Kto nepotrebuje slnko? Budeme diskutovať o využití solárnej energie a tiež o jej výhodách a nevýhodách.
Všetky častice vyžarujú určitú veľkosť energie, z ktorej niektoré možno detegovať, zatiaľ čo niektoré neboli vyrobené na ich detekciu.
Slnko je napríklad hviezda v galaxii Mliečna dráha a ako každá iná hviezda je to obrovský jadrový reaktor. Hlboko v jadre Slnka produkujú reakcie jadrovej fúzie obrovské množstvo energie, ktorá vyžaruje smerom von z povrchu Slnka a do vesmíru vo forme svetla a tepla.
Táto obrovská energia sa v priebehu vekov využívala na rôzne účely. Väčšina účelov je sušenie oblečenia a iných vecí.
Ale slnečná energia, ktorá je jednoducho energiou získanou zo Slnka, je od 19. storočia čoraz častejšie používanou terminológiou kvôli potrebe obnoviteľnej a čistej energie (tj energie, ktorá nevypúšťa skleníkové plyny, ktoré by nás nepriaznivo ovplyvnili beh).
V 21. storočí sa solárna energia stala atraktívnejšou a lepšou možnosťou, pretože je obnoviteľná a v porovnaní s fosílnymi palivami má neznečisťujúci charakter.
V poslednom čase sa využívanie slnečnej energie rozšírilo vďaka väčšiemu množstvu využitia energie, ktorá pochádza zo slnečného žiarenia. V dávnych dobách bolo zvýšené slnečné žiarenie bohmi vnímané ako prekliatie našej nedbanlivosti pri vykonávaní rituálu, pri ktorom niektorí ľudia zomierajú a niektorí vážne ochorejú.
Ale s pokrokom v technológii a väčším záujmom o využitie tejto energie sa slnečná energia vo všeobecnosti nepovažuje za prekliatie, ale za požehnanie. Požehnanie a útočisko, ku ktorému sa možno uchýliť s príchodom obnoviteľnej energie, ktorá nahradí používanie fosílnych palív, ako je uhlie, ropa a zemný plyn, ktoré sú neobnoviteľné.
Slnečná energia sa v poslednom čase špeciálne využíva v obytných oblastiach, poľnohospodárstve, prieskume vesmíru, doprave a mnohých ďalších. Energia zo slnka sa nedá vyčerpať, tak prečo ju nevyužiť v náš prospech?
Obsah
Čo je to solárna energia?
Slnečná energia je známa aj ako slnečné žiarenie a je to energia produkovaná slnkom vo forme svetla. Svetlo zo Slnka prichádza ako ultrafialové, viditeľné a infračervené lúče. Viditeľné svetlo je spektrum farieb, na ktoré sme zvyknutí, ale ultrafialové a infračervené nie je možné vidieť.
Slnečná energia, žiarenie zo Slnka, je najhojnejším zdrojom energie na Zemi a je schopné produkovať teplo, spôsobovať chemické reakcie alebo generovať elektrinu.
Slnečná energia je primárnym katalyzátorom cirkulácie vetrov tvoriacich poveternostné systémy a zdroje energie tu na Zemi. Podľa štúdií množstvo slnečnej energie alebo žiarenia, ktoré za hodinu dopadne na zemský povrch, teoreticky naplní energetické potreby zeme na celý rok.
Celkové množstvo dopadov slnečnej energie na Zem je oveľa viac, než sú súčasné a očakávané svetové energetické požiadavky. Ak je tento vysoko rozptýlený zdroj vhodne využitý, má potenciál uspokojiť všetky budúce energetické potreby.
Slnečná energia zo slnka sa môže premeniť na tepelnú alebo elektrickú energiu. Solárna energia je jedným z najčistejších a najrozšírenejších dostupných obnoviteľných zdrojov energie a je dôležitým hráčom v našej globálnej energetickej budúcnosti, keďže sa snažíme dosiahnuť udržateľnosť.
Solárna energia môže byť zachytávaná a využívaná niekoľkými spôsobmi, predovšetkým na výrobu elektrickej alebo tepelnej energie pre domácnosti, podniky a verejné služby. Slnečnú energiu možno využiť aj na varenie vody, ktorá zase poháňa parnú turbínu na výrobu podobne ako uhoľné alebo jadrové elektrárne vyrábajúce elektrinu v oveľa väčšom rozsahu.
