พลังงานแสงอาทิตย์: วิธีการทำงาน ประเภท ข้อดีและข้อเสีย

พลังงานแสงอาทิตย์ หมายถึง พลังงานจากแสงและความร้อนที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์. แหล่งพลังงานนี้สามารถควบคุมได้ในรูปพลังงานแสงอาทิตย์หรือความร้อน โดยสร้างพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อนตามลำดับ สำหรับการถือว่าเป็น แหล่งพลังงานสะอาดพลังงานแสงอาทิตย์เป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานทางเลือกที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการจัดหาพลังงาน

อ่านด้วย: แหล่งพลังงานทางเลือก

พลังงานแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร?

พลังงานแสงอาทิตย์ตามชื่อหมายถึงพลังงานที่มีแหล่งกำเนิดคือดวงอาทิตย์ การดักจับสามารถทำได้ผ่านเทคโนโลยีหลายอย่าง เช่น แผงเซลล์แสงอาทิตย์ โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนจากความร้อน และเครื่องทำความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์

โดยพื้นฐานแล้ว เมื่อถูกจับภาพ แสงแดดจะถูกแปลงเป็นพลังงาน ในแผงเซลล์แสงอาทิตย์และโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ แสงแดดจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อน ในการให้ความร้อนจากแสงอาทิตย์ แสงแดดจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน

ประเภทของพลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์ใช้ผลิตไฟฟ้าได้ 2 ระบบ คือ ฮีลิเทอร์มอลและโฟโตโวลตาอิก

พลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์จากเซลล์แสงอาทิตย์ไม่มีอะไรมากไปกว่า การแปลงรังสีแสงอาทิตย์โดยตรงเป็นพลังงานไฟฟ้า

การแปลงนี้ดำเนินการโดยการโทร โฟโตโวลตาอิกเซลล์ซึ่งประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งมักจะเป็นซิลิกอน เมื่อโฟกัสไปที่เซลล์ แสงแดดจะทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจากวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า วัสดุจนกระทั่งถูกจับโดยสนามไฟฟ้า (เกิดจากความต่างศักย์ระหว่าง เซมิคอนดักเตอร์) ด้วยวิธีนี้จะมีการผลิตไฟฟ้า

ประกอบด้วยแผง โมดูล และอุปกรณ์ไฟฟ้า ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ไม่ต้องการสภาพแวดล้อมที่มีรังสีสูงในการทำงาน อย่างไรก็ตาม ปริมาณพลังงานที่ผลิตได้ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของเมฆ กล่าวคือ ยิ่งมีเมฆบนท้องฟ้าน้อยลงเท่าใด การผลิตไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

วิธีการรับพลังงานนี้ เป็นวิธีที่มีแนวโน้มมากที่สุดวิธีหนึ่งในปัจจุบัน มีการเติบโตมากขึ้นเรื่อยๆ ใน เนื่องจากการลดราคาและสิ่งจูงใจที่เสนอให้ประเทศต่างๆ นำแหล่งพลังงานหมุนเวียนมาใช้ พลังงาน.

อ่านด้วย:พลังงานความร้อนคืออะไร?

แผงโซลาร์เซลล์จับรังสีจากดวงอาทิตย์ เปลี่ยนเป็นพลังงานที่จ่ายให้กับบ้านเรือน

พลังงานแสงอาทิตย์ความร้อนใต้พิภพ

ในระบบฮีลิเทอร์มอล พลังงานจากดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนเป็นความร้อน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นการให้ความร้อนกับน้ำในบ้าน โรงแรม และคลับ ในการทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้ แผงโซลาร์เซลล์ (กระจก ตัวสะสม เฮลิโอสแตท) ถูกนำมาใช้ ซึ่งสะท้อนแสงอาทิตย์ โดยมุ่งไปที่จุดเดียวที่มีตัวรับสัญญาณ

ตัวรับทำจากของเหลวซึ่งได้รับความร้อนจากแสงแดดที่สะท้อนจากแผง ของเหลวนี้มีหน้าที่เก็บความร้อน ให้ความร้อนแก่น้ำในพืช และทำให้เกิดไอน้ำ ไอน้ำนี้จะเคลื่อนกังหันในโรงงาน ทำให้เกิดการกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งผลิต ไฟฟ้า.

