学校で学んだとき、水だけでなく、母なる地球に降り注ぐ太陽も、さまざまな種類や形態の生命を維持するために必要だと学びました。これには、そこに生息する動物や植物、そして食用作物の栽培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をした電磁線は、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移動し、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、非常に短い時間で地球に到達します。
実際、1日のうち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年間のエネルギー需要の合計よりも多くなっています。太陽系では24時間365日太陽が明るく照らされているため、「太陽光発電」という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。
地球は太陽からの放射エネルギーを電磁波の形で受け取っています。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、または夜)、時刻 (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、地球が大気圏上で受ける太陽放射の総量にすぎません。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や宇宙に吸収または反射す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、太陽光発電パネルを使用して直接太陽光発電として使用することも、風力、潮汐、波力エネルギーとして間接的に使用することもできます。太陽光発電は、地球上のどこでも局所的に利用できる無尽蔵の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反射日光ではなく直射日光を必要とするため、曇り空では効果がありません。
地球の大気圏外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(1.37kW / m2)上にあります。次に、この量は大気と保護層によって減少し、雲のない空から正午に約1000ワット/平方メートル(1.0 kW / m2)またはそれよりわずかに少ない速度で地球の表面に到着します。
これは、大気と雲が巨大なフィルターのように機能し、太陽からの放射エネルギーをあらゆる方向にブロックして散乱させているため、地球の表面に到達する太陽放射照度は、約70%が直射日光と約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塵の粒子は、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、霞によって、その一部があらゆる方向の宇宙空間に反射されます。液体と凍った水の粒子でできている雲は、鈍い曇りの日に見られるように、太陽放射を散乱して宇宙に反射します。
また、地球の表面の反射率は、砂、雪、海など、地球を覆うさまざまな種類の材料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。
上記のように、太陽放射は大気を通過するときに散乱し、すべての方向に反射されます。この分散は、宇宙を通じて地球の大気に到達する総値の60%にもなります。しかし、直接の太陽放射は、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.
雲ひとつない晴れた日の正午、砂漠の真ん中で、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1,000ワット、つまり太陽を直接指す面積の1,000Wまたは1kW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量を最大化するには、太陽と地球の間の傾きと角度、および太陽が最も明るい南方向に太陽集電器を向けることにより、常に正午ではないという事実を補う必要があります。
太陽エネルギーの実行可能性
The Suns場所
太陽の太陽放射を太陽エネルギー源として使用することの実行可能性は、主に地球の表面上の任意の場所で受ける太陽放射照度の量に依存し、これは時間と季節の両方によって異なり、地球全体が5月から8月までの夏の数ヶ月でより多くの太陽エネルギーを受け取ります。
太陽の太陽放射の利用可能性または不在は、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、また、太陽が高く明るくなる夏から冬への季節サイクルを生成する地球の軌道運動にも依存します。
したがって、太陽は冬の月よりも夏の間、空でより強力です。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だけでなく、大気の状態、雲量などにも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、これらの不足の一部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は、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。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ために時間をかけることで、運用時に完成したシステムが予想される電力ニーズを満たし、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
では、どのような種類の 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、ソーラーテクノロジーが太陽のエネルギーの無限の力を熱、光、電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使用法の1つは、太陽光発電を使用して発電することです。アクティブソーラーパワーとは、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。
現在、太陽光発電で水を加熱して蒸気を発生させ、化石燃料、石炭、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使用されています。別の方法は、高電圧と電流で発電できるソーラーアレイを形成するために、互いに接続された広い領域の太陽電池を使用することです。
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お金を費やす必要はなく、多くの初心者は、集光型太陽光発電のための木箱に太陽光発電を囲む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まります。
太陽光発電は、太陽光発電ソーラーパネルを使用して、太陽光のエネルギーを電気などの貯蔵可能で可搬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と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見ていきます。
「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、太陽電池が光子の形で太陽光を家庭の電力に変換する方法を見ていきます。