คำจำกัดความพลังงานแสงอาทิตย์พร้อมตัวอย่างและการใช้ประโยชน์

คำจำกัดความของพลังงานแสงอาทิตย์พร้อมตัวอย่างและการใช้งาน
คำจำกัดความของพลังงานแสงอาทิตย์คือพลังงานที่มาจากดวงอาทิตย์และเราสามารถจับได้ด้วยการแผ่รังสีจากแสงอาทิตย์แนวคิดเรื่องพลังงานแสงอาทิตย์มักใช้เพื่ออ้างถึงพลังงานไฟฟ้าหรือความร้อนที่ได้รับจากการแผ่รังสีแสงอาทิตย์

แหล่งพลังงานนี้แสดงถึงแหล่งพลังงานปฐมภูมิบนโลกเนื่องจากเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่มีวันหมดจึงถือเป็นพลังงานหมุนเวียน

จากพลังงานนี้ทำให้เกิดแหล่งพลังงานอื่นๆ มากมาย เช่น:

พลังงานลมซึ่งควบคุมพลังของลมลมเกิดขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์ให้ความร้อนกับอากาศปริมาณมาก
เชื้อเพลิงฟอสซิล: มาจากกระบวนการย่อยสลายอนุภาคอินทรีย์ที่ยาวนานมากตัวย่อยสลายสารอินทรีย์ส่วนใหญ่เป็นพืชสังเคราะห์แสง
พลังงานไฮดรอลิกซึ่งควบคุมพลังงานศักย์ของน้ำหากไม่มีรังสีดวงอาทิตย์ วัฏจักรของน้ำคงเป็นไปไม่ได้
พลังงานจากชีวมวลเป็นผลจากการสังเคราะห์แสงของพืชอีกครั้งหนึ่ง
พลังงานทดแทนประเภทนี้เป็นทางเลือกแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจก เช่น คาร์บอนไดออกไซด์

ตัวอย่างของพลังงานแสงอาทิตย์
ตัวอย่างของพลังงานแสงอาทิตย์มีดังต่อไปนี้:

แผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ผลิตกระแสไฟฟ้าสิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้ใช้ในบ้าน ที่พักพิงบนภูเขา ฯลฯ
โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์: เป็นส่วนขยายที่สำคัญของแผงเซลล์แสงอาทิตย์โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อผลิตไฟฟ้าเพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับโครงข่ายไฟฟ้า
รถยนต์พลังงานแสงอาทิตย์ใช้เซลล์ PV เพื่อแปลงรังสีแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้า
เตาพลังงานแสงอาทิตย์: ทำจากระบบพาราโบลาเพื่อรวมแสงจากดวงอาทิตย์ไปยังจุดที่จะเพิ่มอุณหภูมิและสามารถปรุงอาหารได้
ระบบทำความร้อน: ด้วยพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ ของเหลวสามารถถูกทำให้ร้อนซึ่งสามารถใช้ในวงจรทำความร้อนได้
การทำความร้อนในสระว่ายน้ำเป็นวงจรของเหลวอย่างง่าย โดยที่น้ำไหลเวียนไปตามชุดตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่สัมผัสกับแสงแดด
เครื่องคิดเลข: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางชนิดมีแผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็กเพื่อจ่ายพลังงานให้กับวงจรไฟฟ้า
การระบายอากาศด้วยพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานแสงอาทิตย์ประเภทหนึ่งที่ใช้ความร้อนจากดวงอาทิตย์เพื่อระบายอากาศในพื้นที่มักใช้ในบ้านและอาคารเพื่อปรับปรุงคุณภาพอากาศและลดต้นทุนด้านพลังงานการระบายอากาศด้วยพลังงานแสงอาทิตย์สามารถใช้เพื่อระบายอากาศในห้องเดี่ยวหรือทั้งอาคารได้
การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นวิธีธรรมชาติที่พืชใช้ในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานเคมี
ประเภทของพลังงานแสงอาทิตย์
เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์มีสามประเภท:

พลังงานแสงอาทิตย์: แผงเซลล์แสงอาทิตย์ PV ประกอบด้วยวัสดุที่เมื่อรังสีดวงอาทิตย์กระทบ จะปล่อยอิเล็กตรอนและผลิตกระแสไฟฟ้า
พลังงานแสงอาทิตย์ความร้อน: ระบบนี้ใช้ประโยชน์จากความจุความร้อนของรังสีดวงอาทิตย์การแผ่รังสีแสงอาทิตย์จะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่ของเหลวที่สามารถนำมาใช้ทำความร้อนน้ำร้อนในครัวเรือนได้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์ ไอน้ำจะถูกสร้างขึ้นและผลิตไฟฟ้าตามมา
พลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟเป็นทรัพยากรในการใช้ประโยชน์จากความร้อนจากแสงอาทิตย์โดยไม่ต้องใช้ทรัพยากรภายนอกตัวอย่างเช่น สถาปนิกสามารถปรับทิศทางบ้านและตัดสินใจว่าจะวางหน้าต่างไว้ที่ใด โดยพิจารณาว่าจะรับรังสีจากแสงอาทิตย์ที่ใดเทคนิคนี้เรียกว่าสถาปัตยกรรมทางชีวภูมิอากาศ
พลังงานแสงอาทิตย์ผลิตได้อย่างไร?
จากมุมมองทางกายภาพ พลังงานแสงอาทิตย์ถูกผลิตขึ้นในดวงอาทิตย์ผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่อเนื่องกันเมื่อพลังงานนี้มาถึงเราบนโลก เราสามารถใช้ประโยชน์จากมันได้หลายวิธี:

แผงโซลาร์เซลล์พร้อมเซลล์แสงอาทิตย์แผงเซลล์แสงอาทิตย์ทำจากวัสดุที่เมื่อได้รับแสง จะแตกตัวเป็นไอออนและปล่อยอิเล็กตรอนโดยตรงด้วยวิธีนี้ รังสีแสงอาทิตย์จะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า
การใช้ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ออกแบบมาเพื่อแปลงรังสีแสงอาทิตย์เป็นพลังงานความร้อนจุดประสงค์คือเพื่อให้ความร้อนแก่ของเหลวที่ไหลเวียนอยู่ภายในในกรณีนี้เราไม่มีไฟฟ้าแต่เรามีของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงซึ่งสามารถใช้งานได้หลายอย่าง
พลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นเป็นระบบที่สะท้อนแสงจากแสงอาทิตย์ทั้งหมดไปยังจุดโฟกัสเพื่อให้ได้อุณหภูมิสูงเทคโนโลยีนี้ใช้ในโรงงานเทอร์โมโซลาร์เพื่อผลิตพลังงาน
ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟใช้พลังงานแสงอาทิตย์โดยไม่ต้องใช้พลังงานจากภายนอกตัวอย่างเช่น การออกแบบสถาปัตยกรรมช่วยให้สามารถแผ่รังสีแสงอาทิตย์ได้สูงสุดในฤดูหนาว และหลีกเลี่ยงความร้อนส่วนเกินในฤดูร้อน
ประเภทของแผงโซลาร์เซลล์
คำว่าแผงโซลาร์เซลล์ใช้สำหรับทั้งสองวิธี (ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และความร้อน)ไม่ว่าในกรณีใด การออกแบบจะแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับประเภทของเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ที่จะใช้สำหรับ:

แผงความร้อนจากแสงอาทิตย์ใช้รังสีแสงอาทิตย์เพื่อให้ความร้อนแก่ของเหลวที่จะถ่ายเทความร้อนไปยังของเหลว จากนั้นจึงทำให้น้ำร้อนขึ้นเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ใช้ในบ้านเพื่อให้ได้น้ำร้อน
แผงเซลล์แสงอาทิตย์ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติขององค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์เฉพาะที่วางอยู่ในเซลล์แสงอาทิตย์เซลล์แสงอาทิตย์ผลิตพลังงานไฟฟ้าเมื่อถูกรังสีดวงอาทิตย์ต้องขอบคุณสิ่งที่เรียกว่าเอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ การสัมผัสกับแสงแดดทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในส่วนประกอบ (โดยปกติคือซิลิคอน) ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าต่อเนื่อง
แผงโซลาร์เซลล์แบบรวมศูนย์ยังใช้ชุดกระจกพาราโบลาที่มีโครงสร้างเชิงเส้นวัตถุประสงค์ของกระจกเหล่านี้คือการรวมรังสีดวงอาทิตย์ไปที่จุดโฟกัสเพื่อให้ได้อุณหภูมิสูงพอที่จะสร้างไอน้ำ
การใช้พลังงานแสงอาทิตย์

การควบคุมพลังของดวงอาทิตย์: คู่มือเกี่ยวกับไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
พลังงานแสงอาทิตย์มีการใช้งานและการใช้งานมากมายสรุปได้สามประเด็นคือ

