Дефиниция на слънчевата енергия с примери и употреби

Определение на слънчевата енергия с примери и употреби
Определението за слънчева енергия е енергията, която идва от Слънцето и която можем да уловим благодарение на слънчевата радиация.Концепцията за слънчева енергия често се използва за означаване на електрическа или топлинна енергия, която се получава чрез слънчева радиация.

Този източник на енергия представлява основния източник на енергия на Земята.Тъй като това е неизчерпаем източник, той се счита за възобновяема енергия.

От тази енергия се извличат много други енергийни източници, като например:

Вятърната енергия, която използва силата на вятъра.Вятърът се генерира, когато слънцето загрява големи обеми въздух.
Изкопаеми горива: Те идват от изключително дълъг процес на разлагане на органични частици.Органичните разлагатели са до голяма степен фотосинтезиращи растения.
Хидравлична енергия, която използва потенциалната енергия на водата.Без слънчева радиация водният цикъл не би бил възможен.
Енергията от биомасата за пореден път е резултат от фотосинтезата на растенията.
Този тип възобновяема енергия е алтернатива на изкопаемите горива, които не отделят парникови газове като въглероден диоксид.

Някои примери за слънчева енергия включват следното:

Фотоволтаичните слънчеви панели генерират електричество;Тези съоръжения се използват в домове, планински приюти и др.
Фотоволтаични електроцентрали: Те са значителни разширения на PV панели, чиято цел е да се генерира електричество за снабдяване на електрическата мрежа.
Слънчевите автомобили използват PV клетки за превръщане на слънчевата радиация в електричество, за да управляват електрически двигател.
Слънчеви готварски печки: Те са направени от параболична система, за да концентрират светлината на слънцето до точка, за да повишат температурата и да могат да се готвят.
Отоплителни системи: Със слънчева топлинна енергия може да се нагрее течност, която може да се използва в отоплителна верига.
Отоплението на басейна е обикновена верига на течността, при която водата циркулира покрай набор от слънчеви термични колекционери, изложени на слънце.
Калкулатори: Някои електронни устройства имат малък слънчев панел, който да захранва захранването към електрическата верига.
Слънчевата вентилация е вид слънчева енергия, която използва слънчевата топлина, за да проветрява пространство.Често се използва в домовете и сградите за подобряване на качеството на въздуха и намаляване на разходите за енергия.Слънчевата вентилация може да се използва за проветряване на една стая или цяла сграда.
Фотосинтезата е естествен начин, който растенията използват за превръщане на слънчевата енергия в химическа енергия.

Има три вида технологии за слънчева енергия:

Фотоволтаична слънчева енергия: PV слънчевите панели са съставени от материал, който, когато слънчевата радиация удари, отделя електрони и генерира електрически ток.
Термична слънчева енергия: Тази система се възползва от топлинния капацитет на слънчевите лъчи.Слънчевата радиация се преобразува в топлинна енергия за загряване на течност, която може да се използва за отопление на битова гореща вода.В слънчеви топлинни електроцентрали се генерира пара и впоследствие електричество.
Пасивната слънчева енергия е ресурс, който да се възползва от слънчевата топлина, без да се използват външни ресурси.Например архитектите могат да ориентират къщи и да решават къде да поставят прозорци, като се има предвид къде ще бъде получена слънчева радиация.Тази техника е известна като биоклиматична архитектура.
Как се произвежда слънчевата енергия?
От физическа гледна точка слънчевата енергия се произвежда на слънце чрез поредица от ядрени реакции.Когато тази енергия достигне до нас на земята, ние можем да се възползваме от нея по много начини:

Слънчеви панели с фотоволтаични клетки.Фотоволтаичните панели са изработени от материал, който при получаване на светлина директно йонизира и освобождава електрон.По този начин слънчевата радиация се трансформира в електрическа енергия.
Използване на слънчеви колекционери, които са проектирани да преобразуват слънчевата радиация в топлинна енергия.Целта му е да загрява течност, която циркулира вътре.В този случай нямаме електричество, но имаме течност при висока температура, която може да се използва в много приложения.
Концентрираната слънчева енергия е система, която отразява цялото слънчево осветление до фокусна точка, за да достигне високи температури.Тази технология се използва в термозоларни растения за производство на енергия.
Пасивните слънчеви енергийни системи използват слънчева енергия без никакво въвеждане на външна енергия.Например, архитектурните дизайни позволяват максимална слънчева радиация през зимата и избягват излишната топлина през лятото.
Видове слънчеви панели
Терминът слънчеви панели се използва и за двата метода (фотоволтаични и термични).Във всеки случай дизайнът е значително различен в зависимост от какъв тип слънчева технология ще се използва:

Слънчевият топлинен панел използва слънчеви лъчи за загряване на течност, която прехвърля топлина в течност и след това загрява водата.В домовете се използват слънчеви бойлери за получаване на топла вода.
Фотоволтаичният панел използва свойствата на определени полупроводникови елементи, поставени в слънчеви клетки.Слънчевите клетки произвеждат електрическа енергия, когато са подложени на слънчева радиация.Благодарение на така наречения фотоволтаичен ефект, излагането на слънце причинява движението на електрони в компонент (обикновено силиций), генерирайки непрекъснат електрически ток.
Концентриращият слънчев панел също използва серия от параболични огледала с линейна структура.Целта на тези огледала е да се концентрират слънчевата радиация до фокусна точка, за да достигнат температурите достатъчно високи, за да генерират пара.

Извличане на силата на слънцето: Ръководство за фотоволтаиците
Слънчевата енергия има много приложения и приложения, които могат да бъдат обобщени в три точки:

Домашна топла вода DHW
Захранването на слънчевата вода се използва за доставка на битова гореща вода (DHW) и отопление до домове и малки строителни комплекси.Изградени са слънчеви електроцентрали, които с помощта на парни турбини превръщат съхранената топлина в електричество.

Тези прототипи обаче не са широко използвани поради ниските характеристики на тези електроцентрали в сравнение с високите разходи и нередовното снабдяване с електроенергия.

Производство на електроенергия
Фотоволтаичните панели се използват в изолирани слънчеви системи за захранване на устройства далеч от електрическите мрежи (космически сонди, телефонни ретранслатори на голяма надморска височина и др.).Те също се използват в приложения с толкова ниски потребности от енергия, че връзката с електрическата мрежа не би била икономична (леки сигнали, електромери за паркиране и т.н.).

Тези устройства трябва да бъдат оборудвани с акумулатори, способни да натрупват излишно електричество, произведено през деня, за да захранват оборудването през нощта и през облачни периоди, обикновено слънчеви батерии.

Те се използват и в големи системи, свързани с мрежата, въпреки че захранването е променливо при ежедневни и сезонни условия.Следователно е трудно да се предвиди и да не се програмира.

Това прекъсване прави предизвикателството да се отговори на търсенето на електроенергия по всяко време, с изключение на производството с широк марж на безопасност над годишните пикове на търсенето.Въпреки това, като пикът на производството на слънчеви електроцентрали през лятото, той успява да компенсира по -голямото вътрешно търсене поради климатици.

Какви са плюсовете и минусите на слънчевата енергия?
Използването на слънчева енергия включва специфични плюсове и минуси.

Основните критики или недостатъци са:

Получени високи инвестиционни разходи за киловат.
Той предлага много висока ефективност.
Получената ефективност зависи от слънчевия график, времето и календара.Поради тази причина е трудно да се разбере каква електрическа енергия ще можем да получим в даден момент.Този недостатък изчезва с други енергийни източници, като ядрена или изкопаема енергия.
Количеството енергия, необходимо за направата на слънчев панел.Производството на фотоволтаични панели изисква много енергия, често използвайки невъзобновяеми енергийни източници като въглища.
От друга страна, трябва да вземете предвид предимствата на слънчевата енергия:

Нейните защитници подкрепят намаляването на разходите и печалбата на ефективността поради икономиите от мащабните и технологичните подобрения в бъдещите слънчеви системи.
Що се отнася до липсата на този източник на енергия през нощта, те също така посочват, че през деня се достига максималният пик на електрическото потребление през деня, тоест по време на максималното производство на слънчева енергия.
Това е източник на възобновяема енергия.С други думи, това е неизчерпаемо.
Това е не замърсяваща енергия: не генерира парникови газове и следователно не допринася за утежняване на проблема с изменението на климата.
Автор: Ориол Планас – индустриален технически инженер