พลังงานแสงอาทิตย์คือพลังงานประเภทใดก็ตามที่เกิดจากดวงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นโดยนิวเคลียร์ฟิวชันที่เกิดขึ้นในดวงอาทิตย์ฟิวชั่นเกิดขึ้นเมื่อโปรตอนของอะตอมไฮโดรเจนชนกันอย่างรุนแรงในแกนกลางของดวงอาทิตย์และหลอมรวมกันเพื่อสร้างอะตอมฮีเลียม

กระบวนการนี้เรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่ PP (โปรตอน-โปรตอน) ซึ่งปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลในแกนกลางของดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์จะหลอมไฮโดรเจนประมาณ 620 ล้านเมตริกตันทุกๆ วินาทีปฏิกิริยาลูกโซ่ PP เกิดขึ้นในดาวฤกษ์อื่นที่มีขนาดประมาณดวงอาทิตย์ของเรา และให้พลังงานและความร้อนต่อเนื่องแก่ดาวเหล่านั้นอุณหภูมิของดาวฤกษ์เหล่านี้อยู่ที่ประมาณ 4 ล้านองศาในระดับเคลวิน (ประมาณ 4 ล้านองศาเซลเซียส หรือ 7 ล้านองศาฟาเรนไฮต์)

ในดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ประมาณ 1.3 เท่า วัฏจักรของ CNO จะขับเคลื่อนการสร้างพลังงานวัฏจักร CNO ยังแปลงไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมด้วย แต่ต้องอาศัยคาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจน (C, N และ O) ในการดำเนินการดังกล่าวปัจจุบัน พลังงานน้อยกว่าสองเปอร์เซ็นต์ของดวงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นโดยวัฏจักร CNO

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันโดยปฏิกิริยาลูกโซ่ PP หรือวงจร CNO จะปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลออกมาในรูปของคลื่นและอนุภาคพลังงานแสงอาทิตย์ไหลออกจากดวงอาทิตย์และทั่วทั้งระบบสุริยะอย่างต่อเนื่องพลังงานแสงอาทิตย์ทำให้โลกอุ่นขึ้น ทำให้เกิดลมและสภาพอากาศ และค้ำจุนชีวิตพืชและสัตว์

พลังงาน ความร้อน และแสงจากดวงอาทิตย์จะไหลออกไปในรูปของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (EMR)

สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้ามีอยู่เป็นคลื่นที่มีความถี่และความยาวคลื่นต่างกันความถี่ของคลื่นแสดงถึงจำนวนครั้งที่คลื่นเกิดซ้ำในหน่วยเวลาหนึ่งคลื่นที่มีความยาวคลื่นสั้นมากจะเกิดซ้ำหลายครั้งในหน่วยเวลาที่กำหนด จึงมีความถี่สูงในทางตรงกันข้าม คลื่นความถี่ต่ำจะมีความยาวคลื่นนานกว่ามาก

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าส่วนใหญ่เรามองไม่เห็นคลื่นความถี่สูงที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์มากที่สุด ได้แก่ รังสีแกมมา รังสีเอกซ์ และรังสีอัลตราไวโอเลต (รังสียูวี)รังสี UV ที่เป็นอันตรายที่สุดจะถูกชั้นบรรยากาศของโลกดูดซับไว้เกือบทั้งหมดรังสียูวีที่มีฤทธิ์แรงน้อยกว่าจะเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศ และอาจทำให้เกิดผิวไหม้ได้

ดวงอาทิตย์ยังปล่อยรังสีอินฟราเรดซึ่งมีความถี่ต่ำกว่ามากความร้อนส่วนใหญ่จากดวงอาทิตย์มาถึงในรูปของพลังงานอินฟราเรด

สเปกตรัมที่มองเห็นได้คั่นระหว่างอินฟราเรดและยูวี ซึ่งประกอบด้วยสีทั้งหมดที่เราเห็นบนโลกสีแดงมีความยาวคลื่นที่ยาวที่สุด (ใกล้กับอินฟราเรดมากที่สุด) และสีม่วง (ใกล้กับรังสี UV มากที่สุด) สั้นที่สุด

