Топ-7 видів використання сонячної енергії | Переваги та недоліки

Кому не потрібне сонце? Ми збираємося обговорити використання сонячної енергії, а також її переваги та недоліки.

Усі частинки випромінюють певну величину енергії, деякі з яких можуть бути виявлені, а деякі не створено для їх виявлення.

Сонце, наприклад, є зіркою в галактиці Чумацький шлях, і, як будь-яка інша зірка, є масивним ядерним реактором. Глибоко в ядрі Сонця реакції ядерного синтезу виробляють величезну кількість енергії, яка випромінюється від поверхні Сонця в космос у вигляді світла і тепла.

Ця величезна енергія протягом століть використовувалася для різних цілей. Більшість цілей - сушити одяг та інші речі.

Але сонячна енергія, яка є просто енергією, отриманою від Сонця, стала все більш використовуваною термінологією з 19 століття через потребу у відновлюваних джерелах та чистій енергії (тобто енергії, яка не виділяє парникових газів, щоб негативно впливати на нас протягом тривалого часу). бігати).

У 21 столітті сонячна енергія стала більш привабливою та кращим варіантом, оскільки вона є відновлюваною та не забруднює довкілля в порівнянні з викопним паливом.

Останнім часом використання сонячної енергії розширилося за рахунок більшого використання енергії, яка надходить від сонячного випромінювання. У давнину посилення сонячного випромінювання розглядалося богами як прокляття за нашу недбалість у проведенні ритуалу, в результаті якого деякі люди вмирали, а інші тяжко хворіли.

Але з розвитком технологій і більшим інтересом до використання цієї енергії сонячна енергія, як правило, розглядається не як прокляття, а як благословення. Благословення та притулок, куди можна бігти у зв’язку з появою відновлюваної енергії, яка замінить використання викопного палива, такого як вугілля, нафта та природний газ, які не є невідновлюваними.

Сонячна енергія останнім часом знайшла особливе застосування в житлових районах, сільському господарстві, освоєнні космосу, транспорті та багато іншого. Енергія сонця не може бути вичерпана, тож чому б не використати її на нашу користь?

Зміст

Що таке сонячна енергія?

Сонячна енергія також відома як сонячне випромінювання, і це енергія, що виробляється сонцем у вигляді світла. Світло Сонця надходить у вигляді ультрафіолетових, видимих та інфрачервоних променів. Видиме світло – це спектр кольорів, які ми звикли бачити, але ультрафіолетове та інфрачервоне не можна побачити.

Сонячна енергія, випромінювання Сонця є найпоширенішим енергетичним ресурсом на землі і здатний виробляти тепло, викликати хімічні реакції або виробляти електроенергію.

Сонячна енергія є основним каталізатором циркуляції вітрів, утворюючи погодні системи та джерела енергії тут, на Землі. Згідно з дослідженнями, кількість сонячної енергії або радіації, яка потрапляє на земну поверхню за годину, теоретично заповнює енергетичні потреби Землі на цілий рік.

Загальна кількість інцидентів сонячної енергії на Землі значно перевищує поточні та очікувані потреби світу в енергії. Якщо використовувати його належним чином, це сильно розсіяне джерело може задовольнити всі майбутні потреби в енергії.

Сонячна енергія від Сонця може бути перетворена в теплову або електричну енергію. Сонячна енергія є одним з найчистіших і найпоширеніших відновлюваних джерел енергії, які доступні, і це важливий гравець у нашому глобальному енергетичному майбутньому, оскільки ми прагнемо досягти стійкості.

Сонячну енергію можна вловлювати і використовувати кількома способами, в першу чергу для виробництва електричної або теплової енергії для будинків, підприємств і комунальних послуг. Сонячну енергію також можна використовувати для кип’ятіння води, яка, у свою чергу, керує паровою турбіною, щоб виробляти подібно до вугілля або атомних електростанцій, які виробляють електроенергію в набагато більших масштабах.

