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Woraus besteht Sonnenenergie?

Sonnenenergie ist die Energie, die von der Sonne kommt und die wir dank Sonnenstrahlung einfangen können. Diese Energiequelle repräsentiert die Hauptenergiequelle auf der Erde. Da es sich um eine unerschöpfliche Quelle handelt, wird es als erneuerbare Energie betrachtet.

Woraus besteht Sonnenenergie?

Viele andere Energiequellen werden aus dieser Energie abgeleitet, wie zum Beispiel:

  • Windenergie, die die Kraft des Windes nutzt. Der Wind wird erzeugt, wenn die Sonne große Luftmengen erwärmt.
  • Fossile Brennstoffe, die aus organischer Zersetzung stammen. Die organischen Zersetzungen waren größtenteils Pflanzen, die Photosynthese durchführten.
  • Hydraulische Energie, die die potentielle Energie von Wasser nutzt. Wenn Sonneneinstrahlung nicht möglich wäre, wäre der Wasserkreislauf möglich.
  • Die Energie aus Biomasse, die wiederum die Frucht der Photosynthese von Pflanzen ist.

Die einzigen Ausnahmen sind Atomkraft, Geothermie und Gezeitenkraft. Es kann direkt für Energiezwecke verwendet werden, um mit verschiedenen Arten von Systemen Wärme oder Strom zu erzeugen.

Aus energetischer Sicht handelt es sich um eine alternative Energie zu klassischen fossilen Brennstoffen, die als erneuerbare Energie gilt. Solarenergie kann durch verschiedene Technologien und für verschiedene Zwecke angemessen genutzt werden, auch wenn sie in technologischen Versionen ohne Energiespeicherung enthalten ist.

Beispiele für Sonnenenergie

Einige Beispiele für die Nutzung von Sonnenenergie sind:

  • Anlagen mit Photovoltaik-Modulen zur Erzeugung elektrischer Energie. Diese Einrichtungen werden in Häusern, Berghütten usw. verwendet.
  • Photovoltaikanlagen. Es handelt sich um große Erweiterungen von Photovoltaikmodulen, deren Ziel es ist, Strom für die Stromversorgung des Stromnetzes zu erzeugen.
  • Solarautos. Es wandelt Sonnenstrahlung in Elektrizität um, um einen Elektromotor anzutreiben.
  • Solarkocher. Wenn Systeme die Strahlung an einem Punkt konzentrieren, um die Temperatur zu erhöhen und kochen zu können.
  • Heizsysteme. Mit solarthermischer Energie kann eine Flüssigkeit erwärmt werden, die in einem Heizkreis verwendet werden kann.
  • Poolheizung.

Welche Arten von Sonnenenergie gibt es?

Es gibt drei Arten von Sonnenenergie:

  • Photovoltaik Solarenergie. Dank eines physikalischen Effekts kann Sonnenstrahlung elektrischen Strom erzeugen. Es ist daher eine Möglichkeit, diese Ressource in Elektrizität umzuwandeln.
  • Thermische Sonnenenergie. Dieses System nutzt die Wärmekapazität der Sonne. Sonnenstrahlung wird in Wärmeenergie umgewandelt, um eine Flüssigkeit zu erwärmen, die zum Heizen von sanitärem Warmwasser verwendet werden kann. In solarthermischen Kraftwerken wird Dampf und anschließend Strom erzeugt.
  • Passive Sonnenenergie. Dies ist eine Ressource, um die Solarwärme zu nutzen, ohne externe Ressourcen zu verwenden. Die Architekten können die Häuser ausrichten und entscheiden, wo sie Fenster anbringen, wobei zu berücksichtigen ist, wo die Sonnenstrahlung empfangen wird.

Wie wird Sonnenenergie erzeugt?

Aus physikalischer Sicht wird Sonnenenergie in der Sonne durch eine Abfolge von Kernreaktionen erzeugt. Wenn diese Energie die Erde erreicht, können wir sie auf viele Arten nutzen:

  • Verwendung von Sonnenkollektoren mit Photovoltaikzellen. Photovoltaik-Module bestehen aus einem Material, das beim Empfang von Licht ein Elektron direkt ionisiert und freisetzt. Mit der Summe mehrerer Elektronen werden elektrischer Strom und Elektrizität erzeugt.
  • Durch Sonnenkollektoren. Solarkollektoren sollen Sonnenstrahlung in Wärmeenergie umwandeln. Sein Zweck ist es, eine Flüssigkeit zu erhitzen, die im Inneren zirkuliert. In diesem Fall haben wir keinen Strom, aber wir haben eine Flüssigkeit mit einer hohen Temperatur, die in vielen Anwendungen verwendet werden kann.
  • Passive Sonnenenergie. Passive Solaranlagen zeichnen sich durch die Nutzung von Sonnenenergie ohne externen Energieeintrag aus. Zum Beispiel architektonische Entwürfe, die im Winter maximale Sonneneinstrahlung ermöglichen und im Sommer übermäßige Hitze vermeiden.

Wenn wir über Sonnenenergie sprechen, beziehen wir uns auf die elektrische oder thermische Energie, die durch Sonnenstrahlung erzeugt wurde. Aus physikalischer Sicht wird Sonnenenergie jedoch in der Sonne erzeugt. In der Sonne werden Millionen von Kernreaktionen erzeugt, die eine enorme Menge an Energie freisetzen, die uns in Form elektromagnetischer Wellen erreicht.

Was sind Sonnenkollektoren und Module?

Der Begriff Sonnenkollektoren wird für beide Methoden (Photovoltaik und Wärme) verwendet. Das Design unterscheidet sich jedoch erheblich, je nachdem, welche Art von Solartechnologie verwendet werden soll:

Das Solarthermie-Panel erwärmt mithilfe von Sonnenstrahlen eine im Inneren enthaltene Flüssigkeit mit besonderen Eigenschaften, die über einen Wärmetauscher Wärme an das in einem Speichertank enthaltene Wasser überträgt. In diesen Fällen spielt die Thermodynamik eine grundlegende Rolle.

Das Photovoltaik-Modul nutzt die Eigenschaften bestimmter Halbleiterelemente, um bei Sonneneinstrahlung elektrische Energie zu erzeugen. Dank des sogenannten Photovoltaikeffekts bewirkt die Sonneneinstrahlung die Bewegung von Elektronen in einer Komponente (normalerweise Silizium), wodurch ein kontinuierlicher elektrischer Strom erzeugt wird.

Es gibt auch das konzentrierende Solarpanel, das eine Reihe von Parabolspiegeln mit linearer Struktur verwendet. Der Zweck dieser Spiegel besteht darin, die Sonnenstrahlen über eine Empfangsröhre zu transportieren, die eine Wärmeübertragungsflüssigkeit oder eine Reihe von flachen Spiegeln zirkuliert, die die Strahlen am Ende eines Turms konzentrieren. In beiden Fällen wird die Empfangsvorrichtung auf sehr hohe Temperaturen (400 ° C ~ 600 ° C) erhitzt.

Wofür ist Sonnenenergie?

Solarenergie hat viele Verwendungszwecke und Anwendungen, die in drei Punkten zusammengefasst werden können:

  1. Erhalten Sie Strom auf nachhaltige Weise.
  2. Holen Sie sich Wärme, ohne fossile Brennstoffe zu verbrennen. Im Allgemeinen heißes Wasser.

Warmwasser

Derzeit werden Sonnenkollektoren verwendet, um Haushalte und kleine Gebäudekomplexe mit Warmwasser (Solarthermie) und Heizung zu versorgen. Es wurden Solarkraftwerke gebaut, die mithilfe von Dampfturbinen die gespeicherte Wärme in Strom umwandeln.

Diese Prototypen haben jedoch aufgrund der geringen Leistung dieser Kraftwerke im Vergleich zu den hohen Verwaltungskosten und der Unterbrechung der Stromversorgung keine breite Anwendung gefunden.

Stromerzeugung

Photovoltaik-Module werden in isolierten Solarsystemen verwendet, um Geräte außerhalb elektrischer Netze (Raumsonden, Telefon-Repeater in großer Höhe usw.) mit Strom zu versorgen. Sie werden auch in Anwendungen mit so geringem Energiebedarf eingesetzt, dass ein Anschluss an das Stromnetz nicht wirtschaftlich wäre (Lichtsignale, Parkuhren usw.).

Offensichtlich müssen diese Geräte mit Akkumulatoren ausgestattet sein, die in der Lage sind, überschüssigen Strom zu sammeln, der tagsüber erzeugt wird, um die Geräte nachts und in bewölkten Zeiten mit Strom zu versorgen, normalerweise Solarbatterien.

Sie werden auch in großen netzgekoppelten Systemen verwendet, obwohl die zugeführte Strommenge sowohl unter täglichen als auch unter saisonalen Bedingungen variabel ist und daher schwer vorherzusagen und nicht programmierbar ist.

Diese Diskontinuität macht es schwierig, den Strombedarf jederzeit zu decken, mit Ausnahme der Produktion mit einem großen Sicherheitsspielraum über den jährlichen Nachfragespitzen. Als Höhepunkt der Produktion von Solarkraftwerken im Sommer gelingt es ihm jedoch, die höhere interne Nachfrage aufgrund von Klimaanlagen auszugleichen.

Was sind die Vor- und Nachteile?

Die Nutzung von Sonnenenergie bringt bestimmte Vor- und Nachteile mit sich.

Die Hauptkritikpunkte oder Nachteile sind:

  • Hohe Investitionskosten pro Kilowatt erzielt.
  • Um einen sehr hohen Wirkungsgrad zu bieten.
  • Die erzielte Leistung hängt vom Sonnenplan, dem Wetter und dem Kalender ab. Aus diesem Grund ist es schwierig, genau zu wissen, welche elektrische Leistung wir zu einem bestimmten Zeitpunkt erhalten können. Dieser Nachteil verschwindet bei anderen Energiequellen wie Kernenergie oder fossiler Energie.
  • Die Energiemenge, die zur Herstellung eines Solarmoduls benötigt wird. Die Herstellung von Photovoltaikmodulen erfordert viel Energie und verwendet häufig nicht erneuerbare Energiequellen wie Kohle.

Auf der anderen Seite müssen Sie die Vorteile der Solarenergie berücksichtigen:

  • Die Befürworter unterstützen in naher Zukunft Kostensenkungen und Effizienzgewinne aufgrund von Skaleneffekten und technologischen Verbesserungen zukünftiger Solarsysteme.
  • In Bezug auf das Fehlen dieser Energiequelle in der Nacht weisen sie auch darauf hin, dass die maximale Spitze des Stromverbrauchs tatsächlich tagsüber erreicht wird, dh während der maximalen Erzeugung von Sonnenenergie.
  • Es ist eine erneuerbare Energiequelle. Mit anderen Worten, es ist unerschöpflich.
  • Es ist eine umweltfreundliche Energie. Es erzeugt keine Treibhausgase und trägt daher nicht dazu bei, das Problem des Klimawandels zu verschärfen.
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Geändert am: 29. März 2020