Forstå hvad der er solenergi, kend forskellene på hver type og ved, hvilken der er den mest fordelagtige
Hvad er solenergi?
Solenergi er elektromagnetisk energi, hvis kilde er solen. Det kan omdannes til termisk eller elektrisk energi og anvendes i forskellige anvendelser. De to vigtigste måder at udnytte solenergi på er produktion af elektricitet og opvarmning af solvand.
Til produktion af elektrisk energi anvendes to systemer: det heliotermiske, hvor bestrålingen først omdannes til termisk energi og senere til elektrisk energi; og solceller, hvor solstråling omdannes direkte til elektrisk energi.
Heliotermisk energi eller koncentreret solenergi (CSP)
Ifølge ministeriet for miner og energi har Brasilien omkring 70% af sin elektriske matrix baseret på hydraulisk energi, og for nylig har andre energikilder, såsom biomasse, vind og nuklear, modtaget incitamenter.
- Hvad er vandkraft?
I betragtning af ugunstige hydrologiske forhold med stadig længere tørkeperioder præsenterer heliotermisk energi sig som et alternativ. Endnu mere, hvis vi overvejer, at perioder med tørke er forbundet med øget solpotentiale på grund af lav skyinterferens og mere intens solstråling.
Der er flere typer samlere, og valget af den passende type afhænger af applikationen. De mest anvendte er: den parabolske cylinder, det centrale tårn og den parabolske disk.
Hvordan det virker?
Heliothermiske solenergisamlere er enheder, der fanger solstråling og omdanner den til varme og overfører denne varme til en væske (luft, vand eller olie generelt). Samlerne har en reflekterende overflade, der dirigerer direkte stråling til et fokus, hvor en modtager er placeret. Når varmen er absorberet, strømmer væsken gennem modtageren.
Solceller fra solceller
Fotovoltaisk solenergi er en, hvor solstråling omdannes direkte til elektrisk energi uden at gå gennem den termiske energifase (som det ville være i det heliotermiske system).
Hvordan det virker?
Solceller (eller solenergiceller) er lavet af halvledermaterialer (normalt silicium). Når cellen udsættes for lys, absorberer en del af elektronerne i det oplyste materiale fotoner (partikler af energi til stede i sollys).
De frie elektroner transporteres af halvlederen, indtil de trækkes af et elektrisk felt. Dette elektriske felt dannes i det område, hvor materialerne forbinder, på grund af en forskel i elektrisk potentiale mellem disse halvledermaterialer. De frie elektroner tages ud af solenergicellerne og er tilgængelige til brug i form af elektrisk energi.
I modsætning til det heliotermiske system kræver det solcelleanlæg ikke høj solstråling for at fungere. Mængden af genereret energi afhænger dog af skyernes tæthed, så et lavt antal skyer kan resultere i mindre elproduktion sammenlignet med helt åbne dage.
Konverteringseffektivitet måles ved andelen af solstråling på celleoverfladen, der omdannes til elektrisk energi. Typisk giver de mest effektive celler 25% effektivitet.
Ifølge miljøministeriet udvikler regeringen solcelleanlægsprojekter til solvarme til at imødekomme energibehovene i landdistrikter og isolerede samfund. Disse projekter fokuserer på nogle områder såsom: pumpning af vand til husholdningsforsyning, kunstvanding og fiskeopdræt; Gadebelysning; kollektive brugssystemer (elektrificering af skoler, sundhedscentre og samfundscentre); hjemmepleje.
Termisk udnyttelse
En anden måde at bruge solstråling på er termisk opvarmning. Termisk opvarmning fra solenergi kan ske gennem en proces med solabsorptionsproces af solfangere, som normalt installeres på tagene på bygninger og boliger (kendt som solpaneler).
Da forekomsten af solstråling på jordoverfladen er lav, er det nødvendigt at installere et par kvadratmeter samlere.
