Solenergi definition med eksempler og anvendelser
Definitionen af solenergi er den energi, der kommer fra Solen, og som vi kan fange takket være solstråling.Begrebet solenergi bruges ofte til at henvise til den elektriske eller termiske energi, der opnås ved hjælp af solstråling.
Denne energikilde repræsenterer den primære energikilde på Jorden.Fordi det er en uudtømmelig kilde, betragtes det som vedvarende energi.
Fra denne energi udledes mange andre energikilder, såsom:
Vindenergi, som udnytter vindens kraft.Vinden opstår, når solen opvarmer store mængder luft.
Fossile brændstoffer: de kommer fra en ekstrem lang proces med nedbrydning af organiske partikler.De organiske nedbrydere var i høj grad fotosynteseplanter.
Hydraulisk energi, som udnytter vandets potentielle energi.Uden solstråling ville vandkredsløbet ikke være muligt.
Energien fra biomasse er igen resultatet af planters fotosyntese.
Denne type vedvarende energi er et alternativ til fossile brændstoffer, der ikke udleder drivhusgasser såsom kuldioxid.
Eksempler på solenergi
Nogle eksempler på solenergi omfatter følgende:
Fotovoltaiske solpaneler genererer elektricitet;disse faciliteter bruges i boliger, bjergly osv.
Fotovoltaiske kraftværker: de er væsentlige udvidelser af solcellepaneler, hvis formål er at generere elektricitet til at forsyne elnettet.
Solcellebiler bruger PV-celler til at omdanne solstråling til elektricitet til at drive en elektrisk motor.
Solkomfurer: De er lavet af et parabolsk system til at koncentrere solens lys til et punkt for at hæve temperaturen og være i stand til at lave mad.
Varmesystemer: med solvarmeenergi kan en væske opvarmes, som kan bruges i et varmekredsløb.
Svømmebassinopvarmning er et simpelt væskekredsløb, hvor vandet cirkulerer langs et sæt termiske solfangere, der er udsat for solen.
Regnemaskiner: Nogle elektroniske enheder har et lille solpanel til at levere strøm til det elektriske kredsløb.
Solventilation er en type solenergi, der bruger solens varme til at ventilere et rum.Det bruges ofte i boliger og bygninger for at forbedre luftkvaliteten og reducere energiomkostningerne.Solventilation kan bruges til at ventilere et enkelt rum eller en hel bygning.
Fotosyntese er en naturlig måde, som planter bruger til at omdanne solenergi til kemisk energi.
Typer af solenergi
Der er tre typer solenergiteknologier:
Fotovoltaisk solenergi: PV-solpaneler er sammensat af et materiale, der, når solstråling rammer, frigiver elektroner og genererer en elektrisk strøm.
Termisk solenergi: Dette system udnytter varmekapaciteten fra solens stråler.Solstråling omdannes til termisk energi for at opvarme en væske, der kan bruges til opvarmning af varmt brugsvand.I solvarmekraftværker genereres damp og efterfølgende elektricitet.
Passiv solenergi er en ressource til at udnytte solvarmen uden at bruge eksterne ressourcer.For eksempel kan arkitekter orientere huse og bestemme, hvor vinduerne skal placeres, i betragtning af hvor solstrålingen skal modtages.Denne teknik er kendt som bioklimatisk arkitektur.
Hvordan produceres solenergi?
Fra et fysisk synspunkt produceres solenergi i Solen gennem en række kernereaktioner.Når denne energi når os på Jorden, kan vi udnytte den på mange måder:
Solpaneler med solceller.Fotovoltaiske paneler er lavet af et materiale, der, når de modtager lys, direkte ioniserer og frigiver en elektron.På den måde omdannes solstrålingen til elektrisk energi.
Brug af solfangere, der er designet til at omdanne solstråling til termisk energi.Dens formål er at opvarme en væske, der cirkulerer indeni.I dette tilfælde har vi ikke elektricitet, men vi har væske ved en høj temperatur, som kan bruges i mange applikationer.
Koncentreret solenergi er et system, der reflekterer al solbelysning til et brændpunkt for at nå høje temperaturer.Denne teknologi bruges i termosolenergianlæg til energiproduktion.
Passive solenergisystemer bruger solenergi uden ekstern energitilførsel.For eksempel tillader arkitektoniske design maksimal solstråling om vinteren og undgår overskydende varme om sommeren.
