Tot nu toe zijn zonnepanelen algemeen bekende apparaten voor het opwekken van elektriciteit door middel van hernieuwbare bronnen. Wat als ik u vertel dat er ook andere manieren zijn? Ja, energie van de zon wordt omgezet in 5 verschillende methoden, waaronder fotovoltaïsche cellen. Verschillende methoden voor het oogsten van zonne-energie gebruiken thermische energie voor verschillende doeleinden, variërend van individueel tot commercieel en industrieel niveau.
Wat is het oogsten van zonne-energie?
Een methode om elektriciteit op te wekken uit warmte en energie uit zonne-energie wordt zonne-energie oogsten genoemd. Alle methoden en technieken maken fundamenteel gebruik van zonlicht om energie op te wekken. Zonne-energie oogsten vermindert de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen om elektriciteit te produceren en is op de lange termijn voordelig. Nieuwe innovaties leiden tot efficiëntere methoden en technieken voor het oogsten van zonne-energie. Naast methoden leert u meer over de gebruikte technologie voor het oogsten van zonne-energie, de impact van de grootte van het zonnepaneel en de voor- en nadelen van deze methoden.
Wat zijn de verschillende methoden voor het oogsten van zonne-energie? Wat zijn apparaten voor het oogsten van zonne-energie?
Zonne-energie oogsten is het proces van het opvangen en opslaan van zonne-energie die door de zon wordt uitgestraald. Hierna wordt deze warmte- en lichtenergie omgezet in elektrische energie door een geschikte methode. Er zijn ongeveer 5 verschillende methoden voor het oogsten van zonne-energie. Soms worden deze methoden ook wel aangeduid als apparaten voor het oogsten van zonne-energie.
1. Zwarte lichamen
U bent er wellicht van op de hoogte dat zwart de meeste warmte-energie absorbeert, en dit is een andere methode om zonne-energie op te vangen. Elektromagnetische straling van de zon, inclusief het infraroodspectrum, wordt actief geabsorbeerd door zwart. De energie van de zon wordt via deze straling omgezet in warmte-energie. Zwarte lichamen, containers en apparaten kunnen alle golflengten van het elektromagnetische spectrum absorberen en uitzenden . Deze methode wordt gebruikt voor het verwarmen van huizen en, meer specifiek, voor waterverwarming op industrieel niveau.
2. Thermische energie van gesmolten zout
Deze methode voor het opwekken van zonne-energie maakt gebruik van elektromagnetische straling om zout te smelten. Het gesmolten zout wordt naar een warmtewisselaar geleid om water te verwarmen en in stoom om te zetten. Deze stoom wordt door turbines geleid die op hun beurt elektriciteit opwekken. Geïsoleerde tanks zorgen ervoor dat er ook op bewolkte dagen stabiele thermische energie wordt opgewekt.
3. Fotovoltaïsche zonnepanelen
Dit is de meest gebruikte methode om zonne-energie om te zetten in elektriciteit. Hiervoor worden zonnepanelen van verschillende afmetingen gebruikt. De hoeveelheid opgewekte energie hangt af van het aantal panelen en hun efficiëntie . Vaak worden panelen met een monokristallijne of polykristallijne structuur gebruikt, samen met omvormers en accu's, om de energievoorziening na zonsondergang te garanderen.
4. Zonneboiler
Thermische zonnepanelen vangen zonne-energie op voor deze verwarmingselementen. Regio's met een zonnig klimaat gebruiken deze methode om zonne-energie te benutten. De zwarte behuizing van het verwarmingselement is vergelijkbaar met een fotovoltaïsch paneel, omdat het zwarte oppervlak warmte-energie efficiënt absorbeert. Een pomp circuleert koud water in het reservoir, dat de geabsorbeerde warmte opneemt, waardoor het reservoir afkoelt en het water opwarmt.
Een ander systeem heeft geen pomp, maar maakt gebruik van de opwaartse druk die ontstaat door verwarmd water. Bij deze methode zinkt koud water, blijft warm water boven en wordt de waterstroom verminderd. Dit verschijnsel staat bekend als thermosifon.
5. Vacuümbuis of vacuümbuizen Zonneboiler
Het is een andere methode om zonne-energie op te wekken, een verbeterde versie van de traditionele zonneboiler. Vacuümbuizen zorgen ervoor dat stralingsenergie het systeem binnenkomt en tegelijkertijd warmte-energie vasthoudt. Deze warmte-energie wordt geabsorbeerd door warmtebuizen en overgebracht naar grote watertanks. Door de vacuümbuizen gaat er zo min mogelijk warmte verloren en wordt vrijwel alle geabsorbeerde stralingsenergie omgezet in warmte-energie. Laten we nu eens kijken wat zonne-energieopwekkingstechnologie precies inhoudt.
Lees ook: Multibusbar-technologie in zonnepanelen
Wat is zonne-energie-oogsttechnologie?
