Definicja energii słonecznej z przykładami i zastosowaniem

Definicja energii słonecznej z przykładami i zastosowaniem
Definicja energii słonecznej jest energia pochodzi ze słońca i że możemy uchwycić dzięki promieniowaniu słonecznym. Pojęcie energii słonecznej jest często wykorzystywane w odniesieniu do energii elektrycznej lub cieplnej uzyskiwanej za pomocą promieniowania słonecznego.

To źródło energii reprezentuje podstawowe źródło energii na Ziemi. Ponieważ jest to niewyczerpane źródło, jest uważane za energię odnawialną.

Na podstawie tej energii pochodzi wiele innych źródeł energii, takich jak:

Energia wiatru, która wykorzystuje moc wiatru. Wiatr jest wytwarzany, gdy słońce ogrzewa duże objętości powietrza.
Paliwa kopalne: pochodzą z bardzo długiego procesu rozkładu cząstek organicznych. Organiczne rozkłady były w dużej mierze roślin fotosyntezy.
Energia hydrauliczna, która wykorzystuje energię potencjalną wody. Bez promieniowania słonecznego cykl wody nie byłby możliwy.
Energia z biomasy po raz kolejny jest wynikiem fotosyntezy roślin.
Ten rodzaj energii odnawialnej jest alternatywą dla paliw kopalnych, które nie emitują gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla.

Przykłady energii słonecznej
Niektóre przykłady energii słonecznej obejmują:

Fotowoltaiczne panele słoneczne wytwarzają energię elektryczną; Te obiekty są używane w domach, schroniskach górskich itp.
Elektrownie fotowoltaiczne: Są to znaczące przedłużenie paneli PV, których celem jest wytwarzanie energii elektrycznej w celu dostarczenia sieci elektrycznej.
Samochody słoneczne wykorzystują komórki PV do przekształcania promieniowania słonecznego w energię elektryczną do napędzania silnika elektrycznego.
Słoneczne kuchenki: są wykonane z układu parabolicznego, aby skoncentrować światło słoneczne do pewnego stopnia, aby podnieść temperaturę i być w stanie gotować.
Systemy grzewcze: W przypadku energii cieplnej słonecznej płyn można ogrzewać, który można zastosować w obwodzie grzewczym.
Ogrzewanie basenu to prosty obwód płynów, w którym woda krąży wzdłuż zestawu słonecznych kolekcjonerów termicznych wystawionych na słońce.
Kalkulatory: Niektóre urządzenia elektroniczne mają mały panel słoneczny do dostarczania zasilania do obwodu elektrycznego.
Wentylacja słoneczna jest rodzajem energii słonecznej, która wykorzystuje ciepło słoneczne do wentylowania przestrzeni. Jest często stosowany w domach i budynkach w celu poprawy jakości powietrza i zmniejszenia kosztów energii. Wentylacja słoneczna może być używana do wentylowania pojedynczego pomieszczenia lub całego budynku.
Fotosynteza jest naturalnym sposobem, w jaki rośliny wykorzystują do przekształcania energii słonecznej w energię chemiczną.
Rodzaje energii słonecznej
Istnieją trzy rodzaje technologii energii słonecznej:

Fotowoltaiczna energia słoneczna: panele słoneczne PV składają się z materiału, który, gdy promieniowanie słoneczne uderza, uwalnia elektrony i wytwarza prąd elektryczny.
Energia słoneczna termiczna: Ten system wykorzystuje pojemność cieplną promieni słonecznych. Promieniowanie słoneczne jest przekształcane w energię cieplną w celu podgrzewania płynu, który można wykorzystać do ogrzewania gorącej wody. W elektrowniach słonecznych wytwarzana jest para, a następnie energia elektryczna.
Pasywna energia słoneczna jest zasobem do wykorzystania ciepła słonecznego bez użycia zasobów zewnętrznych. Na przykład architekci mogą zorientować domy i decydować, gdzie umieścić Windows, biorąc pod uwagę, gdzie zostanie odebrane promieniowanie słoneczne. Ta technika jest znana jako architektura bioklimatyczna.
Jak wytwarzana jest energia słoneczna?
Z fizycznego punktu widzenia energia słoneczna jest wytwarzana na słońcu poprzez kolejność reakcji jądrowych. Kiedy ta energia dotrze do nas na Ziemi, możemy z niej skorzystać na wiele sposobów:

Panele słoneczne z komórkami fotowoltaicznymi. Panele fotowoltaiczne są wykonane z materiału, który po otrzymaniu światła bezpośrednio jonizuje i uwalnia elektron. W ten sposób promieniowanie słoneczne przekształca się w energię elektryczną.
Korzystanie z kolekcjonerów słonecznych zaprojektowanych do przekształcania promieniowania słonecznego na energię cieplną. Jego celem jest podgrzewanie płynu, który krąży w środku. W takim przypadku nie mamy energii elektrycznej, ale mamy płyn w wysokiej temperaturze, który można zastosować w wielu zastosowaniach.
Skoncentrowana energia słoneczna to system, który odbija całe oświetlenie słoneczne do punktu centralnego, aby osiągnąć wysokie temperatury. Technologia ta jest wykorzystywana w roślinach termosolarnych do wytwarzania energii.
Pasywne systemy energii słonecznej wykorzystują energię słoneczną bez żadnego zewnętrznego wprowadzania energii. Na przykład projekty architektoniczne umożliwiają maksymalne promieniowanie słoneczne w zimie i unikaj nadmiaru ciepła latem.
Rodzaje paneli słonecznych
Termin panele słoneczne jest używane dla obu metod (fotowoltaiczne i termiczne). W każdym razie projekt jest znacząco różny w zależności od rodzaju technologii słonecznej, do którego będzie używany:

Słoneczny panel termiczny wykorzystuje promienie słoneczne do podgrzewania cieczy, która przenosi ciepło na płyn, a następnie podgrzewa wodę. Słoneczne podgrzewacze wody są używane w domach do uzyskania gorącej wody.
Panel fotowoltaiczny wykorzystuje właściwości poszczególnych elementów półprzewodników umieszczonych w ogniwach słonecznych. Ogniwa słoneczne wytwarzają energię elektryczną, gdy są poddawane promieniowaniu słonecznym. Dzięki tak zwanemu efektowi fotowoltaicznemu ekspozycja na słońce powoduje ruch elektronów w komponencie (zwykle krzem), wytwarzając ciągły prąd elektryczny.
Koncentrujący się panel słoneczny wykorzystuje również serię luster parabolicznych o strukturze liniowej. Celem tych lusterek jest skoncentrowanie promieniowania słonecznego do punktu centralnego, aby osiągnąć temperatury wystarczająco wysokie, aby wygenerować pary.
Zastosowanie energii słonecznej

Wykorzystanie mocy słońca: przewodnik po fotowoltaice
Energia słoneczna ma wiele zastosowań i zastosowań, które można podsumować w trzech punktach:

Domowa gorąca woda dhw
Ogrzewanie wody słonecznej służy do dostarczania domowej ciepłej wody (DHW) i ogrzewania do domów i małych kompleksów budowlanych. Zbudowano elektrownie słoneczne, które za pomocą turbin parowych przekształcają przechowywane ciepło na energię elektryczną.

Jednak te prototypy nie były szeroko stosowane ze względu na niską wydajność tych elektrowni w porównaniu z wysokimi kosztami i nieregularnym zasilaniem energii elektrycznej.

Wytwarzanie energii elektrycznej
Panele fotowoltaiczne są używane w izolowanych układach słonecznych do zasilania urządzeń od sieci elektrycznych (sondy kosmiczne, repeatery telefoniczne na dużej wysokości itp.). Są one również wykorzystywane w zastosowaniach o tak niskich wymaganiach energii, że połączenie z siecią energii elektrycznej nie byłoby ekonomiczne (sygnały świetlne, parking itp.).

Urządzenia te muszą być wyposażone w akumulatory zdolne do gromadzenia nadmiaru energii elektrycznej wytwarzanej w ciągu dnia w celu zasilania sprzętu w nocy i podczas pochmurnych okresów, zwykle baterii słonecznych.

Są one również stosowane w dużych systemach podłączonych do siatki, chociaż zasilanie jest zmienne w warunkach codziennych i sezonowych. Dlatego trudno jest przewidzieć i nie jest programowalne.

Ta nieciągłość sprawia, że ​​w dowolnym momencie zaspokajanie zapotrzebowania na energię elektryczną, z wyjątkiem produkcji o szerokim marginesie bezpieczeństwa powyżej rocznego szczytu popytu. Jednak będąc szczytem produkcji elektrowni słonecznych latem, udaje mu się zrównoważyć większe wewnętrzne zapotrzebowanie z powodu klimatyzatorów.

Jakie są zalety i wady energii słonecznej?
Zastosowanie energii słonecznej obejmuje określone zalety i wady.

Główne krytyki lub wady to:

Wysoki koszt inwestycji na kilowat uzyskany.
Oferuje bardzo wysoką wydajność.
Uzyskana wydajność zależy od harmonogramu słonecznego, pogody i kalendarza. Z tego powodu trudno jest wiedzieć, jaką moc elektryczną będziemy w stanie uzyskać w danym momencie. Ta wada znika wraz z innymi źródłami energii, takimi jak energia jądrowa lub kopalna.
Ilość energii potrzeba do stworzenia panelu słonecznego. Produkcja paneli fotowoltaicznych wymaga dużo energii, często przy użyciu nieodnowoczesnych źródeł energii, takich jak węgiel.
Z drugiej strony musisz wziąć pod uwagę korzyści z energii słonecznej:

Jego zwolennicy wspierają wzrost kosztów i korzyści ze względu na korzyści skali i ulepszeń technologicznych w przyszłych układach słonecznych.
Jeśli chodzi o brak tego źródła energii w nocy, wskazują również, że maksymalny szczyt zużycia elektrycznego jest osiągany w ciągu dnia, to znaczy podczas maksymalnej produkcji energii słonecznej.
Jest to odnawialne źródło energii. Innymi słowy, jest to niewyczerpane.
Jest to energia niepełna: nie generuje gazów cieplarnianych, a zatem nie przyczynia się do pogorszenia problemu zmian klimatu.
Autor: Oriol Planas - przemysłowy inżynier techniczny