Wie wird Solarenergie verwendet?
Wie wird Solarenergie verwendet?

Wie wird Solarenergie verwendet?

Wie wird Solarenergie verwendet?

Menschen nutzen die Sonnenenergie seit Milliarden von Jahren für eine Vielzahl von Zwecken, von Heiz- und Trocknen und Nahrungsmitteln bis hin zum Brand. Die wissenschaftliche Gemeinschaft war zuerst motiviert, die Sonnenenergie durch die Angst vor Kohlevorkommen zu nutzen. Dies führte zur Entdeckung der Photovoltaik -Effekts und zur Erfindung von Solarzellen.

Photovoltaik

Photovoltaiken sind Solarzellen, die Sonnenlicht sammeln und in Gleichstrom -Elektrizität umwandeln. Dieser Strom kann verwendet werden, um Geräte zu versorgen oder Batterien aufzuladen. Die meisten Photovoltaikmodule werden in gitterverbundenen Systemen verwendet, können aber auch als eigenständige Systeme verwendet werden. Diese Systeme können für Fernhäuser, Fernerkundung und kathodischer Schutz von Pipelines verwendet werden.

Photovoltaikzellen verwenden ein Halbleitermaterial, um Sonnenlicht in Elektrizität umzuwandeln. Sie sind teurer als andere Solarzellentechnologien, aber ihre Effizienz ist höher. Diese Technologie wird auch in Satelliten und unbemannten Luftfahrzeugen häufig eingesetzt, bei denen die Effizienz des Systems wichtig ist.

Photovoltaikzellen verwenden die Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität, um Geräte wie Taschenrechner, Lichter und andere Elektrogeräte zu betreiben. Diese Geräte werden auch üblicherweise für die Sonnenverfolgung verwendet, die die Sonnenbewegung über den Himmel verfolgt. Diese Technologie wird in vielen Regionen erschwinglicher und praktischer.

Photovoltaik sind auch eine umweltfreundliche Energieform. Sie emittieren sehr wenig Kohlendioxid im Vergleich zu fossilen Brennstoffen und tragen dazu bei, den globalen Klimawandel zu mildern. Darüber hinaus haben sie besondere Vorteile als Energiequelle. Zum Beispiel produzieren sie keine Verschmutzung, produzieren keine Treibhausgasemissionen und produzieren keinen Abfall. Diese Technologie ist skalierbar und kann zusammen mit Ihren Strombedürfnissen wachsen. Silizium und andere Materialien, die bei der Herstellung von Photovoltaiksystemen erforderlich sind, könnten das Wachstum der Technologie einschränken.

Photovoltaikzellen werden in Solarmodulen und Arrays zusammengefasst. Diese können gemahlen oder in ein Gebäude eingebaut werden. Durch Erhöhen der Oberfläche der Photovoltaik erhöht sich deren Ausgang. In Zukunft könnten Photovoltaik in Häusern und anderen Gebäuden verwendet werden, um Strom zu erzeugen.

Photovoltaiken sind ein wichtiger Bestandteil der Sonnenenergie. Neben Strom können sie auch Wärme für die Verwendung vor Ort erzeugen oder in das Netz exportieren. Diese Geräte tragen auch dazu bei, die Umweltverschmutzung zu verringern und können eine attraktive Ergänzung zu Gebäuden sein. Das erste Photovoltaikmodul wurde 1954 in Bell Laboratories gebaut. Die anfänglichen Module waren teuer und nicht weit verbreitet, aber die Technologie wurde schließlich in der Weltraumindustrie weit verbreitet.

Konzentration der Sonnenkraft

Die Konzentration von Sonnenkraft ist eine Methode, um Sonnenlicht zu nutzen, um Elektrizität zu erzeugen. Diese Methode verwendet Sammler, die das Sonnenlicht auf einen zentralen Empfänger konzentrieren. Die Effizienz solcher Systeme hängt von der Technologie ab, die für die Umwandlung von Solarenergie in Strom, die Betriebstemperatur des Empfängers und die Wärmeabstoßung verwendet wird. Es gibt auch Verluste, die mit dem optischen System verbunden sind, das zum Konzentrieren von Sonnenlicht verwendet wird. Obwohl die Carnot-Effizienz als theoretisches Maximum angesehen wird, erreichen reale Systeme dieses Niveau selten.

