Solcelle- eller termisk energi? Forstå alt om forskjellene mellom dem og vet hvilken type som passer best for din sak
Vivint Solar i Unsplash-bilde
Olje og kull er mye brukt energikilder, men de er ekstremt forurensende. Dermed blir bruken av fornybar energi stadig søkt etter å forene energieffektivitet og lave påvirkninger på planeten. I dette miljøet har solenergi skilt seg ut og blir stadig mer utforsket, både for generering i næringslivet og i boligsystemer.
Hva er solenergi?
Solenergi er elektromagnetisk energi hvis kilde er solen. Av denne grunn regnes den som en kilde til bærekraftig og ren energi, som ikke produserer rester utover komponentene i settet og fremdeles gir miljøfordeler med hensyn til reduksjon av klimagassutslipp.
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: heliotermisk, der strålingen først konverteres til termisk energi og senere til elektrisk energi (brukes hovedsakelig i kraftverk og vil derfor ikke bli adressert); og solcelleanlegg, hvor solstråling omdannes direkte til elektrisk energi. Solenergi, i sin tur, oppnås ved å fange opp elektromagnetisk stråling, etterfulgt av transformasjonen til varme, det vil si til termisk energi. Med dette gir den oppvarming av vann i boliger, bygninger og kommersielle systemer.
Nedenfor finner du et sammendrag av karakteristikkene og forskjellene mellom de to hovedtypene solenergi for bolig: solcelleanlegg og termisk energi.
Solceller
Fotovoltaisk energi har begrepet å generere elektrisitet på en ukonvensjonell måte, det vil si gjennom solstråling, uten at den trenger å gå gjennom den termiske energifasen.
Som i heliotermen, i det solcelleanlegg er det flere modeller av samlere (eller solcellepaneler) som har større eller mindre energieffektivitet. De vanligste er monokrystallinsk, polykrystallinsk og tynn film.
Hovedkomponentene i et fotovoltaisk energisystem er panelene, støttestrukturen, ladekontrollene, omformerne og batteriene.
Husk å sørge for at komponentene som brukes er sertifiserte av National Institute of Metrology, Quality and Technology (Inmetro), som gjennomførte implementeringen av forordning nr. 357 i 2014, med det formål å etablere regler for utstyr for generering Solceller.
Avkastningen på investeringen er variabel og avhenger av hvor mye energi eiendommen trenger. Til tross for dette er fordelen med hjemmesystemet knyttet til hvor mye brukeren kan spare: når returtiden er nådd, trenger ikke energiregningen lenger å bli betalt.
Hvordan det fungerer?
Solcellepaneler eller paneler er mikrogenerasjonssystemer sammensatt av solceller. Et sett med paneler danner en solmodul. Solceller er laget av halvledermaterialer, for eksempel silisium. Når en platecelle utsettes for lys og fanger opp energien, absorberer en del av elektronene i det opplyste materialet fotoner (energipartikler som er tilstede i sollys).
De frie elektronene transporteres flytende av halvlederen til de trekkes av et elektrisk felt, som dannes i kryssområdet til materialene ved en forskjell i elektrisk potensial mellom disse halvledermaterialene. De frie elektronene blir deretter tatt ut av solcellen og gjort tilgjengelig 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 skyetettheten, slik at et lite antall skyer kan resultere i en større produksjon av elektrisitet sammenlignet med dager med helt åpen himmel, på grunn av fenomenet refleksjon av sollys.
Konverteringseffektivitet måles av andelen solstråling på celleoverflaten som omdannes til elektrisk energi. For tiden gir de mest effektive cellene omtrent 25% effektivitet.
Foreløpig utvikler regjeringen solcelleproduksjoner for å oppfylle energibehovene i landlige og isolerte samfunn, ifølge Miljøverndepartementet. Disse prosjektene fokuserer på områder som:
- Pumpevann for husholdningsforsyning;
- Vanning og fiskeoppdrett;
- Gatebelysning;
- Systemer for kollektiv bruk (elektrifisering av skoler, helsesentre og samfunnssentre);
- Hjemmehjelp.
