Solenergi definition med exempel och användningar
Definitionen av solenergi är den energi som kommer från solen och som vi kan fånga upp tack vare solstrålningen.Begreppet solenergi används ofta för att hänvisa till den elektriska eller termiska energi som erhålls med hjälp av solstrålning.
Denna energikälla representerar den primära energikällan på jorden.Eftersom det är en outtömlig källa anses det som förnybar energi.
Från denna energi härleds många andra energikällor, till exempel:
Vindenergi, som utnyttjar vindens kraft.Vinden genereras när solen värmer stora volymer luft.
Fossila bränslen: De kommer från en extremt lång process för sönderdelning av organiska partiklar.De organiska dekomponisterna fotosynteser till stor del.
Hydraulisk energi, som utnyttjar den potentiella energin i vatten.Utan solstrålning skulle vattencykeln inte vara möjlig.
Energin från biomassa är återigen resultatet av fotosyntesen av växter.
Denna typ av förnybar energi är ett alternativ till fossila bränslen som inte avger växthusgaser såsom koldioxid.
Exempel på solenergi
Några exempel på solenergi inkluderar följande:
Fotovoltaiska solpaneler genererar el;Dessa anläggningar används i hem, bergsskydd etc.
Fotovoltaiska kraftverk: De är betydande förlängningar av PV -paneler vars mål är att generera el för att leverera elnätet.
Solbilar använder PV -celler för att omvandla solstrålning till elektricitet för att driva en elmotor.
Solkokare: De är gjorda av ett paraboliskt system för att koncentrera solens ljus till en punkt för att höja temperaturen och kunna laga mat.
Värmesystem: Med solenergi kan en vätska värmas upp som kan användas i en värmekrets.
Simpooluppvärmning är en enkel vätskekrets där vatten cirkulerar längs en uppsättning solvärmesamlare utsatta för solen.
Kalkylatorer: Vissa elektroniska enheter har en liten solpanel för att leverera kraft till den elektriska kretsen.
Solventilation är en typ av solenergi som använder solens värme för att ventilera ett utrymme.Det används ofta i hem och byggnader för att förbättra luftkvaliteten och minska energikostnaderna.Solventilation kan användas för att ventilera ett enkelrum eller en hel byggnad.
Fotosyntes är ett naturligt sätt som växter använder för att omvandla solenergi till kemisk energi.
Typer av solenergi
Det finns tre typer av solenergitekniker:
Fotovoltaisk solenergi: PV -solpaneler består av ett material som, när solstrålning slår, släpper elektroner och genererar en elektrisk ström.
Termisk solenergi: Detta system drar nytta av solens värmekapacitet.Solstrålning omvandlas till värmeenergi för att värma en vätska som kan användas för att värma hushållsvatten.I termiska kraftverk i solen genereras ånga och därefter elektricitet.
Passiv solenergi är en resurs för att dra fördel av solvärme utan att använda externa resurser.Till exempel kan arkitekter orientera hus och bestämma var de ska placera fönster med tanke på var solstrålning kommer att tas emot.Denna teknik är känd som bioklimatisk arkitektur.
Hur produceras solenergi?
Ur fysisk synvinkel produceras solenergi i solen genom en följd av kärnreaktioner.När denna energi når oss på jorden kan vi dra nytta av den på många sätt:
Solpaneler med fotovoltaiska celler.Fotovoltaiska paneler är gjorda av ett material som, när de får ljus, direkt joniserar och släpper en elektron.På detta sätt förvandlas solstrålning till elektrisk energi.
Använda soluppsamlingar som är utformade för att omvandla solstrålning till termisk energi.Syftet är att värma en vätska som cirkulerar inuti.I det här fallet har vi inte el, men vi har vätska vid en hög temperatur som kan användas i många applikationer.
Koncentrerad solenergi är ett system som återspeglar all solbelysning till en samlingspunkt för att nå höga temperaturer.Denna teknik används i termosolära växter för energiproduktion.
Passiva solenergisystem använder solenergi utan någon extern energiinmatning.Till exempel tillåter arkitektoniska mönster maximal solstrålning på vintern och undviker överskottsvärme på sommaren.
