Definicija solarne energije s primjerima i uporabom
Definicija solarne energije je energija koja dolazi od Sunca i koju možemo uhvatiti zahvaljujući sunčevom zračenju.Pojam solarne energije često se koristi za označavanje električne ili toplinske energije koja se dobiva pomoću sunčevog zračenja.
Ovaj izvor energije predstavlja primarni izvor energije na zemlji.Budući da je to neiscrpni izvor, smatra se obnovljivim izvorima energije.
Energija vjetra, koja koristi snagu vjetra.Vjetar se stvara kada sunce zagrijava velike količine zraka.
Fosilna goriva: potječu iz izuzetno dugog procesa raspadanja organskih čestica.Organski raspadači uglavnom su bili biljke za fotosintesiranje.
Hidraulička energija, koja koristi potencijalnu energiju vode.Bez sunčevog zračenja, vodeni ciklus ne bi bio moguć.
Energija iz biomase, još jednom, rezultat je fotosinteze biljaka.
Ova vrsta obnovljivih izvora energije alternativa je fosilnim gorivima koja ne emitiraju stakleničke plinove poput ugljičnog dioksida.
Primjeri solarne energije
Neki primjeri solarne energije uključuju sljedeće:
Fotonaponski solarni paneli stvaraju električnu energiju;Ovi se sadržaji koriste u kućama, planinskim skloništima itd.
Solarni automobili koriste PV ćelije za pretvaranje solarnog zračenja u električnu energiju za pokretanje električnog motora.
Solarni kuhari: Izrađeni su od paraboličkog sustava kako bi koncentrirali sunčevu svjetlost do točke da podignu temperaturu i mogu kuhati.
Sustavi grijanja: Sa solarnom toplinskom energijom može se zagrijavati tekućina koja se može koristiti u krugu grijanja.
Grijanje u bazenu jednostavan je krug tekućine u kojem voda cirkulira duž skupa solarnih toplinskih sakupljača izloženih suncu.
Kalkulatori: Neki elektronički uređaji imaju malu solarnu ploču za napajanje električnom krugu.
Solarna ventilacija je vrsta solarne energije koja koristi sunčevu toplinu za prozračivanje prostora.Često se koristi u kućama i zgradama za poboljšanje kvalitete zraka i smanjenje troškova energije.Solarna ventilacija može se koristiti za prozračivanje jedne sobe ili cijele zgrade.
Fotosinteza je prirodan način koji biljke koriste za pretvaranje solarne energije u kemijsku energiju.
Vrste solarne energije
Postoje tri vrste tehnologija solarne energije:
Fotonaponska solarna energija: PV solarni paneli sastoje se od materijala koji, kada udari solarno zračenje, oslobađa elektrone i stvara električnu struju.
Toplinska solarna energija: Ovaj sustav koristi toplinski kapacitet sunčevih zraka.Solarno zračenje se pretvara u toplinsku energiju za zagrijavanje tekućine koja se može koristiti za zagrijavanje vruće vode.U solarnim toplinskim elektranama stvara se parka i, nakon toga, električna energija.
Pasivna solarna energija je izvor za iskorištavanje solarne topline bez korištenja vanjskih resursa.Na primjer, arhitekti mogu orijentirati kuće i odlučiti gdje staviti prozore, s obzirom na to gdje će se primiti solarno zračenje.Ova je tehnika poznata kao bioklimatska arhitektura.
Kako se proizvodi solarna energija?
S fizičkog stajališta, solarna energija nastaje na suncu nizom nuklearnih reakcija.Kad nas ta energija dosegne na Zemlji, možemo je iskoristiti na mnogo načina:
Solarni paneli s fotonaponskim stanicama.Fotonaponske ploče izrađene su od materijala koji, pri primanju svjetla, izravno ionizira i oslobađa elektron.Na taj se način solarno zračenje pretvara u električnu energiju.
Korištenje solarnih kolektora koji su dizajnirani za pretvaranje solarnog zračenja u toplinsku energiju.Njegova je svrha zagrijavanje tekućine koja cirkulira unutra.U ovom slučaju nemamo električnu energiju, ali imamo tekućinu na visokoj temperaturi koja se može koristiti u mnogim primjenama.
Koncentrirana solarna energija je sustav koji odražava svu solarnu rasvjetu do žarišta kako bi dosegla visoke temperature.Ova se tehnologija koristi u termosolarnim biljkama za proizvodnju energije.
Sustavi pasivne solarne energije koriste solarnu energiju bez ikakvog vanjskog unosa energije.Na primjer, arhitektonski dizajni omogućuju maksimalno solarno zračenje zimi i izbjegavaju višak topline ljeti.
