Ufafanuzi wa nishati ya jua na mifano na matumizi

Ufafanuzi wa nishati ya jua na mifano na matumizi
Ufafanuzi wa nishati ya jua ni nishati ambayo hutoka kwa jua na ambayo tunaweza kukamata shukrani kwa mionzi ya jua. Wazo la nishati ya jua mara nyingi hutumiwa kurejelea nishati ya umeme au mafuta ambayo hupatikana kwa kutumia mionzi ya jua.

Chanzo hiki cha nishati kinawakilisha chanzo cha msingi cha nishati duniani. Kwa sababu ni chanzo kisicho na mwisho, inachukuliwa kuwa nishati mbadala.

Kutoka kwa nishati hii, vyanzo vingine vingi vya nishati hutolewa, kama vile:

Nishati ya upepo, ambayo hutumia nguvu ya upepo. Upepo hutolewa wakati jua huwasha idadi kubwa ya hewa.
Mafuta ya mafuta: Wanatoka kwa mchakato mrefu sana wa mtengano wa chembe za kikaboni. Mapungufu ya kikaboni yalikuwa mimea ya kupendeza ya photosynthesizing.
Nishati ya Hydraulic, ambayo hutumia nishati inayowezekana ya maji. Bila mionzi ya jua, mzunguko wa maji haungewezekana.
Nishati kutoka kwa biomasi, kwa mara nyingine tena, ni matokeo ya picha ya mimea.
Aina hii ya nishati mbadala ni mbadala kwa mafuta ya mafuta ambayo hayatoi gesi chafu kama vile dioksidi kaboni.

Mfano wa nishati ya jua
Baadhi ya mifano ya nishati ya jua ni pamoja na yafuatayo:

Paneli za jua za Photovoltaic hutoa umeme; Vituo hivi hutumiwa katika nyumba, malazi ya mlima, nk.
Mimea ya Nguvu ya Photovoltaic: Ni viongezeo muhimu vya paneli za PV ambazo lengo lake ni kutoa umeme kusambaza gridi ya umeme.
Magari ya jua hutumia seli za PV kubadilisha mionzi ya jua kuwa umeme ili kuendesha gari la umeme.
Wapishi wa jua: Zimetengenezwa kwa mfumo wa parabolic ili kuzingatia taa ya jua hadi hatua ya kuinua joto na kuweza kupika.
Mifumo ya kupokanzwa: Na nishati ya mafuta ya jua, maji yanaweza kuwashwa ambayo yanaweza kutumika katika mzunguko wa joto.
Kuogelea kwa kuogelea ni mzunguko rahisi wa maji ambayo maji huzunguka kando ya watoza mafuta ya jua iliyo wazi kwa jua.
Mahesabu: Vifaa vingine vya elektroniki vina jopo ndogo la jua la kusambaza nguvu kwa mzunguko wa umeme.
Uingizaji hewa wa jua ni aina ya nishati ya jua ambayo hutumia joto la jua kuingiza nafasi. Mara nyingi hutumiwa katika nyumba na majengo kuboresha ubora wa hewa na kupunguza gharama za nishati. Uingizaji hewa wa jua unaweza kutumika kuingiza chumba kimoja au jengo lote.
Photosynthesis ni njia ya asili ambayo mimea hutumia kubadilisha nishati ya jua kuwa nishati ya kemikali.
Aina za nishati ya jua
Kuna aina tatu za teknolojia za nishati ya jua:

Nishati ya jua ya Photovoltaic: Paneli za jua za PV zinaundwa na nyenzo ambayo, wakati mionzi ya jua inapogonga, hutoa elektroni na hutoa umeme wa sasa.
Nishati ya jua ya mafuta: Mfumo huu unachukua fursa ya uwezo wa joto wa mionzi ya jua. Mionzi ya jua hubadilishwa kuwa nishati ya mafuta ili kuwasha maji ambayo inaweza kutumika kwa inapokanzwa maji ya moto ya ndani. Katika mimea ya nguvu ya jua, mvuke hutolewa na, baadaye, umeme.
Nishati ya jua ya kupita ni rasilimali ya kuchukua fursa ya joto la jua bila kutumia rasilimali za nje. Kwa mfano, wasanifu wanaweza kuelekeza nyumba na kuamua wapi kuweka windows, ukizingatia ni wapi mionzi ya jua itapokelewa. Mbinu hii inajulikana kama usanifu wa bioclimatic.
Je! Nishati ya jua hutolewaje?
Kwa mtazamo wa mwili, nishati ya jua hutolewa kwenye jua kupitia mfululizo wa athari za nyuklia. Wakati nishati hii inatufikia Duniani, tunaweza kuchukua fursa hiyo kwa njia nyingi:

Paneli za jua na seli za Photovoltaic. Paneli za Photovoltaic zinafanywa kwa nyenzo ambayo, wakati wa kupokea taa, moja kwa moja ionize na kutolewa elektroni. Kwa njia hii, mionzi ya jua hubadilishwa kuwa nishati ya umeme.
Kutumia watoza jua ambao umeundwa kubadilisha mionzi ya jua kuwa nishati ya mafuta. Kusudi lake ni kuwasha maji ambayo huzunguka ndani. Katika kesi hii, hatuna umeme, lakini tuna maji kwa joto la juu ambalo linaweza kutumika katika matumizi mengi.
Nishati ya jua iliyoingiliana ni mfumo ambao unaonyesha taa zote za jua hadi mahali pa kuzingatia kufikia joto la juu. Teknolojia hii hutumiwa katika mimea ya thermosolar kwa uzalishaji wa nishati.
Mifumo ya nishati ya jua hutumia nishati ya jua bila pembejeo yoyote ya nishati ya nje. Kwa mfano, miundo ya usanifu inaruhusu mionzi ya jua ya juu wakati wa msimu wa baridi na epuka joto kupita kiasi katika msimu wa joto.
Aina za paneli za jua
Paneli za jua hutumiwa kwa njia zote mbili (Photovoltaic na mafuta). Kwa hali yoyote, muundo ni tofauti sana kulingana na aina gani ya teknolojia ya jua itatumika kwa:

Jopo la mafuta ya jua hutumia mionzi ya jua kuwasha kioevu ambacho huhamisha joto kwa maji na kisha joto maji. Hita za maji ya jua hutumiwa majumbani kupata maji ya moto.
Jopo la Photovoltaic hutumia mali ya vitu fulani vya semiconductor vilivyowekwa kwenye seli za jua. Seli za jua hutoa nishati ya umeme wakati inakabiliwa na mionzi ya jua. Shukrani kwa athari inayojulikana ya Photovoltaic, mfiduo wa jua husababisha harakati za elektroni katika sehemu (kawaida silicon), ikitoa umeme unaoendelea.
Jopo la jua linalozingatia pia hutumia safu ya vioo vya parabolic na muundo wa mstari. Kusudi la vioo hivi ni kuzingatia mionzi ya jua hadi mahali pa kuzingatia kufikia joto la juu ili kutoa mvuke.
Matumizi ya nishati ya jua

Kuunganisha Nguvu ya Jua: Mwongozo wa Photovoltaics
Nishati ya jua ina matumizi mengi na matumizi ambayo yanaweza kufupishwa kwa alama tatu:

Maji ya moto ya ndani DHW
Inapokanzwa maji ya jua hutumiwa kusambaza maji ya moto ya ndani (DHW) na inapokanzwa kwa nyumba na jengo ndogo za jengo. Mimea ya nguvu ya jua imejengwa kuwa, kwa kutumia turbines za mvuke, kubadilisha joto lililohifadhiwa kuwa umeme.

Walakini, prototypes hizi hazijatumika sana kwa sababu ya utendaji mdogo wa mimea hii ya nguvu ikilinganishwa na gharama kubwa na usambazaji wa umeme usio wa kawaida.

Kizazi cha umeme
Paneli za Photovoltaic hutumiwa katika mifumo ya jua iliyotengwa kwa vifaa vya nguvu mbali na mitandao ya umeme (nafasi za nafasi, marudio ya simu za juu, nk). Pia hutumiwa katika matumizi na mahitaji ya chini ya nishati kwamba unganisho la gridi ya umeme halitakuwa ya kiuchumi (ishara nyepesi, mita za maegesho, nk).

Vifaa hivi lazima viwe na vifaa vya kujilimbikiza vinavyoweza kukusanya umeme mwingi unaozalishwa wakati wa mchana ili kuwasha vifaa usiku na wakati wa mawingu, kawaida betri za jua.

Pia hutumiwa katika mifumo mikubwa iliyounganishwa na gridi ya taifa, ingawa usambazaji wa umeme ni tofauti katika hali ya kila siku na ya msimu. Kwa hivyo, ni ngumu kutabiri na sio mpango.

Kukataliwa huku kunafanya iwe changamoto kukidhi mahitaji ya umeme wakati wowote, isipokuwa uzalishaji na kiwango kikubwa cha usalama juu ya kilele cha mahitaji ya kila mwaka. Walakini, kuwa kilele cha uzalishaji wa mimea ya nguvu ya jua katika msimu wa joto, inasimamia mahitaji ya ndani zaidi kwa sababu ya viyoyozi.

Je! Ni faida gani na hasara za nguvu za jua?
Matumizi ya nishati ya jua inajumuisha faida na hasara maalum.

Ukosoaji kuu au shida ni:

Gharama kubwa ya uwekezaji kwa kilowatt iliyopatikana.
Inatoa ufanisi mkubwa sana.
Utendaji uliopatikana unategemea ratiba ya jua, hali ya hewa, na kalenda. Kwa sababu hii, ni ngumu kujua ni nguvu gani ya umeme ambayo tutaweza kupata kwa wakati fulani. Drawback hii inapotea na vyanzo vingine vya nishati, kama vile nishati ya nyuklia au ya kisukuku.
Kiasi cha nishati inachukua kutengeneza jopo la jua. Kutengeneza paneli za Photovoltaic inahitaji nishati nyingi, mara nyingi hutumia vyanzo vya nishati visivyoweza kurekebishwa kama vile makaa ya mawe.
Kwa upande mwingine, lazima uzingatie faida za nishati ya jua:

Mawakili wake wanaunga mkono kupunguza gharama na faida za ufanisi kwa sababu ya uchumi wa kiwango na uboreshaji wa kiteknolojia katika mifumo ya jua ya baadaye.
Kuhusu kukosekana kwa chanzo hiki cha nishati wakati wa usiku, pia wanasema kwamba kilele cha matumizi ya umeme hufikiwa wakati wa mchana, ambayo ni wakati wa uzalishaji wa juu wa nishati ya jua.
Ni chanzo cha nishati mbadala. Kwa maneno mengine, haiwezekani.
Ni nishati isiyo na uchafuzi: haitoi gesi chafu na, kwa hivyo, haichangii kuzidisha shida ya mabadiliko ya hali ya hewa.
Mwandishi: Oriol Planas - Mhandisi wa Ufundi wa Viwanda