Вызначэнне сонечнай энергіі з прыкладамі і выкарыстаннем

Вызначэнне сонечнай энергіі з прыкладамі і выкарыстаннем
Вызначэнне сонечнай энергіі - гэта энергія, якая паходзіць ад Сонца і якую мы можам захапіць дзякуючы сонечнаму выпраменьванню.Паняцце сонечнай энергіі часта выкарыстоўваецца для абазначэння электрычнай або цеплавой энергіі, якая атрымліваецца з дапамогай сонечнага выпраменьвання.

Гэтая крыніца энергіі ўяўляе сабой асноўную крыніцу энергіі на Зямлі.Паколькі гэта невычэрпная крыніца, яна лічыцца аднаўляльнай энергіяй.

З гэтай энергіі выводзіцца многія іншыя крыніцы энергіі, напрыклад::

Энергія ветру, якая выкарыстоўвае сілу ветру.Вецер выпрацоўваецца, калі сонца награвае вялікія аб'ёмы паветра.
Камяністыя віды паліва: яны паходзяць з надзвычай доўгага працэсу раскладання арганічных часціц.Раскладальнікі арганікі былі ў асноўным фотасінтэзіруючымі раслінамі.
Гідраўлічная энергія, якая выкарыстоўвае патэнцыяльную энергію вады.Без сонечнай радыяцыі кругазварот вады быў бы немагчымы.
Энергія з біямасы яшчэ раз з'яўляецца вынікам фотасінтэзу раслін.
Гэты тып аднаўляльнай энергіі з'яўляецца альтэрнатывай выкапнёвым відам паліва, якія не выкідваюць парніковых газаў, такіх як вуглякіслы газ.

Прыклады сонечнай энергіі
Некаторыя прыклады сонечнай энергіі ўключаюць наступнае:

Фотаэлектрычныя сонечныя батарэі вырабляюць электраэнергію;гэтыя сродкі выкарыстоўваюцца ў дамах, горных прытулках і г.д.
Фотаэлектрычныя электрастанцыі: яны з'яўляюцца значнымі пашырэннямі PV -панэляў, мэтай якіх з'яўляецца атрыманне электраэнергіі для пастаўкі электрасеткі.
Сонечныя аўтамабілі выкарыстоўваюць PV -клеткі для пераўтварэння сонечнага выпраменьвання ў электрычнасць для кіравання электрарухавіком.
Сонечныя пліты: яны зроблены па парабалічнай сістэме, каб канцэнтраваць сонечнае святло да кропкі, каб павысіць тэмпературу і магчымасць гатаваць.
Сістэмы нагрэву: З сонечнай цеплавой энергіяй можна награваць вадкасць, якую можна выкарыстоўваць у награвальнай ланцугу.
Ацяпленне басейна - гэта просты вадкі контур, у якім вада цыркулюе ўздоўж набору сонечных цеплавых калектараў, адкрытых для сонца.
Калькулятары: некаторыя электронныя прылады маюць невялікую сонечную панэль для падачы энергіі ў электрычную ланцуг.
Сонечная вентыляцыя - гэта тып сонечнай энергіі, які выкарыстоўвае сонечнае цяпло для вентыляцыі памяшкання.Ён часта выкарыстоўваецца ў дамах і будынках для паляпшэння якасці паветра і зніжэння выдаткаў на энергію.Сонечная вентыляцыя можа быць выкарыстана для вентыляцыі аднаго памяшкання або цэлага будынка.
Фотасінтэз - гэта натуральны спосаб, які расліны выкарыстоўваюць для пераўтварэння сонечнай энергіі ў хімічную.
Віды сонечнай энергіі
Існуе тры віды тэхналогій сонечнай энергіі:

