太陽エネルギーは、太陽のエネルギーを利用して利用可能にするために使用される技術です。太陽エネルギー技術には、太陽暖房、太陽光発電、太陽熱エネルギー、太陽建築、溶融塩発電所、人工光合成が含まれます。
太陽は信じられないほど大きなエネルギー源です。大局的に考えると、これを考えてみてください… 18 日間の太陽光には、地球上のほぼすべての天然資源 (天然ガス、石炭、石油などを含む) に含まれるエネルギーと同じ量のエネルギーがあります。
現在、太陽の力、つまり太陽エネルギーを利用する方法には、太陽光発電技術と熱技術の 2 つがあります。これらのそれぞれがどのように機能するかを見てみましょう。
太陽光発電技術
屋上ソーラー パネル (画像ソース:ウィキペディア)
ビルの屋上や太陽光発電所などに、ガラスのような平らな構造物が斜めに設置されているのを見たことがあるでしょう。これらはソーラーパネルと呼ばれ、太陽光線から光を取り、そのエネルギーで電化製品を動かす責任があります.問題は…どうやってそれを行うのか?
太陽電池 (PV) セル
ソーラー パネルは、太陽光 (写真) を電気 (ボルト) に変換する適切な名前の「光電池」で構成されています。太陽電池パネルは、太陽電池セルの配列で構成されています。これらのセルは、太陽光が表面に当たると電子を失うシリコン原子で構成されています。
最外殻に 4 つの電子を持つシリコン原子 (画像の出典:ウィキペディア)
太陽光は「光子」と呼ばれる非常に小さな粒子で構成されており、太陽電池に存在するシリコン原子から電子をノックオフすることができます。これらの電子は直流 (DC) を構成しますが、ほとんどの家庭用電化製品は交流 (AC) で機能するため、電流を DC から AC に変換することが重要になります。これは、システムのもう 1 つの重要な要素である「インバーター」と呼ばれる別のコンポーネントによって行われます。
インバーター
インバーターは、励起された電子によって形成された DC を受け取り、AC に変換します。AC は、家庭の主電源に送られます。
これが太陽エネルギーの仕組みです
そこから、その AC は配線を介してさまざまな電化製品に到達します (太陽エネルギー システムにインバーターが存在するかどうかは、システムが必要とする電流の種類に完全に依存することに注意してください)。その結果、スイッチを入れた瞬間に電気回路が完成し、電球が点灯します!
バッテリー
太陽エネルギーを利用できるのは、日光があるとき (曇りや雨が降っていないときなど) だけであるため、バッテリーもシステムの注目すべき部分を形成します。 1 日を通して生成された電力はバッテリーに蓄えられ、必要なときに使用されます。
PV システムの効率範囲は通常 20 ～ 22% です。これは、太陽光発電システムに当たる太陽光の 20 ～ 22% を電流に変換することを意味します。ただし、屋上にあるより一般的なシステムでは、効率が少し低下します。
熱技術
太陽光からエネルギーを利用するもう 1 つの方法は、太陽熱技術を使用することです。これは、太陽放射を捕捉するデバイスである「ソーラーコレクター」で構成されています。 「平板」と「真空管」は 2 種類のコレクターです。
コレクターの種類:平板コレクター (左) と真空管コレクター
平板の変形は、その名前が示すように、熱輸送液体を含む暗い平板吸収体で構成されています。一方、真空管コレクターには、移動流体 (水など) とともに、吸収板を含む複数の真空ガラス管が含まれています。
熱技術はどのように機能しますか?
これらのサーマルバリアントはどちらも異なるコンポーネントを持っていますが、基本的な機能はどちらもほとんど同じです.
太陽熱温水器の基本的な働き
太陽光が当たると、太陽熱収集器が加熱され、その熱が熱輸送液体 (通常は水、または寒冷地ではグリコールと水の混合物が凍結するのを防ぐための混合物) に伝達されます。次に、この液体は、水タンク内に収容された熱交換液に運ばれます。タンク内の水に熱を伝えた後、熱輸送液体はコレクターに戻り、再び加熱されます。このプロセスは、目的の温度に達するまで繰り返されます。
この熱エネルギーの場合、電気は生成されないことに注意してください。代わりに、システムに当たる太陽光線からの熱が、水や食品などの別の媒体に伝達されます。
ソーラークッカー (画像ソース:ウィキペディア)
したがって、給湯器とソーラークッカーは、太陽エネルギーを利用してそれぞれ水を沸騰させ、食品を調理するシステムの最も一般的な例です。通常、太陽熱収集器の効率は 60 ～ 80% の範囲で、太陽光発電システムの効率よりもはるかに高くなっています。
太陽エネルギーは、住宅やオフィスに長期間電力を供給することができる膨大なエネルギー源であることは否定できません。地球上の限られた天然資源への圧力を緩和し、優れた保護慣行を促進するために、太陽光やその他の再生可能エネルギー源の使用を容易に促進する国がいくつかあります.太陽エネルギーを利用する技術を継続的に改善することで、夜でも太陽の力だけで電力を供給し、暖房を行う世界に近づいています!
