学校でそれを学んだとき、水だけでなく、太陽が母なる地球に降り注ぐことで、あらゆる種類や形の生命を支えることが必要でした。これには、そこに生息する動植物や、食料のための作物の栽培も含まれていました。しかし、太陽の放射光エネルギーを利用して、太陽の膨大な太陽エネルギーを利用して熱や光、エネルギーを電気の形で生み出すこともできます。
放射エネルギーの形で電磁光線は、太陽の燃焼作用によって絶えず宇宙空間へ放出されています。これらの光線は宇宙をあらゆる方向に行き、一部は地表に到達します。太陽から放たれる放射エネルギーは非常に短時間で地球に到達します。
実際、1時間ごとに地球表面に到達する太陽エネルギーの量は、1年間の総エネルギー需要量を上回っています。太陽は24時間365日、太陽系で明るく燃えているため、「太陽光発電」という形で太陽エネルギーは再生可能エネルギー資源と分類され、実質的には、私たちは考慮することができます太陽光発電太陽からの力として。
地球は太陽からの放射エネルギーを電磁波の形で受け取ります。実際に地球表面に降り注ぐ太陽放射の量は、時間帯(朝、午後、夜)、季節、地理的な緯度など多くの要因に依存します。
太陽光発電システムで利用可能な放射エネルギーの量は、地球が大気圏上空で受信する太陽放射のごく一部に過ぎません。これは主に、雲や大気、そして地面の条件がこれらの太陽エネルギーの大部分を吸収または反射して空や宇宙に戻すことができるからです。
地球は本質的に巨大な太陽エネルギーの集熱体であり、太陽から大量のエネルギーを受け取ります。この太陽エネルギーは、太陽光発電パネルを使った太陽光発電として直接利用されるほか、間接的に風力、潮汐、波のエネルギーとして利用されます。太陽光発電は、尽きることのない再生可能エネルギー資源であり、地球上のどこでも地元で利用可能です。しかし、より効果的に太陽光を収集するためには、太陽光受信機は反射光ではなく直射日光を必要とし、曇りの状況では効果的ではありません。
地球の外層大気に到達する太陽の生の電力は、雲層の上にある約1平方メートルあたり1373ワット(1.37 kW/m2)です。この量は大気と保護層によって減少され、雲一つない空から約1000ワット/平方メートル(1.0 kW/m2)またはそれ以下の出力で正午に地表に到達します。
つまり、地球表面に届く太陽放射は約70%が直射光、約30%が拡散光で構成されており、大気や雲が巨大なフィルターのように太陽からの放射エネルギーを四方八方に遮断・散乱しているのです。
例えば、大気中に浮遊するガスや小さな塵粒子は、入射する太陽放射に散乱効果を引き起こし、その結果、空気、雲、雨、霞の影響で一部が宇宙空間に反射されます。液体や凍った水の粒子でできた雲は散乱し、太陽放射を宇宙に反射します。これは、曇りの日には見られます。
また、地球表面の反射率は、砂、雪、海など覆う物質の種類によって変わります。また、太陽の放射光エネルギーの一部は、水蒸気、二酸化炭素、オゾンなど大気を構成するさまざまなガスによって吸収されます。
前述の通り、太陽放射は大気を通過する際に全方向に散乱され、反射されます。この分散は宇宙空間を通じて地球の大気に到達する総量の最大60%に達することもあります。しかし、直射太陽放射は影を落とします。なぜなら、それは太陽から直接来る方向性があるためです。太陽の空における位置や位置も、効率性に重要な役割を果たします太陽光発電システム.
砂漠の真ん中、晴れ渡り雲一つない正午には、地上で利用可能な太陽エネルギーは1平方メートルあたり最大1,000ワット、つまり太陽を直接向ける面積あたり1,000Wまたは1kWに相当しますが、世界中の多くの場所では1平方メートルあたり600〜800Wの方が現実的な値です。
m2あたりの最大太陽光発電量を得るには、太陽と地球の傾きや角度、そして常に正午ではないという事実を考慮し、太陽光発電器を太陽が最も明るい南向きに向け、季節によって太陽を東から西に追跡するように調整する必要があります。
太陽エネルギーの実現可能性
サンズの所在地
太陽の太陽放射を太陽エネルギー源として利用し、水を加熱するか電力を生産するかは、主に地球表面の特定の場所で受け取る太陽放射量の量に依存し、これは時間や季節によって変わります。地球全体は5月から8月の夏季にかけてより多くの太陽エネルギーを受け取ります。
太陽の太陽放射の有無は地球の自転に大きく依存し、夜間は昼間よりも利用可能な太陽エネルギーが少なく、また地球の公転運動によって夏から冬へと季節的なサイクルが生じ、太陽が高く明るくなります。
そのため、夏の間は冬よりも太陽の光が空で強力になります。また、地理的な緯度は十分な太陽エネルギーの利用可能性や大気の状態、雲の多さなどに重要な役割を果たし、太陽エネルギー発電の可能性が最も低いのは南半球です。集中型太陽光発電は、これらの欠点の一部を克服するのに役立ちます。
とはいえ、太陽から地球に降り注ぐ太陽エネルギーは1時間で1年間の全ての需要を満たすのに十分であり、代替エネルギーシステムの実現可能性を判断する最初のステップは、実際にどれだけの電力、どのような電力が必要かを現実的に見積もることです。この点について慎重に考え、太陽光発電システムを正しく計画することで、完成したシステムが稼働時に予想される電力需要を満たし、かつコスト効率も高いことが保証されます。
太陽光発電システム
では、どのようなタイプの太陽光発電システム家庭内で太陽の電力を活用するために利用可能です。さて、私たちは今や太陽エネルギー技術が太陽エネルギーの無限の力を熱、光、電力に変換することを上空から知っています。太陽光発電の最良の活用法の一つは、太陽光発電を活用して電力を発電することです。アクティブソーラー発電とは、太陽光発電を使って電気エネルギーを発電することであり、その方法は2種類あります。
現在、太陽光を使って水を加熱し蒸気を作り、その蒸気を化石燃料や石炭、原子力発電所と同様に発電に使う巨大な商業発電所が稼働しています。もう一つの方法は、広範囲の太陽電池を接続して太陽電池アレイを形成し、高電圧・高電流で電力を発生させることです。
家庭用太陽光発電システムの場合、非常に複雑な機械式太陽光発電システムを設計するために多額の費用をかける必要はなく、多くの初心者はシンプルな「自作」の太陽光発電設計から始めて、太陽光発電を木箱に閉じ込めて節約します。
太陽光発電は、太陽光のエネルギーを太陽光パネルを用いた蓄電池や輸送可能なエネルギー媒体に変換するために使われます。太陽光発電(または「PV」)は、光を直接電気に変換する技術であり、多くの人が太陽光発電と結びつける象徴的な屋根取り付け型の太陽光パネルです。太陽光発電には多くの利点と欠点があり、次のチュートリアルでは太陽光発電についてより詳しく解説し、太陽エネルギーをどのように実用的な太陽光発電に変換するかを紹介します。
このセクションの次のチュートリアルでは、「太陽光」について、太陽電池が光子の形で太陽光をどのように家庭用の電力に変換できるかを見ていきます。