Tähän asti aurinkopaneelit ovat yleisesti tunnettuja laitteita sähkön tuottamiseen uusiutuvista luonnonvaroista. Entä jos kerron sinulle, että on myös muita tapoja? Kyllä, auringosta tuleva energia muunnetaan viidellä eri menetelmällä, mukaan lukien aurinkokennot. Erilaiset aurinkoenergian talteenotot käyttävät lämpöenergiaa eri tarkoituksiin yksilöllisistä kaupallisista ja teollisista tasoista.
Mitä aurinkoenergian talteenotto on?
Menetelmää tuottaa sähköä lämmöstä ja energiaa aurinkoenergiasta kutsutaan aurinkoenergian talteenotoksi. Kaikki menetelmät ja tekniikat hyödyntävät pohjimmiltaan auringonvaloa energian tuottamiseen. Aurinkoenergian talteenotto vähentää riippuvuutta fossiilisista polttoaineista sähköntuotannossa, ja siitä on hyötyä pitkällä aikavälillä. Uudet innovaatiot johtavat tehokkaampiin aurinkoenergian talteenottomenetelmiin ja -tekniikoihin. Menetelmien ohella saat tietoa käytetystä aurinkoenergian talteenottotekniikasta, aurinkopaneelien koon vaikutuksista sekä näiden menetelmien eduista ja haitoista.
Mitä erilaisia aurinkoenergian talteenottomenetelmiä ovat? Mitä ovat aurinkoenergian keräyslaitteet?

Aurinkoenergian talteenotto on auringosta säteilevän aurinkoenergian talteenotto ja varastointi. Tämän jälkeen tämä lämpö- ja valoenergia muunnetaan sähköenergiaksi sopivalla menetelmällä. Aurinkoenergian keräämiseen on noin 5 erilaista menetelmää. Joskus näitä menetelmiä kutsutaan myös aurinkoenergian keräämislaitteiksi.
1. Mustat ruumiit
Tiedät, että musta imee suurimman osan lämpöenergiasta ja tämä on toinen menetelmä, jolla aurinkoenergiaa kerätään. Musta väri absorboi aktiivisesti auringon sähkömagneettista säteilyä infrapunaspektrin kanssa. Auringosta tuleva energia muuttuu tämän säteilyn avulla lämpöenergiaksi. Mustat rungot tai säiliöt ja laitteet pystyvät absorboi ja emittoi kaikki aallonpituudet sähkömagneettisen säteilyn spektristä. Tätä menetelmää käytetään talojen lämmittämiseen ja yleisimmin veden lämmitykseen teollisella tasolla.
2. Sulan suolan lämpöenergia
Tätä aurinkoenergian keräämismenetelmää käytetään sähkömagneettisen säteilyn suolan sulattamiseen. Sula suola siirretään lämmönvaihtimeen lämmittämään vettä ja muuttamaan sen höyryksi. Tämä höyry ohjataan turbiinien läpi, jotka puolestaan tuottavat sähköä. Eristetyt säiliöt mahdollistavat vakaan lämpöenergian tuotannon myös pilvisinä päivinä.
3. Aurinkosähköiset aurinkopaneelit
Tämä on yleisimmin käytetty menetelmä auringonvalon energian muuntamiseksi sähköksi. Tähän tarkoitukseen käytetään erikokoisia aurinkopaneeleja. Tuotetun energian määrä riippuu paneelien lukumäärä ja niiden tehokkuus. Yksikiteinen tai monikiteinen paneelirakenteita käytetään yleisesti yhdessä invertterien ja akkupankkien kanssa energiavirran tuottamiseksi auringonlaskun jälkeen.
4. Aurinkoenergialla toimiva vedenlämmitin

Lämpöaurinkopaneelit keräävät aurinkoenergiaa näitä lämmittimiä varten. Alueet, joilla on aurinkoinen ilmasto, käyttävät tätä menetelmää aurinkoenergian keräämiseen. Musta lämmittimen runko on samanlainen kuin aurinkosähköpaneeli musta pinta imee lämpöenergiaa tehokkaasti. Pumppu kierrättää astiassa kylmää vettä, joka ottaa vastaan absorboidun lämmön, mikä johtaa säiliön jäähtymiseen ja veden lämmittämiseen.
