7 parimat päikeseenergia kasutusviisi | Eelised ja miinused

Kes ei vaja päikest? Me räägime päikeseenergia kasutamisest ning selle eelistest ja puudustest.

Kõik osakesed eraldavad teatud suurusjärgus energiat, millest osa on tuvastatav, samas kui osa osakesed ei ole nende tuvastamiseks toodetud.

Näiteks Päike on Linnutee galaktika täht ja nagu iga teine täht, on see massiivne tuumareaktor. Sügaval Päikese tuumas toodavad tuumasünteesireaktsioonid tohutul hulgal energiat, mis kiirgavad Päikese pinnalt väljapoole ja kosmosesse valguse ja soojuse kujul.

Seda tohutut energiat on aegade jooksul erinevatel eesmärkidel kasutatud. Enamik eesmärke on riiete ja muu kraami kuivatamine.

Kuid päikeseenergia, mis on lihtsalt päikesest saadav energia, on alates 19. sajandist olnud üha enam kasutatud terminoloogia, kuna on vaja taastuvat ja puhast energiat (st energiat, mis ei eralda kasvuhoonegaase, et meid pika aja jooksul negatiivselt mõjutada). jooksma).

21. sajandisse jõudes on päikeseenergia muutunud atraktiivsemaks ja paremaks valikuvõimaluseks, kuna see on taastuv ja fossiilkütustega võrreldes mittesaastav.

Viimasel ajal on päikeseenergia kasutamine laienenud, kuna päikesekiirgusest saadavat energiat kasutatakse rohkem. Vanasti peeti suurenenud päikesekiirgust jumalate needuseks meie hooletuse pärast sooritada rituaali, mille käigus mõned inimesed surevad ja mõned haigestuvad tõsiselt.

Kuid tänu tehnoloogia arengule ja suuremale huvile selle energia kasutamise vastu ei ole päikeseenergiat üldiselt peetud needuseks, vaid õnnistuseks. Õnnistus ja varjupaik, kuhu pöörduda taastuvenergia kasutuselevõtul, et asendada fossiilkütuste, nagu kivisüsi, nafta ja maagaas, kasutamine, mis ei ole taastuvad.

Päikeseenergia on viimastel aegadel olnud eriliseks kasutuseks elamupiirkondades, põllumajanduses, kosmoseuuringutes, transpordis ja paljudes muudes valdkondades. Päikeseenergiat ei saa ammendada, nii et miks mitte kasutada seda enda kasuks?

Sisukord

Mis on päikeseenergia?

Päikeseenergiat tuntakse ka päikesekiirgusena ja see on energia, mida päike toodab valguse kujul. Päikesest tulev valgus tuleb ultraviolett-, nähtava- ja infrapunakiirtena. Nähtav valgus on värvide spekter, mida oleme harjunud nägema, kuid ultraviolett- ja infrapunakiirgust pole näha.

Päikeseenergia, Päikese kiirgus on kõige rikkalikum energiaallikas Maal ja on võimeline tootma soojust, põhjustama keemilisi reaktsioone või tootma elektrit.

Päikeseenergia on tuulte ringluse peamine katalüsaator, mis moodustab siin Maal ilmastikusüsteeme ja energiaallikaid. Uuringute kohaselt täidab tunnis maapinda tabav päikeseenergia või kiirguse hulk teoreetiliselt maakera energiavajaduse terveks aastaks.

Päikeseenergiaintsidentide koguhulk Maal on tunduvalt suurem kui maailma praegune ja eeldatav energiavajadus. Kui see väga hajutatud allikas on sobivalt rakendatud, suudab see rahuldada kõik tulevased energiavajadused.

Päikeseenergiat saab muundada soojus- või elektrienergiaks. Päikeseenergia on üks puhtamaid ja rikkalikumaid saadaolevaid taastuvaid energiaallikaid ning see on oluline osa meie globaalses energiatulevikus, kui me püüdleme jätkusuutlikkuse poole.

Päikeseenergiat saab koguda ja kasutada mitmel viisil, peamiselt kodude, ettevõtete ja kommunaalteenuste elektri- või soojusenergia tootmiseks. Päikeseenergiat saab kasutada ka vee keetmiseks, mis omakorda kasutab auruturbiini, mis toodab sarnaselt söe- või tuumaelektrijaamadega, mis toodavad elektrit palju suuremas mahus.

