Énergi surya nyaéta sagala jinis énergi anu dihasilkeun ku panonpoé.

Énergi surya diciptakeun ku fusi nuklir anu lumangsung di panonpoé.Fusi lumangsung nalika proton atom hidrogén tabrakan pisan dina inti panonpoé sarta ngahiji nyieun atom hélium.

Prosés ieu, katelah réaksi ranté PP (proton-proton), ngaluarkeun énergi anu ageung pisan.Dina inti na, panonpoé ngagabungkeun ngeunaan 620 juta metrik ton hidrogén unggal detik.Réaksi ranté PP lumangsung dina béntang séjén anu ngeunaan ukuran panonpoé urang, sarta nyadiakeun aranjeunna kalayan énergi kontinyu sarta panas.Suhu pikeun béntang ieu sakitar 4 juta darajat dina skala Kelvin (kira-kira 4 juta darajat Celsius, 7 juta darajat Fahrenheit).

Dina béntang anu kira-kira 1,3 kali leuwih badag batan panonpoé, siklus CNO drive kreasi énergi.Daur CNO ogé ngarobah hidrogén jadi hélium, tapi ngandelkeun karbon, nitrogén, jeung oksigén (C, N, jeung O) pikeun ngalakukeunana.Ayeuna, kurang ti dua persén énergi panonpoé diciptakeun ku siklus CNO.

Fusi nuklir ku réaksi ranté PP atawa siklus CNO ngaluarkeun jumlah énergi anu luar biasa dina bentuk gelombang jeung partikel.Énergi surya terus ngalir jauh ti panonpoé sarta sakuliah sistim tatasurya.Énergi surya warms Bumi, ngabalukarkeun angin jeung cuaca, sarta sustains tutuwuhan jeung sasatoan hirup.

Énergi, panas, sareng cahaya tina panonpoé ngalir jauh dina bentuk radiasi éléktromagnétik (EMR).

Spéktrum éléktromagnétik aya salaku gelombang tina frékuénsi sareng panjang gelombang anu béda.Frékuénsi gelombang ngagambarkeun sabaraha kali gelombang malikan sorangan dina hijian waktu nu tangtu.Gelombang kalayan panjang gelombang anu pondok pisan ngulang diri sababaraha kali dina hijian waktos, janten aranjeunna frekuensi luhur.Sabalikna, gelombang frekuensi rendah gaduh panjang gelombang anu langkung panjang.

Seuseueurna gelombang éléktromagnétik teu katingali ku urang.Gelombang frékuénsi luhur anu dipancarkeun ku panonpoé nyaéta sinar gamma, sinar-X, sareng radiasi ultraviolét (sinar UV).Sinar UV anu paling ngabahayakeun ampir kaserep ku atmosfir Bumi.Sinar UV kurang kuat ngarambat ngaliwatan atmosfir, sarta bisa ngabalukarkeun kaduruk ku panon poe.

Panonpoé ogé ngaluarkeun radiasi infra-beureum, anu gelombangna jauh leuwih handap.Paling panas ti panonpoé datang salaku énergi infra red.

Sandwiched antara infra red jeung UV nyaéta spéktrum katempo, nu ngandung sakabéh kelir urang tingali di Bumi.Warna beureum boga panjang gelombang pangpanjangna (pangdeukeutna ka infra red), jeung violet (pangdeukeutna ka UV) nu paling pondok.

Énergi Solar Alam

Pangaruh rumah kaca
Gelombang infra-beureum, katingali, sareng UV anu dugi ka Bumi nyandak bagian dina prosés pemanasan planét sareng ngajantenkeun kahirupan - anu disebut "efek rumah kaca".

Sakitar 30 persén tanaga surya anu dugi ka Bumi dipantulkeun deui ka angkasa.Sésana diserep kana atmosfir Bumi.Radiasi ngahaneutkeun permukaan Bumi, sareng permukaan mancarkeun sabagian énergi deui dina bentuk gelombang infra red.Nalika naék ngaliwatan atmosfir, aranjeunna dicegat ku gas rumah kaca, sapertos uap cai sareng karbon dioksida.

Gas rumah kaca bubu panas nu ngagambarkeun deui ka atmosfir.Ku cara kieu, aranjeunna sapertos témbok kaca rumah kaca.Éfék rumah kaca ieu ngajaga Bumi cukup haneut pikeun ngadukung kahirupan.

Fotosintésis
Ampir kabéh kahirupan di Bumi ngandelkeun tanaga surya pikeun kadaharan, boh sacara langsung boh henteu langsung.

