Využitie energie zo slnka sa môže zdať ako najzrejmejší a najbohatší obnoviteľný zdroj energie, aký máme, no nie je to vôbec jednoduché.
Na zachytenie tejto energie a jej premenu na napätie sú potrebné solárne panely a ukázalo sa, že je ťažké vyťažiť zo solárnej technológie maximum. Najmä preto, že účinnosť solárnych panelov je obmedzená tým, čo je známe ako problém Zlatovlásky: fotóny potrebujú mať správne množstvo energie na premenu na voľné elektróny, ktoré prispievajú k Napätie. Príliš málo energie a fotóny prechádzajú cez solárny panel. Príliš veľa a prebytočná energia zmizne ako teplo.
Ten je spôsobený tvorbou horúcich alebo vysokoenergetických elektrónov. Predtým, ako môžu byť tieto elektróny extrahované zo solárnych článkov, najprv vydajú prebytočnú energiu tým, že spôsobia vibrácie v kryštalickom materiáli solárneho panelu. To konkrétne obmedzuje účinnosť solárnych článkov.
Máte záujem dozvedieť sa viac o solárnej energii? Pokračuj v čítaní.
Solárna energia: čo to je?
Život na Zemi by nemohol prežiť bez slnka. Poskytuje svetlo a teplo, ročné obdobia a denný a nočný cyklus potrebný na to, aby sa život vyvinul. Dnes využívame energiu zo slnka na napájanie našich životov a odborníci tvrdia, že jedného dňa môže byť tento zdroj energie všetko, čo potrebujeme. Ale za titulkami, čo presne je solárna energia a ako ju môžeme využiť? Existujú dva hlavné typy solárnej energie: fotovoltaika a koncentrovaná solárna energia (CSP), tiež známa ako koncentrovaná solárna tepelná energia.
Existujú dva hlavné typy solárnej energie: fotovoltaika a koncentrovaná solárna energia (CSP), tiež známa ako koncentrovaná solárna tepelná energia.
Slnečná energia predstavuje približne 1 % celosvetovej výroby elektriny, no predpokladá sa, že v budúcnosti bude hrať oveľa väčšiu úlohu. Je to a obnoviteľná energia zdroj, ktorý neprodukuje žiadne skleníkové plyny ani toxický odpad a spolieha sa na svetlo zo slnka, ktoré zasahuje do všetkých kútov Zeme. Elektrickú energiu vyrába pomocou fotovoltaických solárnych článkov, ktoré sú zvyčajne zabudované do solárnych panelov, ktoré premieňajú slnečné svetlo na energiu na atómovej úrovni.
Solárna energia: Ako fungujú solárne panely?
Solárne články využívajú vlastnosť nazývanú fotovoltaický efekt, ktorá popisuje proces a fotón alebo častica svetla so správnou vlnovou dĺžkou, ktorá zasiahne bunku a spôsobí elektrón tok. Tento efekt si prvýkrát všimol v roku 1839 Henri Becquerel, francúzsky fyzik a laureát Nobelovej ceny.
Väčšina fotovoltaických článkov je vyrobená z tenkého filmu polovodičov, ktorý vytvára elektrické pole. Najzákladnejšie povedané, keď je elektrón excitovaný svetlom dopadajúcim na bunku, bude prúdiť z jednej strany polovodiča na druhú, čím sa vytvorí prúd.
ČÍTAJTE ĎALEJ: Koľko peňazí by ste mohli ušetriť so solárnymi panelmi Ikea?
Výhody a nevýhody solárnej energie
Jednou z výhod používania solárnych článkov je, že na ich veľkosti nezáleží, pokiaľ ide o účinnosť. Napríklad pole FV článkov s rozlohou 10 metrov štvorcových je rovnako efektívne ako pole s rozlohou 10 kilometrov štvorcových – to je dôvod, prečo sa vývoj off-grid solárnych článkov pre domácnosti a podniky uberá vypnuté. Toto sa nepodobá žiadnej inej obnoviteľnej energii. Na porovnanie, ak by ste si postavili veternú turbínu vo svojej záhrade, bola by desaťkrát menšia ako veterná turbína a ani zďaleka by nebola taká efektívna.
Pozri súvisiace
Aj preto spoločnosti ako napr Google vyvíjajú solárne panely a prečo Ikea a Tesla navrhuje a predáva domáce batérie, ktoré uchovávajú túto energiu pre domácnosti mimo siete.
Aby sa však slnečná energia stala široko používanou, budeme musieť nájsť spôsob, ako efektívnejšie skladovať energiu generovanú slnkom.
A správa publikované v roku 2015 fyzikmi z Massachusettského technologického inštitútu zistilo, že solárna energia má potenciál uspokojiť svetové potreby elektrickej energie.
„Fotovoltaika na báze kremíka má preukázanú kapacitu, spoľahlivosť a dostupné zdroje [na napájanie sveta] a tiež poskytujú elektrickú energiu pre veľkú časť pozemnej a námornej dopravy,“ povedal Robert Jaffe, fyzik z MIT a spoluautor správy. Alphr.
