Chi non ha bisogno del sole? Discuteremo gli usi dell'energia solare e anche i suoi vantaggi e svantaggi.
Tutte le particelle emettono una certa quantità di energia di cui alcune possono essere rilevate mentre altre non sono state prodotte apparecchiature per rilevarle.
Il sole, ad esempio, è una stella nella Via Lattea e, come qualsiasi altra stella, è un enorme reattore nucleare. Nelle profondità del nucleo del Sole, le reazioni di fusione nucleare producono enormi quantità di energia che si irradiano verso l'esterno dalla superficie del Sole e nello spazio sotto forma di luce e calore.
Questa enorme energia è stata usata nel corso dei secoli per scopi diversi. La maggior parte degli scopi sono asciugare i vestiti e altre cose.
Ma l'energia solare, che è semplicemente l'energia che si ottiene dal sole, è stata una terminologia sempre più utilizzata dal 19° secolo a causa della necessità di energia rinnovabile e pulita (cioè energia che non emette gas serra per influire negativamente su di noi a lungo correre).
Entrando nel 21° secolo, l'energia solare è diventata più attraente e un'opzione migliore perché è rinnovabile e ha un carattere non inquinante rispetto ai combustibili fossili.
Negli ultimi tempi l'uso dell'energia solare si è ampliato a causa di maggiori applicazioni dell'energia proveniente dalla radiazione solare. In passato, l'aumento della radiazione solare era visto dagli dei come una maledizione sulla nostra negligenza nell'eseguire una sorta di rituale in cui alcune persone muoiono e alcune si ammalano gravemente.
Ma, con i progressi tecnologici e il maggiore interesse nello sfruttare questa energia, l'energia solare non è stata generalmente vista come una maledizione, ma come una benedizione. Una benedizione e un rifugio a cui correre nell'avvento dell'energia rinnovabile in sostituzione dell'uso di combustibili fossili come carbone, petrolio e gas naturale che non sono rinnovabili.
L'energia solare negli ultimi tempi è stata di uso speciale nelle aree residenziali, nell'agricoltura, nell'esplorazione spaziale, nei trasporti e in molti altri. L'energia del sole non può essere esaurita, quindi perché non sfruttarla a nostro vantaggio?
Sommario
Cos'è l'energia solare?
L'energia solare è anche conosciuta come radiazione solare ed è l'energia prodotta dal sole sotto forma di luce. La luce del sole arriva sotto forma di raggi ultravioletti, visibili e infrarossi. La luce visibile è lo spettro dei colori che siamo abituati a vedere, ma non è possibile vedere l'ultravioletto e l'infrarosso.
L'energia solare, la radiazione del Sole è la risorsa energetica più abbondante sulla terra ed è in grado di produrre calore, provocare reazioni chimiche o generare elettricità.
L'energia solare è il catalizzatore principale per la circolazione dei venti che formano i sistemi meteorologici e le fonti di energia qui sulla Terra. Secondo gli studi, la quantità di energia solare o radiazione che colpisce la superficie terrestre in un'ora riempie teoricamente il fabbisogno energetico della terra per un anno intero.
La quantità totale di incidenti di energia solare sulla Terra è di gran lunga superiore al fabbisogno energetico attuale e previsto del mondo. Se opportunamente sfruttata, questa fonte altamente diffusa ha il potenziale per soddisfare tutti i futuri fabbisogni energetici.
L'energia solare del sole può essere convertita in energia termica o elettrica. L'energia solare è una delle fonti di energia rinnovabile più pulite e più abbondanti disponibili ed è un attore importante nel nostro futuro energetico globale mentre ci sforziamo di raggiungere la sostenibilità.
L'energia solare può essere catturata e utilizzata in diversi modi, principalmente per generare energia elettrica o termica per case, aziende e servizi pubblici. L'energia solare può anche essere utilizzata per far bollire l'acqua che, a sua volta, aziona una turbina a vapore per generare in modo simile a quelle centrali a carbone o nucleari che producono elettricità su scala molto più ampia.
