Tvarios saulės energijos augimas
Saulės energija yra aplinkai nekenksmingas energijos šaltinis. Sužinokite, ką saulės spinduliai gali padaryti, kad suteiktų energijos ir apsaugotų planetą.
Kas yra saulės energija?
Saulės energija yra energija, gaunama iš saulės. Saulės šiluma ir šviesa yra išnaudojama ir naudojama elektros ar šiluminės energijos gamybai įvairiems namų ūkio, verslo ir kitiems veiklos poreikiams. Saulės energijos sistemos galingumas matuojamas vatais.
Saulės energija—, taip pat žinoma kaip saulės generacija arba saulės spinduliuotė—, yra gausiausias, atsinaujinantis energijos šaltinis. Atsinaujinantis energijos šaltinis yra energijos šaltinis, kurį galima pakartotinai generuoti. Skirtingai nuo iškastinio kuro (naftos, gamtinių dujų ir anglies), šis energijos šaltinis neišsenka po vieno panaudojimo. Be to, vėjo, vandens ir geoterminė energija yra kiti atsinaujinančios energijos pavyzdžiai.
Galbūt nustebsite sužinoję, kad saulės energijos technologijos nėra šiuolaikinio amžiaus atradimas: Žmonės saulės energiją naudoja nuo VII amžiaus prieš Kristų. kai žmonės naudojo didinamuosius stiklus ir saulės spindulius, kad sukurtų ugnį ir degintų skruzdėles. Žinoma, nuo to laiko atsirado svarbių saulės energijos technologijų pokyčių ir patobulinimų.
Čia pateikiama trumpa saulės energijos apžvalga ir laiko planavimo juosta pagal JAV. Energijos departamentas:
- 1767 m. Šveicarijos mokslininkas Horace de Saussure sukūrė pirmąjį pasaulyje saulės kolektorių.
- Edmond Becquerel, prancūzų fizikas, 1839 m. atrado fotovoltinį efektą—, kai šviesa arba spindulinė energija sukuria įtampą arba elektros srovę.
- Po kelių dešimtmečių prancūzų matematikas Augustinas Mouchot užregistravo saulės energija varomų variklių patentus.
- 1883 m. Niujorko išradėjas Charles Fritts sukūrė saulės bateriją, dengdamas seleną plonu aukso sluoksniu, kurio energijos konvertavimo greitis buvo nuo 1 iki 2 procentų (kaip pavyzdys, dauguma šiuolaikinių saulės baterijų veikia 15–20 procentų greičiu), pagal „Smithsonian Magazine“. Po penkerių metų išradėjas Edvardas Weston gavo du saulės baterijų patentus.
- 1900-ųjų pradžioje Albertas Einšteinas publikavo dokumentą apie fotoelektrinį efektą.
- 1954 m. Bell Telephone Laboratories pagamino silicio saulės bateriją – pirmąją bateriją, galinčią paversti pakankamai energijos kasdienei elektros įrangai eksploatuoti – su 4 procentų (o vėliau 11 procentų) efektyvumu. Po šešių metų „Hoffman Electronics“ pasiekė 14 procentų efektyvumą.
- Aštuntajame dešimtmetyje dr. Elliot Berman sukūrė pigesnę saulės bateriją, todėl kaina sumažėjo iki 20 USD už vatą.
- Paul MacCready sukonstravo saulės energija varomą orlaivį (pirmą tokio tipo) su 16 000 saulės baterijų ir 1981 metais skrido juo iš Prancūzijos į Angliją.
- 1998 m. mokslininkas Subhendu Guha padėjo sukurti lanksčias saulės juosteles, kurios saulės šviesą paverčia elektra stogams.
- 2000-aisiais ir vėliau toliau daroma didelė pažanga saulės energijos technologijų galimybių ir efektyvumo srityje.
Šiandien „saulės energija yra sparčiausiai augantis ir labiausiai prieinamas naujos elektros energijos šaltinis“ Jungtinėse Amerikos Valstijose, pagal Energy.gov, su 3 mln. įrenginių šalyje. Ir visame pasaulyje saulės energija taip pat auga namų ir pramonės naudojimui.
Kasdienis populiarus saulės energijos pavyzdys būtų juodi stačiakampiai saulės moduliai, kuriuos matote ant kai kurių namų stogų. Korporacijos taip pat priėmė šią saulės energijos generavimo formą – net „Disney World“ turi peliuko Mikio formos saulės įrenginį, sudarytą iš 48 000 saulės modulių už „Epcot“ pramogų parko ribų.
