Örnekler ve kullanımlarla güneş enerjisi tanımı

Örnekler ve kullanımlarla güneş enerjisi tanımı
Güneş enerjisinin tanımı, güneşten gelen ve güneş radyasyonu sayesinde yakalayabileceğimiz enerjidir. Güneş enerjisi kavramı genellikle güneş radyasyonu kullanılarak elde edilen elektrik veya termal enerjiyi ifade etmek için kullanılır.

Bu enerji kaynağı, dünyadaki birincil enerji kaynağını temsil eder. Tükenmez bir kaynak olduğu için yenilenebilir enerji olarak kabul edilir.

Bu enerjiden, aşağıdakiler gibi diğer birçok enerji kaynağı türetilmiştir:

Rüzgarın gücünü kullanan rüzgar enerjisi. Rüzgar, güneş büyük hacimlerde hava ısıttığında üretilir.
Fosil Yakıtlar: Organik parçacıkların son derece uzun bir ayrışması sürecinden gelirler. Organik ayrıştırıcılar büyük ölçüde fotosentezleme bitkileriydi.
Suyun potansiyel enerjisini kullanan hidrolik enerji. Güneş radyasyonu olmasaydı, su döngüsü mümkün olmazdı.
Biyokütleden gelen enerji bir kez daha, bitkilerin fotosentezinin sonucudur.
Bu tür yenilenebilir enerji, karbon dioksit gibi sera gazları yaymayan fosil yakıtlara bir alternatiftir.

Güneş enerjisi örnekleri
Güneş enerjisinin bazı örnekleri şunları içerir:

Fotovoltaik güneş panelleri elektrik üretir; Bu tesisler evlerde, dağ barınaklarında vb. Kullanılır.
Fotovoltaik enerji santralleri: amacı elektrik şebekesini tedarik etmek için elektrik üretmek olan PV panellerinin önemli uzantılarıdır.
Güneş arabaları, bir elektrik motorunu sürmek için güneş radyasyonunu elektriğe dönüştürmek için PV hücrelerini kullanır.
Güneş ocakları: Güneşin ışığını sıcaklığı yükseltmek ve pişirebilmek için bir noktaya konsantre etmek için parabolik bir sistemden yapılmıştır.
Isıtma Sistemleri: Güneş termal enerjisi ile bir ısıtma devresinde kullanılabilen bir sıvı ısıtılabilir.
Yüzme havuzu ısıtması, suyun güneşe maruz kalan bir dizi güneş termal toplayıcısı boyunca dolaştığı basit bir sıvı devresidir.
Hesap Makineleri: Bazı elektronik cihazların elektrik devresine güç sağlamak için küçük bir güneş paneli vardır.
Güneş havalandırma, bir alanı havalandırmak için güneşin ısısını kullanan bir tür güneş enerjisidir. Hava kalitesini artırmak ve enerji maliyetlerini azaltmak için genellikle evlerde ve binalarda kullanılır. Güneş havalandırma, tek bir oda veya tüm bir binayı havalandırmak için kullanılabilir.
Fotosentez, bitkilerin güneş enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürmek için kullandıkları doğal bir yoldur.
Güneş enerjisi türleri
Üç çeşit güneş enerjisi teknolojisi vardır:

Fotovoltaik güneş enerjisi: PV güneş panelleri, güneş radyasyonu vurduğunda elektronları serbest bırakan ve bir elektrik akımı üreten bir malzemeden oluşur.
Termal Güneş Enerjisi: Bu sistem, güneş ışınlarının ısı kapasitesinden yararlanır. Güneş radyasyonu, yerel sıcak suyu ısıtmak için kullanılabilecek bir sıvıyı ısıtmak için termal enerjiye dönüştürülür. Güneş termal enerji santrallerinde buhar üretilir ve daha sonra elektrik.
Pasif güneş enerjisi, dış kaynakları kullanmadan güneş ısısından yararlanan bir kaynaktır. Örneğin, mimarlar evlere yönelebilir ve güneş radyasyonunun nereden alınacağını göz önünde bulundurarak pencereleri nereye koyacağına karar verebilirler. Bu teknik biyoklimatik mimari olarak bilinir.
Güneş enerjisi nasıl üretilir?
Fiziksel bir bakış açısından, güneş enerjisi güneşte bir dizi nükleer reaksiyonla üretilir. Bu enerji bizi yeryüzünde ulaştığında, bundan birçok yönden yararlanabiliriz:

Fotovoltaik hücreli güneş panelleri. Fotovoltaik paneller, ışık alırken bir elektronu doğrudan iyonize eden ve serbest bırakan bir malzemeden yapılmıştır. Bu şekilde, güneş radyasyonu elektrik enerjisine dönüştürülür.
Güneş radyasyonunu termal enerjiye dönüştürmek için tasarlanmış güneş koleksiyoncuları kullanma. Amacı, içeride dolaşan bir sıvıyı ısıtmaktır. Bu durumda, elektriğimiz yok, ancak birçok uygulamada kullanılabilecek yüksek sıcaklıkta sıvımız var.
Konsantre güneş enerjisi, yüksek sıcaklıklara ulaşmak için tüm güneş aydınlatmasını bir odak noktasına yansıtan bir sistemdir. Bu teknoloji, enerji üretimi için termosolar bitkilerde kullanılır.
Pasif güneş enerjisi sistemleri, herhangi bir dış enerji girişi olmadan güneş enerjisi kullanır. Örneğin, mimari tasarımlar kışın maksimum güneş radyasyonuna izin verir ve yaz aylarında aşırı ısıdan kaçınır.
Güneş panel türleri
Güneş panelleri terimi her iki yöntem (fotovoltaik ve termal) için kullanılır. Her durumda, tasarım ne tür güneş teknolojisi için kullanılacağına bağlı olarak önemli ölçüde farklıdır:

Güneş termal paneli, ısıyı bir sıvıya aktaran ve daha sonra suyu ısıtan bir sıvıyı ısıtmak için güneş ışınları kullanır. Güneş su ısıtıcılar sıcak su elde etmek için evlerde kullanılır.
Fotovoltaik panel, güneş hücrelerine yerleştirilen belirli yarı iletken elemanların özelliklerinden yararlanır. Güneş hücreleri güneş radyasyonuna maruz kaldığında elektrik enerjisi üretir. Sözde fotovoltaik etki sayesinde, güneşe maruz kalma, bir bileşendeki (genellikle silikon) elektronların hareketine neden olur ve sürekli bir elektrik akımı üretir.
Konsantre güneş paneli ayrıca doğrusal bir yapıya sahip bir dizi parabolik ayna kullanır. Bu aynaların amacı, buhar üretecek kadar yüksek sıcaklıklara ulaşmak için güneş radyasyonunu bir odak noktasına konsantre etmektir.
Güneş enerjisinin kullanımı

Güneşin gücünü kullanma: Fotovoltaik Kılavuz
Güneş enerjisinin üç noktada özetlenebilen birçok kullanımı ve uygulaması vardır:

Yurtiçi Sıcak Su DHW
Güneş suyu ısıtma, evlere ve küçük bina komplekslerine yurtiçi sıcak su (DHW) ve ısıtma sağlamak için kullanılır. Güneş enerjisi santralleri, buhar türbinleri kullanılarak depolanan ısıyı elektriğe dönüştüren inşa edilmiştir.

Bununla birlikte, bu prototipler, bu enerji santrallerinin yüksek maliyetlere ve düzensiz elektrik arzına kıyasla düşük performansı nedeniyle yaygın olarak kullanılmamıştır.

Elektrik üretimi
Fotovoltaik paneller, izole güneş sistemlerinde cihazları elektrik ağlarından (boşluk probları, yüksek irtifa telefon tekrarlayıcıları, vb.) Uzaklaştırmak için kullanılır. Ayrıca, elektrik şebekesine bir bağlantının ekonomik olmayacağı kadar düşük enerji talepleri olan uygulamalarda da kullanılırlar (ışık sinyalleri, park metreleri, vb.).

Bu cihazlar, gündüz ve genellikle güneş pilleri olan bulutlu dönemlerde ekipmana güç sağlamak için gün boyunca üretilen fazla elektriği biriktirebilen akümülatörlerle donatılmalıdır.

Güç kaynağı günlük ve mevsimsel koşullarda değişken olmasına rağmen, büyük şebekeye bağlı sistemlerde de kullanılırlar. Bu nedenle, programlanabilir değil tahmin etmek zordur.

Bu süreksizlik, yıllık talep zirvelerinin üzerinde geniş bir güvenlik marjı olan üretim dışında, elektrik talebini herhangi bir zamanda karşılamayı zorlaştırmaktadır. Bununla birlikte, yaz aylarında güneş enerjisi santrallerinin üretiminin zirvesi olarak, klimalar nedeniyle daha büyük iç talebi dengelemeyi başarır.

Güneş gücünün artıları ve eksileri nelerdir?
Güneş enerjisinin kullanımı belirli artıları ve eksileri içerir.

Ana eleştiriler veya dezavantajlar:

Kilowatt başına yüksek yatırım maliyeti.
Çok yüksek verimlilik sunar.
Elde edilen performans güneş programına, hava durumuna ve takvime bağlıdır. Bu nedenle, belirli bir anda hangi elektrik gücünü elde edebileceğimizi bilmek zordur. Bu dezavantaj nükleer veya fosil enerji gibi diğer enerji kaynaklarıyla kaybolur.
Bir güneş paneli yapmak için gereken enerji miktarı. Fotovoltaik panellerin üretilmesi, genellikle kömür gibi yenilenemeyen enerji kaynaklarını kullanan çok fazla enerji gerektirir.
Öte yandan, güneş enerjisinin faydalarını göz önünde bulundurmalısınız:

Savunucuları, gelecekteki güneş sistemlerinde ölçek ekonomileri ve teknolojik iyileştirmeler nedeniyle maliyet azaltma ve verimlilik kazanımlarını desteklemektedir.
Geceleri bu enerji kaynağının olmaması ile ilgili olarak, elektrik tüketiminin maksimum zirvesine gün boyunca, yani maksimum güneş enerjisi üretimi sırasında ulaşıldığını da gösterirler.
Yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Başka bir deyişle, tükenmez.
Kütür olmayan enerjidir: sera gazları üretmez ve bu nedenle iklim değişikliği sorununun ağırlaşmasına katkıda bulunmaz.
Yazar: Oriol Planas - Endüstriyel Teknik Mühendis