พื้นที่ที่มีอุบัติการณ์สุริยะสูง เมฆน้อย และภูมิประเทศที่ราบเรียบเหมาะสำหรับการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์จากความร้อนใต้พิภพ ในบราซิล ภูมิภาคต่างๆ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ, มิดเวสต์ และ ตะวันออกเฉียงใต้ โดดเด่นในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ชนิดนี้

ยังรู้: การผลิตพลังงานลมในCeará

ข้อดีข้อเสีย

พลังงานแสงอาทิตย์ถือเป็น แหล่งพลังงานหมุนเวียน ของพลังงานตามที่ได้มาจากแหล่งที่ไม่สิ้นสุด: ดวงอาทิตย์ แม้จะมีประโยชน์มากมายต่อสิ่งแวดล้อม แต่การใช้แหล่งพลังงานนี้ก็ยังมีข้อเสียอยู่บ้าง สังเกตตารางด้านล่าง:

ประโยชน์	ข้อเสีย
แหล่งพลังงานหมุนเวียนและไม่สิ้นสุด	ในการผลิต แผงโซลาร์เซลล์จะใช้พลังงานจำนวนมาก ซึ่งบางครั้งก็มากกว่าพลังงานที่เกิดจากแผงโซลาร์เซลล์
ไม่ก่อมลพิษ	ราคาสูงเมื่อเทียบกับการผลิตพลังงานโดย แหล่งที่ไม่หมุนเวียน.
ต้องการการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อยในโรงงานผลิต	การผลิตแบบแปรผันตามสภาพอากาศ
แผงโซลาร์เซลล์มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นและมีต้นทุนที่ต่ำลง	ในช่วงกลางคืนจะไม่มีการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์
แหล่งพลังงานที่ใช้ได้สำหรับสถานที่ห่างไกลและไม่สามารถเข้าถึงได้ เนื่องจากไม่ต้องใช้เงินลงทุนจำนวนมากในการบำรุงรักษาอุปกรณ์	ภูมิภาคที่ตั้งอยู่ในละติจูดกลาง/สูงจะผลิตพลังงานเพียงเล็กน้อยในฤดูหนาว
แหล่งพลังงานที่ดีเยี่ยมสำหรับประเทศเขตร้อน เช่น บราซิล ซึ่งการแผ่รังสีดวงอาทิตย์มักจะรุนแรงในช่วงที่ดีของปี	การจัดเก็บพลังงานประเภทนี้ไม่มีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับพลังงานน้ำ เชื้อเพลิงฟอสซิล และชีวมวล
ต้องการพื้นที่ที่กว้างขวางน้อยกว่าในการผลิต	ต้องใช้ระบบจัดเก็บข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ

เรียนรู้เพิ่มเติม: รู้ว่าพลังงานชีวภาพคืออะไร

พลังงานแสงอาทิตย์ในบราซิล

บราซิลเป็นประเทศด้อยพัฒนาประเทศแรกที่ผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ เนื่องจากตั้งอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตร ซึ่งเป็นภูมิภาคที่มีอุบัติการณ์จากแสงอาทิตย์สูง ประเทศจึงมีสถานการณ์ที่เอื้ออำนวยอย่างยิ่งต่อการผลิตพลังงานจากพลังงานแสงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังมีซิลิกอนอยู่มาก ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์

