Слънчева енергия | преобразуването на топлината, енергията, която идва от слънцето

Използване на енергия

Днес слънчевата енергия се използва по различни начини:

• Като топлина за приготвяне на топла вода, отопление на сгради и готвене
• Производство на електроенергия със слънчеви батерии или топлинни двигатели
• За да премахнете солта от морската вода.
• Използване на слънчевите лъчи за сушене на дрехи и кърпи.
• Той се използва от растенията в процеса на фотосинтеза.
• За използване при готвене (слънчеви печки).

 

Енергия от Слънцето

След като премине през земната атмосфера, по-голямата част от енергията на Слънцето е под формата на видима светлина и инфрачервено излъчване. Растенията превръщат енергията на слънчевата светлина в химическа енергия (захари и скорбяла) чрез процеса на фотосинтеза. Хората редовно използват този запас от енергия по различни начини, например когато изгарят дърва от изкопаеми горива или когато просто се хранят с растения, риба и животни.

Слънчевата радиация достига горните слоеве на земната атмосфера с мощност 1366 вата на квадратен метър (W/m² ). Тъй като Земята е кръгла, повърхността в близост до полюсите ѝ е наклонена към Слънцето и получава много по-малко слънчева енергия, отколкото повърхността в близост до екватора.

Понастоящем панелите със слънчеви клетки преобразуват в най-добрия случай около 15 % от попадащата върху тях слънчева светлина в електричество. Тъмните дискове в третата диаграма вдясно са въображаеми примери за площта на земята, която, ако бъде покрита с 8% ефективни слънчеви панели, ще произвежда малко повече енергия под формата на електричество, отколкото светът се нуждаеше през 2003 г.

 

Видове технологии

Разработени са много технологии за използване на слънчевата радиация. Някои от тези технологии използват директно слънчевата енергия (например за осигуряване на светлина, топлина и т.н.), а други произвеждат електроенергия.

Слънчеви електроцентрали

Слънчевите електроцентрали превръщат слънчевата светлина в електричество, като използват директно фотоволтаици (PV) или индиректно концентрирана слънчева енергия (CSP). Системите за концентрирана слънчева енергия използват лещи или огледала и системи за проследяване, за да фокусират голяма площ слънчева светлина в малък лъч. Фотоволтаиците преобразуват светлината в електрически ток чрез фотоелектричен ефект.

Фотоволтаици

Най-големите фотоволтаични електроцентрали в света
Фотоволтаична електроцентрала	Държава	Координати на обекта	Номинална мощност	Производство ( годишни GW-h)	Бележки и препратки
Слънчева ферма Topaz	САЩ	35°23′ с. ш. 120°4′ з. д. / 35.383° с. ш. 120.067° з. д. / 35.383; -120.067 (слънчева ферма Topaz)	500		инсталиран капацитет към юни 2019 г.
Слънчева ферма Desert Sunlight	САЩ	33°49′33″N 115°24′08″W / 33.82583°N 115.40222°W / 33.82583; -115.40222 (слънчева ферма Desert Sunlight)	500		Въведени в експлоатация през ноември 2013 г. към краен капацитет 550 MW
Соларен парк на язовир Longyangxia	Китай	36°07′20″ с. ш. 100°55′06″ и. д. / 36.12222° с. ш. 100.91833° и. д. / 36.12222; 100.91833 (Соларен парк на язовир Longyangxia)	320		Завършено през декември 2013 г.
Solar Star I и II	САЩ		309		В процес на изграждане, 579MW след завършване
Слънчево ранчо в долината на Калифорния	САЩ	35°20′ с. ш. 119°55′ з. д. / 35.333° с. ш. 119.917° з. д. / 35.333; -119.917 (California Valley Solar Ranch)	292	399	Първите 130 MW са свързани на 1 февруари 2013 г.
Проект за слънчева енергия Agua Caliente	САЩ	32°57.2′N 113°29.4′W / 32.9533°N 113.4900°W / 32.9533; -113.4900 (Agua Caliente)	290	626	завършен април 2014 г.
Слънчево ранчо в долината Антелопе	САЩ	34°46′N 118°25′W / 34.767°N 118.417°W / 34.767; -118.417 (Antelope Valley Solar Ranch)	266		230 MWAC . Получила е държавна гаранция за заем

Концентрирана слънчева топлинна енергия

 

Панели за поглъщане на слънчева енергия върху звуковата бариера до летището в Мюнхен.  

