lovesouthernsocial.com

Зрозумійте, що таке сонячна енергія, знайте відмінності кожного виду і з’ясуйте, який є найбільш вигідним

Що таке сонячна енергія?

Сонячна енергія - це електромагнітна енергія, джерелом якої є сонце. Його можна перетворювати в теплову або електричну енергію і застосовувати для різних цілей. Двома основними способами використання сонячної енергії є виробництво електроенергії та сонячне нагрівання води.

Для виробництва електричної енергії використовуються дві системи: геліотермічна, в якій опромінення спочатку перетворюється в теплову, а потім в електричну; і фотоелектричні, в яких сонячне випромінювання безпосередньо перетворюється в електричну енергію.

Геліотермальна енергія або концентрована сонячна енергія (CSP)

За даними Міністерства шахт та енергетики, Бразилія має близько 70% електричної матриці на основі гідравлічної енергії, а останнім часом інші джерела енергії, такі як біомаса, вітер та ядерна енергетика, отримують стимули.

• Що таке гідроенергетика?

У зв’язку з несприятливими гідрологічними умовами, з дедалі тривалішими періодами посухи, геліотермальна енергія виступає як альтернатива. Тим більше, якщо врахувати, що посушливі періоди пов’язані з підвищеним сонячним потенціалом через низьку інтерференцію хмар та більш інтенсивну сонячну радіацію.

Існує кілька типів колекторів, і вибір відповідного типу залежить від застосування. Найбільш використовувані: параболічний циліндр, центральна вежа і параболічний диск.

Як це працює?

Геліотермальні колектори сонячної енергії — це обладнання, яке вловлює сонячне випромінювання і перетворює його в тепло, передаючи це тепло рідині (загалом повітря, води або масла). Колектори мають відбивну поверхню, яка спрямовує пряме випромінювання у фокус, де розташований приймач. Після поглинання тепла рідина тече через приймач.

фотоелектрична сонячна енергія

Фотоелектрична сонячна енергія - це та, в якій сонячне опромінення безпосередньо перетворюється в електричну енергію, не проходячи через фазу теплової енергії (як це було б у геліотермальній системі).

Як це працює?

Фотоелектричні елементи (або елементи сонячної енергії) виготовляються з напівпровідникових матеріалів (зазвичай кремнію). Коли клітина піддається впливу світла, частина електронів в освітленому матеріалі поглинає фотони (енергетичні частинки, присутні в сонячному світлі).

Вільні електрони транспортуються напівпровідником, поки їх не притягне електричне поле. Це електричне поле утворюється в ділянці з’єднання матеріалів за рахунок різниці електричних потенціалів між цими напівпровідниковими матеріалами. Вільні електрони вилучаються з сонячних батарей і доступні для використання у вигляді електричної енергії.

На відміну від геліотермальної системи, фотоелектрична система не потребує високої сонячної радіації для роботи. Однак кількість виробленої енергії залежить від щільності хмар, тому мала кількість хмар може призвести до меншого виробництва електроенергії в порівнянні з днями повністю відкритого неба.

Ефективність перетворення вимірюється часткою сонячної радіації, що падає на поверхню клітини, яка перетворюється в електричну енергію. Як правило, найбільш ефективні клітини забезпечують 25% ККД.

За даними Мінприроди, уряд розробляє проекти фотоелектричної сонячної енергії, щоб задовольнити потреби в енергії сільських та ізольованих громад. Ці проекти зосереджені на деяких сферах, таких як: перекачування води для побутових потреб, зрошення та рибництва; Вуличне освітлення; системи колективного користування (електрифікація шкіл, медпунктів та будинків культури); догляд на дому.

Теплова експлуатація

Інший спосіб використання сонячного випромінювання – термічний обігрів. Теплове опалення за рахунок сонячної енергії може здійснюватися за допомогою процесу поглинання сонячного світла колекторами, які зазвичай встановлюються на дахах будівель і будинків (відомі як сонячні панелі).