Kõige tavalisem päikeseenergia vorm on päikeseenergia kasutamine kasutades päikesepaneele või fotogalvaanilisi elemente mis on loodud pooljuhtmaterjalidest. Need elemendid on paigutatud servast servani, et püüda kinni päikesevalgust, muutes need elektrivooludeks, mis salvestatakse patareides.

See juhtub siis, kui päikesekiired tabavad pooljuhtelemente, kaotab nende aatomitest elektronid ja need elektronid voolavad läbi raku ja toodavad elektrit. Seda nimetatakse fotogalvaaniliseks efektiks. Neid paneele on näha majade ja muude hoonete peal. Päikeseenergiat saab kasutada ka hoonete mugava sisekliima valgustamiseks ning vee soojendamiseks kodu-, äri- ja tööstuslikuks kasutamiseks.

Päikeseenergia tüübid

Päikeseenergiat on kahte tüüpi ja need on;

Aktiivne päikeseenergia
Passiivne päikeseenergia

1. Aktiivne päikeseenergia

Aktiivne päikeseenergia on energia, mis edastatakse päikesepaneelide kaudu. Neid kasutatakse nii kodude küttesüsteemides kui ka elektri tootmiseks. Aktiivset päikeseenergiat kogutakse lamedate PV-paneelide abil, mida saab paigaldada päikeseenergia kogumiseks.

Päikese soojuse püüdmiseks kasutatakse õhku või vedelikku (enamasti kasutatakse vedelikku, kuna see juhib paremini soojust ja energiat läbi õhu ning selle eeliseks on see, et see ei külmu). Seejärel viiakse vedelik välisseadmesse, mis toimib hoiukonteinerina, kus see muundatakse energiaks.

Aktiivset päikeseenergiat saab koguda hoonete katustele paigutatud päikesekollektorite abil, et soojendada vedelikke ja pumbata need läbi torustiku, et soojendada kogu hoonet.

Aktiivsete päikeseenergiasüsteemide plussid

Üks aktiivse päikeseenergia eeliseid on see, et nad ei vaja välist energiaallikat. Nad kasutavad väliseid seadmeid (päikesepaneelid), mis on vähese hooldusega ja väga töökindlad päikeseenergia kogumiseks.
Võrreldes passiivsete päikeseenergiasüsteemidega ei ole hoone eriehitus vajalik. Aktiivseid päikeseenergiasüsteeme saab kasutada peaaegu igas asukohas ja hoonetüübis.
Süsinikuheide puudub
PV-paneelide soojendus püsib selgena, eriti halbade ilmastikutingimuste korral.
Need ei tekita müra.

Aktiivsete päikeseenergiasüsteemide miinused

Aktiivse päikeseenergia süsteemi seadmed on kallid ja neid on kulukas ka ülal pidada.
Päikesepaneelil soojust salvestavad vedelikud võivad õhku eraldada kahjulikke gaase.

2. Passiivne päikeseenergia

Passiivne päikeseenergia on energia, mis edastatakse termodünaamika ja soojusülekande kaudu päikesesoojuse kogumisel ja selle energiaks muutmisel, mida kasutatakse kasvuhoone kasvuhoones), kus soojus kandub päikeselt ja kui see siseneb kasvuhoonesse, hoiab klaas soojusenergia kinni. ja säilitab seda jahedamateks perioodideks.

See on sama mehhanism külmal päeval soojas meeldivas autos. Passiivset päikeseenergiasüsteemi on kõige parem kasutada süsteemi kütmiseks ja jahutamiseks, eriti väikestes kodudes. Selle päikesesoojuse hõivamiseks saab kasutada spetsiaalseid aknaid, millel võivad olla PV-paneelid. Sellega ühendatakse energia tootmiseks nii aktiivsed kui ka passiivsed päikeseenergiasüsteemid.

Passiivse päikeseenergiasüsteemi plussid

Passiivsed päikeseenergiasüsteemid ei ole lihtsalt odavad, vaid pole vaja väliseid seadmeid, mis vähendavad teie energiakulutusi umbes 14% -ni.
Võrreldes aktiivsete päikeseenergiasüsteemidega ei vabasta need toksiine.

Passiivse päikeseenergia süsteemi miinused

Passiivsete päikeseenergiasüsteemide efektiivsus sõltub suuresti ilmastikutingimustest. Kui ilm on liiga kuum, võib teie hoone üle kuumeneda.
Tõhusus sõltub ka teie hoone suundumusest päikese poole.
Passiivsete päikeseenergiasüsteemide jaoks kasutatakse spetsiaalseid aknaid. Valiku tegemisel eksimine rikub teie jõupingutused.

