Top 7 využití solární energie | Výhody a nevýhody

Kdo nepotřebuje slunce? Budeme diskutovat o využití solární energie a také o jejích výhodách a nevýhodách.

Všechny částice vyzařují určitou velikost energie, z nichž některé lze detekovat, zatímco některé nebyly vyrobeny zařízení k jejich detekci.

Slunce je například hvězda v galaxii Mléčná dráha a jako každá jiná hvězda je masivní jaderný reaktor. Hluboko v jádru Slunce produkují reakce jaderné fúze obrovské množství energie, která vyzařuje ven z povrchu Slunce a do vesmíru ve formě světla a tepla.

Tato obrovská energie byla v průběhu věků využívána k různým účelům. Většina účelů je sušit prádlo a další věci.

Ale solární energie, což je prostě energie, která se získává ze slunce, je od 19. století stále více používanou terminologií kvůli potřebě obnovitelné a čisté energie (tj. energie, která nevypouští skleníkové plyny, které by nás dlouhodobě nepříznivě ovlivnily). běh).

V 21. století se solární energie stala atraktivnější a lepší volbou, protože je obnovitelná a má neznečišťující charakter ve srovnání s fosilními palivy.

V poslední době se využití solární energie rozšířilo díky více aplikacím energie, která pochází ze slunečního záření. Ze starých časů bylo zvýšené sluneční záření bohy považováno za prokletí naší nedbalosti při provádění rituálu, při kterém někteří lidé umírají a někteří vážně onemocní.

Ale s pokrokem v technologii a větším zájmem o využití této energie nebyla solární energie obecně vnímána jako prokletí, ale jako požehnání. Požehnání a útočiště, kam se můžete uchýlit s příchodem obnovitelné energie, která nahradí používání fosilních paliv, jako je uhlí, ropa a zemní plyn, která jsou neobnovitelná.

Solární energie má v poslední době zvláštní využití v obytných oblastech, zemědělství, průzkumu vesmíru, dopravě a mnoha dalších. Energii ze slunce nelze vyčerpat, tak proč ji nevyužít ve svůj prospěch?

Co je sluneční energie?

Sluneční energie je také známá jako sluneční záření a je to energie produkovaná sluncem ve formě světla. Světlo ze Slunce přichází jako ultrafialové, viditelné a infračervené paprsky. Viditelné světlo je spektrum barev, na které jsme zvyklí, ale ultrafialové a infračervené vidět nelze.

Sluneční energie, záření ze Slunce je nejhojnějším energetickým zdrojem na Zemi a je schopné produkovat teplo, způsobovat chemické reakce nebo generovat elektřinu.

Sluneční energie je primárním katalyzátorem pro cirkulaci větrů tvořících povětrnostní systémy a zdroje energie zde na Zemi. Podle studií množství sluneční energie nebo záření, které za hodinu dopadne na zemský povrch, teoreticky naplní energetické potřeby země na celý rok.

Celkové množství sluneční energie dopadající na Zemi je mnohem větší, než jsou současné a očekávané světové energetické požadavky. Pokud je tento vysoce rozptýlený zdroj vhodně využit, má potenciál uspokojit všechny budoucí energetické potřeby.

Sluneční energii ze slunce lze přeměnit na tepelnou nebo elektrickou energii. Solární energie je jedním z nejčistších a nejrozšířenějších dostupných obnovitelných zdrojů energie a je důležitým hráčem v naší globální energetické budoucnosti, protože usilujeme o dosažení udržitelnosti.

Solární energii lze zachytit a využít několika způsoby, především k výrobě elektrické nebo tepelné energie pro domácnosti, podniky a veřejné služby. Sluneční energii lze také využít k vaření vody, která zase provozuje parní turbínu k výrobě podobně jako uhelné nebo jaderné elektrárny vyrábějící elektřinu v mnohem větším měřítku.

