太陽エネルギーの定義と例と用途

太陽エネルギーの定義と例と用途
太陽エネルギーの定義は、太陽から来て、太陽放射のおかげで私たちが得ることができるエネルギーです。太陽エネルギーの概念は、太陽放射を使用して得られる電気エネルギーまたは熱エネルギーを指すのによく使用されます。

このエネルギー源は地球上の主要なエネルギー源を表します。無尽蔵に存在するため、再生可能エネルギーと考えられています。

このエネルギーから、次のような他の多くのエネルギー源が得られます。

風の力を利用した風力発電。風は、太陽が大量の空気を加熱するときに発生します。
化石燃料: 有機粒子の非常に長い分解プロセスから生じます。有機分解者は主に光合成を行う植物でした。
水の位置エネルギーを利用する水力エネルギー。太陽放射がなければ水循環は不可能です。
バイオマスからのエネルギーも、植物の光合成の結果です。
このタイプの再生可能エネルギーは、二酸化炭素などの温室効果ガスを排出しない化石燃料の代替エネルギーです。

太陽エネルギーの例
太陽エネルギーの例には次のものがあります。

太陽光発電ソーラーパネルは電気を生成します。これらの施設は住宅や山岳避難所などで使用されています。
太陽光発電所: 太陽光発電パネルを大幅に拡張したもので、その目的は電力を生成して電力網に供給することです。
ソーラーカーは、太陽電池を使用して太陽放射を電気に変換し、電気モーターを駆動します。
ソーラークッカー: 太陽の光をある点に集中させて温度を上げて調理できるようにする放物線システムで作られています。
加熱システム: 太陽熱エネルギーを利用して流体を加熱し、加熱回路で使用できます。
プールの暖房は、太陽にさらされた太陽熱収集器のセットに沿って水が循環する単純な流体回路です。
電卓: 一部の電子機器には、電気回路に電力を供給するための小さなソーラー パネルが付いています。
太陽換気は、太陽熱を利用して空間を換気する太陽エネルギーの一種です。空気の質を改善し、エネルギーコストを削減するために、住宅や建物でよく使用されます。太陽熱換気は、単一の部屋または建物全体の換気に使用できます。
光合成は、植物が太陽エネルギーを化学エネルギーに変換するために使用する自然な方法です。
太陽エネルギーの種類
太陽エネルギー技術には次の 3 種類があります。

太陽光発電エネルギー: PV ソーラー パネルは、太陽放射が当たると電子を放出し、電流を生成する材料で構成されています。
太陽熱エネルギー: このシステムは太陽光線の熱容量を利用します。太陽放射は熱エネルギーに変換され、家庭用温水の加熱に使用できる流体を加熱します。太陽熱発電所では蒸気が生成され、その後電気が生成されます。
パッシブ太陽エネルギーは、外部リソースを使用せずに太陽熱を利用するリソースです。たとえば、建築家は、太陽放射がどこで受けるかを考慮して、家の向きを決め、窓をどこに配置するかを決定できます。この技術は生物気候アーキテクチャとして知られています。
太陽エネルギーはどのように生成されるのですか?
物理的な観点から見ると、太陽エネルギーは太陽内で一連の核反応によって生成されます。このエネルギーが地球上の私たちに届くと、私たちはそれをさまざまな方法で利用できます。

太陽電池を備えたソーラーパネル。太陽光発電パネルは、光を受けると直接イオン化して電子を放出する材料でできています。このようにして、太陽放射は電気エネルギーに変換されます。
太陽放射を熱エネルギーに変換するように設計されたソーラーコレクターを使用します。その目的は、内部を循環する流体を加熱することです。この場合、電気はありませんが、多くの用途に使用できる高温の流体があります。
集中太陽エネルギーは、すべての太陽光を焦点に反射して高温に到達させるシステムです。この技術は、エネルギー生成のために熱太陽発電所で使用されています。
パッシブ太陽エネルギーシステムは、外部エネルギー入力なしで太陽エネルギーを使用します。たとえば、建築設計では冬には最大限の日射量を確保し、夏には過剰な熱を避けます。
ソーラーパネルの種類
ソーラーパネルという用語は、両方の方式 (太陽光発電と熱) に使用されます。いずれにせよ、設計は、どのようなタイプの太陽光発電技術に使用されるかによって大きく異なります。

