Jak działa energia słoneczna?

Istnieje wiele różnych metod, dzięki którym energia słoneczna działa. W najszerszym tego słowa znaczeniu prawie całą energię na Ziemi można technicznie przypisać energii słonecznej, ale większość z nich byłaby trudna do wykorzystania przez ludzi. To wdrożenie technologii takich jak kolektory ciepła i systemy fotowoltaiczne sprawiają, że energia słoneczna działa na ludzi w praktyczny sposób. Niektóre z tych technologii są wdrażane na skalę przemysłową, podczas gdy inne są zaprojektowane specjalnie do użytku osobistego.

Dwa główne produkty wytwarzane przez słońce to światło i ciepło. Jako takie, nie jest zaskakujące, że technologie zastosowane do uruchomienia energii słonecznej koncentrują się na wykorzystaniu tych dwóch obszarów. Słoneczne podgrzewacze wody stosowane w zastosowaniach domowych często wykorzystują kolektory ciepła jako przykład. Alternatywnie, systemy fotowoltaiczne lub panele słoneczne zbierają światło i przekształcają je w energię elektryczną.

Podobnie jak w przypadku każdego rodzaju energii, energia słoneczna może działać tylko wtedy, gdy można ją w jakiś sposób odpowiednio przetworzyć. Niezależnie od tego, czy dzieje się tak w przypadku roślin poprzez naturalny proces fotosyntezy, czy inżynierii ludzkiej, konwersja następuje w pewnym procesie. Entropia, czyli drugie prawo dynamiki cieplnej, stwierdza, że ​​przy każdej konwersji energia potencjalna w stanie początkowym zawsze będzie większa niż energia potencjalna w stanie przekształconym. W związku z tym projekty dotyczące energii słonecznej mają na celu znalezienie sposobów na jak największą konwersję tej energii.

Wydaje się, że w przemysłowej produkcji energii słonecznej skupiono się głównie na kolektorach ciepła. Systemy te są często umieszczane w liniach i wyglądają trochę jak zakrzywione koryta. Promienie słoneczne uderzają w wysoce odbijającą powierzchnię koryt, które koncentrują ciepło na kanale znajdującym się tuż przed reflektorami. Wewnątrz tej rurki znajduje się ciecz podgrzewana do bardzo wysokich poziomów, często ponad 5400 stopni Fahrenheita (ponad 3000 stopni Celsjusza).

Jednak proces konwersji jest nadal potrzebny, aby ten rodzaj energii słonecznej działał. Ogrzana ciecz jest następnie przenoszona do innego miejsca, gdzie wytwarza parę. Para jest następnie wykorzystywana do obracania turbin, które są bezpośrednio odpowiedzialne za wytwarzanie energii elektrycznej. Energia elektryczna jest następnie umieszczana na sieci, aby mogła zostać dostarczona do użytkownika końcowego.

Fotowoltaika to kolejna metoda wykorzystywania energii słonecznej do praktycznego zastosowania. Niektóre materiały mogą wytwarzać iskrę elektryczną, gdy zostaną uderzone przez światło. Energię elektryczną można następnie przechowywać w akumulatorach lub wykorzystywać bezpośrednio. W ten sposób działa większość produktów oświetleniowych zasilanych energią słoneczną, chociaż lumenów wytwarzanych w tych światłach na ogół nie są tak wysokie, jak przy użyciu energii elektrycznej z bardziej konwencjonalnych metod. Technologia ta rozwija się szybko i staje się coraz bardziej wydajna z każdym rokiem.