พลังงานแสงอาทิตย์ธรรมชาติ

ปรากฏการณ์เรือนกระจก
คลื่นอินฟราเรด คลื่นที่มองเห็นได้ และรังสียูวีที่มายังโลกมีส่วนร่วมในกระบวนการทำให้โลกร้อนขึ้นและทำให้สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้ ซึ่งเรียกว่า “ปรากฏการณ์เรือนกระจก”

ประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานแสงอาทิตย์ที่มายังโลกจะสะท้อนกลับไปสู่อวกาศส่วนที่เหลือถูกดูดซับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกการแผ่รังสีทำให้พื้นผิวโลกอุ่นขึ้น และพื้นผิวก็แผ่พลังงานบางส่วนกลับออกมาในรูปของคลื่นอินฟราเรดเมื่อพวกมันลอยขึ้นไปในชั้นบรรยากาศ พวกมันจะถูกดักจับโดยก๊าซเรือนกระจก เช่น ไอน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์

ก๊าซเรือนกระจกจะดักจับความร้อนที่สะท้อนกลับขึ้นไปในชั้นบรรยากาศด้วยวิธีนี้พวกมันจะทำหน้าที่เหมือนผนังกระจกของเรือนกระจกภาวะเรือนกระจกนี้ทำให้โลกอบอุ่นพอที่จะดำรงชีวิตได้

การสังเคราะห์ด้วยแสง
สิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดบนโลกอาศัยพลังงานแสงอาทิตย์เป็นอาหาร ไม่ว่าทางตรงหรือทางอ้อม

ผู้ผลิตพึ่งพาพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรงพวกมันดูดซับแสงแดดและแปลงเป็นสารอาหารผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงผู้ผลิตหรือที่เรียกว่าออโตโทรฟ ได้แก่ พืช สาหร่าย แบคทีเรีย และเชื้อราออโตโทรฟเป็นรากฐานของสายใยอาหาร

ผู้บริโภคพึ่งพาผู้ผลิตสารอาหารสัตว์กินพืช สัตว์กินเนื้อ สัตว์กินทั้งพืชและสัตว์ และสัตว์ที่ถูกทำลายต้องพึ่งพาพลังงานแสงอาทิตย์ทางอ้อมสัตว์กินพืชกินพืชและผู้ผลิตอื่นๆสัตว์กินเนื้อและสัตว์กินพืชทุกชนิดกินทั้งผู้ผลิตและสัตว์กินพืชวัตถุเจือปนจะย่อยสลายพืชและสัตว์โดยการบริโภค

พลังงานจากถ่านหิน
การสังเคราะห์ด้วยแสงยังรับผิดชอบต่อเชื้อเพลิงฟอสซิลทั้งหมดบนโลกอีกด้วยนักวิทยาศาสตร์ประมาณการว่าประมาณสามพันล้านปีก่อน ออโตโทรฟตัวแรกๆ วิวัฒนาการในสภาพแวดล้อมทางน้ำแสงแดดช่วยให้พืชเจริญเติบโตและพัฒนาได้หลังจากที่ออโตโทรฟตาย พวกมันก็สลายตัวและเคลื่อนตัวลึกลงไปในพื้นโลก ซึ่งบางครั้งก็ลึกลงไปหลายพันเมตรกระบวนการนี้ดำเนินต่อไปเป็นเวลาหลายล้านปี

ภายใต้ความกดดันที่รุนแรงและอุณหภูมิสูง ซากเหล่านี้กลายมาเป็นเชื้อเพลิงที่เรารู้จักกันในชื่อเชื้อเพลิงฟอสซิลจุลินทรีย์กลายเป็นปิโตรเลียม ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน

ผู้คนได้พัฒนากระบวนการในการสกัดเชื้อเพลิงฟอสซิลเหล่านี้และนำไปใช้เป็นพลังงานอย่างไรก็ตาม เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นทรัพยากรที่ไม่หมุนเวียนพวกมันใช้เวลาหลายล้านปีในการก่อตัว

การควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นทรัพยากรหมุนเวียน และเทคโนโลยีมากมายสามารถเก็บเกี่ยวได้โดยตรงเพื่อใช้ในบ้าน ธุรกิจ โรงเรียน และโรงพยาบาลเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์บางอย่าง ได้แก่ เซลล์และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ พลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น และสถาปัตยกรรมพลังงานแสงอาทิตย์

มีหลายวิธีในการจับรังสีดวงอาทิตย์และแปลงเป็นพลังงานที่ใช้งานได้วิธีการนี้ใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟหรือพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟ

เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าหรือเครื่องกลในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานรูปแบบอื่น ซึ่งส่วนใหญ่มักจะเป็นความร้อนหรือไฟฟ้าเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟไม่ได้ใช้อุปกรณ์ภายนอกใดๆแต่พวกเขาใช้ประโยชน์จากสภาพอากาศในท้องถิ่นเพื่อให้ความร้อนแก่โครงสร้างในช่วงฤดูหนาว และสะท้อนความร้อนในช่วงฤดูร้อน

ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นรูปแบบหนึ่งของเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟที่ถูกค้นพบในปี 1839 โดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสวัย 19 ปี Alexandre-Edmond Becquerelเบคเคอเรลค้นพบว่าเมื่อเขาใส่ซิลเวอร์คลอไรด์ลงในสารละลายที่เป็นกรดและสัมผัสกับแสงแดด อิเล็กโทรดแพลทินัมที่ติดอยู่จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้ากระบวนการสร้างกระแสไฟฟ้าโดยตรงจากรังสีดวงอาทิตย์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์หรือไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

ปัจจุบัน แผงเซลล์แสงอาทิตย์อาจเป็นวิธีที่คุ้นเคยที่สุดในการควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์แผงเซลล์แสงอาทิตย์มักเกี่ยวข้องกับแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งเป็นแผงเซลล์แสงอาทิตย์หลายสิบหรือหลายร้อยเซลล์

เซลล์แสงอาทิตย์แต่ละเซลล์ประกอบด้วยเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งมักทำจากซิลิคอนเมื่อเซมิคอนดักเตอร์ดูดซับแสงแดด มันจะทำให้อิเล็กตรอนหลวมสนามไฟฟ้าจะนำอิเล็กตรอนที่หลวมเหล่านี้ไปเป็นกระแสไฟฟ้าซึ่งไหลไปในทิศทางเดียวหน้าสัมผัสโลหะที่ด้านบนและด้านล่างของเซลล์แสงอาทิตย์จะส่งกระแสไฟฟ้านั้นไปยังวัตถุภายนอกวัตถุภายนอกอาจมีขนาดเล็กเท่ากับเครื่องคิดเลขพลังงานแสงอาทิตย์หรือใหญ่เท่ากับโรงไฟฟ้า

เซลล์แสงอาทิตย์ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเป็นครั้งแรกในยานอวกาศดาวเทียมจำนวนมาก รวมถึงสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) มี "ปีก" ของแผงโซลาร์เซลล์ที่สะท้อนแสงได้กว้างสถานีอวกาศนานาชาติมี Solar Array Wing (SAW) 2 ปีก แต่ละปีกใช้เซลล์แสงอาทิตย์ประมาณ 33,000 เซลล์เซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้จ่ายไฟฟ้าทั้งหมดให้กับ ISS ช่วยให้นักบินอวกาศสามารถใช้งานสถานี อาศัยอยู่ในอวกาศอย่างปลอดภัยเป็นเวลาหลายเดือนในแต่ละครั้ง และดำเนินการทดลองทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นทั่วโลกสถานีที่ใหญ่ที่สุดอยู่ในสหรัฐอเมริกา อินเดีย และจีนโรงไฟฟ้าเหล่านี้ปล่อยไฟฟ้าหลายร้อยเมกะวัตต์เพื่อนำไปใช้จ่ายให้กับบ้าน ธุรกิจ โรงเรียน และโรงพยาบาล

เทคโนโลยีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สามารถติดตั้งในขนาดเล็กลงได้แผงโซลาร์เซลล์และเซลล์สามารถติดตั้งกับหลังคาหรือผนังด้านนอกของอาคารเพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับโครงสร้างได้สามารถวางได้ตามถนนไปจนถึงทางหลวงสายเบาเซลล์แสงอาทิตย์มีขนาดเล็กพอที่จะจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กกว่า เช่น เครื่องคิดเลข มิเตอร์จอดรถ เครื่องอัดขยะ และปั๊มน้ำ

พลังงานแสงอาทิตย์เข้มข้น

เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟอีกประเภทหนึ่งคือพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นหรือพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น (CSP)เทคโนโลยี CSP ใช้เลนส์และกระจกเพื่อโฟกัส (รวมแสง) แสงแดดจากพื้นที่ขนาดใหญ่ไปยังพื้นที่ที่เล็กกว่ามากพื้นที่การแผ่รังสีที่มีความเข้มข้นสูงนี้จะทำให้ของเหลวร้อนขึ้น ซึ่งจะสร้างกระแสไฟฟ้าหรือเชื้อเพลิงให้กับกระบวนการอื่น

เตาพลังงานแสงอาทิตย์เป็นตัวอย่างหนึ่งของพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมศูนย์เตาพลังงานแสงอาทิตย์มีหลายประเภท รวมถึงเสาพลังงานแสงอาทิตย์ รางพาราโบลา และตัวสะท้อนแสงเฟรสเนลพวกเขาใช้วิธีการทั่วไปแบบเดียวกันในการดักจับและแปลงพลังงาน

หอคอยพลังงานแสงอาทิตย์ใช้เฮลิโอสแตต ซึ่งเป็นกระจกแบนที่หมุนตามส่วนโค้งของดวงอาทิตย์ผ่านท้องฟ้ากระจกถูกจัดเรียงไว้รอบๆ “หอสะสม” ตรงกลาง และสะท้อนแสงอาทิตย์เป็นลำแสงที่รวมศูนย์ซึ่งส่องไปที่จุดโฟกัสบนหอคอย

ในการออกแบบอาคารพลังงานแสงอาทิตย์ก่อนหน้านี้ แสงแดดที่เข้มข้นทำให้ภาชนะใส่น้ำให้ความร้อน ซึ่งผลิตไอน้ำที่ขับเคลื่อนกังหันล่าสุด หอพลังงานแสงอาทิตย์บางแห่งใช้โซเดียมเหลวซึ่งมีความจุความร้อนสูงกว่าและกักเก็บความร้อนได้นานกว่าซึ่งหมายความว่าของเหลวไม่เพียงมีอุณหภูมิถึง 773 ถึง 1,273K (500° ถึง 1,000° C หรือ 932° ถึง 1,832° F) แต่ยังสามารถต้มน้ำต่อไปและสร้างพลังงานได้แม้ว่าดวงอาทิตย์จะไม่ส่องแสงก็ตาม

รางพาราโบลาและตัวสะท้อนแสง Fresnel ก็ใช้ CSP เช่นกัน แต่กระจกจะมีรูปทรงแตกต่างออกไปกระจกพาราโบลามีลักษณะโค้งมน มีรูปร่างคล้ายอานตัวสะท้อนแสงแบบ Fresnel ใช้แถบกระจกแบนบางเพื่อจับแสงแดดและส่งไปยังหลอดของเหลวตัวสะท้อนเฟรสเนลมีพื้นที่ผิวมากกว่ารางพาราโบลาและสามารถรวมพลังงานของดวงอาทิตย์ไว้ที่ประมาณ 30 เท่าของความเข้มปกติ

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมศูนย์ได้รับการพัฒนาครั้งแรกในช่วงทศวรรษปี 1980สิ่งอำนวยความสะดวกที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือชุดพันธุ์พืชในทะเลทรายโมฮาวี ในรัฐแคลิฟอร์เนียของสหรัฐอเมริการะบบผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ (SEGS) นี้ผลิตไฟฟ้าได้มากกว่า 650 กิกะวัตต์-ชั่วโมงทุกปีโรงงานขนาดใหญ่และมีประสิทธิภาพอื่นๆ ได้รับการพัฒนาในสเปนและอินเดีย

พลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นยังสามารถนำไปใช้ในระดับที่เล็กลงได้สามารถสร้างความร้อนให้กับเตาพลังงานแสงอาทิตย์ได้ เป็นต้นผู้คนในหมู่บ้านต่างๆ ทั่วโลกใช้เตาพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อต้มน้ำเพื่อสุขอนามัยและปรุงอาหาร

เตาพลังงานแสงอาทิตย์มีข้อดีมากกว่าเตาเผาฟืนหลายประการ กล่าวคือ ไม่ก่อให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้ ไม่ก่อให้เกิดควัน ไม่ต้องการเชื้อเพลิง และลดการสูญเสียถิ่นที่อยู่ในป่าซึ่งต้นไม้จะถูกเก็บเกี่ยวเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงเตาพลังงานแสงอาทิตย์ยังช่วยให้ชาวบ้านใช้เวลาในการศึกษา ธุรกิจ สุขภาพ หรือครอบครัวในช่วงเวลาที่เคยใช้ในการเก็บฟืนเตาพลังงานแสงอาทิตย์ถูกนำมาใช้ในพื้นที่ที่หลากหลาย เช่น ชาด อิสราเอล อินเดีย และเปรู

สถาปัตยกรรมพลังงานแสงอาทิตย์

ตลอดทั้งวัน พลังงานแสงอาทิตย์เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการพาความร้อน หรือการเคลื่อนความร้อนจากพื้นที่ที่อุ่นกว่าไปยังที่ที่เย็นกว่าเมื่อดวงอาทิตย์ขึ้น มันก็เริ่มทำให้วัตถุและวัตถุบนโลกอุ่นขึ้นวัสดุเหล่านี้จะดูดซับความร้อนจากรังสีดวงอาทิตย์ตลอดทั้งวันในตอนกลางคืน เมื่อพระอาทิตย์ตกดินและบรรยากาศเย็นลง วัสดุจะปล่อยความร้อนกลับคืนสู่บรรยากาศ

เทคนิคพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟใช้ประโยชน์จากกระบวนการทำความร้อนและความเย็นตามธรรมชาตินี้

บ้านและอาคารอื่นๆ ใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟเพื่อกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพและราคาไม่แพงการคำนวณ "มวลความร้อน" ของอาคารเป็นตัวอย่างหนึ่งของสิ่งนี้มวลความร้อนของอาคารคือวัสดุจำนวนมากที่ได้รับความร้อนตลอดทั้งวันตัวอย่างของมวลความร้อนของอาคาร ได้แก่ ไม้ โลหะ คอนกรีต ดินเหนียว หิน หรือโคลนในเวลากลางคืน มวลความร้อนจะปล่อยความร้อนกลับเข้าไปในห้องระบบระบายอากาศที่มีประสิทธิภาพ—โถงทางเดิน หน้าต่าง และท่ออากาศ—กระจายอากาศอุ่นและรักษาอุณหภูมิภายในอาคารให้อยู่ในระดับปานกลางและสม่ำเสมอ

เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟมักเกี่ยวข้องกับการออกแบบอาคารตัวอย่างเช่น ในขั้นตอนการวางแผนการก่อสร้าง วิศวกรหรือสถาปนิกอาจจัดอาคารให้ตรงกับเส้นทางดวงอาทิตย์ในแต่ละวันเพื่อรับแสงแดดในปริมาณที่ต้องการวิธีนี้จะพิจารณาละติจูด ระดับความสูง และการปกคลุมเมฆโดยทั่วไปของพื้นที่เฉพาะนอกจากนี้ อาคารยังสามารถสร้างหรือดัดแปลงให้มีฉนวนกันความร้อน มวลความร้อน หรือบังแดดเพิ่มเติมได้

