Erneuerbare Energie – Solarenergie
2022-04-26
Erneuerbare Energie – Solarenergie
Nach dem Verbrauch kann es zurückgewonnen und wieder aufgefüllt werden, es entstehen keine oder nur sehr geringe Schadstoffe. Wie Solarenergie, Windenergie, Biomasseenergie, Wasserkraft, Geothermie, Wasserstoffenergie usw. China ist ein internationaler Gigant für saubere Energie und der Geburtsort der weltweit größten Solar-, Wind- und Umwelttechnologieunternehmen.
Stromerzeugung
Sonnenstrahlung kann durch Solarzellen (Photovoltaikzellen) direkt in Strom umgewandelt werden. In solchen Zellen wird eine kleine elektrische Spannung erzeugt, wenn Licht auf den Übergang zwischen einem Metall und einem Halbleiter (z. B. Silizium) oder den Übergang zwischen zwei verschiedenen Halbleitern trifft. (Siehe photovoltaischer Effekt.) Die von einer einzelnen photovoltaischen Zelle erzeugte Leistung beträgt typischerweise nur etwa zwei Watt. Indem jedoch eine große Anzahl einzelner Zellen miteinander verbunden werden, wie in Solarpanel-Arrays, können Hunderte oder sogar Tausende von Kilowatt elektrische Energie in einem Solarkraftwerk oder in einem großen Haushalts-Array erzeugt werden. Die Energieeffizienz der meisten heutigen Photovoltaikzellen beträgt nur etwa 15 bis 20 Prozent, und da die Intensität der Sonneneinstrahlung von vornherein gering ist, sind große und kostspielige Anordnungen solcher Zellen erforderlich, um selbst mäßige Energiemengen zu erzeugen.
Kleine Photovoltaikzellen, die mit Sonnenlicht oder künstlichem Licht betrieben werden, haben in Anwendungen mit geringem Stromverbrauch eine große Verwendung gefunden – beispielsweise als Stromquellen für Taschenrechner und Uhren. Größere Einheiten wurden verwendet, um Energie für Wasserpumpen und Kommunikationssysteme in abgelegenen Gebieten sowie für Wetter- und Kommunikationssatelliten bereitzustellen. Klassische kristalline Siliziummodule und neue Technologien mit Dünnschicht-Solarzellen, einschließlich gebäudeintegrierter Photovoltaik, können von Hausbesitzern und Unternehmen auf ihren Dächern installiert werden, um die herkömmliche Stromversorgung zu ersetzen oder zu ergänzen.
Konzentrierte Solarkraftwerke verwenden konzentrierende oder fokussierende Kollektoren, um das von einem weiten Bereich empfangene Sonnenlicht auf einen kleinen geschwärzten Empfänger zu konzentrieren und dadurch die Intensität des Lichts erheblich zu erhöhen, um hohe Temperaturen zu erzeugen. Die Arrays sorgfältig ausgerichteter Spiegel oder Linsen können genug Sonnenlicht fokussieren, um ein Ziel auf Temperaturen von 2.000 ° C (3.600 ° F) oder mehr zu erhitzen. Diese Wärme kann dann zum Betreiben eines Kessels verwendet werden, der wiederum Dampf für ein Dampfturbinen-Elektrogenerator-Kraftwerk erzeugt. Zur direkten Erzeugung von Dampf können die beweglichen Spiegel so angeordnet werden, dass sie große Mengen an Sonnenstrahlung auf geschwärzte Rohre konzentrieren, durch die Wasser zirkuliert und dadurch erhitzt wird.
Sonnenenergie wird in geringem Umfang auch für andere als die oben beschriebenen Zwecke genutzt. In einigen Ländern wird beispielsweise Sonnenenergie genutzt, um durch Verdunstung Salz aus Meerwasser zu gewinnen. In ähnlicher Weise wandeln solarbetriebene Entsalzungsanlagen Salzwasser in Trinkwasser um, indem sie die Energie der Sonne direkt oder indirekt in Wärme umwandeln, um den Entsalzungsprozess voranzutreiben.
Auch die Solartechnologie hat sich für die saubere und erneuerbare Produktion von Wasserstoff als alternative Energiequelle herausgebildet. Künstliche Blätter, die den Prozess der Photosynthese nachahmen, sind Geräte auf Siliziumbasis, die Sonnenenergie nutzen, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, wobei praktisch keine Schadstoffe zurückbleiben. Weitere Arbeiten sind erforderlich, um die Effizienz und Kosteneffizienz dieser Geräte für den industriellen Einsatz zu verbessern.
