Päikesepaneelide 18 parimat eelist ja puudust

Nii keskkonnasõbralik kui ka päikeseenergia tehnoloogia on ülemaailmne, on päikesepaneelidel mõned eelised ja puudused. Neid eeliseid ja puudusi ning palju muud on käesolevas artiklis käsitletud.

Viimastel aastakümnetel on vajadus säästva energia järele põhjustanud erinevate allikate kasvu. Ja üha rohkemate keskkonnaprobleemide, nagu ressursside ammendumise, kampaaniate tõttu on taastuvenergia uus fookus.

Fossiilkütuste allikate, päikese-, tuule-, vee- ja geotermiliste energiaallikate asendamiseks arendatakse allikaid, mis vastavad maailma energiavajadustele. Arenenud riikides tehakse palju uuringuid. Isegi arengumaad ei ole kõrvale jäetud, kuna nad täidavad oma osa nii suure tehnilise võimekusega, kui neil on.

Päikeseenergia tehnoloogia on maailmas kõige kiiremini kasvav ja enimkasutatav taastuvenergia. Nii hea kui tundub, pole see täiuslik. Päikesepaneelide kasutamisel on nii eeliseid kui ka puudusi. Need on need, mida selles artiklis käsitletakse. Nende teadmistega saate oma võimalusi kaaluda, enne kui otsustate, kas eelistate neid või otsite muid alternatiive.

Mis on päikesepaneelid?

Päikesepaneele võib nimetada ka fotogalvaanilisteks mooduliteks. Päikesepaneel on fotogalvaanilistest päikesepatareidest koosnev paigutus lehel. Iga fotogalvaaniline element on valmistatud pooljuhist ja on võimeline tekitama valguse käes pinget ja elektrivoolu.

Päikesepaneelid hakati esmakordselt masstootma aastal 2000. Selle tegid Saksa keskkonnateadlane ja Eurosolar. Sellest ajast alates on tehtud rohkem uuendusi ja toodetud rohkem paneele.

Päikesepaneelides kasutatav põhimaterjal (st pooljuht) võib olla hõbe, räni või. Enim kasutatakse räni. Päikesepaneelid võivad olla valmistatud ühest ränitükist (monokristalliline) või mitmest ränitükist (polükristalne). Polükristallilised paneelid on tavaliselt sinist värvi ja odavamad kui musta värvi monokristallilised paneelid.

Päikesepaneele kasutatakse tavaliselt elektri tootmiseks kodudes ja tööstuses. Peale nende kasutatakse päikesepaneele ka kliinikutes meditsiinitarvete jahutamiseks. Põllumajandusettevõtetes kasutatakse neid niisutusseadmete toiteallikana. Päikesepaneele saab kombineerida ka muude taastuvate energiaallikatega, näiteks tuuleturbiinidega, et moodustada nn hübriidenergiasüsteeme.

Transpordisektoris kasutatakse päikesepaneele päikesesõidukite valmistamisel. Neid kasutatakse ka kosmosesõidukites ja kosmosejaamades.

Kuidas päikesepaneelid töötavad

Päikesepaneelide fotogalvaaniline efekt võimaldab neil valgusenergiat elektriks muundada. Selle funktsiooni käivitavad füüsikalised ja keemilised reaktsioonid, mis põhjustavad PV elementide tekitatud väliste elektrilaengute liikumist vastusena raku sisemisele elektriväljale, põhjustades elektrivoolu.

Iga päikesepatarei fotogalvaaniline element koosneb kahest pooljuhtide viilust. Pooljuhid legeeritakse täiendavalt teiste materjalidega, et tekitada igale lõigule positiivne või negatiivne elektrilaeng. Negatiivselt laetud elektronide arvu suurendamiseks võib ülaosa katta fosforiga. Pooljuhi põhi on täiendavalt kaetud booriga, et vähendada negatiivseid laenguid ja suurendada positiivseid laenguid. See tekitab räni ristmikul elektrivälja.

Kui päikesevalgusenergia rakke tabab, lööb see elektronid aatomitest vabaks, pannes need liikuma. Elektriväli põhjustab vabade elektronide eemaldumise ristmikust. Raku külgedel olevad metallist juhtivad plaadid koguvad need elektronid edasi ja kannavad need juhtmetesse.

Kui paneele kavatsetakse kasutada elektri tootmiseks, on vaja akusid, inverterit ja laadimiskontrollereid.

Päikesepaneelid koosnevad päikesemoodulitesse suletud päikesepatareidest. Nende paneelide paigutust katusele, maapinnale või seinale nimetatakse päikesepaneelideks.

