Értse meg, mi a napenergia, ismerje az egyes típusok különbségeit, és tudja, melyik a legelőnyösebb
Mi a napenergia?
A napenergia olyan elektromágneses energia, amelynek forrása a nap. Hő- vagy elektromos energiává alakítható és különböző felhasználási területeken alkalmazható. A napenergia hasznosításának két fő módja az áramtermelés és a napenergiával történő vízmelegítés.
Az elektromos energia előállításához két rendszert alkalmaznak: a heliotermiát, amelyben a besugárzást először hőenergiává, később pedig elektromos energiává alakítják; és a fotovoltaikus, amelyben a napsugárzás közvetlenül elektromos energiává alakul.
Heliotermikus energia vagy koncentrált napenergia (CSP)
A Bányászati és Energiaügyi Minisztérium szerint Brazíliának elektromos mátrixának körülbelül 70% -a hidraulikus energián alapul, újabban pedig más energiaforrások, például biomassza, szél és atomok kapnak ösztönzőket.
- Mi a vízerő?
A kedvezőtlen hidrológiai viszonyokra tekintettel, az egyre hosszabb szárazsági periódusokkal, a heliotermikus energia alternatívaként jelenik meg. Még inkább, ha figyelembe vesszük, hogy az aszályos időszakok az alacsony felhő-interferencia és az intenzívebb napsugárzás miatt megnövekedett nappotenciállal társulnak.
A gyűjtőknek több típusa van, és a megfelelő típus kiválasztása az alkalmazástól függ. A leggyakrabban használtak: a parabolikus henger, a központi torony és a parabolikus lemez.
Hogyan működik?
A heliotermikus napenergia-kollektorok olyan eszközök, amelyek befogják a napsugárzást és hővé alakítják, ezt a hőt folyadékká (általában levegőbe, vízbe vagy olajba) továbbítják. A kollektoroknak van egy fényvisszaverő felülete, amely a sugárzást egy fókuszba irányítja, ahol egy vevő található. A hő elnyelése után a folyadék átfolyik a vevőn.
Fotovoltaikus napenergia
A fotovoltaikus napenergia olyan, amelyben a napsugárzás közvetlenül átalakul elektromos energiává, anélkül, hogy a hőenergia fázison átmenne (ahogyan ez a heliotermikus rendszerben lenne).
Hogyan működik?
A fotovoltaikus cellák (vagy napenergia-cellák) félvezető anyagokból (általában szilíciumból) készülnek. Amikor a sejt fénynek van kitéve, a megvilágított anyagban lévő elektronok egy része elnyeli a fotonokat (a napfényben jelenlévő energia részecskéket).
A szabad elektronokat a félvezető szállítja, amíg egy elektromos mező meg nem húzza őket. Ez az elektromos mező azon a területen keletkezik, ahol az anyagok csatlakoznak, a félvezető anyagok közötti elektromos potenciál különbsége miatt. A szabad elektronokat kiveszik a napenergia cellákból, és elektromos energia formájában felhasználhatók.
A heliotermikus rendszertől eltérően a fotovoltaikus rendszer működéséhez nem szükséges magas napsugárzás. A keletkező energia mennyisége azonban a felhők sűrűségétől függ, így a felhők alacsony száma kevesebb áramtermelést eredményezhet a teljesen nyílt napokhoz képest.
Az átalakítás hatékonyságát a cella felületén a napsugárzás azon részarányával mérjük, amely elektromos energiává alakul. Jellemzően a leghatékonyabb cellák biztosítják a 25% -os hatékonyságot.
A Környezetvédelmi Minisztérium szerint a kormány fotovoltaikus napenergia-termelési projekteket dolgoz ki a vidéki és elszigetelt közösségek energiaigényének kielégítésére. Ezek a projektek néhány területre összpontosítanak, például: vízszivattyúzás háztartási ellátáshoz, öntözés és haltenyésztés; Utcai világítás; kollektív felhasználási rendszerek (iskolák, egészségügyi központok és közösségi központok villamosítása); otthoni ápolás.
Termikus kiaknázás
A napsugárzás felhasználásának másik módja a hőfűtés. A napenergiával történő hőfűtés a napfény abszorpciós folyamatán keresztül valósulhat meg a kollektorok által, amelyeket általában az épületek és az otthonok tetejére telepítenek (néven napelemek).
Mivel a napsugárzás előfordulása a föld felszínén alacsony, néhány négyzetméter kollektort kell felszerelni.