Die Konzentration der Solarenergie hat mehrere Vorteile gegenüber anderen Arten von Solarenergiesystemen. Erstens hat es niedrigere Materialkosten. Da konzentriertes Sonnenlicht einen kleineren Bereich trifft, ist die konzentrierte Sonnenkraft günstiger als Photovoltaik systeme. Zweitens sind die Kosten für gekrümmte Spiegel im Vergleich zu zeitblenden Zellen relativ niedrig. Die Technologie hat jedoch einige Nachteile.

Zweitens hat die konzentrierte Solarenergie viele Verwendungszwecke. Es kann verwendet werden, um Strom zu erzeugen oder Wärme für industrielle Zwecke zu liefern. Einige Beispiele sind Wasserentsalzung, verbesserte Ölrückgewinnung, chemische Produktion und Mineralverarbeitung. Einige der Vorteile werden nachstehend beschrieben. Zum Beispiel kann Wasserentalrierung aus konzentrierter Sonnenenergie hergestellt werden.

Der Hauptvorteil von CSP besteht darin, dass es Sonnenlicht bei hoher Temperatur verwenden kann. Hohe Temperaturen erhöhen die Effizienz der Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität. Dies bedeutet, dass die erzeugte Energie für die spätere Verwendung gespeichert werden kann. Es ist sogar möglich, eine konzentrierte Solarenergie zu verwenden, um an wolkigen Tagen Strom zu erzeugen. Es ist auch kompatibel mit thermischen Energiespeichersystemen.

CSP ist teurer als andere erneuerbare Energiequellen. Die durchschnittlichen Kosten für die Konzentration von Solarenergie liegen bei 0,182 USD pro Kilowattstunde. Diese Kosten sind jedoch seit 2010 gesunken, als CSP zuerst entwickelt wurde. Bis 2020 wird die Branche voraussichtlich 100 Anlagen im kommerziellen Betrieb haben. Es gibt jedoch noch viele Herausforderungen zu bewältigen, bevor CSP zu einer alternativen Mainstream -Energiequelle werden kann.

Eine kommerzielle CSP -Anlage namens Solar Two -Anlage in Spanien wurde 2011 fertiggestellt. Es wurde später in die Gemasolar -Thermosolarpflanze umbenannt, und ihre Ergebnisse ebnete den Weg für nachfolgende Pflanzen dieser Art auf der ganzen Welt. Infolgedessen wird die Sonnenenergie billiger als fossile Brennstoffe. Mehrere groß angelegte CSP-Anlagen befinden sich weltweit im Bau.

Passive Sonnenenergiesysteme

Passive Solarenergiesysteme sind so konzipiert, dass sie Wärme von der Sonne verwenden, um ein Haus oder ein anderes Gebäude zu heizen. Das Konzept beruht auf zwei Prinzipien – thermische Masse und thermische Kapazität. Wärmemasse ist eine Materialfähigkeit, die Wärme aufzunehmen und zu speichern. Es kann Wärme aus einem warmen Raum aufnehmen oder direkte Sonnenstrahlung in Wärme umwandeln. Je mehr thermische Masse es gibt, desto mehr Energie kann sie speichern. Passive Solarhäuser verwenden normalerweise Mauerwerksmaterialien, um Wärme zu speichern, aber auch erfolgreich wurde Wasser verwendet.

Die passive Solarheizung ist am effektivsten, wenn sich Fenster auf der Südseite eines Gebäudes befinden. Es ist möglich, transparente oder durchscheinende Glas- oder Mauerwerkflächen zu verwenden, um dieses Ziel zu erreichen. Die Mauerwerksflächen haben normalerweise dunkle Farben, die Sonnenwärme absorbieren. Die gespeicherte Hitze strahlt dann in den Wohnbereich aus.

Passive Solarenergiesysteme sind eine großartige Möglichkeit, die für das Erhitzen und Abkühlen verwendete Energie zu verringern. Sie sind umweltfreundlich und kostenlos! Passive Solartechniken vergrößern den Energiebedarf mit der Lage des Gebäudes, der Ausrichtung von Fenstern und anderen natürlichen Elementen. Darüber hinaus erfordern passive Solartechniken nur sehr wenig mechanische Geräte.

Passive Solarenergiesysteme werden häufig im neuen Hausbau eingesetzt. Diese Art der Konstruktion verwendet speziell gestaltete Fenster und Dachbindungen sowie eine sorgfältige architektonische Ausrichtung. Dies senkt die Heizkosten in den kalten Monaten. Sie maximieren den niedrigen Sonnenwinkel über dem Horizont, was eine optimale Sonneneinstrengung ermöglicht. Sie enthalten auch strategisch zugeteilte Dächer, um die Sonnenwärme abzulenken und sie im Gebäude zu halten.

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