Olles tundnud päikeseenergia liike, vaatame selle kasutusalasid.

Päikeseenergia kasutusalad

Päikeseenergia kasutusalad on järgmised.

Päikeseelekter
Päikeseenergia vee soojendamine
Päikesepliit
Päikeseenergia seadmed
Päikese valgustus
Päikeseküte ja ventilatsioon
Päikeseenergia transport

1. Päikeseenergia

See on üks päikeseenergia kasutusviise, mis on viimastel aastatel hoo sisse saanud. Kuigi päikesepaneelide hind on küllalt kõrge, siis mida populaarsemaks muutub päikeseelekter, seda madalamaks lähevad ka päikesepaneelide hinnad.

Päikeseelekter tekib siis, kui päikesekiired tabavad päikesepaneele, päikesepaneelid aitavad transportida elektrone, muutes need elektriks, mida edastatakse läbi juhtmete ja kasutatakse elektri tootmiseks.

Päikesepaneele ja päikeseenergia süsteeme saab paigaldada kodude või muude hoonete katustele. Need päikeseenergiasüsteemid toodavad elektrit, et kompenseerida hoone energiatarbimist ja suunata üleliigne toodang elektrivõrku.

Päikesepatareisid kasutatakse päikeseenergia salvestamiseks, nii et päikeseelektrit saab kasutada isegi siis, kui päike loojub elektrisõiduki toiteallika kaudu. See võimaldab elanikel päikeseenergia ja akusüsteemiga või päikeseenergia- ja generaatorisüsteemiga täielikult võrgust välja lülitada.

2. Päikeseenergia veeküte

See on üks päikeseenergia kasutusaladest ja siin kasutatakse päikeseenergiat veeküttesüsteemide soojendamiseks. Päikesekiirgust kasutatakse kodudes kasutatava vee soojendamiseks.

Päikeseenergia veesoojendid kasutavad katuseelemente päikesesoojuse neelamiseks ja selle veepaaki ülekandmiseks. Päikest saab kasutada ka basseini vee soojendamiseks. Siin transporditakse vesi kollektorisse, kus see soojendatakse päikese käes ja saadetakse seejärel tagasi basseini.

3. Päikeseenergia pliit

Päikeseenergia pliidid või ahjud on üks päikeseenergia kasutusviise, mis muutuvad kodumasinateks üha populaarsemaks. Kuigi see on aeglane pliit, kasutab päikeseahi nurga all olevaid reflektoreid, et suunata päikeseenergia spetsiaalsesse kambrisse. Päikeseahi kütab madalal temperatuuril olenevalt toidust mõned tunnid (8-10).

4. Päikeseenergiaseadmed

Mõned teised seadmed on üha enam kohandatud päikeseenergia kasutamiseks nende tööks, muutes need üheks päikeseenergia kasutusalaks. Mõned neist seadmetest hõlmavad külmikuid, pesumasinaid/kuivateid ja HVAC-süsteeme. Need seadmed kasutavad oodatust rohkem energiat. Meil on ka päikeseenergial töötavad telefonid ja tahvelarvuti laadijad.

Need päikeseenergial töötavad laadijad on kaasaskantavad, võimaldades kasutajatel neid kõikjale kaasa võtta. Mõned arenenud riigid, nagu Jaapan, on välja töötanud kerged, veekindlad päikesepatareid, mida saaks kunagi integreerida meie elektroonikaseadmete toiteks.

5. Päikeseenergia valgustus

Päikeseenergiat saab kasutada ka välisvalgustusena, muutes selle üheks päikeseenergia kasutusviisiks. Päikesevalgusteid kasutatakse üha enam praktiliselt kõikjal turvavalgustusest kodu haljastuseni isegi liiklusmärkide ja tänavavalgustite jaoks. Paremaks teeb selle see, et need päikesevalgustid on odavad ja kergesti kättesaadavad.

6. Päikeseküte ja ventilatsioon

Päikeseküte ja ventilatsioon on üks paljudest päikeseenergia kasutusviisidest.

Päikeseküte on päikesekiirguse kasutamine kodude kütmiseks, eriti külmal või talveperioodil, kas kiirguspõrandate toiteallikana või ühendades need kuuma õhu (FHA) süsteemiga. Et see juhtuks, tuleks erilist tähelepanu pöörata akende paigutamisele seintele ja hoone materjalide valikule.

