Günəş enerjisi günəş tərəfindən yaradılan hər hansı bir enerji növüdür.

Günəş enerjisi günəşdə baş verən nüvə füzyonu ilə yaradılmışdır. Fusion, hidrogen atomlarının protonları, bir helium atomu yaratmaq üçün günəşin nüvəsində şiddətlə toqquşduqda meydana gəlir.

Bir PP (Proton Proton) zəncirvari reaksiya olaraq tanınan bu proses çox böyük bir enerji yaydırır. Nişanında günəş hər saniyədə 620 milyon metrik ton hidrogendən qoruyur. PP zəncirvari reaksiya, günəşimizin ölçüsü olan digər ulduzlarda baş verir və davamlı enerji və istilik ilə təmin edir. Bu ulduzlar üçün temperatur, Kelvin miqyasında təxminən 4 milyon dərəcə (təxminən 4 milyon dərəcə, 7 milyon dərəcə fahrenheit).

Günəşdən təxminən 1,3 dəfə böyük olan ulduzlarda, CNO dövrü enerji yaradır. CNO dövrü də hidrogen heliuma çevirir, lakin bunu etmək üçün karbon, azot və oksigen (c, n və o) güvənir. Hal-hazırda, günəş enerjisinin iki faizindən az hissəsi CNO dövrü tərəfindən yaradılır.

PP zəncirvari reaksiya və ya CNO dövrü ilə nüvə qaynaşması dalğalar və hissəciklər şəklində böyük miqdarda enerji verir. Günəş enerjisi daim günəşdən və günəş sistemindən axandır. Günəş enerjisi, yer üzünü istiləşdirir, külək və havaya səbəb olur və bitki və heyvan həyatı dəstəkləyir.

Elektromaqnit radiasiya şəklində günəşdən enerji, istilik və işığı uzaqlaşdırır.

Elektromaqnit spektri müxtəlif tezliklərin və dalğa uzunluqlarının dalğaları kimi mövcuddur. Bir dalğanın tezliyi, dalğanın neçə dəfə müəyyən bir vahidi ilə təkrarladığını göstərir. Çox qısa dalğa uzunluqları olan dalğalar bir neçə dəfə bir neçə dəfə təkrar edirlər, buna görə də yüksək tezliklidirlər. Bunun əksinə olaraq, aşağı tezlikli dalğaların daha uzun dalğa uzunluğu var.

Elektromaqnit dalğalarının böyük əksəriyyəti bizim üçün görünməzdir. Günəş tərəfindən yayılan ən yüksək tezlikli dalğalar qamma şüaları, rentgen və ultrabənövşəyi radiasiya (UB şüaları). Ən zərərli UB şüaları demək olar ki, yer atmosferi ilə tamamilə mənimsənilir. Daha az güclü Uv şüaları atmosferdən keçir və günəş yanığına səbəb ola bilər.

Günəş, dalğaları daha aşağı tezlikli olan infraqırmızı radiasiya da yayır. Günəşdən ən çox istilik infraqırmızı enerji kimi gəlir.

İnfraqırmızı və UV arasında sandwiched, yer üzündə gördüyümüz bütün rəngləri olan görünən spektrdir. Rəng qırmızı rəngdə ən uzun dalğa uzunluqları (infraqırmızı) və bənövşəyi (UV-ə ən yaxın) ən qısa (UV-ə ən yaxın) var.

Təbii günəş enerjisi

İstixana effekti
Yerə çatan infraqırmızı, görünən və UB dalğaları planetin istiləşməsi və mümkün olan "istixana effekti" adlandırılması prosesində iştirak edir.

Yerə çatan günəş enerjisinin təxminən 30 faizi kosmosa əks olundu. Qalanları Yer atmosferinə hopdurulur. Radiasiya Yer səthini istiləşdirir və səthi infraqırmızı dalğalar şəklində bir qismi geri yayılır. Atmosferdən keçdikcə, su buxarı və karbon qazı kimi istixana qazları ilə tutulur.

İstixana qazları atmosferə qayıdan istiliyi tələyə salır. Bu şəkildə, istixananın şüşə divarları kimi davranırlar. Bu istixana effekti, dünyanı həyatı qorumaq üçün kifayət qədər isti saxlayır.

Fotosintez
Demək olar ki, yer üzündəki bütün həyat, ya birbaşa, ya da dolayı yolla, yemək üçün günəş enerjisinə güvənir.

İstehsalçılar birbaşa günəş enerjisinə etibar edirlər. Günəş işığını udur və fotosintez adlı bir proses vasitəsilə qida maddələrinə çevirirlər. AutoTrofs adlanan istehsalçılar, bitkilər, yosun, bakteriya və göbələklər daxildir. AutoTroflar qida internetinin təməlidir.