Saulės technologijos bėgant metams toliau vystėsi ir tobulėjo. Šiame straipsnyje apžvelgiama saulės energija, kaip ji veikia, jos naudojimo pranašumai ir saulės energijos ateitis.
Kaip renkama ir saugoma saulės energija?
Fotovoltinė (PV)
Apima įrenginio (galvoti apie saulės kolektorių), kad įsisavintų saulės šviesą ir paverstų ją elektros energija, naudojimą. Šie įrenginiai vadinami saulės baterijomis ir yra prijungtos prie didesnių vienetų, generuojančių energiją, formos.
Saulės energijos koncentravimas (CSP)
Renka saulės energiją, kad sukurtų šilumą, kuri tada naudojama elektrai generuoti. Ši technologija naudoja veidrodžius šviesos energijai sufokusuoti arba „koncentruoti“.
Saulės šildymas ir vėsinimas (SHC)
Surenka energiją iš saulės ir naudoja ją namams ir įmonėms teikti šildymo ir vėsinimo paslaugas. Ši technologija naudoja saulės kolektorius, izoliuotus vamzdynus ir karšto vandens rezervuarą.
Saulės energijos saugyklos komponentai
Baterijos
Energijos saugyklos sistemų pagrindas. Du įprasti baterijų tipai yra ličio-nikelio-mangano-kobalto ir ličio-geležies fosfato.
Kritinės apkrovos pagalbinės plokštės
Suteikia galimybę nuspręsti, kurie esminiai įrenginiai turi būti maitinami, nutrūkus energijos tiekimui.
Saulės moduliai
Naudojamas baterijoms įkrauti. Plonos plėvelės, PERC, polikristalinės ir monokristalinės yra skirtingų tipų saulės moduliai.
Iš ko gaminami saulės moduliai? Saulės kolektorių šerdyje paprastai yra silicio – labiausiai paplitusios PV elementuose naudojamos puslaidininkinės medžiagos – stiklo korpuso, metalinio rėmo ir kitos techninės įrangos, kuri palaiko skydelį kartu ir palaiko jos funkcionalumą.
Keitikliai
Naudojamas kintamajai srovei paversti nuolatine (saulės moduliai ir baterijos nuolatinę srovę paverčia kintama srove).
Saulės energijos saugykla
Tada, atsižvelgiant į Green Building Elements, yra trys saulės energijos kaupimo būdai:
Baterijos saugykla
Dažniausiai saulės energijai kaupti naudojamos ličio jonų baterijos.
Mechaninės energijos saugojimas
Suslėgtas oras (priverčiamas į indą, pavyzdžiui, baką ir, jei reikia, išleidžiamas), hidroakumuliacinė hidroenergija (vanduo stumiamas per turbinų generatorius, kad būtų pagaminta energija, kai yra poreikis) ir smagratis (perteklinė energija, kuri naudojama energijai tiekti, kai reikia) yra trys šio tipo saugojimo sistemos variantai.
Šilumos saugykla
Naudoja išlydytą druskos ir vandens kiekį izoliuotoje talpykloje, kad sulaikytų energiją.
Taip pat yra “virtualiosios saugyklos,” procesas, kurio metu jūs šildote arba vėsinate pastatą prieš laukiant elektros poreikio padidėjimo. Tada pastatas saugo šią energiją, kai jos prireiks.
Norint gauti išsamų terminų ir apibrėžimų sąrašą, peržiūrėkite Saulės energijos žodyną JAV. Energijos departamentas.
Saulės energijos pranašumai
Taigi, kokie yra saulės energijos pranašumai? Jų yra nemažai, įskaitant aplinkos gerovę, darbo galimybes ir mokesčių kreditus. Čia pateikiama kai kurių pagrindinių pranašumų apžvalga:
Tai geriau aplinkai nei tradiciniai energijos šaltiniai
Tikriausiai planeta yra pirmas dalykas, į kurį reikia atsižvelgti svarstant saulės energijos teikiamą naudą. Atsinaujinanti energija, pvz., saulės energija, padeda sumažinti pasaulio priklausomybę nuo iškastinio kuro, sumažinti mūsų anglies pėdsaką ir tiekti elektros energiją nesukeliant toksinės taršos.
Saulės energijos priežiūros išlaidos pagerėjo
Nors kai kuriems namų ūkiams pradinis montavimas gali būti brangus, priežiūros išlaidos bėgant metams sumažėjo. Tiksliau tariant, per pastarąjį dešimtmetį saulės energijos diegimo montavimo kaina sumažėjo 60 procentų. (Tačiau išlaidos gali priklausyti nuo veiksnių, pvz., regiono ir tiekimo grandinės apribojimų.)
