Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe wordt zonnewarmte omgezet in energie?

Zonnewarmte wordt via verschillende methoden omgezet in energie, waarbij elk verschillende principes van de fysica benutten:

1. Fotovoltaïsche (PV) cellen:

* principe: Het fotovoltaïsche effect. Lichte fotonen raken een halfgeleidermateriaal (meestal silicium), opwindende elektronen naar een hoger energieniveau. Deze opgewonden elektronen stromen vervolgens door een extern circuit en genereren elektriciteit.

* Uitvoer: Directe stroom (DC) elektriciteit.

* Toepassing: Zonnepanelen, gebruikt voor het genereren van elektriciteit in huizen, bedrijven en grootschalige energiecentrales.

2. Thermische systemen voor zonne -energie:

* principe: Absorptie van zonnestraling door een materiaal, dat opwarmt en de warmte overbrengt naar een werkende vloeistof.

* Uitvoer: Warmte -energie, die direct kan worden gebruikt voor verwarming of om elektriciteit te genereren.

* typen:

* Passieve zonne -energie: Gebruikt het gebouwontwerp om zonnewarmte vast te leggen en te verdelen (bijv. Ramen op het zuiden, thermische massawanden).

* Actieve zonne -energie: Gebruikt mechanische componenten zoals pompen en ventilatoren om de verwarmde vloeistof te circuleren (bijvoorbeeld zonneboilers, geconcentreerd zonne -vermogen).

* Toepassing: Verwarmingswater, ruimteverwarming, industriële processen en elektriciteitsopwekking (geconcentreerd zonne -energie).

3. Geconcentreerd zonne -vermogen (CSP):

* principe: Gebruikt spiegels om zonlicht op een ontvanger te concentreren, de warmte te concentreren en zeer hoge temperaturen te bereiken (tot 1.000 ° C).

* Uitvoer: Warmte -energie, gebruikt om turbines aan te drijven voor het genereren van elektriciteit.

* typen:

* Parabolische trog: Gebruikt gebogen spiegels om zonlicht te concentreren op een buis met een warmteoverdrachtsvloeistof.

* Power Tower: Gebruikt honderden spiegels om zonlicht op een centrale torenontvanger te reflecteren.

* Dish/Stirling: Gebruikt een schotelvormige spiegel om zonlicht op een Stirling-motor te concentreren.

* Toepassing: Grootschalige elektriciteitsopwekking.

4. Zonne-geassisteerde warmtepompen (SAHP):

* principe: Combineert thermische energie op zonne -energie met een warmtepompsysteem. Zonne -energie verwarmt het water voor, waardoor het werk wordt verminderd dat vereist is door de warmtepomp en de efficiëntie verhogen.

* Uitvoer: Verwarm energie voor ruimteverwarming en waterverwarming.

* Toepassing: Residentiële en commerciële gebouwen.

5. Solar brandstoffen:

* principe: Zonlicht gebruiken om chemische reacties aan te sturen die energie opslaan in de vorm van brandstoffen (bijv. Waterstof, methanol, biobrandstoffen).

* Uitvoer: Chemische energie opgeslagen in brandstoffen.

* Toepassing: Potentieel voor langdurige energieopslag en transportbrandstof.

Samenvattend:

Methoden voor zonne -energieconversie maken gebruik van verschillende fysieke principes om zonlicht om te zetten in nuttige vormen van energie. De methode -keuze hangt af van de gewenste output, schaal van toepassing en specifieke vereisten.