De drie belangrijkste technologieën voor het oogsten van zonne-energie zijn:
1. Geconcentreerde zonne-energie (CSP)
Deze technologie voor het opwekken van zonne-energie gebruikt thermische warmte (warmte van de zon) om elektrische turbines op grote schaal aan te drijven. Spiegels worden gebruikt om zonlicht te concentreren, dat vervolgens traditionele stoommachines of turbines aandrijft en elektriciteit opwekt. Parabolische troggen, schotelmotoren, compacte lineaire Fresnel-reflectoren en energietorens zijn verschillende methoden om het principe van geconcentreerde zonne-energie toe te passen.
a ) Parabolische trog
Het systeem maakt gebruik van gebogen spiegels om de energie van de zon te concentreren op een opvangbuis die door het midden van een trog loopt. In deze opvangbuis bevindt zich een warmteoverdrachtsvloeistof met een hoge temperatuur, zoals synthetische olie, die de warmte absorbeert en een temperatuur van 750 ° Fahrenheit (400 °C) of hoger bereikt. Deze warmte wordt door een warmtewisselaar geleid, die op zijn beurt water verwarmt om stoom te produceren. Conventionele stoomturbines treden in werking wanneer de stoom erdoorheen stroomt. Individuele collectormodellen kunnen 4,5 tot 6 meter hoog zijn en een lengte hebben van ongeveer 90 tot 137 meter.
b) Schotelmotor
Het oppervlak van de parabolische schotel is bedekt met gelijkmatig verdeelde spiegels die thermische energie opvangen op een vast brandpunt. Een werkmedium zoals waterstof in de ontvanger wordt verwarmd tot 750 °C (1200 ° Fahrenheit), wat vervolgens de motor aandrijft. Elke parabolische schotel roteert om twee assen en volgt de zon gedurende de dag.
c) Compacte lineaire Fresnel-reflector (CLFR)
Het systeem maakt gebruik van gebogen spiegels in trogvorm, gecombineerd met goedkope, vlakke spiegels in lange, parallelle rijen. Verhoogde ontvangers vormen het punt waar de thermische energie geconcentreerd wordt en zijn gekoppeld aan een buizensysteem waar water doorheen stroomt. Met deze technologie voor het oogsten van zonne-energie wordt water gekookt door de geconcentreerde thermische energie, en de aldus gegenereerde stoom wordt gebruikt voor elektriciteitsopwekking en industriële stoomtoepassingen.
d) Energietoren
Het maakt gebruik van een centraal ontvangstsysteem dat zeer efficiënt is en bestand is tegen hoge bedrijfstemperaturen . Heliostaten (computergestuurde spiegels) worden gebruikt om de thermische energie gedurende de dag te volgen en te concentreren op de ontvanger bovenin een hoge toren. Deze thermische energie verwarmt een overdrachtsvloeistof tot meer dan 540 °C (1000 ° Fahrenheit) om stoom te produceren die op zijn beurt een centrale stroomgenerator aandrijft.
Zie ook : Heeft een Ring-zonnepaneel direct zonlicht nodig?
2. Fotovoltaïsch (PV)
Licht wordt met deze methode direct omgezet in elektriciteit. Fotonen van zonlicht slaan in op het halfgeleidermateriaal van zonnepanelen en ioniseren het, waardoor de atomaire bindingen van elektronen worden verbroken en ze vrij trillen. De halfgeleiderstructuur dwingt elektronen om in één richting te bewegen, waardoor er een elektrische stroom ontstaat. Echter, slechts een bepaald percentage van het licht wordt geabsorbeerd en de rest wordt gereflecteerd. Andere soorten fotovoltaïsche technologie zijn het bouwen van geïntegreerde fotovoltaïsche systemen, geconcentreerde fotovoltaïsche arrays en dunnefilm fotovoltaïsche systemen.
a) Geïntegreerde fotovoltaïsche systemen in gebouwen (BIPV): Dit systeem wekt elektriciteit op voor eigen gebruik, of kan worden teruggeleverd aan het elektriciteitsnet. Het dient een dubbel doel: het opwekken van elektriciteit en het vormen van de buitenlaag van een gebouw.
b) Geconcentreerde fotovoltaïsche panelen : Dit systeem wordt voornamelijk gebruikt in woestijngebieden en maakt gebruik van spiegels en lenzen om zonne-energie te concentreren op zeer efficiënte cellen. Direct zonlicht en een volgsysteem zijn nodig voor een goede werking van het systeem.
c) Dunnefilm-fotovoltaïsche cellen : Deze methode is goedkoper dan alternatieven en er worden vaak experimentele technologieën ontwikkeld. Het is een type zonnecel dat dun en minder efficiënt is. Ze dienen hetzelfde doel, maar met een lagere snelheid.