Yra mokesčių lengvatų, taikomų saulės energijos sistemoms
Perėjimas prie saulės energijos gali būti naudingas piniginei (nors ir vėliau). Pavyzdžiui, JAV vyriausybė siūlo federalinį saulės energijos mokesčių kreditą , kuris gali būti taikomas saulės energijos fotovoltinės įrangos sistemos diegimo mokesčiui. Valstybės ir kitos vietos valdžios institucijos taip pat gali pasiūlyti programas, padedančias sumažinti didesnę kainą.
Saulės energijos technologijos tobulėjo
Įrangos ir saugojimo technologijos bėgant metams labai pagerėjo. Šiandien saulės energijos plokštės gamina daugiau energijos ir ilgiau (efektyvumas – apie 20 procentų) ir gali būti naudojamos iki 30 metų.
Yra daug įvairių teigiamų dalykų, kaip naudoti saulės energiją jūsų namams ar verslui. Tačiau šis energijos šaltinis nėra be limitų. Štai keletas saulės energijos naudojimo trūkumų:
- Tarša vis dar kelia susirūpinimą. Nors saulės energija yra ekologiškesnis sprendimas nei iškastinio kuro deginimas, kai kurios cheminės medžiagos ir medžiagos, naudojamos saulės baterijų gamybos procese , gamina pavojingas atliekas.
- Gali būti brangu montuoti. Nors saulės energija gali sutaupyti pinigų, pradinis įrengimas ir įranga gali būti brangūs.
- Yra paslaugų apribojimų. Kadangi energija gaminama saulėkaitoje, tam tikras paros laikas ir oro sąlygos (pvz., debesuotas dangus) nėra optimalios saulės energijai.
- Kiti poveikis aplinkai. Vandens naudojimas, žemės naudojimas ir galimas buveinių praradimas yra svarstymai, į kuriuos reikia atsižvelgti keičiant saulės energijos sistemas.
Peršokus nuo šio paskutinio taško, saulės energija suteikia aplinkai nekenksmingų galimybių pramonei ir verslui. Pavyzdžiui, kuriami įrankiai ir programos gali padėti organizacijoms vizualizuoti rezervuarų modeliavimą, kad padidėtų gręžimo pataikymo rodiklis ir atnaujintų paskirstytų energijos išteklių elektros tinklus, kad sumažintų išlaidas ir padidintų galimybes. Taip pat buvo puikių patobulinimų naudojant kompiuteriją energijos generavimo optimizavimui.
Kaip įdiegti saulės energiją
Prieš diegdami saulės energiją, atlikite tyrimus. Norėsite apskaičiuoti savo srities išlaidas, peržiūrėti galimus grąžinimus ir mokesčių kreditus, ištirti skirtingas sistemas ir peržiūrėti sistemos diegimo įmonių atsiliepimus. Patys galite įdiegti saulės modulius, tačiau apsvarstykite, ar tai geriausias pasirinkimas.
Jei esate įmonės savininkas, pereidami prie saulės energijos, turėsite atsižvelgti į keletą dalykų, įskaitant tai, kas jūsų darbo vietoje naudoja elektros energiją (vėsinimo ir šildymo sistema, mašinos, įranga ir kt.). Nors, kaip ir namų ūkiai, ilgainiui sutaupysite išlaidų, perėjimas prie saulės energijos tikriausiai bus išankstinė investicija į laiką ir pinigus. Tačiau yra IoT energijos sprendimai , kad būtų galima sumažinti veiklos išlaidas optimizuojant pasiūlą ir poreikį bei stebint tinklo išteklių priežiūrą.
Atliekant montavimą namuose, dauguma žmonių tikriausiai mąstytų apie aukštą kainą, kuri yra didžiausia kliūtis pradėti naudoti saulės energiją. Pavyzdžiui, saulės modulių sistemos kaina vidutinio dydžio name JAV (atskaičius saulės energijos mokesčių kreditus) svyruoja nuo 11 144 USD iki 14 696 USD ir apie 200 USD iki 250 USD už modulį nedideliam „pasidaryk pats“ projektui, pagal vartotojų reikalų duomenis. Kai kurie vadovai dar labiau išplečia asortimentą, nurodant išlaidas nuo 10 000 USD iki 25 000 USD JAV. Taip pat reikia atsižvelgti į „Soft costs (antrines išlaidas)“, pvz., leidimų išdavimo ir įrengimo darbo sąnaudas. Galite pasirinkti saulės modulių nuomą, o tai reiškia, kad jums nereikės mokėti už įrengimo, priežiūros ar remonto išlaidas, tačiau yra privalumų ir trūkumų, kuriuos reikia apsvarstyti.
