Shvatite što je solarna energija, znajte razlike svake vrste i znajte koja je najpovoljnija
Što je sunčeva energija?
Sunčeva energija je elektromagnetska energija čiji je izvor sunce. Može se transformirati u toplinsku ili električnu energiju i primijeniti u različite svrhe. Dva glavna načina korištenja sunčeve energije su proizvodnja električne energije i solarno grijanje vode.
Za proizvodnju električne energije koriste se dva sustava: heliotermički, u kojem se zračenje prvo pretvara u toplinsku, a kasnije u električnu energiju; i fotonaponski, u kojem se sunčevo zračenje pretvara izravno u električnu energiju.
Heliotermička energija ili koncentrirana sunčeva energija (CSP)
Prema Ministarstvu rudnika i energetike, Brazil ima oko 70% svoje električne matrice zasnovane na hidrauličkoj energiji, a u novije vrijeme poticaji su i drugi izvori energije, poput biomase, vjetra i nuklearne energije.
- Što je hidroelektrana?
S obzirom na nepovoljne hidrološke uvjete, sa sve duljim razdobljima suše, heliotermna energija predstavlja se kao alternativa. Još više ako uzmemo u obzir da su sušna razdoblja povezana s povećanim solarnim potencijalom zbog niskih smetnji u oblaku i intenzivnijeg sunčevog zračenja.
Postoji nekoliko vrsta kolektora, a odabir odgovarajuće vrste ovisi o primjeni. Najkorišteniji su: parabolični cilindar, središnji toranj i parabolični disk.
Kako radi?
Heliotermični kolektori sunčeve energije uređaji su koji hvataju sunčevo zračenje i pretvaraju ga u toplinu, prenoseći tu toplinu u tekućinu (zrak, vodu ili ulje, općenito). Kolektori imaju reflektirajuću površinu koja usmjerava izravno zračenje u fokus, gdje se nalazi prijemnik. Nakon što se toplina apsorbira, tekućina teče kroz prijemnik.
Fotonaponska solarna energija
Fotonaponska solarna energija je ona kod koje se sunčevo zračenje izravno transformira u električnu energiju, bez prolaska kroz fazu toplinske energije (kao što bi bilo u heliotermičkom sustavu).
Kako radi?
Fotonaponske ćelije (ili ćelije solarne energije) izrađene su od poluvodičkih materijala (obično silicija). Kad je stanica izložena svjetlosti, dio elektrona u osvijetljenom materijalu apsorbira fotone (čestice energije prisutne na sunčevoj svjetlosti).
Slobodni elektroni se transportiraju poluvodičem sve dok ih ne povuče električno polje. Ovo električno polje nastaje na području spajanja materijala zbog razlike u električnom potencijalu između ovih poluvodičkih materijala. Slobodni elektroni se vade iz solarnih ćelija i dostupni su za upotrebu u obliku električne energije.
Za razliku od heliotermičkog sustava, fotonaponski sustav ne zahtijeva visoko sunčevo zračenje da bi funkcionirao. Međutim, količina proizvedene energije ovisi o gustoći oblaka, tako da mali broj oblaka može rezultirati manjom proizvodnjom električne energije u usporedbi s potpuno otvorenim danima.
Učinkovitost pretvorbe mjeri se udjelom sunčevog zračenja na površini stanice koje se pretvara u električnu energiju. Tipično, najučinkovitije stanice pružaju 25% učinkovitosti.
Prema Ministarstvu okoliša, vlada razvija projekte proizvodnje fotonaponske solarne energije kako bi udovoljila energetskim zahtjevima ruralnih i izoliranih zajednica. Ovi se projekti usredotočuju na neka područja kao što su: crpljenje vode za opskrbu domaćinstava, navodnjavanje i uzgoj ribe; Ulična rasvjeta; sustavi kolektivne upotrebe (elektrifikacija škola, domova zdravlja i domova zajednice); kućna njega.
Toplinsko iskorištavanje
Drugi način korištenja sunčevog zračenja je toplinsko grijanje. Toplinsko zagrijavanje iz solarne energije može se izvršiti postupkom apsorpcije sunčeve svjetlosti od strane kolektora, koji se obično instaliraju na krovove zgrada i domova (poznati kao solarni paneli).