Kui päike tõuseb, langevad paneelidele valguskiired. Paneelide poolt toodetud elektrienergia hulk sõltub teatud teguritest nagu päikese intensiivsus, kellaaeg, geograafiline asukoht, paneelide vanus, paneelide arv, aastaaeg jne.

Kui päikese keskmine tipptund on erinev, varieerub ka paneelide päikeseenergia väljund. Mõnes piirkonnas võib keskmine päikesetundide tipptund olla juunis alla 4.0 ja detsembris 6.5 ja rohkem. Nende näitajatega toodab 80 W päikesepaneel juunis umbes 320 W päikeseenergiat päevas ja detsembris 6.5 keskmise päikesetundide tippväärtusega umbes 520 W päikeseenergiat päevas.

Päikesepaneelide võimsust mõjutab elemendi töötemperatuur. See temperatuur varieerub hinnanguliselt 2.5% iga 5 kraadise temperatuurimuutuse kohta. Päikeseenergia regulaatorid või laadimiskontrollerid kontrollivad akudesse minevat laengu hulka. Kui seda ei tehta, võivad päikesetemperatuuri tõusust ja langusest põhjustatud kõikumised patareisid kahjustada. Mõned laadimiskontrollerid muudavad ka ülepinge vooluks. See tagab akude kiirema laadimise.

Kui päikesepaneele kasutatakse alalisvoolu vidinate toiteks, pole invertereid vaja. Kuid vahelduvvoolu vidinate korral on vaja invertereid. Inverteri töö on muundada alalisvoolu vahelduvvooluks.

Päikesepaneelide eelised

Kas tead, et päikesepaneelidel on plusse ja miinuseid? Vaatame lühidalt päikesepaneelide eeliseid enne puudusi.

Mõned neist eelistest tulenevad asjaolust, et paneelid sõltuvad päikeseenergiast, taastuvast ja keskkonnasõbralikust energiaallikast. Päikesepaneelid ei eralda meie energiavajadust rahuldades ühtegi kasvuhoonegaasi. Need on ka pikas perspektiivis kulutõhusad. Samuti saab päikesepaneelidest saadavat energiat salvestada akudesse ja kasutada päikesevalguse puudumisel.

Päikesepaneelide miinused

Päikesepaneelide kasutamisega kaasnevad ka puudused. Kui päikesepaneelid ei ole katusele paigaldatud, võtavad nad palju maapinda. Paigalduskulud on tavaliselt kõrged, eriti riikides, kus energiasektor on halvasti arenenud. Päikesepaneelid sõltuvad samuti täielikult päikesest. Kui päikesevalgust pole, pole päikesepaneelide kasutajatel ka elektrit.

Päikesepaneelide muid eeliseid ja puudusi on selles artiklis käsitletud.

Polaarpaneelide 18 parimat eelist ja puudust

1. Pikk eluiga
2. Keskkonnasõbralik
3. Taastuv
4. Madal hooldus
5. Võimsust saab salvestada
6. Subsideeritud energia
7. Igakuised arved puuduvad
8. Kasutatakse vähem ruumi
9. Suurenenud kinnisvara väärtus
10. Tehnoloogia täiustamine
11. Väiksem sõltuvus taastumatutest energiaressurssidest
12. Madalad riskid
13. Kõrge hind
14. Energia kõikumine
15. Looduslike elementide mõju
16. Madal kasutegur
17. Maakeskkonna kahjustamine
18. Päikesepaneele ei saa taaskasutada

Eelised

1. Pikk eluiga

Päikesepaneelid on väga vastupidavad. Nad võivad teenida kuni 25 aastat. See on teiste energiaallikatega võrreldes väga pikk.

2. Keskkonnasõbralik

Looduse ekspluateerimine energiaprobleemide lahendamiseks on tekitanud keskkonnale palju kahju. Palju metsi on maha raiutud ja kõrbestumine nõuab lagedaid alasid. Kui see jätkub, erodeeritakse umbes 26 triljonit tonni pinnast, suureneb CO2 emissioon, jätkub osoonikihi kahanemine ning söe, mineraalõli ja maagaasi varud ammenduvad.

Nagu varem öeldud, ei eralda päikesepaneelid kasvuhoonegaase, kuid vastavad meie energiavajadustele. Päikesepaneelidel on rohkem eeliseid kui puudusi, kui see on seotud keskkonnamõjuga. Kui arvestada mürasaastet, on päikesepaneelid lihtsalt parimad, kuna tegemist ei ole mürasaaste vormidega.