Det er også to forskjellige typer solcelleanlegg: de som er koblet til rutenettet ( på rutenettet eller rutenettet ) eller isolert fra rutenettet ( utenfor rutenettet eller autonomt). En av hovedforskjellene mellom dem er sammensetningen av settet, hvorav den første ikke har enheter for lagring av energi, det vil si at det ikke krever bruk av batteriet og ladekontrolleren. En annen viktig forskjell mellom dem er at den første må være koblet til det konvensjonelle kraftdistribusjonsnettet, mens den andre kan installeres i fjernere regioner.
For systemer som er koblet til nettverket, gir lov 10.438 / 02 økonomiske fordeler i form av energikreditter til de som produserer mer energi enn de krever i sine hjem, det vil si umiddelbare besparelser i penger som vil være relatert til betalingen av strømregningen for de månedene boligen genererer mindre energi enn den trenger.
Dessverre er det fortsatt få insentiver og finansieringslinjer for denne typen energi i Brasil, som fremdeles er vanskelig tilgjengelige og har liten anvendbarhet. Det forventes at med økningen i forbruket av solcelleanlegg vil det komme mer anvendelige og tilgjengelige insentiver til felles bolig.
Termisk utnyttelse
En annen måte å utnytte solstråling på er termisk oppvarming. Varmeoppvarming kan gjøres gjennom en prosess med absorpsjon av sollys av samlere, som vanligvis installeres på takene til bygninger, borettslag og boliger.
Siden forekomsten av solstråling på jordoverflaten er lav, er det nødvendig å installere noen få kvadratmeter samlere. Hver kollektormodell (som kan være åpen, lukket eller vakuumrørformet) har en karakteristisk energieffektivitet, og kan varme vann til spesifikke temperaturer. Derfor er det alltid en mer passende modell, avhengig av intensjonen om å bruke det oppvarmede vannet (som kan være for bading, svømmebassenger, romoppvarming, blant andre).
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 den kommersielle sektorens interesse, som offentlige bygninger, sykehus, restauranter, hoteller og andre selskaper.
Tilbakebetalingstiden for investeringen i termisk solenergi har en tendens til å variere, vanligvis mellom 18 og 36 måneder. Levetiden til en solvarmer er beregnet til rundt 240 måneder, noe som gjør systemet veldig fordelaktig og økonomisk.
Hvordan det fungerer?
Arbeidsprinsippet for termisk utnyttelse er enkelt: Panelets overflate har finner laget av kobber eller aluminium, ofte malt en mørk farge for større absorpsjon av solstråling. Dermed fanger disse finnene solstråling og forvandler den til varme. Varmen absorberes av væsken som er tilstede i panelene (vanligvis vann), som deretter transporteres ved å pumpe gjennom isolerte rør, til den når varmtvannstanken (varmebeholder eller kjele).
Varmtvannstanken er sammensatt av isolerende materiale, som forhindrer at vannet avkjøles og lar det tilføres ved en behagelig temperatur selv i perioder uten sol.
Hva er 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. I tillegg har solenergi rask, rask installasjon og et helt stille system.
Insentivet til solenergi i Brasil er rettferdiggjort av landets potensial, som har store områder med innfallende solstråling og er nær ekvator. I følge Green Building Council (GBC Brasil) er en annen fordel med å installere solenergi verdsettelse av eiendom (bærekraftige eiendommer er verdsatt til opptil 30%).
Når det gjelder solcellsenergi, er den mest nevnte ulempen dens implementering, som fortsatt er relativt dyr. I tillegg til kostnadene, er det også prosessens lave effektivitet, som varierer fra 15% til 25%. Et annet ekstremt viktig poeng som skal tas i betraktning i fotovoltaisk systemets produksjonskjede er imidlertid den miljømessige påvirkningen forårsaket av råvaren som oftest brukes til fremstilling av solceller, silisium.
Silisiumdrift, som enhver annen gruvedrift, påvirker jord og grunnvann i utvinningsområdet. I tillegg er det viktig at arbeidstakerne får gode arbeidsforhold for å forhindre arbeidsulykker og utvikling av sykdommer. Det internasjonale byrået for kreftforskning (Iarc) påpeker at krystallinsk silisiumdioksyd er kreft og kan forårsake lungekreft når det blir kronisk inhalert.
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 en stor produsent av metallisk silisium, er teknologien for rensing av silisium på solnivå fortsatt under utvikling. 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 bli økonomisk levedyktig, med en reduksjon i prisen bare med samarbeid mellom offentlig og privat sektor, og med investeringer i forskning for å forbedre teknologier som omfatter hele produksjonsprosessen.