Päikeseenergia ventilatsioon hõlmab päikeseenergial töötavate pööninguventilaatorite kasutamist kodu jahutamiseks suvel. Need päikesekütteseadmed ja ventilaatorid aitavad vähendada energiakulusid.

7. Päikeseenergia transport.

Päikeseenergia transport on üks päikeseenergia kasutusviise. Päikeseenergia on päikeseenergia kasutamine sõidukite toiteks.

Päikeseenergial töötavad sõidukid on tulevikusõidukid ning nende sõidukite liikumiseks on vaja paremaid uuendusi ja tehnoloogiaid. Meil on suuremad sõidukid, mis on veel testimisrežiimis ja mida ei toodeta laialdaselt. Kuigi elektriautosid saab laadida päikesepaneelidega.

Päikeseenergia eelised

Päikeseenergia on soodsam ja eelistatum kui tavalised energiasüsteemid. Siin on päikeseenergia eelised.

1. Sellel on piiramatu hulk tooraineid.

See on päikeseenergia taastumise peamine põhjus. Saadaval oleva päikeseenergia hulk on 10,000 XNUMX korda suurem kui praegu inimesele vajalik kogus.

Naljakas on see, et energiat vahetatakse välja ja ainult umbes 0.02% sissetulevast päikesevalgusest piisaks teiste kütuseallikate asendamiseks, kui neid kasutada.

2. Puhas energia

Päikeseenergia heitkogused on madalad ja seega on see üks puhtamaid energiaallikaid. Kahjulik mõju keskkonnale on tavapäraste energiaallikatega, milleks on fossiilsete kütuste põletamine, tühine.

Päikeseenergia keskkonnakulud Päikeseenergia asendab suurepäraselt fossiilkütuste energiat, kuna fossiilkütuste põletamisel eraldub aastas atmosfääri umbes 21.3 miljardit tonni süsinikdioksiidi.

3. Võrguväliste elanike elektriga varustamine

Umbes 1.8 miljardit inimest on erinevatel põhjustel võrgust väljas. Mõned neist võivad olla tingitud poliitikast või keskkonnaprobleemidest, kuid enamasti puudub juurdepääs võrgu elektrile ja see on paljudes arengumaades.

Päikeseenergia sobiks neile võrguühenduseta elanikele elektrile juurdepääsu saamiseks, kuna neil on võimalik paigaldada päikesepaneelid, et saada elektrit otse päikeselt.

4. Elektri tootmiskulude vähendamine

Päikeseenergia aitab kulude kärpimisel parandada miljonite inimeste elukvaliteeti. Miljonid inimesed elavad arengumaades pimeduses, mille tulemuseks on madal elukvaliteet.

Päikeseenergia kasutamine võib nende elukvaliteeti drastiliselt parandada, kuna see ei ole lihtsalt parem asendus tavapärastele energiatootmistele, kuna see vähendab olulisi sotsiaalseid ja keskkonnakulusid, vaid tooks kaasa ka arengu piirkondades, kus luuakse rohelisi töökohti ja hoogustatakse ka tööstuslikku tootmist.

5. Mürasaaste puudub

Päikeseenergia tootmine on müravaba ja seega ei saa tekitada mürasaastet võrreldes tuuleturbiinide energia tootmisega.

6. Säästlikum pikaajaliseks elektritootmiseks

Kuigi päikeseenergia paigaldamine on kallis, on päikeseenergia pikemas perspektiivis võrreldes tavaliste võrguenergia arvetega ökonoomne.

7. Usaldusväärsem

Päikeseenergia on usaldusväärsem kui kommunaalettevõtete tavaline energia. See on oluline, sest neid võivad piirata poliitilised või majanduslikud ebastabiilsused, terrorism, looduskatastroofid või elektrikatkestusi põhjustav ülekasutamine, kuid päikeseenergia puhul see nii ei ole.

8. Aitab säästa välisenergia kulutusi

Päikeseenergia abil säästetakse välisenergia kulutusi ja selle põhjuseks on nafta impordist ja ka nafta puurimisest tulenevad üüratud kulud.

Päikeseenergia puudused

1. Kõrge paigalduskulu

Päikeseenergia kasutamise ja paigaldamise algkulud on suured, kuigi see kehtib kogu taastuvenergia kohta. Päikeseenergia kasutamise esialgne kulu võib katta isegi aastatepikkused energiaarved.

Päikeseenergia maksumus võib olla aja jooksul vähenenud, kuid hinnad on endiselt ennekuulmatud, kuna päikeseenergiat kasutatakse üha rohkem uuemate tehnoloogiate abil, siis kindlasti näeme, et need hinnad langevad veelgi.