ปัจจุบัน บราซิลมีเครื่องกำเนิดพลังงานแสงอาทิตย์ประมาณ 30,000 เครื่อง จากข้อมูลของ Abrava (สมาคมเครื่องทำความเย็น เครื่องปรับอากาศ การระบายอากาศ และความร้อนของบราซิล) มีนักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ที่อยู่อาศัยประมาณ 500,000 คนในประเทศ การคาดการณ์คือบราซิลจะปิดในปี 2018 ด้วยกำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งใกล้ 2.5 กิกะวัตต์ ซึ่งสูงกว่าปีที่แล้วประมาณ 115%

ในประเทศยังคงมีบางโครงการเกี่ยวกับการผลิตพลังงานความร้อนใต้พิภพซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ในปี 2553 กระทรวงเหมืองแร่และพลังงาน และกระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรมได้ริเริ่มข้อตกลงสำหรับ การสร้างแพลตฟอร์มการวิจัยใน Petrolina, Pernambuco โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อแนะนำพลังงานแสงอาทิตย์สู่ตลาด บราซิล

อ่านเพิ่มเติม:การผลิตพลังงานโดยโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

อีกโครงการหนึ่งคือ SMILE (Hybrid Solar System with Microturbine for Electricity Generation and Heat Cogeneration in the อุตสาหกรรมเกษตร) โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จำนวน 2 โรง เพื่อผลิตไฟฟ้าแบบบูรณาการในกิจกรรม เกษตรอุตสาหกรรม การคาดการณ์คือจะมีการสร้างโรงงานในเมือง Pirassununga ในรัฐเซาเปาโล และอีกแห่งในเมือง Caiçara do Rio do Vento ใน Rio Grande do Norte

อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้ ต้นทุนในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ยังคงค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานอื่นๆ เช่น ไฮโดรลิกและเชื้อเพลิงฟอสซิล การติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในบราซิลมีค่าใช้จ่ายประมาณ 3,500 ยูโรต่อ kWp (พีค-กิโลวัตต์) ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสูง บวกกับการขาดข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อธิบายความจริงที่ว่าพลังงานแสงอาทิตย์ยังไม่ถึงบ้าน สถานประกอบการ และอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ใน บราซิล. ดังนั้นประเทศจึงยังไม่เป็นผู้นำในการผลิตและใช้พลังงานแสงอาทิตย์

เรียนรู้เพิ่มเติม: จำหน่ายไฟฟ้าในประเทศบราซิล

พลังงานแสงอาทิตย์ในโลก

แม้จะมีการเติบโตของการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่รูปแบบพลังงานนี้เป็นเพียง 1.3% ของกระแสไฟฟ้าที่ผลิตในโลก

เมื่อพูดถึงการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ จีนเป็นผู้นำในการจัดอันดับประเทศที่ลงทุนในภาคส่วนนี้ ซึ่งคิดเป็นประมาณ 26% ของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ของโลก ประเทศอย่างสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นก็มีความโดดเด่นเช่นกัน โดยแต่ละประเทศคิดเป็นประมาณ 13% ของการผลิตทั้งหมด

ดูรายชื่อประเทศชั้นนำในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ด้านล่าง:

จีน	ในปี 2559 จีนมีกำลังการผลิตติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ประมาณ 40% ของโลก
เยอรมนี	เป็นประเทศที่มีกำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์สูงสุดต่อคน ประมาณ 500 วัตต์ต่อคน
ญี่ปุ่น	เป็นประเทศที่สองที่มีกำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ติดตั้งสูงสุดต่อคน โดยอยู่ที่ประมาณ 337 วัตต์ต่อประชากร
เรา	พลังงานแสงอาทิตย์คิดเป็นประมาณ 10% ของการผลิตไฟฟ้าในประเทศนี้
อิตาลี	ประมาณ 7.8% ของการผลิตไฟฟ้าในประเทศนี้ใช้พลังงานแสงอาทิตย์แทน

โดย Rafaela Sousa
จบภูมิศาสตร์

แหล่งที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/geografia/energia-solar.htm