Ранг

Ранг	Станция	Държава	Местоположение	Капацитет (MW)	Ref
1	Ivanpah	Съединени щати	35°34′ с. ш. 115°28′ з. д. / 35.567° с. ш. 115.467° з. д. / 35.567; -115.467 (съоръжение за слънчева енергия в Иванпа)	377
2	SEGS	Съединени щати	35°01′54″N 117°20′53″W / 35.03167°N 117.34806°W / 35.03167; -117.34806 (системи за производство на слънчева енергия)	354
3	Солана	Съединени щати	32°55′ с. ш. 112°58′ з. д. / 32.917° с. ш. 112.967° з. д. / 32.917; -112.967 (Solana Generating Station)	280
4	Genesis	Съединени щати	33°38′38″N 114°59′17″W / 33.64389°N 114.98806°W / 33.64389; -114.98806 (Genesis Solar)	250
5	Solaben	Испания	39°13′29″ с. ш. 5°23′26″ з. д. / 39.22472° с. ш. 5.39056° з. д. / 39.22472; -5.39056 (слънчева електроцентрала Solaben)	200
6	Solnova	Испания	37°25′00″N 06°17′20″W / 37.41667°N 6.28889°W / 37.41667; -6.28889 (слънчева електроцентрала Solnova)	150
6	Andasol	Испания	37°13′43″ с. ш. 03°04′07″ з. д. / 37.22861° с. ш. 3.06861° з. д. / 37.22861; -3.06861 (слънчева електроцентрала Andasol)	150
6	Extresol	Испания	38°39′ с. ш. 6°44′ з. д. / 38.650° с. ш. 6.733° з. д. / 38.650; -6.733 (слънчева електроцентрала Extresol)	150
9	Палма дел Рио	Испания	37°38′ с.ш. 5°15′ з.д. / 37.633° с.ш. 5.250° з.д. / 37.633; -5.250 (слънчева електроцентрала Palma del Rio)	100
9	Manchasol	Испания	39°11′ с. ш. 3°18′ з. д. / 39.183° с. ш. 3.300° з. д. / 39.183; -3.300 (електроцентрала Manchasol)	100
9	Valle	Испания	36°39′ с.ш. 5°50′ з.д. / 36.650° с.ш. 5.833° з.д. / 36.650; -5.833 (слънчева електроцентрала Valle)	100

Слънчева печка

Слънчевото готвене използва Слънцето като източник на енергия вместо стандартните горива за готвене, като въглища, газ или други. Слънчевите готварски печки са евтина и екологична алтернатива на традиционните печки. Те намират все по-широко приложение в районите на развиващия се свят, където обезлесяването е проблем, финансовите средства за закупуване на гориво са ограничени и където откритият пламък би представлявал сериозен риск за хората и околната среда. Слънчевите печки са покрити със стъклена плоча. Те постигат по-висока температура, като използват огледала за фокусиране на слънчевите лъчи.

Слънчев нагревател

Слънцето може да се използва за затопляне на вода вместо електричество или газ. Съществуват два основни типа активни слънчеви отоплителни системи в зависимост от вида на флуида - течност или въздух - който се нагрява в колекторите за слънчева енергия. (Колекторът е устройството, в което течността се нагрява от Слънцето.)

Системите, базирани на течности, нагряват вода или разтвор на антифриз в "хидравличен" колектор, докато системите, базирани на въздух, нагряват въздух във "въздушен колектор". Както въздушните, така и течните системи могат да допълват системите с принудително подаване на въздух.

Слънчеви клетки

Слънчевите клетки могат да се използват за генериране на електроенергия от слънчевата светлина. Това е устройство, което преобразува светлинната енергия в електрическа. Понякога терминът "соларна клетка" е запазен за устройства, предназначени специално за улавяне на енергия от слънчева светлина, докато терминът "фотоволтаична клетка" се използва, когато източникът на светлина не е уточнен.

Соларните клетки имат много приложения. Те отдавна се използват в ситуации, в които няма достъп до електрическа енергия от мрежата, като например в системи за захранване на отдалечени райони, спътници и космически сонди в орбита около Земята, потребителски системи, например ръчни калкулатори или ръчни часовници, дистанционни радиотелефони и приложения за изпомпване на вода. Голям брой соларни клетки се комбинират в система, наречена панел от соларни клетки, която може да осигури достатъчно електроенергия за практическа употреба. Електрическата енергия, произведена от слънчевите панели, може да се съхранява в акумулаторни слънчеви батерии, от които се черпи при необходимост.

 

Изглед към системата за производство на електроенергия от слънчева енергия Ivanpah от Yates Well Road, окръг Сан Бернардино, Калифорния. В далечината се вижда планинската верига Кларк.  


Слънчево готвене  


Къща със слънчеви панели за отопление и други нужди в Яблунков, Чехия.  


Снимка на клетка с размери 4 на 4 инча.  

Свързани страници

• Списък на темите за възобновяемата енергия