La forma più comune di energia solare è lo sfruttamento dell'energia solare utilizzando pannelli solari o celle fotovoltaiche che sono creati da materiali semiconduttori. Queste celle sono disposte da bordo a bordo per catturare la luce solare trasformandole in correnti elettriche che vengono immagazzinate nelle batterie.
Ciò si verifica quando i raggi del sole colpiscono le celle a semiconduttore, perde elettroni dai loro atomi e questi elettroni fluiscono attraverso la cella e generano elettricità. Questo è noto come effetto fotovoltaico. Questi pannelli sono visti in cima a case e altri edifici. L'energia solare può essere utilizzata anche per fornire luce per un clima interno confortevole degli edifici e anche per il riscaldamento dell'acqua per uso domestico, commerciale e industriale.
Tipi di energia solare
Ci sono due tipi di energia solare e lo sono;
- Energia solare attiva
- Energia solare passiva
1. Energia solare attiva
L'energia solare attiva è l'energia che viene trasmessa attraverso i pannelli solari. Sono utilizzati sia per i sistemi di riscaldamento delle abitazioni che per la generazione di elettricità. L'energia solare attiva viene raccolta utilizzando pannelli fotovoltaici piatti che possono essere montati per raccogliere l'energia solare.
L'aria o il liquido vengono utilizzati per catturare il calore del sole (il liquido viene utilizzato principalmente in quanto è un migliore conduttore di calore ed energia attraverso l'aria e ha il vantaggio di non congelare). Il fluido viene quindi trasferito a un dispositivo esterno che funge da contenitore di stoccaggio dove viene convertito in energia.
L'energia solare attiva può essere raccolta attraverso l'utilizzo di collettori solari posizionati sui tetti degli edifici per riscaldare i fluidi e pomparli attraverso un sistema di tubazioni per riscaldare l'intero edificio.
Pro dei sistemi di energia solare attivi
- Uno dei vantaggi dell'energia solare attiva è che non necessitano di una fonte di energia esterna. Si avvalgono di dispositivi esterni (pannelli solari) a bassa manutenzione e molto affidabili per raccogliere energia dal sole.
- Rispetto ai sistemi solari passivi, non sono necessarie costruzioni edili speciali. I sistemi di energia solare attivi possono essere impiegati in quasi ogni luogo e tipo di edificio.
- Non ci sono emissioni di carbonio
- Il riscaldamento dei pannelli fotovoltaici si mantiene pulito,n, soprattutto in condizioni climatiche avverse.
- Non generano rumore.
Contro dei sistemi di energia solare attivi
- L'attrezzatura del sistema di energia solare attiva è costosa ed è anche costosa da mantenere.
- I fluidi che immagazzinano il calore nel pannello solare possono rilasciare gas nocivi nell'aria.
2. Energia solare passiva
L'energia solare passiva è l'energia che viene trasmessa attraverso la termodinamica e il trasferimento di calore per raccogliere il calore solare e trasformarlo in energia come applicato nella serra) dove il calore viene trasferito dal sole e quando entra nella serra, il vetro intrappola l'energia termica e lo conserva per periodi più freddi.
Questo è lo stesso meccanismo in un'auto calda e piacevole in una giornata fredda. Il sistema di energia solare passivo è utilizzato al meglio per il riscaldamento e il raffreddamento del sistema, soprattutto nelle piccole case. Finestre speciali che possono avere pannelli fotovoltaici possono essere utilizzate per catturare questo calore solare. In questo modo, i sistemi di energia solare attivi e passivi vengono combinati per la produzione di energia.
Pro del sistema solare passivo
- I sistemi di energia solare passivi non sono solo economici, ma non sono necessarie apparecchiature esterne per ridurre le tue spese energetiche a circa il 14%.
- Non c'è rilascio di tossine rispetto ai sistemi di energia solare attivi.
Contro del sistema solare passivo
- L'efficienza dei sistemi di energia solare passiva dipende principalmente dalle condizioni meteorologiche. Se il clima è troppo caldo, il tuo edificio potrebbe surriscaldarsi.
- L'efficienza dipende anche dall'orientamento dell'edificio rispetto al sole.
