Aurinkoenergian määritelmä esimerkeillä ja käytöllä
Aurinkoenergian määritelmä on energia, joka tulee Auringosta ja jonka voimme siepata auringon säteilyn ansiosta.Aurinkoenergian käsitettä käytetään usein viittaamaan sähkö- tai lämpöenergiaan, joka saadaan auringon säteilyllä.
Tämä energialähde edustaa primaarienergialähdettä maan päällä.Koska se on ehtymätön lähde, sitä pidetään uusiutuvassa energiana.
Tästä energiasta johdetaan monia muita energialähteitä, kuten:
Tuulienergia, joka valjastaa tuulen voiman.Tuuli syntyy, kun aurinko lämmittää suuria ilmamääriä.
Fossiiliset polttoaineet: Ne ovat peräisin erittäin pitkästä orgaanisten hiukkasten hajoamisprosessista.Orgaaniset hajottajat olivat suurelta osin fotosyntetisoivia kasveja.
Hydraulinen energia, joka valjastaa veden potentiaalista energiaa.Ilman aurinkosäteilyä vesisykli ei olisi mahdollista.
Biomassan energia on jälleen kerran kasvien fotosynteesin tulos.
Tämäntyyppinen uusiutuva energia on vaihtoehto fossiilisille polttoaineille, jotka eivät pääse kasvihuonekaasuihin, kuten hiilidioksidiin.
Esimerkkejä aurinkoenergiasta
Joitakin esimerkkejä aurinkoenergiasta ovat seuraavat:
Aurinko -aurinkopaneelit tuottavat sähköä;
Stopähkinäiset voimalaitokset: Ne ovat merkittäviä PV -paneelien pidennyksiä, joiden tavoitteena on tuottaa sähköä sähköverkon toimittamiseksi.
Aurinkoeläimet käyttävät PV -soluja muuntamaan aurinkosäteily sähköksi sähkömoottorin ajamiseksi.
Aurinkokeittimet: Ne on valmistettu parabolisesta järjestelmästä, joka keskittää auringon valon pisteeseen lämpötilan nostamiseksi ja kypsymiseksi.
Lämmitysjärjestelmät: Auringon lämpöenergialla voidaan lämmittää neste, jota voidaan käyttää lämmityspiirissä.
Uima -altaan lämmitys on yksinkertainen nestepiiri, jossa vesi kiertää aurinkoon altistettuja aurinkoeneräkeräilijöitä pitkin.
Laskimet: Joissakin elektronisissa laitteissa on pieni aurinkopaneeli sähköpiirille.
Aurinkovaihto on eräänlainen aurinkoenergia, joka käyttää auringon lämpöä tilaa tuulettamaan.Sitä käytetään usein kodeissa ja rakennuksissa ilmanlaadun parantamiseksi ja energiakustannusten vähentämiseksi.Aurinkovaihtoa voidaan käyttää yhden huoneen tai koko rakennuksen tuulettamiseen.
Fotosynteesi on luonnollinen tapa, jolla kasvit käyttävät aurinkoenergian muuttamiseen kemialliseksi energiaksi.
Aurinkoenergian tyypit
Aurinkoenergiateknologioita on kolme tyyppiä:
Photosholt -aurinkoenergia: PV -aurinkopaneelit koostuvat materiaalista, joka aurinkosäteilyn iskuja vapauttaa elektroneja ja tuottaa sähkövirran.
Lämpö aurinkoenergia: Tämä järjestelmä hyödyntää auringonsäteiden lämpökapasiteettia.Aurinkosäteily muunnetaan lämpöenergiaksi nesteen lämmittämiseksi, jota voidaan käyttää kotimaisen kuuman veden lämmittämiseen.Aurinkoen lämpövoimalaitoksissa höyry syntyy ja myöhemmin sähkö.
Passiivinen aurinkoenergia on resurssi aurinkoenergian hyödyntämiseksi käyttämättä ulkoisia resursseja.Esimerkiksi arkkitehdit voivat suunnata taloja ja päättää, mihin Windows laittaa, ottaen huomioon, mihin aurinkosäteily vastaanotetaan.Tämä tekniikka tunnetaan bioklimaattisena arkkitehtuurina.
Kuinka aurinkoenergiaa tuotetaan?
Fyysisestä näkökulmasta aurinkoenergiaa tuotetaan auringossa ydinreaktioiden peräkkäin.Kun tämä energia saavuttaa meidät maan päällä, voimme hyödyntää sitä monin tavoin:
Aurinkopaneelit, joissa on aurinkosähkökennoja.Photosholec -paneelit on valmistettu materiaalista, joka valon vastaanottaessa ionisoi ja vapauttaa elektronin suoraan.Tällä tavalla aurinkosäteily muuttuu sähköenergiaksi.
Käyttämällä aurinkokeräimiä, jotka on suunniteltu muuttamaan aurinkosäteily lämpöenergiaksi.Sen tarkoituksena on lämmittää neste, joka kiertää sisällä.Tässä tapauksessa meillä ei ole sähköä, mutta meillä on nestettä korkeassa lämpötilassa, jota voidaan käyttää monissa sovelluksissa.
Keskittynyt aurinkoenergia on järjestelmä, joka heijastaa kaiken aurinkovalaistuksen keskipisteeseen korkeiden lämpötilojen saavuttamiseksi.Tätä tekniikkaa käytetään termorolaarisissa kasveissa energiantuotannossa.