Päikesepaneelide kasutamise mõju atmosfäärikeskkonnale hindama minnes ei eralda päikesepaneelid kasvuhoonegaase, seega pole neil kasvuhoonegaaside efekti ja globaalse soojenemisega mingit pistmist. Nad ei eralda märkimisväärses koguses õhusaasteaineid.

3. Igakuised arved puuduvad

Erinevalt teistest energiaallikatest ei nõua paneelide kasutamine elektrivarustuse eest kuumakse. Päikesepaneelide kasutamine vähendab energiatasu piirkondades, kus elektri hind on suhteliselt kõrge ja pidevalt tõuseb. Selliste piirkondade hulka kuuluvad Austraalia ja Saksamaa.

4. Kasutatakse vähem ruumi

Päikesepaneele saab riputada katustele ja seintele. Meie kodude katused on piisavalt suured, et mahutada nii palju paneele, kui vajame, et meid piisava elektrienergiaga varustada. Kui need vabad ruumid on hõivatud päikesepaneelidega, ei ole meie paneelide paigaldamiseks vaja rohkem maad. Juhtum ei ole sama bensiini- või diiselgeneraatorite, hüdroenergia, tuuleturbiinide ja muude energiaallikatega.

5. Taastuv

Päikesepaneelid kasutavad elektrienergia varustamiseks päikese ultraviolettkiirgust. See päikeseenergia ei vaja selle täiendamiseks mingit inimpanust. Seda annab loodus ja seda leidub pidevalt. Peame vaid oma paneelid korralikult monteerima ja muud vajalikud komponendid paika panema.

6. Madal hooldus

Päikesepaneelide hooldus nõuab vähe pingutusi. Paneelide korraline hooldus hõlmab paneelide pinnale kogunenud tolmuosakeste puhastamist. Rakke saab eemaldada ja asendada, kui need on kahjustatud.

Päikesepaneelide madala hooldusvajaduse põhjuseks on nende pikaajaline püsimine samas asendis. Kui paneelid on paigaldatud, võivad need seal püsida kogu oma eluea jooksul.

7. Võimsust saab salvestada

Mõnikord annab päike energiat rohkem kui vajame. Kui see juhtub, saab üleliigset energiat akudesse salvestada, et seda hiljem kasutada.

Mõnes piirkonnas on toodetud üleliigne energia kaubeldav. See tähendab, et saate raha eest oma lisaenergia maha müüa. Sellised teenused nagu netomõõtmine ja sisendtariif võimaldavad seda teha.

8. Subsideeritud energia

Päikesepaneelide kasutamine tõmbab teatud piirkondades valitsuse poolehoiu. Need valitsused otsustavad mõnikord subsideerida paneelide hindu, et muuta need suuremale elanikkonnale taskukohaseks. Teised toetavad projekte, mis nõuavad fotogalvaaniliste elementide kasutamist.

9. Suurenenud vara väärtus

Päikesepaneelide kasutamine kinnisvaras (olgu selleks kodu, kool, büroohoone vms) tõstab selle kinnisvara rahalist väärtust. Sellisel kinnisvaral on võimalus meelitada rohkem ostjaid, kui see müüakse või üüritakse. Seda seetõttu, et kes iganes kinnisvara ostab, on kindel, et elektrivarustus on pidevas.

10. Tehnoloogia täiustamine

Alates esimesest päikesepaneelide masstootmisest 21. sajandi alguses on tehtud palju uuendusi. Päikesetehnoloogia tervikuna on töös. See on suur eelis, sest paljude päikesetehnoloogia kasutamisega seotud piirangute kallal on edukalt töödeldud. Tehakse rohkem uuringuid selle kohta, kuidas seda energiatööstuse sektorit parandada.

Vajadus teha rohkem tööd on loonud ruumi rohkematele töökohtadele teadusuuringutes, projekteerimises ja tootmises, luues ruumi rohkematele töötajatele. Juba praegu loob päikesepaneelide tootmine ja paigaldamine paljudele töövõimalusi.

11. Väiksem sõltuvus taastumatutest energiaressurssidest

Toornafta on kahjuks enimkasutatav energiaressurss, see ei ole taastuv. Päikeseenergia kasutamine vähendab järk-järgult meie sõltuvust toornaftast.

12. Madalad riskid

Päikesepaneelide kasutamisel elektrienergia tootmiseks on elektrilöögi ja elektrikatkestuse potentsiaal väiksem. Praegune elektritootmine on palju turvalisem kui traditsiooniline elektrienergia.