Nejběžnější formou sluneční energie je využití sluneční energie pomocí solárních panelů nebo fotovoltaických článků které jsou vytvořeny z polovodičových materiálů. Tyto články jsou uspořádány od okraje k okraji, aby zachytily sluneční světlo a přeměnily je na elektrické proudy, které jsou uloženy v bateriích.

K tomu dochází, když paprsky ze slunce dopadnou na polovodičové články, ztratí elektrony z jejich atomů a tyto elektrony protékají článkem a vytvářejí elektřinu. Toto je známé jako fotovoltaický efekt. Tyto panely jsou vidět na střechách domů a dalších budov. Solární energii lze také využít k zajištění světla pro komfortní vnitřní klima budov a také při ohřevu vody pro domácí, komerční a průmyslové použití.

Druhy solární energie

Existují dva druhy sluneční energie a jsou;

• Aktivní solární energie
• Pasivní solární energie

1. Aktivní solární energie

Aktivní solární energie je energie přenášená solárními panely. Používají se jak pro topné systémy v domácnostech, tak pro výrobu elektřiny. Aktivní solární energie se shromažďuje pomocí plochých fotovoltaických panelů, které lze namontovat ke sběru sluneční energie.

K zachycení slunečního tepla se používá vzduch nebo kapalina (většinou se používá kapalina, protože je lepším vodičem tepla a energie vzduchem a má tu výhodu, že nezamrzá). Tekutina je poté přesunuta do externího zařízení, které funguje jako zásobník, kde se přeměňuje na energii.

Aktivní solární energii lze shromažďovat pomocí solárních kolektorů umístěných na střechách budov k ohřevu tekutin a jejich čerpání systémem potrubí k vytápění celé budovy.

Výhody aktivních solárních energetických systémů

1. Jednou z výhod aktivní solární energie je, že nepotřebují externí zdroj energie. Využívají externí zařízení (solární panely), které jsou nenáročné na údržbu a velmi spolehlivě sbírají energii ze slunce.
2. Ve srovnání s pasivními solárními systémy není potřeba speciální stavební konstrukce. Aktivní solární energetické systémy lze použít téměř na jakémkoli místě a typu budovy.
3. Nedochází k emisím uhlíku
4. Ohřev FV panelů se udržuje v čistotě,n, zejména za zhoršených povětrnostních podmínek.
5. Nevytvářejí žádný hluk.

Nevýhody aktivních solárních energetických systémů

1. Zařízení aktivního solárního systému je drahé a je také nákladné na údržbu.
2. Tekutiny, které akumulují teplo v solárním panelu, mohou uvolňovat škodlivé plyny do vzduchu.

2. Pasivní solární energie

Pasivní sluneční energie je energie, která se přenáší prostřednictvím termodynamiky a přenosu tepla při shromažďování slunečního tepla a jeho přeměně na energii, jak se používá ve skleníku, kde se teplo přenáší ze slunce a když sklo vstupuje do skleníku, zachycuje tepelnou energii. a uchovává jej na chladnější období.

Toto je stejný mechanismus v teplém a příjemném autě za chladného dne. Pasivní solární energetický systém se nejlépe používá pro vytápění a chlazení systému, zejména v malých domech. K zachycení tohoto slunečního tepla lze použít speciální okna, která mohou mít fotovoltaické panely. Tím se pro výrobu energie kombinují aktivní i pasivní solární energetické systémy.

Výhody pasivního solárního energetického systému

1. Pasivní solární energetické systémy nejsou jen levné, ale není potřeba žádné externí zařízení, které snižuje vaše energetické výdaje na přibližně 14 %.
2. Ve srovnání s aktivními solárními systémy nedochází k uvolňování toxinů.

Nevýhody pasivního solárního energetického systému

1. Účinnost pasivních solárních systémů závisí především na povětrnostních podmínkách. Pokud je počasí příliš horké, může se vaše budova přehřát.
2. Účinnost závisí také na orientaci vaší budovy ke slunci.
3. Existují speciální druhy oken, které se používají pro pasivní solární systémy. Chyba při výběru zničí vaši snahu.