Kako je učestalost sunčevog zračenja na površini zemlje niska, potrebno je ugraditi nekoliko četvornih metara kolektora.
Prema Nacionalnoj agenciji za električnu energiju (Aneel), za opskrbu grijanom vodom u kući od tri do četiri stanovnika potrebna su 4 m² kolektora. Iako je potražnja za ovom tehnologijom pretežno stambena, interes postoji i iz drugih sektora, poput javnih zgrada, bolnica, restorana i hotela.
Ako ste zainteresirani za instaliranje solarnog sustava grijanja u svom domu, pogledajte Vodič za instaliranje solarne energije kod kuće.
Prednosti i nedostaci solarne energije?
Solarna energija smatra se obnovljivim i neiscrpnim izvorom energije. Za razliku od fosilnih goriva, proces proizvodnje električne energije iz solarne energije ne emitira sumporni dioksid (SO2), dušikove okside (NOx) i ugljični dioksid (CO2) - svi zagađujući plinovi štetni za ljudsko zdravlje i koji doprinose globalnom zagrijavanju.
Pokazalo se da je i sunčeva energija korisna u usporedbi s drugim obnovljivim izvorima, poput hidrauličkog, jer zahtijeva manje opsežna područja od hidroelektrične.
Poticaj za sunčevu energiju u Brazilu opravdan je potencijalom zemlje koja ima velika područja sa sunčevim zračenjem i blizu je ekvatora.
Polusušna područja sjeveroistočnog Brazila idealna su za proizvodnju heliotermičke energije jer ispunjavaju uvjete visokog sunčevog zračenja i slabe kiše.
Međutim, nedostatak heliotermne energije je u tome što, iako joj nisu potrebna područja poput hidroelektrana, ipak su joj potrebni veliki prostori. Stoga je ključno napraviti analizu najprikladnijeg mjesta za implantaciju, jer će doći do suzbijanja vegetacije. Osim toga, kao što je već spomenuto, heliotermički sustav nije prikladan za sve regije, jer se smatra prilično isprekidanim.
Neovisnost o velikom zračenju velika je prednost fotonaponskog sustava, što pridonosi tome da on postane alternativa.
U slučaju fotonaponske energije, najčešće spominjani nedostatak su visoki troškovi implementacije i niska učinkovitost postupka, koja varira od 15% do 25%.
Međutim, još jedna izuzetno važna točka koju treba razmotriti u proizvodnom lancu fotonaponskog sustava jest utjecaj na okoliš i okoliš koji uzrokuje sirovina koja se najčešće koristi za sastavljanje fotonaponskih ćelija, silicija.
Iskop silicija, kao i bilo koja druga rudarska djelatnost, utječe na tlo i podzemne vode u području vađenja. Uz to, neophodno je da radnici imaju dobre radne uvjete kako bi se izbjegle nezgode na radu i razvoj profesionalnih bolesti. Međunarodna agencija za istraživanje raka (Iarc) u izvješću ističe da je kristalni silicijev dioksid kancerogen i da može kronično udisati rak pluća.
Izvješće Ministarstva znanosti i tehnologije ukazuje na dvije druge važne točke povezane s fotonaponskim sustavom: odlaganje ploča mora se na odgovarajući način zbrinuti, jer imaju potencijal toksičnosti; a reciklaža fotonaponskih panela do sada također nije dosegla zadovoljavajuću razinu.
Još je jedna važna stvar da je, unatoč činjenici da je Brazil drugi najveći svjetski proizvođač metalnog silicija, odmah iza Kine, tehnologija za pročišćavanje silicija na solarnoj razini još uvijek u razvoju. Nedavno identificirani problem, posebno u heliotermnim biljkama, jest nenamjerno sagorijevanje ptica koje prolaze kroz regiju.
Stoga se, iako je obnovljiva i ne emitira plinove, solarna energija i dalje suočava s tehnološkim i ekonomskim preprekama. Iako obećavajuća, solarna energija postat će ekonomski održiva samo suradnjom između javnog i privatnog sektora te ulaganjem u istraživanje za poboljšanje tehnologija koje obuhvaćaju proizvodni proces, od pročišćavanja silicija do odlaganja fotonaponskih ćelija.