Najbežnejšou formou slnečnej energie je využitie slnečnej energie pomocou solárnych panelov alebo fotovoltaických článkov ktoré sú vytvorené z polovodičových materiálov. Tieto články sú usporiadané od okraja k okraju, aby zachytávali slnečné svetlo a premieňali ich na elektrické prúdy, ktoré sú uložené v batériách.
K tomu dochádza, keď slnečné lúče dopadajú na polovodičové články, strácajú elektróny z ich atómov a tieto elektróny prúdia cez článok a vytvárajú elektrinu. Toto je známe ako fotovoltaický efekt. Tieto panely sú viditeľné na vrchoch domov a iných budov. Solárna energia môže byť tiež použitá na zabezpečenie svetla pre príjemnú vnútornú klímu budov a tiež na ohrev vody pre domáce, komerčné a priemyselné využitie.
Druhy slnečnej energie
Existujú dva typy slnečnej energie a sú;
- Aktívna slnečná energia
- Pasívna slnečná energia
1. Aktívna solárna energia
Aktívna solárna energia je energia, ktorá sa prenáša cez solárne panely. Používajú sa ako pre vykurovacie systémy v domácnostiach, tak aj na výrobu elektriny. Aktívna slnečná energia sa zbiera pomocou plochých PV panelov, ktoré je možné namontovať na zber slnečnej energie.
Na zachytávanie slnečného tepla sa používa vzduch alebo kvapalina (väčšinou sa používa kvapalina, pretože je lepším vodičom tepla a energie vzduchom a má tú výhodu, že nezamŕza). Tekutina sa potom presunie do externého zariadenia, ktoré funguje ako zásobník, kde sa premieňa na energiu.
Aktívnu slnečnú energiu je možné zhromažďovať pomocou solárnych kolektorov umiestnených na strechách budov na ohrev tekutín a ich čerpanie cez systém potrubí na vykurovanie celej budovy.
Výhody aktívnych solárnych energetických systémov
- Jednou z výhod aktívnej slnečnej energie je, že nepotrebujú externý zdroj energie. Využívajú externé zariadenia (solárne panely), ktoré sú nenáročné na údržbu a veľmi spoľahlivo zbierajú energiu zo slnka.
- V porovnaní s pasívnymi solárnymi systémami nie je potrebná špeciálna konštrukcia budovy. Aktívne solárne energetické systémy je možné použiť takmer na akomkoľvek mieste a type budovy.
- Nedochádza k žiadnym emisiám uhlíka
- Ohrev FV panelov sa udržuje v čistote, n, najmä za zhoršených poveternostných podmienok.
- Nevytvárajú žiadny hluk.
Nevýhody aktívnych solárnych energetických systémov
- Zariadenia aktívneho solárneho systému sú drahé a ich údržba je tiež nákladná.
- Tekutiny, ktoré uchovávajú teplo v solárnom paneli, môžu uvoľňovať škodlivé plyny do ovzdušia.
2. Pasívna slnečná energia
Pasívna slnečná energia je energia, ktorá sa prenáša prostredníctvom termodynamiky a prenosu tepla pri zhromažďovaní slnečného tepla a jeho premene na energiu, ako sa používa v skleníku, kde sa teplo prenáša zo slnka a keď sklo vstupuje do skleníka, zachytáva tepelnú energiu. a uchováva ho na chladnejšie obdobia.
Toto je rovnaký mechanizmus v teplom príjemnom aute v chladnom dni. Pasívny solárny systém sa najlepšie používa na vykurovanie a chladenie systému, najmä v malých domácnostiach. Na zachytávanie tohto slnečného tepla možno použiť špeciálne okná, ktoré môžu mať fotovoltaické panely. Pri výrobe energie sa tak kombinujú aktívne aj pasívne solárne energetické systémy.
Výhody pasívneho solárneho energetického systému
- Pasívne solárne energetické systémy nie sú len lacné, ale nie sú potrebné žiadne externé zariadenia, ktoré znižujú vaše energetické výdavky na približne 14 %.
- V porovnaní s aktívnymi solárnymi systémami nedochádza k uvoľňovaniu toxínov.
Nevýhody pasívneho solárneho energetického systému
- Účinnosť pasívnych solárnych systémov závisí vo veľkej miere od poveternostných podmienok. Ak je počasie príliš horúce, vaša budova sa môže prehriať.
- Účinnosť závisí aj od orientácie vašej budovy voči slnku.
- Existujú špeciálne druhy okien, ktoré sa používajú pre pasívne solárne energetické systémy. Chyba pri výbere zničí vašu snahu.
Keď už poznáme typy slnečnej energie, pozrime sa na jej využitie.