ตัวอย่างอื่นๆ ของสถาปัตยกรรมพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟ ได้แก่ หลังคาเย็น แผงกั้นรังสี และหลังคาสีเขียวหลังคาโทนเย็นทาสีขาว และสะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์แทนที่จะดูดซับพื้นผิวสีขาวจะช่วยลดปริมาณความร้อนที่เข้าสู่ภายในอาคาร ซึ่งจะช่วยลดปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการทำให้อาคารเย็นลง

แผงกั้นรังสีทำงานคล้ายกับหลังคาเย็นเป็นฉนวนด้วยวัสดุสะท้อนแสงสูง เช่น อลูมิเนียมฟอยล์ฟอยล์จะสะท้อนความร้อนแทนการดูดซับ และสามารถลดต้นทุนการทำความเย็นได้มากถึง 10 เปอร์เซ็นต์นอกจากหลังคาและห้องใต้หลังคาแล้ว อาจติดตั้งแผงกั้นรังสีไว้ใต้พื้นด้วย

หลังคาสีเขียวเป็นหลังคาที่ปกคลุมไปด้วยพืชพรรณทั้งหมดพวกเขาต้องการดินและการชลประทานเพื่อรองรับพืชและมีชั้นกันน้ำอยู่ข้างใต้หลังคาเขียวไม่เพียงแต่ช่วยลดปริมาณความร้อนที่ถูกดูดซับหรือสูญเสียไปเท่านั้น แต่ยังให้พืชพรรณอีกด้วยผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชบนหลังคาสีเขียวจะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์และปล่อยออกซิเจนออกมาพวกเขากรองมลพิษออกจากน้ำฝนและอากาศ และชดเชยผลกระทบบางประการจากการใช้พลังงานในพื้นที่นั้น

หลังคาสีเขียวเป็นประเพณีในสแกนดิเนเวียมานานหลายศตวรรษ และเพิ่งได้รับความนิยมในออสเตรเลีย ยุโรปตะวันตก แคนาดา และสหรัฐอเมริกาตัวอย่างเช่น บริษัท Ford Motor Company ครอบคลุมพื้นที่ 42,000 ตารางเมตร (450,000 ตารางฟุต) ของหลังคาโรงงานประกอบในเมืองเดียร์บอร์น รัฐมิชิแกน พร้อมด้วยพืชพรรณนอกจากจะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกแล้ว หลังคายังช่วยลดการไหลบ่าของน้ำฝนด้วยการดูดซับปริมาณน้ำฝนหลายเซนติเมตร

หลังคาสีเขียวและหลังคาเย็นยังสามารถรับมือกับผลกระทบจาก “เกาะความร้อนในเมือง” ได้อีกด้วยในเมืองที่พลุกพล่าน อุณหภูมิอาจสูงกว่าพื้นที่โดยรอบอย่างสม่ำเสมอมีหลายปัจจัยที่ทำให้เกิดสิ่งนี้: เมืองถูกสร้างขึ้นจากวัสดุ เช่น ยางมะตอยและคอนกรีตที่ดูดซับความร้อนอาคารสูงบังลมและผลกระทบจากความเย็นและความร้อนทิ้งปริมาณมากเกิดจากอุตสาหกรรม การจราจร และประชากรจำนวนมากการใช้พื้นที่ว่างบนหลังคาเพื่อปลูกต้นไม้ หรือสะท้อนความร้อนด้วยหลังคาสีขาว สามารถช่วยลดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นในท้องถิ่นในเขตเมืองได้บางส่วน

พลังงานแสงอาทิตย์และผู้คน

เนื่องจากแสงแดดส่องเพียงประมาณครึ่งวันในพื้นที่ส่วนใหญ่ของโลก เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์จึงต้องรวมวิธีการเก็บพลังงานในช่วงเวลามืดด้วย

ระบบมวลความร้อนใช้พาราฟินแว็กซ์หรือเกลือรูปแบบต่างๆ เพื่อกักเก็บพลังงานในรูปของความร้อนระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สามารถส่งไฟฟ้าส่วนเกินไปยังโครงข่ายไฟฟ้าในพื้นที่ หรือเก็บพลังงานไว้ในแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้

