Sonnergie -definisie met voorbeelde en gebruike
Die definisie van sonenergie is die energie wat van die Son af kom en wat ons danksy sonstraling kan vasvang.Die konsep van sonenergie word dikwels gebruik om te verwys na die elektriese of termiese energie wat verkry word met sonstraling.
Hierdie energiebron verteenwoordig die primêre energiebron op aarde.Omdat dit 'n onuitputlike bron is, word dit as hernubare energie beskou.
Uit hierdie energie word baie ander energiebronne afgelei, soos:
Windenergie, wat die krag van die wind benut.Die wind word opgewek as die son groot lugvliegtuie verhit.
Fossielbrandstowwe: Dit kom uit 'n buitengewone lang proses van ontbinding van organiese deeltjies.Die organiese ontbinders was grotendeels fotosintetiserende plante.
Hidrouliese energie, wat die potensiële energie van water benut.Sonder sonstraling sou die watersiklus nie moontlik wees nie.
Die energie van biomassa is weereens die resultaat van die fotosintese van plante.
Hierdie tipe hernubare energie is 'n alternatief vir fossielbrandstowwe wat nie kweekhuisgasse soos koolstofdioksied uitstraal nie.
Voorbeelde van sonenergie
'N Paar voorbeelde van sonenergie sluit die volgende in:
Fotovoltaïese sonpanele genereer elektrisiteit;Hierdie fasiliteite word gebruik in huise, bergskuilings, ens.
Fotovoltaïese kragsentrales: Dit is belangrike uitbreidings van PV -panele waarvan die doel is om elektrisiteit op te wek om die elektrisiteitsnetwerk te voorsien.
Sonmotors gebruik PV -selle om sonstraling in elektrisiteit te omskep om 'n elektriese motor te bestuur.
Sonkook: hulle is van 'n paraboliese stelsel gemaak om die son se lig te konsentreer tot 'n punt om die temperatuur te verhoog en te kan kook.
Verhittingstelsels: Met sonkrag -termiese energie kan 'n vloeistof verhit word wat in 'n verwarmingskring gebruik kan word.
Swembadverwarming is 'n eenvoudige vloeistofstroombaan waarin water sirkuleer langs 'n stel sonkrag -termiese versamelaars wat aan die son blootgestel is.
Sakrekenaars: Sommige elektroniese toestelle het 'n klein sonkragpaneel om krag aan die elektriese stroombaan te lewer.
Sonventilasie is 'n soort sonenergie wat die son se hitte gebruik om 'n ruimte te ventileer.Dit word gereeld in huise en geboue gebruik om luggehalte te verbeter en energiekoste te verlaag.Sonventilasie kan gebruik word om 'n enkelkamer of 'n hele gebou te ventileer.
Fotosintese is 'n natuurlike manier wat plante gebruik om sonenergie in chemiese energie te omskep.
Tipes sonenergie
Daar is drie soorte sonenergietegnologieë:
Fotovoltaïese sonenergie: PV -sonpanele bestaan uit 'n materiaal wat, wanneer sonstraling tref, elektrone vrystel en 'n elektriese stroom opwek.
Termiese sonenergie: Hierdie stelsel benut die hittekapasiteit van die sonstrale.Sonstraling word omgeskakel in termiese energie om 'n vloeistof te verhit wat gebruik kan word om huishoudelike warm water te verhit.In sonkrag -termiese kragsentrales word stoom opgewek en daarna elektrisiteit.
Passiewe sonkrag is 'n hulpbron om voordeel te trek uit sonkrag sonder om eksterne hulpbronne te gebruik.Argitekte kan byvoorbeeld huise oriënteer en besluit waar om vensters te plaas, met inagneming van waar sonstraling ontvang sal word.Hierdie tegniek staan bekend as bioklimatiese argitektuur.
Hoe word sonenergie geproduseer?
Vanuit 'n fisiese oogpunt word sonenergie in die son geproduseer deur 'n opeenvolging van kernreaksies.As hierdie energie ons op aarde bereik, kan ons dit op baie maniere benut:
Sonpanele met fotovoltaïese selle.Fotovoltaïese panele is gemaak van 'n materiaal wat, wanneer hulle lig ontvang, direk ioniseer en 'n elektron vrystel.Op hierdie manier word sonstraling in elektriese energie omskep.
Gebruik sonversamelaars wat ontwerp is om sonstraling in termiese energie te omskep.Die doel daarvan is om 'n vloeistof wat binne sirkuleer, te verhit.In hierdie geval het ons nie elektrisiteit nie, maar ons het vloeistof by 'n hoë temperatuur wat in baie toepassings gebruik kan word.
Gekonsentreerde sonenergie is 'n stelsel wat alle sonverligting weerspieël tot 'n fokuspunt om hoë temperature te bereik.Hierdie tegnologie word in termosolêre plante vir energieopwekking gebruik.