Produsén ngandelkeun langsung kana tanaga surya.Aranjeunna nyerep cahya panonpoé sarta ngarobahna kana gizi ngaliwatan prosés nu disebut fotosintésis.Produser, disebut oge autotrof, ngawengku tutuwuhan, ganggang, baktéri, jeung fungi.Autotrof nyaéta pondasi jaring pangan.

Konsumén ngandelkeun produsén pikeun gizi.Hérbivora, karnivora, omnivora, jeung detritivora ngandelkeun tanaga surya sacara teu langsung.Hérbivora ngahakan tutuwuhan jeung produser séjén.Karnivora jeung omnivora dahar duanana produser sarta hérbivora.Detritivora nguraikeun zat tutuwuhan jeung sasatoan ku cara ngadaharna.

Suluh Fosil
Fotosintésis ogé tanggung jawab pikeun sakabéh bahan bakar fosil di Bumi.Élmuwan ngira-ngira yén kira-kira tilu miliar taun ka tukang, autotrof munggaran mekar dina kaayaan akuatik.Cahya panonpoé ngamungkinkeun kahirupan pepelakan mekar sareng mekar.Saatos autotrof maot, aranjeunna decomposed sarta pindah ka jero Bumi, sakapeung rébuan méter.Prosés ieu dituluykeun pikeun jutaan taun.

Dina tekenan anu kuat sareng suhu anu luhur, sésa-sésa ieu janten anu urang kenal salaku bahan bakar fosil.Mikroorganisme janten minyak bumi, gas alam, sareng batubara.

Jalma-jalma parantos ngembangkeun prosés pikeun nimba bahan bakar fosil ieu sareng dianggo pikeun énergi.Sanajan kitu, suluh fosil mangrupakeun sumberdaya nonrenewable.Éta butuh jutaan taun pikeun ngabentuk.

Ngamangpaatkeun tanaga surya

Énergi surya mangrupikeun sumber daya anu tiasa diperbaharui, sareng seueur téknologi anu tiasa dipanén langsung pikeun dianggo di bumi, usaha, sakola, sareng rumah sakit.Sababaraha téknologi tanaga surya kalebet sél sareng panel fotovoltaik, tanaga surya pekat, sareng arsitéktur surya.

Aya sababaraha cara pikeun nyandak radiasi panonpoé sareng ngarobih kana énergi anu tiasa dianggo.Métodena ngagunakeun tanaga surya aktif atanapi tanaga surya pasif.

Téknologi surya aktip ngagunakeun alat-alat listrik atawa mékanis pikeun aktip ngarobah tanaga surya kana bentuk sejen énergi, paling mindeng panas atawa listrik.Téknologi surya pasip henteu nganggo alat éksternal.Gantina, aranjeunna ngamangpaatkeun iklim lokal pikeun panas struktur salila usum tiis, sarta ngagambarkeun panas salila usum panas.

Photovoltaics

Photovoltaics nyaéta wangun téknologi surya aktip anu kapanggih dina 1839 ku fisikawan Perancis 19 taun heubeul Alexandre-Edmond Becquerel.Becquerel manggihan yén nalika anjeunna nempatkeun pérak-klorida dina leyuran asam sarta kakeunaan cahya panonpoé, éléktroda platina napel na ngahasilkeun arus listrik.Prosés ngahasilkeun listrik langsung tina radiasi panonpoé disebut éfék photovoltaic, atawa photovoltaics.

Kiwari, photovoltaics sigana mangrupikeun cara anu paling biasa pikeun ngamangpaatkeun tanaga surya.Asép Sunandar Sunarya photovoltaic biasana ngalibetkeun panel surya, kumpulan puluhan atawa malah ratusan sél surya.

Unggal sél surya ngandung semikonduktor, biasana dijieun tina silikon.Nalika semikonduktor nyerep cahya panonpoé, éta knocks éléktron leupas.Médan listrik ngarahkeun éléktron leupas ieu kana arus listrik, ngalir dina hiji arah.Kontak logam di luhur jeung handap sél surya ngarahkeun arus ka objék éksternal.Obyék éksternal tiasa sakedik sapertos kalkulator tenaga surya atanapi ageung sapertos pembangkit listrik.