Toisessa järjestelmässä ei ole pumppua sen sijaan; se käyttää lämmitetyn veden luomaa kelluvuutta. Tällä menetelmällä kylmä vesi uppoaa, lämmin vesi pysyy päällä ja virtaus vähenee. Tämä tilanne tunnetaan nimellä lämpösifonin.
5. Tyhjiöputki tai tyhjiöputket aurinkoenergian vedenlämmitin
Se on toinen aurinkoenergian keräämismenetelmä, joka on parannettu versio perinteisestä aurinkoenergian vedenlämmittimestä. Tyhjiöputket varmistaa säteilyenergian pääsyn järjestelmään sekä sisältää lämpöenergiaa. Tämä lämpöenergia imeytyy lämpöputkiin ja siirretään suuriin vesisäiliöihin. Vähimmäismäärä lämpöenergiaa karkaa tyhjiöputkien ansiosta ja lähes kaikki absorboitunut säteilyenergia muunnetaan lämpöenergiaksi. Tämän jälkeen opitaan mitä on aurinkoenergian talteenottotekniikka.
Lue myös: Monikiskotekniikka aurinkopaneeleissa
Mikä on aurinkoenergian keräystekniikka?
Kolme ensisijaista aurinkoenergian talteenottotekniikkaa ovat seuraavat:
1. Keskittävä aurinkosähkö (CSP)
Tämä aurinkoenergian talteenottotekniikka käyttää lämpöä (auringon lämpöä) sähkökäyttöön turbiinit hyödyllisyysasteikolla. Peilejä käytetään auringonvalon keskittämiseen, joka ajaa perinteiset höyrykoneet tai turbiinit ja tuottaa sähköä. Parabolinen kouru, astiamoottori, kompakti lineaarinen Fresnel-heijastin ja voimatorni ovat erilaisia tapoja soveltaa aurinkoenergian keskittämisperiaatetta.
a) Parabolinen kouru
Käyttää kaarevia peilejä keskittääkseen auringosta tulevan energian vastaanotinputkeen, joka kulkee alas kourun keskellä. Korkean lämpötilan lämmönsiirtoneste, kuten synteettinen öljy, täytetään vastaanottoputkeen, joka imee lämpöenergiaa ja sen lämpötila saavuttaa 750° Fahrenheit tai enemmän. Tämä lämpö johdetaan lämmönvaihtimen läpi, joka puolestaan lämmittää vettä höyryn tuottamiseksi. Perinteiset höyryturbiinit alkavat toimia, kun höyry kulkee niiden läpi. Yksittäiset keräilijämallit voivat olla 15–20 jalkaa korkeita ja noin 300–450 jalkaa pitkiä.
b) Dish Engine
Parabolinen lautasen pinta on peitetty tasaisesti jakautuneet peilit jotka vastaanottavat lämpöenergiaa kiinteässä polttopisteessä. Vastaanottimessa oleva työneste, kuten vety, kuumennetaan 1200 Fahrenheit-asteeseen, mikä vuorostaan käyttää moottoria. Jokainen parabolinen lautanen pyörii kahta akselia pitkin ja seuraa aurinkoa koko päivän.
c) Kompakti lineaarinen Fresnel-heijastin (CLFR)
Se käyttää myös kaarevat peilit halpojen tasaisten peilien läpi pitkissä yhdensuuntaisissa riveissä. Korotetut vastaanottimet ovat lämpöenergian keskittymiskohta, joka on yhdistetty putkijärjestelmään, jonka läpi vesi virtaa. Tällä teknologialla aurinkoenergian talteenotossa tiivistetyn lämpöenergian vaikutuksesta vesi keitetään ja näin syntyvää höyryä käytetään sähköntuotantoon teollisuuden höyrysovellusten ohella.
d) Power Tower
Se käyttää keskusvastaanotinjärjestelmää, joka on erittäin tehokas ja pystyy toimimaan korkeat käyttölämpötilat. Heliostaatteja (tietokoneohjattuja peilejä) käytetään lämpöenergian seuraamiseen koko päivän ajan ja kohdistamaan se korkean tornin huipulla olevaan vastaanottimeen. Tämä lämpöenergia lämmittää siirtonesteen yli 1000 asteeseen Fahrenheitin tuottaen höyryä, joka puolestaan käyttää keskusvirtageneraattoria.
