Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:36 • sest 21:19 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 16:44 • Sest 05:50 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 04:37 • Síðdegis: 17:05 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:57 • Síðdegis: 23:09 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Orkumál
Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi

Virkar sólarorka í öllum veðrum?

Jón Gunnar Þorsteinsson og Þorsteinn Vilhjálmsson

Spyrjandi á líklega við það hvort vinnsla sólarorku með sólarrafhlöðum (e. solar cells) sé óháð veðri. Einfalda svarið er að svo er ekki. Þegar dumbungur er, dimmviðri eða hreinlega rigning, þá berst minna sólarljós niður til jarðar og orkan sem sólarrafhlaðan tekur við og sendir frá sér minnkar að sama skapi. Hitt er líka nær augljóst að sólarrafhlöður vinna ekki orku á næturnar þegar ekkert sólarljós berst til þeirra. Þetta er rætt nánar í textanum hér á eftir.

Öll orka á jörðinni kemur beint eða óbeint frá sólinni, nema orkan sem er í iðrum jarðar. Plöntur og þörungar nýta sólarorka til ljóstillífunar og binda þannig kolefni. Aðrar lífverur á jörðinni lifa á þessari frumframleiðslu plantna og þörunga. Sólarorkan veldur líka eilífri hringrás vatns og lofts á jörðinni. Orkan sem berst á hverri klukkustund til jarðar frá sólinni gæti í dugað til að svala ársorkuþörf alls mannkynsins.

Með sólarrafhlöðum er hægt að umbreyta sólarljósi beina leið í rafmagn.

Með sólarrafhlöðum er hægt að umbreyta sólarljósi beina leið í rafmagn. Rafeindir í sólarrafhlöðunum gleypa ljóseindir sólargeislanna og mynda rafstraum.

Mismikið berst af sólarorku til jarðarinnar, bæði eftir stað og tíma. Í kringum miðbaug er mest af henni en eftir því sem farið er nær heimskautunum minnkar sólarorkan á flatareiningu.

Myndin sýnir hvernig ljósgeislarnir frá sól dreifast misjafnt á jörðina. Á myndinni vísar norðurpóll jarðar beint upp og suðurpóll beint niður og miðbaugur liggur lárétt þvert yfir jarðarkúluna. Flestir sólargeislar falla á flatareiningu við miðbaug en fæstir við pólana.

Ýmislegt fellur undir skilgreiningu á veðri, til dæmis vindur, hiti, raki og lofþrýstingur. Vindur hefur engin áhrif á ljóseindir. Sólarrafhlaða sem staðsett er í miklu roki býr til jafn mikið rafmagn og sólarrafhlaða í logni – ef jafn mikið af sólarljósi fellur á þær báðar.

Þegar vatnsgufa í andrúmsloftinu kólnar myndast ský og þau hafa töluverð áhrif á ljóseindir. Efra borð skýjanna endurkastar nefnilega hluta af sólarljósinu aftur út í geim og sólarorkan nær þá ekki öll til jarðar. Nokkuð af sólarljósinu berst hins vegar í gegnum skýin og er þá hægt að nota hana til að búa til rafmagn með sólarrafhlöðum.

Skýin hafa þannig töluverð áhrif á sólarorkuna sem nýtist til rafmagnsframleiðslu með sólarrafhlöðum. Hins vegar er gott að átta sig á því að þegar ský eru á lofti er varmatap vegna geislunar frá jörðinni minna en þegar heiðskírt er. Um þetta má til dæmis lesa í svari við spurningunni Hver yrðu áhrif sólarljóssins á jörðina ef ekki væri raki í andrúmsloftinu sem dreifir og endurkastar því?

Ský hafa töluverð áhrif á sólarorkuna sem nýtist til rafmagnsframleiðslu með sólarrafhlöðum. Þegar dumbungur er, dimmviðri eða hreinlega rigning, þá berst minna sólarljós niður til jarðar

Nú mætti ætla að þessar sveiflur sólarorkunnar, sem eru að nokkru leyti ófyrirsjáanlegar, komi mjög að sök í rekstri sólarrafhlaðna. En þar er ekki allt sem sýnist. Rafmagn frá sólarrafhlöðum er oft sent inn á rafveitur sem nota líka aðrar orkulindir, svo sem vatnsafl, vindorku eða jarðefnabruna (kol, olíu og fleira). Þegar ein lindin bregst taka hinar við á meðan án þess að neytandinn verði neins var.

Öðru máli gegnir þegar sólarorka er ein um hituna í viðkomandi kerfi, til dæmis ef við notum hana fjarri öðrum mannvirkjum og jafnvel mannabyggðum. En við getum þá mætt sveiflunum – eða reynt að mæta þeim – með því að safna rafmagni frá sólarrafhlöðunum inn á rafgeyma þegar bjart er og gott veður, og nota það síðan þegar dimmt er og framleiðslan liggur niðri.

Margir vefsíður framleiðenda sólarrafhlaða gefa upp að skerðing rafmagnsframleiðslu þegar í skýjuðu veðri sé töluverð. Þá framleiða þær um 10 til 25% af því sem þær gera í björtu veðri.

Heimildir:

Myndir:

Höfundar

Jón Gunnar Þorsteinsson

Jón Gunnar Þorsteinsson

bókmenntafræðingur og ritstjóri Vísindavefsins

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

7.12.2017

Spyrjandi

Margrét Lára Jónsdóttir, Haukur Hólm Gunnarsson

Efnisorð

Tilvísun

Jón Gunnar Þorsteinsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Virkar sólarorka í öllum veðrum?“ Vísindavefurinn, 7. desember 2017. Sótt 20. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=74853.