Ifølge National Electric Energy Agency (Aneel) kræves der 4 m² samlere for at levere den opvarmede vandforsyning i en bolig på tre til fire beboere. Selv om efterspørgslen efter denne teknologi overvejende er bolig, er der også interesse fra andre sektorer, såsom offentlige bygninger, hospitaler, restauranter og hoteller.
Hvis du er interesseret i at installere et solvarmesystem i dit hjem, se vejledningen til installation af solenergi derhjemme.
Fordele og ulemper ved solenergi?
Solenergi betragtes som en vedvarende og uudtømmelig energikilde. I modsætning til fossile brændstoffer udsender processen med at generere elektricitet fra solenergi ikke svovldioxid (SO2), nitrogenoxider (NOx) og kuldioxid (CO2) - alt forurenende gasser med skadelige virkninger på menneskers sundhed. og det bidrager til global opvarmning.
Solenergi viser sig også at være fordelagtig i forhold til andre vedvarende kilder, såsom hydraulisk, da det kræver mindre omfattende områder end vandkraft.
Tilskyndelsen til solenergi i Brasilien er berettiget af landets potentiale, som har store områder med indfaldende solstråling og er tæt på ækvator.
De halvtørre regioner i det nordøstlige Brasilien er ideelle til generering af heliotermisk energi, da de opfylder betingelserne for høj solbestråling og lavt regn.
Ulempen ved heliotermisk energi er imidlertid, at selvom den ikke kræver områder, der er så omfattende som vandkraftværker, kræver den stadig store rum. Derfor er det afgørende, at der foretages en analyse af det mest passende sted for implantation, da der vil være undertrykkelse af vegetation. Derudover er det heliotermiske system som allerede nævnt ikke egnet til alle regioner, da det anses for at være ret intermitterende.
Den manglende afhængighed af høj bestråling er en stor fordel ved det solcelleanlæg, som bidrager til at gøre det til et alternativ.
I tilfælde af fotovoltaisk energi er den hyppigst nævnte ulempe de høje omkostninger ved implementering og den lave effektivitet af processen, som varierer fra 15% til 25%.
Imidlertid er et andet ekstremt vigtigt punkt, der skal overvejes i solcelleanlæggets produktionskæde, den miljømæssige påvirkning forårsaget af det råmateriale, der oftest bruges til at komponere solceller, silicium.
Siliciumminedrift har, som enhver anden mineaktivitet, indvirkning på jorden og grundvandet i udvindingsområdet. Derudover er det vigtigt, at arbejdstagerne får gode arbejdsforhold for at undgå arbejdsulykker og udvikling af erhvervssygdomme. Det Internationale Agentur for Kræftforskning (Iarc) påpeger i en rapport, at krystallinsk silica er kræftfremkaldende og kan forårsage lungekræft, når det kronisk inhaleres.
Rapporten fra Ministeriet for Videnskab og Teknologi påpeger to andre vigtige punkter i forbindelse med solcelleanlægget: bortskaffelse af panelerne skal bortskaffes korrekt, da de har potentiale for toksicitet; og genanvendelse af solcelleanlæg har heller ikke nået et tilfredsstillende niveau hidtil.
Et andet vigtigt punkt er, at på trods af at Brasilien er den næststørste producent af metallisk silicium i verden, næststørste til Kina, er teknologien til oprensning af silicium på solniveau stadig under udvikling. Et for nylig identificeret problem, især i heliotermiske planter, er utilsigtet afbrænding af fugle, der passerer gennem regionen.
Derfor, selvom det er vedvarende og ikke udsender gasser, kommer solenergi stadig op mod teknologiske og økonomiske hindringer. Skønt lovende, vil solenergi kun blive økonomisk levedygtig gennem samarbejde mellem offentlig og privat sektor og med investering i forskning for at forbedre teknologier, der omfatter produktionsprocessen, fra siliciumrensning til bortskaffelse af solceller.