- Esistono tipi speciali di finestre che vengono utilizzate per i sistemi di energia solare passivi. Fare un errore nella scelta rovinerà il tuo sforzo.
Conoscendo i tipi di energia solare, diamo un'occhiata ai suoi usi.
Usi dell'energia solare
I seguenti sono gli usi dell'energia solare.
- Elettricità solare
- Riscaldamento solare dell'acqua
- Fornello solare
- Dispositivi solari
- Illuminazione solare
- Riscaldamento e ventilazione solare
- Trasporto solare
1. Elettricità solare
Questo è uno degli usi dell'energia solare che hanno guadagnato slancio negli ultimi anni. Sebbene il prezzo dei pannelli solari sia piuttosto alto, più l'elettricità solare diventa popolare, più i prezzi dei pannelli solari si abbassano.
L'elettricità solare viene creata quando i raggi del sole colpiscono i pannelli solari, i pannelli solari aiutano a trasportare gli elettroni convertendoli in elettricità che viene trasmessa attraverso i fili e utilizzata per la produzione di elettricità.
I pannelli solari e gli impianti solari fotovoltaici possono essere installati sui tetti delle case o di altri edifici. Questi sistemi di energia solare generano elettricità per compensare il consumo di energia dell'edificio e inviare la produzione in eccesso alla rete elettrica.
Le batterie solari vengono utilizzate per immagazzinare l'energia solare in modo che l'elettricità solare possa essere utilizzata anche quando il sole tramonta attraverso l'alimentazione del veicolo elettrico. Ciò consente ai residenti di andare completamente fuori rete con un sistema di energia solare e batteria o un sistema di energia solare e generatore.
2. Riscaldamento solare dell'acqua
Questo è uno degli usi dell'energia solare e qui l'energia solare viene utilizzata per il riscaldamento degli impianti di riscaldamento dell'acqua. La radiazione solare viene utilizzata per riscaldare l'acqua che viene utilizzata nelle case.
Gli scaldacqua solari utilizzano celle sul tetto per assorbire il calore del sole e trasferirlo al serbatoio dell'acqua. Il sole può essere utilizzato anche per riscaldare l'acqua dell'uso della piscina. Qui l'acqua viene trasportata in un collettore dove viene riscaldata dal sole e poi rimandata alla piscina.
3. Fornello solare
I fornelli o i forni solari sono uno degli usi dell'energia solare sempre più diffusi come elettrodomestici. Sebbene sia una pentola a cottura lenta, un forno solare utilizza riflettori angolati per dirigere l'energia solare in una camera speciale. Il forno solare si riscalda a bassa temperatura per alcune ore (8-10) a seconda del cibo.
4. Dispositivi solari
Alcuni altri dispositivi sono sempre più adattati all'utilizzo dell'energia solare per il loro funzionamento, rendendoli uno degli usi dell'energia solare. Alcuni di questi apparecchi includono frigoriferi, lavatrici/asciugatrici e sistemi HVAC, questi apparecchi utilizzano più energia del previsto. Abbiamo anche telefoni a energia solare e caricabatterie per tablet.
Questi caricabatterie a energia solare sono portatili e consentono agli utenti di portarli dove vogliono. Alcuni paesi avanzati come il Giappone hanno sviluppato celle solari leggere e resistenti all'acqua che un giorno potrebbero essere integrate per alimentare i nostri dispositivi elettronici.
5. Illuminazione solare
L'energia solare può essere utilizzata anche per l'illuminazione esterna, rendendola uno degli usi dell'energia solare. Le luci solari vengono sempre più utilizzate praticamente ovunque, dall'illuminazione di sicurezza all'abbellimento domestico, anche per segnali stradali e lampioni. Ciò che lo rende decisamente migliore è che queste luci solari sono economiche e prontamente disponibili.
6. Riscaldamento e ventilazione solare
Il riscaldamento e la ventilazione solari sono tra i molti usi dell'energia solare.
Il riscaldamento solare è l'uso della radiazione solare per il riscaldamento delle abitazioni, soprattutto nei periodi freddi o invernali, alimentando i pavimenti radianti o accoppiandoli con un sistema di aria calda forzata (FHA). Affinché ciò avvenga, è necessario prestare particolare attenzione al posizionamento delle finestre sulle pareti e alla selezione dei materiali per l'edificio.
