Как работает солнечная энергия?

Солнечная энергия работает путем преобразования энергии солнца в электроэнергию. Есть две формы энергии, вырабатываемой солнцем для нашего использования – электричество и тепло.

И то, и другое генерируется за счет использования солнечных панелей, размеры которых варьируются от крыш жилых домов до «солнечных ферм», раскинувшихся на акрах сельской земли.

Является ли солнечная энергия экологически чистым источником энергии?

Да, солнечная энергия является возобновляемым и бесконечным источником энергии, который не создает вредных Выбросы парниковых газов — пока солнце продолжает светить, энергия будет высвобождаться.

Углеродный след солнечных панелей уже довольно мал, поскольку они служат более 25 лет без потери эффективности. А материалы, используемые в панелях, все чаще перерабатываются, поэтому углеродный след будет продолжать сокращаться.

Когда была открыта солнечная энергия?

Солнечная энергия использовалась людьми еще в 7 веке до нашей эры, когда люди использовали солнечный свет для разжигания огня, отражая солнечные лучи на блестящие предметы. Позже, в 3 веке до нашей эры, греки и римляне использовали солнечную энергию с помощью зеркал, чтобы зажигать факелы для религиозных церемоний.

В 1839 году, в возрасте всего 19 лет, французский физик Эдмон Беккерель открыл фотогальванический (ФЭ) эффект, экспериментируя с ячейкой из металлических электродов в проводящем растворе. Он отметил, что ячейка производила больше электричества, когда подвергалась воздействию света — это была фотогальваническая ячейка.

В 1954 году родилась фотоэлектрическая технология, когда Дэрил Чапин, Кэлвин Фуллер и Джеральд Пирсон разработали кремниевый фотоэлемент в Bell Labs в 1954 году – первый солнечный элемент, способный поглощать и преобразовывать достаточное количество солнечной энергии в энергию для работы повседневного электрического оборудования.

Сегодня спутники, космические аппараты, вращающиеся вокруг Земли, питаются от солнечной энергии.

Как именно производится электричество из солнечной энергии?

Солнечные панели обычно изготавливаются из кремния, установленного в металлическом каркасе панели со стеклянным корпусом. Когда фотоны или частицы света попадают на тонкий слой кремния в верхней части солнечной панели, они выбивают электроны из атомов кремния.

Этот фотоэлектрический заряд создает электрический ток (в частности, постоянный ток или постоянный ток), который улавливается проводкой в ​​солнечных панелях. Это электричество постоянного тока затем преобразуется инвертором в переменный ток (AC). Переменный ток — это тип электрического тока, используемый при подключении приборов к обычным настенным розеткам.

В чем разница между солнечными фотоэлектрическими панелями и солнечными тепловыми панелями?

Солнечные фотоэлектрические панели вырабатывают электроэнергию, как описано выше, а солнечные тепловые панели вырабатывают тепло. Хотя источник энергии один и тот же — солнце — технологии в каждой системе разные.

Солнечная фотоэлектрическая энергия основана на фотогальваническом эффекте, при котором фотон (основная единица света) сталкивается с поверхностью полупроводника, такой как кремний, и вызывает высвобождение электрона. Солнечная тепловая энергия менее сложна и представляет собой прямое нагревание воды (или других жидкостей) солнечным светом. Для бытового использования солнечные тепловые панели также устанавливаются на крыше, обращенной к солнцу, нагревают воду, хранящуюся в баке с горячей водой, и таким образом обеспечивают горячее водоснабжение и отопление. В более широком масштабе солнечная тепловая энергия также может использоваться на электростанциях.

Что такое солнечные фермы?

Солнечные фермы, также известные как солнечные парки или солнечные поля, представляют собой большие участки земли, содержащие взаимосвязанные солнечные панели, расположенные вместе на многих акрах, для одновременного сбора большого количества солнечной энергии. Солнечные фермы предназначены для крупномасштабного производства солнечной энергии, которая подается непосредственно в сеть, в отличие от отдельных солнечных панелей, которые обычно питают один дом или здание.

Можно ли генерировать солнечную энергию в пасмурный день?

Да, это возможно — солнечной энергии требуется только некоторый уровень дневного света, чтобы использовать энергию солнца. Тем не менее, скорость, с которой солнечные панели вырабатывают электроэнергию, зависит от количества прямого солнечного света и качества, размера, количества и местоположения используемых панелей.

Кто является крупнейшим производителем солнечной энергии в мире?

Китай является крупнейшим производителем Производство электроэнергии на солнечных батареях в мире, произведя 261 659 ГВтч в 2020 году. На втором месте США, произведя 119 329 ГВтч в том же году, за ними следуют Япония, Индия и Германия.

Текущий рекорд пиковой выработки солнечной электроэнергии, зафиксированный нашими Национальный центр управления электроэнергией в Великобритании на 20 апреля 2020 года составляет 9680 МВт — достаточно, чтобы вскипятить пять миллионов чайников!

Что мы делаем, чтобы увеличить количество солнечной энергии в сети Великобритании?

National Grid ESO готовит британскую электроэнергетическую систему к тому, чтобы к 2025 году она могла работать на электричестве с нулевым выбросом углерода, готовая приспособиться к любому количеству возобновляемой электроэнергии, включая солнечную энергию, которая вырабатывается.

Чтобы постоянно увеличивать объемы возобновляемой энергии в сети и снижать затраты для клиентов, они работают над решением двух взаимосвязанных задач: обеспечение баланса спроса на электроэнергию за счет вырабатываемой электроэнергии и обновление основ системы электроснабжения. Электричество исторически зависело от ископаемого топлива, поэтому они разрабатывают новые подходы и внедряют новые технологии.

В недавнем успешное испытание , в составе Силовой потенциал В рамках проекта инверторы на солнечной электростанции были модернизированы таким образом, чтобы, помимо обеспечения электроэнергией в солнечный день, электростанция могла также обеспечивать использование в ночное время, сглаживая колебания напряжения и поддерживая стабильность сети.

Солнечная энергия также играет роль в обеспечении частотной характеристики, одного из инструментов балансировки, которые ESO использует для поддержания баланса системы электроснабжения.

В ходе недавнего судебного разбирательства был заключен контракт, полностью заключенный с внутренними пользователями, что позволило им получать оплату за экспорт своей избыточной энергии в сеть и одновременно помочь сбалансировать спрос и предложение с более чистой децентрализованной энергией.