογές της μετατροπής - είτε απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια, είτε σε θερμική ή και σε άλλες μορφές.
Το μεγάλο πρόβλημα που σήμερα πρέπει να λυθεί, είναι η μεγιστοποιήση του ποσοστού των ενεργειακών αναγκών που μπορούν να καλυφθούν από τον ήλιο. Και για αυτό το σκοπό οι ερευνητές στρέφονται σε δύο μεγάλους τομείς:
Α) Τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική (Φωτοβολταϊκή μέθοδος) ή μέσω παραγωγής υπέρθερμου ατμού ή μέσω θερμοηλεκτρικών στοιχείων.
Β) Παραγωγή ζεστού νερού και γενικά θερμότητας χαμηλών θερμοκρασιών από τον ήλιο.
ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ - ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Όπως όλες οι μορφές ενέργειας έτσι και η ηλιακή, διαθέτει μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα. Σύμφωνα με τα όσα έχουν ειπωθεί παραπάνω τα πλεονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας είναι:
1.Αποτελεί καθαρή πηγή ενέργειας (δε ρυπαίνει το περιβάλλον)
2.Βρίσκεται σε αφθονία πάνω στη γη
3.Προσφέρεται δωρεάν
4.Είναι ανεξάντλητη, και
5.Συναντάται παντού
Αντίστοιχα τα μειονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας είναι :
1.Περιοδική πηγή στη διάρκεια του εικοσιτετράωρου και του έτους .
2.Πηγή χαμηλής πυκνότητας ενέργειας (<1350 W/m2 ), για αυτό απαιτεί μεγάλες επιφάνειες συλλογής,
3.Τυχαίες διακυμάνσεις της ηλιοφάνειας λόγω καιρικών συνθηκών.
4.Μικρός βαθμός απόδοσης στην μετατροπή της σε ηλεκτρική ενέργεια (δεν υπερβαίνει το 20%).
Τα πλεονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας είναι πολύ μεγαλύτερης πρακτικής και οικονομικής σημασίας για τον άνθρωπο, ώστε τα μειονεκτήματα αυτής να θεωρούνται πολύ συχνά δευτερεύουσας σημασίας. Έτσι η ηλιακή ενέργεια αποτελεί αξιοπρόσεκτη μορφή, γιατί ξεφεύγει από την προσφορά και τη ζήτηση η οποία προκάλεσε τα τελευταία χρόνια τη γνωστή σε όλους μας ενεργειακή κρίση την οποία θα αναλύσουμε σε επόμενα κεφάλαια.
ΓΙΑΤΙ ΝΑ ΣΤΡΑΦΟΥΜΕ ΣΤΗΝ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Η στροφή του καταναλωτικού κοινού προς τις ήπιες μορφές ενέργειας μπορεί να αποφέρει θαυμαστά αποτελέσματα. Η χρήση λοιπόν της ηλιακής ενέργειας μπορεί να καλύψει δύο τουλάχιστον ανάγκες. Την ανάγκη σε ενέργεια και την ανάγκη να προστατευτεί το περιβάλλον.
Κάθε κιλοβατώρα ηλεκτρισμού που προμηθευόμαστε από το δίκτυο της ΔΕΗ και παράγεται από ορυκτά καύσιμα, επιβαρύνει την ατμόσφαιρα με ένα τουλάχιστον κιλό διοξειδίου του άνθρακα. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι, ως γνωστόν, το σημαντικότερο "αέριο του θερμοκηπίου" που συμβάλλει στις επικίνδυνες κλιματικές αλλαγές. Η στροφή στις καθαρές πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή, αποτελεί τη μόνη διέξοδο για την αποτροπή των κλιματικών αλλαγών που απειλούν σήμερα τον πλανήτη. Επιπλέον, η χρήση της ηλιακής ενέργειας συνεπάγεται λιγότερες εκπομπές άλλων επικίνδυνων ρύπων (όπως τα καρκινογόνα μικροσωματίδια, τα οξείδια του αζώτου, οι ενώσεις του θείου, κ.λπ). Οι ρύποι αυτοί επιφέρουν σοβαρές βλάβες στην υγεία και το περιβάλλον.