Passiewe sonkragstelsels gebruik sonenergie sonder enige eksterne energie -inset.Byvoorbeeld, argitektoniese ontwerpe laat maksimum sonstraling in die winter toe en vermy oortollige hitte in die somer.
Tipes sonpanele
Die term sonpanele word vir beide metodes (fotovoltaïes en termies) gebruik.Die ontwerp is in elk geval aansienlik anders, afhangende van watter tipe sonkragtegnologie dit gebruik gaan word:
Die sonkragtermiese paneel gebruik sonstrale om 'n vloeistof te verhit wat hitte na 'n vloeistof oordra en dan water verhit.Sonwaterverwarmers word in huise gebruik om warm water te verkry.
Die fotovoltaïese paneel ontgin die eienskappe van bepaalde halfgeleierelemente wat in sonkragselle geplaas word.Sonselle produseer elektriese energie as dit aan sonstraling onderwerp word.Danksy die sogenaamde fotovoltaïese effek, veroorsaak blootstelling aan die son die beweging van elektrone in 'n komponent (gewoonlik silikon), wat 'n deurlopende elektriese stroom opwek.
Die konsentrasie -sonpaneel gebruik ook 'n reeks paraboliese spieëls met 'n lineêre struktuur.Die doel van hierdie spieëls is om sonstraling te konsentreer tot 'n fokuspunt om die temperatuur hoog genoeg te bereik om stoom te genereer.
Benut die krag van die son: 'n gids vir fotovoltaïese
Solarenergie het baie gebruike en toepassings wat in drie punte saamgevat kan word:
Huishoudelike warm water DHW
Verhitting van sonwater word gebruik om huishoudelike warm water (DHW) te voorsien en om huise en klein boukomplekse te verhit.Sonkragsentrales is gebou wat die gestoorde hitte met behulp van stoomturbines in elektrisiteit omskakel.
Hierdie prototipes is egter nie wyd gebruik nie weens die lae werkverrigting van hierdie kragsentrales in vergelyking met die hoë koste en die onreëlmatige elektrisiteitsvoorsiening.
Elektrisiteit opwekking
Fotovoltaïese panele word in geïsoleerde sonkragstelsels gebruik om toestelle weg van elektriese netwerke (ruimteskoeke, hoëhoogtesherhalers, ens.)Dit word ook gebruik in toepassings met sulke lae energie -eise dat 'n verbinding met die elektrisiteitsnet nie ekonomies sou wees nie (ligseine, parkeermeters, ens.).
Hierdie toestelle moet toegerus wees met akkumulators wat oortollige elektrisiteit wat gedurende die dag geproduseer word, in die nag en gedurende bewolkte periodes, gewoonlik sonkragbatterye, kan ophoop.
Dit word ook in groot rooster-gekoppelde stelsels gebruik, hoewel die kragbron in daaglikse en seisoenale toestande wisselvallig is.Daarom is dit moeilik om te voorspel en nie programmeerbaar te wees nie.
Hierdie diskontinuïteit maak dit uitdagend om te eniger tyd aan die elektrisiteitsvraag te voorsien, behalwe vir produksie met 'n wye veiligheidsgrens bo die jaarlikse vraagpieke.Aangesien dit die hoogtepunt van die produksie van sonkragsentrales in die somer is, slaag dit egter daarin om die groter interne vraag as gevolg van lugversorgers te vergoed.
Wat is die voor- en nadele van sonkrag?
Die gebruik van sonenergie behels spesifieke voor- en nadele.
Die belangrikste kritiek of nadele is:
Hoë beleggingskoste per kilowatt verkry.
Dit bied baie hoë doeltreffendheid.
Die prestasie wat verkry is, hang af van die sonskedule, die weer en die kalender.Om hierdie rede is dit moeilik om te weet watter elektriese krag ons op 'n gegewe oomblik kan kry.Hierdie nadeel verdwyn met ander energiebronne, soos kern- of fossielenergie.
Die hoeveelheid energie wat dit neem om 'n sonpaneel te maak.Die vervaardiging van fotovoltaïese panele verg baie energie, en gebruik dikwels nie-hernieubare energiebronne soos steenkool.
Aan die ander kant moet u die voordele van sonenergie oorweeg:
Die advokate ondersteun kostevermindering en doeltreffendheidswins as gevolg van skaalvoordele en tegnologiese verbeterings in toekomstige sonkragstelsels.
Wat die afwesigheid van hierdie energiebron snags betref, wys hulle ook daarop dat die maksimum piek van elektriese verbruik gedurende die dag bereik word, dit wil sê tydens die maksimum produksie van sonenergie.
Dit is nie-besoedelende energie: dit genereer nie kweekhuisgasse nie en dra dus nie daartoe by om die probleem van klimaatsverandering te vererger nie.
Skrywer: Oriol Planas – Bedryfs Tegniese Ingenieur
Postyd: 27 September 2023