Top 7 upotreba solarne energije | Prednosti i nedostatci

Kome ne treba sunce? Razgovarat ćemo o korištenju sunčeve energije te njezinim prednostima i nedostacima.

Sve čestice emitiraju određenu količinu energije od koje se neke mogu detektirati, dok neke, oprema nije proizvedena za njihovo detektiranje.

Sunce je, na primjer, zvijezda u galaksiji Mliječni put, i kao i svaka druga zvijezda je masivni nuklearni reaktor. Duboko u jezgri Sunca, reakcije nuklearne fuzije proizvode ogromne količine energije koje zrače prema van s površine Sunca u svemir u obliku svjetlosti i topline.

Ova ogromna energija korištena je tijekom stoljeća u različite svrhe. Većina namjena je sušenje odjeće i drugih stvari.

No, solarna energija, koja je jednostavno energija koja se dobiva od sunca, sve je više korištena terminologija od 19. stoljeća zbog potrebe za obnovljivom i čistom energijom (tj. energija koja ne emitira stakleničke plinove da bi dugoročno negativno utjecala na nas). trčanje).

Ulaskom u 21. stoljeće, solarna energija je postala privlačnija i bolja opcija jer su obnovljivi i ne zagađuju okoliš u odnosu na fosilna goriva.

U novije vrijeme upotreba sunčeve energije se proširila zbog sve veće primjene energije koja dolazi iz sunčevog zračenja. Od davnina, povećano sunčevo zračenje bogovi su smatrali prokletstvom zbog našeg nemara da izvršimo neku vrstu rituala od kojeg su neki ljudi umirali, a neki se ozbiljno razboljeli.

No, s napretkom u tehnologiji i sve većim zanimanjem za iskorištavanje te energije, solarna energija se općenito ne doživljava kao prokletstvo, već kao blagoslov. Blagoslov i utočište za trčanje u nastupu obnovljive energije koja će zamijeniti upotrebu fosilnih goriva poput ugljena, nafte i prirodnog plina koja nisu obnovljiva.

Sunčeva energija je u posljednje vrijeme od posebne koristi u stambenim područjima, poljoprivredi, istraživanju svemira, transportu i mnogim drugim. Energija sunca se ne može iscrpiti, pa zašto je ne iskoristiti za našu dobrobit?

Što je sunčeva energija?

Sunčeva energija je također poznata kao sunčevo zračenje i to je energija koju Sunce proizvodi u obliku svjetlosti. Sunčeva svjetlost dolazi kao ultraljubičaste, vidljive i infracrvene zrake. Vidljivo svjetlo je spektar boja koje smo navikli vidjeti, ali ultraljubičasto i infracrveno ne možemo vidjeti.

Sunčeva energija, sunčevo zračenje je najrasprostranjeniji energetski resurs na zemlji i sposoban je proizvoditi toplinu, izazivati ​​kemijske reakcije ili generirati električnu energiju.

Sunčeva energija je primarni katalizator za kruženje vjetrova koji tvore vremenske sustave i izvore energije ovdje na Zemlji. Prema studijama, količina sunčeve energije ili zračenja koja pogodi površinu zemlje u sat vremena teoretski ispunjava energetske potrebe Zemlje za cijelu godinu.

Ukupna količina incidenata solarne energije na Zemlji znatno je veća od trenutnih i očekivanih energetskih potreba svijeta. Ako je prikladno iskorišten, ovaj visoko raspršeni izvor ima potencijal da zadovolji sve buduće energetske potrebe.

Sunčeva energija iz sunca može se pretvoriti u toplinsku ili električnu energiju. Sunčeva energija je jedan od najčišćih i najzastupljenijih obnovljivih izvora energije koji su dostupni i važan je igrač u našoj globalnoj energetskoj budućnosti dok težimo postizanju održivosti.

Solarna energija može se uhvatiti i koristiti na nekoliko načina, prvenstveno za proizvodnju električne ili toplinske energije za domove, tvrtke i komunalije. Sunčeva energija se također može koristiti za prokuhavanje vode koja, zauzvrat, pokreće parnu turbinu za generiranje slično onoj ugljenu ili nuklearnim elektranama koje proizvode električnu energiju u mnogo većim razmjerima.

