Saules enerģija ir veids, kā atjaunojamā enerģija iegūts no gaisma un siltums no saules, tiek uzskatīts par vienu no tīrākajiem un ilgtspējīgākajiem pašlaik pieejamajiem enerģijas avotiem.
Pilnīga šāda veida enerģijas izmantošana ir kļuvusi iespējama tikai pateicoties specifisku tehnoloģiju attīstībai. Izgudrojot tādas ierīces kā kolektori un fotoelementi, kas pazīstami arī kā saules paneļi, tika veikta saules enerģijas pārvēršana elektroenerģijā vai siltumā.
Šo tehnoloģiju attīstība un uzstādīšanas izmaksu samazināšanās ir padarījusi saules enerģiju arvien pieejamāku un plaši izmantotu mājās, uzņēmumos un spēkstacijās visā pasaulē.
Kā darbojas saules enerģija (soli pa solim)
Saules enerģiju ražo, uztverot un pārvēršot saules gaismu elektriskajā vai siltumenerģijā. Saules enerģijas iegūšanas process ietver šādas darbības:
1. Saules gaismas uztveršana
Saules paneļi sastāv no fotoelementiem, kas izgatavoti no pusvadītāju materiāliem, piemēram, silīcija. Šīm šūnām ir īpašas īpašības, kas ļauj tām absorbēt saules gaismu.
2. fotoelektriskais efekts
Kad saules gaisma nokrīt uz fotoelementu elementiem, gaismā esošie fotoni ierosina elektronus pusvadītāju materiāla atomos. Šo procesu sauc par fotoelektrisko efektu, un tā rezultātā rodas nepārtraukta elektriskā strāva.
3. Pārvēršana elektrībā
Fotoelektrisko elementu radītā elektriskā strāva tiek savākta un vadīta ar metāla vadiem, veidojot ķēdi. Šī ķēde ļauj plūst elektroniem, radot izmantojamu elektrisko strāvu.
Lai darbinātu elektriskās ierīces vai energosistēmas, saules paneļu saražotā elektroenerģija iet caur invertoru, kas pārvērš līdzstrāvu maiņstrāvā.
4. Lietošana un uzglabāšana
Saules paneļu saražoto elektroenerģiju var nekavējoties izmantot elektroierīču, apgaismojuma sistēmu, sadzīves tehnikas un citu ierīču darbināšanai.
Ja ir uzglabāšanas sistēma, piemēram, akumulatori, dienas laikā saražoto lieko enerģiju var uzglabāt vēlākai lietošanai naktī vai mākoņainā laikā.
5. Apkure
Papildus elektroenerģijas ražošanai saules enerģiju var izmantot arī siltuma apkurei. Šajā gadījumā saules kolektorus izmanto, lai absorbētu saules gaismu un pārvērstu siltumu siltumenerģijā.
Šo siltumenerģiju var izmantot ūdens sildīšanai sadzīves vajadzībām, peldbaseinos, telpu apkures sistēmās vai pat tvaika ražošanai spēkstacijās.
Saules enerģijas veidi (ar piemēriem)
Ir dažādi saules enerģijas veidi, kurus var izmantot elektrības vai siltuma ražošanai. Galvenie veidi ir:
fotoelementu saules enerģija
Tas ir visizplatītākais un pazīstamākais saules enerģijas veids. Šajā gadījumā saules gaisma tiek tieši pārveidota elektrībā, izmantojot saules paneļos esošās fotoelementu šūnas.
Šīs šūnas, kas parasti izgatavotas no silīcija, absorbē fotonus no saules gaismas un rada elektrisko strāvu. Saražoto elektroenerģiju var izmantot nekavējoties, uzglabāt akumulatoros vai ievadīt elektrotīklā.
siltuma saules enerģija
Šo saules enerģijas veidu izmanto apkurei. Saules siltuma kolektori uztver saules gaismas enerģiju un pārvērš to siltumā. Saules siltumenerģija ir efektīva un ilgtspējīga iespēja aizstāt parastās apkures sistēmas.
koncentrēta saules enerģija
Šāda veida saules enerģija izmanto spoguļus vai lēcas, lai fokusētu saules gaismu noteiktā punktā, kur tiek ģenerēts siltums. Šo siltumu var izmantot, lai ražotu elektroenerģiju, izmantojot termodinamisko ciklu, līdzīgi tam, ko izmanto termoelektriskajās iekārtās.
Koncentrētu saules enerģiju visbiežāk izmanto lielajās spēkstacijās, kur tiek optimizēta saules gaismas koncentrācija.
pasīvā saules enerģija
Atšķirībā no iepriekš minētajiem veidiem, pasīvā saules enerģija nav saistīta ar tiešu saules gaismas pārvēršanu elektrībā vai siltumā. Tas attiecas uz saprātīgu arhitektūras un materiālu dizaina izmantošanu, lai ēkās maksimāli izmantotu saules gaismu un dabisko saules siltumu.
Pasīvās saules enerģijas stratēģiju piemēri ietver lielu logu izmantošanu, lai ļautu iekļūt gaismā saules enerģija, atbilstoša siltumizolācija un ēku novietojums, lai izmantotu pārvietošanās priekšrocības Sv.
Saules enerģijas priekšrocības un priekšrocības
atjaunojamo enerģijas avotu
Saules enerģija ir neizsmeļams enerģijas avots, ko iegūst no saules, kas turpinās spīdēt miljardiem gadu. Atšķirībā no fosilā kurināmā šāda veida enerģija nav izsmelta un neveicina dabas resursu trūkumu.