A Nemzeti Elektromos Energia Ügynökség (Aneel) szerint három-négy lakos lakóhelyén a fűtött vízellátáshoz 4 m²-es kollektorokra van szükség. Bár a technológia iránti kereslet túlnyomórészt lakossági igény, más ágazatok, például középületek, kórházak, éttermek és szállodák is érdeklődnek iránt.
Ha érdekli a napfűtés rendszerének telepítése otthonában, olvassa el a Napenergia otthoni telepítésének útmutatóját.
A napenergia előnyei és hátrányai?
A napenergiát megújuló és kimeríthetetlen energiaforrásnak tekintik. A fosszilis tüzelőanyagokkal ellentétben a napenergiából történő villamos energia előállításának folyamata nem bocsát ki kén-dioxidot (SO2), nitrogén-oxidokat (NOx) és szén-dioxidot (CO2) - mindazok a szennyező gázok, amelyek káros hatással vannak az emberi egészségre és ez hozzájárul a globális felmelegedéshez.
A napenergia előnyösnek bizonyul más megújuló forrásokhoz, például a hidraulikushoz képest is, mivel kevésbé kiterjedt területeket igényel, mint a vízierő.
A napenergia ösztönzését Brazíliában az ország potenciálja indokolja, amelynek nagy területei vannak beeső napsugárzással és közel vannak az Egyenlítőhöz.
Brazília északkeleti részének félszáraz régiói ideálisak a heliotermikus energia előállításához, mivel megfelelnek a magas napsugárzás és az alacsony csapadékmennyiség feltételeinek.
A heliotermikus energia hátránya azonban az, hogy annak ellenére, hogy nem igényel olyan kiterjedt területeket, mint a hidroelektromos gátak, mégis nagy tereket igényel. Ezért elengedhetetlen a beültetéshez legmegfelelőbb hely elemzése, mivel ott a vegetáció elnyomása következik be. Ráadásul, amint már említettük, a heliotermikus rendszer nem minden régió számára megfelelő, mivel meglehetősen szakaszosnak tekintik.
A nagy besugárzástól való függés a fotovoltaikus rendszer nagy előnye, amely hozzájárul annak alternatívá tételéhez.
A fotovoltaikus energia esetében a leggyakrabban említett hátrány a megvalósítás magas költsége és a folyamat alacsony hatékonysága, amely 15-25% között mozog.
Egy másik rendkívül fontos szempont, amelyet a fotovoltaikus rendszer gyártási láncában figyelembe kell venni, a fotovoltaikus cellák összeállításához leggyakrabban használt alapanyag, a szilícium által okozott társadalmi-környezeti hatás.
A szilíciumbányászat, mint bármely más bányászati tevékenység, kihat a talajra és a talajvízre a kitermelési területen. Ezenkívül elengedhetetlen, hogy a munkavállalók számára megfelelő munkahelyi körülményeket biztosítsanak a munkahelyi balesetek és a foglalkozási megbetegedések kialakulásának elkerülése érdekében. A Nemzetközi Rákkutatási Ügynökség (Iarc) egy jelentésben rámutat, hogy a kristályos szilícium-dioxid rákos, és krónikus belégzéssel tüdőrákot okozhat.
A Tudományos és Technológiai Minisztérium jelentése két másik, a fotovoltaikus rendszerrel kapcsolatos fontos pontra mutat rá: a panelek ártalmatlanítását megfelelően kell ártalmatlanítani, mivel potenciálisan mérgezőek lehetnek; és a fotovoltaikus panelek újrahasznosítása szintén nem érte el eddig a kielégítő szintet.
Egy másik fontos szempont, hogy bár Brazília a világ második legnagyobb fémszilícium-termelője, csak Kína mögött, a szilícium napszinten történő tisztításának technológiája még mindig fejlesztési szakaszban van. Nemrégiben azonosított probléma, főleg a heliotermikus növényekben, a régión áthaladó madarak nem szándékos égése.
Ezért, bár megújuló és nem bocsát ki gázokat, a napenergia mégis szembesül a technológiai és gazdasági akadályokkal. Bár ígéretes, a napenergia gazdaságilag életképes csak az állami és a magánszektor együttműködésével, valamint a gyártási folyamatot átfogó technológiák fejlesztését célzó kutatásba történő befektetéssel válik lehetővé, a szilícium tisztításától a fotovoltaikus cellák ártalmatlanításáig.