Najčešći oblik solarne energije je iskorištavanje sunčeve energije korištenjem solarnih panela ili fotonaponskih ćelija koji su stvoreni od poluvodičkih materijala. Ove ćelije su raspoređene od ruba do ruba kako bi uhvatile sunčevu svjetlost pretvarajući ih u električne struje koje su pohranjene u baterijama.

To se događa kada sunčeve zrake udare u poluvodičke stanice, ono gubi elektrone iz njihovih atoma i ti elektroni teku kroz ćeliju i stvaraju električnu energiju. To je poznato kao fotonaponski efekt. Ove ploče se vide na vrhovima kuća i drugih zgrada. Solarna energija se također može koristiti za osiguravanje svjetlosti za ugodnu unutarnju klimu zgrada, kao i za grijanje vode za kućanstvo, komercijalnu i industrijsku upotrebu.

Vrste solarne energije

Postoje dvije vrste sunčeve energije i one su;

• Aktivna sunčeva energija
• Pasivna sunčeva energija

1. Aktivna solarna energija

Aktivna solarna energija je energija koja se prenosi kroz solarne panele. Koriste se i za sustave grijanja u domovima i za proizvodnju električne energije. Aktivna solarna energija prikuplja se pomoću pločastih PV panela koji se mogu montirati za prikupljanje sunčeve energije.

Za hvatanje sunčeve topline koristi se zrak ili tekućina (tekućina se uglavnom koristi jer je bolji provodnik topline i energije kroz zrak i ima prednost što se ne smrzava). Tekućina se zatim premješta u vanjski uređaj koji djeluje kao spremnik za pohranu gdje se pretvara u energiju.

Aktivna sunčeva energija može se prikupiti korištenjem solarnih kolektora postavljenih na krovovima zgrada za zagrijavanje tekućina i pumpanje kroz sustav cijevi za zagrijavanje cijele zgrade.

Prednosti aktivnih solarnih energetskih sustava

1. Jedna od prednosti aktivne solarne energije je da im nije potreban vanjski izvor energije. Koriste se vanjskim uređajima (solarni paneli) koji su malo održavanja i vrlo pouzdani za prikupljanje energije od sunca.
2. U usporedbi s pasivnim solarnim sustavima, posebna konstrukcija zgrada nije potrebna. Sustavi aktivne solarne energije mogu se koristiti na gotovo bilo kojoj lokaciji i vrsti zgrade.
3. Nema emisije ugljika
4. Zagrijavanje PV panela održava se čistim, n, posebno u lošim vremenskim uvjetima.
5. Ne stvaraju buku.

Nedostaci aktivnih solarnih energetskih sustava

1. Oprema za aktivni solarni energetski sustav je skupa, a skupa je i za održavanje.
2. Tekućine koje pohranjuju toplinu u solarnu ploču mogu ispuštati štetne plinove u zrak.

2. Pasivna solarna energija

Pasivna solarna energija je energija koja se prenosi kroz termodinamiku i prijenos topline u prikupljanju sunčeve topline i pretvaranju je u energiju kao što se primjenjuje u stakleniku) gdje se toplina prenosi od sunca i dok ulazi u staklenik, staklo zadržava toplinsku energiju i pohranjuje ga za hladnija razdoblja.

Ovo je isti mehanizam u toplom ugodnom automobilu po hladnom danu. Sustav pasivne solarne energije najbolje je koristiti za grijanje i hlađenje sustava, posebno u malim kućama. Za hvatanje ove sunčeve topline mogu se koristiti posebni prozori koji mogu imati PV panele. Time se za proizvodnju energije kombiniraju i aktivni i pasivni solarni energetski sustavi.

Prednosti pasivnog solarnog energetskog sustava

1. Pasivni sustavi solarne energije nisu samo jeftini, već nije potrebna nikakva vanjska oprema koja smanjuje vaše troškove energije na oko 14%.
2. Oni ne ispuštaju toksine u usporedbi s aktivnim solarnim energetskim sustavima.