Päikesepaneelide miinused

13. Kõrge hind

Päikesepaneelide ehitamine maksab palju. Veel üks puudus on ostukulu, kuna päikesepaneelid on kallid. Lisaks paneelide, akude ja inverterite kuludele, kui vaja, lisaks päikeseenergia seadmete ostmise kuludele. Kui arvestada selle seadme transportimiseks kuluvat summat, siis võib juhtuda, et koju päikeseenergia paigaldamisele kulub rohkem raha, kui kulus hoone püstitamiseks.

14. Energia kõikumine

Mõnikord muutub päikese intensiivsus kõrgeks ja mõnikord madalaks. See raku temperatuuri kõikumine põhjustab voolu ja pinge kõikumist

15. Looduslike elementide mõju

Päikesepaneelidest toodetava energia hulka mõjutavad mõned looduslikud elemendid, nagu ilmastikutingimused, kellaaeg ja laiuskraad.

Me kõik teame, et ükski osa Maa pinnast ei saa öösel päikesekiirgust. Sel kellaajal tähendab ainuüksi päikesepaneelide kasutamine elektrikatkestust. Talvel ja vihmaperioodidel on päikeseenergia tavaliselt väga madal. See piirab ka energia hulka, mis on kättesaadav neile, kes sõltuvad elektrienergia saamiseks päikesepaneelidest.

Teine häiriv tegur on laiuskraad. Ekvaatorile lähemal asuvad piirkonnad saavad rohkem päikeseenergiat kui need, mis asuvad ekvaatorist kaugemal.

16. Madal kasutegur

Päikesepaneelide kasutegur on lausa 15-20 protsenti. See tähendab, et 80–85 protsenti päikeselt saadud energiast läheb kaotsi, ülejäänud aga muundatakse elektriks.

17. Maakeskkonna kahjustamine

On tõsi, et päikesepaneelid aitavad vähendada energiavarustusega seotud gaaside, nagu süsinik IV oksiid, mahtu. Päikesepaneelid kujutavad aga ohtu mullakeskkonnale. Näiteks päikesekontsentraatorid, mis...muudavad maa ja maismaataimede olemust. Samuti võib päikesekiirguse peegeldumisega seotud õhk muuta tuule suunda, soojusbilanssi ja niiskust paneelide paigalduskohtades.

Kui päikesepaneelid asetatakse maapinnale või joogiveeallikate lähedale, võivad nendes paneelides olevad madalal temperatuuril keevad vedelikud aja jooksul joogivett saastada.

18. Päikesepaneele ei saa taaskasutada

Praegu puudub tehnoloogia päikesepaneelide taaskasutamiseks pärast nende eluea möödumist. Nende paneelide utiliseerimine on praegu ülemaailmne murekoht. Samuti puuduvad meetmed paneelides kasutatava kaadmiumi taaskasutamiseks.

KKK

Mis saab päikesepaneelidest 25 aasta pärast?

25 aastat võib öelda, et päikesepaneelide eluiga on kõige väiksem. Selleks ajaks on nende efektiivsus oluliselt langenud ning kasutatud pooljuhid ja muud materjalid aegunud.

Kas päikesepaneelid kahjustavad mulda?

Jah, nad teevad seda. Maapinnale paigaldatuna ei suuda taimed paneelide all ellu jääda.

Miks paigutatakse päikesepaneelid alati katustele?

Päikesepaneele ei panda alati katustele. Sageli paigutatakse need sinna aga kahel peamisel põhjusel. Esimene on selleks, et kasutada ära juba olemasolevat ruumi, mitte tühermaa ruume. Teine põhjus on panna paneelid päikesele lähemale ja hoida neid otseses kokkupuutes päikesekiirgusega.

Kas katustel on päikesepaneelidel puudusi?

Jah, seal on. Päikesepaneelid katustel (eriti kui katusekattematerjalid ei ole piisavalt tugevad) panevad katustele nii suure raskuse, põhjustades katuste lekkeid ja deformatsioone.

Kas päikesepaneelid töötavad öösel?

Ei, nad ei tee seda.

Kui kaua päikesepaneelid vastu peavad?

Päikesepaneelid võivad töötada kuni 25-50 aastat.

Soovitused

• Kuidas päikeseenergiat taimedes salvestatakse | Praktiline seletus
  .
• Päikeseenergia säilitamine vees | Pettus või tegelikkus
  .
• 9 parimat päikeseenergia salvestamise probleemi
  .
• 40 parimat päikeseenergia ettevõtet riikide lõikes
  .
• 7 parimat päikeseenergia kasutusviisi | Eelised ja miinused