Förstå vad som är solenergi, känn skillnaderna för varje typ och vet vilken som är mest fördelaktig
Vad är solenergi?
Solenergi är elektromagnetisk energi vars källa är solen. Den kan omvandlas till termisk eller elektrisk energi och appliceras i olika användningsområden. De två huvudsakliga sätten att utnyttja solenergi är generering av el och solvattenuppvärmning.
För produktion av elektrisk energi används två system: heliotermet, där bestrålningen omvandlas först till termisk energi och senare till elektrisk energi; och solceller, där solstrålning omvandlas direkt till elektrisk energi.
Heliotermisk energi eller koncentrerad solenergi (CSP)
Enligt ministeriet för gruvor och energi har Brasilien cirka 70% av sin elektriska matris baserad på hydraulisk energi, och nyligen har andra energikällor, såsom biomassa, vind och kärnkraft, fått incitament.
- Vad är vattenkraft?
Med tanke på ogynnsamma hydrologiska förhållanden, med perioder av torka mer och mer långvarig, presenterar heliotermisk energi sig som ett alternativ. Ännu mer om vi överväger att torkperioder är förknippade med ökad solpotential på grund av låg molnstörning och mer intensiv solstrålning.
Det finns flera typer av samlare och valet av lämplig typ beror på applikationen. De mest använda är: parabolcylindern, centraltornet och parabolskivan.
Hur det fungerar?
Heliotermiska solenergisamlare är enheter som fångar upp solstrålning och omvandlar den till värme och överför denna värme till en vätska (luft, vatten eller olja i allmänhet). Samlarna har en reflekterande yta, som riktar direkt strålning till ett fokus, där en mottagare finns. När värmen har absorberats strömmar vätskan genom mottagaren.
Solceller
Fotovoltaisk solenergi är en där solstrålning omvandlas direkt till elektrisk energi utan att gå igenom den termiska energifasen (som det skulle vara i det heliotermiska systemet).
Hur det fungerar?
Solceller (eller solenergiceller) är tillverkade av halvledarmaterial (vanligtvis kisel). När cellen exponeras för ljus absorberar en del av elektronerna i det upplysta materialet fotoner (energipartiklar som finns i solljus).
De fria elektronerna transporteras av halvledaren tills de dras av ett elektriskt fält. Detta elektriska fält bildas i det område där materialen förenas på grund av en skillnad i elektrisk potential mellan dessa halvledarmaterial. De fria elektronerna tas ut från solenergicellerna och är tillgängliga för användning i form av elektrisk energi.
Till skillnad från det heliotermiska systemet behöver solcellssystemet inte hög solstrålning för att fungera. Mängden genererad energi beror dock på molnens densitet, så att ett lågt antal moln kan leda till mindre elproduktion jämfört med helt öppna dagar.
Omvandlingseffektivitet mäts av andelen solstrålning på cellytan som omvandlas till elektrisk energi. Vanligtvis ger de mest effektiva cellerna 25% effektivitet.
Enligt miljöministeriet utvecklar regeringen solcellsprojekt för solenergiprojekt för att möta energibehovet i landsbygden och isolerade samhällen. Dessa projekt fokuserar på vissa områden såsom: pumpning av vatten för hushållsförsörjning, bevattning och fiskodling; Gatubelysning; system för kollektiv användning (elektrifiering av skolor, hälsocenter och samhällscentra); vård i hemmet.
Termiskt utnyttjande
Ett annat sätt att använda solstrålning är termisk uppvärmning. Värmeuppvärmning från solenergi kan göras genom en solupptagningsprocess av samlare, som vanligtvis installeras på taket på byggnader och hem (så kallade solpaneler).
Eftersom förekomsten av solstrålning på jordytan är låg är det nödvändigt att installera några kvadratmeter samlare.
Enligt National Electric Energy Agency (Aneel) krävs 4 m² samlare för att leverera uppvärmd vattenförsörjning i en bostad för tre till fyra invånare. Även om efterfrågan på denna teknik huvudsakligen är bostadsområden finns det också intresse från andra sektorer, såsom offentliga byggnader, sjukhus, restauranger och hotell.
Om du är intresserad av att installera ett solvärmesystem i ditt hem, kolla in guiden för installation av solenergi hemma.
För- och nackdelar med solenergi?
Solenergi anses vara en förnybar och outtömlig energikälla. Till skillnad från fossila bränslen avger inte elproduktion från solenergi svaveldioxid (SO2), kväveoxider (NOx) och koldioxid (CO2) - allt förorenande gaser med skadliga effekter på människors hälsa. och som bidrar till global uppvärmning.
Solenergi har också visat sig vara fördelaktigt jämfört med andra förnybara källor, såsom hydraulik, eftersom det kräver mindre omfattande områden än vattenkraft.
Incitamentet till solenergi i Brasilien motiveras av landets potential, som har stora områden med infallande solstrålning och ligger nära ekvatorn.
De halvtorra regionerna i nordöstra Brasilien är idealiska för generering av heliotermisk energi, eftersom de uppfyller villkoren för hög solstrålning och lågt regn.
Nackdelen med heliotermisk energi är dock att även om den inte kräver områden som är så omfattande som vattenkraftsdammar, kräver den fortfarande stora utrymmen. Därför är det viktigt att analysera den lämpligaste platsen för implantation, eftersom det kommer att undertryckas av vegetation. Dessutom, som redan nämnts, är det heliotermiska systemet inte lämpligt för alla regioner, eftersom det anses vara ganska intermittent.
Icke-beroende av hög bestrålning är en stor fördel med solcellssystemet, vilket bidrar till att göra det till ett alternativ.
När det gäller solcellsenergi är den oftast nämnda nackdelen den höga kostnaden för implementering och processens låga effektivitet, som varierar från 15% till 25%.
En annan extremt viktig punkt som ska beaktas i solcellssystemets produktionskedja är dock den socio-miljöpåverkan som orsakas av den råvara som oftast används för att komponera solceller, kisel.
Kiseldrift, liksom all annan gruvaktivitet, påverkar marken och grundvattnet i utvinningsområdet. Dessutom är det viktigt att arbetstagarna får goda arbetsförhållanden för att undvika arbetsolyckor och utveckling av yrkessjukdomar. International Agency for Research on Cancer (Iarc) påpekar i en rapport att kristallin kiseldioxid är cancerframkallande och kan orsaka lungcancer när den inhaleras kroniskt.
I rapporten från ministeriet för vetenskap och teknik påpekas två andra viktiga punkter relaterade till solcellssystemet: kassering av panelerna måste bortskaffas på lämpligt sätt, eftersom de har potentiella toxiciteter. och återvinning av solcellspaneler har hittills inte nått en tillfredsställande nivå.
En annan viktig punkt är att trots att Brasilien är den näst största tillverkaren av metalliskt kisel i världen, näst efter Kina, är tekniken för rening av kisel på solnivå fortfarande i utvecklingsstadiet. Ett nyligen identifierat problem, främst i heliotermiska växter, är oavsiktlig förbränning av fåglar som passerar genom regionen.
Därför, även om den är förnybar och inte släpper ut gaser, kommer solenergi fortfarande mot tekniska och ekonomiska hinder. Även om det är lovande kommer solenergi att bli ekonomiskt livskraftigt endast genom samarbete mellan offentlig och privat sektor och med investeringar i forskning för att förbättra teknik som omfattar produktionsprocessen, från kiselrening till bortskaffande av solceller.
