Solenergi: hva det er, fordeler og ulemper

Forstå hva som er solenergi, kjenn forskjellene på hver type og vet hvilken som er mest fordelaktig

solenergi

Hva er solenergi?

Solenergi er elektromagnetisk energi hvis kilde er solen. Den kan forvandles til termisk eller elektrisk energi og brukes i forskjellige bruksområder. De to viktigste måtene å utnytte solenergi er generering av elektrisitet og oppvarming av solvann.

For produksjon av elektrisk energi brukes to systemer: heliotermetisk, hvor bestrålingen omdannes først til termisk energi og senere til elektrisk energi; og solceller, hvor solstråling omdannes direkte til elektrisk energi.

Heliotermisk energi eller konsentrert solenergi (CSP)

Ifølge departementet for miner og energi har Brasil omtrent 70% av sin elektriske matrise basert på hydraulisk energi, og nylig har andre energikilder, som biomasse, vind og kjernefysisk, fått insentiver.

  • Hva er vannkraft?

Med tanke på ugunstige hydrologiske forhold, med perioder med tørke mer og mer langvarig, presenterer heliotermisk energi seg som et alternativ. Enda mer hvis vi vurderer at tørkeperioder er forbundet med økt solpotensial på grunn av lav skyinterferens og mer intens solstråling.

Det er flere typer samlere, og valget av riktig type avhenger av applikasjonen. De mest brukte er: den parabolske sylinderen, det sentrale tårnet og den parabolske skiven.

Hvordan det fungerer?

Heliotermiske solenergisamlere er enheter som fanger solstråling og omdanner den til varme, og overfører denne varmen til en væske (luft, vann eller olje, generelt). Samlerne har en reflekterende overflate, som leder direkte stråling til et fokus, der en mottaker er plassert. Når varmen er absorbert, strømmer væsken gjennom mottakeren.

Fotovoltaisk solenergi

Fotovoltaisk solenergi er en solstråling forvandles direkte til elektrisk energi uten å gå gjennom den termiske energifasen (slik det ville være i det heliotermiske systemet).

Hvordan det fungerer?

Solceller (eller solenergiceller) er laget av halvledermaterialer (vanligvis silisium). Når cellen utsettes for lys, absorberer en del av elektronene i det opplyste materialet fotoner (energipartikler som er tilstede i sollys).

De frie elektronene transporteres av halvlederen til de trekkes av et elektrisk felt. Dette elektriske feltet dannes i området der materialene går sammen, på grunn av en forskjell i elektrisk potensial mellom disse halvledermaterialene. De frie elektronene tas ut av solenergicellene og er tilgjengelige for bruk i form av elektrisk energi.

I motsetning til det heliotermiske systemet krever ikke solcelleanlegget høy solstråling for å fungere. Mengden generert energi avhenger imidlertid av skyenes tetthet, slik at et lavt antall skyer kan resultere i mindre strømproduksjon sammenlignet med helt åpne dager.

Konverteringseffektivitet måles av andelen solstråling på celleoverflaten som omdannes til elektrisk energi. Vanligvis gir de mest effektive cellene 25% effektivitet.

I følge Miljøverndepartementet utvikler regjeringen solcelleprosjekter for solenergi for å imøtekomme energibehovene i landlige og isolerte samfunn. Disse prosjektene fokuserer på noen områder som: pumping av vann til husholdningsforsyning, vanning og fiskeoppdrett; Gatebelysning; kollektive brukssystemer (elektrifisering av skoler, helsesentre og samfunnssentre); hjemmehjelp.

Termisk utnyttelse

En annen måte å bruke solstråling på er termisk oppvarming. Varmeoppvarming fra solenergi kan gjøres gjennom en prosess med solabsorpsjon av solfangere, som vanligvis installeres på takene til bygninger og hjem (kjent som solcellepaneler).

Siden forekomsten av solstråling på jordoverflaten er lav, er det nødvendig å installere noen få kvadratmeter samlere.