Využitie slnečnej energie
Nasledujú spôsoby využitia slnečnej energie.
- Solárna elektrina
- Solárny ohrev vody
- solárny varič
- Solárne zariadenia
- Solárne osvetlenie
- Solárne vykurovanie a vetranie
- Solárna doprava
1. Solárna elektrina
Ide o jedno z využití slnečnej energie, ktoré v posledných rokoch nabralo na obrátkach. Hoci cena solárnych panelov je dosť vysoká, čím viac sa solárna elektrina stáva populárnou, tým viac sa ceny solárnych panelov znižujú.
Solárna elektrina sa vytvára, keď slnečné lúče dopadajú na solárne panely, solárne panely pomáhajú transportovať elektróny, ktoré ich premieňajú na elektrinu, ktorá sa prenáša cez drôty a používa sa na výrobu elektriny.
Solárne panely a solárne fotovoltaické systémy môžu byť inštalované na strechách domov alebo iných budov. Tieto solárne energetické systémy vyrábajú elektrinu na kompenzáciu spotreby energie budovy a posielajú prebytočnú produkciu do elektrickej siete.
Solárne batérie sa používajú na skladovanie slnečnej energie, takže solárna elektrina sa dá použiť aj vtedy, keď slnko zapadne cez napájanie EV. To umožňuje obyvateľom úplne odísť od siete so solárnym napájaním a batériovým systémom alebo systémom solárnej energie a generátora.
2. Solárny ohrev vody
Toto je jedno z využití slnečnej energie a tu sa slnečná energia využíva na ohrev systémov ohrevu vody. Slnečné žiarenie sa využíva na ohrev vody, ktorá sa využíva v domácnostiach.
Solárne ohrievače vody využívajú strešné články na absorbovanie slnečného tepla a jeho prenos do vodnej nádrže. Slnko je možné využiť aj na ohrev vody v bazéne. Tu sa voda transportuje do kolektora, kde sa ohrieva slnkom a potom sa posiela späť do bazéna.
3. Solárny varič
Solárne sporáky alebo rúry sú jedným z spôsobov využitia slnečnej energie, ktoré sú čoraz populárnejšie ako domáce spotrebiče. Hoci je solárna rúra pomalým sporákom, používa uhlové reflektory na nasmerovanie slnečnej energie do špeciálnej komory. Solárna rúra ohrieva pri nízkej teplote niekoľko hodín (8-10) v závislosti od jedla.
4. Solárne zariadenia
Niektoré ďalšie zariadenia sú čoraz viac prispôsobené na využívanie slnečnej energie, čím sa stávajú jedným z spôsobov využitia slnečnej energie. Niektoré z týchto zariadení zahŕňajú chladničky, práčky/sušičky a systémy HVAC, tieto spotrebiče spotrebujú viac energie, ako sa očakávalo. Máme tiež solárne telefóny a nabíjačky tabletov.
Tieto solárne napájané nabíjačky sú prenosné a umožňujú používateľom vziať si ich, kamkoľvek chcú. Niektoré vyspelé krajiny, ako napríklad Japonsko, vyvinuli ľahké, vodeodolné solárne články, ktoré by mohli byť niekedy integrované na napájanie našich elektronických zariadení.
5. Solárne osvetlenie
Slnečnú energiu možno využiť aj na vonkajšie osvetlenie, čo z nej robí jedno z využití slnečnej energie. Solárne svetlá sa čoraz viac používajú prakticky všade od bezpečnostného osvetlenia po domáce terénne úpravy, dokonca aj pre dopravné značky a pouličné osvetlenie. Čo robí to celkom lepšie je, že tieto solárne svetlá sú lacné a ľahko dostupné.
6. Solárne vykurovanie a vetranie
Solárne vykurovanie a vetranie patria medzi mnohé spôsoby využitia slnečnej energie.
Solárne vykurovanie je využitie slnečného žiarenia na vykurovanie domácností, najmä v chladnom alebo zimnom období buď napájaním sálavých podláh alebo ich spárovaním so systémom núteného horúceho vzduchu (FHA). Aby sa to stalo, osobitná pozornosť by sa mala venovať umiestneniu okien na stenách a výberu materiálov pre budovu.
Solárne vetranie zahŕňa použitie solárnych podkrovných ventilátorov na chladenie domu počas leta. Tieto solárne ohrievače a ventilátory pomáhajú znižovať náklady na energiu.
7. Solárna doprava.
Solárna doprava je jedným zo spôsobov využitia slnečnej energie. Solárna energia je využitie slnečnej energie na pohon vozidiel.
