Uudised

Päikeseenergia: mis see on, eelised ja puudused

Saage aru, mis on päikeseenergia, teadke iga liigi erinevusi ja teadke, mis on kõige soodsam

päikeseenergia

Mis on päikeseenergia?

Päikeseenergia on elektromagnetiline energia, mille allikaks on päike. Seda saab muundada soojus- või elektrienergiaks ja rakendada erinevatel eesmärkidel. Kaks peamist võimalust päikeseenergia kasutamiseks on elektrienergia tootmine ja päikeseenergia vee soojendamine.

Elektrienergia tootmiseks kasutatakse kahte süsteemi: heliotermilist, milles kiiritus muudetakse kõigepealt soojusenergiaks ja hiljem elektrienergiaks; ja fotogalvaaniline, milles päikesekiirgus muundatakse otse elektrienergiaks.

Heliotermiline energia või kontsentreeritud päikeseenergia (CSP)

Kaevandus- ja energeetikaministeeriumi andmetel on Brasiilias umbes 70% elektrimaatriksist, mis põhineb hüdraulilisel energial, ja viimasel ajal on ergutusi saanud ka muud energiaallikad, näiteks biomass, tuul ja tuum.

  • Mis on hüdroelektrijaam?

Pidades silmas ebasoodsaid hüdroloogilisi tingimusi, kus põuaperioodid pikenevad, on heliotermiline energia alternatiiviks. Veelgi enam, kui arvestada, et põuaperioodid on seotud päikesepotentsiaali suurenemisega vähese pilvemõju ja intensiivsema päikesekiirguse tõttu.

Kollektoreid on mitut tüüpi ja sobiva tüübi valik sõltub rakendusest. Kõige sagedamini kasutatakse: paraboolsilindrit, kesktorni ja paraboolketast.

Kuidas see töötab?

Heliotermilised päikeseenergia kollektorid on seadmed, mis püüavad päikesekiirgust ja muundavad selle soojuseks, kandes selle soojuse vedelikku (õhk, vesi või õli üldiselt). Kollektoritel on peegeldav pind, mis suunab otsese kiirguse fookusesse, kus asub vastuvõtja. Kui soojus on imendunud, voolab vedelik vastuvõtjast läbi.

Fotogalvaaniline päikeseenergia

Fotogalvaaniline päikeseenergia on selline, kus päikesekiirgus muundatakse otse elektrienergiaks, läbimata soojusenergia faasi (nagu see oleks heliotermilises süsteemis).

Kuidas see töötab?

Fotogalvaanilised elemendid (või päikeseenergiaelemendid) on valmistatud pooljuhtmaterjalidest (tavaliselt räni). Kui rakk on valguse käes, neelab osa valgustatud materjalist elektrone footoneid (päikeses leiduvaid energiaosakesi).

Vabad elektronid transporditakse pooljuhi poolt, kuni neid tõmbab elektriväli. See elektriväli moodustub materjalide liitumispiirkonnas nende pooljuhtmaterjalide elektrilise potentsiaali erinevuse tõttu. Vabad elektronid võetakse päikeseenergiaelementidest välja ja neid saab kasutada elektrienergia kujul.

Erinevalt heliotermilisest süsteemist ei vaja fotogalvaaniline süsteem toimimiseks suurt päikesekiirgust. Tekkiva energia hulk sõltub aga pilvede tihedusest, nii et vähese pilvede arvu korral võib elektritootmine olla väiksem kui täielikult avatud uste päevadega.

Konversiooni efektiivsust mõõdetakse päikese kiirguse osaga raku pinnal, mis muundatakse elektrienergiaks. Tavaliselt tagavad kõige tõhusamad elemendid 25% -lise efektiivsuse.

Keskkonnaministeeriumi teatel arendab valitsus maa- ja isoleeritud kogukondade energiavajaduste rahuldamiseks fotogalvaanilise päikeseenergia tootmise projekte. Need projektid keskenduvad mõnele valdkonnale, näiteks: veevarustus majapidamiseks, niisutuseks ja kalakasvatuseks; Tänavavalgustus; ühiskasutussüsteemid (koolide, tervisekeskuste ja rahvamajade elektrifitseerimine); koduhooldus.

Termiline ekspluateerimine

Teine päikesekiirguse kasutamise viis on termiline küte. Soojust päikeseenergiast saab läbi päikesevalguse neelamise protsessi kollektorite poolt, mis tavaliselt paigaldatakse hoonete ja kodude katustele (tuntud kui päikesepaneelid).

Kuna päikesekiirguse esinemine maakera pinnal on väike, on vaja paigaldada paar ruutmeetrit kollektoreid.

