学校で学んだとき、水だけでなく、さまざまな種類や形の生命を維持するために、太陽が母なる地球に降り注ぐ必要があることを学びました。これには、そこに生息する動植物の生命、および食用に作物を栽培することが含まれていました。しかし、太陽からの放射光エネルギーを使用して、太陽の膨大な太陽光発電を使用して、熱、光、エネルギーを電気の形で生成することもできます。
放射エネルギーの形の電磁線は、太陽の燃焼作用によって絶えず宇宙に放出されています。これらの光線は宇宙をあらゆる方向に進み、一部は地球の表面に到達します。太陽から放出された放射エネルギーは、非常に短い期間内に地球に到達します。
実際、1日1時間ごとに地球の表面に到達する太陽エネルギーの量は、1年間のエネルギーの総需要よりも多くなっています。太陽系では24時間365日太陽が明るく燃えているので、「太陽光発電」という形の太陽エネルギーは再生可能エネルギー資源に分類され、すべての実用的な目的のために、私たちは考えることができます太陽光発電太陽からの力として。
地球は太陽から電磁波の形で放射エネルギーを受け取ります。特定の場所と時間に実際に地球の表面に降り注ぐ太陽放射の量は、時刻(朝、午後、夜)、時期(季節)、地球表面の地理的緯度など、多くの要因によって異なります。
太陽光発電システムで使用できる放射エネルギーの量は、大気上空で地球が受け取る総太陽放射のごく少量です。これは主に、雲、大気自体、およびこの太陽エネルギーの大部分を空と宇宙に吸収または反射できる地面の状態によるものです。
地球は本質的に太陽から大量のエネルギーを受け取る巨大な太陽エネルギーコレクターです。この太陽エネルギーは、太陽光発電ソーラーパネルを使用して太陽光発電として直接使用し、風力、潮力または波力エネルギーとして間接的に使用することができる。太陽光発電は、無尽蔵で地球上のどこでもローカルに利用できる再生可能エネルギー資源です。しかし、太陽光発電をより効果的に収集するために、太陽光発電受信機は直射日光を必要とし、太陽光を反射しないため、曇りの状態では効果がありません。
地球の外層大気に到達する太陽からの生の電力は、雲層から約1373ワット/平方メートル(1.37 kW / m2)上にあります。その後、この量は大気と保護層によって減少し、雲ひとつない空から正午に約1000ワット/平方メートル(1.0kW / m2)以下で地球の表面に到達します。
これは、大気と雲が太陽からの放射エネルギーをあらゆる方向に遮断および散乱する巨大なフィルターのように機能しているため、地球の表面に到達する太陽放射照度が約70%の直接太陽光と約30%の拡散太陽光で構成されることを意味します。
たとえば、大気中に浮遊するガスや小さなダスト粒子は、入射する太陽放射に散乱効果を引き起こし、空気、雲、雨、霞のために、その一部があらゆる方向に宇宙に反射されます。液体と凍った水の粒子でできた雲は、鈍い曇りの日に見られるように、太陽放射を散乱させて反射して宇宙に戻します。
また、地球表面の反射率は、砂、雪、海など、地球を覆う材料の種類によって異なりますが、太陽の放射光エネルギーの一部は、水蒸気、二酸化炭素、オゾンなどの大気を構成するさまざまなガスに吸収されます。
上述したように、太陽放射は大気を通過するときに散乱され、あらゆる方向に反射される。この分散は、宇宙を通って地球の大気に到達する合計値の60%にもなり得ます。ただし、直接太陽放射は太陽から直接来る指向性であるため、影を落とします。空の太陽の位置と位置も、あらゆる効率に重要な役割を果たします。太陽光発電システム.
砂漠の真ん中にある晴れた雲のない日の正午には、地上レベルで利用可能な太陽エネルギーは1,000ワット/平方メートル、つまり太陽を直接指す面積の1,000Wまたは1kW/m2ですが、世界中の多くの場所では、m2あたり600〜800Wがより現実的な値です。
m2あたりの太陽光発電の最大量を得るには、太陽と地球の間の傾きと角度、および太陽が最も明るい場合に太陽光発電コレクターを南方向に向けることによって、常に正午ではないという事実を補正する必要があります東から西に太陽を追跡するために、さまざまな季節に合わせて調整します。
太陽エネルギーの実行可能性
サンズの場所
太陽の太陽放射を太陽エネルギー源として使用して水を加熱したり、電気を生成したりすることの実行可能性は、主に地球表面の任意の場所で受け取る太陽放射照度の量に依存し、これは時間と季節の両方で変化し、地球全体が5月から8月の夏季に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、日中よりも夜間に利用できる太陽エネルギーが少ないため、地球の自転に大きく依存し、太陽が高く明るくなる夏から冬にかけて季節サイクルを生成する地球の軌道運動にも大きく依存します。
したがって、太陽は冬の間よりも夏の間空でより強力です。また、地理的緯度は、十分な太陽エネルギーの利用可能性、大気の状態、雲量などに重要な役割を果たしており、太陽エネルギーを生成する可能性が最も高いのは南半球です。集光型太陽光発電は、これらの不足のいくつかを克服するのに役立ちます。
そうは言っても、太陽からの十分な太陽エネルギーが1時間で地球に降り注ぎ、1年間のすべてのニーズを満たすことができ、代替エネルギーシステムの実行可能性を判断する最初のステップは、実際に必要な電力量と電力の種類を現実的に見積もることです。時間をかけてこれについて考え、太陽光発電システムを正しく計画することで、運用時に完成したシステムが予想される電力需要を満たし、費用対効果も高くなることが保証されます。
太陽光発電システム
だからどんな種類の太陽光発電システム家庭で太陽の力を利用するために利用可能です。さて、私たちは今、太陽のエネルギーの無限の力を熱、光、そして力に変換することを上から知っています。太陽エネルギーの最良の用途の1つは、太陽光発電を使用して発電することです。アクティブ太陽光発電とは、太陽光発電を使用して電気エネルギーを生成することを指し、これを行うには2つの異なる方法があります。
今日、太陽光発電を使用して水を加熱し、蒸気を生成し、化石燃料の石炭や原子力発電所と同じように発電する巨大な商用発電所があります。別の方法は、大面積の太陽電池を互いに接続して、高電圧および電流で発電できるソーラーアレイを形成することです。
家庭用太陽光発電システムの場合、非常に精巧な機械式太陽光発電システムの設計に多額の費用を費やす必要はなく、多くの初心者は、集光型太陽光発電用の木箱に太陽光発電を封入するお金を節約するために、単純な「自家製」太陽光発電設計から始めます。
太陽光発電は、太陽光のエネルギーを、太陽光発電ソーラーパネルを使用した電気などの貯蔵可能で輸送可能なエネルギー媒体に変換するために使用されます。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、ほとんどの人が太陽光発電に関連付ける象徴的な屋根に取り付けられたソーラーパネルです。太陽光発電には多くの長所と短所があり、次のチュートリアルでは、太陽光発電について詳しく見て、太陽のエネルギーを使用可能な太陽光発電に変換する方法を確認します。
「太陽光発電」に関するこのセクションの次のチュートリアルでは、太陽電池を見て、それらが光子の形で太陽光を私たちの家の電力に変換する方法を見ていきます。