Vozidlá na solárny pohon sú vozidlá budúcnosti a na to, aby boli tieto vozidlá na cestách, sú potrebné lepšie inovácie a technológie. To, čo máme, sú veľké vozidlá, ktoré sú stále v testovacom režime a nie sú vo veľkom meradle. Aj keď elektromobily možno nabíjať solárnymi panelmi.
Výhody solárnej energie
Solárna energia je výhodnejšia a preferovanejšia ako konvenčné energetické systémy. Tu sú výhody solárnej energie.
1. Má neobmedzené množstvo surovín.
To je hlavný dôvod obnoviteľnosti slnečnej energie. Množstvo dostupnej slnečnej energie je 10,000 XNUMX-krát väčšie ako množstvo, ktoré v súčasnosti ľudia potrebujú.
Vtipné na tom je, že energia je nahradená a len asi 0.02 % prichádzajúceho slnečného svetla by stačilo na nahradenie iných zdrojov paliva, ak by sa využili.
2. Čistá energia
Solárna energia má nízke emisie, a preto je jedným z najčistejších zdrojov energie. Nepriaznivé vplyvy na životné prostredie sú zanedbateľné v porovnaní s konvenčnými zdrojmi energie, ktorými je spaľovanie fosílnych palív.
Environmentálne náklady slnečnej energie Solárna energia je vynikajúcou náhradou energie z fosílnych palív, pretože spaľovanie fosílnych palív uvoľňuje do atmosféry približne 21.3 miliárd metrických ton oxidu uhličitého ročne.
3. Poskytovanie elektriny obyvateľom mimo siete
Existuje asi 1.8 miliardy ľudí, ktorí sú mimo siete z rôznych dôvodov. Niektoré môžu byť dôsledkom politiky alebo environmentálnych problémov, ale väčšinou nemajú prístup k elektrickej sieti, a to v mnohých rozvojových krajinách.
Solárna energia by bola vhodná pre týchto obyvateľov mimo siete, aby získali prístup k elektrickej energii, pretože môžu mať nainštalované svoje solárne panely, aby dostávali elektrinu priamo zo slnka.
4. Zníženie nákladov na výrobu elektriny
Solárna energia pomáha zlepšiť kvalitu života miliónov ľudí, keďže sa znižujú výdavky. Milióny ľudí žijú v tme v rozvojových krajinách, čo vedie k nízkej kvalite života.
Využívaná solárna energia môže výrazne zlepšiť kvalitu ich života, pretože nie je len lepšou náhradou za konvenčnú výrobu energie, pretože znižuje značné sociálne a environmentálne náklady, ale priniesla by rozvoj aj do oblastí, ktoré poskytujú zelené pracovné miesta a tiež podporujú priemyselnú výrobu.
5. Žiadne znečistenie hlukom
Výroba slnečnej energie je bezhlučná, a preto nemôže spôsobiť hlukové znečistenie v porovnaní s výrobou energie z veterných turbín.
6. Ekonomickejšie pre dlhodobú výrobu elektriny
Hoci inštalácia solárnej energie nesie vysoké náklady, z dlhodobého hľadiska je solárna energia ekonomická v porovnaní s účtami za energiu konvenčnej siete.
7. Spoľahlivejší
Solárna energia je spoľahlivejšia ako konvenčná energia od energetických spoločností. To je dôležité, pretože môžu byť obmedzené politickými alebo ekonomickými nepokojmi, terorizmom, prírodnými katastrofami alebo výpadkami v dôsledku nadmerného používania, ktoré spôsobuje výpadky prúdu, ale nie je tomu tak v prípade solárnej energie.
8. Pomáha šetriť zahraničné výdavky na energiu
Slnečná energia pomáha šetriť zahraničné výdavky na energiu, a to kvôli neuveriteľným nákladom spojeným s dovozom ropy a tiež s ťažbou ropy.
Nevýhody slnečnej energie
1. Vysoké náklady na inštaláciu
Využitie a inštalácia solárnej energie má vysoké počiatočné náklady, hoci to platí pre všetku energiu z obnoviteľných zdrojov. Počiatočné náklady na používanie solárnej energie môžu dokonca pokryť účty za energiu na roky.
Náklady na solárnu energiu sa možno časom znížili, ale ceny sú stále nehorázne, keďže solárna energia sa využíva čoraz viac s novšími technológiami, určite uvidíme, že tieto ceny budú ešte klesať.