Když už známe druhy solární energie, podívejme se na její využití.

Využití solární energie

Následují využití solární energie.

• Solární elektřina
• Solární ohřev vody 
• Solární sporák
• Solární zařízení 
• Solární osvětlení
• Solární vytápění a větrání
• Solární doprava

1. Solární elektřina

Jde o jedno z využití solární energie, které v posledních letech nabralo na síle. I když je cena solárních panelů poměrně vysoká, čím více se solární elektřina stává populární, tím více se ceny solárních panelů snižují.

Solární elektřina vzniká, když sluneční paprsky dopadají na solární panely, solární panely pomáhají transportovat elektrony, které je přeměňují na elektřinu, která je přenášena dráty a využívána k výrobě elektřiny.

Solární panely a solární fotovoltaické systémy lze instalovat na střechy domů nebo jiných budov. Tyto solární systémy vyrábějí elektřinu, aby kompenzovaly spotřebu energie budovy a přebytečnou produkci posílají do elektrické sítě.

Solární baterie se používají k ukládání solární energie, takže solární elektřinu lze používat, i když slunce zapadne díky napájení elektromobilu. To umožňuje obyvatelům zcela přejít mimo síť se solárním systémem a bateriovým systémem nebo systémem solární energie a generátoru.

2. Solární ohřev vody

Jedná se o jedno z využití solární energie a zde se solární energie využívá k ohřevu systémů ohřevu vody. Sluneční záření se využívá k ohřevu vody, která se používá v domácnostech.

Solární ohřívače vody využívají střešní články k absorbování slunečního tepla a jeho přenosu do vodní nádrže. Slunce lze využít i k ohřevu vody v bazénu. Zde je voda transportována do kolektoru, kde je ohřívána sluncem a poté posílána zpět do bazénu.

3. Solární vařič

Solární vařiče nebo trouby jsou jedním z využití solární energie stále populárnější jako domácí spotřebiče. Ačkoli jde o pomalý sporák, solární trouba používá šikmé reflektory k nasměrování sluneční energie do speciální komory. Solární trouba topí při nízké teplotě několik hodin (8-10) v závislosti na pokrmu.

4. Solární zařízení

Některá další zařízení jsou stále více uzpůsobována k tomu, aby využívala solární energii, což z nich dělá jedno z využití solární energie. Některé z těchto spotřebičů zahrnují chladničky, pračky/sušičky a systémy HVAC, tyto spotřebiče spotřebovávají více energie, než se očekávalo. Máme také solární telefony a nabíječky tabletů.

Tyto solárně napájené nabíječky jsou přenosné a umožňují uživatelům vzít si je, kam chtějí. Některé vyspělé země jako Japonsko vyvinuly lehké, voděodolné solární články, které by jednou mohly být integrovány pro napájení našich elektronických zařízení.

5. Solární osvětlení

Solární energii lze také využít pro venkovní osvětlení, což z ní činí jedno z využití solární energie. Solární světla se stále více používají prakticky všude, od bezpečnostního osvětlení po domácí terénní úpravy, dokonce i pro dopravní značky a pouliční osvětlení. Co dělá to docela lepší je, že tato solární světla jsou levná a snadno dostupná.

6. Solární ohřev a větrání

Solární ohřev a větrání patří k mnoha způsobům využití solární energie.

Solární vytápění je využití slunečního záření pro vytápění domácností, zejména v chladných nebo zimních obdobích, a to buď napájením sálavých podlah, nebo jejich spárováním se systémem nuceného horkého vzduchu (FHA). Aby k tomu došlo, je třeba věnovat zvláštní pozornost umístění oken na stěnách a výběru materiálů pro stavbu.

Solární ventilace znamená použití solárních podkrovních ventilátorů k chlazení domova během léta. Tyto solární ohřívače a ventilátory pomáhají snižovat náklady na energii.