İstehlakçılar qida maddələri üçün istehsalçılara etibar edirlər. Herbivores, karnavorlar, hər şeynores və zərərsizlər dolayı yolla günəş enerjisinə güvənirlər. Herbivores bitki və digər istehsalçılar yeyirlər. Karnavorlar və hər şeydən sonra həm istehsalçı, həm də ot bitkiləri yeyirlər. Detritivorlar onu istehlak edərək bitki və heyvan maddələrini parçalayırlar.

Qalan yanacaq
Fotosintez də yer üzündəki yanacaq yanacaqlarına görə də məsuliyyət daşıyır. Elm adamları təxminən üç milyard il əvvəl, ilk avtotroflar su parametrlərində inkişaf etdiyini təxmin edirlər. Günəş işığı əkməyə və inkişaf etmək üçün bitki həyatına icazə verdi. Avtotroflar öldükdən sonra, bəzən minlərlə metrə daha da dərinləşərək diz çökdülər. Bu proses milyonlarla il davam etdi.

Güclü təzyiq və yüksək temperatur altında bu qalıqlar qalıq yanacaq kimi tanıdığımız şey oldu. Mikroorqanizmlər neft, təbii qaz və kömür oldu.

İnsanlar bu fosil yanacaqları çıxarmaq və enerji üçün istifadə etmək üçün proseslər inkişaf etdirdilər. Bununla birlikdə, fosil yanacaqları qeyri-narahat olmayan bir qaynaqdır. Formaya milyonlarla il çəkirlər.

Günəş enerjisini istifadə etmək

Günəş enerjisi bərpa olunan bir qaynaqdır və bir çox texnologiyalar birbaşa ev, müəssisələr, məktəblərdə və xəstəxanalarda istifadə üçün onu yığa bilər. Bəzi günəş enerjisi texnologiyalarına fotovoltaik hüceyrələr və panellər, konsentrat günəş enerjisi və günəş arxitekturası daxildir.

Günəş radiasiyasını ələ keçirmək və onu istifadə olunan enerjiyə çevirmək üçün müxtəlif yollar var. Metodlar ya aktiv günəş enerjisi, ya da passiv günəş enerjisindən istifadə edir.

Aktiv Günəş Texnologiyaları, günəş enerjisini aktiv şəkildə başqa bir enerji, ən çox istilik və ya elektrik enerjisinə çevirmək üçün elektrik və ya mexaniki cihazlardan istifadə edir. Passiv günəş texnologiyaları heç bir xarici cihazdan istifadə etmir. Bunun əvəzinə, qış dövründə istilik quruluşlarına yerli iqlimdən faydalanırlar və yayda istiliyi əks etdirirlər.

Fotovoltaika

PhotoVoltaics, 1839-cu ildə 19 yaşlı fransız fiziki Alexandre-Edmond Becquerel tərəfindən aşkar edilmiş aktiv günəş texnologiyasının bir formasıdır. Becquerel, bir turşu həllində gümüş-xlorid yerləşdirdikdə və günəş işığına məruz qaldıqda, ona əlavə edilmiş platin elektrodları elektrik cərəyanını yaratdı. Solar radiasiyasından birbaşa elektrik enerjisi istehsalının bu prosesi fotovoltaik effekti və ya fotovoltaika adlanır.

Bu gün fotovoltaika, yəqin ki, günəş enerjisini istifadə etmək üçün ən tanış bir yoldur. Fotovoltaik seriallar ümumiyyətlə günəş panellərini, onlarla və ya yüzlərlə günəş hüceyrəsi kolleksiyasını əhatə edir.

Hər günəş hüceyrəsində ümumiyyətlə silikondan hazırlanmış yarımkeçirici var. Yarımkeçirici günəş işığını udursa, elektronları boş yerə vurur. Elektrik sahəsi bu boş elektrononu bir istiqamətdə axan elektrik cərəyanına yönəldir. Xarici bir obyekt üçün cari bir günəş hüceyrəsinin yuxarı və altındakı metal kontaktlar. Xarici obyekt günəşlə işləyən bir kalkulyator kimi kiçik və ya elektrik stansiyası qədər böyük ola bilər.

Fotovoltaika əvvəlcə kosmik gəmidə geniş istifadə edilmişdir. Beynəlxalq Kosmik Stansiya (ISS), o cümlədən bir çox peyk, günəş panellərinin geniş, əks "qanadları". ISS, hər biri 33.000 günəş hüceyrəsindən istifadə edərək iki günəş serialının qanadları (mişar) var. Bu fotovoltaik hüceyrələr, astronavtların stansiyanı işlətməsinə imkan verən bütün elektrik enerjisini verir, stansiyanı idarə etmək, bir anda aylar ərzində təhlükəsiz yaşayır və elmi və mühəndislik təcrübələri aparır.

