Η ηλιακή ενέργεια είναι το φως και η ακτινοβολία του Ήλιου που ελέγχουν το κλίμα και τον καιρό στη Γη και διατηρούν τη ζωή. Πρόκειται για μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας και προέρχεται από τη θερμονυκλειδική διαδικασία που μετατρέπει περίπου 650.000.000 τόνους υδρογόνου σε ήλιο σε κάθε δευτερόλεπτο. Αυτή η δράση παράγει πολύ θερμότητα και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Η παραγόμενη θερμότητα παραμένει στον ήλιο και είναι χρήσιμη για τη διατήρηση της θερμονυκλειδικής αντίδρασης, ενώ η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, μαζί με την ορατή, την υπεριώδη και την υπεριώδη ακτινοβολία, εκτείνεται σε όλες τις κατευθύνσεις. Η ηλιακή ενέργεια είναι στην πραγματικότητα πυρηνική ενέργεια. Σαν όλα τα αστέρια, ο ήλιος είναι ένα μεγάλο σφαιρικό σώμα αερίων, που αποτελείται κυρίως από υδρόγειο και ήλιο. Στην εσωτερική επιφάνεια του ήλιου, το 25% του υδρογόνου μετατρέπεται σε ήλιο με ρυθμό περίπου 7 × 1011 κιλά υδρογόνου ανά δευτερόλεπτο.
Η θερμότητα από το κέντρο εξαπλώνεται πρώτα και στη συνέχεια μεταφέρεται στην επιφάνεια του ήλιου, όπου διατηρείται σε θερμοκρασία 5800 K. Σύμφωνα με το νόμο του Stefan-Boltzmann, η συνολική ενέργεια που εκτίθεται από τον ήλιο, και επομένως, η ποσότητα ηλιακής ενέργειας που λαμβάνουμε εδώ στη Γη, είναι σημαντικά εξαρτημένη από αυτή την επιφανειακή θερμοκρασία. Σήμερα, τα συστήματα ηλιακής ενέργειας παίζουν σημαντικό ρόλο στον τομέα της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ή άλλων οικιακών χρησιμοποιήσεων, όπως η θέρμανση νερού, η μαγείρεμα κλπ. Ως γνωστό, ο μεγαλύτερος μέρος της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας εξαρτάται από τον άνθρακα που χρησιμοποιείται σε θερμοηλεκτρικά εργοστάσια (στην Ινδία, το 65% της συνολικής παραγωγής ενέργειας προέρχεται από θερμοηλεκτρικά εργοστάσια). Ωστόσο, το βασικό πρόβλημα είναι ότι το καύσιμο που χρησιμοποιείται στα θερμοηλεκτρικά εργοστάσια είναι ο άνθρακας, ο οποίος είναι περιορισμένος και μπορεί να μην είναι διαθέσιμος στο μέλλον για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτός είναι ο βασικός λόγος που τα συστήματα ηλιακής ενέργειας έρχονται στην εικόνα.
Τα συστήματα ηλιακής ενέργειας είναι μια απόλυτη πηγή ενέργειας χωρίς ρύπανση και πάντα διαθέσιμη, καθώς ο ήλιος είναι η μοναδική πηγή ηλιακής ενέργειας (επίσης γνωστή ως ανανεώσιμη ενέργεια ή μη συμβατική ενέργεια) που βρίσκεται στο κέντρο του ηλιακού συστήματος και εκτίθεται ενέργεια με εξαιρετικά μεγάλο και σχετικά σταθερό ρυθμό, καθημερινά και ετησίως, ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Ο ήλιος περιέχει τεράστια ποσότητα ενέργειας, αλλά η συνολική ενέργεια δεν εκμεταλλεύεται στη Γη λόγω κάποιων λόγων, όπως-
Η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονα της.
Ατμοσφαιρικοί λόγοι της Γης.
Η Γη απομακρύνεται από τον ήλιο.
Όμως, το βασικό είναι ότι, παρά τα εμπόδια, η ενέργεια του ήλιου που φθάνει στη Γη είναι αρκετή για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς ρύπανση. Λόγω αυτής της σκέψης, μειώνουμε κάπως τη χρήση θερμοηλεκτρικών εργοστασίων, εργοστασίων αερίου κλπ. και διατηρούμε τις μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως ο άνθρακας, τα πετρέλαια κλπ., για το μέλλον. Τα τελευταία χρόνια, τα συστήματα ηλιακής ενέργειας έχουν αναδειχθεί ως βασική πηγή ενέργειας που μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, και σχεδόν όλες οι χώρες του κόσμου εκμεταλλεύονται την ηλιακή ενέργεια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, και αυτό είναι πολύ φθηνό. Το βασικό πλεονέκτημα των συστημάτων ηλιακής ενέργειας είναι ότι το φως του ήλιου είναι διαθέσιμο παντού δωρεάν. Για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ή τη μετατροπή ηλιακής ενέργειας σε άλλη μορφή ενέργειας, πρώτα επενδύουμε σημαντικό ποσό για τα ηλιακά πάνελ, που μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε άλλη μορφή, αλλά το βασικό πλεονέκτημα είναι ότι μετά την εγκατάσταση, δεν απαιτείται κανένα είδος συντήρησης για 40-50 χρόνια.
