Ocena brak

Energia w przyrodzie - Promieniowanie

Autor /Cyprian Dodano /23.09.2011

Dzięki reakcją fuzji Słońce wypromieniowuje w przestrzeń kosmiczną w przybliżeniu 8,33 . 1024 kWh dziennie. Moc wysyłanego przez Słońce promieniowania jest tak wielka, że nawet w odległości orbity Ziemi (150 milionów kilometrów) jej gęstość wynosi około 1300 W/ m2 . Ilość energii słonecznej, jaka dopływa do górnej warstwy atmosfery ziemskiej w określonym czasie, jest dziesiątki razy większa od obecnego światowego zapotrzebowania na energię. Znaczne część tej energii zostaje jednak odbita z powrotem w kosmos, następna część jest pochłonięta przez atmosferę wywołując m. in. Wiatry, które mogą służyć jako źródło energii, oraz wszelkie znane zjawiska atmosferyczne, na przykład deszcz lub śnieg. Reszta zaś dochodzi do powierzchni Ziemi ogrzewając lądy, oceany oraz powodując prądy morskie i fale. Energia słoneczna zmagazynowana w oceanach może być częściowo odzyskana w postaci energii elektrycznej.

W ogólności całkowita energia dochodząca do powierzchni Ziemi pochodzi z energii słonecznej, z ciepła płynącego z głębi Ziemi oraz z pływów, które jak wiadomo są spowodowane przyciąganiem Księżyca i Słońca. Mimo tego ciągłego dopływu ciepła temperatura powierzchni Ziemi jest ogólnie biorąc stała, ponieważ ilość dostarczonej energii jest równa ilości energii wypromieniowanej w przestrzeń kosmiczną.

Część energii słonecznej w wyniku fotosyntezy wody i dwutlenku węgla jest zmagazynowana w roślinach, skąd może być odzyskana. Z biomasy można by każdego roku uzyskać tyle energii, ile dostarczają obecnie paliwa kopalne. Dzięki procesowi fotosyntezy rośliny przetwarzają energię słoneczną do postaci przyswajalnych przez wyższe organizmy łącznie z człowiekiem. Są one bowiem obdarzone unikalną zdolnością tworzenia za pomocą światła słonecznego najprostszego cukru, glukozy. Proces ten zachodzi za pomocą katalizatora, jakim jest chlorofil o sumarycznym wzorze chemicznym MgN4C55H72O5.

Wytworzona w ten sposób glukoza stanowi "cegiełkę " do budowy bardziej skomplikowanych cząsteczek złożonych cukrów, tłuszczów i białek, znajdujących się w roślinach i zwiększających ich biomasę . Wprawdzie rozważany mechanizm nie jest zbyt wydajny, ale biorąc pod uwagę praktyczne nieograniczone darmowe ilości energii słonecznej, dwutlenku węgla i wody, jest on najbardziej udanym i ustabilizowanym procesem konwencji energii słonecznej na kuli ziemskiej. W wyniku fotosyntezy energia słoneczna zamienia się w energię wiązań chemicznych złożonych cząsteczek i w tej postaci jest ona magazynowana.

Udział biomasy w pokrywaniu zapotrzebowania na energię może być oparty na następujących zasadach:

1. Uprawa wybranych, energodajnych roślin gruntowych i wodnych, a także krzewów i drzew na specjalnych fermach przeznaczonych tylko dla potrzeb energetycznych.

2. Zbieranie odpadów leśnych, rolniczych, z przemysłu drzewnego i papierniczego oraz śmieci miejskich, a także ekskrementów zwierzęcych i ludzkich w celu przetwarzania ich na energię.

3. Wycinanie drzew leśnych, nieprzydatnych do innych celów i przeznaczanie ich na paliwo.

Od dawna najbardziej rozpowszechnionym na świecie dostarczycielem energii są lasy. Wprawdzie w krajach uprzemysłowionych aktualnie korzysta się z tego źródła energii w niewielkim stopniu, ale w niektórych krajach Trzeciego Świata drewno opałowe jest często głównym źródłem energii. Prowadzi to do pustoszenia krajobrazu i do rozszerzania się pustyń. Dlatego też zarówno w krajach rozwijających się, jak i innych opracowuje się programy racjonalnej uprawy lasów tylko dla potrzeb energetycznych. Energodajne drzewa, takie jak eukaliptus, topola, olsza, sykomor, bawełnica i inne, będą prawdopodobnie hodowane na gorszych gruntach, nie nadających się do gospodarki rolno - spożywczej. W krajach o klimacie gorącym drewno opałowe mogą dawać lasy tropikalne i subtropikalne. Przewiduje się też tworzenie specjalnych plantacji leśnych dla potrzeb elektrowni cieplnych i innych zakładów przemysłowych.

W erze spalania ropy i gazu ziemnego prawie nie zwracano uwagi na możliwości energetyczne, jakie stwarza Słońce, zapominając o tym, że zgodnie z aktualną hipotezą węgiel, ropa i gaz ziemny pochodzą z roślin i zwierząt, a więc paliwa te dostarczają energii słonecznej, która została w nich zmagazynowana. Mówimy, że ogrzewamy nasze mieszkania gazem lub węglem zapominając, że bez Słońca temperatura w tych pomieszczeniach wynosiłaby zaledwie kilkadziesiąt stopni Kalvina, nawet po włączeniu wszystkich pieców.

Dotychczasowe wysiłki zmierzające do technicznej konwersji energii słonecznej były hamowane przez nieracjonalne uprzedzenia ekonomiczne. Nie zwraca się jednak uwagi na to, że gdyby chciano uchronić człowieka i jego naturalne środowisko od zgubnych wpływów spowodowanych korzystaniem z innych źródeł energii, to koszty związane z tymi problemami, łącznie z kosztami energii dostarczanej przez te źródła, byłyby prawdopodobnie większe niż aktualna cena energii słonecznej.

Podobne prace

Do góry