Фотаэлектрычная сонечная энергія: сонечныя панэлі PV складаюцца з матэрыялу, які, калі ўдарыла сонечнае выпраменьванне, вылучае электроны і стварае электрычны ток.
Цеплавая сонечная энергія: гэтая сістэма выкарыстоўвае цеплавую магутнасць сонечных прамянёў.Сонечнае выпраменьванне пераўтворыцца ў цеплавую энергію для нагрэву вадкасці, якую можна выкарыстоўваць для нагрэву гарачай вады.На сонечных цеплавых электрастанцыях выпрацоўваецца пара, а затым і электрычнасць.
Пасіўная сонечная энергія - гэта рэсурс для выкарыстання пераваг сонечнага цяпла без выкарыстання знешніх рэсурсаў.Напрыклад, архітэктары могуць арыентаваць дамы і вырашаць, дзе паставіць вокны, улічваючы, куды будзе паступаць сонечнае выпраменьванне.Гэтая тэхніка вядомая як біякліматычная архітэктура.
Як вырабляецца сонечная энергія?
З фізічнага пункту гледжання сонечная энергія выпрацоўваецца на Сонцы праз паслядоўнасць ядзерных рэакцый.Калі гэтая энергія дасягае нас на Зямлі, мы можам выкарыстоўваць яе рознымі спосабамі:

Сонечныя панэлі з фотаэлектрычнымі клеткамі.Фотаэлектрычныя панэлі зроблены з матэрыялу, які, прымаючы святло, непасрэдна іянізуе і вызваляе электрон.Такім чынам, сонечнае выпраменьванне ператвараецца ў электрычную энергію.
Выкарыстанне сонечных калектараў, якія прызначаны для пераўтварэння сонечнага выпраменьвання ў цеплавую энергію.Яго прызначэнне - награваць вадкасць, якая цыркулюе ўнутры.У гэтым выпадку ў нас няма электрычнасці, але ў нас ёсць вадкасць з высокай тэмпературай, якую можна выкарыстоўваць у многіх сферах прымянення.
Канцэнтраваная сонечная энергія - гэта сістэма, якая адлюстроўвае ўсё сонечнае асвятленне ў фокусную кропку для дасягнення высокіх тэмператур.Гэтая тэхналогія выкарыстоўваецца на тэрмасонечных электрастанцыях для вытворчасці энергіі.
Пасіўныя сістэмы сонечнай энергіі выкарыстоўваюць сонечную энергію без уводу знешняй энергіі.Напрыклад, архітэктурныя канструкцыі забяспечваюць максімальнае сонечнае выпраменьванне зімой і пазбягаюць лішку цяпла летам.
Тыпы сонечных батарэй
Тэрмін сонечныя панэлі выкарыстоўваецца для абодвух метадаў (фотаэлектрычнага і цеплавога).У любым выпадку канструкцыя істотна адрозніваецца ў залежнасці ад тыпу сонечнай тэхналогіі, для якой яна будзе выкарыстоўвацца:

Сонечная цеплавая панэль выкарыстоўвае сонечныя прамяні для нагрэву вадкасці, якая перадае цяпло вадкасці, а затым награвае ваду.Сонечныя воданагравальнікі выкарыстоўваюцца ў дамах для атрымання гарачай вады.
Фотаэлектрычная панэль выкарыстоўвае ўласцівасці пэўных паўправадніковых элементаў, размешчаных у сонечных элементах.Сонечныя элементы вырабляюць электрычную энергію пад уздзеяннем сонечнага выпраменьвання.Дзякуючы так званаму фотаэлектрычнаму эфекту знаходжанне на сонцы выклікае рух электронаў у кампаненце (звычайна ў крэмніі), ствараючы бесперапынны электрычны ток.
Канцэнтруючая сонечная панэль таксама выкарыстоўвае шэраг парабалічных люстэркаў з лінейнай структурай.Мэта гэтых люстэркаў - канцэнтраваць сонечнае выпраменьванне ў факальнай кропцы, каб дасягнуць дастаткова высокай тэмпературы для выпрацоўкі пары.
Выкарыстанне сонечнай энергіі

Выкарыстанне энергіі сонца: кіраўніцтва па фотаэлектрыцы
Сонечная энергія мае мноства варыянтаў выкарыстання і прымянення, якія можна абагульніць у трох пунктах:

Унутраная гарачая вада DHW
Сонечны нагрэў вады выкарыстоўваецца для забеспячэння гарачай вадой (ГВС) і ацяплення дамоў і невялікіх будаўнічых комплексаў.Пабудаваны сонечныя электрастанцыі, якія з дапамогай паравых турбін ператвараюць назапашанае цяпло ў электрычнасць.

