Определение солнечной энергии с примерами и использованием

Определение солнечной энергии с примерами и использованием
Определение солнечной энергии — это энергия, исходящая от Солнца и которую мы можем уловить благодаря солнечному излучению.Понятие солнечной энергии часто используется для обозначения электрической или тепловой энергии, получаемой с помощью солнечного излучения.

Этот источник энергии представляет собой основной источник энергии на Земле.Поскольку это неисчерпаемый источник, его считают возобновляемой энергией.

Из этой энергии получаются многие другие источники энергии, такие как:

Энергия ветра, которая использует силу ветра.Ветер возникает, когда Солнце нагревает большие объемы воздуха.
Ископаемое топливо: оно возникает в результате чрезвычайно длительного процесса разложения органических частиц.Органическими разлагателями были в основном фотосинтезирующие растения.
Гидравлическая энергия, которая использует потенциальную энергию воды.Без солнечной радиации круговорот воды был бы невозможен.
Энергия биомассы, опять же, является результатом фотосинтеза растений.
Этот тип возобновляемой энергии является альтернативой ископаемому топливу, которое не выделяет парниковых газов, таких как углекислый газ.

Примеры солнечной энергии
Некоторые примеры солнечной энергии включают следующее:

Фотоэлектрические солнечные панели генерируют электроэнергию;эти сооружения используются в домах, горных приютах и ​​т. д.
Фотоэлектрические электростанции: они представляют собой значительное расширение фотоэлектрических панелей, целью которых является выработка электроэнергии для снабжения электросети.
В автомобилях на солнечной энергии используются фотоэлектрические элементы для преобразования солнечного излучения в электричество для привода электродвигателя.
Солнечные плиты: они состоят из параболической системы, позволяющей концентрировать солнечный свет в точке, обеспечивающей повышение температуры и возможность приготовления пищи.
Системы отопления: с помощью солнечной тепловой энергии можно нагреть жидкость, которую можно использовать в контуре отопления.
Отопление бассейна представляет собой простой гидравлический контур, в котором вода циркулирует по множеству солнечных тепловых коллекторов, подвергающихся воздействию солнца.
Калькуляторы. Некоторые электронные устройства имеют небольшую солнечную панель для подачи питания в электрическую цепь.
Солнечная вентиляция — это тип солнечной энергии, который использует солнечное тепло для вентиляции помещения.Его часто используют в домах и зданиях для улучшения качества воздуха и снижения затрат на электроэнергию.Солнечную вентиляцию можно использовать для вентиляции отдельного помещения или всего здания.
Фотосинтез — это естественный способ, с помощью которого растения преобразуют солнечную энергию в химическую энергию.
Виды солнечной энергии
Существует три типа технологий солнечной энергетики:

Фотоэлектрическая солнечная энергия: фотоэлектрические солнечные панели состоят из материала, который при попадании солнечного излучения высвобождает электроны и генерирует электрический ток.
Тепловая солнечная энергия: эта система использует теплоемкость солнечных лучей.Солнечное излучение преобразуется в тепловую энергию для нагрева жидкости, которую можно использовать для нагрева горячей воды.На солнечных теплоэлектростанциях вырабатывается пар, а затем и электроэнергия.
Пассивная солнечная энергия — это ресурс, позволяющий использовать солнечное тепло без использования внешних ресурсов.Например, архитекторы могут ориентировать дома и решать, где поставить окна, учитывая, куда будет поступать солнечная радиация.Этот метод известен как биоклиматическая архитектура.
Как производится солнечная энергия?
С физической точки зрения солнечная энергия производится на Солнце в результате последовательности ядерных реакций.Когда эта энергия достигает нас на Земле, мы можем воспользоваться ею разными способами:

Солнечные панели с фотоэлектрическими элементами.Фотоэлектрические панели изготовлены из материала, который при получении света непосредственно ионизируется и высвобождает электрон.Таким образом, солнечное излучение преобразуется в электрическую энергию.
Использование солнечных коллекторов, предназначенных для преобразования солнечного излучения в тепловую энергию.Его цель – нагреть жидкость, которая циркулирует внутри.В этом случае у нас нет электричества, но есть жидкость высокой температуры, которую можно использовать во многих приложениях.
Концентрированная солнечная энергия — это система, которая отражает весь солнечный свет в фокусную точку для достижения высоких температур.Эта технология используется в термосолнечных установках для производства энергии.
Пассивные солнечные энергетические системы используют солнечную энергию без каких-либо внешних затрат энергии.Например, архитектурные проекты обеспечивают максимальную солнечную радиацию зимой и избегают избыточного тепла летом.
Типы солнечных панелей
Термин солнечные панели используется для обоих методов (фотоэлектрических и тепловых).В любом случае конструкция существенно различается в зависимости от того, для какого типа солнечной техники она будет использоваться:

Солнечная тепловая панель использует солнечные лучи для нагрева жидкости, которая передает тепло жидкости, а затем нагревает воду.Солнечные водонагреватели используются в домах для получения горячей воды.
Фотоэлектрическая панель использует свойства конкретных полупроводниковых элементов, помещенных в солнечные элементы.Солнечные элементы производят электрическую энергию под воздействием солнечного излучения.Благодаря так называемому фотоэлектрическому эффекту воздействие солнца вызывает движение электронов в компоненте (обычно кремнии), генерируя непрерывный электрический ток.
В концентрирующей солнечной панели также используется серия параболических зеркал с линейной структурой.Целью этих зеркал является концентрация солнечного излучения в фокусе для достижения температуры, достаточно высокой для образования пара.
Использование солнечной энергии

Использование силы Солнца: руководство по фотоэлектрической энергетике
Солнечная энергия имеет множество применений и применений, которые можно свести к трем пунктам:

Горячая вода ГВС
Солнечное водонагревание используется для снабжения горячей водой (ГВС) и отопления домов и небольших строительных комплексов.Были построены солнечные электростанции, которые с помощью паровых турбин преобразуют накопленное тепло в электричество.

Однако эти прототипы не получили широкого распространения из-за низкой производительности этих электростанций по сравнению с высокой стоимостью и нерегулярностью электроснабжения.

Производство электроэнергии
Фотоэлектрические панели используются в изолированных солнечных системах для питания устройств, находящихся вдали от электрических сетей (космические зонды, высотные телефонные ретрансляторы и т. д.).Они также используются в приложениях с настолько низкими энергозатратами, что подключение к электросети было бы неэкономным (световые сигналы, паркоматы и т. д.).

Эти устройства должны быть оснащены аккумуляторами, способными аккумулировать избыточную электроэнергию, вырабатываемую в течение дня, для питания оборудования в ночное время и в пасмурную погоду, обычно это солнечные батареи.

Они также используются в крупных системах, подключенных к сети, хотя подача электроэнергии варьируется в зависимости от ежедневных и сезонных условий.Поэтому это трудно предсказать и не запрограммировать.

Эта нестабильность затрудняет удовлетворение спроса на электроэнергию в любое время, за исключением производства с большим запасом прочности выше ежегодных пиков спроса.Однако, поскольку пик производства солнечных электростанций приходится на лето, ему удается компенсировать больший внутренний спрос за счет кондиционеров.

Каковы плюсы и минусы солнечной энергии?
Использование солнечной энергии имеет определенные плюсы и минусы.

Основные критические замечания или недостатки:

Высокие инвестиционные затраты на каждый полученный киловатт.
Он обеспечивает очень высокую эффективность.
Полученная производительность зависит от солнечного графика, погоды и календаря.По этой причине трудно узнать, какую электрическую мощность мы сможем получить в данный момент.Этот недостаток исчезает при использовании других источников энергии, таких как ядерная или ископаемая энергия.
Количество энергии, необходимое для производства солнечной панели.Производство фотоэлектрических панелей требует много энергии, часто с использованием невозобновляемых источников энергии, таких как уголь.
С другой стороны, вы должны учитывать преимущества солнечной энергии:

Его сторонники поддерживают снижение затрат и повышение эффективности за счет эффекта масштаба и технологических усовершенствований в будущих солнечных системах.
По поводу отсутствия этого источника энергии в ночное время они также отмечают, что максимальный пик потребления электроэнергии достигается днем, то есть в период максимального производства солнечной энергии.
Это возобновляемый источник энергии.Другими словами, оно неисчерпаемо.
Это экологически чистая энергия: она не генерирует парниковые газы и, следовательно, не способствует усугублению проблемы изменения климата.
Автор: Ориол Планас – инженер-технолог