Typer av solpaneler
Termen solpaneler används för båda metoderna (fotovoltaisk och termisk).I vilket fall som helst är designen betydligt annorlunda beroende på vilken typ av solteknologi den kommer att användas för:
Solvärmepanelen använder solstrålar för att värma en vätska som överför värmen till en vätska och sedan värmer vatten.Solvattenvärmare används i hem för att få varmt vatten.
Den fotovoltaiska panelen utnyttjar egenskaperna hos speciella halvledarelement placerade i solceller.Solceller producerar elektrisk energi när de utsätts för solstrålning.Tack vare den så kallade fotovoltaiska effekten orsakar exponering för solen rörelse av elektroner i en komponent (vanligtvis kisel), vilket genererar en kontinuerlig elektrisk ström.
Den koncentrerande solpanelen använder också en serie paraboliska speglar med en linjär struktur.Syftet med dessa speglar är att koncentrera solstrålning till en samlingspunkt för att nå temperaturer tillräckligt höga för att generera ånga.
Användning av solenergi
Utnyttja solens kraft: En guide till fotovoltaik
Solenergi har många användningsområden och applikationer som kan sammanfattas i tre punkter:
Inhemsk varmvatten DHW
Solvattenuppvärmning används för att leverera hushållsvatten (DHW) och uppvärmning till hem och små byggnadskomplex.Solkraftverk har byggts på att med ångturbiner omvandlar den lagrade värmen till el.
Dessa prototyper har emellertid inte använts i stor utsträckning på grund av de låga prestandan för dessa kraftverk jämfört med de höga kostnaderna och den oregelbundna elförsörjningen.
Elproduktion
Fotovoltaiska paneler används i isolerade solsystem för att driva enheter bort från elektriska nätverk (rymdprober, höghöjd telefonrerepeaters, etc.).De används också i applikationer med så låga energikrav att en anslutning till elnätet inte skulle vara ekonomiskt (ljussignaler, parkeringsmätare etc.).
Dessa enheter måste vara utrustade med ackumulatorer som kan samla överskott av elektricitet som produceras under dagen för att driva utrustningen på natten och under molniga perioder, vanligtvis solbatterier.
De används också i stora nätanslutna system, även om strömförsörjningen är varierande under dagliga och säsongsförhållanden.Därför är det svårt att förutsäga och inte programmeras.
Denna diskontinuitet gör det utmanande att möta elbehovet när som helst, med undantag för produktion med en bred säkerhetsmarginal över årliga efterfrågan.Att vara toppen av produktionen av solkraftverk på sommaren lyckas emellertid kompensera den större interna efterfrågan på grund av luftkonditioneringsapparater.
Vilka är för- och nackdelarna med solenergi?
Användningen av solenergi involverar specifika för- och nackdelar.
Den huvudsakliga kritiken eller nackdelarna är:
Hög investeringskostnad per kilowatt erhållen.
Det erbjuder mycket hög effektivitet.
Den erhållna prestandan beror på solschemat, vädret och kalendern.Av denna anledning är det svårt att veta vilken elektrisk kraft vi kommer att kunna få vid ett visst ögonblick.Denna nackdel försvinner med andra energikällor, såsom kärnkraft eller fossil energi.
Mängden energi det tar för att skapa en solpanel.Att producera fotovoltaiska paneler kräver mycket energi, ofta med hjälp av icke-förnybara energikällor som kol.
Å andra sidan måste du överväga fördelarna med solenergi:
Dess förespråkare stöder kostnadsminskning och effektivitetsvinster på grund av stordriftsfördelar och tekniska förbättringar i framtida solsystem.
När det gäller frånvaron av denna energikälla på natten påpekar de också att den maximala toppen av elektrisk konsumtion uppnås under dagen, det vill säga under den maximala produktionen av solenergi.
Det är en förnybar energikälla.Med andra ord är det outtömligt.
Det är icke-förorenande energi: den genererar inte växthusgaser och bidrar därför inte till att förvärra problemet med klimatförändringar.
Författare: Oriol Planas – Industriell teknisk ingenjör
Posttid: 2023-09-27