Зборот „енергија“ значи способност за работа. Потребата за енергија во светот се зголемува до многу висока димензија поради природниот раст и употребата на новата технологија. Изворот на запаливите горива од кои зависиме, како што се јагленот, гасот и нафтата, се конечни. Зголеменото согорување на горивата предизвикува загриженост за глобалното затоплување и загадувањето на воздухот . Поради преголемата зависност од енергија од фосилните горива , тие се при крај, неопходно е да се најдат алтернативни извори на енергија, а еден алтернативен извор е сонцето .
Сончевата енергија е зрачна светлина и топлина од сонцето што се искористува со користење на низа технологии кои постојано се развиваат како што се сончево греење, сончева топлинска енергија, соларна архитектура и вештачка фотосинтеза.
Тој е, исто така, суштински извор на обновлива енергија, а неговите технологии се општо окарактеризирани како пасивни соларни или активни сончеви во зависност од тоа како тие ја зафаќаат и дистрибуираат сончевата енергија или ја претвораат во соларна енергија.
Цели на учење
До крајот на оваа лекција, треба да бидете во можност:
Сонцето е исклучително моќен извор на енергија, а сончевата светлина е убедливо најголемиот извор на енергија добиена од Земјата. Сончевото зрачење или сончевата светлина што допира до земјата се состои од речиси 50 проценти видлива светлина, 45 проценти инфрацрвено зрачење и помали количини на ултравиолетово и други форми на електромагнетно зрачење. Сончевата енергија е едноставно светлината и топлината што доаѓаат од сонцето. Сончевата енергија е најчистиот и најзастапениот обновлив извор на енергија на располагање.
Форми на сончева енергија
Како што е илустрирано погоре, соларниот панел е одговорен за собирање сончева светлина или сончево зрачење и претворање во електрична енергија. Контролорот за соларно полнење го регулира протокот на струја од соларниот панел до батеријата. Контролорот го следи напонот на батеријата и ја намалува струјата кога батеријата е целосно наполнета. Батеријата складира енергија за подоцнежна употреба. Инвертерот ја претвора директната струја (која генерира соларна енергија) во наизменична струја (која се користи во електричната мрежа). Мерачот ја мери количината на енергија што ја користат домашните апарати како фрижидери, светилки и телевизор.
Сончевата енергија може да биде во која било од следниве форми;
Сончевото зрачење може да се претвори или во топлинска или електрична енергија .
Топлинска енергија
Најчестите уреди што се користат за зафаќање на сончевата енергија и нејзино претворање во топлинска енергија се колекторите со рамна плоча, кои се користат за апликации за сончево греење. Поради малиот интензитет на сончевото зрачење на површината на Земјата, овие колектори мора да бидат големи по површина. На пример, колекторот мора да има површина од околу 40 квадратни метри (430 квадратни стапки) за да собере доволно енергија потребна за едно лице.
Најраспространетите рамни колектори се состојат од поцрнета метална плоча, покриена со еден или два стаклени листови, која се загрева со сончевата светлина што паѓа врз неа. Топлината на сончевата светлина потоа се пренесува во воздух или вода, наречени преносливи течности, кои течат покрај задниот дел на плочата. Оваа топлина може да се користи директно или може да се пренесе на друг медиум за складирање. Складирањето на топлина за употреба ноќе или во облачни денови се постигнува со користење на изолирани резервоари за складирање на водата загреана за време на сончеви периоди. Рамните колектори обично ја загреваат течноста за пренос на температури кои се движат од 66 до 93 Целзиусови степени. Ефикасноста на ваквите колектори се движи од 20 до 80 проценти, во зависност од дизајнот на колекторот.
Друг метод на конверзија на топлинска енергија се наоѓа во соларни езерца, кои се тела на солена вода дизајнирани да собираат и складираат сончева енергија. Топлината извлечена од овие езерца овозможува производство на хемикалии, храна, текстил, базени и добиток. Сончевите езерца се прилично скапи за инсталирање и одржување и генерално се ограничени на топли рурални области.
Производство на електрична енергија
Сончевото зрачење може директно да се претвори во електрична енергија преку соларни ќелии. Во таквите ќелии, мал електричен напон се генерира кога светлината удира на спојот помеѓу метал и полупроводник (како што е силициумот) или на спојот помеѓу два полупроводници. Моќта генерирана од една фотоволтаична ќелија е околу два вати. Енергетската ефикасност на повеќето денешни фотоволтаични ќелии е само околу 15 до 20 проценти, а бидејќи интензитетот на сончевото зрачење е низок, за почеток, потребни се големи и скапи склопови на такви ќелии за да се произведе дури и умерена количина на енергија.
Поголемите единици на фотоволтаични ќелии се користени за да се обезбеди енергија за пумпи за вода и комуникациски системи во оддалечените области и комуникациски сателити.
Класичните кристални силиконски панели и новите технологии кои користат соларни ќелии со тенок филм, вклучително и фотоволтаици интегрирани во згради, може да се инсталираат од сопствениците на бизниси и сопствениците на куќи на нивните покриви за да го заменат конвенционалното снабдување со електрична енергија.
Концентрираните соларни електрани користат концентрирани или фокусирани колектори за концентрирање на сончевата светлина добиена од широк простор во мал поцрнет приемник, со што значително го зголемува интензитетот на светлината со цел да се создадат повисоки температури. Низите на внимателно порамнети огледала или леќи можат да фокусираат доволно сончева светлина за да ја загреат целната температура од 2.000 степени Целзиусови или повеќе. Оваа топлина потоа може да се користи за ракување со котел, кој пак генерира пареа за електрична централа со парна турбина. За директно производство на пареа, подвижните огледала може да се наредени така што да концентрираат големи количини на сончево зрачење на поцрнети цевки низ кои циркулира водата и со тоа се загрева.
Други апликации
Сончевата енергија се користи за производство на сол од морската вода со испарување. Единиците за бигор со соларна енергија ја трансформираат солената вода во вода за пиење со претворање на сончевата енергија во топлина, директно или индиректно, за да се поттикне процесот на бигор.
Исто така, се појави соларна технологија за чисто и обновливо производство на водород како алтернативен извор на енергија.
Фактори кои влијаат на перформансите на системот за соларна енергија
1. Промена на времето
Бидејќи изложеноста на топлина може предвреме да го деградира дневното производство на соларни ќелии, високите температури доведуваат до пад на напонот и пад на вкупната моќност. Соларните ќелии работат подобро во ладна отколку во топла клима. Затоа, порастот на температурите над 25 степени Целзиусови доведува до распаѓање на производството на соларни панели.
2. Засенчување
Кога сенката паѓа дури и на мал дел од соларниот панел, струјата низ целата низа се намалува. Засенчените ќелии влијаат на тековниот проток на целиот соларен систем.
3. Ориентација на покривот
Аголот на наклон на соларните панели треба активно да се прилагодува според промените во годишните времиња, географската ширина и должина и сончевите часови.
4. Чистота на соларни панели
Чистотата на површината на соларни панели е директно поврзана со конверзија на фотоелектрична енергија. Песочните бури, загадените средини и врнежите се неколку фактори кои можат да играат улога во намалувањето на ефикасноста на соларните модули.
Предности и недостатоци на сончевата енергија
Предностите на сончевата енергија се;
Недостатоците на сончевата енергија вклучуваат;
Резиме