Оскільки падіння сонячної радіації на земну поверхню невелике, необхідно встановити декілька квадратних метрів колекторів.

За даними Національного агентства електроенергетики (Aneel), для забезпечення постачання підігрітою водою в будинку з трьома-чотирма мешканцями необхідно 4 м² колекторів. Хоча попит на цю технологію є переважно житловим, є інтерес і з інших секторів, таких як громадські будівлі, лікарні, ресторани та готелі.

Якщо ви зацікавлені в установці сонячної системи опалення у вашому домі, ознайомтеся з Інструкцією з встановлення сонячної енергії вдома.

Переваги та недоліки сонячної енергії?

Сонячна енергія вважається відновлюваним і невичерпним джерелом енергії. На відміну від викопного палива, процес виробництва електроенергії з сонячної енергії не виділяє двоокису сірки (SO2), оксидів азоту (NOx) та вуглекислого газу (CO2) – усіх забруднюючих газів, які згубно впливають на здоров’я людини та сприяють глобальному потеплінню.

Сонячна енергія також є вигіднішою в порівнянні з іншими відновлюваними джерелами, такими як гідравліка, оскільки вона потребує менших площ, ніж гідроелектроенергетика.

Заохочення сонячної енергетики в Бразилії виправдовується потенціалом країни, яка має великі території з падаючою сонячною радіацією і знаходиться близько до екватора.

Напівпосушливі райони північно-східної Бразилії ідеально підходять для генерації геліотермальної енергії, оскільки відповідають умовам високої сонячної радіації та малої кількості опадів.

Однак недоліком геліотермальної енергії є те, що, незважаючи на те, що вона не потребує таких великих площ, як гідроелектростанції, вона все одно потребує великих просторів. Тому дуже важливо проаналізувати найбільш відповідне місце для імплантації, оскільки рослинність буде пригнічена. Крім того, як уже згадувалося, геліотермальна система не підходить для всіх регіонів, оскільки вважається досить переривчастою.

Незалежність від високого опромінення є великою перевагою фотоелектричної системи, що сприяє тому, що вона є альтернативою.

У випадку фотоелектричної енергії найбільш часто згадуваним недоліком є ​​висока вартість реалізації та низька ефективність процесу, яка коливається від 15% до 25%.

Однак ще одним надзвичайно важливим моментом, який слід враховувати у виробничому ланцюжку фотоелектричної системи, є соціальний та екологічний вплив, спричинений сировиною, яка найчастіше використовується для виготовлення фотоелектричних елементів, — кремнієм.

Видобуток кремнію, як і будь-яка інша видобувна діяльність, впливає на ґрунт і підземні води району видобутку. Крім того, важливо, щоб працівникам були створені хороші умови праці, щоб уникнути нещасних випадків на виробництві та розвитку професійних захворювань. Міжнародне агентство з дослідження раку (IARC) зазначає у доповіді, що кристалічний кремнезем є канцерогенним і може викликати рак легенів при хронічному вдиханні.

У звіті Міністерства науки і технологій зазначено ще два важливі моменти, пов’язані з фотоелектричною системою: утилізацію панелей необхідно належним чином утилізувати, оскільки вони можуть бути токсичними; а переробка фотоелектричних панелей поки що не досягла задовільного рівня.

Іншим важливим моментом є те, що, незважаючи на те, що Бразилія є другим за величиною виробником металевого кремнію в світі, поступаючись лише Китаю, технологія очищення кремнію на сонячному рівні все ще знаходиться на стадії розробки. Нещодавно виявлена ​​проблема, особливо на геліотермічних електростанціях, — ненавмисне спалювання птахів, які проходять через регіон.

Тому сонячна енергія, навіть будучи відновлюваною і не виділяє газів, все ще стикається з технологічними та економічними перешкодами. Незважаючи на перспективність, сонячна енергія стане економічно вигідною лише за умови співпраці між державним та приватним секторами та за рахунок інвестицій у дослідження для вдосконалення технологій, які охоплюють виробничий процес, від очищення кремнію до утилізації фотоелектричних елементів.