Išankstinė kaina daugeliui namų ūkių gali būti didelė, todėl reikia šiek tiek palaukti, kol pasieksite saulės modulių atsipirkimo laikotarpį (vidutiniškai investicijos atsipirks per 7–12 metų). Tačiau taupymas taip pat gali būti didelis: Remiantis „HomeGuide“, saulės energija gali sutaupyti JAV gyventojams nuo 600 USD iki 2000 USD elektros energijos sąnaudoms per metus. Be to, kai kurie montavimai kainuoja mažiau nei išvardyti skaičiai. Jūsų namo dydis (didesnis turtas paprastai rodo aukštesnę kainą), energijos suvartojimo lygis ir jūsų sistemai pasirinktų technologijų tipai yra trys pagrindiniai veiksniai, kurie turės įtakos išlaidoms. Svetainės, pvz., Saulės energijos įvertinimas leidžia įvesti pašto kodą arba pasirinkti vietą virtualiame žemėlapyje, kad būtų lengviau nustatyti saulės modulių montavimo namuose išlaidas.
Taip pat galite pasirinkti saulės energiją įtraukti į savo kasdienį gyvenimą įvairiais būdais, tiek dideliais, tiek mažais. Jums nereikia išleisti daug pinigų, kad galėtumėte pradėti naudoti saulės energiją. Pavyzdžiui, galite įsigyti saulės energija maitinamą dėklą savo išmaniajam telefonui, saulės energija įkraunamus žibintuvėlius savo automobilio avariniam rinkiniui arba saulės viryklę kitai kelionei į stovyklą – kai kuriais atvejais už mažiau nei 100 USD. Be saulės modulių yra ir kitų būdų, kaip jūsų namams teikti saulės energiją. Namų savininkai gali naudoti saulės energiją naudojančius įrenginius baseinui šildyti ir įrengti saulės šviestuvus, kad naktį pagyvintų savo kiemą ar terasą. Taip pat galite naudoti saulės energijos generavimą savo darbe. Norite dirbti nuotoliniu būdu, ne darbo vietoje? Pasiimkite nešiojamąjį saulės skydelio kroviklį, kad galėtumėte įkrauti nešiojamąjį kompiuterį, kol dirbate kavinėje.
Saulės energijos ateitis
Saulės energijos ateitis yra šviesi (žodžių žaismas turėtas galvoje), nes:
- Tai naudinga planetai. Saulės energija yra tvariSaulės energija yra tvari ir ekologiška.
- Pasaulis juda švarios energijos link. Po 2035 m. 50 procentų energijos bus gaminama iš atsinaujinančių šaltinių.
- Ji tampa vis labiau prieinama ir efektyvesnė. Numatoma, kad saulės energijos sistemų kaina ir toliau mažės, o paslauga ir toliau bus geresnė.
- Ji padeda kurti naujas įmones ir darbus. Tikimasi, kad šioje srityje klestės ir pramonė, ir darbo vietų augimas.
Iki paskutinio taško karjeros atsinaujinančios energijos srityje klesti. Šiame sektoriuje dirba daugiau nei 3 milijonai žmonių JAV ir 11 milijonų žmonių visame pasaulyje, pagal Aplinkos ir energetikos studijų institutą. Saulės energijos srityje darbo vietų skaičius JAV skiriasi. Pavyzdžiui, Šiaurės Dakotoje yra 211 saulės energijos darbo vietų, palyginti su daugiau nei 10 000 Teksase, Saulės energijos pramonės asociacijos (SEIA) duomenimis. Nepaisant to, saulės energijos erdvę sudaro inžinieriai, tyrėjai, saulės elektrinių operatoriai, įrangos montuotojai ir daugybė kitų profesionalų, dirbančių visoje šalyje.
Įmonės taip pat ieško saulės energijos ir kitų atsinaujinančių energijos šaltinių. Didelės technologijų įmonės paskelbė apie savo organizacijų socialinės atsakomybės iniciatyvas ir aplinkosaugos tikslus. Pvz., „Microsoft“ pažadėjo, kad iki 2030 m. bus teigiamas vanduo ir anglies dvideginis neigiamas. Vartotojams taip pat vis labiau rūpi įmonės socialinė atsakomybė, todėl tikimasi, kad artimiausioje ateityje daugiau organizacijų kurs strategijas, susijusias su jų įsipareigojimu užtikrinti tvarumą.
Paspartinkite savo kelią link tvarumo
Kad ir kur esate savo kelionėje į nulinį grynąjį anglies dioksido kiekį, „Microsoft Cloud for Sustainability“ padeda pasiekti progresą ir transformuoti verslą pasitelkus aplinkosaugos, socialines ir valdymo (ESG) funkcines galimybes.
