Univerzitet u Banja Luci
Prirodno-Matemati
č
ki fakultet
Studijski program:
Tehnič
ko vaspitanje i Informatika
Predmet: Elektrotehnika i Tehnologija II
Seminarski rad
PRETVARANJE ENERGIJE SUNČEVOG ZRAČENJA U ELEKTRIČNU
-
FOTONAPONSKI SISTEMI
Mentor:
Student:
Dr.Mi
ćo Gaćanović
Anel Pećanin
Banja Luka, maj 2014.godine
3
2. E
NERGIJA SUNČEVOG ZRAČENJA
Sunce je velika užarena gasovita lopta prečnika
1,392 miliona km koja se sastoji
uglavnom od vodonika i helijuma. Unutar Sunca, vodonik se nuklearnim reakcijama
fuzije pretvara u helijum, što rezultira oslobađanjem velikih količina energije, usljed kojih
temperatura u unutrašnjosti Sunca premašuje 20 miliona K. Međut
im, to nije
temperatura koja određuje elektromagnetska svojstva sunčevog zračenja, budući da
zračenje iz unutrašnjosti u velikom dijelu apsorbuje sloj negativnih vodonikovih jona
blizu površine. Dakle, temperatura površine Sunca je oko 6000 K, a spektar su
nčevog
zračenja približno odgovara spektru crnog tijela ugrijanog na temperaturu 5760 K. Stoga
se temperatura od 5760 K može uzeti kao efektivna temperatura sunčeve površine, a iz
nje primjenom Plankovog zakona moguće je proračunati energetski spektar sunč
evog
zračenja.
Plankov zakon
je jednačina koja nam kaže koliki je intenzitet elektromagnetskog
zračenja crnog tijela u zavisnosti od temperature i frekvencije, odnosno talasne dužine.
Napisao ga jePlankov zakon izražen preko frekvencije:
3
2
2
1
( , )
1
h
kT
h
E
T
c
e
ν
ν
ν
=
⋅
−
isti zakon izražen preko talasne dužine:
2
5
2
1
( , )
1
hc
kT
hc
E
T
e
λ
λ
λ
=
⋅
−
gdje je:
E
- energija
3
[W/m ]
ν
- frekvencija [Hz]
λ
- talasna dužina [m]
T
-
temperatura [K]
h
- Plankova konstanta
34
6, 626 10
−
⋅
[Js]
c
- brzina svijetlosti
8
3 10
⋅
[m/s]
k
- Bolcmanova konstanta
23
1, 38 10
−
⋅
[J/K]
4
Dakle, energija (snaga) kojom Sunce zrači sa svoje površine iznosi oko
25
9, 5 10 W
⋅
i to
se zračenje sastoji od različitih talasnih dužina. Većina (99 %) sunčevog zračenja se
odnosi na talasne dužine iz opsega 0,275 –
4,6 μm. Spektar sunč
evog zra
č
enja može
da se podijeli na tri oblasti: ultraljubi
č
astu (0,01
m <
< 0,39
m), vidljivu (0,40
m
<
< 0,76
m) i infracrvenu (0,76
m <
< 4,0
m). Od ukupne energije koja se
generiše na Suncu, 50% odlazi na infracrvenu, 40%
na vidljivu i oko 10%
na
ultraljubi
č
astu oblast. Maksimum energije zra
č
enja je na talasnoj dužini od
=0,476
m.