2. Päikeseenergia on ilmast sõltuv

Energiat saab toota ainult siis, kui päikesevalgus lööb paneeli vastu ja muundatakse, muutes need kõige paremini päikesepaistelistel päevadel. See tähendab, et kui päikest pole, oleks elektrit.

Samuti ei tooda pilvised päevad nii palju energiat ja öösel pole päikest, mistõttu on vaja suuri akupankasid, et säästa päevasel ajal laekuvaid. Need piiravad riike, kus on madal päikesekiirgus ja ka päikesepaneelide jõudlus.

3. Madal energia muundamise määr

Päikesepaneelidel on madal energia muundamise määr võrreldes sama suurusega tavaliste elektrijaamade võimsusega, mille kõige arenenumad päikesepaneelid peavad muundama vaid 20-25%.

See näitab, kui palju on päikeseenergia tootmistööstuses veel vaja areneda.

4. Vajab palju ruumi

Päikeseenergia tootmine võtab palju ruumi. Suuremahulise tootmise jaoks on päikesepaneelide paigaldamiseks vaja palju ruumi ja seetõttu laotatakse maad lagedale, ohustades päikesepaneelide paigutamiseks elusloodust.

Suuremate kommunaalteenuste mastaabis PV süsteemid võivad vajada kuni 3.5–10 aakrit megavati kohta ja CSP-seadmed nõuavad 4–16.5 aakrit megavati kohta.

Kuigi seda saab lahendada päikesepaneelide massilise paigaldamisega mahajäetud piirkondadesse, et rahuldada suuremahulist tootmisnõudlust. Samuti on vaja suuri katuseid päikesepaneelide jaoks, mida paigutada koduseks kasutamiseks.

5. Vabastab elektroonikajäätmed

Kuigi päikeseenergia tootmisel ei ole olulist keskkonnamõju, võib päikesepaneelide tootmisprotsess kahjustada keskkonda, põhjustades fossiilkütuste ja plastijäätmete põletamisel tekkivaid heitmeid.

Samuti vabaneb päikeseenergia tootmisel elektroonikajäätmeid, kuna muu elektroonika teeb nende ohtlike jäätmete kõrvaldamise probleemiks.

6. Materjalid, mis pole kergesti kättesaadavad

Päikeseenergia tehnoloogiate tootmiseks kasutatavad materjalid on haruldased, kuigi see on PV-tehnoloogiate, mitte CSP-tehnoloogiate probleem.

KKK

Millised on päikeseenergia eriotstarbed kodus?

Mõned päikeseenergia erikasutused kodus on:

Päikeseenergial töötavad ventilatsiooniventilaatorid: päikeseenergiat saab kasutada koduseks kasutamiseks mõeldud ventilaatorite toiteks.
Basseinide päikeseküte: päikeseenergiat saab kasutada kodus basseinide soojendamiseks, et muuta need soojaks ja mõnusaks lõõgastumiseks.
Päikeseenergia maja küte: päikeseenergiat saab kasutada ka talveperioodidel maja kütmiseks.
Päikeseenergial töötavad pumbad: päikeseenergiat saab kasutada veepumpade toiteks.
Akude laadimine päikeseenergiaga: päikeseenergiat saab kasutada ka telefonide ja muude vidinate laadimiseks.
Päikeseenergia toiduvalmistamiseks: päikeseenergiat saab kasutada ahjude toiteks.

Millised on päikeseenergia erilised kasutusalad põllumajanduses?

Mõned päikeseenergia erikasutused põllumajanduses hõlmavad järgmist:

Päikeseenergiat saab kasutada põllumajanduslikul eesmärgil kasutatava vee soojendamiseks.
Päikeseenergiat saab kasutada ka päikeseenergia kasvuhoone töös, mis aitab kaasa põllukultuuride kasvule ja parandab saaki.
Päikeseenergiat saab kasutada ka saagi ja teravilja kuivatamiseks.
Päikeseenergiat saab kasutada vee pumpamiseks.

Soovitused

Providence Amaechi

toimetaja at Keskkond Go! | providenceamaechi0@gmail.com | + postitused

Hingelt kirest juhitud keskkonnakaitsja. EnvironmentGo juhtiv sisukirjutaja.
Püüan avalikkust keskkonna ja selle probleemide alal harida.
See on alati olnud seotud loodusega, me peaksime kaitsma, mitte hävitama.