Nevjerojatna moć našeg Sunca

Jeste li znali?

• Afrička Energija: Solarni paneli na 16,000 četvornih kilometara u sjevernoj Africi mogli bi proizvesti dovoljno električne energije za cijelu Europu, prema National Geographic.
• Solarna Energija: Za samo 15 minuta sunce emitira energiju ekvivalentnu ukupnoj godišnjoj potrošnji energije svih ljudi na Zemlji.

---

Nevjerojatna moč sunca

Sunce, naša najbliža zvijezda, unatoč udaljenosti od 150 milijuna kilometara, ključna je gravitacijska sila koja održava Zemlju u orbiti. Osim toga, zrači svjetlo i toplinu, stvarajući solarnu energiju bez koje život na našem planetu ne bi bio moguć. Biljke za svoj rast koriste sunčevu svjetlost, a životinje, uključujući i ljude, ovise o biljkama za hranu i kisik. U odsutnosti sunčeve topline, Zemlja bi se pretvorila u ledeni pustinjski pejzaž bez vjetrova, morskih struja ili oblaka koji prenose vodu. Solarna energija postoji onoliko dugo koliko i sunce — oko pet milijardi godina. Iako ljudi nisu postojali tijekom cijelog tog razdoblja, već tisućljećima koriste solarnu energiju na raznovrsne načine.

Od iznimne je važnosti za poljoprivredu, uključujući obradu zemlje, uzgoj usjeva i stoku. Poljoprivreda, razvijena prije približno 10.000 godina (možda čak i puno ranije), igrala je ključnu ulogu u evoluciji civilizacija. Tehnike poput rotacije usjeva povećale su prinose, dok je sušenje hrane pomoću sunca i vjetra spriječilo kvarenje, omogućujući stvaranje gusto naseljenih i dobro organiziranih društava.

Drevne civilizacije diljem svijeta orijentirale su svoje zgrade prema jugu kako bi maksimalno iskoristile sunčevu svjetlost i toplinu. Koristili su prozore i svjetlarnike za prozračivanje i osvjetljavanje prostora, što su ključni elementi solarne arhitekture. Osim toga, koristili su selektivno sjenčanje i birali materijale s visokom termalnom masom, poput kamena i betona, koji akumuliraju toplinu. Zahvaljujući naprednim računalnim programima, danas je primjena ovih tehnika znatno olakšana i preciznija. Staklenici, jedan od ranih primjera korištenja solarne energije, omogućavaju uzgoj biljaka u neprimjerenim klimatskim uvjetima ili izvan uobičajene sezone. Jedan od najstarijih staklenika, izgrađen za rimskog cara Tiberija u 30. godini nove ere, omogućio je uzgoj krastavaca tijekom cijele godine. Unatoč unaprjeđenju materijala i metoda, osnovna tehnika ostala je nepromijenjena.

Prvi solarni štednjak

Nakon berbe, solarna energija se koristi i za pripremu hrane. Prvi solarni štednjak, razvijen 1767. godine od strane švicarskog fizičara Horacea de Saussurea, dostigao je temperaturu od 87,8 stupnjeva Celzija i koristio se za kuhanje voća. Danas postoji mnogo različitih vrsta solarnih štednjaka koji se koriste za kuhanje, sušenje i pasterizaciju, čime se usporava rast mikroorganizama. Budući da ne koriste fosilna goriva, ti uređaji su ekološki prihvatljivi i ne doprinose zagađenju ili krčenju šuma. U mnogim dijelovima svijeta, poput Indije gdje je instalirano pola milijuna ovakvih uređaja, solarni štednjaci su sve popularniji. U Nikaragvi se, primjerice, modificirani solarni štednjaci koriste za sterilizaciju medicinske opreme u klinikama.

Solarna termalna energija primjenjuje se i za zagrijavanje vode. Prvi solarni bojleri, predstavljeni krajem 1800-ih, bili su popularni u sunčanim američkim državama poput Arizone, Floride i Kalifornije. Međutim, s pojavom jeftinog nafte i prirodnog plina u ranim 1900-ima, njihova je upotreba opala. Danas, solarni sustavi za zagrijavanje vode ponovno stječu popularnost i postaju norma u nekim zemljama, uključujući Kinu, Grčku i Japan, a u Australiji, Izraelu i Španjolskoj su obavezni u svim novogradnjama. Osim za zagrijavanje, solarna energija koristi se i za pročišćavanje vode metodom solarnog dezinficiranja (SODIS), razvijenom 1980-ih, koja uključuje punjenje plastičnih boca vodom i njihovo izlaganje suncu, reducirajući prisutnost virusa, bakterija i protozoa.

Snaga sunca te istraživanje našeg solarnog sustava

Solarna energija također omogućava pretvorbu sunčeve svjetlosti u električnu energiju kroz tehnologije poput fotovoltaike, koja svjetlost izravno pretvara u struju, i koncentrirane solarne energije, koja koristi toplinu sunca za proizvodnju pare za pokretanje turbina. Iako proizvodnja solarne energije nije kontinuirana — noću, na primjer, ne generira se energija — kombinacijom skladištenja energije i drugih obnovljivih izvora, poput vjetroenergije, može se osigurati stalna opskrba. Unatoč izazovima poput velike potrebe za prostorom i visokih inicijalnih troškova, solarna energija pruža čistu i obilatu alternativu fosilnim gorivima, glavnim izvorima zagađenja i nisu obnovljiva. S napretkom tehnologije i rastućom potražnjom, troškovi solarne energije postaju sve niži, čineći ju sve dostupnijom i održivijom opcijom za budućnost.

Sunce nam može pomoći čak i u istraživanju našeg Sunčeva sustava, podižući istraživanje svemira na višu razinu. Sunčeva jedrilica revolucionaran je način pogona svemirskih letjelica. Ove letjelice opremljene su velikim reflektirajućim jedrima koje koriste tlak elektromagnetskog zračenja Sunca za pokretanje naprijed. Misija LightSail 2 Planetary Society-a jedan je primjer ove tehnologije u akciji. Kako funkcionira sunčeva jedrilica? Svjetlost se sastoji od čestica zvanih fotoni. Fotoni nemaju masu, ali posjeduju impuls dok putuju kroz svemir. Kada svjetlost udari u Sunčevo jedro — koje ima svijetlu, zrcalnu površinu — fotoni se odbijaju od jedra (reflektiraju se, poput zrcala). Svaki put kada fotoni udare u jedro, njihov momentum prenosi se na jedro, dajući mu blagi potisak. Iako su ti potisci vrlo blagi, u vakuumu svemira, gdje nema otpora koji bi usporio jedro, svaki potisak mijenja brzinu jedra.