มีข้อดีและข้อเสียมากมายในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์

ข้อดี
ข้อได้เปรียบที่สำคัญในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์คือเป็นทรัพยากรหมุนเวียนเราจะมีแสงอาทิตย์ที่สม่ำเสมอและไร้ขีดจำกัดไปอีกห้าพันล้านปีภายในหนึ่งชั่วโมง ชั้นบรรยากาศของโลกจะได้รับแสงแดดเพียงพอที่จะจ่ายไฟฟ้าให้กับความต้องการไฟฟ้าของมนุษย์ทุกคนบนโลกเป็นเวลาหนึ่งปี

พลังงานแสงอาทิตย์ก็สะอาดหลังจากที่สร้างและติดตั้งอุปกรณ์เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แล้ว พลังงานแสงอาทิตย์ไม่จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงในการทำงานอีกทั้งยังไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกหรือสารพิษอีกด้วยการใช้พลังงานแสงอาทิตย์สามารถลดผลกระทบที่เรามีต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างมาก

มีสถานที่หลายแห่งที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ได้จริงบ้านและอาคารในบริเวณที่มีแสงแดดมากและมีเมฆปกคลุมต่ำมีโอกาสที่จะควบคุมพลังงานอันอุดมสมบูรณ์ของดวงอาทิตย์

เตาพลังงานแสงอาทิตย์เป็นทางเลือกที่ดีเยี่ยมในการปรุงอาหารด้วยเตาฟืน ซึ่งผู้คนสองพันล้านคนยังคงพึ่งพาอยู่เตาพลังงานแสงอาทิตย์เป็นวิธีที่สะอาดและปลอดภัยกว่าในการฆ่าเชื้อน้ำและปรุงอาหาร

พลังงานแสงอาทิตย์ช่วยเสริมแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ เช่น พลังงานลมหรือไฟฟ้าพลังน้ำ

บ้านหรือธุรกิจที่ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่ประสบความสำเร็จสามารถผลิตไฟฟ้าส่วนเกินได้จริงเจ้าของบ้านหรือเจ้าของธุรกิจเหล่านี้สามารถขายพลังงานคืนให้กับผู้ให้บริการไฟฟ้า ซึ่งช่วยลดหรือขจัดแม้แต่ค่าไฟฟ้า

ข้อเสีย
อุปสรรคหลักในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์คืออุปกรณ์ที่จำเป็นอุปกรณ์เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์มีราคาแพงการจัดซื้อและติดตั้งอุปกรณ์อาจมีค่าใช้จ่ายหลายหมื่นดอลลาร์สำหรับบ้านแต่ละหลังแม้ว่ารัฐบาลมักจะเสนอภาษีที่ลดลงให้กับผู้คนและธุรกิจที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ และเทคโนโลยีนี้สามารถกำจัดค่าไฟฟ้าได้ แต่ต้นทุนเริ่มต้นนั้นสูงเกินไปสำหรับหลาย ๆ คนที่จะพิจารณา

อุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ก็มีน้ำหนักมากเช่นกันการจะดัดแปลงหรือติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาอาคาร หลังคาจะต้องแข็งแรง มีขนาดใหญ่ และหันเข้าหาเส้นทางของดวงอาทิตย์

เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งแบบแอคทีฟและพาสซีฟขึ้นอยู่กับปัจจัยที่อยู่นอกเหนือการควบคุมของเรา เช่น สภาพภูมิอากาศและเมฆปกคลุมจะต้องศึกษาพื้นที่ท้องถิ่นเพื่อพิจารณาว่าพลังงานแสงอาทิตย์จะมีประสิทธิภาพในพื้นที่นั้นหรือไม่

แสงแดดจะต้องมีปริมาณมากและสม่ำเสมอเพื่อให้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพในสถานที่ส่วนใหญ่บนโลก ความแปรปรวนของแสงแดดทำให้ยากต่อการนำไปใช้เป็นแหล่งพลังงานเพียงแหล่งเดียว