Ο πρώτος συλλέκτης ηλιακής ενέργειας δημιουργήθηκε από τον Ελβετό επιστήμονα Horace-Benedict de Saussure το 1767, ο οποίος χρησιμοποίησε ένα εμπλουτισμένο κουτί με τρία επίπεδα γυάλινης πλάκας που απορροφούσε θερμότητα. Μετά από αυτό, το κουτί του Saussure έγινε δημοφιλές και είναι γνωστό ως το πρώτο ηλιακό φούρνο, που φτάνει σε θερμοκρασίες 230 βαθμών Fahrenheit. Στη συνέχεια, το 1839, ένα σημαντικό σημείο στην πρόοδο της ηλιακής ενέργειας πραγματοποιήθηκε με την ανακάλυψη της φωτοβολταϊκής επίδρασης από τον Γάλλο επιστήμονα Edmond Becquerel. Σε αυτό, χρησιμοποίησε δύο ηλεκτρόδες που τοποθετήθηκαν σε ένα ηλεκτρολύτη και το εκτέθηκε στο φως, με αποτέλεσμα την τεράστια αύξηση της ηλεκτρικής ενέργειας. Μετά από αυτό, πολλά πειράματα έγιναν από διάφορους επιστήμονες με την πάροδο του χρόνου και βελτίωσαν τα συστήματα ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή περισσότερης ηλεκτρικής ενέργειας από την ηλιακή ενέργεια. Ωστόσο, και σήμερα, σε αυτόν τον τομέα, διεξάγονται πολλά πειράματα από επιστήμονες, πώς να εκμεταλλευτούν το μέγιστο της ηλιακής ενέργειας που είναι διαθέσιμη στη Γη.
Το 1873, ο Willoughby Smith ανακάλυψε τη φωτοδιαγωγικότητα ενός υλικού γνωστού ως σελήνιο. Το 1887, η ανακάλυψη της ικανότητας των υπεριώδων ακτινοβολιών να προκαλέσουν μια σπάρτη να πηδήξει μεταξύ δύο ηλεκτρόδων, έγινε από τον Heinrich Hertz. Το 1891, δημιουργήθηκε ο πρώτος ηλιακός θερμαντής. Το 1893, παρουσιάστηκε ο πρώτος ηλιακός κύκλος. Το 1908, ο William J. Baileys εφηύρε έναν συλλέκτη από χάλυβα, που κατασκευάστηκε με χαλυβάτικα κύκλωμα και κουτιά. Το 1958, η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιήθηκε στο διάστημα. Τη δεκαετία του '70, η Exxon Corporation σχεδίασε ένα αποδοτικό ηλιακό πάνελ που ήταν φθηνότερο να κατασκευαστεί. Η φθηνή διαδικασία κατασκευής του ηλιακού πάνελ έγινε ένα σημαντικό μειλίκιο στην ιστορία της ηλιακής ενέργειας. Το 1977, η κυβέρνηση των ΗΠΑ υιοθέτησε τη χρήση της ηλιακής ενέργειας με την ίδρυση του Ινστιτούτου Έρευνας Ηλιακής Ενέργειας. Το 1981, ο Paul Macready παρήγαγε το πρώτο αεροσκάφος που λειτουργούσε με ηλιακή ενέργεια. Το 1982, αναπτύχθηκαν τα πρώτα αυτοκίνητα με ηλιακή ενέργεια στην Αυστραλία. Το 1999, αναπτύχθηκε το μεγαλύτερο εργοστάσιο παραγωγής πάνω από 20 κιλοβατ.
Το 1999, αναπτύχθηκε ο πιο αποδοτικός ηλιακός κύκλος με φωτοβολταϊκή απόδοση 36%, και σήμερα παράγουμε 200 μεγαβατ έως 600 μεγαβατ ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακή ενέργεια, όπως στο Πάρκο Ηλιακής Ενέργειας της Γουτζάρατ στην Ινδία, ένα σύνολο ηλιακών φάρμων στην περιοχή της Γουτζάρατ, με συνολική εγκατεστημένη δυναμικότητα 605 μεγαβατ, και το Πάρκο Ηλιακής Ενέργειας Golmud στην Κίνα, με εγκατεστημένη δυναμικότητα 200 μεγαβατ.
Δήλωση: Σεβαστείτε το αρχικό, καλά άρθρα αξίζουν κοινή χρήση, εάν υπάρχει παραβίαση πνευματικών δικαιωμάτων επικοινωνήστε για