น้ำร้อนในประเทศ DHW
การทำน้ำร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ใช้เพื่อจ่ายน้ำร้อนภายในประเทศ (DHW) และเครื่องทำความร้อนให้กับบ้านและอาคารขนาดเล็กโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นโดยใช้กังหันไอน้ำในการแปลงความร้อนที่เก็บไว้เป็นไฟฟ้า

อย่างไรก็ตาม ต้นแบบเหล่านี้ยังไม่มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากโรงไฟฟ้าเหล่านี้มีประสิทธิภาพต่ำ เมื่อเทียบกับต้นทุนที่สูงและแหล่งจ่ายไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ

การผลิตไฟฟ้า
แผงเซลล์แสงอาทิตย์ถูกนำมาใช้ในระบบสุริยะแบบแยกเพื่อจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ให้ห่างจากเครือข่ายไฟฟ้า (อุปกรณ์สำรวจอวกาศ เครื่องทวนสัญญาณโทรศัพท์ในพื้นที่สูง ฯลฯ)นอกจากนี้ยังใช้ในการใช้งานที่มีความต้องการพลังงานต่ำจนการเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าจะไม่ประหยัด (สัญญาณไฟ มิเตอร์จอดรถ ฯลฯ)

อุปกรณ์เหล่านี้ต้องติดตั้งตัวสะสมพลังงานที่สามารถสะสมไฟฟ้าส่วนเกินที่ผลิตในระหว่างวันเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ในเวลากลางคืนและในช่วงที่มีเมฆมาก ซึ่งมักจะเป็นแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

นอกจากนี้ยังใช้ในระบบที่เชื่อมต่อกับกริดขนาดใหญ่ แม้ว่าแหล่งจ่ายไฟจะแปรผันตามสภาวะรายวันและตามฤดูกาลดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะคาดเดาและไม่สามารถตั้งโปรแกรมได้

ความไม่ต่อเนื่องนี้ทำให้เกิดความท้าทายในการตอบสนองความต้องการไฟฟ้าได้ตลอดเวลา ยกเว้นการผลิตที่มีระดับความปลอดภัยสูงกว่าระดับความต้องการสูงสุดประจำปีอย่างไรก็ตาม เนื่องจากเป็นช่วงพีคของการผลิตโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงฤดูร้อน จึงช่วยชดเชยความต้องการภายในที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากเครื่องปรับอากาศได้

ข้อดีและข้อเสียของพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร?
การใช้พลังงานแสงอาทิตย์มีข้อดีและข้อเสียเฉพาะเจาะจง

การวิพากษ์วิจารณ์หรือข้อเสียหลักคือ:

ต้นทุนการลงทุนสูงต่อกิโลวัตต์ที่ได้รับ
มันให้ประสิทธิภาพสูงมาก
ประสิทธิภาพที่ได้รับขึ้นอยู่กับตารางสุริยะ สภาพอากาศ และปฏิทินด้วยเหตุนี้จึงเป็นเรื่องยากที่จะทราบว่าเราจะสามารถรับพลังงานไฟฟ้าได้เท่าใดในช่วงเวลาที่กำหนดข้อเสียเปรียบนี้จะหายไปพร้อมกับแหล่งพลังงานอื่นๆ เช่น พลังงานนิวเคลียร์หรือฟอสซิล
ปริมาณพลังงานที่ใช้ในการสร้างแผงโซลาร์เซลล์การผลิตแผงเซลล์แสงอาทิตย์ต้องใช้พลังงานจำนวนมาก โดยมักใช้แหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียน เช่น ถ่านหิน
ในทางกลับกัน คุณต้องคำนึงถึงประโยชน์ของพลังงานแสงอาทิตย์:

ผู้สนับสนุนสนับสนุนการลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพเนื่องจากการประหยัดต่อขนาดและการปรับปรุงเทคโนโลยีในระบบสุริยะในอนาคต
เกี่ยวกับการไม่มีแหล่งพลังงานนี้ในตอนกลางคืน พวกเขายังชี้ให้เห็นว่าถึงจุดสูงสุดของการใช้ไฟฟ้าในตอนกลางวัน นั่นคือในระหว่างการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์สูงสุด
เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนกล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือไม่สิ้นสุด
เป็นพลังงานที่ไม่ก่อมลพิษ: ไม่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจก จึงไม่มีส่วนทำให้ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศรุนแรงขึ้น
ผู้แต่ง: Oriol Planas – วิศวกรเทคนิคอุตสาหกรรม