В ежедневния си живот често използваме много електрически и електронни уреди като мобилни телефони, вентилатори, охладители, електрически светлини, климатици, компютри, индустриални инструменти, машини и т.н. Всички тези електрически и електронни компоненти или устройствата изискват електрическо захранване за своите операции.
Предимства и недостатъци на слънчевата енергия
За да се осигури достатъчна мощност и да се достигне търсенето на натоварване, има различни начини за генериране на електрическа енергия, използвайки различни енергийни източници като слънчева енергия, топлинна енергия, вятърна енергия, ядрена енергия и т.н. В тази статия ще обсъдим слънчевата енергия и предимствата и недостатъците на слънчева енергийна система използва се за производство на електроенергия.
Слънчева енергия
Слънчевата лъчиста светлина и топлина, използвани за осигуряване на слънчева енергия. За това се използват развиващите се технологии като слънчева топлинна електроенергия, слънчева архитектура, слънчево отопление и слънчеви фотоволтаици слънчева енергия . Въз основа на начина за улавяне, преобразуване и разпределение на слънчевата енергия, тези слънчеви технологии се класифицират в два типа като активна слънчева и пасивна слънчева. Електрическата енергия, генерирана от слънчевата енергия, се нарича слънчева енергия.
Слънчевата енергия, използвана директно за нагряване на вода в басейни, дневна мълния, изсушаване на дрехи и т.н., без никакви междинни устройства или преобразуватели, се нарича пасивна слънчева енергия.
Пасивна слънчева енергия
Слънчевата енергия, която косвено се използва за осигуряване на захранване на консумиращи енергия устройства след обработка чрез междинни устройства като слънчеви панели или фотоволтаични клетки за преобразуване на слънчевата енергия в електрическа енергия, се нарича Активна слънчева енергия.
Активна слънчева енергия
Процес на преобразуване на енергия от слънчева енергия
Слънчевата енергия се преобразува в електрическа енергия, наречена слънчева енергия, и този процес на преобразуване се осъществява чрез използване на слънчеви панели, контролер за зареждане, батерия и инвертор.
Процес на преобразуване на слънчева енергия
Слънчеви панели
Слънчеви панели
Слънчевите панели или фотоволтаичните клетки се използват за преобразуване на (слънчевата енергия) светлина в електрически ток (DC), използвайки фотоволтаичния ефект. Тази система може да се нарече като Слънчева енергийна система . Слънчевите панели са негъвкави модули, изработени от силиций или кристален силиций на основата на вафли.
Фотоволтаичните клетки се класифицират в два вида: поликристални и монокристални клетки. Няколко фотоволтаични клетки са свързани помежду си, за да образуват модул и масив от тези модули се нарича като слънчев панел.
Батерийна система
Батерийна система
Батерийната система се състои от вторична клетка или акумулаторна електрическа батерия. Има два видове батерии като оловни киселини и гел-клетъчни батерии с дълбок цикъл.
Батерията се използва за съхранение на енергия през деня, докато слънчевите панели генерират енергия и могат да се използват през нощта с помощта на инвертор.
Контролер за зареждане
Контролерът за зареждане се използва за включване или изключване на зареждането и натоварването. Използва се главно за защита на батерията от презареждане и при условия на зареждане.
Контролер за зареждане
През деня контролерът превключва батерията, за да съхранява енергия, генерирана от слънчевите панели, а през нощта захранва товара през инвертор.
Инвертор
Инвертор
The инвертор се използва за преобразуване на постояннотоковото захранване в променливотоково , а след това да осигури захранване с променлив ток на товара.
Тъй като много натоварвания, които често използваме, изискват променливотоково захранване - необходимо е DC да се преобразува в променлив. Съхранената в батерията мощност е под формата на постоянен ток, което също може да бъде преобразувано в променлив ток с помощта на инвертор в системата.
Значение на слънчевата енергия
Съществуват различни видове енергийни източници, с които можем да генерираме електрическа енергия, но в този процес на производство на електрическа енергия трябва да се вземат предвид много неща като замърсяване, разходи, ефективност, възобновяема или невъзобновяема енергия, използвана за производство на електроенергия и т.н. Тук трябва да разгледаме значението на слънчевата енергия за производството на електроенергия и такава, която да запази невъзобновяемите енергийни източници като въглища, петрол, други изкопаеми горива и също.
Слънчевата енергия не се използва само за производство на електричество, но също така се използва от растенията за производството на зелен хлорофил и храна в растенията чрез фотосинтеза - задължителните елементи за оцеляването на растенията. От предимствата на слънчевата енергия и проекти за слънчева енергия обсъдени по-долу в тази статия можем да разберем значението на слънчевата енергия.
Предимства и недостатъци на слънчевата енергия
Въпреки че има многобройни предимства на слънчевата енергия, но има и някои недостатъци на слънчевата енергия, които са изброени по-долу:
Предимства
Слънчевата енергия е безплатен и възобновяем ресурс за производство на електричество, но изисква колектори и друго оборудване за превръщане на слънчевата енергия в електрическа.
- Слънчевите клетки, използвани за производство на енергия, не предизвикват шум. като има предвид, че генераторите или турбините от други методи причиняват шумово замърсяване.
- Не причинява много замърсяване в сравнение с други методи за генериране на енергия, като топлоелектрическа централа, атомна електроцентрала и т.н.
- Слънчевите клетки не се състоят от движещи се части и следователно се изисква малко поддръжка за тяхната работа.
- Може да се използва в отдалечени райони за генериране и използване на енергия в това населено място, където преносът на електроенергия е твърде скъп.
- Слънчевата енергия предлага енергийна сигурност чрез избягване на общата енергийна система, в която има възможност за кражба на енергия.
- Като цяло, калкулаторите и някои електронни устройства с ниска консумация на енергия могат да се захранват с помощта на слънчева енергия ефективно.
- Слънчевата енергия може да произведе 50% от енергията, необходима за настаняване чрез инсталиране на слънчеви панели.
- При дългосрочно използване на слънчева енергия инвестицията в настройка на слънчева енергия може да бъде възстановена на максимални нива, тъй като слънчевата енергия е безплатна.
- Това е вечен безкраен възобновяем енергиен източник в сравнение с други ограничени енергийни източници като ядрена енергия, въглища и др., Които се очаква да продължат 30 или 40 години.
- Може да се разглежда като електроцентрала, създаваща работни места, ако след като започне инсталирането или изграждането на слънчеви електроцентрали, това ще предложи повече възможности за работа за много студенти по инженерство.
Предимства на слънчевата енергия
Фигурата по-горе показва слънчевата енергия, генерирана от слънчевите панели на покрива на къщата, може да се използва за битови цели като пералня и т.н., а останалата мощност може да бъде продадена в мрежата, за да бъде платена за износ на електроенергия.
Недостатъци
Разходите за инсталиране на слънчевите панели за използване на слънчева енергия са много скъпи и първоначалните инвестиции могат да бъдат покрити само след дългосрочно (много години) използване.
- Генерирането на слънчева енергия изцяло зависи от слънчевата светлина, падаща върху слънчевите панели, и което от своя страна зависи от климатичните условия.
- Слънчевата енергия може да бъде използвана за ограничен период от време, тъй като слънчевата светлина е достъпна само през деня и през слънчевите дни, така че енергията може да се генерира само за ограничен период от време и енергията трябва да се спести в батерии за по-късна употреба.
- Батериите, използвани за съхранение на слънчева енергия, са много скъпи, с големи размери и трябва да се сменят от време на време.
- Ефективността на слънчевата енергийна система (преобразуване на слънчевата енергия в електрическа) е около 22% и за подобряването й са необходими големи площи, за да улавят повече слънчева светлина и да произвеждат адекватно електричество.
Проекти за слънчева енергия
Има много слънчева енергия електрически и електронни проекти като прост слънчев бойлер и няколко проекта са изброени по-долу заедно с техните цели. Мащабната информираност сред хората и институциите относно предимствата и недостатъците на слънчевата енергия ги е подтикнала да започнат да проектират и разработват нови усъвършенствани проекти за слънчева енергия. The нови усъвършенствани, иновативни проекти включва Слънчев панел Sun Tracking , Базирана на Raspberry Pi слънчева улична светлина, контролер за зареждане на слънчева енергия, система за измерване на слънчева енергия и много други базирани на слънчева енергия проекти за микроконтролер .
Слънчева улична светлина, базирана на Raspberry Pi
Основната цел на този проект е да проектира LED базирани улични светлини с автоматичен контрол на интензитета, използвайки слънчева енергия или слънчева енергия от фотоволтаични клетки с Raspberry Pi дъска . Слънчевите панели се използват за преобразуване на слънчевата енергия в електрическа енергия и тази електрическа енергия се използва за зареждане на батериите с помощта на схема за контрол на зареждането.
Слънчева улична светлина, базирана на Raspberry Pi от Edgefxkits.com
Интензитетът на светлината се контролира, за да се спести енергия по време на ниска плътност на трафика (обикновено късно през нощта). The ШИМ техника е вграден в платката Raspberry Pi, както е показано на блок-схемата, за да се спести слънчева енергия чрез осигуряване на различна интензивност по различно време.
Контролер за зареждане на слънчева енергия
Основното намерение на Контролер за слънчево зареждане Проектът е да съхранява електрическа енергия в батерии, получена чрез преобразуване на слънчевата енергия в слънчева енергия или електрическа енергия използване на фотоволтаични клетки през деня и за оползотворяване на тази складирана енергия през нощта. Набор от оп-усилвателите се използват като компаратори за напрежение на панела за наблюдение и ток на натоварване, както е показано на блок-схемата.
Контролер за зареждане на слънчева енергия от Edgefxkits.com
Различни видове светодиоди се използват за индикация на условия на зареждане, претоварване и дълбоко разреждане. MOSFET се използва като силов полупроводников превключвател за прекъсване на товара при условия на ниска батерия или претоварване. Ако батерията е напълно заредена, слънчевата енергия се прехвърля към фиктивния товар с помощта на транзистор.
Има много учени, институции, лица, които правят изследвания за подобряване на ефективността на слънчевата енергийна система. Можете да споделите още някои предимства и недостатъци на слънчевата енергия, които знаете, в раздела за коментари, за да насърчите използването на възобновяема слънчева енергия. За допълнителна техническа помощ по отношение на слънчевата енергия и проектите, базирани на слънчева енергия, моля публикувайте вашите запитвания, коментари и идеи за проекти за слънчева енергия да се приложи с помощта на микроконтролер.
Кредити за снимки:
- Слънчев панел от processindustryforum
- Слънчева енергия от градостроители
- Активно слънчево отопление от scienceprojectideasforkids
- Процес на преобразуване на енергия от слънчева енергия от новини за алтернативна енергия
- фотоволтаични клетки от nasa
- Батерийна система от gstatic
- Контролер за зареждане от cpssolar
