Фотоелектрична та теплова сонячна енергія: переваги та недоліки

Використання відновлюваної енергії замість викопного палива є ключем до сталого розвитку. Сонячна енергія є одним із найвідоміших і найбільш популярних  відновлюваних джерел енергії в Україні завдяки великій кількості годин сонячного світла. Тому сьогодні сонячна панель вже не викликає подиву, тому, що часто такі панелі можна побачити навіть на дахах приватних будинків.

Але що таке сонячна енергія і як вона виробляється? Спеціалісти компанії Solar Garden розповідають як сонячна енергія допомагає українцям стати енергонезалежними.

Фото: solargarden.com.ua

Визначення: що таке сонячна енергія і з чого вона складається?

Сонячна енергія – це відновлювана та невичерпна енергія, отримана від електромагнітного випромінювання Сонця. Воно генерує електроенергію та тепло абсолютно безпечним і безкоштовним способом.

Сонячна енергія отримується за допомогою сонячних панелей і дзеркал:

• Фотоелектричні сонячні батареї: перетворюють сонячне світло безпосередньо в електрику за допомогою так званого фотоелектричного ефекту, завдяки якому певні матеріали здатні поглинати фотони та вивільняти електрони, генеруючи електричний струм.
• Теплові сонячні колектори: вони використовують панелі або дзеркала для поглинання та концентрації сонячного тепла, передачі його рідині та проведення через труби для використання в будівлях і спорудах або також для виробництва електроенергії.

Ця енергія також може використовуватися пасивно за допомогою методів біокліматичної архітектури.

Отже, існує три види сонячної енергії :

1. Фотоелектрична сонячна енергія, яка використовується для виробництва електроенергії;
2. Теплова сонячна енергія, яка використовується для нагріву води;
3. Пасивна сонячна енергія, яка використовує пряме сонячне світло.

Фотоелектрична сонячна енергія

Фотоелектричну сонячну енергію забезпечує світло, яке перетворюється на електрику за допомогою фотоелектричних сонячних панелей. Фотоелектричні панелі складаються з груп елементів або сонячних елементів, які перетворюють світло (фотони) в електричну енергію (електрони).

Фото: solargarden.com.ua

Фотоелектрична сонячна енергетика полягає в отриманні електроенергії безпосередньо з сонячного випромінювання. Це досягається завдяки встановленню сонячних панелей, які мають кремнієві елементи, які перетворюють світло і тепло сонця в електричну енергію. Ці сонячні батареї можна встановлювати як на побутовому рівні в будівлях і будинках, так і на великих промислових установках.  Однак купити сонячні електростанції сьогодні вже можуть і домогосподарства і фермери.

Сонячна теплова енергія

Сонячна теплова енергія, використовує енергію сонця для виробництва тепла, яке згодом використовується як джерело енергії як на побутовому рівні (обігрів будинку, приготування їжі або для особистої гігієни), так і на промисловому рівні. , перетворюючи цю енергію в механічну, а з неї в електричну.

Сонячна теплова енергія забезпечує тепло, яке використовується через дзеркала, щоб сонячні промені концентрувалися на приймачі, який досягає температури до 1000°C. Тепло використовується для нагрівання рідини, яка генерує пару та приводить в дію турбіну, яка виробляє електроенергію. Сонячні теплові колектори використовують панелі або дзеркала для поглинання та концентрації сонячного тепла, передачі його в рідину та проведення через труби для використання в будівлях і спорудах або також для виробництва термоелектричної сонячної енергії.

Існує три види сонячної теплової енергії :

1. Низькотемпературна сонячна теплова енергія: низькотемпературні колектори створюють температуру до 65 ºC;
2. Середньотемпературна сонячна теплова енергія: середньотемпературні колектори дозволяють досягати температури до 300 ºC;
3. Високотемпературна сонячна теплова енергія: високотемпературні колектори створюють температуру понад 500 ºC.

Що таке пасивна сонячна енергія?

Фотоелектрична сонячна енергія та теплова сонячна енергія використовують різні технології для захоплення та обробки енергії сонця. Це те, що відомо як активна сонячна енергія. Однак сонячна енергія також може використовуватися пасивно, тобто без необхідності будь-якого механізму для її збору та обробки. Це найдавніший спосіб використання сонячного випромінювання.

Мета полягає в тому, щоб ефективно використовувати властивості будинку:

• Відповідне місце розташування;
• Орієнтація будівлі;
• Утеплення житла;
• Тип покриття даху.

Таким чином, пасивна сонячна енергія досягається в основному за допомогою біокліматичної архітектури: принципу проєктування будівлі, де завдяки використанню різних матеріалів і орієнтацій можна використовувати енергію, отриману протягом дня, щоб зберегти тепло будівлі вночі або уникнути надмірного тепла. У найбільш сонячні години, і таким чином зменшити потребу кондиціонувати будинок або освітлювати його.

Сонячна енергія: переваги та недоліки

Потреба в сонячній енергетиці майбутнього стає все більш очевидною. Однак важливо знати переваги та недоліки сонячної енергії, перш ніж приступати до установки сонячної електростанції.