Napenergia -meghatározás példákkal és felhasználásokkal

Napenergia -meghatározás példákkal és felhasználásokkal
A napenergia meghatározása a Napból származó energia, és hogy a napsugárzásnak köszönhetően rögzíthetjük. A napenergia koncepcióját gyakran használják a napsugárzás alkalmazásával nyert elektromos vagy termikus energia hivatkozására.

Ez az energiaforrás a Föld elsődleges energiaforrását képviseli. Mivel ez kimeríthetetlen forrás, megújuló energiának tekintik.

Ebből az energiából sok más energiaforrás származik, például:

Szélenergia, amely kihasználja a szél erejét. A szél akkor jön létre, amikor a nap nagy mennyiségű levegőt melegít.
Fosszilis tüzelőanyagok: A szerves részecskék bomlásának rendkívül hosszú folyamatából származnak. A szerves bomlók nagyrészt fotoszintetizáló növények voltak.
A hidraulikus energia, amely kihasználja a víz potenciális energiáját. A napsugárzás nélkül a vízciklus nem lenne lehetséges.
A biomasszából származó energia ismét a növények fotoszintézisének eredménye.
Az ilyen típusú megújuló energia alternatívája a fosszilis tüzelőanyagoknak, amelyek nem bocsátanak ki üvegházhatású gázokat, például szén -dioxidot.

A napenergia példái
A napenergia néhány példája a következők:

A fotovoltaikus napelemek villamos energiát generálnak; Ezeket a létesítményeket otthonokban, hegyi menhelyekben stb.
Fotovoltaikus erőművek: Ezek a PV -panelek jelentős kiterjesztései, amelyek célja az elektromos áram előállításának célja a villamosenergia -hálózat ellátása.
A napenergia -autók PV -cellákat használnak a napsugárzás villamosenergia -átalakításához az elektromos motor vezetéséhez.
Napenergia -főzők: Parabolikus rendszerből készülnek, hogy a nap fényét olyan pontra koncentrálják, hogy megemeljék a hőmérsékletet és képesek legyenek főzni.
Fűtési rendszerek: A napenergia -hőtörő energiával egy folyadék melegíthető, amely felhasználható egy fűtési áramkörben.
Az úszómedence -fűtés egy egyszerű folyadékáramkör, amelyben a víz a napnak kitett napenergia -gyűjtőkészülék mentén kering.
Számológép: Néhány elektronikus eszköznek van egy kis napeleme, amely az elektromos áramkör teljesítményét biztosítja.
A napenergia -szellőzés egy olyan típusú napenergia, amely a nap hőjét használja egy hely szellőztetésére. Gyakran használják otthonokban és épületekben a levegőminőség javítása és az energiaköltségek csökkentése érdekében. A napenergia szellőzés felhasználható egy szoba vagy egy teljes épület szellőztetésére.
A fotoszintézis olyan természetes módszer, amellyel a növények a napenergiát kémiai energiává alakítják.
A napenergia típusai
Három típusú napenergia -technológiája létezik:

Fotovoltaikus napenergia: A PV napelemek olyan anyagból állnak, amely a napsugárzás sztrájkolásakor elektronokat bocsát ki és elektromos áramot generál.
Termikus napenergia: Ez a rendszer kihasználja a nap sugarai hőkapacitását. A napsugárzást hőtörvényré alakítják egy folyadék melegítésére, amely felhasználható a háztartási forró víz melegítésére. A napenergia -hőerőművekben gőzt és később villamos energiát generálnak.
A passzív napenergia egy erőforrás, hogy kihasználhassa a napenergiát külső erőforrások felhasználása nélkül. Például az építészek orientálhatják a házakat és eldönthetik, hová helyezhetik az ablakokat, figyelembe véve, hogy hol érkezik a napsugárzás. Ezt a technikát bioklimatikus architektúra néven ismerték.
Hogyan állítják elő a napenergia?
Fizikai szempontból a napenergiát a napfényben termelik a nukleáris reakciók sorozata révén. Amikor ez az energia elér minket a földön, sok szempontból kihasználhatjuk azt:

Napelemek fotovoltaikus sejtekkel. A fotovoltaikus panelek olyan anyagból készülnek, amely a fény fogadásakor közvetlenül ionizál és elenged egy elektronot. Ilyen módon a napsugárzás elektromos energiává alakul.
Napenergia -gyűjtők használata, amelyeket úgy terveztek, hogy a napsugárzást termikus energiává alakítsák. Célja egy folyadék melegítése, amely a belsejében kering. Ebben az esetben nincs villamos energiánk, de van magas hőmérsékleten folyékony, amely sok alkalmazásban felhasználható.
A koncentrált napenergia olyan rendszer, amely tükrözi az összes napfényt egy fókuszpontra, hogy elérje a magas hőmérsékletet. Ezt a technológiát termoszoláris növényekben használják az energiatermeléshez.
A passzív napenergia -rendszerek napenergiát használnak külső energiabevitel nélkül. Például az építészeti tervek lehetővé teszik a maximális napsugárzást télen, és elkerülik a nyáron a túlzott hőt.
A napelemek típusai
A napelemek kifejezést mindkét módszerhez (fotovoltaikus és termikus) használják. Mindenesetre, a kialakítás jelentősen különbözik attól függően, hogy milyen típusú napenergia -technológiát fog használni:

A napenergia -termikus panel napenergia -sugarakkal melegít egy folyadékot, amely a hőt folyadékba továbbítja, majd melegíti a vizet. A napenergia -fűtőberendezéseket házakban használják a forró víz előállításához.
A fotovoltaikus panel kihasználja a napelemekbe helyezett félvezető elemek tulajdonságait. A napelemek elektromos energiát termelnek, ha napsugárzásnak vannak kitéve. Az úgynevezett fotovoltaikus hatásnak köszönhetően a Napnak való kitettség az elektronok mozgását okozza egy alkatrészben (általában szilícium), folyamatos elektromos áramot generálva.
A koncentráló napelem egy sor parabolikus tükröt is használ, lineáris szerkezetű. Ezeknek a tükröknek a célja a napsugárzás fókuszpontra koncentrálása, hogy elérje a hőmérsékletet, amely elég magas ahhoz, hogy gőzt generáljon.
Napenergia felhasználása

A Nap erejének kihasználása: Útmutató a fotovoltaikusokhoz
A napenergia számos felhasználást és alkalmazást tartalmaz, amelyeket három ponton lehet összefoglalni:

Háztartási forró víz DHW
A napenergia -fűtést a háztartási forró víz (DHW), valamint az otthonok és a kis épületkomplexek fűtésére használják. A napenergia -erőműveket úgy építették, hogy gőzturbinák felhasználásával a tárolt hőt elektromossággá alakítják.

Ezeket a prototípusokat azonban nem használják széles körben ezen erőművek alacsony teljesítménye miatt, mint a magas költségek és a szabálytalan villamosenergia -ellátás.

Villamosenergia -termelés
A fotovoltaikus paneleket az izolált napenergia-rendszerekben használják az elektromos hálózatoktól távol lévő eszközök (űrszondák, nagy magasságú telefonos ismétlők stb. Az ilyen alacsony energiájú alkalmazásokban is használják őket, hogy a villamosenergia -hálózathoz való csatlakozás ne legyen gazdaságos (könnyű jelek, parkolómérők stb.).

Ezeket az eszközöket olyan akkumulátorokkal kell felszerelni, amelyek képesek felhalmozódni a nap folyamán előállított felesleges villamos energiát, hogy éjszaka és felhős időszakokban, általában a napelemes akkumulátorokban táplálják a berendezéseket.

Ezeket nagy rácshoz csatlakoztatott rendszerekben is használják, bár a tápegység napi és szezonális körülmények között változó. Ezért nehéz megjósolni, és nem programozható.

Ez a folytonosság miatt kihívást jelent a villamosenergia -igények bármikor kielégítése, kivéve az éves keresleti csúcsok feletti biztonságos biztonsági mozgásteret. Mivel azonban a napenergia -erőművek nyáron történő előállításának csúcspontja, sikerül ellensúlyozni a légkondicionálók miatti nagyobb belső keresletet.

Melyek a napenergia előnyei és hátrányai?
A napenergia felhasználása magában foglalja a konkrét előnyöket és hátrányokat.

A fő kritika vagy hátrányok a következők:

Magas befektetési költségek / kilowattonként.
Nagyon nagy hatékonyságot kínál.
A kapott teljesítmény a napenergia -ütemtervtől, az időjárástól és a naptártól függ. Ezért nehéz tudni, hogy milyen elektromos energiát tudunk megszerezni egy adott pillanatban. Ez a visszaesés eltűnik más energiaforrásokkal, például nukleáris vagy fosszilis energiával.
A napelemek előállításához szükséges energiamennyiség. A fotovoltaikus panelek előállítása sok energiát igényel, gyakran nem megújuló energiaforrások, például szén felhasználásával.
Másrészt figyelembe kell vennie a napenergia előnyeit:

Támogatói támogatják a költségcsökkentést és a hatékonyságnövekedést a méretgazdaságosság és a jövőbeli napenergia -rendszerek technológiai fejlesztései miatt.
Ami az éjszakai energiaforrás hiányát illeti, rámutatnak arra is, hogy az elektromos fogyasztás maximális csúcsát a nap folyamán érik el, azaz a napenergia maximális termelése során.
Megújuló energiaforrás. Más szavakkal, kimeríthetetlen.
Nem szennyeződés-energia: nem generál üvegházhatású gázokat, ezért nem járul hozzá az éghajlatváltozás problémájának súlyosbításához.
Szerző: Oriol Planas - ipari műszaki mérnök