Найпоширенішою формою сонячної енергії є використання сонячної енергії за допомогою сонячних панелей або фотоелементів які створені з напівпровідникових матеріалів. Ці елементи розташовані від краю до краю, щоб захопити сонячне світло, перетворюючи їх в електричні струми, які зберігаються в батареях.

Це відбувається, коли промені сонця потрапляють на напівпровідникові комірки, вони втрачають електрони від їхніх атомів, і ці електрони протікають крізь комірку і виробляють електрику. Це відомо як фотоелектричний ефект. Ці панелі можна побачити на вершинах будинків та інших будівель. Сонячна енергія також може бути використана для забезпечення світлом для комфортного внутрішнього клімату будівель, а також для опалення води для побутового, комерційного та промислового використання.

Види сонячної енергії

Існує два типи сонячної енергії, і вони є;

Активна сонячна енергія
Пасивна сонячна енергія

1. Активна сонячна енергія

Активна сонячна енергія - це енергія, яка передається через сонячні панелі. Вони використовуються як для систем опалення в будинках, так і для виробництва електроенергії. Активна сонячна енергія збирається за допомогою плоских фотоелектричних панелей, які можна встановити для збору сонячної енергії.

Для уловлювання сонячного тепла використовується повітря або рідина (рідина в основному використовується, оскільки вона є кращим провідником тепла та енергії через повітря і має перевагу, що не замерзає). Потім рідина переміщується до зовнішнього пристрою, який діє як контейнер для зберігання, де вона перетворюється в енергію.

Активну сонячну енергію можна збирати за допомогою сонячних колекторів, розташованих на дахах будівель, для підігріву рідин і прокачування їх через систему труб для обігріву всієї будівлі.

Плюси активних систем сонячної енергії

Однією з переваг активної сонячної енергії є те, що вони не потребують зовнішнього джерела енергії. Вони використовують зовнішні пристрої (сонячні батареї), які не потребують обслуговування і дуже надійні для збору енергії від сонця.
У порівнянні з пасивними сонячними енергетичними системами, особлива конструкція будівлі не потрібна. Активні сонячні системи можна використовувати практично в будь-якому місці та в будь-якому типі будівлі.
Викидів вуглецю немає
Нагрівання фотоелектричних панелей зберігається, особливо в поганих погодних умовах.
Вони не створюють шуму.

Мінуси активних систем сонячної енергії

Обладнання для системи активної сонячної енергії коштує дорого, а також дороге в обслуговуванні.
Рідини, які зберігають тепло в сонячній панелі, можуть викидати в повітря шкідливі гази.

2. Пасивна сонячна енергія

Пасивна сонячна енергія - це енергія, яка передається за допомогою термодинаміки та теплопередачі при зборі сонячного тепла та перетворенні його в енергію, як використовується в теплиці, де тепло передається від сонця, а коли воно надходить у теплицю, скло захоплює теплову енергію. і зберігає його на прохолодні періоди.

Це той самий механізм в теплому приємному автомобілі в холодний день. Пасивну сонячну енергетичну систему найкраще використовувати для опалення та охолодження системи, особливо в невеликих будинках. Для уловлювання сонячного тепла можна використовувати спеціальні вікна, які можуть мати фотоелектричні панелі. Таким чином, як активна, так і пасивна сонячна енергетична системи поєднуються для виробництва енергії.

Плюси пасивної сонячної енергетичної системи

Системи пасивної сонячної енергії не просто дешеві, але й не потрібне зовнішнє обладнання, що зменшує ваші витрати на енергію приблизно до 14%.
Вони не виділяють токсинів у порівнянні з активними сонячними енергетичними системами.

Мінуси пасивної сонячної енергетичної системи

Ефективність пасивних сонячних енергетичних систем в основному залежить від погодних умов. Якщо погода буде занадто спекотною, ваша будівля може перегрітися.
Ефективність також залежить від орієнтації вашої будівлі на сонце.
Існують спеціальні види вікон, які використовуються для пасивних систем сонячної енергії. Помилка у виборі зіпсує ваші зусилля.