Ifølge National Electric Energy Agency (Aneel), for å levere oppvarmet vannforsyning i en bolig på tre til fire innbyggere, kreves 4 m² samlere. Selv om etterspørselen etter denne teknologien hovedsakelig er bolig, er det også interesse fra andre sektorer, som offentlige bygninger, sykehus, restauranter og hoteller.

Hvis du er interessert i å installere et solvarmesystem i hjemmet, kan du se guiden for installering av solenergi hjemme.

Fordeler og ulemper med solenergi?

Solenergi regnes som en fornybar og uuttømmelig energikilde. I motsetning til fossilt brensel slipper ikke prosessen med å produsere elektrisitet fra solenergi ut svoveldioksid (SO2), nitrogenoksider (NOx) og karbondioksid (CO2) - alt forurensende gasser med skadelige effekter på menneskers helse. og som bidrar til global oppvarming.

Solenergi er også vist å være fordelaktig sammenlignet med andre fornybare kilder, for eksempel hydraulisk, da det krever mindre omfattende områder enn vannkraft.

Insentivet til solenergi i Brasil er rettferdiggjort av landets potensial, som har store områder med innfallende solstråling og er nær ekvator.

De halvtørre områdene i det nordøstlige Brasil er ideelle for generering av heliotermisk energi, ettersom de oppfyller forholdene med høy solstråling og lite nedbør.

Ulempen med heliotermisk energi er imidlertid at selv om den ikke krever områder som er så omfattende som vannkraftverk, krever den fortsatt store mellomrom. Derfor er det avgjørende å analysere det mest hensiktsmessige stedet for implantasjon, siden det vil være undertrykkelse av vegetasjon. I tillegg, som allerede nevnt, er det helioterme systemet ikke egnet for alle regioner, da det anses å være ganske intermitterende.

Mangelen på høy bestråling er en stor fordel med solcelleanlegget, noe som bidrar til å gjøre det til et alternativ.

Når det gjelder solcellsenergi, er den hyppigst nevnte ulempen de høye kostnadene ved implementering og den lave effektiviteten til prosessen, som varierer fra 15% til 25%.

Et annet ekstremt viktig poeng som skal tas i betraktning i fotovoltaisk systemets produksjonskjede, er imidlertid den sosio-miljømessige påvirkningen forårsaket av råmaterialet som ofte brukes til å komponere solceller, silisium.

Silisiumdrift har, som enhver annen gruvedrift, innvirkning på jord og grunnvann i utvinningsområdet. I tillegg er det viktig at arbeidstakerne får gode arbeidsforhold for å unngå arbeidsulykker og utvikling av yrkessykdommer. Det internasjonale byrået for kreftforskning (Iarc) påpeker i en rapport at krystallinsk silisiumdioksyd er kreft og kan forårsake lungekreft når det inhaleres kronisk.

Rapporten fra departementet for vitenskap og teknologi peker på to andre viktige punkter knyttet til solcelleanlegget: kassering av panelene må kastes på riktig måte, siden de har potensial for toksisitet; og resirkulering av solcelleanlegg har heller ikke nådd et tilfredsstillende nivå så langt.

Et annet viktig poeng er at, til tross for at Brasil er den nest største produsenten av metallisk silisium i verden, nest nest etter Kina, er teknologien for rensing av silisium på solnivå fortsatt under utvikling. Et nylig identifisert problem, spesielt i heliotermiske planter, er utilsiktet forbrenning av fugler som passerer gjennom regionen.

Derfor, selv om den er fornybar og ikke slipper ut gasser, kommer solenergi fremdeles opp mot teknologiske og økonomiske hindringer. Selv om det er lovende, vil solenergi bare bli økonomisk levedyktig gjennom samarbeid mellom offentlig og privat sektor, og med investering i forskning for å forbedre teknologier som omfatter produksjonsprosessen, fra silisiumrensing til disponering av solceller.


Original text