Bütün dünyada fotovoltaik elektrik stansiyaları tikilmişdir. Ən böyük stansiyalar ABŞ, Hindistan və Çindədir. Bu elektrik stansiyaları ev, müəssisələr, məktəblər və xəstəxanalarda təmin etmək üçün istifadə olunan yüzlərlə meqavat elektrik enerjisi verir.

Fotovoltaik texnologiya da daha kiçik miqyasda quraşdırıla bilər. Günəş panelləri və hüceyrələri quruluş üçün elektrik enerjisi verən binaların damlarına və ya xarici divarlarına düzəldilə bilər. Onları yüngül magistral yolları üçün yollarla yerləşdirilə bilər. Günəş hüceyrələri, kalkulyatorlar, dayanacaq sayğacları, zibil kompaktorları və su nasosları kimi kiçik cihazları da gücləndirmək üçün kifayət qədər kiçikdir.

Konsentrat günəş enerjisi

Aktiv günəş texnologiyasının başqa bir növü cəmlənmiş günəş enerjisi və ya konsentrat günəş enerjisi (CSP). CSP texnologiyası günəş işığını böyük bir ərazidən daha kiçik bir əraziyə yönəltmək (cəmləşdirmək) üçün linzalar və güzgülərdən istifadə edir. Radiasiya bu gərgin sahəsi, növbədə elektrik enerjisini və ya yanacaq əldə edən bir maye qızdırır.

Günəş sobaları konsentrat günəş enerjisinin nümunəsidir. Günəş enerjisi qüllələri, parabolik çubuqlar və fresnel reflektorları da daxil olmaqla bir çox müxtəlif növ günəş sobaları var. Enerji çəkmək və çevirmək üçün eyni ümumi metoddan istifadə edirlər.

Günəş enerjisi qüllələri Heliostats, günəş qövsü göydən keçməyə başlayan düz güzgülərdən istifadə edir. Güzgülər mərkəzi bir "kollektor qülləsi" ətrafında təşkil olunur və günəş işığını qüllənin mərkəzindəki bir nöqtədə parlayan bir konsentrat bir işığa qoyur.

Günəş enerjisi qüllələrinin əvvəlki dizaynında, konsentratlaşdırılmış günəş işığı bir turbini gücləndirən suyu bir konteynerdən qızdırdı. Son zamanlarda bəzi günəş enerjisi qüllələri daha yüksək istilik tutumu olan və daha uzun müddət istiliyi saxlayan maye natrium istifadə edir. Bu o deməkdir ki, mayenin nəinki 773 ilə 1,273k (500 ° ilə 1000 ° C və ya 932 ° ilə 1,832 ° F), su qaynar və günəş parıldayanda da güc yarada bilər.

Parabolik çubuqlar və fresnel reflektorları da CSP-dən istifadə edirlər, lakin güzgüləri fərqli formalaşır. Parabolik güzgülər bir yəhərə bənzər bir forma ilə əyridir. Fresnel Reflectors günəş işığını ələ keçirmək və onu bir tüpün altına yönəltmək üçün düz, nazik güzgü zolaqlarından istifadə edir. Fresnel reflekterləri parabolik çubuğundan daha çox səth sahəsi var və günəş enerjisini normal intensivliyinə təxminən 30 dəfə cəmləyə bilər.

Konsentrasiya edilmiş günəş elektrik stansiyaları ilk dəfə 1980-ci illərdə hazırlanmışdır. Dünyadakı ən böyük müəssisə ABŞ-ın Kaliforniya ştatındakı Mojave səhrasında bir sıra bitkilərdir. Bu günəş enerjisi istehsal edən sistem (Segs) hər il 650-dən çox gigawatt-saat elektrik enerjisi istehsal edir. İspaniya və Hindistanda digər böyük və effektiv bitkilər hazırlanmışdır.

Konsentrat günəş enerjisi daha kiçik miqyasda istifadə edilə bilər. Məsələn, günəş ocağı üçün istilik yarada bilər. Dünyadakı kəndlərdə olan insanlar, sanitariya üçün su qaynatmaq və yemək bişirmək üçün günəş ocağı istifadə edirlər.

