Definice sluneční energie s příklady a použití

Definice sluneční energie s příklady a použití
Definice sluneční energie je energie, která pochází ze slunce a že díky slunečnímu záření můžeme zachytit. Koncept sluneční energie se často používá k označení elektrické nebo tepelné energie, která je získána pomocí slunečního záření.

Tento zdroj energie představuje primární zdroj energie na Zemi. Protože se jedná o nevyčerpatelný zdroj, považuje se za obnovitelnou energii.

Z této energie je odvozeno mnoho dalších zdrojů energie, například:

Větrná energie, která využívá sílu větru. Vítr se generuje, když slunce zahřívá velké objemy vzduchu.
Fosilní paliva: Pocházejí z extrémně dlouhého procesu rozkladu organických částic. Organické rozklady byly do značné míry fotosyntetizující rostliny.
Hydraulická energie, která využívá potenciální energii vody. Bez slunečního záření by vodní cyklus nebyl možný.
Energie z biomasy je opět výsledkem fotosyntézy rostlin.
Tento typ obnovitelné energie je alternativou k fosilním palivům, která nevyzařují skleníkové plyny, jako je oxid uhličitý.

Příklady sluneční energie
Některé příklady sluneční energie zahrnují následující:

Fotovoltaické solární panely vytvářejí elektřinu; Tato zařízení se používají v domácnostech, horských úkrytech atd.
Jsou to významná rozšíření PV panelů, jejichž cílem je vyrábět elektřinu pro dodávku elektřiny.
Solární vozy používají PV buňky k přeměně slunečního záření na elektřinu k řízení elektrického motoru.
Solární sporáky: Jsou vyrobeny z parabolického systému, aby soustředily světlo slunce do bodu, aby zvýšily teplotu a byly schopny vařit.
Vytápěcí systémy: Se sluneční tepelnou energií lze zahřívat tekutinu, kterou lze použít v topném obvodu.
Vytápění bazénu je jednoduchý obvod tekutin, ve kterém voda cirkuluje podél sady solárních tepelných sběratelů vystavených slunci.
Kalkulačky: Některá elektronická zařízení mají malý solární panel pro dodávku energie do elektrického obvodu.
Sluneční ventilace je typ sluneční energie, která používá sluneční teplo k větrání prostoru. Často se používá v domácnostech a budovách ke zlepšení kvality ovzduší a snížení nákladů na energii. Sluneční ventilace lze použít k větrání jedné místnosti nebo celé budovy.
Fotosyntéza je přirozený způsob, který rostliny používají k přeměně sluneční energie na chemickou energii.
Typy sluneční energie
Existují tři typy technologií sluneční energie:

Fotovoltaická sluneční energie: PV solární panely se skládají z materiálu, který, když sluneční záření zasáhne, uvolňuje elektrony a generuje elektrický proud.
Tepelná sluneční energie: Tento systém využívá tepelnou kapacitu slunečních paprsků. Solární záření se přeměňuje na tepelnou energii, aby se zahříval tekutinu, kterou lze použít pro zahřívání domácí horké vody. V solárních tepelných elektrárnách se vygeneruje pára a následně elektřina.
Pasivní sluneční energie je zdrojem pro využití slunečního tepla bez použití externích zdrojů. Například architekti mohou orientovat domy a rozhodnout, kam umístit okna, vzhledem k tomu, kde bude přijato sluneční záření. Tato technika je známá jako bioklimatická architektura.
Jak se vyrábí sluneční energie?
Z fyzického hlediska se na slunci vyrábí sluneční energie sledem jaderných reakcí. Když se tato energie dostane na Zemi, můžeme ji využít mnoha způsoby:

Solární panely s fotovoltaickými buňkami. Fotovoltaické panely jsou vyrobeny z materiálu, který při přijímání světla přímo ionizuje a uvolňuje elektron. Tímto způsobem se sluneční záření transformuje na elektrickou energii.
Použití solárních sběratelů, které jsou navrženy k přeměně slunečního záření na tepelnou energii. Jeho účelem je zahřívat tekutinu, která cirkuluje uvnitř. V tomto případě nemáme elektřinu, ale máme tekutinu při vysoké teplotě, kterou lze použít v mnoha aplikacích.
Koncentrovaná sluneční energie je systém, který odráží veškeré sluneční osvětlení na ohnisko k dosažení vysokých teplot. Tato technologie se používá v termosolárních rostlinách pro výrobu energie.
Pasivní systémy sluneční energie používají sluneční energii bez jakéhokoli vnějšího vstupu energie. Například architektonické návrhy umožňují maximální sluneční záření v zimě a v létě se vyhýbají nadměrnému teplu.
Typy solárních panelů
Termín solární panely se používají pro obě metody (fotovoltaická a tepelná). V každém případě je design výrazně odlišný v závislosti na tom, jaký typ solární technologie bude použit:

Solární tepelný panel používá sluneční paprsky k zahřívání kapaliny, která přenáší teplo na tekutinu a poté zahřívá vodu. V domácnostech se používají solární ohřívače vody k získání horké vody.
Fotovoltaický panel využívá vlastnosti konkrétních polovodičových prvků umístěných do solárních článků. Solární články produkují elektrickou energii, když jsou podrobeny slunečnímu záření. Díky tzv. Fotovoltaickému účinku způsobuje expozice slunci pohyb elektronů ve složce (obvykle křemíku), čímž generuje kontinuální elektrický proud.
Koncentrující solární panel také používá řadu parabolických zrcadel s lineární strukturou. Cílem těchto zrcadel je soustředit sluneční záření na ohnisko k dosažení teplot dostatečně vysoko pro generování páry.
Použití sluneční energie

Využití síly Slunce: Průvodce fotovoltaikou
Solární energie má mnoho použití a aplikací, které lze shrnout ve třech bodech:

Domácí horká voda DHW
Zahřívání sluneční vody se používá k dodávce domácí horké vody (DHW) a zahřívání do domácností a malých stavebních komplexů. Byly postaveny solární elektrárny, které pomocí parních turbín přeměňují uložené teplo na elektřinu.

Tyto prototypy však nebyly široce používány kvůli nízkému výkonu těchto elektráren ve srovnání s vysokými náklady a nepravidelným dodávkou elektřiny.

Výroba elektřiny
Fotovoltaické panely se používají v izolovaných solárních systémech k napájení zařízení daleko od elektrických sítí (kosmické sondy, vysoce nadmořské telefonní opakovače atd.). Používají se také v aplikacích s tak nízkými energetickými požadavky, aby spojení s elektrickou mřížkou nebylo ekonomické (světelné signály, parkovací metry atd.).

Tato zařízení musí být vybavena akumulátory schopnými hromadit přebytečnou elektřinu vyráběnou během dne k napájení zařízení v noci a během zakalených období, obvykle solárních baterií.

Používají se také ve velkých systémech připojených k síti, ačkoli napájení je variabilní v denních a sezónních podmínkách. Proto je obtížné předvídat a ne programovatelné.

Díky této diskontinuitě je náročné uspokojit poptávku po elektřině kdykoli, s výjimkou výroby se širokým rozpětím bezpečnosti nad ročními vrcholy poptávky. Vzhledem k tomu, že v létě je vrcholem výroby solárních elektráren, dokáže vyrovnat větší vnitřní poptávku v důsledku klimatizačních jednotek.

Jaké jsou výhody a nevýhody sluneční energie?
Použití sluneční energie zahrnuje specifické výhody a nevýhody.

Hlavní kritiky nebo nevýhody jsou:

Vysoké investiční náklady na získané kilowatt.
Nabízí velmi vysokou účinnost.
Získaná výkonnost závisí na slunečním rozvrhu, počasí a kalendáři. Z tohoto důvodu je těžké vědět, jakou elektrickou energii budeme moci v daném okamžiku získat. Tato nevýhoda zmizí s jinými zdroji energie, jako je jaderná nebo fosilní energie.
Množství energie potřebné k výrobě solárního panelu. Produkce fotovoltaických panelů vyžaduje hodně energie, často využívající neobnovitelné zdroje energie, jako je uhlí.
Na druhé straně musíte zvážit výhody sluneční energie:

Jeho obhájci podporují snižování nákladů a zvýšení efektivity v důsledku ekonomik rozsahu a technologického zlepšení v budoucích solárních systémech.
Pokud jde o absenci tohoto zdroje energie v noci, také poukazují na to, že během dne je dosaženo maximálního vrcholu elektrické spotřeby, tj. Během maximální produkce sluneční energie.
Je to obnovitelný zdroj energie. Jinými slovy, je to nevyčerpatelné.
Je to energie, která není znečištěná: negeneruje skleníkové plyny, a proto nepřispívá k zhoršení problému změny klimatu.
Autor: Oriol Planas - průmyslový technický inženýr