Знаючи види сонячної енергії, розглянемо її використання.

Використання сонячної енергії

Нижче наведено використання сонячної енергії.

Сонячна електроенергія
Сонячне водяне опалення
Сонячна плита
Сонячні пристрої
Сонячне освітлення
Сонячне опалення та вентиляція
Сонячне транспортування

1. Сонячна електрика

Це одне з видів використання сонячної енергії, яке набрало обертів в останні роки. Хоча ціна сонячних панелей досить висока, чим більше сонячна електроенергія стає популярною, тим більше ціни на сонячні панелі стають нижчими.

Сонячна електрика створюється, коли сонячні промені потрапляють на сонячні панелі, сонячні панелі допомагають транспортувати електрони, перетворюючи їх в електрику, яка передається по дротам і використовується для виробництва електроенергії.

Сонячні панелі та сонячні фотоелектричні системи можна встановлювати на дахах будинків або інших будівель. Ці сонячні енергетичні системи виробляють електроенергію, щоб компенсувати енергоспоживання будівлі та спрямовувати надлишок виробництва в електричну мережу.

Сонячні батареї використовуються для зберігання сонячної енергії, тому сонячну електрику можна використовувати, навіть коли сонце заходить через живлення електромобіля. Це дозволяє мешканцям повністю вийти з мережі за допомогою сонячної енергії та системи батарей або системи сонячної енергії та генератора.

2. Сонячне нагрівання води

Це одне з напрямків використання сонячної енергії, і тут сонячна енергія використовується для опалення систем водяного опалення. Сонячне випромінювання використовується для нагрівання води, яка використовується в будинках.

Сонячні водонагрівачі використовують елементи на даху, щоб поглинати сонячне тепло і передавати його в резервуар для води. Сонце також можна використовувати для підігріву води в басейні. Тут вода транспортується до колектора, де нагрівається сонцем, а потім повертається в басейн.

3. Сонячна плита

Сонячні плити або духовки є одним із видів використання сонячної енергії, що стає все більш популярним як побутова техніка. Хоча сонячна піч є повільною плитою, вона використовує кутові відбивачі, щоб направляти сонячну енергію в спеціальну камеру. Сонячна піч нагрівається при низькій температурі протягом кількох годин (8-10) залежно від їжі.

4. Сонячні прилади

Деякі інші пристрої все більше адаптуються до використання сонячної енергії для роботи, що робить їх одним із видів використання сонячної енергії. Деякі з цих приладів включають холодильники, пральні/сушильні машини та системи HVAC, ці прилади споживають більше енергії, ніж очікувалося. У нас також є зарядні пристрої для телефонів і планшетів на сонячних батареях.

Ці зарядні пристрої на сонячних батареях є портативними, що дозволяють користувачам брати їх куди завгодно. Деякі розвинені країни, такі як Японія, розробили легкі, водостійкі сонячні батареї, які колись можуть бути інтегровані для живлення наших електронних пристроїв.

5. Сонячне освітлення

Сонячну енергію також можна використовувати для зовнішнього освітлення, що робить її одним із видів використання сонячної енергії. Сонячні ліхтарі все частіше використовуються практично скрізь, від охоронного освітлення до озеленення будинку, навіть для дорожніх знаків і вуличних ліхтарів. Що робить його набагато кращим, так це те, що ці сонячні ліхтарі недорогі та легкодоступні.

6. Сонячне опалення та вентиляція

Сонячне опалення та вентиляція є одними з багатьох видів використання сонячної енергії.

Сонячне опалення — це використання сонячного випромінювання для опалення будинків, особливо в холодну або зимову пору, шляхом живлення освітлювальних підлог або поєднання їх із системою примусового гарячого повітря (FHA). Щоб це відбулося, особливу увагу слід приділити розміщенню вікон на стінах і підбору матеріалів для будівлі.