Аднак гэтыя прататыпы не атрымалі шырокага прымянення з-за нізкай прадукцыйнасці гэтых сілавых установак у параўнанні з высокімі выдаткамі і нерэгулярнасцю электразабеспячэння.

Пакаленне электраэнергіі
Фотаэлектрычныя панэлі выкарыстоўваюцца ў ізаляваных сонечных сістэмах для харчавання прылад удалечыні ад электрычных сетак (касмічныя зонды, вышынныя тэлефонныя рэтранслятары і г.д.).Яны таксама выкарыстоўваюцца ў прылажэннях з такімі нізкімі патрабаваннямі да энергіі, што падключэнне да электрычнай сеткі было б неэканамічным (светлавыя сігналы, паркоматы і г.д.).

Гэтыя прылады павінны быць абсталяваны акумулятарамі, здольнымі акумуляваць лішак электраэнергіі, вырабленай на працягу дня, для харчавання абсталявання ў начны час і ў пахмурны перыяд, звычайна гэта сонечныя батарэі.

Яны таксама выкарыстоўваюцца ў буйных сеткавых сістэмах, хоць энергазабеспячэнне змяняецца ў залежнасці ад штодзённых і сезонных умоў.Такім чынам, гэта цяжка прадбачыць і не праграмуецца.

Гэтая разрыва робіць складаным задавальненнем попыту на электраэнергію ў любы час, за выключэннем вытворчасці з вялікім запасам бяспекі над штогадовымі пікамі попыту.Аднак, з'яўляючыся пікам вытворчасці сонечных электрастанцый летам, яму ўдаецца кампенсаваць большы ўнутраны попыт за кошт кандыцыянераў.

Якія плюсы і мінусы сонечнай энергіі?
Выкарыстанне сонечнай энергіі мае пэўныя плюсы і мінусы.

Асноўныя крытыкі альбо недахопы:

Высокі кошт інвестыцый за атрыманы кілават.
Ён прапануе вельмі высокую эфектыўнасць.
Атрыманая прадукцыйнасць залежыць ад сонечнага раскладу, надвор'я і календара.Па гэтай прычыне цяжка ведаць, якую электраэнергію мы зможам атрымаць у дадзены момант.Гэты недахоп знікае з іншымі крыніцамі энергіі, такімі як ядзерная або выкапнёвая энергія.
Колькасць энергіі, неабходнай для стварэння сонечнай батарэі.Вытворчасць фотаэлектрычных панэляў патрабуе шмат энергіі, часта з выкарыстаннем неаднаўляльных крыніц энергіі, такіх як вугаль.
З іншага боку, вы павінны ўлічваць перавагі сонечнай энергіі:

Яго прыхільнікі падтрымліваюць скарачэнне выдаткаў і павышэнне эфектыўнасці за кошт эканоміі ад маштабу і тэхналагічных удасканаленняў будучых сонечных сістэм.
Адносна адсутнасці гэтай крыніцы энергіі ў начны час, яны таксама адзначаюць, што максімальны пік спажывання электраэнергіі дасягаецца ўдзень, гэта значыць падчас максімальнай вытворчасці сонечнай энергіі.
Гэта аднаўляльная крыніца энергіі.Іншымі словамі, гэта невычэрпна.
Гэта не заблытаная энергія: яна не стварае парніковых газаў і, такім чынам, не спрыяе ўзмацненню праблемы змянення клімату.
Аўтар: Ориол Планас – прамысловы інжынер