Nedostaci pasivnog solarnog energetskog sustava

1. Učinkovitost pasivnih solarnih energetskih sustava u velikoj mjeri ovisi o vremenskim uvjetima. Ako je tada prevruće vrijeme, vaša bi se zgrada mogla pregrijati.
2. Učinkovitost ovisi i o orijentaciji vaše zgrade prema suncu.
3. Postoje posebne vrste prozora koji se koriste za pasivne solarne sustave. Pogriješite u izboru uništit će vaš trud.

Pošto smo poznavali vrste sunčeve energije, pogledajmo njezinu upotrebu.

Upotreba solarne energije

Slijede načini korištenja sunčeve energije.

• Solarna električna energija
• Solarno grijanje vode 
• Solarni štednjak
• Solarni uređaji 
• Solarna rasvjeta
• Solarno grijanje i ventilacija
• Solarni transport

1. Solarna električna energija

Ovo je jedna od upotreba solarne energije koja je dobila zamah posljednjih godina. Iako je cijena solarnih panela prilično visoka, što solarna električna energija postaje popularnija, to su cijene solarnih panela sve niže.

Solarna električna energija nastaje kada sunčeve zrake pogađaju solarne panele, solarni paneli pomažu u transportu elektrona pretvarajući ih u električnu energiju koja se prenosi kroz žice i koristi za proizvodnju električne energije.

Solarni paneli i solarni fotonaponski sustavi mogu se postaviti na krovove domova ili drugih zgrada. Ovi solarni energetski sustavi generiraju električnu energiju kako bi nadoknadili potrošnju energije zgrade i poslali višak proizvodnje u električnu mrežu.

Solarne baterije se koriste za pohranu solarne energije tako da se solarna električna energija može koristiti čak i kada sunce zađe kroz napajanje električnog vozila. To omogućuje stanovnicima da se potpuno isključe iz mreže sa solarnim i baterijskim sustavom ili sustavom solarne energije i generatora.

2. Solarno grijanje vode

Ovo je jedna od upotreba solarne energije i ovdje se solarna energija koristi za grijanje sustava za grijanje vode. Sunčevo zračenje koristi se za zagrijavanje vode koja se koristi u domovima.

Solarni grijači vode koriste krovne ćelije da apsorbiraju sunčevu toplinu i prenesu je u spremnik za vodu. Sunce se također može koristiti za grijanje vode u bazenu. Ovdje se voda transportira do kolektora gdje se zagrijava na suncu, a zatim se šalje natrag u bazen.

3. Solarni štednjak

Solarni štednjaci ili pećnice jedna su od namjena solarne energije sve popularnije kao kućanski aparati. Iako je spora pećnica, solarna pećnica koristi kutne reflektore za usmjeravanje sunčeve energije u posebnu komoru. Solarna pećnica grije se na niskoj temperaturi nekoliko sati (8-10) ovisno o hrani.

4. Solarni uređaji

Neki drugi uređaji se sve više prilagođavaju korištenju sunčeve energije za njihov rad što ih čini jednom od namjena solarne energije. Neki od ovih uređaja uključuju hladnjake, perilice/sušilice i HVAC sustave. Ovi uređaji troše više energije nego što se očekivalo. Imamo i punjače za telefone i tablete na solarni pogon.

Ovi punjači na solarni pogon prijenosni su i omogućuju korisnicima da ih nose kamo god žele. Neke napredne zemlje poput Japana razvile su lagane, vodootporne solarne ćelije koje bi se jednog dana mogle integrirati za napajanje naših elektroničkih uređaja.

5. Solarna rasvjeta

Solarna energija se također može koristiti za vanjsku rasvjetu što je čini jednom od načina korištenja sunčeve energije. Solarna svjetla se sve više koriste praktički svugdje, od sigurnosne rasvjete do uređenja doma, čak i za prometne znakove i uličnu rasvjetu. Ono što ga čini prilično boljim je to što su ova solarna svjetla jeftina i lako dostupna.

6. Solarno grijanje i ventilacija

Solarno grijanje i ventilacija među mnogim su upotrebama solarne energije.

Solarno grijanje je korištenje sunčevog zračenja za grijanje domova, posebno u hladnim ili zimskim razdobljima, bilo napajanjem zračećih podova ili uparivanje sa sustavom prisilnog vrućeg zraka (FHA). Da bi se to dogodilo, posebnu pozornost treba posvetiti postavljanju prozora na zidove i odabiru materijala za gradnju.