Passiiviset aurinkoenergiajärjestelmät käyttävät aurinkoenergiaa ilman ulkoista energiaa.Esimerkiksi arkkitehtoniset mallit mahdollistavat talvella maksimaalisen aurinkosäteilyn ja välttävät ylimääräistä lämpöä kesällä.
Aurinkopaneelien tyypit
Termiä aurinkopaneeleja käytetään molemmille menetelmille (aurinko ja lämpö).Joka tapauksessa suunnittelu on huomattavasti erilainen riippuen siitä, minkä tyyppistä aurinkotekniikkaa sitä käytetään:
Auringon lämpöpaneeli käyttää aurinkosäteitä kuumentamaan nestettä, joka siirtää lämmön nesteeseen ja lämmittää sitten vettä.Aurinkoveden lämmittimiä käytetään kodeissa kuuman veden saamiseksi.
Aurinkokennoihin sijoitettujen puolijohdeelementtien ominaisuudet hyödyntävät aurinkosähköpaneelia.Aurinkokennot tuottavat sähköenergiaa, kun ne altistetaan aurinkosäteilyyn.Niin kutsutun aurinkosähkövaikutuksen ansiosta auringon altistuminen aiheuttaa elektronien liikkeen komponentissa (yleensä piitä), mikä tuottaa jatkuvan sähkövirran.
Keskittyvä aurinkopaneeli käyttää myös sarjaa parabolisia peilejä lineaarisella rakenteella.Näiden peilien tavoitteena on keskittää aurinkosäteily polttopisteeseen, jotta lämpötilat saavuttavat riittävän korkeat höyryn tuottamiseksi.
Aurinkoenergian käyttö
Auringon voiman hyödyntäminen: Opas aurinkosähköön
Aurinkoenergialla on monia käyttötarkoituksia ja sovelluksia, jotka voidaan tiivistää kolmessa pisteessä:
Kotimainen kuuma vesi DHW
Aurinkoveden lämmitystä käytetään kotimaan kuuman veden (DHW) ja lämmityksen toimittamiseen koteihin ja pieniin rakennuskomplekseihin.Aurinkovoimalaitokset on rakennettu, jotka muuntavat varastoidun lämmön höyryturbiineilla sähköksi.
Näitä prototyyppejä ei kuitenkaan ole käytetty laajasti näiden voimalaitosten alhaisen suorituskyvyn takia korkeisiin kustannuksiin ja epäsäännöllisiin sähkön tarjontaan.
Sähköntuotanto
Stouraläheisiä paneeleja käytetään eristetyissä aurinkojärjestelmissä laitteiden sähköverkkojen energiasta (avaruuskoettimet, korkean korkean puhelimen toistimet jne.).Niitä käytetään myös sovelluksissa, joissa on niin vähän energiaa koskevaa vaatimusta, että yhteys sähköverkkoon ei olisi taloudellista (kevyet signaalit, pysäköintimittarit jne.).
Nämä laitteet on varustettava akkuilla, jotka kykenevät keräämään päivän aikana tuotettua ylimääräistä sähköä laitteiden virran virtaamiseksi yöllä ja pilvisten ajanjaksojen, yleensä aurinkoakkujen aikana.
Niitä käytetään myös suurissa verkkoon kytketyissä järjestelmissä, vaikka virtalähde vaihtelee päivittäisissä ja kausiolosuhteissa.Siksi sitä on vaikea ennustaa eikä ole ohjelmoitava.
Tämän epäjatkuvuuden on haastava täyttää sähkön kysyntä milloin tahansa, paitsi tuotanto, jolla on laaja turvallisuusmarginaali vuotuisen kysynnän yläpuolella.Aurinkovoimalaitosten tuotannon huippu kesällä se kuitenkin onnistuu korvaamaan ilmastointilaitteiden suurempi sisäinen kysyntä.
Mitkä ovat aurinkoenergian edut ja haitat?
Aurinkoenergian käyttöön liittyy erityisiä etuja ja haittoja.
Tärkeimmät kritiikit tai haitat ovat:
Korkeat sijoituskustannukset kilowattia kohden.
Se tarjoaa erittäin korkean tehokkuuden.
Saatu suorituskyky riippuu aurinkoenergian aikataulusta, säästä ja kalenterista.Tästä syystä on vaikea tietää, mitä sähkövoimaa pystymme saamaan tietyllä hetkellä.Tämä haitta katoaa muiden energialähteiden, kuten ydin- tai fossiilienergian, kanssa.
Aurinkopaneelin valmistukseen tarvittava energian määrä.Suojapohjaisten paneelien tuottaminen vaatii paljon energiaa, käyttämällä usein uusiutumattomia energialähteitä, kuten hiiltä.
Toisaalta sinun on otettava huomioon aurinkoenergian edut:
Sen kannattajat tukevat kustannusten vähentämistä ja tehokkuuden kasvua tulevien aurinkojärjestelmien mittakaavaetujen ja teknologisten parannusten vuoksi.
Tämän energialähteen puuttuessa yöllä he huomauttavat myös, että sähköisen kulutuksen suurin huippu saavutetaan päivän aikana, ts. Aurinkoenergian enimmäistuotannon aikana.
Se on uusiutuvan energian lähde.Toisin sanoen se on ehtymätön.
Se ei ole saastuttavaa energiaa: se ei tuota kasvihuonekaasuja, joten se ei vaikuta ilmastonmuutoksen ongelman pahentamiseen.
Tekijä: Oriol Planas – teollisuustekninen insinööri
Postitusaika: 27.9.2023