Nach dem Verbrauch kann es zurückgewonnen und wieder aufgefüllt werden, es entstehen keine oder nur sehr geringe Schadstoffe. Wie Solarenergie, Windenergie, Biomasseenergie, Wasserkraft, Geothermie, Wasserstoffenergie usw. China ist ein internationaler Gigant für saubere Energie und der Geburtsort der weltweit größten Solar-, Wind- und Umwelttechnologieunternehmen.
Stromerzeugung
Sonnenstrahlung kann durch Solarzellen (Photovoltaikzellen) direkt in Strom umgewandelt werden. In solchen Zellen wird eine kleine elektrische Spannung erzeugt, wenn Licht auf den Übergang zwischen einem Metall und einem Halbleiter (z. B. Silizium) oder den Übergang zwischen zwei verschiedenen Halbleitern trifft. (Siehe photovoltaischer Effekt.) Die von einer einzelnen photovoltaischen Zelle erzeugte Leistung beträgt typischerweise nur etwa zwei Watt. Indem jedoch eine große Anzahl einzelner Zellen miteinander verbunden werden, wie in Solarpanel-Arrays, können Hunderte oder sogar Tausende von Kilowatt elektrische Energie in einem Solarkraftwerk oder in einem großen Haushalts-Array erzeugt werden. Die Energieeffizienz der meisten heutigen Photovoltaikzellen beträgt nur etwa 15 bis 20 Prozent, und da die Intensität der Sonneneinstrahlung von vornherein gering ist, sind große und kostspielige Anordnungen solcher Zellen erforderlich, um selbst mäßige Energiemengen zu erzeugen.
Kleine Photovoltaikzellen, die mit Sonnenlicht oder künstlichem Licht betrieben werden, haben in Anwendungen mit geringem Stromverbrauch eine große Verwendung gefunden – beispielsweise als Stromquellen für Taschenrechner und Uhren. Größere Einheiten wurden verwendet, um Energie für Wasserpumpen und Kommunikationssysteme in abgelegenen Gebieten sowie für Wetter- und Kommunikationssatelliten bereitzustellen. Klassische kristalline Siliziummodule und neue Technologien mit Dünnschicht-Solarzellen, einschließlich gebäudeintegrierter Photovoltaik, können von Hausbesitzern und Unternehmen auf ihren Dächern installiert werden, um die herkömmliche Stromversorgung zu ersetzen oder zu ergänzen.
Konzentrierte Solarkraftwerke verwenden konzentrierende oder fokussierende Kollektoren, um das von einem weiten Bereich empfangene Sonnenlicht auf einen kleinen geschwärzten Empfänger zu konzentrieren und dadurch die Intensität des Lichts erheblich zu erhöhen, um hohe Temperaturen zu erzeugen. Die Arrays sorgfältig ausgerichteter Spiegel oder Linsen können genug Sonnenlicht fokussieren, um ein Ziel auf Temperaturen von 2.000 ° C (3.600 ° F) oder mehr zu erhitzen. Diese Wärme kann dann zum Betreiben eines Kessels verwendet werden, der wiederum Dampf für ein Dampfturbinen-Elektrogenerator-Kraftwerk erzeugt. Zur direkten Erzeugung von Dampf können die beweglichen Spiegel so angeordnet werden, dass sie große Mengen an Sonnenstrahlung auf geschwärzte Rohre konzentrieren, durch die Wasser zirkuliert und dadurch erhitzt wird.
Sonnenenergie wird in geringem Umfang auch für andere als die oben beschriebenen Zwecke genutzt. In einigen Ländern wird beispielsweise Sonnenenergie genutzt, um durch Verdunstung Salz aus Meerwasser zu gewinnen. In ähnlicher Weise wandeln solarbetriebene Entsalzungsanlagen Salzwasser in Trinkwasser um, indem sie die Energie der Sonne direkt oder indirekt in Wärme umwandeln, um den Entsalzungsprozess voranzutreiben.
Auch die Solartechnologie hat sich für die saubere und erneuerbare Produktion von Wasserstoff als alternative Energiequelle herausgebildet. Künstliche Blätter, die den Prozess der Photosynthese nachahmen, sind Geräte auf Siliziumbasis, die Sonnenenergie nutzen, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, wobei praktisch keine Schadstoffe zurückbleiben. Weitere Arbeiten sind erforderlich, um die Effizienz und Kosteneffizienz dieser Geräte für den industriellen Einsatz zu verbessern.
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