Παρόλο που τα ορυκτά καύσιμα εξακολουθούν να κυριαρχούν στον πλανήτη μας σήμερα, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μπαίνουν στις αγορές όλων των χωρών του κόσμου. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι εκείνες που δεν μολύνουν το περιβάλλον, δεν εξαντλούνται και είναι ικανές να αξιοποιήσουν την ενέργεια των στοιχείων της γης και του περιβάλλοντος χώρου, όπως ο ήλιος, ο άνεμος, το νερό κ.λπ. Για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Δεδομένου ότι τα ορυκτά καύσιμα πρόκειται να εξαντληθούν, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι το μέλλον.
Σήμερα πρόκειται να μιλήσουμε σε βάθος φωτοβολταϊκή ηλιακή ενέργεια. Αυτή η ενέργεια είναι, ίσως, η πιο διαδεδομένη ενέργεια στον κόσμο στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Θέλετε να μάθετε πώς λειτουργεί και τις διάφορες χρήσεις που έχει;
Ορισμός
Προτού αρχίσουμε να περιγράφουμε τις χρήσεις και τις ιδιότητές της, ας διευκρινίσουμε τι είναι η φωτοβολταϊκή ηλιακή ενέργεια για εκείνους που δεν γνωρίζουν ακόμη καλά. Η ηλιακή ενέργεια είναι αυτή που είναι ικανός να αξιοποιήσει την ηλιακή ενέργεια από τα ελαφριά σωματίδια για να παράγει ενέργεια που μετατρέπεται αργότερα σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή η πηγή ενέργειας είναι εντελώς καθαρή, επομένως δεν μολύνει το περιβάλλον ούτε εκπέμπει επιβλαβή αέρια στην ατμόσφαιρα. Επιπλέον, έχει το μεγάλο πλεονέκτημα ότι είναι ανανεώσιμο, δηλαδή, ο ήλιος δεν πρόκειται να εξαντληθεί (ή τουλάχιστον για μερικά δισεκατομμύρια χρόνια).
Τα ηλιακά πάνελ χρησιμοποιούνται για τη συλλογή ενέργειας από τον ήλιο που είναι σε θέση να συλλάβει φωτόνια φωτός από την ηλιακή ακτινοβολία και να τα μετατρέψει σε ενέργεια.
Πώς παράγεται η φωτοβολταϊκή ηλιακή ενέργεια;
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, για την παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας, είναι απαραίτητο να συλλάβουμε τα φωτόνια του φωτός που έχει η ηλιακή ακτινοβολία και να τη μετατρέψουμε σε ηλεκτρισμό για να τη χρησιμοποιήσουμε. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί από τη διαδικασία μετατροπής φωτοβολταϊκών μέσω της χρήσης ενός ηλιακού συλλέκτη.
Το ηλιακό πάνελ έχει ως κρίσιμο στοιχείο το φωτοβολταϊκό κύτταρο. Πρόκειται για ένα υλικό ημιαγωγού (για παράδειγμα, κατασκευασμένο από πυρίτιο) που δεν απαιτεί κινούμενα μέρη, καύσιμο ή να προκαλεί θόρυβο. Όταν αυτό το φωτοβολταϊκό κύτταρο εκτίθεται συνεχώς στο φως, απορροφά την ενέργεια που περιέχεται στα φωτόνια του φωτός και βοηθά στην παραγωγή ενέργειας, θέτοντας σε κίνηση τα ηλεκτρόνια που παγιδεύονται από ένα εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο. Όταν συμβεί αυτό, τα ηλεκτρόνια που συλλέγονται στην επιφάνεια του φωτοβολταϊκού στοιχείου παράγουν συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα.
Δεδομένου ότι η τάση εξόδου των φωτοβολταϊκών στοιχείων είναι πολύ χαμηλή (μόνο 0,6V), τοποθετούνται σε ηλεκτρικές σειρές και στη συνέχεια ενθυλακώνονται σε γυάλινη πλάκα στο μπροστινό μέρος και σε άλλο υλικό που είναι ανθεκτικό στην υγρασία στο μπροστινό μέρος. του χρόνου θα βρίσκεται στη σκιά).
Η ένωση της σειράς φωτοβολταϊκών κυττάρων και επικαλυμμένη με τα αναφερόμενα υλικά σχηματίστε μια φωτοβολταϊκή μονάδα. Σε αυτό το επίπεδο μπορείτε ήδη να αγοράσετε το προϊόν για να αλλάξετε σε ηλιακό πάνελ. Σύμφωνα με τις τεχνολογίες και τον τύπο χρήσης που κατασκευάζεται, αυτή η μονάδα έχει εμβαδόν 0.1 m² (10 W) έως 1 m² (100 W), μέσες ενδεικτικές τιμές και μειώνει τάσεις 12 V, 24 V ή 48 V ανάλογα με την εφαρμογή.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, μέσω της διαδικασίας φωτοβολταϊκής μετατροπής, η ενέργεια λαμβάνεται σε πολύ χαμηλές τάσεις και σε συνεχές ρεύμα. Αυτή η ενέργεια δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το σπίτι, επομένως είναι απαραίτητο, αργότερα, α μετατροπέας ισχύος για να το μετατρέψουμε σε εναλλασσόμενο ρεύμα.