Jón Gunnar Þorsteinsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. (2017, 7. desember). Virkar sólarorka í öllum veðrum? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=74853

Jón Gunnar Þorsteinsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Virkar sólarorka í öllum veðrum?“ Vísindavefurinn. 7. des. 2017. Vefsíða. 20. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=74853>.

Chicago | APA | MLA

Tengd svör

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Virkar sólarorka í öllum veðrum?
Spyrjandi á líklega við það hvort vinnsla sólarorku með sólarrafhlöðum (e. solar cells) sé óháð veðri. Einfalda svarið er að svo er ekki. Þegar dumbungur er, dimmviðri eða hreinlega rigning, þá berst minna sólarljós niður til jarðar og orkan sem sólarrafhlaðan tekur við og sendir frá sér minnkar að sama skapi. Hitt er líka nær augljóst að sólarrafhlöður vinna ekki orku á næturnar þegar ekkert sólarljós berst til þeirra. Þetta er rætt nánar í textanum hér á eftir.

Öll orka á jörðinni kemur beint eða óbeint frá sólinni, nema orkan sem er í iðrum jarðar. Plöntur og þörungar nýta sólarorka til ljóstillífunar og binda þannig kolefni. Aðrar lífverur á jörðinni lifa á þessari frumframleiðslu plantna og þörunga. Sólarorkan veldur líka eilífri hringrás vatns og lofts á jörðinni. Orkan sem berst á hverri klukkustund til jarðar frá sólinni gæti í dugað til að svala ársorkuþörf alls mannkynsins.

Með sólarrafhlöðum er hægt að umbreyta sólarljósi beina leið í rafmagn.

Með sólarrafhlöðum er hægt að umbreyta sólarljósi beina leið í rafmagn. Rafeindir í sólarrafhlöðunum gleypa ljóseindir sólargeislanna og mynda rafstraum.

Mismikið berst af sólarorku til jarðarinnar, bæði eftir stað og tíma. Í kringum miðbaug er mest af henni en eftir því sem farið er nær heimskautunum minnkar sólarorkan á flatareiningu.

Myndin sýnir hvernig ljósgeislarnir frá sól dreifast misjafnt á jörðina. Á myndinni vísar norðurpóll jarðar beint upp og suðurpóll beint niður og miðbaugur liggur lárétt þvert yfir jarðarkúluna. Flestir sólargeislar falla á flatareiningu við miðbaug en fæstir við pólana.

Ýmislegt fellur undir skilgreiningu á veðri, til dæmis vindur, hiti, raki og lofþrýstingur. Vindur hefur engin áhrif á ljóseindir. Sólarrafhlaða sem staðsett er í miklu roki býr til jafn mikið rafmagn og sólarrafhlaða í logni – ef jafn mikið af sólarljósi fellur á þær báðar.

Þegar vatnsgufa í andrúmsloftinu kólnar myndast ský og þau hafa töluverð áhrif á ljóseindir. Efra borð skýjanna endurkastar nefnilega hluta af sólarljósinu aftur út í geim og sólarorkan nær þá ekki öll til jarðar. Nokkuð af sólarljósinu berst hins vegar í gegnum skýin og er þá hægt að nota hana til að búa til rafmagn með sólarrafhlöðum.

Skýin hafa þannig töluverð áhrif á sólarorkuna sem nýtist til rafmagnsframleiðslu með sólarrafhlöðum. Hins vegar er gott að átta sig á því að þegar ský eru á lofti er varmatap vegna geislunar frá jörðinni minna en þegar heiðskírt er. Um þetta má til dæmis lesa í svari við spurningunni Hver yrðu áhrif sólarljóssins á jörðina ef ekki væri raki í andrúmsloftinu sem dreifir og endurkastar því?

Ský hafa töluverð áhrif á sólarorkuna sem nýtist til rafmagnsframleiðslu með sólarrafhlöðum. Þegar dumbungur er, dimmviðri eða hreinlega rigning, þá berst minna sólarljós niður til jarðar

Nú mætti ætla að þessar sveiflur sólarorkunnar, sem eru að nokkru leyti ófyrirsjáanlegar, komi mjög að sök í rekstri sólarrafhlaðna. En þar er ekki allt sem sýnist. Rafmagn frá sólarrafhlöðum er oft sent inn á rafveitur sem nota líka aðrar orkulindir, svo sem vatnsafl, vindorku eða jarðefnabruna (kol, olíu og fleira). Þegar ein lindin bregst taka hinar við á meðan án þess að neytandinn verði neins var.

Öðru máli gegnir þegar sólarorka er ein um hituna í viðkomandi kerfi, til dæmis ef við notum hana fjarri öðrum mannvirkjum og jafnvel mannabyggðum. En við getum þá mætt sveiflunum – eða reynt að mæta þeim – með því að safna rafmagni frá sólarrafhlöðunum inn á rafgeyma þegar bjart er og gott veður, og nota það síðan þegar dimmt er og framleiðslan liggur niðri.

Margir vefsíður framleiðenda sólarrafhlaða gefa upp að skerðing rafmagnsframleiðslu þegar í skýjuðu veðri sé töluverð. Þá framleiða þær um 10 til 25% af því sem þær gera í björtu veðri.

Heimildir:

Myndir:

...