До сих пор солнечные панели были общеизвестными устройствами для выработки электроэнергии с помощью возобновляемых ресурсов. А что если я скажу вам, что есть и другие способы? Да, энергия солнца преобразуется 5 различными способами, включая фотоэлектрические элементы. Различные методы сбора солнечной энергии используют тепловую энергию для различных целей, начиная от индивидуального до коммерческого и промышленного уровня.
Что такое сбор солнечной энергии?
Метод получения электроэнергии из тепла и энергии из солнечной энергии называется сбором солнечной энергии. Все методы и методы в основе своей используют солнечный свет для получения энергии. Сбор солнечной энергии снижает зависимость от ископаемого топлива для производства электроэнергии, и это выгодно в долгосрочной перспективе. Новые инновации приводят к более эффективным методам и технологиям сбора солнечной энергии. Наряду с методами вы узнаете об используемой технологии сбора солнечной энергии, влиянии размера солнечной панели, а также о плюсах и минусах этих методов.
Каковы различные методы сбора солнечной энергии? Что такое устройства для сбора солнечной энергии?
Сбор солнечной энергии — это процесс улавливания и хранения солнечной энергии, излучаемой солнцем. После этого эта тепловая и световая энергия преобразуется в электрическую энергию подходящим методом. Существует около 5 различных методов сбора солнечной энергии. Иногда эти методы также называют устройствами сбора солнечной энергии.
1. Черные тела
Вы знаете, что черный цвет поглощает большую часть тепловой энергии, и это еще один способ сбора солнечной энергии. Электромагнитное излучение солнца, а также его инфракрасный спектр, активно поглощаются черным цветом. Энергия солнца преобразуется в тепловую энергию посредством этого излучения. Черные тела, контейнеры и устройства способны поглощать и излучать все длины волн спектра электромагнитного излучения. Этот метод используется для отопления домов и чаще всего для нагрева воды в промышленных масштабах.
2. Тепловая энергия расплавленной соли
Этот метод сбора солнечной энергии использует электромагнитное излучение для плавления соли. Расплавленная соль подается в теплообменник для нагрева воды и превращения ее в пар. Этот пар приводится в движение турбинами, которые, в свою очередь, вырабатывают электроэнергию. Изолированные резервуары позволяют обеспечить стабильную выработку тепловой энергии даже в пасмурные дни.
3. Фотоэлектрические солнечные панели
Это наиболее распространенный метод преобразования энергии солнечного света в электричество. Для этой цели используются солнечные панели различных размеров. Количество вырабатываемой энергии зависит от количества панелей и их эффективности . Монокристаллические или поликристаллические структуры панелей обычно используются вместе с инверторами и аккумуляторными батареями для обеспечения потока энергии после захода солнца.
4. Солнечный водонагреватель
Тепловые солнечные панели собирают солнечную энергию для этих нагревателей. В регионах с солнечным климатом этот метод используется для сбора солнечной энергии. Черный корпус нагревателя похож на фотоэлектрическую панель, поскольку черная поверхность эффективно поглощает тепловую энергию . Насос циркулирует холодную воду внутри емкости, которая отводит поглощенное тепло, в результате чего емкость охлаждается, а вода нагревается.
Другая система не использует насос; вместо этого она использует плавучесть, создаваемую нагретой водой. При этом методе холодная вода опускается вниз, теплая остается сверху, а объем потока уменьшается. Такая ситуация известна как термосифон.
5. Солнечный водонагреватель с вакуумными трубками или вакуумными трубками
Это еще один метод сбора солнечной энергии, представляющий собой усовершенствованную версию традиционного солнечного водонагревателя. Вакуумные трубки обеспечивают поступление лучистой энергии в систему наряду с сохранением тепловой энергии. Эта тепловая энергия поглощается тепловыми трубками и передается в большие резервуары с водой. Благодаря вакуумным трубкам теряется минимальное количество тепловой энергии, и почти вся поглощенная лучистая энергия преобразуется в тепловую. После этого давайте узнаем, что такое технология сбора солнечной энергии.
Читайте также: Многошинная технология в солнечных панелях
Что такое технология сбора солнечной энергии?