Сонячна вентиляція передбачає використання горищних вентиляторів на сонячних батареях для охолодження будинку влітку. Ці сонячні обігрівачі та вентилятори допомагають зменшити витрати на електроенергію.

7. Сонячне транспортування.

Сонячне транспортування є одним із видів використання сонячної енергії. Сонячна енергія - це використання сонячної енергії для приводу транспортних засобів.

Транспортні засоби на сонячних батареях – це транспортні засоби майбутнього, і для того, щоб ці транспортні засоби були на дорозі, потрібні кращі інновації та технології. У нас є великі автомобілі, які все ще перебувають у тестовому режимі, а не в широкомасштабному виробництві. Хоча електромобілі можна заряджати від сонячних панелей.

Переваги сонячної енергії

Сонячна енергія є більш вигідною і кращою, ніж звичайні енергетичні системи. Ось переваги сонячної енергії.

1. Він має необмежену кількість сировини.

Це головна причина відновлюваності сонячної енергії. Кількість доступної сонячної енергії в 10,000 XNUMX разів перевищує кількість, яку зараз потребує людина.

Найсмішніше те, що енергія замінюється, і лише близько 0.02% вхідного сонячного світла буде достатньо, щоб замінити інші джерела палива, якщо їх використовувати.

2. Чиста енергія

Сонячна енергія має низькі викиди, тому вона є одним із найчистіших джерел енергії. Негативний вплив на навколишнє середовище є незначним у порівнянні зі звичайними джерелами енергії, якими є спалювання викопного палива.

Екологічна вартість сонячної енергії сонячної енергії є чудовою заміною енергії викопного палива, оскільки спалювання викопного палива виділяє в атмосферу близько 21.3 мільярда метричних тонн вуглекислого газу щорічно.

3. Забезпечення електричною енергією мешканців, які перебувають поза мережею

З різних причин близько 1.8 мільярда людей не працюють. Деякі з них можуть бути результатом політики або екологічних проблем, але в основному немає доступу до електромережі, і вони є в багатьох країнах, що розвиваються.

Сонячна енергія була б придатною для цих мешканців поза мережею, щоб отримати доступ до електроенергії, оскільки вони можуть встановити свої сонячні панелі, щоб отримувати електроенергію безпосередньо від сонця.

4. Зменшення витрат на виробництво електроенергії

Сонячна енергія допомагає покращити якість життя мільйонів людей за рахунок скорочення витрат. Мільйони людей живуть у темряві в країнах, що розвиваються, що призводить до низької якості життя.

Використання сонячної енергії може різко покращити якість їхнього життя, оскільки вона не тільки є кращою заміною традиційному виробництву енергії, оскільки зменшує значні соціальні та екологічні витрати, але також принесе розвиток у ті райони, які забезпечують зелені робочі місця, а також стимулюють промислове виробництво.

5. Відсутність шумового забруднення

Виробництво сонячної енергії безшумно, тому не може спричинити шумове забруднення в порівнянні з виробництвом енергії вітрових турбін.

6. Економічніший для тривалого виробництва електроенергії

Хоча встановлення сонячної енергії має високу вартість, у довгостроковій перспективі сонячна енергія є економічною в порівнянні зі звичайними рахунками за електроенергію в мережі.

7. Більш надійний

Сонячна енергія надійніша, ніж звичайна енергія комунальних підприємств. Це важливо, оскільки вони можуть бути обмежені політичними чи економічними потрясіннями, тероризмом, стихійними лихами або відключеннями через надмірне використання, що спричиняє відключення електроенергії, але це не так із сонячною енергією.

8. Допомагає економити іноземні енергетичні витрати

Сонячна енергія допомагає економити іноземні витрати на енергію, і це пов'язано з неймовірними витратами на імпорт нафти, а також на буріння нафти.

