הגדרה של אנרגיה סולארית עם דוגמאות ושימושים

הגדרת אנרגיה סולארית עם דוגמאות ושימושים
ההגדרה של אנרגיית השמש היא האנרגיה שמגיעה מהשמש ושנוכל ללכוד הודות לקרינת השמש.המושג אנרגיה סולארית משמש לעתים קרובות כדי להתייחס לאנרגיה החשמלית או התרמית המתקבלת באמצעות קרינת השמש.

מקור אנרגיה זה מייצג את מקור האנרגיה העיקרי בכדור הארץ.מכיוון שמדובר במקור בלתי נדלה, הוא נחשב לאנרגיה מתחדשת.

מאנרגיה זו נגזרים מקורות אנרגיה רבים אחרים, כמו:

אנרגיית רוח, הרותמת את כוח הרוח.הרוח נוצרת כאשר השמש מחממת נפחי אוויר גדולים.
דלקים מאובנים: הם מגיעים מתהליך ארוך במיוחד של פירוק של חלקיקים אורגניים.המפרקים האורגניים היו ברובם צמחים פוטוסינתזים.
אנרגיה הידראולית, הרותמת את האנרגיה הפוטנציאלית של מים.ללא קרינת שמש, מחזור המים לא היה אפשרי.
האנרגיה מביומסה, שוב, היא תוצאה של פוטוסינתזה של צמחים.
אנרגיה מתחדשת מסוג זה היא אלטרנטיבה לדלקים מאובנים שאינם פולטים גזי חממה כמו פחמן דו חמצני.

דוגמאות לאנרגיה סולארית
כמה דוגמאות לאנרגיה סולארית כוללות את הדברים הבאים:

מתקנים אלה משמשים בבתים, מקלטים הרים וכו '.
תחנות כוח פוטו -וולטאיות: מדובר בתוספים משמעותיים של לוחות PV שמטרתם לייצר חשמל כדי לספק את רשת החשמל.
מכוניות סולאריות משתמשות בתאי PV כדי להמיר קרינת שמש לחשמל כדי להניע מנוע חשמלי.
תנורי סולאריים: הם עשויים ממערכת פרבולית כדי לרכז את אור השמש לנקודה להעלאת הטמפרטורה ולהיות מסוגלים לבשל.
מערכות חימום: עם אנרגיה תרמית סולארית, ניתן לחמם נוזל שניתן להשתמש בו במעגל חימום.
חימום בריכת שחייה הוא מעגל נוזלים פשוט בו מים מסתובבים לאורך קבוצה של אספנים תרמיים סולאריים שנחשפים לשמש.
מחשבונים: לחלק מהמכשירים האלקטרוניים יש לוח סולארי קטן המספק כוח למעגל החשמל.
אוורור סולארי הוא סוג של אנרגיה סולארית המשתמשת בחום השמש כדי לאוורר חלל.לעתים קרובות הוא משמש בבתים ובבניינים לשיפור איכות האוויר ולהפחתת עלויות האנרגיה.ניתן להשתמש באוורור סולארי כדי לאוורר חדר יחיד או בניין שלם.
פוטוסינתזה היא דרך טבעית בה משתמשים צמחים כדי להמיר אנרגיה סולארית לאנרגיה כימית.
סוגי אנרגיה סולארית
ישנם שלושה סוגים של טכנולוגיות אנרגיה סולארית:

אנרגיה סולארית פוטו -וולטאית: פאנלים סולאריים PV מורכבים מחומר שכאשר קרינת השמש מכה, משחרר אלקטרונים ומייצר זרם חשמלי.
אנרגיה סולארית תרמית: מערכת זו מנצלת את יכולת החום של קרני השמש.קרינת השמש מומר לאנרגיה תרמית לחימום נוזל שניתן להשתמש בו לחימום מים חמים ביתיים.בתחנות כוח תרמיות סולאריות נוצר קיטור ובהמשך, חשמל.
אנרגיה סולארית פסיבית היא משאב לנצל חום סולארי מבלי להשתמש במשאבים חיצוניים.לדוגמה, אדריכלים יכולים לכוון בתים ולהחליט היכן לשים חלונות, בהתחשב היכן תתקבל קרינת השמש.טכניקה זו ידועה בשם ארכיטקטורה ביו -קלימטית.
כיצד מייצרת אנרגיה סולארית?
מנקודת מבט פיזית, אנרגיה סולארית מיוצרת בשמש באמצעות רצף של תגובות גרעיניות.כאשר אנרגיה זו מגיעה אלינו על כדור הארץ, אנו יכולים לנצל אותה במובנים רבים:

לוחות סולאריים עם תאים פוטו -וולטאיים.לוחות פוטו -וולטאיים עשויים מחומר שכאשר מקבלים אור, מיינה ישירות ומשחרר אלקטרון.באופן זה, קרינת השמש הופכת לאנרגיה חשמלית.
שימוש באספנים סולאריים שנועדו להמיר קרינת סולארית לאנרגיה תרמית.מטרתו היא לחמם נוזל המסתובב פנימה.במקרה זה, אין לנו חשמל, אך יש לנו נוזלים בטמפרטורה גבוהה שניתן להשתמש בה ביישומים רבים.
אנרגיה סולארית מרוכזת היא מערכת המשקפת את כל התאורה הסולארית למוקד כדי להגיע לטמפרטורות גבוהות.טכנולוגיה זו משמשת במפעלים תרמוסולריים לייצור אנרגיה.
מערכות אנרגיה סולארית פסיבית משתמשות באנרגיה סולארית ללא קלט אנרגיה חיצוני.לדוגמה, עיצובים אדריכליים מאפשרים קרינת סולארית מקסימאלית בחורף ולהימנע מחום עודף בקיץ.
סוגי פאנלים סולאריים
המונח לוחות סולאריים משמש לשתי השיטות (פוטו -וולטאי ותרמי).בכל מקרה, העיצוב שונה באופן משמעותי בהתאם לאיזה סוג טכנולוגיית סולארית הוא הולך לשמש:

הפאנל התרמי הסולארי משתמש בקרני סולאריות כדי לחמם נוזל שמעביר חום לנוזל ואז מחמם מים.מחממי מים סולאריים משמשים בבתים להשגת מים חמים.
הפאנל הפוטו -וולטאי מנצל את המאפיינים של אלמנטים מוליכים למחצה מסוימים המונחים בתאים סולאריים.תאים סולאריים מייצרים אנרגיה חשמלית כאשר הם נתונים לקרינת השמש.הודות לאפקט הפוטו-וולטאי שנקרא, חשיפה לשמש גורמת לתנועת אלקטרונים ברכיב (בדרך כלל סיליקון), לייצר זרם חשמלי רציף.
הפאנל הסולארי המרוכז משתמש גם בסדרה של מראות פרבוליות עם מבנה ליניארי.מטרת המראות הללו היא לרכז קרינת השמש למוקד כדי להגיע לטמפרטורות גבוהות מספיק כדי לייצר קיטור.
שימושים באנרגיה סולארית

רתימת כוח השמש: מדריך לפוטו וולטאים
לאנרגיה סולארית יש שימושים ויישומים רבים שניתן לסכם בשלוש נקודות:

מים חמים ביתי DHW
חימום מים סולאריים משמש לאספקת מים חמים ביתיים (DHW) וחימום לבתים ומתחמי בניין קטנים.נבנו תחנות כוח סולאריות אשר בעזרת טורבינות קיטור ממיירות את החום המאוחסן לחשמל.

עם זאת, אבות -טיפוס אלה לא נעשה שימוש נרחב בגלל הביצועים הנמוכים של תחנות כוח אלה בהשוואה לעלויות הגבוהות ולאספקת החשמל הלא סדירה.

ייצור חשמל
לוחות פוטו-וולטאיים משמשים במערכות סולאריות מבודדות למכשירי חשמל הרחק מרשתות חשמל (בדיקות שטח, חוזרי טלפון בגובה גבוה וכו ').הם משמשים גם ביישומים עם דרישות אנרגיה נמוכות כאלה עד שחיבור לרשת החשמל לא יהיה חסכוני (אותות קלים, מד חניה וכו ').

מכשירים אלה חייבים להיות מצוידים במצברים המסוגלים לצבור עודף חשמל המיוצר במהלך היום להפעלת הציוד בלילה ובתקופות מעוננות, בדרך כלל סוללות סולאריות.

הם משמשים גם במערכות גדולות המחוברות לרשת, אם כי אספקת החשמל משתנה בתנאים יומיים ועונתיים.לכן קשה לחזות ולא ניתן לתכנות.

אי -רציפות זו הופכת את המאתגרת לעמוד בביקוש החשמל בכל עת, למעט ייצור עם מרווח רחב של בטיחות מעל פסגות הביקוש השנתיות.עם זאת, בהיותו שיא הייצור של תחנות כוח סולאריות בקיץ, הוא מצליח לקזז את הביקוש הפנימי הגדול יותר בגלל מזגנים.

מהם היתרונות והחסרונות של כוח סולארי?
השימוש באנרגיה סולארית כולל יתרונות וחסרונות ספציפיים.

הביקורות העיקריות או החסרונות הם:

עלות השקעה גבוהה לקילוואט שהושגה.
זה מציע יעילות גבוהה מאוד.
הביצועים המתקבלים תלויים בלוח הזמנים השמש, במזג האוויר ובלוח.מסיבה זו, קשה לדעת איזה כוח חשמלי נוכל להשיג ברגע נתון.החיסרון הזה נעלם עם מקורות אנרגיה אחרים, כמו אנרגיה גרעינית או מאובנים.
כמות האנרגיה שנדרשת כדי ליצור פאנל סולארי.הפקת לוחות פוטו-וולטאיים דורשת אנרגיה רבה, לרוב באמצעות מקורות אנרגיה לא מתחדשים כמו פחם.
מצד שני, עליכם לקחת בחשבון את היתרונות של אנרגיה סולארית:

תומכיו תומכים ברווחי הפחתת עלויות ויעילות בגלל יתרונות הגודל והשיפורים הטכנולוגיים במערכות סולאריות עתידיות.
לגבי היעדרו של מקור אנרגיה זה בלילה, הם גם מציינים כי השיא המרבי של צריכת החשמל מושג במהלך היום, כלומר במהלך הייצור המרבי של אנרגיה סולארית.
זהו מקור אנרגיה מתחדש.במילים אחרות, זה לא נדלה.
זוהי אנרגיה שאינה מבטקת: היא אינה מייצרת גזי חממה, ולכן אינה תורמת להחמרה של בעיית שינויי האקלים.
מחבר: Oriol Planas - מהנדס טכני תעשייתי