Pochopte, co je sluneční energie, znáte rozdíly každého typu a vím, která je nejvýhodnější
Co je sluneční energie?
Solární energie je elektromagnetická energie, jejíž zdrojem je slunce. Může být přeměněn na tepelnou nebo elektrickou energii a použit při různých použitích. Dva hlavní způsoby využití solární energie jsou výroba elektrické energie a solární ohřev vody.
K výrobě elektrické energie se používají dva systémy: heliotermický, ve kterém se ozařování nejprve převádí na tepelnou energii a později na elektrickou energii; a fotovoltaika, ve které se sluneční záření přímo přeměňuje na elektrickou energii.
Heliotermická energie nebo koncentrovaná sluneční energie (CSP)
Podle ministerstva dolů a energetiky má Brazílie přibližně 70% své elektrické matrice založené na hydraulické energii a v poslední době pobírá pobídky i jiné zdroje energie, jako je biomasa, vítr a jaderná energie.
- Co je to vodní energie?
Vzhledem k nepříznivým hydrologickým podmínkám a stále častějším obdobím sucha se jako alternativa představuje heliotermická energie. Ještě více, pokud vezmeme v úvahu, že období sucha jsou spojena se zvýšeným slunečním potenciálem v důsledku nízké interference mraků a intenzivnějšího slunečního záření.
Existuje několik typů kolektorů a výběr vhodného typu závisí na aplikaci. Nejpoužívanější jsou: parabolický válec, centrální věž a parabolický disk.
Jak to funguje?
Heliotermické solární kolektory jsou zařízení, která zachycují sluneční záření a přeměňují ho na teplo, které přenáší toto teplo na tekutinu (vzduch, voda nebo olej obecně). Kolektory mají reflexní povrch, který směruje přímé záření do ohniska, kde je umístěn přijímač. Jakmile je teplo absorbováno, tekutina proudí přijímačem.
Fotovoltaická sluneční energie
Fotovoltaická sluneční energie je energie, při které se sluneční záření přímo přeměňuje na elektrickou energii, aniž by prošla fází tepelné energie (jako by to bylo v heliotermickém systému).
Jak to funguje?
Fotovoltaické články (nebo články sluneční energie) jsou vyrobeny z polovodičových materiálů (obvykle křemíku). Když je buňka vystavena světlu, část elektronů v osvětleném materiálu absorbuje fotony (částice energie přítomné ve slunečním světle).
Volné elektrony jsou transportovány polovodičem, dokud nejsou taženy elektrickým polem. Toto elektrické pole se tvoří v oblasti, kde se materiály spojují, kvůli rozdílu v elektrickém potenciálu mezi těmito polovodičovými materiály. Volné elektrony jsou odebírány ze solárních článků a jsou k dispozici pro použití ve formě elektrické energie.
Na rozdíl od heliotermického systému nevyžaduje fotovoltaický systém pro své fungování vysoké sluneční záření. Množství vyrobené energie však závisí na hustotě mraků, takže nízký počet mraků může mít za následek menší produkci elektřiny ve srovnání s úplně otevřenými dny.
Účinnost přeměny se měří podílem slunečního záření na povrchu buňky, které se převádí na elektrickou energii. Nejúčinnější články obvykle poskytují 25% účinnost.
Podle ministerstva životního prostředí vláda rozvíjí projekty výroby fotovoltaické solární energie, aby uspokojila energetické požadavky venkovských a izolovaných komunit. Tyto projekty se zaměřují na některé oblasti, jako jsou: čerpání vody pro domácí zásobování, zavlažování a chov ryb; Pouliční osvětlení; systémy kolektivního použití (elektrifikace škol, zdravotních středisek a komunitních center); domácí péče.
Tepelné využití
Dalším způsobem využití slunečního záření je tepelné vytápění. Tepelné vytápění ze solární energie lze provést procesem absorpce slunečního světla kolektory, které se obvykle instalují na střechy budov a domů (známé jako solární panely).
Protože je dopad slunečního záření na zemský povrch nízký, je nutné instalovat několik metrů čtverečních kolektorů.