Typer af solpaneler
Begrebet solpaneler bruges om begge metoder (solcelle og termisk).Under alle omstændigheder er designet væsentligt forskelligt afhængigt af hvilken type solcelleteknologi det skal bruges til:
Solvarmepanelet bruger solstråler til at opvarme en væske, der overfører varme til en væske og derefter opvarmer vand.Solvarmevandvarmere bruges i boliger til at få varmt vand.
Det solcellepanel udnytter egenskaberne af bestemte halvlederelementer placeret i solceller.Solceller producerer elektrisk energi, når de udsættes for solstråling.Takket være den såkaldte fotovoltaiske effekt forårsager eksponering for solen bevægelse af elektroner i en komponent (normalt silicium), hvilket genererer en kontinuerlig elektrisk strøm.
Det koncentrerende solpanel bruger også en række parabolske spejle med en lineær struktur.Formålet med disse spejle er at koncentrere solstråling til et brændpunkt for at nå temperaturer høje nok til at generere damp.
Anvendelse af solenergi
Udnyttelse af solens kraft: En guide til fotovoltaik
Solenergi har mange anvendelser og anvendelser, der kan opsummeres i tre punkter:
Varmt brugsvand
Solvandsopvarmning bruges til at levere varmt brugsvand (DHW) og opvarmning til boliger og mindre bygningskomplekser.Der er bygget solcelleanlæg, der ved hjælp af dampturbiner omdanner den oplagrede varme til elektricitet.
Disse prototyper har dog ikke været meget brugt på grund af disse kraftværkers lave ydeevne sammenlignet med de høje omkostninger og den uregelmæssige elforsyning.
Elektricitetsproduktion
Fotovoltaiske paneler bruges i isolerede solcellesystemer til at drive enheder væk fra elektriske netværk (rumsonder, telefonrepeatere i høj højde osv.).De bruges også i applikationer med så lavt energibehov, at en tilslutning til elnettet ikke ville være økonomisk (lyssignaler, parkeringsmålere osv.).
Disse enheder skal være udstyret med akkumulatorer, der er i stand til at akkumulere overskydende elektricitet produceret i løbet af dagen for at drive udstyret om natten og i overskyede perioder, normalt solcellebatterier.
De bruges også i store nettilsluttede systemer, selvom strømforsyningen er variabel i daglige og sæsonmæssige forhold.Derfor er det svært at forudsige og ikke programmerbart.
Denne diskontinuitet gør det udfordrende at imødekomme efterspørgslen efter el til enhver tid, bortset fra produktion med en bred sikkerhedsmargin over de årlige efterspørgselsspidser.Men da det er toppen af produktionen af solenergianlæg om sommeren, formår det at opveje den større interne efterspørgsel på grund af klimaanlæg.
Hvad er fordele og ulemper ved solenergi?
Brugen af solenergi involverer specifikke fordele og ulemper.
De vigtigste kritikpunkter eller ulemper er:
Høj investeringsomkostning pr. opnået kilowatt.
Det giver meget høj effektivitet.
Den opnåede ydeevne afhænger af soltidsplanen, vejret og kalenderen.Af denne grund er det svært at vide, hvilken elektrisk effekt vi vil kunne opnå på et givet tidspunkt.Denne ulempe forsvinder med andre energikilder, såsom nuklear eller fossil energi.
Den mængde energi, det kræver at lave et solpanel.Fremstilling af solcellepaneler kræver meget energi, ofte ved hjælp af ikke-vedvarende energikilder såsom kul.
På den anden side skal du overveje fordelene ved solenergi:
Dets fortalere støtter omkostningsreduktion og effektivitetsgevinster på grund af stordriftsfordele og teknologiske forbedringer i fremtidige solsystemer.
Med hensyn til fraværet af denne energikilde om natten, påpeger de også, at den maksimale top af elektrisk forbrug nås i løbet af dagen, det vil sige under den maksimale produktion af solenergi.
Det er en vedvarende energikilde.Den er med andre ord uudtømmelig.
Det er ikke-forurenende energi: det genererer ikke drivhusgasser og bidrager derfor ikke til at forværre problemet med klimaændringer.
Forfatter: Oriol Planas – Industriel teknisk ingeniør
Indlægstid: 27. september 2023