Katso myös: Tarvitseeko Ring-aurinkopaneeli suoraa auringonvaloa?
2. Aurinkosähkö (PV)
Tällä menetelmällä valo muunnetaan suoraan sähköksi. Auringonvalon fotonit iskevät ja ionisoivat aurinkopaneelien puolijohdemateriaalia, mikä puolestaan katkaisee elektronien atomisidoksia ja ne värähtelevät vapaasti. Puolijohderakenne pakottaa elektronit liikkumaan yhteen suuntaan, jolloin syntyy sähkövirta. Kuitenkin vain tietty prosenttiosuus valosta absorboituu ja loput heijastuu. Muut aurinkosähkötekniikan tyypit ovat integroitujen aurinkosähköjen rakentaminen, keskittäviä aurinkosähköjärjestelmiä ja ohutkalvoaurinkosähköä.
a) Integroitu aurinkosähkö (BIPV): Tämä järjestelmä tuottaa sähköä paikan päällä käytettäväksi tai se voidaan viedä verkkoon. Se palvelee kahta tarkoitusta tuottaa sähköä ja on rakenteen ulkokerros.
b) Keskittävät aurinkosähköjärjestelmät: Tätä järjestelmää käytetään ensisijaisesti aavikkoalueilla, ja se käyttää peilejä ja linssejä aurinkoenergian keskittämiseen tehokkaisiin kennoihin. Suoraa auringonvaloa ja seurantajärjestelmää tarvitaan järjestelmän moitteettoman toiminnan kannalta.
c) Ohutkalvo aurinkosähkö: Tämä menetelmä on halvempi kuin sen korvikkeet ja kehittää usein kokeellisia tekniikoita. Se on eräänlainen aurinkokenno, joka on ohut ja vähemmän tehokas. Ne palvelevat samaa tarkoitusta, mutta hitaammin.
3. Aurinkolämmitys- ja jäähdytysjärjestelmä (SHC)
Tämä tekniikka kerää lämpöenergiaa lämmittääkseen vettä ja ilmaa sekä tuottaa kylmää vettä ja ilmaa. Aurinkovesilämmitystekniikka, aurinkosähkö lämpöteknologialla ja aurinkoilmatekniikka ovat erilaisia menetelmiä, joita käytetään tämän tekniikan parissa.
a) Solar Air Technology
Tämän teknologian avulla aurinkoenergian talteenottomenetelmissä ilma liike- ja teollisuusrakennuksissa on lämmitetään ja palvelee tilan lämmitystä maatalouden kuivauksen kanssa. Useimmiten järjestelmä asennetaan seinälle, mikä mahdollistaa auringon säteilyn maksimaalisen imeytymisen erityisesti talvella.
Etelään päin olevaan seinään rei'itetyt aurinkokeräinpaneelit on asennettu usean tuuman päähän ilmaontelon luomiseksi. Seinästä otetaan yläilmaa ja lämmitetään aurinkoisena päivänä 30-100° Fahrenheitin lämpötiloihin. Tämä lämmitetty ilma johdetaan lämmitysilman ja ilmastointijärjestelmän (HVAC) sisääntuloon liitännän kautta.