Недоліки сонячної енергії

1. Висока вартість монтажу

Використання та встановлення сонячної енергії мають високу початкову вартість, хоча це стосується всіх відновлюваних джерел енергії. Початкова вартість використання сонячної енергії може навіть покрити багаторічні рахунки за електроенергію.

Вартість сонячної енергії, можливо, з часом була знижена, але ціни все ще зашкалюють, оскільки сонячна енергія все більше використовується з використанням нових технологій, ми, безсумнівно, побачимо, що ці ціни знизяться ще більше.

2. Сонячна енергія залежить від погоди

Енергія може вироблятися лише тоді, коли сонячне світло потрапляє на поверхню панелі та перетворюється, завдяки чому вони найкраще працюють у сонячні дні. Тобто, якби не було сонця, була б електрика.

Крім того, похмурі дні не виробляють стільки енергії, а сонця вночі немає, тому для економії тих, що потрапляють вдень, потрібні великі акумулятори. Це обмежує країни, які мають низьку сонячну радіацію, а також продуктивність сонячних панелей.

3. Низький коефіцієнт перетворення енергії

Сонячні панелі мають низький коефіцієнт перетворення енергії в порівнянні з потужністю звичайних електростанцій аналогічного розміру, при цьому найсучасніші сонячні батареї мають конвертувати лише 20-25%.

Це показує, наскільки ще потрібно розвивати індустрію виробництва сонячної енергії.

4. Потрібно багато місця

Виробництво сонячної енергії займає багато місця. Для великомасштабного виробництва потрібно багато місця для встановлення сонячних панелей, тому оголюються землі, що загрожують дикій природі для розміщення сонячних панелей.

Для фотоелектричних систем більшого масштабу може знадобитися від 3.5 до 10 акрів на мегават, а для об’єктів CSP – від 4 до 16.5 акрів на мегават.

Хоча це можна вирішити шляхом масового встановлення сонячних панелей у безлюдних районах, щоб задовольнити попит на великомасштабне виробництво. Також потрібні великі дахи для розміщення сонячних панелей для домашнього використання.

5. Випускає електронні відходи

Хоча виробництво сонячної енергії не має значного впливу на навколишнє середовище, процес виробництва сонячних панелей може завдати шкоди навколишньому середовищу, спричиняючи викиди від спалювання викопного палива та пластикових відходів.

Крім того, виробництво сонячної енергії виділяє електронні відходи, як і інша електроніка, що робить утилізацію цього небезпечного сміття проблемою.

6. Недоступні матеріали

Матеріали, що використовуються у виробництві сонячних технологій, рідкісні, хоча це проблема для фотоелектричних технологій, а не для CSP.

Питання і відповіді

У чому особливість використання сонячної енергії вдома?

Деякі спеціальні види використання сонячної енергії вдома включають;

Вентилятори на сонячній енергії: сонячна енергія може використовуватися для живлення вентиляторів для домашнього використання.
Сонячне опалення для басейнів: сонячну енергію можна використовувати для обігріву басейнів вдома, щоб вони були теплими та приємними для відпочинку.
Сонячне опалення будинку: сонячна енергія також може використовуватися для опалення будинку в зимовий період.
Насоси на сонячних батареях: сонячна енергія може використовуватися для живлення водяних насосів.
Зарядка акумуляторів від сонячної енергії: сонячну енергію також можна використовувати для зарядки телефонів та інших гаджетів.
Сонячна енергія для приготування їжі: сонячну енергію можна використовувати для живлення духовок.

Які спеціальні види використання сонячної енергії в сільському господарстві?

Деякі спеціальні види використання сонячної енергії в сільському господарстві включають;

Сонячну енергію можна використовувати для нагрівання води, яка використовується в сільськогосподарських цілях.
Сонячну енергію також можна використовувати для роботи сонячної теплиці, яка сприяє зростанню сільськогосподарських культур і підвищує врожайність.
Сонячну енергію також можна використовувати для сушіння зернових культур.
Сонячну енергію можна використовувати для перекачування води.