7. Solární doprava.

Solární doprava je jedním z využití solární energie. Solární energie je využití solární energie k pohonu vozidel.

Vozidla na solární pohon jsou vozidly budoucnosti a je zapotřebí lepších inovací a technologií, aby tato vozidla mohla být na cestách. To, co máme, jsou hlavní vozidla, která jsou stále v testovacím režimu a nejsou v sériové výrobě. I když elektromobily lze nabíjet solárními panely.

Výhody solární energie

Solární energie je výhodnější a preferovanější než klasické energetické systémy. Zde jsou výhody solární energie.

1. Má neomezené množství surovin.

To je hlavní důvod obnovitelnosti solární energie. Množství dostupné sluneční energie je 10,000 XNUMXkrát větší než množství, které v současnosti lidé potřebují.

Legrační je, že energie je nahrazena a pouze asi 0.02 % dopadajícího slunečního světla by stačilo k nahrazení jiných zdrojů paliva, pokud by bylo využito.

2. Čistá energie

Solární energie má nízké emise, a proto je jedním z nejčistších zdrojů energie. Negativní dopady na životní prostředí jsou zanedbatelné ve srovnání s konvenčními zdroji energie, kterými je spalování fosilních paliv.

Ekologické náklady na solární energii Solární energie je vynikající náhradou za energii z fosilních paliv, protože spalování fosilních paliv uvolňuje do atmosféry ročně asi 21.3 miliardy metrických tun oxidu uhličitého.

3. Poskytování elektřiny obyvatelům mimo síť

Existuje asi 1.8 miliardy lidí, kteří jsou mimo síť z různých důvodů. Některé mohou být důsledkem politiky nebo obav o životní prostředí, ale většinou nemají přístup k elektrické síti a ty jsou v mnoha rozvojových zemích.

Solární energie by byla vhodná pro tyto obyvatele mimo síť, aby získali přístup k elektřině, protože si mohou nechat nainstalovat své solární panely, aby získali elektřinu přímo ze slunce.

4. Snížení nákladů na výrobu elektřiny

Solární energie pomáhá zlepšit kvalitu života milionů lidí, protože se snižují výdaje. Miliony lidí žijí ve tmě v rozvojových zemích, což má za následek nízkou kvalitu života.

Používaná solární energie může drasticky zlepšit kvalitu jejich života, protože není jen lepší náhradou za konvenční výrobu energie, protože snižuje značné sociální a ekologické náklady, ale také by přinesla rozvoj do oblastí, které poskytují zelená pracovní místa a také podporují průmyslovou výrobu.

5. Žádné znečištění hlukem

Výroba solární energie je bezhlučná, a tak nemůže způsobit hlukové znečištění ve srovnání s výrobou energie z větrných turbín.

6. Úspornější pro dlouhodobou výrobu elektřiny

Ačkoli instalace solární energie nese vysoké náklady, z dlouhodobého hlediska je solární energie ekonomická ve srovnání s účty za energii z konvenční sítě.

7. Spolehlivější

Solární energie je spolehlivější než konvenční energie od energetických společností. To je důležité, protože mohou být omezeny politickými nebo ekonomickými nepokoji, terorismem, přírodními katastrofami nebo výpadky proudu v důsledku nadměrného používání způsobujícího výpadky proudu, ale u solární energie tomu tak není.

8. Pomáhá šetřit zahraniční výdaje na energii

Solární energie pomáhá šetřit zahraniční výdaje na energii, a to kvůli nehorázným nákladům pocházejícím z dovozu ropy a také těžby ropy.

Nevýhody sluneční energie

1. Vysoké náklady na instalaci

Využití a instalace solární energie mají vysoké počáteční náklady, ačkoli to platí pro veškerou energii z obnovitelných zdrojů. Počáteční náklady na využívání solární energie mohou pokrýt i roky účtů za energii.

