Вызначэнне сонечнай энергіі з прыкладамі і выкарыстаннем

Вызначэнне сонечнай энергіі з прыкладамі і выкарыстаннем
Вызначэнне сонечнай энергіі - гэта энергія, якая ідзе ад сонца і што мы можам захапіць дзякуючы сонечнай радыяцыі. Канцэпцыя сонечнай энергіі часта выкарыстоўваецца для абазначэння электрычнай або цеплавой энергіі, якая атрымліваецца пры дапамозе сонечнай радыяцыі.

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. Арганічныя раскладальнікі ў значнай ступені фотасінтэзуюць расліны.
Гідраўлічная энергія, якая выкарыстоўвае патэнцыйную энергію вады. Без сонечнага выпраменьвання цыкл вады быў бы немагчымы.
Энергія з біямасы яшчэ раз з'яўляецца вынікам фотасінтэзу раслін.
Гэты тып аднаўляльных крыніц энергіі з'яўляецца альтэрнатывай выкапнёвым палівам, якія не выпраменьваюць парніковыя газы, такія як вуглякіслы газ.

Прыклады сонечнай энергіі
Некаторыя прыклады сонечнай энергіі ўключаюць наступнае:

Фотаэлектрычныя сонечныя батарэі вырабляюць электраэнергію; Гэтыя аб'екты 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 выраблены з парабалічнай сістэмы, каб засяродзіць святло Сонца да такой ступені, каб павысіць тэмпературу і мець магчымасць рыхтаваць.
Сістэмы нагрэву: З сонечнай цеплавой энергіяй можна награваць вадкасць, якую можна выкарыстоўваць у награвальнай ланцугу.
Ацяпленне басейна - гэта простая ланцуг вадкасці, у якой вада цыркулюе ўздоўж набору сонечных цеплавых калекцыянераў, якія падвяргаюцца ўздзеянню сонца.
Калькулятары: Некаторыя электронныя прылады маюць невялікую сонечную панэль, каб забяспечыць харчаванне электрычнай ланцугу.
Сонечная вентыляцыя - гэта тып сонечнай энергіі, які выкарыстоўвае сонечнае цяпло для вентыляцыі прасторы. 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 ўсяго будынка.
Фотасінтэз - гэта натуральны спосаб, які расліны выкарыстоўваюць для пераўтварэння сонечнай энергіі ў хімічную энергію.
Віды сонечнай энергіі
Існуе тры тыпы 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 карыстаецца цеплавой магутнасцю сонечных прамянёў. Сонечнае выпраменьванне пераўтвараецца ў цеплавую энергію для нагрэву вадкасці, якую можна выкарыстоўваць для нагрэву гарачай вады. У сонечнай цеплавой электрастанцыі выпрацоўваецца пара і, у далейшым, электрычнасць.
Пасіўная сонечная энергія - гэта рэсурс, каб скарыстацца сонечным цяплом, не выкарыстоўваючы знешнія рэсурсы. Напрыклад, архітэктары могуць арыентавацца на дамы і вырашыць, куды пакласці вокны, улічваючы, дзе будзе атрымана сонечнае выпраменьванне. Гэтая методыка вядомая як біякліматычная архітэктура.
Як вырабляецца сонечная энергія?
З фізічнага пункту гледжання, сонечная энергія вырабляецца на сонцы праз паслядоўнасць ядзерных рэакцый. Калі гэтая энергія даходзіць да нас на зямлі, мы можам скарыстацца ёй шмат у чым:

Сонечныя панэлі з фотаэлектрычнымі клеткамі. Фотаэлектрычныя панэлі выраблены з матэрыялу, які пры атрыманні святла непасрэдна іянізуе і вызваляе электронны. Такім чынам, сонечнае выпраменьванне ператвараецца ў электрычную энергію.
Выкарыстанне сонечных калекцыянераў, прызначаных для пераўтварэння сонечнага выпраменьвання ў цеплавую энергію. Яе мэтай з'яўляецца нагрэў вадкасці, якая цыркулюе ўнутры. У гэтым выпадку ў нас няма электрычнасці, але ў нас вадкасць пры высокай тэмпературы, якую можна выкарыстоўваць у многіх прыкладаннях.
Канцэнтраваная сонечная энергія - гэта сістэма, якая адлюстроўвае ўсё сонечнае асвятленне да каардынацыйнага цэнтра, каб дасягнуць высокіх тэмператур. Гэтая тэхналогія выкарыстоўваецца ў тэрмасалярных раслінах для атрымання энергіі.
Пасіўныя сістэмы сонечнай энергіі выкарыстоўваюць сонечную энергію без уводу знешняй энергіі. Напрыклад, архітэктурныя канструкцыі дазваляюць узімку максімальна сонечнае выпраменьванне і пазбягаць лішняга цяпла летам.
Тыпы сонечных батарэй
Тэрмін сонечныя батарэі выкарыстоўваюцца для абодвух метадаў (фотаэлектрычныя і цеплавыя). У любым выпадку, дызайн значна адрозніваецца ў залежнасці ад таго, для якога тыпу сонечнай тэхналогіі яна будзе выкарыстоўвацца:

