Hệ thống Năng lượng Mặt trời | Lịch sử Năng lượng Mặt trời

Hệ thống năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời là ánh sáng và nhiệt bức xạ từ Mặt Trời điều khiển khí hậu và thời tiết của Trái Đất và duy trì sự sống. Đây là một nguồn năng lượng tái tạo và bắt nguồn từ quá trình nhiệt hạch chuyển đổi khoảng 650.000.000 tấn hidro thành heli mỗi giây. Hành động này tạo ra rất nhiều nhiệt và bức xạ điện từ. Nhiệt được tạo ra ở lại trong Mặt Trời và giúp duy trì phản ứng nhiệt hạch, trong khi bức xạ điện từ, bao gồm ánh sáng nhìn thấy, hồng ngoại và cực tím, tỏa ra không gian theo mọi hướng. Năng lượng mặt trời thực chất là năng lượng hạt nhân. Giống như tất cả các ngôi sao, Mặt Trời là một khối khí lớn chủ yếu gồm hidro và heli. Trên bề mặt bên trong Mặt Trời, 25% hidro đang kết hợp thành heli với tốc độ khoảng 7 × 1011 kg hidro mỗi giây.

Nhiệt từ trung tâm trước tiên được lan truyền, sau đó đi xuống bề mặt Mặt Trời, nơi nó duy trì ở nhiệt độ 5800 K. Theo Định luật Stefan-Boltzmann, tổng năng lượng mà Mặt Trời phát ra, và do đó, lượng năng lượng mặt trời mà chúng ta nhận được trên Trái Đất, phụ thuộc đáng kể vào nhiệt độ bề mặt này. Ngày nay, hệ thống năng lượng mặt trời đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất điện hoặc các mục đích sử dụng gia đình như đun nước, nấu ăn, v.v. Như chúng ta biết, phần lớn điện được sản xuất hoặc phụ thuộc vào than đá, được sử dụng trong nhà máy nhiệt điện (ở Ấn Độ, 65% tổng công suất điện được sản xuất bởi nhà máy nhiệt điện). Nhưng vấn đề chính là nhiên liệu sử dụng trong nhà máy nhiệt điện là than đá, có số lượng hạn chế và có thể không còn sẵn có trong tương lai để sản xuất hoặc tạo ra điện. Đó là lý do chính khiến hệ thống năng lượng mặt trời trở nên quan trọng.

Hệ thống năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng không gây ô nhiễm và luôn sẵn có, vì Mặt Trời là nguồn duy nhất của năng lượng mặt trời (còn được gọi là năng lượng tái tạo hoặc năng lượng không truyền thống) nằm ở trung tâm hệ mặt trời và bức xạ năng lượng với tốc độ rất lớn và khá ổn định, hàng ngày, hàng năm dưới dạng bức xạ điện từ. Mặt Trời chứa một lượng năng lượng khổng lồ, nhưng không phải toàn bộ năng lượng đều được sử dụng trên Trái Đất do một số lý do như:

• Trái Đất quay xung quanh trục cực của nó.

• Lý do về khí quyển của Trái Đất.

• Trái Đất di chuyển xa Mặt Trời.

Nhưng điều quan trọng là sau những rào cản này, năng lượng mặt trời vẫn đủ để sản xuất hoặc tạo ra điện không gây ô nhiễm. Do đó, chúng ta giảm dần việc sử dụng Nhà máy nhiệt điện, Nhà máy khí, v.v. và bảo tồn các nguồn năng lượng không tái tạo như than, dầu mỏ, v.v. cho tương lai. Trong những năm gần đây, hệ thống năng lượng mặt trời đã trở thành nguồn năng lượng chính được chuyển đổi thành điện, và hầu hết các quốc gia trên thế giới đều tận dụng tối đa năng lượng mặt trời để sản xuất điện, và chi phí rất thấp. Lợi ích chính của hệ thống năng lượng mặt trời là ánh sáng mặt trời có sẵn miễn phí ở khắp mọi nơi. Để sản xuất điện hoặc chuyển đổi năng lượng mặt trời sang dạng năng lượng khác, chúng ta cần đầu tư một số tiền lớn cho tấm pin mặt trời, nhưng lợi thế chính là sau khi lắp đặt, không cần bảo dưỡng trong 40 đến 50 năm.

Lịch sử Năng lượng Mặt trời

Bộ thu năng lượng mặt trời đầu tiên được tạo ra bởi nhà khoa học Thụy Sĩ tên là Horace-Benedict de Saussure vào năm 1767, ông sử dụng một hộp cách nhiệt với ba lớp kính để hấp thụ năng lượng nhiệt. Sau đó, hộp của Saussure trở nên nổi tiếng và được biết đến rộng rãi như lò nướng mặt trời đầu tiên, đạt nhiệt độ 230 độ Fahrenheit. Tiếp theo, vào năm 1839, một cột mốc quan trọng trong sự phát triển của năng lượng mặt trời xảy ra khi nhà khoa học người Pháp Edmond Becquerel phát hiện hiệu ứng quang điện. Ông sử dụng hai điện cực đặt trong một chất điện phân và sau đó chiếu sáng, kết quả là dòng điện tăng lên đáng kể. Sau đó, nhiều thí nghiệm được tiến hành bởi các nhà khoa học khác nhau theo thời gian và cải tiến hệ thống năng lượng mặt trời để sản xuất nhiều điện hơn từ năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, ngày nay, nhiều thí nghiệm vẫn đang được thực hiện bởi các nhà khoa học, nhằm tìm cách tận dụng tối đa năng lượng mặt trời có sẵn trên Trái Đất.

Năm 1873, Willoughby Smith phát hiện khả năng dẫn điện của một vật liệu gọi là selen. Năm 1887, Heinrich Hertz phát hiện tia cực tím có khả năng tạo ra tia lửa giữa hai điện cực. Năm 1891, bộ sưởi mặt trời đầu tiên được tạo ra. Năm 1893, tế bào mặt trời đầu tiên được giới thiệu. Năm 1908, William J. Baileys phát minh bộ thu nhiệt bằng đồng, được xây dựng bằng cuộn dây đồng và hộp. Năm 1958, năng lượng mặt trời được sử dụng trong không gian. Vào những năm 1970, Tập đoàn Exxon thiết kế một bảng năng lượng mặt trời hiệu quả với chi phí sản xuất thấp hơn. Quá trình sản xuất bảng năng lượng mặt trời với chi phí thấp trở thành cột mốc quan trọng trong lịch sử năng lượng mặt trời. Năm 1977, chính phủ Hoa Kỳ ủng hộ việc sử dụng năng lượng mặt trời bằng cách thành lập Viện Nghiên cứu Năng lượng Mặt trời. Năm 1981, Paul Macready sản xuất chiếc máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời đầu tiên. Năm 1982, có sự phát triển của chiếc xe hơi chạy bằng năng lượng mặt trời đầu tiên ở Úc. Năm 1999, nhà máy lớn nhất được phát triển, sản xuất hơn 20 kilowatt.

Năm 1999, tế bào năng lượng mặt trời hiệu quả nhất được phát triển với hiệu suất quang điện 36%, ngày nay chúng ta sản xuất từ 200 megawatt đến 600 megawatt điện từ năng lượng mặt trời, như Công viên Năng lượng Mặt trời Gujarat ở Ấn Độ, một tập hợp các trang trại năng lượng mặt trời xung quanh khu vực Gujarat, có tổng công suất lắp đặt 605 megawatt, và Công viên Năng lượng Mặt trời Golmud ở Trung Quốc, với công suất lắp đặt 200 megawatt.

Tuyên bố: Tôn trọng bản gốc, bài viết tốt đáng chia sẻ, nếu vi phạm quyền tác giả xin liên hệ để xóa.