Dažnai užduodami klausimai
- Saulės energija yra saulės energija, kurią galima generuoti elektrai. Tai atsinaujinantis energijos šaltinis, o tai reiškia, kad jį galima papildyti ir neišeikvoti po vienkartinio naudojimo. Saulės energija gali būti naudojama įvairiems tikslams ir gali būti naudojama pastatams maitinti, vandeniui šildyti, elektronikai ir prietaisams įkrauti ir kt. Saulės energija taip pat žinoma kaip saulės spinduliuotė. Sužinokite daugiau >
- Saulės energiją galima naudoti tiek šalies viduje, tiek komerciniais tikslais. Pavyzdžiui, gyvenamajame lygyje ji gali aprūpinti namus elektra, karštu vandeniu ir šildyti bei vėsinti. Kai kurios įmonės naudoja saulės energiją biurams, gamykloms ar ūkiams valdyti. Be to, vyriausybės gali aprūpinti saulės energija komunalines paslaugas ir įrenginius, tokius kaip gatvių žibintai, automobilių stovėjimo aikštelės, transportas ir mokyklos.
-
Saulės energijos naudojimas turi kelis pranašumus. Saulės energija ne tik gausi ir atsinaujinanti, bet ji sumažina mūsų bendrą anglies pėdsaką, nes pati saulės energija neišmeta jokios emisijos. Saulės energija taip pat gali būti ekonomiška. Pavyzdžiui, dėl technologinių patobulinimų saulės energijos sistemos tampa vis labiau prieinamos, o laikui bėgant šios sistemos gali smarkiai sumažinti komunalinių mokesčių sąskaitas. Be to, saulės energiją galima keisti – ji gali būti naudojama vienai gyvenamajai vietai arba visai bendruomenei maitinti. Galiausiai saulės energijos sistemas galima įrengti praktiškai bet kurioje vietoje, net ir atokiose vietovėse, o tai reiškia, kad maitinimas gali būti tiekiamas tose vietose, kuriose trūksta elektros energijos.
- Pirma, saulės energijai panaudoti naudojamos trys pagrindinės technologijos: fotovoltinė (PV), koncentruojanti saulės energija (CSP) ir saulės šildymas bei vėsinimas (SHC). Kai ji bus gauta, jums reikės kelių pagrindinių komponentų, kad galėtumėte ją saugoti: baterijų, saulės modulių, kritinės apkrovos skydelių ir keitiklių. Yra trys būdai, kaip saugoti saulės energiją: baterija, mechaninė energija ir šiluminė saugykla. Priklausomai nuo jūsų poreikių ir tam, kam naudojate saulės energiją (tarkime, maitinti 1200 kvadratinių pėdų priemiesčio namą, palyginti su dideliu nekilnojamuoju turtu, neprijungtu prie tinklo), jūsų procesas gali skirtis.
- Pradinės montavimo išlaidos – Jungtinėse Valstijose gali kainuoti nuo 10 000 USD iki 25 000 USD už gyvenamąjį namą – daugeliui vartotojų gali būti brangios. Tačiau kai kuriose šalyse yra valstybinių institucijų programos, kurios gali padėti jums sumažinti išlaidas, susijusias su saulės energijos naudojimo pradžia. Tai gali apimti išteklius ekonomiškai efektyviai sistemai sukurti arba kaip užtikrinti turimus mokesčių kreditus. Tai užtruks šiek tiek laiko (apie dešimtmetį), tačiau turėtumėte susigrąžinti saulės modulių sistemos išlaidas ir pamatyti sutaupymus elektros sąskaitoje. Priklausomai nuo tokių veiksnių kaip saulės energijos sistemos kaina ir nuosavybės dydis, elektros energijos sutaupymas gali siekti nuo kelių šimtų dolerių iki kelių tūkstančių dolerių per metus.
- Saulės energija yra viena iš tvariausių šiandien pasiekiamos energijos formų. Jis ne tik gausus ir atsinaujinanti – saulė kiekvieną dieną suteikia pakankamai energijos, kad patenkintų mūsų dabartinį pasaulinį energijos poreikį ištisus metus – ji taip pat gali būti gaminama ekonomiškai ir dideliu mastu. Saulės energijos gamyba neišskiria šiltnamio efektą sukeliančių dujų, reikalauja minimalių priežiūros išlaidų, kai sumontuoti saulės moduliai, o energija tiekiama be vandens ar oro užteršimo pavojaus.
Stebėkite „Microsoft“