Три основные технологии сбора солнечной энергии:
1. Концентрированная солнечная энергия (CSP)
Эта технология сбора солнечной энергии использует тепло (тепло от солнца) для привода электрических турбин в промышленных масштабах. Зеркала используются для концентрации солнечного света, который приводит в движение традиционные паровые двигатели или турбины и вырабатывает электроэнергию. Параболический желоб, параболический двигатель, компактный линейный отражатель Френеля и энергетическая башня — это различные методы применения принципа концентрации солнечной энергии.
а ) Параболический желоб
В таких установках используются изогнутые зеркала для фокусировки солнечной энергии на приемную трубу, проходящую по центру желоба. В приемную трубу заливается высокотемпературная теплоносительная жидкость, например, синтетическое масло, которая поглощает тепловую энергию, и ее температура достигает 750° по Фаренгейту или выше. Это тепло передается через теплообменник, который, в свою очередь, нагревает воду для получения пара. Традиционные паровые турбины начинают работать, когда через них проходит пар. Высота отдельных коллекторов может составлять 15–20 футов, а длина — около 300–450 футов.
б) Двигатель тарелки
Поверхность параболической тарелки покрыта равномерно расположенными зеркалами , которые получают тепловую энергию в фиксированном фокусе. Рабочая жидкость, например водород, в приемнике нагревается до 1200° по Фаренгейту, что, в свою очередь, приводит в движение двигатель. Каждая параболическая тарелка вращается вокруг двух осей и отслеживает положение солнца в течение дня.
в) Компактный линейный отражатель Френеля (CLFR)
В ней также используется желобчатая система изогнутых зеркал, соединенных с недорогими плоскими зеркалами, расположенными в длинных параллельных рядах. Приемники, расположенные на возвышении, являются точкой концентрации тепловой энергии, которая соединена с системой трубок, по которым течет вода. При использовании этой технологии в методах сбора солнечной энергии вода кипятится за счет концентрированной тепловой энергии, а образующийся пар используется для выработки электроэнергии, а также в промышленных целях.
г) Башня электропередач
В системе используется высокоэффективная центральная приемная система, способная работать при высоких рабочих температурах . Гелиостаты (зеркала с компьютерным управлением) используются для отслеживания тепловой энергии в течение дня и фокусировки ее на приемнике на вершине высокой башни. Эта тепловая энергия нагревает теплоноситель до температуры более 1000° по Фаренгейту, производя пар, который, в свою очередь, приводит в действие центральный генератор.
См. также : Нужен ли кольцевой солнечной панели прямой солнечный свет?
2. Фотоэлектрические (ФЭ)
Свет напрямую преобразуется в электричество с помощью этого метода. Фотоны солнечного света ударяют и ионизируют полупроводниковый материал солнечных панелей, который в свою очередь разрывает атомные связи электронов, и они свободно вибрируют. Структура полупроводника заставляет электроны двигаться в одном направлении, тем самым создавая электрический ток. Однако поглощается только определенный процент света, а остальная часть отражается. Другие типы фотоэлектрических технологий строят интегрированные фотоэлектрические, концентрирующие фотоэлектрические массивы и тонкопленочные фотоэлектрические.
а) Встроенные в здание фотоэлектрические системы (BIPV): Эта система вырабатывает электроэнергию для использования на месте или может экспортироваться в сеть. Она выполняет двойную функцию: вырабатывает электроэнергию и служит внешним слоем конструкции.
б) Концентрирующие фотоэлектрические батареи : Эта система в основном используется в пустынных регионах и применяет зеркала и линзы для концентрации солнечной энергии на высокоэффективных элементах. Для бесперебойной работы системы необходимы прямой солнечный свет и система слежения.
c) Тонкопленочные фотоэлектрические элементы : Этот метод дешевле своих аналогов и часто предполагает разработку экспериментальных технологий. Это тип солнечных элементов, которые тоньше и менее эффективны. Они выполняют ту же функцию, но с меньшей скоростью.
3. Система солнечного отопления и охлаждения (SHC)
Эта технология собирает тепловую энергию для нагрева воды и воздуха, а также обеспечивает холодную воду и воздух. Технология солнечного нагрева воды, солнечная фотоэлектрическая система с тепловой технологией и технология солнечного воздуха — это различные методы, используемые при работе над этой технологией.