太陽熱パネルは、太陽光線を使用して液体を加熱し、熱を流体に伝達し、次に水を加熱します。太陽熱温水器は家庭でお湯を得るために使用されます。
太陽光発電パネルは、太陽電池に配置された特定の半導体素子の特性を利用します。太陽電池は、太陽放射を受けると電気エネルギーを生成します。いわゆる光起電力効果のおかげで、太陽にさらされるとコンポーネント (通常はシリコン) 内で電子の移動が引き起こされ、連続電流が生成されます。
集光型ソーラーパネルには、直線構造の放物面鏡も使用されています。これらのミラーの目的は、太陽放射を焦点に集中させて、蒸気を発生させるのに十分な温度に達することです。
太陽エネルギーの利用

太陽の力を活用する: 太陽光発電ガイド
太陽エネルギーには多くの用途と用途がありますが、それらは次の 3 つの点に要約できます。

家庭用給湯器 DHW
太陽熱温水器は、家庭や小規模の集合住宅に家庭用温水 (DHW) と暖房を供給するために使用されます。蒸気タービンを使用して蓄えた熱を電気に変換する太陽光発電所が建設されています。

しかし、これらの試作機は、高コストに比べて性能が低く、電力供給が不規則であるため、広く使用されていません。

発電
太陽光発電パネルは、電気ネットワークから離れた場所にあるデバイス (宇宙探査機、高高度電話中継器など) に電力を供給するために、隔離された太陽光発電システムで使用されます。また、電力網への接続が経済的ではないほどエネルギー需要が低い用途 (光信号、パーキング メーターなど) にも使用されます。

これらの機器には、夜間や曇りの時間帯に機器に電力を供給するために、日中に生成された余剰電力を蓄積できる蓄電池、通常は太陽電池が装備されている必要があります。

これらは大規模な送電網接続システムでも使用されますが、電力供給は毎日の条件や季節の条件によって変動します。したがって、予測することが難しく、プログラムすることもできません。

この不連続性により、年間需要のピークを超えた安全マージンの広い生産を除いて、いつでも電力需要を満たすことが困難になります。しかし、夏は太陽光発電所の生産のピークであるため、エアコンによる内需の増加をなんとか補っています。

太陽光発電の長所と短所は何ですか?
太陽エネルギーの使用には、特定の長所と短所が伴います。

主な批判や欠点は次のとおりです。

得られる 1 キロワットあたりの投資コストが高い。
非常に高い効率を実現します。
得られるパフォーマンスは太陽のスケジュール、天候、カレンダーによって異なります。このため、その瞬間にどのくらいの電力が得られるのかを知ることは困難です。この欠点は、原子力や化石エネルギーなどの他のエネルギー源を使用すると解消されます。
ソーラーパネルを作るのに必要なエネルギーの量。太陽光発電パネルの製造には大量のエネルギーが必要で、多くの場合、石炭などの再生不可能なエネルギー源が使用されます。
一方で、太陽エネルギーの利点を考慮する必要があります。

その提唱者は、規模の経済と将来の太陽光発電システムの技術的向上によるコスト削減と効率の向上を支持しています。
夜間にこのエネルギー源が存在しないことに関して、彼らはまた、電力消費の最大ピークは日中、つまり太陽エネルギーの最大生産中に達することを指摘しています。
再生可能エネルギー源です。言い換えれば、それは無尽蔵です。
それは無公害エネルギーです。温室効果ガスを生成しないため、気候変動問題の悪化に寄与しません。
著者: Oriol Planas – 産業技術エンジニア