Solarna ventilacija podrazumijeva korištenje tavanskih ventilatora na solarni pogon za hlađenje doma tijekom ljeta. Ovi solarni grijači i ventilatori pomažu u smanjenju troškova energije.

7. Solarni transport.

Solarni transport je jedna od upotreba solarne energije. Solarna energija je korištenje solarne energije za pogon vozila.

Vozila na solarni pogon su vozila budućnosti i potrebne su bolje inovacije i tehnologije da bi ta vozila bila na cesti. Ono što imamo su velika vozila koja su još uvijek u fazi testiranja, a ne u masovnoj proizvodnji. Iako se električni automobili mogu puniti solarnim panelima.

Prednosti solarne energije

Sunčeva energija je povoljnija i poželjnija od konvencionalnih energetskih sustava. Evo prednosti solarne energije.

1. Ima neograničene sirovine.

To je glavni razlog obnovljivosti solarne energije. Količina raspoložive sunčeve energije je 10,000 XNUMX puta veća od količine koja je trenutno potrebna ljudima.

Smiješna stvar je da se energija zamjenjuje i da bi samo oko 0.02% dolazne sunčeve svjetlosti bilo dovoljno da zamijeni druge izvore goriva ako se iskoristi.

2. Čista energija

Sunčeva energija ima niske emisije i stoga je jedan od najčišćih izvora energije. Štetni učinci na okoliš su zanemarivi u usporedbi s konvencionalnim izvorima energije, a to su izgaranje fosilnih goriva.

Ekološki trošak solarne solarne energije izvrsna je zamjena za energiju fosilnih goriva budući da se izgaranjem fosilnih goriva godišnje oslobađa oko 21.3 milijarde metričkih tona ugljičnog dioksida u atmosferu.

3. Opskrba električnom energijom za stanovnike izvan mreže

Postoji oko 1.8 milijardi ljudi koji su izvan mreže zbog različitih razloga. Neki mogu biti rezultat politike ili brige o okolišu, ali uglavnom nemaju pristup električnoj energiji, a takvi su u mnogim zemljama u razvoju.

Solarna energija bi bila prikladna za ove stanovnike izvan mreže da dobiju pristup električnoj energiji jer mogu postaviti svoje solarne ploče kako bi primali struju izravno od sunca.

4. Smanjenje troškova proizvodnje električne energije

Solarna energija pomaže poboljšati kvalitetu života milijuna ljudi jer se troškovi smanjuju. Milijuni ljudi žive u mraku u zemljama u razvoju što rezultira niskom kvalitetom života.

Korištenje solarne energije može drastično poboljšati njihovu kvalitetu života jer nije samo bolja zamjena za konvencionalnu proizvodnju energije jer smanjuje značajne društvene i ekološke troškove, već bi također donijela razvoj u onim područjima koja osiguravaju zelena radna mjesta i također pospješuju industrijsku proizvodnju.

5. Nema zagađenja bukom

Proizvodnja solarne energije je bešumna i stoga ne može uzrokovati onečišćenje bukom u usporedbi s proizvodnjom energije vjetroturbina.

6. Ekonomičniji za dugotrajnu proizvodnju električne energije

Iako instalacija solarne energije nosi visoku cijenu, dugoročno, solarna energija je ekonomična u usporedbi s konvencionalnim računima za električnu energiju.

7. Pouzdaniji

Solarna energija je pouzdanija od konvencionalne energije iz komunalnih poduzeća. To je važno jer mogu biti ograničeni političkim ili gospodarskim previranjima, terorizmom, prirodnim katastrofama ili prekidima rada zbog prekomjerne upotrebe koja uzrokuje nestanke struje, ali nije tako sa solarnom energijom.

8. Pomaže u očuvanju inozemnih energetskih rashoda

Pomoć solarne energije štedi inozemne izdatke za energiju, a to je zbog nečuvenih troškova koji proizlaze iz uvoza nafte i također bušenja nafte.

Mane solarne energije

1. Visoka cijena instalacije

Korištenje i ugradnja solarne energije imaju visoku početnu cijenu, iako se to odnosi na svu obnovljivu energiju. Početni trošak korištenja solarne energije može čak pokriti godine računa za energiju.

