Definitie van zonne -energie met voorbeelden en gebruik

Definitie van zonne -energie met voorbeelden en gebruik
De definitie van zonne -energie is de energie die uit de zon komt en die we kunnen vastleggen dankzij zonnestraling. Het concept van zonne -energie wordt vaak gebruikt om te verwijzen naar de elektrische of thermische energie die wordt verkregen met zonnestraling.

Deze energiebron vertegenwoordigt de primaire energiebron op aarde. Omdat het een onuitputtelijke bron is, wordt het beschouwd als hernieuwbare energie.

Uit deze energie zijn vele andere energiebronnen afgeleid, zoals:

Windenergie, die de kracht van de wind gebruikt. De wind wordt gegenereerd wanneer de zon grote volumes lucht verwarmt.
Fossiele brandstoffen: ze komen uit een extreem lang ontledingsproces van organische deeltjes. De organische ontleders waren grotendeels fotosynthetiserende planten.
Hydraulische energie, die de potentiële energie van water benutten. Zonder zonnestraling zou de watercyclus niet mogelijk zijn.
De energie van Biomassa is opnieuw het resultaat van de fotosynthese van planten.
Dit type hernieuwbare energie is een alternatief voor fossiele brandstoffen die geen broeikasgassen zoals koolstofdioxide uitzenden.

Voorbeelden van zonne -energie
Enkele voorbeelden van zonne -energie zijn het volgende:

Fotovoltaïsche zonnepanelen genereren elektriciteit; Deze faciliteiten worden gebruikt in huizen, bergschuilplaatsen, enz.
Fotovoltaïsche energiecentrales: het zijn belangrijke uitbreidingen van PV -panelen waarvan de doelstelling is om elektriciteit te genereren om het elektriciteitsnet te leveren.
Zonne -auto's gebruiken PV -cellen om zonnestraling om te zetten in elektriciteit om een ​​elektromotor aan te drijven.
Zonnevokjes: ze zijn gemaakt van een parabolisch systeem om het licht van de zon te concentreren op een punt om de temperatuur te verhogen en te kunnen koken.
Verwarmingssystemen: met thermische energie op zonne -energie kan een vloeistof worden verwarmd die kan worden gebruikt in een verwarmingscircuit.
Zwembadverwarming is een eenvoudig vloeistofcircuit waarin water circuleert langs een set thermische verzamelaars voor zonne -energie die aan de zon worden blootgesteld.
Rekenmachines: sommige elektronische apparaten hebben een klein zonnepaneel om stroom aan het elektrische circuit te leveren.
Zonne -ventilatie is een soort zonne -energie die de warmte van de zon gebruikt om een ​​ruimte te ventileren. Het wordt vaak gebruikt in huizen en gebouwen om de luchtkwaliteit te verbeteren en de energiekosten te verlagen. Zonne -ventilatie kan worden gebruikt om een ​​eenpersoonskamer of een heel gebouw te ventileren.
Fotosynthese is een natuurlijke manier die planten gebruiken om zonne -energie om te zetten in chemische energie.
Soorten zonne -energie
Er zijn drie soorten zonne -energietechnologieën:

Fotovoltaïsche zonne -energie: PV -zonnepanelen zijn samengesteld uit een materiaal dat, wanneer zonnestraling elektronen afgeeft en een elektrische stroom genereert.
Thermische zonne -energie: dit systeem maakt gebruik van de warmtecapaciteit van de zonnestralen. Zonnestraling wordt omgezet in thermische energie om een ​​vloeistof te verwarmen die kan worden gebruikt voor het verwarmen van het warmwater van huishoudelijk water. In thermische energiecentrales wordt stoom gegenereerd en vervolgens elektriciteit.
Passieve zonne -energie is een hulpbron om te profiteren van zonnewarmte zonder externe bronnen te gebruiken. Architecten kunnen bijvoorbeeld huizen oriënteren en beslissen waar ze ramen plaatsen, gezien waar zonnestraling wordt ontvangen. Deze techniek staat bekend als bioklimatische architectuur.
Hoe wordt zonne -energie geproduceerd?
Vanuit fysiek oogpunt wordt zonne -energie in de zon geproduceerd door een opeenvolging van nucleaire reacties. Wanneer deze energie ons op aarde bereikt, kunnen we er op veel manieren van profiteren:

Zonnepanelen met fotovoltaïsche cellen. Fotovoltaïsche panelen zijn gemaakt van een materiaal dat bij het ontvangen van licht een elektron direct ioniseert en vrijgeeft. Op deze manier wordt zonnestraling omgezet in elektrische energie.
Het gebruik van zonne -collectoren die zijn ontworpen om zonnestraling om te zetten in thermische energie. Het doel is om een ​​vloeistof te verwarmen dat naar binnen circuleert. In dit geval hebben we geen elektriciteit, maar we hebben vloeistof bij een hoge temperatuur die in veel toepassingen kan worden gebruikt.
Geconcentreerde zonne -energie is een systeem dat alle zonne -verlichting weerspiegelt in een brandpunt om hoge temperaturen te bereiken. Deze technologie wordt gebruikt in thermosolaire planten voor energieopwekking.
Passieve zonne -energiesystemen gebruiken zonne -energie zonder enige externe energie -input. Architecturale ontwerpen maken bijvoorbeeld maximale zonnestraling in de winter mogelijk en voorkomen overtollige warmte in de zomer.
Soorten zonnepanelen
De term zonnepanelen worden gebruikt voor beide methoden (fotovoltaïsch en thermisch). In elk geval is het ontwerp aanzienlijk verschillend, afhankelijk van welk type zonnetechnologie het zal worden gebruikt:

Het thermische paneel op de zonnestanden maakt gebruik van zonnestralen om een ​​vloeistof te verwarmen die warmte overbrengt naar een vloeistof en vervolgens water verwarmt. Zonneboilers worden in huizen gebruikt om heet water te verkrijgen.
Het fotovoltaïsche paneel maakt gebruik van de eigenschappen van bepaalde halfgeleiderelementen die in zonnecellen worden geplaatst. Zonnecellen produceren elektrische energie wanneer ze worden onderworpen aan zonnestraling. Dankzij het zogenaamde fotovoltaïsche effect veroorzaakt blootstelling aan de zon de beweging van elektronen in een component (meestal silicium), waardoor een continue elektrische stroom wordt gegenereerd.
Het concentrerende zonnepaneel gebruikt ook een reeks parabolische spiegels met een lineaire structuur. Het doel van deze spiegels is om zonnestraling te concentreren op een brandpunt om temperaturen te bereiken die hoog genoeg zijn om stoom te genereren.
Gebruik van zonne -energie

De kracht van de zon gebruiken: een gids voor fotovoltaïsche
Zonne -energie heeft veel toepassingen en toepassingen die in drie punten kunnen worden samengevat:

Huishoudelijk heet water DHW
Zonne -waterverwarming wordt gebruikt om huishoudelijk warm water (DHW) en verwarming aan huizen en kleine bouwcomplexen te leveren. Zonne -energiecentrales zijn gebouwd die, met behulp van stoomturbines, de opgeslagen warmte omzetten in elektriciteit.

Deze prototypes zijn echter niet veel gebruikt vanwege de lage prestaties van deze energiecentrales in vergelijking met de hoge kosten en de onregelmatige elektriciteitsvoorziening.

Elektriciteitsopwekking
Fotovoltaïsche panelen worden gebruikt in geïsoleerde zonnestelsels om apparaten weg te vullen van elektrische netwerken (ruimtesondes, telefonische repeaters op grote hoogte, enz.). Ze worden ook gebruikt in toepassingen met zulke lage energie -eisen dat een verbinding met het elektriciteitsnet niet economisch zou zijn (lichtsignalen, parkeermeters, enz.).

Deze apparaten moeten worden uitgerust met accumulatoren die in staat zijn om overtollige elektriciteit te verzamelen die overdag worden geproduceerd om de apparatuur 's nachts en tijdens bewolkte periodes, meestal zonnebatterijen, van stroom te voorzien.

Ze worden ook gebruikt in grote raster-verbonden systemen, hoewel de voeding variabel is in dagelijkse en seizoensgebonden omstandigheden. Daarom is het moeilijk om te voorspellen en niet programmeerbaar.

Deze discontinuïteit maakt het een uitdaging om aan de vraag naar elektriciteit op elk gewenst moment te voldoen, behalve de productie met een brede veiligheidsmarge boven de jaarlijkse pieken van de vraag. Als het piek van de productie van zonne -energiecentrales in de zomer, slaagt het er echter in om de grotere interne vraag als gevolg van airconditioners te compenseren.

Wat zijn de voor- en nadelen van zonne -energie?
Het gebruik van zonne -energie omvat specifieke voor- en nadelen.

De belangrijkste kritiek of nadelen zijn:

Hoge investeringskosten per kilowatt verkregen.
Het biedt een zeer hoge efficiëntie.
De verkregen prestaties zijn afhankelijk van het zonneschema, het weer en de kalender. Om deze reden is het moeilijk om te weten welk elektrisch vermogen we op een bepaald moment kunnen verkrijgen. Dit nadeel verdwijnt met andere energiebronnen, zoals nucleaire of fossiele energie.
De hoeveelheid energie die nodig is om een ​​zonnepaneel te maken. Het produceren van fotovoltaïsche panelen vereist veel energie, vaak met behulp van niet-hernieuwbare energiebronnen zoals kolen.
Aan de andere kant moet u rekening houden met de voordelen van zonne -energie:

De voorstanders ondersteunen kostenverlaging en efficiëntiewinst als gevolg van schaalvoordelen en technologische verbeteringen in toekomstige zonnestelsels.
Wat betreft de afwezigheid van deze energiebron 's nachts, wijzen ze er ook op dat de maximale piek van het elektrische consumptie gedurende de dag wordt bereikt, dat wil zeggen tijdens de maximale productie van zonne -energie.
Het is een hernieuwbare energiebron. Met andere woorden, het is onuitputtelijk.
Het is niet-vervuilende energie: het genereert geen broeikasgassen en draagt ​​daarom niet bij aan het verergeren van het probleem van klimaatverandering.
Auteur: Oriol Planas - Industrieel technisch ingenieur