Günəş oykaçıları odun yandıran sobalar üzərində bir çox üstünlük verirlər, onlar yanğın təhlükəsi deyil, tüstü çıxarmayın, yanacaq tələb etmirlər və ağacların yanacaq üçün yığılacağı meşələrdə yaşayış itkisini azaltmırlar. Günəş oykaçıları, kəndlilərin yanında odun, iş, sağlamlıq və ya ailənin yanında odun yığmaq üçün istifadə olunan vaxt ərzində vaxt keçirməyə imkan verir. Günəş ocağı, Çad, İsrail, Hindistan və Peru kimi müxtəlif bölgələrdə istifadə olunur.

Günəş arxitekturası

Bir gün ərzində günəş enerjisi istilik konvekti prosesinin bir hissəsidir və ya isti məkanından daha sərin bir yerə istilik hərəkətidir. Günəş çıxdıqda, yer üzündəki əşyalar və material istiləşməyə başlayır. Gün ərzində bu materiallar günəş radiasiyasından istiliyi udur. Gecələr, günəş batanda və atmosferin soyudulduğu zaman materiallar istiliyini geri atmosferə qaytarır.

Passiv günəş enerjisi texnikaları bu təbii istilik və soyutma prosesindən yararlanır.

Evlər və digər binalar istilik səmərəli və ucuz şəkildə yaymaq üçün passiv günəş enerjisini istifadə edirlər. Bir binanın "istilik kütləsinin" hesablanması bunun nümunəsidir. Bir binanın istilik kütləsi gün ərzində qızdırılan materialın əsas hissəsidir. Bir binanın istilik kütləsinin nümunələri ağac, metal, beton, gil, daş və ya palçıqdır. Gecələr istilik kütləsi istiliyini yenidən otağa qoyur. Effektiv havalandırma sistemləri-koridorlar, pəncərələr və hava kanalları - istilənmiş havanı paylayır və orta, ardıcıl qapalı temperatur saxlayır.

Passiv günəş texnologiyası tez-tez bir binanın dizaynında iştirak edir. Məsələn, tikinti işlərinin planlaşdırılması mərhələsində mühəndis və ya memar binanı günəşin gündəlik işığı olan günəş işığını almaq üçün gündəlik yolu ilə uyğunlaşdıra bilər. Bu üsul müəyyən bir ərazinin enlik, hündürlüyü və tipik bulud örtüyü nəzərə alınır. Bundan əlavə, termal izolyasiya, istilik kütləsi və ya əlavə kölgəyə sahib olmaq üçün binalar tikilə və ya geri çəkilə bilər.

Passiv günəş arxitekturasının digər nümunələri sərin damlar, parlaq maneələr və yaşıl damlardır. Sərin damlar ağ rəngə boyanır və onu udmaq əvəzinə günəşin radiasiyasını əks etdirir. Ağ səth binanın içərisinə çatan istilik miqdarını azaldır ki, bu da binanı sərinləmək üçün lazım olan enerjinin miqdarını azaldır.

Parlaq maneələr sərin damlara bənzər şəkildə işləyir. Alüminium folqa kimi yüksək yansıtıcı materiallarla izolyasiya təmin edirlər. Folqa əks etdirir, əvəzinə, istiliyin əvəzinə və soyutma xərclərini 10 faizə qədər azalda bilər. Dam və çardaqlara əlavə olaraq, parlaq maneələr də döşəmələrin altına quraşdırıla bilər.

Yaşıl damlar tamamilə bitki örtüyü ilə örtülmüş damlardır. Bitkiləri və suya davamlı bir təbəqə olan torpaq və suvarma tələb edirlər. Yaşıl damlar yalnız udulmuş və ya itirilmiş istilik miqdarını azaltmır, həm də bitki örtüyünü təmin edir. Fotosintez vasitəsilə, yaşıl damdakı bitkilər karbon qazı və oksigen yayır. Yağış suyu və havadan çirkləndiriciləri süzgəcdən keçirirlər və bu məkanda enerji istifadəsinin bəzi təsirlərini əvəz edirlər.

Yaşıl damlar əsrlər boyu Skandinaviyada bir ənənə olmuş və bu yaxınlarda Avstraliya, Qərbi Avropa, Kanada və ABŞ-da məşhur oldu. Məsələn, Ford Motor Company, Michigan, Michigan, Michigan, Michigan, Michigan'da 42.000 kvadratmetr (450.000 kvadrat metr), Michigan, bitki örtüyü ilə 42.000 kvadrat metr (450.000 kvadrat metr). İstixana qazı tullantılarının azaldılması ilə yanaşı, damlar bir neçə santimetr yağışın bir neçə santimetrini udmaqla fırtına su axınını azaldır.

Yaşıl damlar və sərin damlar da "şəhər istilik adası" effektinə də qarşı çıxa bilər. Məşğul şəhərlərdə temperatur ətraf ərazilərdən daha yüksək ola bilər. Buna bir çox amillər buna kömək edir: şəhərlər istiliyi udmaq üçün asfalt və beton kimi materiallardan tikilir; Uzun boylu binalar küləyi və onun soyuducu effektləri; Yüksək miqdarda tullantı istiliyi sənaye, trafik və yüksək populyasiyalar tərəfindən yaradılır. Ağac əkmək və ya ağ damları olan istiliyi əks etdirən damdakı mövcud məkandan istifadə edərək şəhər yerlərində yerli temperatur artımını qismən yüngülləşdirə bilər.

Günəş enerjisi və insanlar

Günəş işığı yalnız günün təxminən yarısında dünyanın əksər hissəsində parıldadığı üçün günəş enerjisi texnologiyalarının qaranlıq saatlar zamanı enerjinin saxlanması üsullarını da əhatə etməlidir.

İstilik kütləvi sistemləri, enerjini istilik şəklində saxlamaq üçün Parafin mumu və ya müxtəlif duz formalarından istifadə edir. PhotoVoltaic sistemləri yerli enerji şəbəkəsinə artıq elektrik enerjisi göndərə və ya enerjini şarj edilə bilən batareyalarda saxlaya bilər.

Günəş enerjisindən istifadə etmək üçün bir çox üstünlük və mənfi cəhətlər var.

Üstünlük
Günəş enerjisindən istifadə etmək üçün böyük bir üstünlük, bərpa olunan bir qaynaqdır. Digər beş milyard il ərzində davamlı, sonsuz günəş işığının təminatına sahib olacağıq. Bir saatdan sonra, Yer atmosferi bir il ərzində Yer üzündə hər bir insanın elektrik enerjisi ehtiyaclarını gücləndirmək üçün kifayət qədər günəş işığı alır.

Günəş enerjisi təmizdir. Günəş texnologiyası avadanlıqları tikilib yerində qurulduqdan sonra günəş enerjisi işə yanacaq lazım deyil. Ayrıca istixana qazları və ya zəhərli materiallar yaymaq olmur. Günəş enerjisi istifadə edərək ətrafdakı təsirləri kəskin şəkildə azalda bilər.

Günəş enerjisinin praktik olduğu yerlər var. Yüksək miqdarda günəş işığı və aşağı bulud örtüyü olan ərazilərdə evlər və binalar günəşin bol enerjisini istifadə etmək imkanı var.

Günəş oykaçıları, iki milyard insanın etibar etdiyi ağacdan hazırlanmış soba ilə bişirmək üçün əla alternativ təmin edir. Günəş oykaçıları su təmizləmək və yemək bişirmək üçün daha təmiz və daha etibarlı bir yol təqdim edirlər.

Günəş enerjisi, külək və ya su elektrik enerjisi kimi digər bərpa olunan enerji mənbələrini tamamlayır.

Uğurlu günəş panellərini quraşdıran evlər və ya müəssisələr əslində artıq elektrik enerjisi istehsal edə bilərlər. Bu ev sahibləri və ya sahibkarlar enerji enerjisini elektrik provayderinə geri satır, güc sənədlərini azaldır və ya hətta aradan qaldırır.

Dezavantajlar
Günəş enerjisindən istifadə etmək üçün əsas maneə tələb olunan avadanlıqdır. Günəş texnologiyası avadanlığı bahadır. Avadanlıqların alınması və quraşdırılması fərdi evlər üçün on minlərlə dollara başa gələ bilər. Hökumət tez-tez günəş enerjisindən istifadə edən insanlara və müəssisələrə vergiləri azaldır və texnologiya elektrik veksellərini aradan qaldıra bilər, ilkin dəyəri çoxlarının düşünmək üçün çox dikdir.

Günəş enerjisi avadanlıqları da ağırdır. Bir binanın damında günəş panellərini geri götürmək və ya quraşdırmaq üçün dam güclü, böyük və günəşin yoluna yönəldilmiş olmalıdır.

Həm aktiv, həm də passiv günəş texnologiyası iqlim və bulud örtüyü kimi nəzarətimizdən kənar amillərdən asılıdır. Günəş enerjisinin həmin ərazidə effektiv olub olmadığını müəyyən etmək üçün yerli ərazilər öyrənilməlidir.

Günəş işığı bol və günəş enerjisinin səmərəli bir seçim olması üçün ardıcıl olmalıdır. Yerdəki yerlərdə, günəş işığının dəyişkənliyi yalnız enerji mənbəyi kimi həyata keçirməyi çətinləşdirir.