Cijena solarne energije možda je s vremenom smanjena, ali cijene su još uvijek nečuvene, budući da se solarna energija sve više koristi s novijim tehnologijama, sigurno ćemo vidjeti da će ove cijene još više pasti.

2. Sunčeva energija ovisi o vremenskim prilikama

Energija se može generirati samo kada sunčeva svjetlost udari u lice panela i pretvori se tako da najbolje rade u sunčanim danima. To će reći da nema sunca bilo bi struje.

Također, oblačni dani ne proizvode toliko energije, a noću nema sunca pa postoji potreba za velikim baterijama kako bi se spasile one koje dobivaju dan. To ograničava zemlje koje imaju nisko sunčevo zračenje, a također i performanse solarnih panela.

3. Niska stopa pretvorbe energije

Solarni paneli imaju nisku stopu pretvorbe energije u usporedbi sa snagom konvencionalnih elektrana slične veličine, a najnapredniji solarni paneli moraju pretvoriti samo 20-25%.

To pokazuje koliko je još potrebno razvoja u industriji proizvodnje solarne energije.

4. Treba puno prostora

Proizvodnja solarne energije zauzima puno prostora. Za proizvodnju velikih razmjera potrebno je puno prostora za instalaciju solarnih panela i tako se ogoljavaju zemljišta ugrožavajući divlje životinje za postavljanje solarnih panela.

PV sustavi većeg opsega mogu zahtijevati do 3.5 do 10 hektara po megavatu, a objekti CSP-a zahtijevaju od 4 do 16.5 hektara po megavatu.

Iako se to može riješiti masovnom instalacijom solarnih panela u napuštenim područjima kako bi se zadovoljila potražnja velike proizvodnje. Također, potrebni su veliki krovovi za postavljanje solarnih panela za kućnu upotrebu.

5. Ispušta elektronički otpad

Iako proizvodnja solarne energije nema značajan utjecaj na okoliš, proces proizvodnje solarnih panela može naštetiti okolišu uzrokujući emisije iz izgaranja fosilnih goriva i plastičnog otpada.

Također, proizvodnja solarne energije oslobađa elektronički otpad kao i druga elektronika, što čini odlaganje ovog opasnog otpada problem.

6. Materijali koji nisu lako dostupni

Materijali koji se koriste u proizvodnji solarnih tehnologija su rijetki iako je to problem za PV tehnologije, a ne za CSP tehnologije.

PITANJA I ODGOVORI

Koje su posebne namjene solarne energije kod kuće?

Neke od posebnih upotreba solarne energije kod kuće uključuju;

• Ventilatori na solarni pogon: solarna energija može se koristiti za napajanje ventilatora za kućnu upotrebu.
• Solarno grijanje za bazene: solarna energija se može koristiti za grijanje bazena kod kuće kako bi bili topli i ugodni za opuštanje.
• Solarno grijanje kuće: solarna energija se može koristiti i za grijanje kuće u zimskim razdobljima.
• Pumpe na solarni pogon: solarna energija se može koristiti za napajanje pumpi za vodu.
• Punjenje baterija solarnom energijom: solarna energija se također može koristiti za punjenje telefona i drugih naprava.
• Solarna energija za kuhanje: solarna energija se može koristiti za napajanje pećnica.

Koje su posebne namjene solarne energije u poljoprivredi?

Neke od posebnih upotreba solarne energije u poljoprivredi uključuju;

• Sunčeva energija se može koristiti za zagrijavanje vode koja se koristi u poljoprivredne svrhe.
• Sunčeva energija se također može koristiti za rad solarnog staklenika koji pomaže rastu usjeva i poboljšava prinos.
• Sunčeva energija se također može koristiti za sušenje usjeva i žitarica.
• Sunčeva energija se može koristiti za crpljenje vode.

Preporuke

• Stvari koje treba imati na umu pri projektiranju sustava solarne ulične rasvjete
  .
• Klimatske promjene | Definicija, uzroci, posljedice i rješenja
  .
• Top 6 ekološki prihvatljivih izvora energije
  .
• Top 10 ekoloških problema i rješenja
  .
• 5 najboljih sveučilišta za inženjerstvo zaštite okoliša
  .
• 5 načina za vođenje ekološki prihvatljivog poslovanja