Fahami apa itu tenaga suria, ketahui perbezaan setiap jenis dan ketahui mana yang paling menguntungkan
Apakah tenaga suria?
Tenaga suria adalah tenaga elektromagnetik yang sumbernya adalah matahari. Ia boleh diubah menjadi tenaga haba atau elektrik dan digunakan dalam penggunaan yang berbeza. Dua cara utama memanfaatkan tenaga suria adalah penjanaan elektrik dan pemanasan air solar.
Untuk pengeluaran tenaga elektrik, dua sistem digunakan: heliothermic, di mana penyinaran ditukarkan pertama menjadi tenaga terma dan kemudian menjadi tenaga elektrik; dan fotovoltaik, di mana sinaran suria secara langsung diubah menjadi tenaga elektrik.
Tenaga heliotermik atau tenaga suria pekat (CSP)
Menurut Kementerian Pertambangan dan Tenaga, Brazil mempunyai sekitar 70% matriks elektriknya berdasarkan tenaga hidraulik, dan baru-baru ini sumber tenaga lain, seperti biojisim, angin dan nuklear telah menerima insentif.
- Apakah kuasa hidroelektrik?
Memandangkan keadaan hidrologi yang tidak baik, dengan tempoh musim kemarau yang semakin lama, tenaga heliotermik menghadirkan diri sebagai alternatif. Lebih-lebih lagi jika kita menganggap bahawa tempoh musim kemarau dikaitkan dengan peningkatan potensi solar kerana gangguan awan yang rendah dan radiasi matahari yang lebih kuat.
Terdapat beberapa jenis pengumpul dan pilihan jenis yang sesuai bergantung pada aplikasinya. Yang paling banyak digunakan ialah: silinder parabola, menara pusat dan cakera parabola.
Bagaimana ia berfungsi?
Pengumpul tenaga suria heliotermik adalah alat yang menangkap sinaran suria dan mengubahnya menjadi panas, memindahkan haba ini ke cecair (udara, air, atau minyak, secara umum). Pengumpul mempunyai permukaan reflektif, yang mengarahkan radiasi langsung ke fokus, di mana penerima berada. Setelah haba diserap, cecair mengalir melalui penerima.
Tenaga suria fotovoltaik
Tenaga suria fotovoltaik adalah di mana sinaran suria secara langsung diubah menjadi tenaga elektrik, tanpa melalui fasa tenaga termal (seperti yang berlaku di sistem heliotermik).
Bagaimana ia berfungsi?
Sel fotovoltaik (atau sel tenaga suria) dibuat dari bahan semikonduktor (biasanya silikon). Apabila sel terkena cahaya, sebahagian elektron dalam bahan yang diterangi menyerap foton (zarah tenaga hadir di bawah sinar matahari).
Elektron bebas diangkut oleh semikonduktor sehingga mereka ditarik oleh medan elektrik. Medan elektrik ini terbentuk di kawasan di mana bahan bergabung, kerana perbezaan potensi elektrik antara bahan semikonduktor ini. Elektron bebas dikeluarkan dari sel tenaga suria dan boleh digunakan dalam bentuk tenaga elektrik.
Tidak seperti sistem heliotermik, sistem fotovoltaik tidak memerlukan sinaran suria yang tinggi untuk berfungsi. Walau bagaimanapun, jumlah tenaga yang dihasilkan bergantung pada kepadatan awan, sehingga jumlah awan yang rendah dapat menghasilkan pengeluaran elektrik yang lebih sedikit berbanding hari terbuka sepenuhnya.
Kecekapan penukaran diukur dengan perkadaran sinaran suria di permukaan sel yang diubah menjadi tenaga elektrik. Biasanya, sel yang paling cekap memberikan kecekapan 25%.
Menurut Kementerian Lingkungan Hidup, pemerintah mengembangkan proyek penjanaan tenaga suria fotovoltaik untuk memenuhi permintaan tenaga masyarakat luar bandar dan terpencil. Projek-projek ini memberi tumpuan kepada beberapa bidang seperti: mengepam air untuk bekalan domestik, pengairan dan penternakan ikan; Lampu jalan; sistem penggunaan kolektif (elektrifikasi sekolah, pusat kesihatan dan pusat komuniti); penjagaan rumah.
Eksploitasi terma
Kaedah lain menggunakan sinaran suria adalah pemanasan terma. Pemanasan haba dari tenaga suria dapat dilakukan melalui proses penyerapan cahaya matahari oleh pengumpul, yang biasanya dipasang di bumbung bangunan dan rumah (dikenal sebagai panel suria).
Oleh kerana kejadian sinaran suria di permukaan bumi rendah, perlu memasang pengumpul beberapa meter persegi.