На сонечнай цеплавой панэлі выкарыстоўваецца сонечныя прамяні для нагрэву вадкасці, якая пераносіць нагрэў у вадкасць, 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 пры падвярганні сонечнай радыяцыі. Дзякуючы так званым фотаэлектрычным эфектам, уздзеянне сонца выклікае рух электронаў у кампанент (звычайна крэмній), ствараючы бесперапынны электрычны ток.
На канцэнтрацыйнай сонечнай панэлі таксама выкарыстоўваецца шэраг парабалічных люстэркаў з лінейнай структурай. Мэтай гэтых люстэркаў з'яўляецца канцэнтрацыя сонечнага выпраменьвання да каардынацыйнага цэнтра, каб дасягнуць тэмпературы, дастаткова высокай, каб стварыць пары.
Выкарыстанне сонечнай энергіі

Выкарыстоўваючы сілу Сонца: кіраўніцтва па фотаэлектрыках
Сонечная энергія мае шмат ужыванняў і прыкладанняў, якія можна абагульніць у трох пунктах:

Унутраная гарачая вада DHW
Нагрэў сонечнай вады выкарыстоўваецца для падачы ўнутранай гарачай вады (DHW) і награвання дамоў і невялікіх будаўнічых комплексаў. Былі пабудаваны сонечныя электрастанцыі, якія выкарыстоўваюць паравыя турбіны, пераўтвараюць захаванае цяпло ў электрычнасць.

Аднак гэтыя прататыпы шырока не выкарыстоўваліся з -за нізкіх паказчыкаў гэтых электрастанцый у параўнанні з высокімі выдаткамі і нерэгулярнай электразабеспячэннем.

Пакаленне электраэнергіі
Фотаэлектрычныя панэлі выкарыстоўваюцца ў ізаляваных сонечных сістэмах для харчавання ад электрычных сетак (касмічныя зонды, высокія вышынныя тэлефонныя рэтранслятары і г.д.). Яны таксама выкарыстоўваюцца ў прыкладаннях з такімі нізкімі патрабаваннямі, каб падключэнне да электрасеткі не была эканамічнай (лёгкія сігналы, паркоўкі і г.д.).

Гэтыя прылады павінны быць абсталяваны акумулятарамі, здольнымі назапашваць лішнюю электраэнергію, якая вырабляецца на працягу дня, каб забяспечыць харчаванне абсталявання ноччу і ў воблачныя перыяды, як правіла, сонечныя батарэі.

Яны таксама выкарыстоўваюцца ў буйных сеткавых сістэмах, хоць блок харчавання змяняецца ў штодзённых і сезонных умовах. Таму цяжка прадказаць і не праграмуецца.

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

Якія плюсы і мінусы сонечнай энергіі?
Выкарыстанне сонечнай энергіі ўключае ў сябе пэўныя плюсы і мінусы.

Асноўныя крытыкі альбо недахопы:

Высокі кошт інвестыцый за атрыманы кілават.
Ён прапануе вельмі высокую эфектыўнасць.
Атрыманая прадукцыйнасць залежыць ад раскладу сонечнага, надвор'я і календара. Па гэтай прычыне складана даведацца, якую электрычную магутнасць 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 панэлі. Для атрымання фотаэлектрычных панэляў патрабуецца шмат энергіі, часта выкарыстоўваючы не аднаўляльныя крыніцы энергіі, такія як вугаль.
З іншага боку, вы павінны разгледзець перавагі сонечнай энергіі:

Яго прыхільнікі падтрымліваюць зніжэнне выдаткаў і павышэнне эфектыўнасці ў сувязі з эканоміяй ад маштабу і тэхналагічных паляпшэнняў у будучых сонечных сістэмах.
Што тычыцца адсутнасці гэтай крыніцы энергіі ў начны час, яны таксама адзначаюць, што максімальны пік электрычнага спажывання дасягаецца на працягу дня, гэта значыць пры 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: Oriol Planas - Інжынерны інжынер -прамысловы тэхнічны