Photovoltaics mimiti loba dipaké dina pesawat ruang angkasa.Seueur satelit, kalebet Stasion Angkasa Internasional (ISS), gaduh "jangjang" panél surya anu lega, reflektif.ISS boga dua jangjang susunan surya (SAW), masing-masing ngagunakeun kira-kira 33.000 sél surya.Sél photovoltaic ieu nyayogikeun sadaya listrik ka ISS, ngamungkinkeun para astronot ngoperasikeun stasion, aman cicing di rohangan salami sababaraha bulan, sareng ngalaksanakeun percobaan ilmiah sareng rékayasa.

Stasion listrik photovoltaic parantos diwangun di sakumna dunya.Stasion panggedéna aya di Amérika Serikat, India, sareng Cina.Pembangkit listrik ieu ngaluarkeun ratusan megawatt listrik, dipaké pikeun nyadiakeun imah, usaha, sakola, jeung rumah sakit.

Téknologi photovoltaic ogé tiasa dipasang dina skala anu langkung alit.Panel surya sareng sél tiasa dipasang dina hateup atanapi témbok luar gedong, nyayogikeun listrik pikeun strukturna.Éta bisa ditempatkeun sapanjang jalan ka jalan tol lampu.Sél surya cukup leutik pikeun ngadayakeun alat anu langkung alit, sapertos kalkulator, méter parkir, pemadat sampah, sareng pompa cai.

Énergi surya konsentrasi

Jenis séjén tina téhnologi solar aktip nyaéta tanaga surya kentel atawa tanaga surya kentel (CSP).Téknologi CSP ngagunakeun lénsa sareng kaca spion pikeun museurkeun (konsentrasi) sinar panonpoé ti daérah anu lega ka daérah anu langkung alit.Wewengkon radiasi anu sengit ieu ngamanaskeun cairan, anu gilirannana ngahasilkeun listrik atanapi bahan bakar prosés anu sanés.

Tungku surya mangrupikeun conto tanaga surya pekat.Aya seueur jinis tungku surya, kalebet menara tanaga surya, palung parabolik, sareng pemantul Fresnel.Aranjeunna nganggo metodeu umum anu sami pikeun moto sareng ngarobih énergi.

Munara tanaga surya ngagunakeun heliostats, kaca spion datar nu giliran nuturkeun busur panonpoé ngaliwatan langit.Kaca spion disusun di sabudeureun hiji "menara kolektor" sentral jeung ngagambarkeun cahya panonpoé kana sinar kentel cahaya nu shines dina titik fokus dina munara.

Dina desain saméméhna tina munara tanaga surya, cahya panonpoé kentel dipanaskeun wadah cai, nu ngahasilkeun uap nu powered turbin a.Anyar-anyar ieu, sababaraha menara tanaga surya nganggo natrium cair, anu ngagaduhan kapasitas panas anu langkung luhur sareng nahan panas kanggo waktos anu langkung lami.Ieu ngandung harti yén cairan henteu ngan ngahontal suhu 773 nepi ka 1.273K (500 ° nepi ka 1.000 ° C atawa 932 ° nepi ka 1.832 ° F), tapi bisa neruskeun kulub cai sarta ngahasilkeun kakuatan sanajan panonpoé teu caang.

Troughs Parabolic sareng pemantul Fresnel ogé nganggo CSP, tapi kaca spionna béda-béda.Kaca spion parabolic melengkung, bentukna mirip sadel.Reflektor Fresnel nganggo eunteung datar, ipis pikeun moto sinar panonpoé sareng langsung kana tabung cairan.Reflektor Fresnel gaduh luas permukaan langkung seueur tibatan palung parabolik sareng tiasa konsentrasi énergi panonpoé sakitar 30 kali inténsitas normalna.

Pembangkit listrik tenaga surya pekat munggaran dikembangkeun dina taun 1980-an.Fasilitas panggedéna di dunya nyaéta séri pepelakan di Gurun Mojave di nagara bagian California di Amérika Serikat.Sistem Ngahasilkeun Énergi Surya (SEGS) ieu ngahasilkeun langkung ti 650 gigawatt-jam listrik unggal taun.Tutuwuhan ageung sareng épéktip sanésna parantos dikembangkeun di Spanyol sareng India.

Tenaga surya pekat ogé tiasa dianggo dina skala anu langkung alit.Bisa ngahasilkeun panas pikeun cookers surya, misalna.Jalma-jalma di désa-désa di sakumna dunya ngagunakeun kompor surya pikeun ngagolakkeun cai pikeun sanitasi sareng masak tuangeun.