2. Slnečná energia závisí od počasia
Energiu je možné generovať iba vtedy, keď slnečné svetlo dopadá na čelnú plochu panelu a mení sa, vďaka čomu funguje najlepšie počas slnečných dní. To znamená, že ak by nebolo slnko, bola by elektrina.
Zamračené dni tiež neprodukujú toľko energie a v noci nie je slnko, takže sú potrebné veľké batérie, aby sa zachránili tie, ktoré sa dostanú cez deň. To obmedzuje krajiny, ktoré majú nízke slnečné žiarenie a tiež výkon solárnych panelov.
3. Nízka miera premeny energie
Solárne panely majú nízku mieru premeny energie v porovnaní s výkonom podobne veľkých konvenčných elektrární, pričom najmodernejšie solárne panely musia premeniť iba 20 – 25 %.
To ukazuje, koľko ďalšieho rozvoja je ešte potrebné v odvetví výroby solárnej energie.
4. Potrebuje veľa priestoru
Výroba solárnej energie spotrebuje veľa miesta. Pri výrobe vo veľkom meradle je potrebný veľký priestor na inštaláciu solárnych panelov, a preto sú pozemky obnažené, čo ohrozuje voľne žijúce živočíchy na umiestnenie solárnych panelov.
Väčšie fotovoltaické systémy môžu vyžadovať až 3.5 až 10 akrov na megawatt a zariadenia CSP vyžadujú kdekoľvek od 4 do 16.5 akrov na megawatt.
Aj keď to možno vyriešiť masívnou inštaláciou solárnych panelov v opustených oblastiach, aby sa uspokojil dopyt po veľkovýrobe. Na umiestnenie solárnych panelov na domáce použitie sú tiež potrebné veľké strechy.
5. Uvoľňuje elektronický odpad
Hoci výroba solárnej energie nemá významný vplyv na životné prostredie, proces výroby solárnych panelov môže poškodiť životné prostredie a spôsobiť emisie zo spaľovania fosílnych palív a plastového odpadu.
Pri výrobe solárnej energie sa tiež uvoľňuje elektronický odpad, ako to robí iná elektronika, čo robí likvidáciu tohto nebezpečného odpadu problémom.
6. Materiály, ktoré nie sú ľahko dostupné
Materiály používané pri výrobe solárnych technológií sú vzácne, hoci je to problém pre FV technológie a nie CSP technológie.
Často kladené otázky
Aké sú špeciálne využitie slnečnej energie doma?
Niektoré zo špeciálnych spôsobov využitia slnečnej energie v domácnostiach zahŕňajú;
- Ventilátory na solárny pohon: solárnu energiu možno použiť na napájanie ventilátorov pre domáce použitie.
- Solárny ohrev bazénov: slnečnú energiu je možné využiť na ohrev bazénov doma, aby boli teplé a príjemné na relaxáciu.
- Solárne vykurovanie domu: slnečnú energiu je možné využiť aj na vykurovanie domu v zimných obdobiach.
- Čerpadlá na solárny pohon: slnečnú energiu možno použiť na pohon vodných čerpadiel.
- Nabíjanie batérií solárnou energiou: slnečnú energiu možno použiť aj na nabíjanie telefónov a iných zariadení.
- Solárna energia na varenie: slnečnú energiu možno použiť na napájanie pecí.
Aké sú špeciálne využitie slnečnej energie v poľnohospodárstve?
Niektoré zo špeciálnych využití slnečnej energie v poľnohospodárstve zahŕňajú;
- Slnečnú energiu možno využiť na ohrev vody, ktorá sa využíva na poľnohospodárske účely.
- Slnečnú energiu možno využiť aj na prevádzku solárneho skleníka, ktorý napomáha rastu plodín a zvyšuje výnos.
- Slnečnú energiu možno využiť aj na sušenie plodín a obilnín.
- Slnečnú energiu možno využiť na čerpanie vody.
Odporúčanie
- Na čo treba pamätať pri navrhovaní solárneho systému pouličného osvetlenia
. - Zmena klímy | Definícia, príčiny, následky a riešenia
. - 6 najlepších zdrojov energie šetrných k životnému prostrediu
. - Top 10 environmentálnych problémov a riešení
. - 5 najlepších univerzít pre environmentálne inžinierstvo
. - 5 spôsobov, ako mať podnikanie šetrné k životnému prostrediu
Srdcom nadšený ekológ. Vedúci autor obsahu v EnvironmentGo.
Snažím sa vzdelávať verejnosť o životnom prostredí a jeho problémoch.
Vždy to bolo o prírode, ktorú by sme mali chrániť a nie ničiť.