מערכת אנרגיה סולארית | ההיסטוריה של האנרגיה הסולארית
מערכת אנרגיה סולארית
אנרגיה סולארית היא האור והחום הרדינטי מהשמש ששולטים במטאורולוגיה והאקלים של כדור הארץ ומשמרים את החיים. זו היא מקור אנרגיה מתחדש המגיע בתהליך תרמונוקליארי שמעביר בערך 650,000,000 טון של מימן להליום כל שניה. פעולה זו מייצרת הרבה חום ואלקטרומגנטיות. החום המיוצר נשאר בשמש ומסייע לשמור על התגובה התרמונוקליארית, ואילו הקרינה האלקטרומגנטית יחד עם קרינת גוף שחור, אינפרא-אדום ועל-סגול זורמת לחלל לכל הכיוונים. אנרגיה סולארית היא למעשה אנרגיה גרעינית. כמו כל הכוכבים, השמש היא כדור גז גדול העשוי בעיקר ממימן והליום. בפנים השמש 25% מהמימן מתמזג להליום ברate של בערך 7 × 1011 ק"ג ממימן לשנייה.
החום מהמרכז מתפשט קודם כל, ואז נשלח אל פני השטח של השמש, שם הוא נשמר בטמפרטורה של 5800 K. לפי חוק סטפן-בולצמן, הסך כל האנרגיה המשוחררת מהשמש, ולכן, כמות האנרגיה הסולארית שאנו מקבלים כאן בכדור הארץ, תלוי מאוד בטמפרטורת פני השטח. כיום, מערכות אנרגיה סולארית משחקות תפקיד חשוב בתחום ייצור חשמל או שימושים אחרים בבית כמו חימום מים, בישול וכדומה. כפי שאנו יודעים, החלק העיקרי של החשמל שנוצר תלוי בפחם המשמש במתקנים תרמיים (ב הודו 65% מהחשמל הנוצר מופק ממתקנים תרמיים). אבל הבעיה העיקרית כאן היא שהדלק שמופעל במתקנים תרמיים הוא פחם, שהוא מוגבל ועשוי לא להיות זמין בעתיד לייצור או לייצור חשמל. זהו הסיבה העיקרית לכך שמערכות אנרגיה סולארית נכנסות לתמונה.
מערכת אנרגיה סולארית היא מקור אנרגיה ללא זיהום תמיד זמין כי השמש היא המקור היחיד לאנרגיה סולארית (ידועה גם כאנרגיה מתחדשת או אנרגיה לא קונבנציונלית) שמצויה במרכז מערכת השמש ומפיקה אנרגיה בקצב עצום וקבוע יחסית, כל יום, כל שנה בצורה של קרינה אלקטרומגנטית. השמש מכילה כמות עצומה של אנרגיה, אך לא כל האנרגיה מנוצלת בכדור הארץ בשל סיבות מסוימות כמו-
כדור הארץ מסתובב סביב צירו הקוטבי.
סיבות אטמוספריות של כדור הארץ.
כדור הארץ נמצא מרוחק מהשמש.
אבל הדבר העיקרי הוא שהאנרגיה של השמש מגיעה לכדור הארץ בספיקה מספקת לייצור או לייצור חשמל ללא זיהום. עקב זה אנחנו מפחיתים את השימוש במתקני כוח תרמי, מתקני גז ועוד, ומחסכים מקורות אנרגיה בלתי מתחדשים כמו פחם, נפט וכדומה לעתיד. בשנים האחרונות, מערכות אנרגיה סולארית עלו כמקור עיקרי של אנרגיה המומר לחשמל, כמעט כל מדינה בעולם משתמשת במקסימום אנרגיה סולארית לייצור חשמל וזה הרבה פחות יקר. היתרון העיקרי של מערכות אנרגיה סולארית הוא שהאור של השמש קיים בכל מקום ללא תשלום. כדי לייצר חשמל או להמיר אנרגיה סולארית לצורות אחרות של אנרגיה, אנו משקיעים סכום גדול עבור לוחות סולאריים הממירים אנרגיה סולארית לצורות אחרות, אך היתרון העיקרי הוא שאחרי התקנה אין צורך באחזקה כלשהי ל-40 עד 50 שנים.
היסטוריה של אנרגיה סולארית
הקולקטור הסולארי הראשון נוצר על ידי המדען השווייצרי הוראס-בנדיקט דה סוסור בשנת 1767, הוא השתמש בקופסה מבודדת עם שלוש שכבות זכוכית שהציגה אנרגיית חום. אחרי כן, קופסת סוסור הפכה לפופולרית ונודעה כהכבשן הסולארי הראשון, הגיעה לטמפרטורות של 230 מעלות פרנהייט. אחר כך, בשנת 1839, נוצרה נקודת ציון חשובה בהתקדמות האנרגיה הסולארית עם גילוי האפקט הפוטו-וולטאי על ידי המדען הצרפתי אדמון בקראל. במחקר זה הוא השתמש בשני אלקטרודות בתוך אלקטרוליט וחשף אותן לאור, והתוצאה הייתה עלייה עצומה בעוצמת החשמל. מאז נערכו מספר רב של ניסויים על ידי מדענים שונים לאורך זמן ושתפו את מערכות האנרגיה הסולארית שלנו לייצור יותר חשמל מאנרגיה סולארית. אך גם כיום, מדענים רבים מנסים להבין איך לנצל את כל האנרגיה הסולארית הזמינה על כדור הארץ.
בשנת 1873, וילובי סמית' גילה את התכונה הפוטו-מנדרתית של חומר בשם סלניום. בשנת 1887, היינריך הרץ גילה את יכולת קרינת האולטרה סגול לגרום לדלקת בין שתי אלקטרודות. בשנת 1891 נבנה המאגר הסולארי הראשון. בשנת 1893 הוצג תא הסולארי הראשון. בשנת 1908, ויליאם ג' ביילי המציא קלטת נחושת בנוייה מחוטים וקופסאות נחושת. בשנת 1958, אנרגיה סולארית נוצלה בחלל. בשנות ה-70, חברת Exxon תכננה לוח סולארי יעיל שמחירו היה זול יותר לייצור. תהליך הייצור הזול יותר של לוחות סולאריים הפך למilestone מרכזי בהיסטוריה של אנרגיה סולארית. בשנת 1977, ממשלת ארצות הברית אימצה את השימוש באנרגיה סולארית באמצעות הקמת המכון למחקר אנרגיה סולארית. בשנת 1981, פול מקרדיו יצר את המטוס הסולארי הראשון. בשנת 1982, נבנו המכוניות הסולריות הראשונות באוסטרליה. בשנת 1999, נבנה המתקן הגדול ביותר לייצור מעל 20 קילוואט.
בשנת 1999, נבנה תא הסולארי היעיל ביותר עם יעילות פוטו-וולטאית של 36 אחוז, כיום אנחנו מפיקים 200 מגה-וואט עד 600 מגה-וואט חשמל מאנרגיה סולארית כמו בפארק הסולארי של גוג'ראט בהודו, שמכיל מספר פארקים סולאריים באזור גוג'ראט, המציגים יכולת מותקנת משותפת של 605 מגה-וואט ובפארק הסולארי של גולמוד בסין, עם יכולת מותקנת של 200 מגה-וואט.
הצהרה: כיבוד המקור, מאמרים טובים ראויים לשיתוף, אם יש הפרת זכויות Kopi מחיקה נא לפנות.