Kompor tanaga surya nyayogikeun seueur kaunggulan tibatan kompor anu ngaduruk kai: Éta sanés bahaya kahuruan, henteu ngahasilkeun haseup, henteu peryogi suluh, sareng ngirangan leungitna habitat di leuweung tempat tatangkalan bakal dipanén pikeun bahan bakar.Kompor tanaga surya ogé ngamungkinkeun warga désa pikeun ngudag waktos pikeun pendidikan, bisnis, kaséhatan, atanapi kulawarga salami waktos anu sateuacana dianggo pikeun ngumpulkeun kayu bakar.Kompor surya dianggo di daérah anu rupa-rupa sapertos Chad, Israél, India, sareng Peru.

Arsitéktur Solar

Sapanjang poé, tanaga surya mangrupa bagian tina prosés konvéksi termal, atawa pindahna panas tina rohangan anu leuwih haneut ka rohangan anu leuwih tiis.Nalika panonpoe naék, éta mimiti ngahaneutan objék sareng bahan di Bumi.Sapanjang poé, bahan ieu nyerep panas tina radiasi panonpoé.Peuting, nalika panonpoe surup sareng atmosfir parantos tiis, bahan-bahan ngabebaskeun panasna deui ka atmosfir.

Téhnik tanaga surya pasip ngamangpaatkeun prosés pemanasan sareng pendinginan alami ieu.

Imah jeung wangunan séjén ngagunakeun tanaga surya pasif pikeun ngadistribusikaeun panas éfisién tur inexpensively.Ngitung "massa termal" wangunan mangrupikeun conto ieu.Massa termal gedong mangrupikeun seueur bahan anu dipanaskeun sapopoe.Conto massa termal wangunan nyaéta kai, logam, beton, liat, batu, atawa leutak.Peuting, massa termal ngaleupaskeun panasna deui ka kamar.Sistem ventilasi anu efektif - lorong, jandéla, sareng saluran hawa - ngadistribusikaeun hawa anu dipanaskeun sareng ngajaga suhu jero ruangan anu sedeng sareng konsisten.

Téknologi surya pasip sering kalibet dina desain wangunan.Contona, dina tahap perencanaan konstruksi, insinyur atawa arsiték bisa align wangunan jeung jalur poéan panonpoé pikeun nampa jumlah desirable cahya panonpoé.Metoda ieu merhatikeun lintang, luhurna, sareng panutup awan anu khas di daérah anu khusus.Sajaba ti éta, wangunan bisa diwangun atawa retrofitted boga insulasi termal, massa termal, atawa shading tambahan.

Conto séjén tina arsitéktur surya pasif nyaéta hateup tiis, halangan radian, sareng hateup héjo.hateup tiis dicét bodas, sarta ngagambarkeun radiasi panonpoé urang tinimbang nyerep eta.Beungeut bodas ngurangan jumlah panas nu ngahontal interior wangunan, anu dina gilirannana ngurangan jumlah énergi anu diperlukeun pikeun niiskeun wangunan.

Halang pancaran dianggo sami sareng hateup tiis.Aranjeunna nyadiakeun insulasi jeung bahan kacida reflective, kayaning aluminium foil.foil nu ngagambarkeun, tinimbang absorbs, panas, sarta bisa ngurangan waragad cooling nepi ka 10 persen.Salian hateup sareng loteng, halangan radian ogé tiasa dipasang di handapeun lantai.

Hateup héjo nyaéta hateup anu pinuh ku vegetasi.Aranjeunna peryogi taneuh sareng irigasi pikeun ngadukung pepelakan, sareng lapisan waterproof di handapeun.Hateup héjo henteu ngan ukur ngirangan jumlah panas anu kaserep atanapi leungit, tapi ogé nyayogikeun vegetasi.Ngaliwatan fotosintésis, tatangkalan dina hateup héjo nyerep karbon dioksida jeung ngaluarkeun oksigén.Aranjeunna nyaring polutan kaluar tina cai hujan jeung hawa, sarta offset sababaraha épék pamakéan énérgi dina spasi éta.