Menurut Badan Tenaga Elektrik Nasional (Aneel), untuk membekalkan bekalan air panas di kediaman tiga hingga empat penduduk, diperlukan pengumpul 4 m². Walaupun permintaan untuk teknologi ini didominasi oleh kediaman, ada juga minat dari sektor lain, seperti bangunan awam, hospital, restoran dan hotel.
Sekiranya anda berminat untuk memasang sistem pemanasan solar di rumah anda, periksa Panduan memasang tenaga solar di rumah.
Kelebihan dan kekurangan tenaga suria?
Tenaga suria dianggap sebagai sumber tenaga yang boleh diperbaharui dan tidak habis-habisnya. Tidak seperti bahan bakar fosil, proses menjana elektrik dari tenaga suria tidak mengeluarkan sulfur dioksida (SO2), nitrogen oksida (NOx) dan karbon dioksida (CO2) - semua gas pencemaran dengan kesan berbahaya kepada kesihatan manusia dan yang menyumbang kepada pemanasan global.
Tenaga suria juga terbukti bermanfaat berbanding dengan sumber yang boleh diperbaharui lain, seperti hidraulik, kerana memerlukan kawasan yang kurang luas daripada hidroelektrik.
Insentif untuk tenaga suria di Brazil dibenarkan oleh potensi negara itu, yang memiliki wilayah besar dengan radiasi suria dan dekat dengan Khatulistiwa.
Kawasan separa gersang di timur laut Brazil sangat sesuai untuk penjanaan tenaga heliotermik, kerana ia memenuhi syarat penyinaran solar yang tinggi dan hujan yang rendah.
Walau bagaimanapun, kelemahan tenaga heliothermic adalah, walaupun tidak memerlukan kawasan seluas empangan hidroelektrik, ia tetap memerlukan ruang yang besar. Oleh itu, sangat penting untuk menganalisis laman web yang paling sesuai untuk penanaman, kerana akan ada penindasan tumbuh-tumbuhan. Di samping itu, seperti yang telah disebutkan, sistem heliothermic tidak sesuai untuk semua wilayah, kerana dianggap cukup berselang.
Ketidakgantungan pada penyinaran tinggi adalah kelebihan besar sistem fotovoltaik, yang menyumbang untuk menjadikannya alternatif.
Dalam hal tenaga fotovoltaik, kelemahan yang paling sering disebut adalah kos pelaksanaan yang tinggi dan kecekapan proses yang rendah, yang bervariasi dari 15% hingga 25%.
Walau bagaimanapun, satu lagi perkara yang sangat penting untuk dipertimbangkan dalam rantaian pengeluaran sistem fotovoltaik ialah kesan sosio-persekitaran yang disebabkan oleh bahan mentah yang paling sering digunakan untuk menyusun sel-sel fotovoltaik, silikon.
Perlombongan silikon, seperti aktiviti perlombongan lain, memberi kesan ke atas tanah dan air bawah tanah di kawasan pengekstrakan. Di samping itu, adalah mustahak agar pekerja diberi keadaan pekerjaan yang baik untuk mengelakkan kemalangan di tempat kerja dan perkembangan penyakit pekerjaan. Agensi Antarabangsa untuk Penyelidikan Kanser (Iarc) menunjukkan, dalam sebuah laporan, bahawa silika kristal adalah barah dan boleh menyebabkan barah paru-paru ketika disedut secara kronik.
Laporan oleh Kementerian Sains dan Teknologi menunjukkan dua perkara penting lain yang berkaitan dengan sistem fotovoltaik: pelupusan panel mesti dibuang dengan betul, kerana mereka berpotensi toksik; dan kitar semula panel fotovoltaik juga belum mencapai tahap yang memuaskan setakat ini.
Satu lagi perkara penting ialah, walaupun Brazil merupakan pengeluar silikon logam kedua terbesar di dunia, yang kedua setelah China, teknologi untuk pemurnian silikon pada tahap suria masih dalam pembangunan. Masalah yang baru dikenal pasti, terutama pada tanaman heliothermic, adalah pembakaran burung yang tidak disengaja yang melalui kawasan ini.
Oleh itu, walaupun boleh diperbaharui dan tidak mengeluarkan gas, tenaga suria tetap menghadapi rintangan teknologi dan ekonomi. Walaupun menjanjikan, tenaga suria akan menjadi ekonomis hanya melalui kerjasama antara sektor awam dan swasta, dan dengan pelaburan dalam penyelidikan untuk meningkatkan teknologi yang merangkumi proses pengeluaran, dari pemurnian silikon hingga pembuangan sel fotovoltaik.