а) Технология солнечного воздуха
Благодаря этой технологии сбора солнечной энергии воздух в коммерческих и промышленных зданиях нагревается и используется для отопления помещений, а также для сушки сельскохозяйственной продукции. Чаще всего система монтируется на стену, что позволяет максимально поглощать солнечное излучение, особенно зимой.
На южной стене перфорированные панели солнечного коллектора установлены на расстоянии нескольких дюймов, чтобы создать воздушную полость. Из стены забирается верхний воздух и нагревается до температуры 30°-100° по Фаренгейту в солнечный день. Этот нагретый воздух подается в воздухозаборник системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) через соединение.
б) Солнечная фотоэлектрическая система с тепловой технологией (PVT)
Усовершенствованный модуль солнечных панелей на крыше используется для нагрева воды и выработки электроэнергии. Для повышения выработки электроэнергии фотоэлектрический тепловой коллектор охлаждает электрические фотоэлектрические компоненты и одновременно обеспечивает тепловую энергию. Благодаря возможности выработки электроэнергии в 4 раза большей, чем у фотоэлектрического модуля, выходная мощность увеличивается до 20% , а размеры системы могут варьироваться от малых до промышленных.
в) Технология солнечного водонагрева
Бак для горячей воды, изолированные трубы и солнечный коллектор являются его основными элементами, которые сопряжены с электронным управлением и системами защиты от замерзания для более холодных регионов. Тепло, собранное из тепловой энергии, передается питьевой воде, которая поступает в баки для горячей воды. Для резервного копирования вспомогательное отопление остается подключенным к баку для горячей воды. После этого давайте узнаем о влиянии размера солнечной панели на сбор энергии.
См. также: Какие существуют 4 типа солнечных панелей?
Как размер солнечной панели влияет на выработку энергии?
Размер солнечной панели напрямую влияет на выработку энергии, что напрямую связано с её эффективностью. Да, размер солнечных панелей может как повышать, так и понижать их эффективность, тем самым влияя на количество собираемой солнечной энергии. Аналогично, загрязненная солнечная панель означает уменьшенную площадь поверхности, что также может повлиять на сбор энергии. Параметры, определяющие эффективность, следующие:
1. Площадь (плотность) : Измеряет выходную мощность в ваттах на квадратный фут. Это означает, что панели больших размеров с большей мощностью обеспечивают большую выработку энергии.
2. Элемент : Эффективность элемента измеряется аналогичным образом по его мощности. Таким образом, чем больше элементов, тем выше эффективность и тем больше солнечной энергии собирается.
3. Модуль : Это общая эффективность солнечных панелей или модулей. Панель с эффективностью 15% поглощает только 15% всей падающей на нее солнечной энергии. Следовательно, более эффективные солнечные модули, как правило, собирают больше энергии.
Каковы преимущества и недостатки методов сбора солнечной энергии?
После изучения методов сбора солнечной энергии полезно ознакомиться с их преимуществами и недостатками. Несмотря на то, что это является чистым источником энергии , у него есть и некоторые недостатки.
1. Преимущества методов сбора солнечной энергии
- Углеродный след сокращается благодаря более экологичному подходу.
- Технологии являются передовыми и совершенными, с новыми инновациями для повышения эффективности.
- Устойчивый производитель энергии
2. Недостатки методов сбора солнечной энергии
- Не полностью экологически чистые, поскольку при производстве кремниевых солнечных панелей выделяются парниковые газы.
- Производители зависят от других стран в плане поставок сырья, что приводит к длинным цепочкам поставок.
- Тяжелые и жесткие панели сокращают применение. Требуемое пространство и расходы также являются недостатком.
Ну, методы сбора солнечной энергии обычно применяются в больших масштабах, но вы всегда можете выбрать версию небольшого размера для вашего дома или офиса. На рынке есть доступные варианты. Кроме того, устройства сбора солнечной энергии для некоторых методов легко доступны и устанавливаются для использования в жилых помещениях. Однако для каждого из них требуются солнечные панели, если они установлены в малых масштабах, чтобы обеспечить лучшую выработку энергии.
Рекомендуется: Что такое сертификат возобновляемой энергии?