Ale my; ešte tam nie som. "Jedinou chýbajúcou zložkou je v súčasnosti veľké, robustné a lacné skladovanie elektrickej energie," dodal Jaffe. "A v súčasnosti neexistujú žiadni zjavní kandidáti."
Solárna energia: Solárna energia vo Veľkej Británii
Spojené kráľovstvo sa nemusí zdať ako hlavný kandidát na solárnu energiu, ale to nezastavilo vládu vo výške 1 miliardy libier Spúšťa sa iniciatíva, ktorá umožní domácnostiam s nízkymi príjmami v Anglicku a Walese získať bezplatné solárne panely.
V spolupráci s odborníkmi zo spoločnosti Solarplicity získa 800 000 domácností v priebehu nasledujúcich piatich rokov solárne panely a obnoviteľné zdroje energie. energetická spoločnosť bude spolupracovať s miestnymi úradmi a poskytovateľmi sociálneho bývania na inštalácii panelov priamo do ich domovov.
Solarplicity tvrdí, že plány ušetria niektorým z najchudobnejších krajín okolo 240 libier ročne na účtoch za energiu v porovnaní s cenami, ktoré účtujú poskytovatelia energie v Spojenom kráľovstve. Obyvatelia budú tiež poučení o tom, ako ušetriť energiu od používania rôznych žiaroviek až po inštaláciu inteligentných meračov.
ČÍTAJTE ĎALEJ: Koľko peňazí by ste mohli ušetriť so solárnymi panelmi?
Prvých 100 000 domov bude vybavených do konca roka 2018 a schému podporila 192 miliónov libier od holandskej spoločnosti Maas Capital, ktorá plány potvrdila cez víkend.
Začiatkom augusta začala Ikea v Spojenom kráľovstve predávať solárne panely a batérie – krok, o ktorom tvrdila, že môže znížiť účty za energiu až o 560 libier ročne. Maloobchodník sa spojil so Solarcentury, aby ponúkol domáce solárne systémy za „len 3 000 £“. Tiež spustilo online kalkulačka ktorý vám pomôže zistiť, koľko by ste mohli znížiť svoje účty za energiu jednoduchým ťuknutím na vaše PSČ.
Nedávno Google priniesol svoje Projektové strešné okno do Spojeného kráľovstva v partnerstve s dodávateľom energie E.ON. Online nástroj využíva Google Earth, Google Maps a strojové učenie na posúdenie toho, nakoľko je váš dom vhodný pre solárnu energiu. Tento nástroj zatiaľ nie je k dispozícii vo všetkých regiónoch Spojeného kráľovstva, ale očakáva sa, že v najbližších mesiacoch bude rozšírený.
Solárna energia: Solárna energia na celom svete
Krajiny ako Čína sú na čele, pokiaľ ide o rozsiahly solárny rozvoj. Čínsky národný energetický úrad (NEA) zverejnil štatistiku výroby solárnej energie začiatkom tohto roka produkcia sa v roku 2016 zdvojnásobila a do konca roka dosiahol gargantuovských 77,42 gigawattov. China Merchants New Energy Group (CMNE), jedna z najväčších spoločností v oblasti čistej energie v krajine, tiež minulý mesiac postavila solárnu elektráreň v tvare pandy ako súčasť úsilia zaujať deti o obnoviteľnú energiu.
Inde Elon Musk Solárna strecha je strecha so solárnym pohonom vyrobená spoločnosťou Tesla, ktorá sa skladá zo sklenených dlaždíc vložených do fotovoltaických článkov. Musk predstavil solárnu strechu koncom roka 2016 a začal vyrábať dlaždice v januári.
Problém s používaním fotovoltaiky je ten, že dokážu vyrábať elektrinu len vtedy, keď svieti slnko, takže v noci by nemohli nič napájať. V súčasnosti neexistuje účinný spôsob skladovania elektriny vo veľkom meradle, čo z neho robí najvýznamnejšiu výzvu pre spoločnosti vyrábajúce energiu z obnoviteľných zdrojov.
Generálny riaditeľ spoločnosti Tesla Elon Musk sľúbil, že v Austrálii postaví 100 MW lítium-iónovú batériovú skladovaciu farmu, ktorá by bola v prípade dokončenia najväčšou svojho druhu. Musk povedal, že systém bude nainštalovaný a funkčný do 100 dní od podpísania zmluvy.
Okrem solárnych panelov
Okrem fotovoltaiky existuje ešte jeden spôsob výroby solárnej energie, ktorý je často prehliadaný, ale dá sa už nejakým spôsobom skladovať. Rastliny CSP používajú zrkadlá na sústredenie svetla zo slnka. Vzniká tak teplo, ktoré ohrieva určitý druh oleja. Olej ohrieva vodu, ktorá poháňa motory parných turbín a vytvára elektrinu. Táto tepelná energia sa môže skladovať a použiť na výrobu elektriny, kedykoľvek je to potrebné. Ukladanie energie ako tepla je však neefektívne.
Obrázky: Pixabay/Wikimedia Commons