Náklady na solární energii se v průběhu času mohly snížit, ale ceny jsou stále nehorázné, protože solární energie se stále více využívá s novějšími technologiemi, určitě uvidíme, že tyto ceny budou ještě klesat.

2. Solární energie je závislá na počasí

Energii lze generovat pouze tehdy, když sluneční světlo dopadá na přední stranu panelu a je přeměněno, takže panel funguje nejlépe za slunečných dnů. To znamená, že kdyby nebylo slunce, byla by elektřina.

Zatažené dny také nevyprodukují tolik energie a v noci nesvítí slunce, takže jsou potřeba velké baterie, které šetří ty, které se dostanou přes den. To omezuje země, které mají nízké sluneční záření a také výkon solárních panelů.

3. Nízká míra přeměny energie

Solární panely mají nízkou míru přeměny energie ve srovnání s výkonem podobně velkých konvenčních elektráren, přičemž nejpokročilejší solární panely musí přeměnit pouze 20–25 %.

To ukazuje, o kolik dalšího vývoje je ještě zapotřebí průmysl výroby solární energie.

4. Potřebuje hodně místa

Výroba solární energie spotřebuje hodně místa. Pro velkovýrobu je pro instalaci solárních panelů potřeba hodně místa, a tak jsou pozemky obnaženy a ohrožují divokou zvěř pro umístění solárních panelů.

Větší užitkové fotovoltaické systémy mohou vyžadovat až 3.5 až 10 akrů na megawatt a zařízení CSP vyžadují kdekoli od 4 do 16.5 akrů na megawatt.

I když to lze vyřešit masivní instalací solárních panelů v opuštěných oblastech, aby se uspokojila poptávka po velkovýrobě. Pro umístění solárních panelů pro domácí použití jsou také potřeba velké střechy.

5. Uvolňuje elektronický odpad

Přestože výroba solární energie nemá významný dopad na životní prostředí, proces výroby solárních panelů může poškodit životní prostředí a způsobit emise ze spalování fosilních paliv a plastového odpadu.

Také výroba solární energie uvolňuje elektronický odpad, stejně jako jiná elektronika, což činí likvidaci tohoto nebezpečného odpadu problémem.

6. Materiály, které nejsou snadno dostupné

Materiály používané při výrobě solárních technologií jsou vzácné, i když to je problém FV technologií a ne CSP technologií.

Nejčastější dotazy

Jaká jsou speciální využití solární energie v domácnosti?

Některé ze speciálních využití solární energie doma zahrnují;

• Ventilátory na solární pohon: solární energii lze využít k napájení ventilátorů pro domácí použití.
• Solární ohřev bazénů: solární energii lze využít k ohřevu bazénů doma, aby byly teplé a příjemné pro relaxaci.
• Solární vytápění domu: solární energii lze využít i pro vytápění domu v zimním období.
• Čerpadla na solární pohon: solární energii lze využít k pohonu vodních čerpadel.
• Nabíjení baterií solární energií: solární energii lze využít i pro nabíjení telefonů a dalších zařízení.
• Solární energie pro vaření: solární energii lze využít k napájení pecí.

Jaká jsou zvláštní využití solární energie v zemědělství?

Některá ta speciální využití solární energie v zemědělství zahrnují;

• Solární energii lze využít k ohřevu vody, která se využívá pro zemědělské účely.
• Sluneční energii lze také využít pro provoz solárního skleníku, který napomáhá růstu plodin a zlepšuje výnos.
• Sluneční energii lze také využít k sušení plodin a obilí.
• Sluneční energii lze využít k čerpání vody.

Doporučení

• Na co nezapomenout při navrhování solárního systému pouličního osvětlení
  .
• Změna klimatu | Definice, příčiny, následky a řešení
  .
• Top 6 zdrojů energie šetrných k životnímu prostředí
  .
• Top 10 environmentálních problémů a řešení
  .
• 5 nejlepších univerzit pro environmentální inženýrství
  .
• 5 způsobů, jak mít podnikání šetrné k životnímu prostředí