Ymmärrä mitä aurinkoenergia on, tiedä kunkin tyypin erot ja tiedä mikä on edullisin
Mikä on aurinkoenergia?
Aurinkoenergia on sähkömagneettista energiaa, jonka lähde on aurinko. Se voidaan muuntaa lämpö- tai sähköenergiaksi ja soveltaa eri käyttötarkoituksiin. Kaksi pääasiallista tapaa hyödyntää aurinkoenergiaa ovat sähköntuotanto ja aurinkoisen veden lämmitys.
Sähköenergian tuottamiseen käytetään kahta järjestelmää: heliotermistä, jossa säteily muutetaan ensin lämpöenergiaksi ja myöhemmin sähköenergiaksi; ja aurinkosähkö, jossa auringon säteily muuttuu suoraan sähköenergiaksi.
Helioterminen energia tai tiivistetty aurinkoenergia (CSP)
Kaivos- ja energiaministeriön mukaan Brasilialla on noin 70% sähköisestä matriisista, joka perustuu hydrauliikkaan, ja viime aikoina muut energialähteet, kuten biomassa, tuuli ja ydin, ovat saaneet kannustimia.
- Mikä on vesivoima?
Epäsuotuisien hydrologisten olosuhteiden ja yhä pidempien kuivuusjaksojen vuoksi helioterminen energia on vaihtoehto. Vielä enemmän, jos katsomme, että kuivuusjaksoihin liittyy lisääntynyt aurinkopotentiaali matalan pilvihäiriön ja voimakkaamman auringon säteilyn vuoksi.
Kerääjätyyppejä on useita, ja sopivan tyypin valinta riippuu sovelluksesta. Käytetyimmät ovat: parabolinen sylinteri, keskitorni ja parabolinen levy.
Kuinka se toimii?
Heliotermiset aurinkoenergian kerääjät ovat laitteita, jotka sieppaavat auringon säteilyä ja muuttavat sen lämmöksi, siirtämällä lämmön nesteeksi (ilmaan, veteen tai öljyyn yleensä). Keräilijöillä on heijastava pinta, joka ohjaa suoran säteilyn fokukseen, jossa vastaanotin sijaitsee. Kun lämpö on imeytynyt, neste virtaa vastaanottimen läpi.
Aurinkosähköinen aurinkoenergia
Aurinkosähköinen aurinkoenergia on sellainen, jossa aurinkosäteily muuntuu suoraan sähköenergiaksi käymättä läpi lämpöenergiavaiheen (kuten se olisi heliotermisessä järjestelmässä).
Kuinka se toimii?
Aurinkosähkökennot (tai aurinkokennot) on valmistettu puolijohdemateriaaleista (yleensä piistä). Kun kenno altistuu valolle, osa valaistun materiaalin elektroneista absorboi fotoneja (auringonvalossa olevia energiahiukkasia).
Puolijohde kuljettaa vapaita elektroneja, kunnes sähkökenttä vetää ne. Tämä sähkökenttä muodostuu alueelle, jolla materiaalit liittyvät, johtuen näiden puolijohdemateriaalien välisestä sähköpotentiaalista. Vapaat elektronit otetaan aurinkoenergiakennoista ja ovat käytettävissä sähköenergian muodossa.
Toisin kuin helioterminen järjestelmä, aurinkosähköjärjestelmä ei vaadi toimiakseen suurta aurinkosäteilyä. Syntyneen energian määrä riippuu kuitenkin pilvien tiheydestä, joten pieni pilvien määrä voi johtaa vähemmän sähköntuotantoon verrattuna täysin avoimiin päiviin.
Muuntotehokkuus mitataan solun pinnalla olevan aurinko-säteilyn osuudella, joka muuttuu sähköenergiaksi. Tyypillisesti tehokkaimmat solut tuottavat 25%: n hyötysuhteen.
Ympäristöministeriön mukaan hallitus kehittää aurinkosähköntuotantohankkeita maaseudun ja eristyneiden yhteisöjen energiantarpeiden tyydyttämiseksi. Nämä hankkeet keskittyvät joihinkin aloihin, kuten: veden pumppaus kotitaloushuoltoon, kasteluun ja kalanviljelyyn; Katuvalaistus; kollektiiviset käyttöjärjestelmät (koulujen, terveyskeskusten ja monitoimitalojen sähköistys); kotihoito.
Terminen hyväksikäyttö
Toinen tapa käyttää auringon säteilyä on lämpökuumennus. Lämmitys aurinkoenergialla voidaan suorittaa keräilijöiden absorboimalla auringonvaloa, jotka yleensä asennetaan rakennusten ja kodeiden katoille (tunnetaan nimellä aurinkopaneelit).
Koska aurinkosäteilyn esiintyminen maan pinnalla on vähäistä, on tarpeen asentaa muutama neliömetri keräilijöitä.