La ventilazione solare prevede l'uso di ventilatori mansardati a energia solare per raffreddare la casa durante l'estate. Questi riscaldatori solari e ventilatori aiutano a ridurre i costi energetici.
7. Trasporto solare.
Il trasporto solare è uno degli usi dell'energia solare. L'energia solare è l'uso dell'energia solare per alimentare i veicoli.
I veicoli a energia solare sono i veicoli del futuro e sono necessarie innovazioni e tecnologie migliori affinché questi veicoli siano sulla strada. Quello che abbiamo sono veicoli importanti che sono ancora in modalità di test e non su una produzione su larga scala. Anche se le auto elettriche possono essere ricaricate con i pannelli solari.
Vantaggi dell'energia solare
L'energia solare è più vantaggiosa e preferita rispetto ai sistemi energetici convenzionali. Ecco i vantaggi dell'energia solare.
1. Ha materie prime illimitate.
Questo è il motivo principale della rinnovabilità dell'energia solare. La quantità di energia solare disponibile è 10,000 volte la quantità necessaria agli esseri umani attualmente.
La cosa divertente è che l'energia viene sostituita e solo lo 0.02% circa della luce solare in entrata sarebbe sufficiente per sostituire altre fonti di carburante se sfruttate.
2. Energia pulita
L'energia solare ha basse emissioni e quindi è una delle fonti di energia più pulite. Gli effetti negativi sull'ambiente sono trascurabili rispetto alle fonti energetiche convenzionali che sono la combustione di combustibili fossili.
Il costo ambientale dell'energia solare L'energia solare è un eccellente sostituto dell'energia da combustibili fossili poiché la combustione di combustibili fossili rilascia nell'atmosfera circa 21.3 miliardi di tonnellate di anidride carbonica all'anno.
3. Fornitura di elettricità agli abitanti fuori rete
Ci sono circa 1.8 miliardi di persone che sono fuori dalle reti per vari motivi. Alcuni potrebbero essere il risultato di questioni politiche o ambientali, ma principalmente l'assenza di accesso alla rete elettrica e questi sono in molti paesi in via di sviluppo.
L'energia solare sarebbe adatta a questi abitanti off-grid per avere accesso all'elettricità in quanto possono installare i loro pannelli solari per ricevere elettricità direttamente dal sole.
4. Riduzione delle spese di produzione di energia elettrica
L'energia solare aiuta a migliorare la qualità della vita di milioni di persone grazie alla riduzione delle spese. Milioni di persone vivono all'oscuro nei paesi in via di sviluppo con conseguente scarsa qualità della vita.
L'uso dell'energia solare può migliorare drasticamente la qualità della loro vita in quanto non è solo un sostituto migliore della produzione di energia convenzionale in quanto riduce i costi sociali e ambientali significativi, ma porterebbe anche sviluppo a quelle aree che forniscono posti di lavoro verdi e stimolano anche la produzione industriale.
5. Nessun inquinamento acustico
La produzione di energia solare è silenziosa e quindi non può causare inquinamento acustico rispetto alla produzione di energia delle turbine eoliche.
6. Più economico per la produzione di elettricità a lungo termine
Sebbene l'installazione dell'energia solare abbia un costo elevato, a lungo termine l'energia solare è economica rispetto alle bollette convenzionali dell'energia della rete.
7. Più affidabile
L'energia solare è più affidabile dell'energia convenzionale delle società di servizi pubblici. Questo è importante perché possono essere limitati da disordini politici o economici, terrorismo, disastri naturali o interruzioni dovute a un uso eccessivo che causa blackout, ma non è così per l'energia solare.
8. Aiuta a risparmiare le spese energetiche estere
L'aiuto dell'energia solare conserva la spesa energetica straniera e questo è dovuto al costo scandaloso derivante dall'importazione di petrolio e anche dalla perforazione del petrolio.