Podle Národní agentury pro elektrickou energii (Aneel) je pro zásobování teplou vodou v rezidenci tří až čtyř obyvatel zapotřebí 4 m² kolektorů. Ačkoli je poptávka po této technologii převážně rezidenční, existuje zájem i z jiných odvětví, jako jsou veřejné budovy, nemocnice, restaurace a hotely.
Pokud máte zájem o instalaci solárního systému ve vaší domácnosti, podívejte se na Průvodce instalací solární energie doma.
Výhody a nevýhody sluneční energie?
Solární energie je považována za obnovitelný a nevyčerpatelný zdroj energie. Na rozdíl od fosilních paliv proces výroby elektřiny ze sluneční energie nevypouští oxid siřičitý (SO2), oxidy dusíku (NOx) a oxid uhličitý (CO2) - všechny znečišťující plyny se škodlivými účinky na lidské zdraví a které přispívají ke globálnímu oteplování.
Solární energie se také ukazuje jako výhodná ve srovnání s jinými obnovitelnými zdroji, jako jsou hydraulické, protože vyžaduje méně rozsáhlé oblasti než vodní.
Pobídka pro sluneční energii v Brazílii je odůvodněna potenciálem země, která má velké oblasti s dopadajícím slunečním zářením a je blízko rovníku.
Polosuché oblasti severovýchodní Brazílie jsou ideální pro výrobu heliotermické energie, protože splňují podmínky vysokého slunečního záření a nízkých srážek.
Nevýhodou heliotermické energie je však to, že navzdory tomu, že nevyžaduje oblasti tak rozsáhlé jako vodní přehrady, stále vyžaduje velké prostory. Proto je zásadní analyzovat nejvhodnější místo pro implantaci, protože dojde k potlačení vegetace. Navíc, jak již bylo zmíněno, není heliotermický systém vhodný pro všechny regiony, protože je považován za zcela přerušovaný.
Nezávislost na vysokém ozáření je velkou výhodou fotovoltaického systému, který přispívá k tomu, že je alternativou.
V případě fotovoltaické energie je nejčastěji zmiňovanou nevýhodou vysoká cena implementace a nízká účinnost procesu, která se pohybuje od 15% do 25%.
Dalším nesmírně důležitým bodem, který je třeba vzít v úvahu ve výrobním řetězci fotovoltaického systému, je socioenvironmentální dopad způsobený surovinou, která se nejčastěji používá k výrobě fotovoltaických článků, křemíku.
Těžba křemíku, stejně jako jakákoli jiná těžební činnost, má dopady na půdu a podzemní vody v těžební oblasti. Kromě toho je nezbytné, aby zaměstnanci měli zajištěny dobré pracovní podmínky, aby se zabránilo pracovním úrazům a rozvoji nemocí z povolání. Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (Iarc) ve své zprávě upozorňuje, že krystalický oxid křemičitý je rakovinový a při chronickém vdechování může způsobit rakovinu plic.
Zpráva ministerstva vědy a technologie poukazuje na další dva důležité body týkající se fotovoltaického systému: likvidace panelů musí být náležitě zlikvidována, protože mají potenciál toxicity; a recyklace fotovoltaických panelů také dosud nedosáhla uspokojivé úrovně.
Dalším důležitým bodem je, že i když je Brazílie druhým největším producentem kovového křemíku na světě, druhým na druhém místě za Čínou, technologie čištění křemíku na sluneční úrovni je stále ve fázi vývoje. Nedávno zjištěným problémem, zejména u heliotermních rostlin, je neúmyslné spalování ptáků, kteří procházejí regionem.
I když je sluneční energie obnovitelná a nevyzařuje plyny, stále naráží na technologické a ekonomické překážky. I když je to slibné, solární energie se stane ekonomicky životaschopnou pouze prostřednictvím spolupráce mezi veřejným a soukromým sektorem a investicemi do výzkumu s cílem zlepšit technologie, které zahrnují výrobní proces, od čištění křemíku po likvidaci fotovoltaických článků.