Vrste solarnih panela
Izraz solarni paneli koristi se za obje metode (fotonaponske i toplinske).U svakom slučaju, dizajn se značajno razlikuje, ovisno o vrsti solarne tehnologije, koristi se za:
Solarna toplinska ploča koristi solarne zrake za zagrijavanje tekućine koja prenosi toplinu u tekućinu, a zatim zagrijava vodu.Solarni grijači vode koriste se u kućama za dobivanje tople vode.
Fotonaponski ploča iskorištava svojstva određenih poluvodičkih elemenata smještenih u solarnim ćelijama.Solarne ćelije proizvode električnu energiju kada su podvrgnute sunčevom zračenju.Zahvaljujući takozvanom fotonaponskom učinku, izloženost suncu uzrokuje kretanje elektrona u komponenti (obično silicij), stvarajući kontinuiranu električnu struju.
Koncentrirajuća solarna ploča također koristi niz paraboličnih ogledala s linearnom strukturom.Cilj ovih zrcala je koncentrirati solarno zračenje do žarišta kako bi se dostigla temperature dovoljno visoke da stvori paru.
Upotreba solarne energije
Korištenje snage sunca: Vodič za fotonapon
Solarna energija ima mnogo upotrebe i aplikacija koje se mogu sažeti u tri točke:
Kućna topla voda dhw
Grijanje solarne vode koristi se za opskrbu kućnom toplom vodom (DHW) i grijanjem kućama i malim građevinskim kompleksima.Izgrađene su solarne elektrane koje pomoću parnih turbina pohranjenu toplinu pretvaraju u električnu energiju.
Međutim, ti se prototipovi nisu široko korišteni zbog niskih performansi ovih elektrana u usporedbi s visokim troškovima i nepravilnom opskrbom električnom energijom.
Stvaranje električne energije
Fotonaponske ploče koriste se u izoliranim solarnim sustavima za napajanje uređaja udaljenih od električnih mreža (svemirske sonde, telefonski ponavljači visoke visine itd.).Također se koriste u aplikacijama s tako niskim potrebama energije da spajanje s električnom mrežom ne bi bila ekonomična (svjetlosni signali, parkirališta itd.).
Ovi uređaji moraju biti opremljeni akumulatorima koji mogu akumulirati višak električne energije proizvedene tijekom dana za napajanje opreme noću i tijekom oblačnih razdoblja, obično solarnih baterija.
Također se koriste u velikim sustavima povezanim s mrežom, iako je napajanje promjenjivo u svakodnevnim i sezonskim uvjetima.Stoga je teško predvidjeti, a ne programirati se.
Ovaj diskontinuitet čini izazovnim zadovoljenjem potražnje za električnom energijom u bilo kojem trenutku, osim proizvodnje sa širokom granicom sigurnosti iznad godišnjih vrhova potražnje.Međutim, budući da je vrhunac proizvodnje solarnih elektrana ljeti, uspijeva nadoknaditi veću unutarnju potražnju zbog klima uređaja.
Koji su prednosti i nedostaci solarne energije?
Upotreba solarne energije uključuje određene prednosti i nedostatke.
Glavne kritike ili nedostaci su:
Visoki troškovi ulaganja po kilovatu dobiveni.
Nudi vrlo visoku učinkovitost.
Dobivena izvedba ovisi o solarnom rasporedu, vremenu i kalendaru.Iz tog razloga, teško je znati koju ćemo električnu energiju moći dobiti u određenom trenutku.Ovaj nedostatak nestaje s drugim izvorima energije, poput nuklearne ili fosilne energije.
Količina energije koja je potrebna da biste napravili solarnu ploču.Izrada fotonaponskih ploča zahtijeva puno energije, često koristeći neobnovljive izvore energije kao što je ugljen.
S druge strane, morate razmotriti prednosti solarne energije:
Njegovi zagovornici podržavaju smanjenje troškova i povećanje učinkovitosti zbog ekonomije razmjera i tehnoloških poboljšanja u budućim solarnim sustavima.
Što se tiče nepostojanja ovog izvora energije noću, oni također ističu da se tijekom dana postiže maksimalni vrh električne potrošnje, odnosno tijekom maksimalne proizvodnje solarne energije.
To je izvor obnovljivih izvora energije.Drugim riječima, to je neiscrpno.
To je energija koja ne zagašava: ne stvara stakleničke plinove i, prema tome, ne doprinosi pogoršanju problema klimatskih promjena.
Autor: Oriol Planas – industrijski tehnički inženjer
Vrijeme objave: 27. rujna 2023