Hateup héjo parantos janten tradisi di Skandinavia salami abad, sareng nembe janten populer di Australia, Eropa Kulon, Kanada, sareng Amérika Serikat.Contona, Ford Motor Company nutupan 42.000 méter pasagi (450.000 suku pasagi) roofs tutuwuhan assembly na di Dearborn, Michigan, kalawan vegetasi.Salian ngurangan émisi gas rumah kaca, hateupna ngurangan runoff stormwater ku nyerep sababaraha séntiméter curah hujan.

hateup héjo sarta hateup tiis ogé bisa counteract efek "pulo panas kota".Di kota-kota anu sibuk, suhu tiasa langkung luhur tibatan daérah sakurilingna.Seueur faktor nyumbang kana ieu: Kota diwangun tina bahan sapertos aspal sareng beton anu nyerep panas;wangunan jangkung meungpeuk angin jeung épék cooling na;sarta jumlah luhur panas runtah dihasilkeun ku industri, lalulintas, sarta populasi tinggi.Ngagunakeun spasi sadia dina hateupna melak tangkal, atawa reflecting panas kalawan hateup bodas, sawaréh bisa alleviate kanaékan suhu lokal di perkotaan.

Énergi Surya jeung Jalma

Kusabab cahaya panonpoe ngan caang kira-kira satengah poé di sabagéan ageung daérah dunya, téknologi tanaga surya kedah kalebet metode nyimpen énergi dina waktos poék.

Sistem massa termal ngagunakeun lilin parafin atawa sagala rupa wangun uyah pikeun nyimpen énergi dina bentuk panas.Sistem photovoltaic tiasa ngirim kaleuwihan listrik ka jaringan listrik lokal, atanapi nyimpen énergi dina batré anu tiasa dicas deui.

Aya seueur pro sareng kontra pikeun ngagunakeun tanaga surya.

Kaunggulan
Kauntungan utama pikeun ngagunakeun tanaga surya nyaéta sumber daya anu tiasa diperbaharui.Urang bakal boga suplai ajeg, euweuh limitless cahya panonpoé pikeun lima milyar taun deui.Dina hiji jam, atmosfir Bumi nampi cukup cahya panonpoé pikeun nyumponan kabutuhan listrik unggal manusa di Bumi salami sataun.

Énergi surya beresih.Saatos alat téknologi surya diwangun sareng dipasang, tanaga surya henteu peryogi bahan bakar pikeun jalan.Éta ogé henteu ngaluarkeun gas rumah kaca atanapi bahan beracun.Ngagunakeun tanaga surya sacara drastis tiasa ngirangan dampak anu aya dina lingkungan.

Aya lokasi dimana tanaga surya praktis.Imah sareng gedong di daérah kalayan jumlah cahaya panonpoe anu ageung sareng katutupan méga anu rendah ngagaduhan kasempetan pikeun ngamangpaatkeun énergi panonpoé anu seueur pisan.

Kompor tanaga surya nyayogikeun alternatif anu saé pikeun masak nganggo kompor anu dipanaskeun ku kai — anu masih diandelkeun ku dua miliar jalma.Kompor surya nyayogikeun cara anu langkung bersih sareng langkung aman pikeun ngabersihan cai sareng masak tuangeun.

Énergi surya ngalengkepan sumber-sumber énergi anu tiasa dianyari, sapertos tanaga angin atanapi PLTA.

Imah atawa usaha anu masang panel surya suksés sabenerna bisa ngahasilkeun kaleuwihan listrik.Pamilik bumi atanapi pangusaha ieu tiasa ngajual énergi deui ka panyadia listrik, ngirangan atanapi malah ngaleungitkeun tagihan listrik.

Kakurangan
Alesan utama pikeun ngagunakeun tanaga surya nyaéta alat-alat anu diperyogikeun.Alat-alat téknologi surya mahal.Mésér sareng masang alat-alat éta tiasa ngarugikeun puluhan rébu dolar pikeun imah individu.Sanajan pamaréntah mindeng nawiskeun ngurangan pajeg ka jalma jeung usaha ngagunakeun tanaga surya, sarta téhnologi nu bisa ngaleungitkeun tagihan listrik, biaya awal teuing lungkawing pikeun loba mertimbangkeun.

Alat tanaga surya ogé beurat.Dina raraga retrofit atawa masang panels surya dina hateup wangunan, hateupna kudu kuat, badag, sarta berorientasi arah jalur panonpoé urang.

Téknologi surya aktif sareng pasif gumantung kana faktor anu di luar kendali urang, sapertos iklim sareng panutup awan.Wewengkon lokal kedah ditalungtik pikeun nangtukeun naha tanaga surya bakal efektif atanapi henteu di daérah éta.

Cahya panonpoé kudu loba pisan tur konsisten pikeun tanaga surya jadi pilihan efisien.Di sabagéan ageung tempat di Bumi, variabilitas cahya panonpoé ngajadikeun hésé pikeun nerapkeun salaku hiji-hijina sumber énergi.