3. Zonneverwarmings- en koelsysteem (SHC)
Deze technologie verzamelt thermische energie om water en lucht te verwarmen en levert ook koud water en lucht. Zonneboilertechnologie, zonne-fotovoltaïsche technologie met thermische technologie en zonneluchttechnologie zijn verschillende methoden die worden gebruikt bij het werken aan deze technologie.
a) Zonne-luchttechnologie
Met deze technologie voor het opvangen van zonne-energie wordt de lucht in commerciële en industriële gebouwen verwarmd, wat dient voor ruimteverwarming en tevens voor het drogen van landbouwgewassen. Meestal wordt het systeem aan de muur gemonteerd, waardoor maximale absorptie van zonnestraling mogelijk is, met name in de winter.
Op een muur op het zuiden zijn geperforeerde zonnecollectorpanelen op enkele inches geïnstalleerd om een luchtspouw te creëren. Vanuit de muur wordt lucht van bovenaf gehaald en verwarmd tussen temperaturen van 30°-100° Fahrenheit op een zonnige dag. Deze verwarmde lucht wordt via een verbinding naar de inlaat van Heating Ventilation and Air Conditioning (HVAC) geleid.
b) Zonne-energie met thermische technologie (PVT)
Een verbeterd zonnepanelensysteem op het dak wordt gebruikt om water te verwarmen en elektriciteit op te wekken. Voor een hogere elektriciteitsproductie koelt een fotovoltaïsche warmtecollector de elektrische componenten van de zonnepanelen af en levert tegelijkertijd warmte-energie. Doordat het systeem tot wel vier keer zoveel energie kan produceren als een enkel zonnepanelensysteem, neemt de elektriciteitsopbrengst met maximaal 20% toe . De systemen kunnen variëren in grootte, van kleinschalig tot industrieel.
c) Technologie voor het verwarmen van water met behulp van zonne-energie
Een warmwatertank, geïsoleerde leidingen en zonnecollector zijn de belangrijkste elementen die gepaard gaan met elektronische besturingen en vorstbeveiligingssystemen voor koudere gebieden. Warmte die wordt verzameld uit thermische energie wordt overgebracht naar drinkwater dat in warmwatertanks stroomt. Voor back-up blijft de hulpverwarming aangesloten op de warmwatertank. Hierna gaan we het hebben over de impact van de grootte van het zonnepaneel op de energieopbrengst.
Zie ook: Wat zijn de 4 soorten zonnepanelen?
Wat is de impact van de grootte van het zonnepaneel op de energieopbrengst?
De invloed van de grootte van zonnepanelen op de energieopbrengst is direct gerelateerd aan hun efficiëntie. Ja, de grootte van zonnepanelen kan de efficiëntie verhogen of verlagen en daarmee de zonne-energieopbrengst beïnvloeden. Een vervuild zonnepaneel betekent een kleiner oppervlak, wat ook de opbrengst kan beïnvloeden. De volgende parameters bepalen de efficiëntie:
1. Oppervlakte (dichtheid) : Dit meet het energieverbruik in watt per vierkante voet. Grotere panelen met een hoger wattage zorgen dus voor een hogere energieopwekking.
2. Cel : De efficiëntie van de cel wordt op vergelijkbare wijze gemeten aan de hand van het vermogen. Hoe meer cellen, hoe hoger de efficiëntie en hoe meer zonne-energie er wordt opgewekt.
3. Module : Dit is het algehele rendement van de zonnepanelen of -module. Een paneel met een rendement van 15% absorbeert slechts 15% van de totale zonne-energie die erop valt. Daarom oogsten efficiëntere zonnepanelen doorgaans meer energie.
Wat zijn de voor- en nadelen van zonne-energieopwekkingstechnieken?
Na kennis te hebben gemaakt met methoden voor het opwekken van zonne-energie, is het belangrijk om de voor- en nadelen ervan te kennen. Hoewel zonne- energie een schone energiebron is , kent het ook enkele nadelen.
1. Voordelen van zonne-energie-oogsttechnieken
- De CO2-voetafdruk wordt verkleind door een milieuvriendelijkere aanpak.
- De technologie is geavanceerd en volwassen, met nieuwe innovaties voor een betere efficiëntie.
- Duurzame energieproducent
2. Nadelen van technieken voor het oogsten van zonne-energie
- Niet geheel vrij van vervuiling, aangezien er broeikasgassen vrijkomen bij de productie van silicium zonnepanelen.
- Fabrikanten zijn afhankelijk van buitenlandse grondstoffen, waardoor er lange toeleveringsketens ontstaan.
- Zware en stijve panelen verminderen toepassingen. De benodigde ruimte en kosten werken ook als een nadeel.
Nou, methoden voor het oogsten van zonne-energie worden meestal op grote schaal uitgevoerd, maar u kunt altijd kiezen voor een kleine versie voor uw huis of kantoor. Er zijn opties beschikbaar op de markt. Ook zijn apparaten voor het oogsten van zonne-energie voor sommige methoden gemakkelijk verkrijgbaar en geïnstalleerd voor residentieel gebruik. Elk van hen heeft echter zonnepanelen nodig als ze op kleine schaal worden geïnstalleerd om een betere energie-output te garanderen.
Aanbevolen: Wat is een certificaat voor hernieuwbare energie?