Στοιχεία και απόδοση
Οι συσκευές όπου βρίσκονται τα φωτοβολταϊκά κύτταρα ονομάζονται ηλιακοί συλλέκτες. Αυτά τα πάνελ έχουν πολλαπλές χρήσεις. Χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας τόσο στην προσωπική, οικογενειακή και επιχειρηματική περιοχή. Η τιμή του στην αγορά είναι περίπου 7.000 ευρώ. Το κύριο πλεονέκτημα αυτών των ηλιακών συλλεκτών είναι ότι η εγκατάσταση τους είναι πολύ εύκολη και απαιτεί λίγη συντήρηση. Έχουν διάρκεια ζωής περίπου 25-30 χρόνια, έτσι η επένδυση ανακτάται τέλεια.
Αυτά τα ηλιακά πάνελ πρέπει να εγκατασταθούν σε σωστό μέρος. Δηλαδή, σε εκείνες τις περιοχές που προσανατολίζονται στον μεγαλύτερο αριθμό ηλιοφάνειας ανά ημέρα. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να αξιοποιήσουμε στο έπακρο την ενέργεια του ήλιου και να παράγουμε περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια.
Το ηλιακό πάνελ χρειάζεται μπαταρία που αποθηκεύει την ενέργεια που παράγεται για να τη χρησιμοποιεί εκείνες τις ώρες όταν δεν υπάρχει φως του ήλιου (όπως τη νύχτα ή τις συννεφιασμένες ή βροχερές ημέρες).
Όσον αφορά την απόδοση μιας φωτοβολταϊκής ηλιακής εγκατάστασης, μπορεί να ειπωθεί ότι εξαρτάται εξ ολοκλήρου από τον προσανατολισμό των ηλιακών συλλεκτών, την τοποθέτηση και τη γεωγραφική περιοχή όπου εγκαθίσταται. Όσο περισσότερες ώρες ηλιοφάνειας στην περιοχή, τόσο περισσότερη ενέργεια μπορεί να παραχθεί. Οι περισσότερες ηλιακές εγκαταστάσεις ανακτούν την επένδυσή τους σε περίπου 8 χρόνια. Εάν η ωφέλιμη ζωή των ηλιακών συλλεκτών είναι 25 χρόνια, πληρώνει για τον εαυτό της και κερδίζετε περισσότερα από αρκετά κέρδη.
Χρήσεις φωτοβολταϊκής ηλιακής ενέργειας
Φωτοβολταϊκά συστήματα συνδεδεμένα στο δίκτυο
Μία από τις κύριες χρήσεις της φωτοβολταϊκής ηλιακής ενέργειας είναι η εγκατάσταση ενός φωτοβολταϊκού αισθητήρα και ενός μετατροπέα ρεύματος ικανού να μετατρέψει τη συνεχή ενέργεια που παράγεται στα ηλιακά πάνελ σε εναλλασσόμενο ρεύμα για να την εισαγάγει στο ηλεκτρικό δίκτυο.
Το κόστος ανά kWh ηλιακής ενέργειας είναι πιο ακριβό από άλλα συστήματα παραγωγής. Αν και αυτό έχει αλλάξει πολύ με την πάροδο του χρόνου. Σε ορισμένα μέρη όπου ο αριθμός των ωρών ηλιοφάνειας είναι υψηλότερος, το κόστος της ηλιακής φωτοβολταϊκής ενέργειας είναι το χαμηλότερο. Είναι σημαντικό να έχετε γραμμές χρηματοοικονομικής και νομικής βοήθειας για να αντισταθμίσετε το κόστος παραγωγής. Στο τέλος της ημέρας, βοηθάμε τον πλανήτη μας να μην μολυνθεί και να αποφύγουμε την αλλαγή του κλίματος και τη ρύπανση.
Άλλες χρήσεις φωτοβολταϊκής ηλιακής ενέργειας
- Φωτισμός. Μια άλλη χρήση της φωτοβολταϊκής ηλιακής ενέργειας είναι ο φωτισμός σε πολλές εισόδους του χωριού, χώρους ανάπαυσης και διασταυρώσεις. Αυτό μειώνει το κόστος φωτισμού.
- Σηματοδότηση. Αυτός ο τύπος ενέργειας χρησιμοποιείται με αυξανόμενη συχνότητα για σηματοδότηση σε λωρίδες κυκλοφορίας.
- Τηλεπικοινωνίες. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται σε πολλές περιπτώσεις για τους τομείς των κινητών επαναληπτικών ισχύος, του ραδιοφώνου και της τηλεόρασης.
- Αγροτική ηλεκτροδότηση. Με τη βοήθεια ενός κεντρικού συστήματος, οι πιο διασκορπισμένες πόλεις και τα μικρά χωριά μπορούν να απολαύσουν ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια.
- Φάρμες και ζώα. Για κατανάλωση ενέργειας σε αυτές τις περιοχές, χρησιμοποιείται η φωτοβολταϊκή ηλιακή ενέργεια. Για να τους φωτίσετε, οδηγείτε αντλίες νερού και άρδευσης, για άρμεγμα κ.λπ.
Όπως μπορείτε να δείτε, η φωτοβολταϊκή ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται σε πολλές περιοχές που την καθιστούν όλο και πιο ανταγωνιστική στις αγορές και θεωρείται το μέλλον της ενέργειας.