Riikliku elektrienergiaagentuuri (Aneel) andmetel on kolme kuni nelja elaniku elukohas sooja veega varustamiseks vaja 4 m² kogujaid. Kuigi nõudlus selle tehnoloogia järele on valdavalt elamu, on huvi ka teiste sektorite, näiteks avalike hoonete, haiglate, restoranide ja hotellide vastu.

Kui olete huvitatud päikeseküttesüsteemi paigaldamisest oma koju, vaadake juhendit päikeseenergia paigaldamiseks kodus.

Päikeseenergia eelised ja puudused?

Päikeseenergiat peetakse taastuvaks ja ammendamatuks energiaallikaks. Erinevalt fossiilkütustest ei eralda päikeseenergiast elektri tootmise protsess vääveldioksiidi (SO2), lämmastikoksiide (NOx) ja süsinikdioksiidi (CO2) - kõiki saastavaid gaase, millel on kahjulik mõju inimeste tervisele. ja see aitab kaasa globaalsele soojenemisele.

Samuti on näidatud, et päikeseenergia on kasulik võrreldes teiste taastuvate allikatega, näiteks hüdrauliline, kuna see nõuab vähem ulatuslikke alasid kui hüdroelektrijaam.

Brasiilias on päikeseenergia stimuleerimine põhjendatud riigi potentsiaaliga, kus on suuri päikese kiirgusega alasid ja mis on ekvaatori lähedal.

Brasiilia kirdeosa poolkuivad piirkonnad sobivad ideaalselt heliotermilise energia tootmiseks, kuna need vastavad kõrge päikesekiirguse ja vähese sademete tingimustele.

Heliotermilise energia puuduseks on aga see, et kuigi see ei nõua nii ulatuslikke alasid nagu hüdroelektrijaamad, nõuab see siiski suuri ruume. Seetõttu on ülitähtis analüüsida implanteerimiseks kõige sobivamat kohta, kuna seal toimub taimestiku pärssimine. Lisaks, nagu juba mainitud, ei sobi heliotermiline süsteem kõikidele piirkondadele, kuna seda peetakse üsna katkendlikuks.

Suurest kiiritamisest mittesõltuvus on fotogalvaanilise süsteemi suur eelis, mis aitab kaasa selle alternatiivseks muutmisele.

Fotogalvaanilise energia puhul on kõige sagedamini nimetatud puuduseks rakendamise kõrge hind ja protsessi madal efektiivsus, mis varieerub vahemikus 15–25%.

Veel üks ülimalt oluline punkt, mida fotogalvaanilise süsteemi tootmisahelas tuleb arvestada, on fotoelektriliste elementide koostamiseks kõige sagedamini kasutatava tooraine, räni, sotsiaal-keskkonnamõju.

Räni kaevandamine, nagu ka mis tahes muu kaevandustegevus, mõjutab kaevandamisalal olevat pinnast ja põhjavett. Lisaks on hädavajalik, et töötajatele tagataks head tööolud, et vältida tööõnnetusi ja kutsehaiguste teket. Rahvusvaheline vähiuuringute agentuur (Iarc) juhib aruandes tähelepanu sellele, et kristalne ränidioksiid on vähkkasvaja ja võib kroonilisel sissehingamisel põhjustada kopsuvähki.

Teadus- ja tehnoloogiaministeeriumi aruanne osutab veel kahele fotogalvaanilise süsteemiga seotud olulisele punktile: paneelide utiliseerimine tuleb nõuetekohaselt kõrvaldada, kuna need võivad põhjustada mürgisust; ja ka fotogalvaaniliste paneelide ringlussevõtt pole seni saavutanud rahuldavat taset.

Teine oluline punkt on see, et ehkki Brasiilia on suuruselt teine ​​metallilise räni tootja maailmas, jäädes alla Hiinale, on räni puhastamise tehnoloogia päikesepaistel alles arengujärgus. Hiljuti tuvastatud probleem, peamiselt heliotermilistes taimedes, on piirkonda läbivate lindude tahtmatu põletamine.

Seetõttu on päikeseenergia, kuigi see on taastuv ja gaase ei eralda, siiski tehnoloogiliste ja majanduslike takistustega. Ehkki paljulubav, muutub päikeseenergia majanduslikult tasuvaks ainult avaliku ja erasektori koostöö kaudu ning investeeringute abil teadusuuringutesse tootmisprotsessi hõlmavate tehnoloogiate täiustamiseks alates räni puhastamisest kuni fotogalvaanelementide kõrvaldamiseni.


Original text


$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found