Tytuł prezentacji: Nazwa wydziału: Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Kierunek: Zarządzanie i Inżynieria Produkcji Wykonała: Barbara Smołka Miejsce i data prezentacji: Kraków, Energia słoneczna i ogniwa paliwowe

Plan prezentacji 1.Ogólna charakterystyka Słońca 2.Produkcja energii słonecznej 3.Synteza jądrowa i cykl protonowo- protonowy 4.Transport energii słonecznej 5.Wykorzystanie energii słonecznej 6.Charakterystyka ogniw paliwowych 7.Ogniwa paliwowe- rys historyczny 8.Zasada działania ogniw paliwowych 9.Zastosowanie ogniw paliwowych

Słońce – centralna gwiazda Układu Planetarnego  Słońce powstało ok. 4,6 mld lat temu z wirującej chmury gazów i pyłów.  Jest to najjaśniejszy obiekt na niebie i główne źródło energii docierającej do Ziemi. Źródło: /edycja,223798

Budowa Słońca Słońce jest kulą zjonizowanego gazu o masie ok. 2x1030 kg, którego główne składniki to wodór (74%) oraz hel (25%). Słońce składa się z 4 warstw:  Korony słonecznej  Chromosfery  Fotosfery  Jądra Źródło:

Produkcja energii słonecznej  Energia słoneczna powstaje w jądrze, na skutek zachodzących reakcji termojądrowych.  Temperatura Słońca rośnie wraz z głębokością dochodząc w centrum do wartości kilkunastu milionów Kelvinów.  We wnętrzu Słońca muszą występować odpowiednie warunki: o temperatura wynosząca 16 milionów K o ciśnienie rzędu 300 miliardów atmosfer

Synteza jądrowa  Reakcja syntezy we wnętrzu Słońca jest procesem wielostopniowym, w którym wodór jest „spalany” do postaci helu. Źródło:

Synteza jądrowa cykl protonowo- protonowy 3 He + 3 He 4 He + 1 H + 1 H (Q = 12,86 MeV) 1 H + 1 H 2 H + e + + v (Q= 0,42 MeV) e + + e - γ + γ (Q= 1, 02 MeV) 2 H + 1 H 3 He + γ (Q = 5,49 MeV) 1 H + 1 H 2 H + e + + v (Q= 0,42 MeV) e + + e - γ + γ (Q= 1, 02 MeV) 2 H + 1 H 3 He + γ (Q = 5,49 MeV)

Synteza jądrowa cykl protonowo- protonowy Podsumowując, cykl p-p sprowadza się do połączenia się czterech protonów i dwóch elektronów, czego rezultatem jest powstanie cząstki α ( 4 He), dwóch neutrin i sześciu fotonów γ. 4 1 H + 2e He + 2υ + 6 γ (4 1 H + 4 e - 1 ) ( 4 He + 2e - 1 ) + 2υ + 6 γ Dodając do każdej strony równania po dwa elektrony: Dzięki temu można uzyskać energię: Q= 26,7 MeV

Transport energii słonecznej  Wytworzona w jądrze energia słoneczna zostaje przetransportowana na powierzchnię gwiazdy za pomocą takich procesów jak konwekcja i promieniowanie.  Następnie zostaje ona wypromieniowana w przestrzeń międzyplanetarną i dociera także do Ziemi. Źródło: polnocna-wyladowala-na-sloncu

Wykorzystanie energii słonecznej Wysyłane przez Słońce promieniowanie elektromagnetyczne umożliwiają życie wszystkich organizmów na Ziemi i stanowią siłę napędową ich ewolucji.

Wykorzystanie energii słonecznej Energetyka słoneczna Fototermiczna Cieplne elektrownie słoneczne Systemy grzewcze z kolektorami Systemy pasywne budynku Fotowoltaiczna Ogniwa Panele fotowoltaiczne

Przykłady Elektrownia słoneczna Nellis w Stanach Zjednoczonych Źródło: %C5%82oneczna#/media/File:Giant_photovoltaic _array.jpg Elektrownia słoneczna w Rudzie Śląskiej Źródło: fotowoltaiczne-przeglad/133-popularnosc- paneli-fotowoltaicznych-w-polsce

Ogniwa paliwowe  Ogniwa paliwowe są urządzeniami elektro – chemicznymi, stanowiącymi przełom w dziedzinie źródeł energii.  Pozwalają na uzyskanie energii elektrycznej i ciepła bezpośrednio z zachodzącej w nich reakcji elektrochemicznej.  W ogniwach zachodzi konwersja energii chemicznej paliw (wodór, metan, butan, metanol, a nawet benzyna) na energię elektryczną.

Ogniwa paliwowe- rys historyczny  Zasadę działania ogniw wodorowych odkrył w 1838 roku niemiecko-szwajcarski chemik Christian Friedrich Schönbein.  Pierwsze działające ogniwo paliwowe stworzył w 1839 roku walijski naukowiec sir William Grove.  W roku 1887 Walther Hermann Nernst zaproponował i wprowadził opis matematyczny działania ogniwa paliwowego w formie znanej dziś jako równanie Nernsta.

Ogniwa paliwowe Źródło: ell_NASA_p48600ac.jpg Jest to proste urządzenie składające się z dwóch elektrod:  anody  katody Oddzielonych elektrolitem polimerowym, który przepuszcza jony, ale blokuje przepływ elektronów.

Ogniwa paliwowe- zasada działania Źródło:

Zastosowanie ogniw paliwowych  energetyka,  sondy i statki kosmiczne,  systemy zasilania awaryjnego,  urządzenia mobilne – telefony komórkowe, urządzenia PDA, notebooki, Robot Pioneer 2DX Źródło: Źródło: Urządzenie PDA  samochody na wodór,  roboty mobilne – autonomiczne roboty wykonujące prace serwisowe (sprzątanie) lub transportowe.

Źródła:  David Holiday „Podstawy Fizyki 5”, PWN, Warszawa 2014     energii  C5%82o%C5%84ca.aspx

Dziękuję za uwagę