Η ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΥΜΦΕΡΕΙ !!!
Αν το κριτήριο είναι αυστηρά οικονομικό, τότε η ηλιακή ενέργεια άλλοτε συμφέρει και άλλοτε όχι. Είναι π.χ. πιο συμφέρουσα στα νησιά όπου η παραγωγή ηλεκτρισμού από συμβατικές πηγές είναι ιδιαίτερα ακριβή. Όμως προφανώς τα κριτήρια δεν πρέπει να είναι μόνο οικονομικά. Στην καθημερινή μας ζωή κάνουμε επιλογές που δεν υπολογίζουν ούτε το κόστος ούτε το χρόνο απόσβεσης. Όταν επιλέγουμε π.χ. ένα ακριβότερο καναπέ σε σχέση με ένα φθηνότερο που δεν ικανοποιεί το γούστο μας, προφανώς το κριτήριο είναι αισθητικό και όχι οικονομικό.
Τα συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακή, όπως και όλα σχεδόν τα προϊόντα, πέρα από ενεργειακές υπηρεσίες, προσφέρουν και μία "προστιθέμενη αξία", η οποία θα πρέπει να λαμβάνεται υπ' όψιν όταν υπολογίζουμε το κόστος τους. Όταν ξεκίνησε, για παράδειγμα, η αγορά της κινητής τηλεφωνίας, η τηλεφωνική μονάδα κόστιζε 30-40 φορές περισσότερο από την αντίστοιχη της σταθερής τηλεφωνίας, το δε κόστος κτήσης των κινητών ήταν σχεδόν απαγορευτικό για το μέσο βαλάντιο. Κι όμως, σε λιγότερο από μια δεκαετία, τα κινητά τηλέφωνα κατέκτησαν τις διεθνείς αγορές, ακόμη και εκείνες που θα χαρακτηρίζαμε μη αναπτυγμένες. Ακόμη και σήμερα η τιμή της μονάδας της κινητής τηλεφωνίας είναι πολλαπλάσια της αντίστοιχης σταθερής. Κι όμως οι καταναλωτές πληρώνουν πρόθυμα αυτό το επιπλέον κόστος. Γιατί; Μα γιατί τα κινητά προσφέρουν ευελιξία και υπηρεσίες που δεν έχει η σταθερή τηλεφωνία. Αυτή η προστιθέμενη αξία της κινητής τηλεφωνίας, δικαιολογεί το υψηλό κόστος της και βοήθησε την ταχεία ανάπτυξή της.
Αντίστοιχη και ίσως πιο κραυγαλέα είναι η περίπτωση των εμφιαλωμένων νερών. Ένα λίτρο εμφιαλωμένου νερού κοστίζει στην Ελλάδα κατά μέσο όρο 1.350 φορές περισσότερο από ένα λίτρο νερού βρύσης! Κι όμως, η αγορά των εμφιαλωμένων νερών αυξάνεται συν τω χρόνω,όχι γιατί το εμφιαλωμένο νερό υπερτερεί σε ποιότητα από το νερό της βρύσης. αλλά γιατί το εμφιαλωμένο νερό παρέχει μια (καλώς ή κακώς εννοούμενη) προστιθέμενη αξία που κάνει τους καταναλωτές πρόθυμους να ξοδέψουν τεράστια συγκριτικά ποσά για την κτήση του.
Την προστιθέμενη αξία των προϊόντων την αναζητά και την εκτιμά σχεδόν πάντα ο καταναλωτής. Επιλέγουμε ένα ακριβό καναπέ ή ένα ακριβό αυτοκίνητο σε σχέση με ένα φθηνότερο που κάνει πρακτικά την ίδια δουλειά, γιατί μας αρέσει περισσότερο, γιατί μας παρέχει περισσότερη ασφάλεια ή κύρος, γιατί απλά έχει για μας μια προστιθέμενη αξία. Και όχι μόνο πληρώνουμε αδιαμαρτύρητα το υπερβάλλον κόστος, αλλά ουδέποτε αναρωτιόμαστε αν και πότε κάνουμε απόσβεση της επένδυσής μας.
Το ίδιο θα έπρεπε να ισχύει και για τα συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακή.