Energie rinnovabili-- Energia solare
2022-04-26
Energie rinnovabili-- Energia solare
Dopo il consumo, può essere recuperato e reintegrato e vengono prodotti pochi o nulli inquinanti. Come l'energia solare, l'energia eolica, l'energia da biomassa, l'energia idroelettrica, l'energia geotermica, l'energia a idrogeno, ecc. La Cina è un gigante internazionale dell'energia pulita e il luogo di nascita delle più grandi aziende mondiali di tecnologia solare, eolica e ambientale.
Generazione di elettricità
La radiazione solare può essere convertita direttamente in elettricità dalle celle solari (celle fotovoltaiche). In tali celle, viene generata una piccola tensione elettrica quando la luce colpisce la giunzione tra un metallo e un semiconduttore (come il silicio) o la giunzione tra due diversi semiconduttori. (Vedi effetto fotovoltaico.) La potenza generata da una singola cella fotovoltaica è in genere solo di circa due watt. Collegando un gran numero di singole celle insieme, tuttavia, come negli array di pannelli solari, è possibile generare centinaia o addirittura migliaia di kilowatt di energia elettrica in un impianto elettrico solare o in un grande array domestico. L'efficienza energetica della maggior parte delle celle fotovoltaiche odierne è solo del 15-20% circa e, poiché l'intensità della radiazione solare è inizialmente bassa, sono necessari assemblaggi di tali celle grandi e costosi per produrre quantità anche moderate di energia.
Piccole celle fotovoltaiche che funzionano alla luce del sole o artificiale hanno trovato grande impiego in applicazioni a bassa potenza, come fonti di alimentazione per calcolatrici e orologi, ad esempio. Unità più grandi sono state utilizzate per fornire energia alle pompe dell'acqua e ai sistemi di comunicazione in aree remote e per i satelliti meteorologici e di comunicazione. I classici pannelli in silicio cristallino e le tecnologie emergenti che utilizzano celle solari a film sottile, compreso il fotovoltaico integrato negli edifici, possono essere installati dai proprietari di case e dalle aziende sui loro tetti per sostituire o aumentare la fornitura elettrica convenzionale.
Le centrali solari a concentrazione impiegano collettori a concentrazione o focalizzazione per concentrare la luce solare ricevuta da un'ampia area su un piccolo ricevitore annerito, aumentando così considerevolmente l'intensità della luce al fine di produrre temperature elevate. Gli array di specchi o lenti accuratamente allineati possono focalizzare abbastanza luce solare per riscaldare un bersaglio a temperature di 2.000 ° C (3.600 ° F) o più. Questo calore può quindi essere utilizzato per azionare una caldaia, che a sua volta genera vapore per una centrale elettrica con generatore a turbina a vapore. Per produrre direttamente vapore, gli specchi mobili possono essere disposti in modo da concentrare grandi quantità di radiazione solare su tubi anneriti attraverso i quali l'acqua viene fatta circolare e quindi riscaldata.
L'energia solare viene utilizzata anche su piccola scala per scopi diversi da quelli sopra descritti. In alcuni paesi, ad esempio, l'energia solare viene utilizzata per produrre sale dall'acqua di mare mediante evaporazione. Allo stesso modo, le unità di desalinizzazione a energia solare trasformano l'acqua salata in acqua potabile convertendo l'energia solare in calore, direttamente o indirettamente, per guidare il processo di desalinizzazione.
La tecnologia solare è emersa anche per la produzione pulita e rinnovabile di idrogeno come fonte di energia alternativa. Imitando il processo di fotosintesi, le foglie artificiali sono dispositivi a base di silicio che utilizzano l'energia solare per dividere l'acqua in idrogeno e ossigeno, senza lasciare praticamente inquinanti. Sono necessari ulteriori lavori per migliorare l'efficienza e l'economicità di questi dispositivi per uso industriale.
Dopo il consumo, può essere recuperato e reintegrato e vengono prodotti pochi o nulli inquinanti. Come l'energia solare, l'energia eolica, l'energia da biomassa, l'energia idroelettrica, l'energia geotermica, l'energia a idrogeno, ecc. La Cina è un gigante internazionale dell'energia pulita e il luogo di nascita delle più grandi aziende mondiali di tecnologia solare, eolica e ambientale.
Generazione di elettricità
La radiazione solare può essere convertita direttamente in elettricità dalle celle solari (celle fotovoltaiche). In tali celle, viene generata una piccola tensione elettrica quando la luce colpisce la giunzione tra un metallo e un semiconduttore (come il silicio) o la giunzione tra due diversi semiconduttori. (Vedi effetto fotovoltaico.) La potenza generata da una singola cella fotovoltaica è in genere solo di circa due watt. Collegando un gran numero di singole celle insieme, tuttavia, come negli array di pannelli solari, è possibile generare centinaia o addirittura migliaia di kilowatt di energia elettrica in un impianto elettrico solare o in un grande array domestico. L'efficienza energetica della maggior parte delle celle fotovoltaiche odierne è solo del 15-20% circa e, poiché l'intensità della radiazione solare è inizialmente bassa, sono necessari assemblaggi di tali celle grandi e costosi per produrre quantità anche moderate di energia.
Piccole celle fotovoltaiche che funzionano alla luce del sole o artificiale hanno trovato grande impiego in applicazioni a bassa potenza, come fonti di alimentazione per calcolatrici e orologi, ad esempio. Unità più grandi sono state utilizzate per fornire energia alle pompe dell'acqua e ai sistemi di comunicazione in aree remote e per i satelliti meteorologici e di comunicazione. I classici pannelli in silicio cristallino e le tecnologie emergenti che utilizzano celle solari a film sottile, compreso il fotovoltaico integrato negli edifici, possono essere installati dai proprietari di case e dalle aziende sui loro tetti per sostituire o aumentare la fornitura elettrica convenzionale.
Le centrali solari a concentrazione impiegano collettori a concentrazione o focalizzazione per concentrare la luce solare ricevuta da un'ampia area su un piccolo ricevitore annerito, aumentando così considerevolmente l'intensità della luce al fine di produrre temperature elevate. Gli array di specchi o lenti accuratamente allineati possono focalizzare abbastanza luce solare per riscaldare un bersaglio a temperature di 2.000 ° C (3.600 ° F) o più. Questo calore può quindi essere utilizzato per azionare una caldaia, che a sua volta genera vapore per una centrale elettrica con generatore a turbina a vapore. Per produrre direttamente vapore, gli specchi mobili possono essere disposti in modo da concentrare grandi quantità di radiazione solare su tubi anneriti attraverso i quali l'acqua viene fatta circolare e quindi riscaldata.
L'energia solare viene utilizzata anche su piccola scala per scopi diversi da quelli sopra descritti. In alcuni paesi, ad esempio, l'energia solare viene utilizzata per produrre sale dall'acqua di mare mediante evaporazione. Allo stesso modo, le unità di desalinizzazione a energia solare trasformano l'acqua salata in acqua potabile convertendo l'energia solare in calore, direttamente o indirettamente, per guidare il processo di desalinizzazione.
La tecnologia solare è emersa anche per la produzione pulita e rinnovabile di idrogeno come fonte di energia alternativa. Imitando il processo di fotosintesi, le foglie artificiali sono dispositivi a base di silicio che utilizzano l'energia solare per dividere l'acqua in idrogeno e ossigeno, senza lasciare praticamente inquinanti. Sono necessari ulteriori lavori per migliorare l'efficienza e l'economicità di questi dispositivi per uso industriale.
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