Definícia slnečnej energie s príkladmi a použitia

Definícia slnečnej energie s príkladmi a použitia

Tento zdroj energie predstavuje primárny zdroj energie na Zemi.Pretože je to nevyčerpateľný zdroj, považuje sa za obnoviteľnú energiu.

Z tejto energie je odvodených mnoho ďalších zdrojov energie, napríklad:

Hydraulická energia, ktorá využíva potenciálnu energiu vody.Bez slnečného žiarenia by nebolo možné vodný cyklus.

Niektoré príklady slnečnej energie zahŕňajú nasledujúce:

Fotovoltaické solárne panely generujú elektrinu;Tieto zariadenia sa používajú v domácnostiach, horských prístreškoch atď.
Fotovoltaické elektrárne: Sú to významné rozšírenia PV panelov, ktorých cieľom je generovať elektrinu na dodávanie elektrickej siete.
Solárne autá používajú PV bunky na premenu slnečného žiarenia na elektrinu, aby sa poháňal elektrický motor.
Solárne sporáky: Sú vyrobené zo parabolického systému na sústredenie slnečného svetla do bodu, aby zvýšili teplotu a boli schopné variť.
Vykurovacie systémy: Solárnou tepelnou energiou sa môže tekutina zahrievať, ktorá sa môže použiť v vyhrievacom obvode.
Vykurovanie bazéna je jednoduchý obvod tekutiny, v ktorom sa voda cirkuluje pozdĺž sady solárnych tepelných kolektorov vystavených slnku.
Kalkulačky: Niektoré elektronické zariadenia majú malý solárny panel na napájanie elektrického obvodu.
Slnečné ventilácie je typ slnečnej energie, ktorá využíva slnečné teplo na vetranie priestoru.Často sa používa v domácnostiach a budovách na zlepšenie kvality ovzdušia a zníženie nákladov na energiu.Slnečné ventilácie sa môže použiť na vetranie jednej miestnosti alebo celej budovy.
Fotosyntéza je prirodzený spôsob, akým rastliny používajú na premenu slnečnej energie na chemickú energiu.
Typy slnečnej energie
Existujú tri typy technológií solárnej energie:

Fotovoltaická solárna energia: PV solárne panely sa skladajú z materiálu, ktorý pri úderoch slnečného žiarenia uvoľňuje elektróny a vytvára elektrický prúd.
Tepelná slnečná energia: Tento systém využíva tepelnú kapacitu slnečných lúčov.Slnečné žiarenie sa premieňa na tepelnú energiu na zahrievanie tekutiny, ktorá sa môže použiť na zahrievanie domácej horúcej vody.V slnečných tepelných elektrárňach sa generuje para a následne elektrina.
Pasívna solárna energia je zdrojom na využitie slnečného tepla bez použitia externých zdrojov.Napríklad architekti môžu orientovať domy a rozhodnúť sa, kam dať okná, vzhľadom na to, kde bude prijaté slnečné žiarenie.Táto technika je známa ako bioklimatická architektúra.

Z fyzikálneho hľadiska sa na slnku vyrába slnečná energia postupnosťou jadrových reakcií.Keď sa k nám táto energia dostane na Zemi, môžeme ju využiť mnohými spôsobmi:

Solárne panely s fotovoltaickými bunkami.Fotovoltaické panely sú vyrobené z materiálu, ktorý pri prijímaní svetla priamo ionizuje a uvoľňuje elektrón.Týmto spôsobom sa slnečné žiarenie transformuje na elektrickú energiu.
Používanie solárnych kolektorov, ktoré sú navrhnuté na premenu slnečného žiarenia na tepelnú energiu.Jeho účelom je zahriať tekutinu, ktorá cirkuluje vo vnútri.V tomto prípade nemáme elektrinu, ale máme tekutinu pri vysokej teplote, ktorá sa dá použiť v mnohých aplikáciách.
Koncentrovaná slnečná energia je systém, ktorý odráža všetky slnečné osvetlenie do ohniskového bodu, aby dosiahol vysoké teploty.Táto technológia sa používa v termosolárnych rastlinách na výrobu energie.
Pasívne systémy solárnej energie využívajú slnečnú energiu bez akéhokoľvek vstupu do vonkajšej energie.Napríklad architektonické návrhy umožňujú v zime maximálne slnečné žiarenie a v lete sa vyhýbajú nadmernému teplu.
Typy solárnych panelov
Termín solárne panely sa používa pre obe metódy (fotovoltaické a tepelné).V každom prípade sa dizajn výrazne líši v závislosti od toho, aký typ solárnej technológie sa bude používať pre:

Solárny tepelný panel používa solárne lúče na zahrievanie kvapaliny, ktorá prenáša teplo do tekutiny a potom zahrieva vodu.Ohrievače solárnej vody sa používajú v domácnostiach na získanie horúcej vody.
Fotovoltaický panel využíva vlastnosti konkrétnych polovodičových prvkov umiestnených v solárnych článkoch.Solárne bunky produkujú elektrickú energiu, keď sú podrobené slnečnému žiareniu.Vďaka takzvanému fotovoltaickému efektu spôsobuje vystavenie slnku pohyb elektrónov v zložke (zvyčajne kremíku), ktorý vytvára nepretržitý elektrický prúd.
Koncentračný solárny panel tiež používa sériu parabolických zrkadiel s lineárnou štruktúrou.Cieľom týchto zrkadiel je sústrediť slnečné žiarenie do ohniskového bodu, aby sa dosiahli dostatočne vysoké teploty, aby sa vytvorila para.
Použitie slnečnej energie

Využívanie sily slnka: Sprievodca fotovoltaikou
Solar Energy má veľa použití a aplikácií, ktoré je možné zhrnúť v troch bodoch:

Domáca horúca voda DHW
Vykurovanie solárnej vody sa používa na zásobovanie domácej horúcej vody (DHW) a kúrenie do domovov a malých stavebných komplexov.Boli postavené solárne elektrárne, ktoré pomocou parných turbín prevádzajú skladované teplo na elektrinu.

Tieto prototypy sa však široko nepoužívali v dôsledku nízkej výkonnosti týchto elektrární v porovnaní s vysokými nákladmi a nepravidelnou dodávkou elektrickej energie.

Výroba elektriny
Fotovoltaické panely sa používajú v izolovaných solárnych systémoch na napájanie zariadení mimo elektrických sietí (vesmírne sondy, vysokorýchlostné telefónne opakovače atď.).Používajú sa tiež v aplikáciách s takými nízkymi energetickými požiadavkami, aby spojenie s elektrickou sieťou nebolo ekonomické (svetelné signály, parkovacie metrov atď.).

Tieto zariadenia musia byť vybavené akumulátormi schopnými hromadiť prebytočnú elektrinu vyrobenú počas dňa na poháňanie zariadenia v noci a počas oblačných období, zvyčajne solárnych batérií.

Používajú sa tiež vo veľkých systémoch spojených s mriežkou, hoci napájanie je v denných a sezónnych podmienkach variabilné.Preto je ťažké predvídať a nie je programovateľné.

Vďaka tejto diskontinuite je náročné uspokojiť dopyt po elektrickej energii kedykoľvek, s výnimkou výroby so širokou mierou bezpečnosti nad ročnými vrcholmi dopytu.Avšak, keďže v lete je vrcholom výroby solárnych elektrární, dokáže kompenzovať väčší vnútorný dopyt v dôsledku klimatizačných zariadení.

Aké sú výhody a nevýhody slnečnej energie?
Použitie slnečnej energie zahŕňa konkrétne výhody a nevýhody.

Vysoké investičné náklady za kilowatt získané.
Ponúka veľmi vysokú účinnosť.
Získaný výkon závisí od solárneho rozvrhu, počasia a kalendára.Z tohto dôvodu je ťažké vedieť, akú elektrickú silu dokážeme získať v danom okamihu.Táto nevýhoda zmizla s inými zdrojmi energie, ako je jadrová alebo fosílna energia.
Množstvo energie, ktorú potrebuje na výrobu solárneho panela.Výroba fotovoltaických panelov vyžaduje veľa energie, často využívajúce neobnoviteľné zdroje energie, ako je napríklad uhlie.
Na druhej strane musíte zvážiť výhody slnečnej energie:

Jeho zástancovia podporujú zníženie a zvýšenie efektívnosti nákladov v dôsledku úspor z rozsahu a technologických zlepšení v budúcich solárnych systémoch.
Pokiaľ ide o neprítomnosť tohto zdroja energie v noci, poukazujú tiež na to, že maximálny vrchol elektrickej spotreby sa dosiahne počas dňa, to znamená počas maximálnej výroby slnečnej energie.
Je to zdroj obnoviteľnej energie.Inými slovami, je nevyčerpateľný.
Ide o neznečisťujúcu energiu: nevytvára skleníkové plyny, a preto neprispieva k zhoršeniu problému zmeny klímy.
Autor: Oriol Plaas - priemyselný technický inžinier