Zema ietekme uz vidi
Saules enerģijas ražošana neizdala kaitīgus gaisa piesārņotājus, piemēram, oglekļa dioksīdu, sēra oksīdus vai slāpekļa oksīdus. Tas palīdz samazināt siltumnīcas efektu, gaisa piesārņojumu un ar to saistītās veselības problēmas.
Ilgtermiņa izmaksu ietaupījums
Lai gan sākotnējās saules sistēmu uzstādīšanas izmaksas var būt ievērojamas, saules enerģija ietaupa naudu ilgtermiņā. Pēc uzstādīšanas saule nodrošina bezmaksas un bagātīgu enerģiju, ievērojami samazinot atkarību no tradicionālajiem enerģijas piegādātājiem, palīdzot kontrolēt elektroenerģijas izmaksas.
daudzpusīgs pielietojums
Saules enerģiju var izmantot dažādos mērogos, sākot no mazām dalītās ražošanas sistēmām mājās līdz lielām saules elektrostacijām.
Turklāt to var izmantot gan elektroenerģijas ražošanai, gan siltuma apkurei, padarot to par daudzpusīgu iespēju dažādu enerģijas vajadzību apmierināšanai.
Saules enerģijas trūkumi
Atkarība no laika apstākļiem
Pieejamais saules enerģijas daudzums mainās atkarībā no laika apstākļiem, piemēram, mākoņu klātbūtnes, gada laika un ģeogrāfiskās atrašanās vietas.
Tas nozīmē, ka saules enerģijas ražošanu var ietekmēt mākoņainās dienās, naktī un reģionos ar mazāku saules starojumu.
augstas sākotnējās izmaksas
Saules sistēmu uzstādīšana prasa ievērojamus sākotnējos ieguldījumus, tostarp aprīkojuma iegādi, uzstādīšanu un apkopi. Lai gan izmaksas gadu gaitā ir samazinājušās, tas joprojām var būt šķērslis dažiem cilvēkiem vai uzņēmumiem.
nepieciešama vieta
Liela mēroga saules sistēmu izvietošanai ir nepieciešama pietiekama vieta uz ēku jumtiem, atklātā zemē vai īpašās vietās saules baterijām.
Blīvi apdzīvotās pilsētu teritorijās pietiekami daudz vietas, lai apmierinātu enerģijas pieprasījumu, var būt izaicinājums.
Ierobežota pieejamība pa nakti
Saules enerģija nav pieejama naktī, kad nav tiešas saules gaismas. Lai nodrošinātu nepārtrauktu elektroenerģijas piegādi ārpus saules gaismas, ir jāievieš enerģijas uzglabāšanas sistēmas, piemēram, akumulatori.
Lai gan tai ir daži trūkumi, saules enerģija tiek plaši uzskatīta par tīru, ilgtspējīgu enerģijas veidu ar lielu izaugsmes potenciālu.
Saules enerģijas izmantošana Brazīlijā
Saules enerģija ir ieguvusi arvien lielāku nozīmi gan pasaulē, gan Brazīlijā. Apziņa par fosilā kurināmā ietekmi uz vidi un tīru, atjaunojamu enerģijas avotu meklēšana ir veicinājusi saules enerģijas nozares izaugsmi visā pasaulē.
Brazīlijai ir ievērojama vieta pasaules arēnā, kad runa ir par saules saules enerģijas ražošanu. Šobrīd tā ieņem astoto vietu pasaules reitingā ar uzkrāto uzstādīto jaudu 24 GW. Šis iespaidīgais skaitlis liecina par pieaugošajām investīcijām un saules enerģijas izmantošanu valstī.
Saules enerģijai ir bijusi būtiska loma Brazīlijas enerģijas matricas dažādošanā, jo īpaši situācijā, kad hidroelektrostaciju aizsprosti saskaras ar problēmām un krīzēm nokrišņu trūkuma dēļ un klimata pārmaiņas. Saules enerģijas ražošanas jauda ir bijusi vērtīga alternatīva, kas nodrošina lielāku drošību un stabilitāti elektroapgādē.
2023. gada janvārī saules enerģija tika konsolidēta kā otrais visvairāk izmantotais avots Brazīlijas elektroenerģijas matricā, veidojot 12% daļu, apsteidzot vēja enerģiju un dabasgāzi. Šis sasniegums izceļ šī tīrā un ilgtspējīgā enerģijas avota nozīmi un potenciālu.
Bibliogrāfija:
- LUIZS, Adirs Moiss. Saules enerģija un vides saglabāšana. Sanpaulu: Fizikas grāmatnīca, 2013. gads.
- TOLMASKIMS, Mauricio Tiommo. Atjaunojamie enerģijas avoti Brazīlijā. Riodežaneiro: Sinerģija, 2003.
- ABSOLAR (Brazīlijas fotoelektriskās enerģijas asociācija). Fotoelementu saules enerģijas panorāma Brazīlijā un pasaulē - infografika. https://www.absolar.org.br/mercado/infografico/. Skatīts: 2023. gada 5. jūlijā.
Skatīt arī:
- Enerģija
- Enerģijas veidi un avoti
- Atjaunojamā enerģija
- Siltumenerģija
- Vēja enerģija
- Elektrība