b) Aurinkosähkö lämpöteknologialla (PVT)
Katolla olevaa parannettua aurinkopaneelimoduulia käytetään veden lämmittämiseen ja sähkön tuottamiseen. Sähköntuotannon parantamiseksi aurinkosähköinen lämpökeräin jäähdyttää sähköisiä aurinkosähkökomponentteja ja tuottaa samalla lämpöenergiaa. Se pystyy tuottamaan 4 kertaa enemmän tehoa kuin aurinkosähkömoduuli sähköteho kasvaa jopa 20 % ja järjestelmän koko voi vaihdella pienestä teolliseen mittakaavaan.
c) Solar Water Heating Technology
Kuumavesisäiliö, eristetyt putket ja aurinkokeräin ovat sen pääelementtejä, jotka on yhdistetty elektronisiin ohjaimiin ja jäätymissuojajärjestelmiin kylmemmille alueille. Lämpöenergiasta kerätty lämpö siirretään juomaveteen, joka virtaa kuumavesisäiliöihin. Varalämmitystä varten lisälämmitys jää liitettynä lämminvesivaraajaan. Tämän jälkeen tutustutaan aurinkopaneelien koon vaikutukseen energian saantiin.
Katso myös: Mitkä ovat 4 aurinkopaneelityyppiä?
Mikä on aurinkopaneelien koon vaikutus energian saantiin?
Aurinkopaneelien koon vaikutus energian saantiin liittyy suoraan niiden tehokkuuteen. Kyllä, aurinkopaneelien kokoa voivat lisätä tai vähentää niiden tehokkuutta, mikä vaikuttaa aurinkoenergian satoon. Samoin likainen aurinkopaneeli tarkoittaa pienentynyttä pinta-alaa, joka voi myös vaikuttaa korjuuseen. Tehokkuutta määrittävät parametrit ovat seuraavat:
1. Pinta-ala (tiheys): Se mittaa energiantuotannon watteina neliöjalkaa kohti. Se tarkoittaa, että suuret paneelit, joilla on suurempi teho, johtavat enemmän energiantuotantoon.
2. Solu: Kennon tehokkuutta mitataan samalla tavalla sen teholla. Siten enemmän kennoja, enemmän tehokkuutta ja enemmän aurinkoenergian keräämistä.
3. Moduuli: Tämä on aurinkopaneelien tai moduulin kokonaistehokkuus. Paneeli, jonka hyötysuhde on 15 %, tarkoittaa, että se imee vain 15 % sille putoavasta aurinkoenergiasta. Siksi tehokkaammat aurinkomoduulit keräävät enemmän energiaa.
Mitkä ovat aurinkoenergian keräystekniikoiden edut ja haitat?
Kun olet oppinut aurinkoenergian keräämismenetelmistä, on parempi olla tietoinen niiden eduista ja haitoista. Huolimatta siitä, että se on puhdas energiantuotantolähde etu, on edelleen joitain haittoja.
1. Aurinkoenergian keräystekniikoiden edut
- Hiilijalanjälkeä pienennetään ympäristöystävällisemmällä lähestymistavalla.
- Teknologia on kehittynyttä ja kypsää uusien innovaatioiden avulla parempaa tehokkuutta varten.
- Kestävä energiantuottaja
2. Haitat aurinkoenergian keräystekniikoista
- Ei täysin saasteeton, koska kasvihuonekaasuja vapautuu piiaurinkopaneelien valmistuksen aikana.
- Valmistajat ovat riippuvaisia muista maista raaka-aineiden suhteen, mikä johtaa pitkiin toimitusketjuihin.
- Raskaat ja jäykät paneelit vähentävät käyttökohteita. Myös tilantarve ja kustannukset ovat haittana.
No, aurinkoenergian talteenottomenetelmät tehdään yleensä suuressa mittakaavassa, mutta voit aina valita pienen version kotiisi tai toimistoosi. Markkinoilla on vaihtoehtoja. Myös aurinkoenergian keräyslaitteet joihinkin menetelmiin ovat helposti saatavilla ja asennettavissa asuinkäyttöön. Jokainen niistä tarvitsee kuitenkin aurinkopaneeleja, jos ne asennetaan pienessä mittakaavassa paremman energiantuotannon varmistamiseksi.