Kansallisen sähköenergiakeskuksen (Aneel) mukaan lämmitetyn vesihuollon toimittamiseen kolmen tai neljän asukkaan asunnossa tarvitaan 4 m² keräilijöitä. Vaikka tämän tekniikan kysyntä on pääasiassa asuinrakennusta, kiinnostusta on myös muilla aloilla, kuten julkisissa rakennuksissa, sairaaloissa, ravintoloissa ja hotelleissa.
Jos olet kiinnostunut aurinkolämmitysjärjestelmän asentamisesta kotiisi, tutustu oppaaseen aurinkoenergian asentamiseksi kotiin.
Aurinkoenergian edut ja haitat?
Aurinkoenergiaa pidetään uusiutuvana ja ehtymättömänä energialähteenä. Toisin kuin fossiilisilla polttoaineilla, sähkön tuottaminen aurinkoenergiasta ei aiheuta rikkidioksidia (SO2), typpioksideja (NOx) ja hiilidioksidia (CO2) - kaikkia saastuttavia kaasuja, joilla on haitallisia vaikutuksia ihmisten terveydelle ja jotka edistävät ilmaston lämpenemistä.
Aurinkoenergia on myös osoittautunut edulliseksi verrattuna muihin uusiutuviin lähteisiin, kuten hydrauliikkaan, koska se vaatii vähemmän laajoja alueita kuin vesivoima.
Kannustin aurinkoenergialle Brasiliassa on perusteltua maan potentiaalilla, jolla on suuria alueita, joissa on auringonvaloa ja lähellä Päiväntasaajaa.
Koillis-Brasilian puolikuivat alueet ovat ihanteellisia heliotermisen energian tuottamiseksi, koska ne täyttävät korkean auringon säteilytyksen ja vähäisten sateiden olosuhteet.
Heliotermisen energian haittana on kuitenkin se, että vaikka se ei vaadi yhtä laajoja alueita kuin vesivoimalat, se vaatii silti suuria tiloja. Siksi on erittäin tärkeää analysoida sopivin paikka implantointiin, koska kasvillisuus tukahdutetaan. Lisäksi, kuten jo mainittiin, helioterminen järjestelmä ei sovi kaikille alueille, koska sitä pidetään melko ajoittaisena.
Riippumattomuus suuresta säteilytyksestä on suuri aurinkosähköjärjestelmän etu, mikä osaltaan tekee siitä vaihtoehdon.
Aurinkosähköenergian tapauksessa yleisimmin mainittuna haittana on korkeat toteutuskustannukset ja prosessin alhainen hyötysuhde, joka vaihtelee 15-25%.
Toinen erittäin tärkeä asia, joka on otettava huomioon aurinkosähköjärjestelmän tuotantoketjussa, on aurinkokennojen säveltämiseen yleisimmin käytetyn raaka-aineen, piin, aiheuttama sosioympäristövaikutus.
Piinikaivoksella, kuten kaikilla muilla kaivostoiminnoilla, on vaikutuksia louhinta-alueen maaperään ja pohjaveteen. Lisäksi on välttämätöntä, että työntekijöille tarjotaan hyvät työolot, jotta vältetään työtapaturmat ja ammattitautien kehittyminen. Kansainvälinen syöväntutkimuslaitos (Iarc) huomauttaa raportissa, että kiteinen piidioksidi on syöpää ja voi aiheuttaa keuhkosyöpää kroonisesti hengitettynä.
Tiede- ja teknologiaministeriön raportissa viitataan kahteen muuhun aurinkosähköjärjestelmään liittyvään tärkeään seikkaan: paneelien hävittäminen on hävitettävä asianmukaisesti, koska ne voivat aiheuttaa myrkyllisyyttä; Myös aurinkosähköpaneelien kierrätys ei ole toistaiseksi saavuttanut tyydyttävää tasoa.
Toinen tärkeä seikka on, että huolimatta siitä, että Brasilia on toiseksi suurin metallisen piin tuottaja maailmassa, toiseksi vain Kiinan jälkeen, tekniikkaa piin puhdistamiseksi aurinkotasolla kehitetään edelleen. Äskettäin tunnistettu ongelma, lähinnä heliotermisissä kasveissa, on alueen läpi kulkevien lintujen tahaton palaminen.
Siksi vaikka aurinkoenergia on uusiutuvaa eikä aiheuta kaasuja, se silti kohtaa teknisiä ja taloudellisia esteitä. Vaikka lupaava, aurinkoenergiasta tulee taloudellisesti kannattavaa vain julkisen ja yksityisen sektorin yhteistyön avulla ja investoimalla tutkimukseen tuotantoprosessin kattavan tekniikan parantamiseksi piin puhdistuksesta aurinkokennojen hävittämiseen.
