Definiția energiei solare cu exemple și utilizări

Definiția energiei solare cu exemple și utilizări
Definiția energiei solare este energia care vine de la Soare și pe care o putem capta datorită radiației solare.Conceptul de energie solară este adesea folosit pentru a se referi la energia electrică sau termică care se obține folosind radiația solară.

Această sursă de energie reprezintă sursa primară de energie de pe Pământ.Pentru că este o sursă inepuizabilă, este considerată energie regenerabilă.

Din această energie sunt derivate multe alte surse de energie, cum ar fi:

Energia eoliană, care valorifică puterea vântului.Vântul este generat atunci când Soarele încălzește cantități mari de aer.
Combustibili fosili: provin dintr-un proces extrem de lung de descompunere a particulelor organice.Descompozitorii organici au fost în mare parte plante fotosintetizante.
Energia hidraulică, care valorifică energia potențială a apei.Fără radiația solară, ciclul apei nu ar fi posibil.
Energia din biomasă, încă o dată, este rezultatul fotosintezei plantelor.
Acest tip de energie regenerabilă este o alternativă la combustibilii fosili care nu emit gaze cu efect de seră precum dioxidul de carbon.

Exemple de energie solară
Câteva exemple de energie solară includ următoarele:

Panourile solare fotovoltaice generează energie electrică;aceste facilitati sunt folosite in locuinte, adaposturi montane etc.
Centrale fotovoltaice: sunt extensii semnificative ale panourilor fotovoltaice al căror obiectiv este generarea de energie electrică pentru alimentarea rețelei electrice.
Mașinile solare folosesc celule fotovoltaice pentru a transforma radiația solară în electricitate pentru a conduce un motor electric.
Aragazele solare: sunt realizate dintr-un sistem parabolic pentru a concentra lumina soarelui până la un punct pentru a crește temperatura și a putea găti.
Sisteme de incalzire: cu energia solara termica se poate incalzi un fluid care poate fi folosit intr-un circuit de incalzire.
Încălzirea piscinei este un simplu circuit de fluid în care apa circulă de-a lungul unui set de colectoare solare termice expuse la soare.
Calculatoare: Unele dispozitive electronice au un mic panou solar pentru a furniza energie circuitului electric.
Ventilația solară este un tip de energie solară care utilizează căldura soarelui pentru a ventila un spațiu.Este adesea folosit în case și clădiri pentru a îmbunătăți calitatea aerului și a reduce costurile cu energia.Ventilația solară poate fi folosită pentru a ventila o singură cameră sau o clădire întreagă.
Fotosinteza este o modalitate naturală pe care o folosesc plantele pentru a transforma energia solară în energie chimică.
Tipuri de energie solară
Există trei tipuri de tehnologii de energie solară:

Energie solară fotovoltaică: Panourile solare fotovoltaice sunt compuse dintr-un material care, atunci când radiația solară lovește, eliberează electroni și generează un curent electric.
Energia solară termică: Acest sistem profită de capacitatea termică a razelor solare.Radiația solară este transformată în energie termică pentru a încălzi un fluid care poate fi folosit pentru încălzirea apei calde menajere.În centralele solare termice se generează abur și, ulterior, electricitate.
Energia solară pasivă este o resursă pentru a profita de căldura solară fără a utiliza resurse externe.De exemplu, arhitecții pot orienta casele și pot decide unde să pună ferestrele, având în vedere unde va fi recepționată radiația solară.Această tehnică este cunoscută sub numele de arhitectură bioclimatică.
Cum se produce energia solară?
Din punct de vedere fizic, energia solară este produsă în Soare printr-o succesiune de reacții nucleare.Când această energie ajunge la noi pe Pământ, putem profita de ea în multe feluri:

Panouri solare cu celule fotovoltaice.Panourile fotovoltaice sunt realizate dintr-un material care, atunci când primește lumină, ionizează direct și eliberează un electron.În acest fel, radiația solară este transformată în energie electrică.
Folosind colectoare solare care sunt proiectate pentru a transforma radiația solară în energie termică.Scopul său este de a încălzi un fluid care circulă în interior.În acest caz, nu avem energie electrică, dar avem fluid la o temperatură ridicată care poate fi folosit în multe aplicații.
Energia solară concentrată este un sistem care reflectă toată iluminarea solară într-un punct focal pentru a atinge temperaturi ridicate.Această tehnologie este utilizată în instalațiile termosolare pentru generarea de energie.
Sistemele de energie solară pasivă utilizează energia solară fără niciun aport extern de energie.De exemplu, proiectele arhitecturale permit radiația solară maximă iarna și evită excesul de căldură vara.
Tipuri de panouri solare
Termenul de panouri solare este folosit pentru ambele metode (fotovoltaic și termic).În orice caz, designul este semnificativ diferit în funcție de tipul de tehnologie solară pentru care va fi utilizată:

Panoul solar termic folosește razele solare pentru a încălzi un lichid care transferă căldură unui fluid și apoi încălzește apa.Încălzitoarele solare de apă sunt folosite în locuințe pentru a obține apă caldă.
Panoul fotovoltaic exploatează proprietățile anumitor elemente semiconductoare plasate în celulele solare.Celulele solare produc energie electrică atunci când sunt supuse radiațiilor solare.Datorită așa-numitului efect fotovoltaic, expunerea la soare determină mișcarea electronilor într-o componentă (de obicei siliciu), generând un curent electric continuu.
Panoul solar cu concentrare folosește și o serie de oglinzi parabolice cu structură liniară.Obiectivul acestor oglinzi este de a concentra radiația solară la un punct focal pentru a atinge temperaturi suficient de ridicate pentru a genera abur.
Utilizări ale energiei solare

Valorificarea puterii soarelui: un ghid pentru fotovoltaică
Energia solară are multe utilizări și aplicații care pot fi rezumate în trei puncte:

Apă caldă menajeră ACM
Încălzirea cu apă solară este utilizată pentru furnizarea de apă caldă menajeră (ACM) și încălzirea locuințelor și ansamblurilor mici de clădiri.Au fost construite centrale solare care, folosind turbine cu abur, transformă căldura stocată în energie electrică.

Cu toate acestea, aceste prototipuri nu au fost utilizate pe scară largă din cauza performanțelor scăzute ale acestor centrale în comparație cu costurile ridicate și cu alimentarea neregulată a energiei electrice.

Generare de energie electrică
Panourile fotovoltaice sunt folosite în sisteme solare izolate pentru a alimenta dispozitivele departe de rețelele electrice (sonde spațiale, repetoare telefonice de mare altitudine etc.).De asemenea, sunt folosite în aplicații cu cerințe atât de reduse de energie încât o conexiune la rețeaua de energie electrică nu ar fi economică (semnale luminoase, parchimetre etc.).

Aceste dispozitive trebuie să fie echipate cu acumulatori capabili să acumuleze surplusul de energie electrică produsă în timpul zilei pentru a alimenta echipamentele pe timp de noapte și în perioadele înnorabile, de obicei baterii solare.

De asemenea, sunt utilizate în sisteme mari conectate la rețea, deși sursa de alimentare este variabilă în condiții zilnice și sezoniere.Prin urmare, este dificil de prezis și nu este programabil.

Această discontinuitate face dificilă satisfacerea cererii de energie electrică în orice moment, cu excepția producției cu o marjă largă de siguranță peste vârfurile anuale ale cererii.Cu toate acestea, fiind punctul de vârf al producției de centrale solare vara, reușește să compenseze cererea internă mai mare din cauza aparatelor de aer condiționat.

Care sunt avantajele și dezavantajele energiei solare?
Utilizarea energiei solare implică avantaje și dezavantaje specifice.

Principalele critici sau dezavantaje sunt:

Cost de investiție ridicat pe kilowatt obținut.
Oferă o eficiență foarte mare.
Performanța obținută depinde de orarul solar, vremea și calendarul.Din acest motiv, este greu de știut ce putere electrică vom putea obține la un moment dat.Acest dezavantaj dispare cu alte surse de energie, cum ar fi energia nucleară sau fosilă.
Cantitatea de energie necesară pentru a face un panou solar.Producerea panourilor fotovoltaice necesită multă energie, folosind adesea surse de energie neregenerabile, cum ar fi cărbunele.
Pe de altă parte, trebuie să luați în considerare beneficiile energiei solare:

Susținătorii săi susțin reducerea costurilor și creșterea eficienței datorită economiilor de scară și îmbunătățirilor tehnologice ale sistemelor solare viitoare.
În ceea ce privește absența acestei surse de energie pe timp de noapte, ei mai subliniază că vârful maxim de consum electric este atins în timpul zilei, adică în timpul producției maxime de energie solară.
Este o sursă de energie regenerabilă.Cu alte cuvinte, este inepuizabil.
Este o energie nepoluantă: nu generează gaze cu efect de seră și, prin urmare, nu contribuie la agravarea problemei schimbărilor climatice.
Autor: Oriol Planas – Inginer Tehnic Industrial