Svantaggi dell'energia solare
1. Elevato costo di installazione
L'uso e l'installazione dell'energia solare hanno un costo iniziale elevato, anche se questo vale per tutte le energie rinnovabili. Il costo iniziale dell'utilizzo dell'energia solare può coprire anche anni di bollette energetiche.
Il costo dell'energia solare potrebbe essere stato ridotto nel tempo, ma i prezzi sono ancora scandalosi, poiché l'energia solare viene utilizzata sempre di più con le nuove tecnologie, vedremo sicuramente questi prezzi scendere ulteriormente.
2. L'energia solare dipende dal clima
L'energia può essere generata solo quando la luce solare colpisce la superficie del pannello e viene convertita, rendendole migliori nelle giornate di sole. Vale a dire che se non ci fosse il sole ci sarebbe l'elettricità.
Inoltre, i giorni nuvolosi non producono tanta energia e non c'è il sole di notte, quindi sono necessari grandi banchi di batterie per salvare quelli che si trovano durante il giorno. Questi limitano i paesi che hanno una bassa radiazione solare e anche le prestazioni dei pannelli solari.
3. Tasso di conversione a basso consumo energetico
I pannelli solari hanno un basso tasso di conversione dell'energia rispetto alla potenza di centrali elettriche convenzionali di dimensioni simili con i pannelli solari più avanzati che devono convertire solo il 20-25%.
Ciò mostra quanto più sviluppo sia ancora necessario nel settore della produzione di energia solare.
4. Ha bisogno di molto spazio
La produzione di energia solare consuma molto spazio. Per la produzione su larga scala, è necessario molto spazio per l'installazione di pannelli solari e quindi le terre vengono messe a nudo mettendo in pericolo la fauna selvatica per posizionare i pannelli solari.
I sistemi fotovoltaici più grandi su scala industriale possono richiedere fino a 3.5-10 acri per megawatt e le strutture CSP richiedono da 4 a 16.5 acri per megawatt.
Anche se questo può essere risolto con l'installazione massiccia di pannelli solari in aree deserte per soddisfare la domanda di produzione su larga scala. Inoltre, sono necessari grandi tetti per posizionare i pannelli solari per uso domestico.
5. Rilascio di rifiuti elettronici
Sebbene la produzione di energia solare non abbia un impatto ambientale significativo, il processo di produzione di pannelli solari può danneggiare l'ambiente provocando emissioni dalla combustione di combustibili fossili e rifiuti di plastica.
Inoltre, la produzione di energia solare rilascia rifiuti elettronici come fanno altri componenti elettronici, rendendo lo smaltimento di questi rifiuti pericolosi un problema.
6. Materiali non prontamente disponibili
I materiali utilizzati nella produzione delle tecnologie solari sono rari sebbene questo sia un problema per le tecnologie fotovoltaiche e non per le tecnologie CSP.
FAQ
Quali sono gli usi speciali dell'energia solare in casa?
Alcuni degli usi speciali dell'energia solare a casa includono;
- Ventilatori ad energia solare: l'energia solare può essere utilizzata per alimentare ventilatori per uso domestico.
- Riscaldamento solare per piscine: l'energia solare può essere utilizzata per riscaldare le piscine di casa per renderle calde e piacevoli per il relax.
- Riscaldamento solare della casa: l'energia solare può essere utilizzata anche per il riscaldamento della casa nei periodi invernali.
- Pompe ad energia solare: l'energia solare può essere utilizzata per alimentare le pompe dell'acqua.
- Ricarica delle batterie con l'energia solare: l'energia solare può essere utilizzata anche per la ricarica di telefoni e altri gadget.
- Energia solare per cucinare: l'energia solare può essere utilizzata per alimentare i forni.
Quali sono gli usi speciali dell'energia solare in agricoltura?
Alcuni degli usi speciali dell'energia solare in agricoltura includono;
- L'energia solare può essere utilizzata per riscaldare l'acqua utilizzata per scopi agricoli.
- L'energia solare può essere utilizzata anche per il funzionamento di una serra solare che aiuta la crescita delle colture e migliora la resa.
- L'energia solare può essere utilizzata anche per l'essiccazione di colture e cereali.
- L'energia solare può essere utilizzata per il pompaggio dell'acqua.
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