Nguyên tắc của công nghệ năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời là một nguồn năng lượng tái tạo. Nó đề cập đến năng lượng bức xạ nhiệt của mặt trời (xem ba phương thức truyền năng lượng nhiệt: bức xạ), chủ yếu được biểu thị bằng cái thường được gọi là ánh sáng mặt trời. Trong thời hiện đại, nó được sử dụng phổ biến để tạo ra điện hoặc cung cấp năng lượng cho máy nước nóng.
Kể từ khi sự sống ra đời trên Trái đất, nó chủ yếu phụ thuộc vào bức xạ nhiệt do mặt trời cung cấp để tồn tại. Từ xa xưa, con người cũng đã biết sử dụng ánh sáng mặt trời để làm khô đồ vật và sử dụng nó như một phương pháp chế biến thực phẩm, chẳng hạn như làm muối và làm khô cá muối. Với việc giảm nhiên liệu hóa thạch, năng lượng mặt trời đã trở thành một thành phần quan trọng trong sử dụng năng lượng của con người và không ngừng được phát triển. Có hai cách để sử dụng năng lượng mặt trời: chuyển đổi quang nhiệt và chuyển đổi quang điện. Sản xuất điện mặt trời là một nguồn năng lượng tái tạo mới nổi. Theo nghĩa rộng, năng lượng mặt trời còn bao gồm năng lượng gió, năng lượng hóa học, năng lượng nước trên Trái đất.
Nguyên tắc kỹ thuật
Hệ thống phát điện năng lượng mặt trời Sinoma
Năng lượng mặt trời được tạo ra bởi phản ứng tổng hợp hydro helium của các nguyên tử hydro bên trong mặt trời, giải phóng năng lượng hạt nhân khổng lồ, xuất phát từ năng lượng bức xạ của mặt trời. Phần lớn nhu cầu năng lượng của con người đến trực tiếp hoặc gián tiếp từ mặt trời. Thực vật giải phóng oxy thông qua quá trình quang hợp, hấp thụ carbon dioxide và chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng hóa học để lưu trữ trong cơ thể thực vật. Nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ và khí tự nhiên cũng là những nguồn năng lượng sơ cấp được hình thành thông qua quá trình tiến hóa của các loài động vật và thực vật cổ đại bị chôn vùi trong một thời kỳ địa chất lâu dài. Năng lượng được lưu trữ trong chính Trái đất thường đề cập đến năng lượng liên quan đến năng lượng nhiệt trong Trái đất và năng lượng liên quan đến phản ứng hạt nhân.
Năng lượng liên quan đến phản ứng hạt nhân là năng lượng hạt nhân. Khi cấu trúc của hạt nhân nguyên tử thay đổi, nó có thể giải phóng một lượng lớn năng lượng, được gọi là năng lượng hạt nhân nguyên tử hay năng lượng hạt nhân, thường được gọi là năng lượng nguyên tử. Nó đến từ các nguồn năng lượng phân hạch hạt nhân như uranium và plutonium được lưu trữ trong lớp vỏ trái đất trong các phản ứng phân hạch, cũng như các nguồn năng lượng tổng hợp hạt nhân như đơteri, tritium và lithium được lưu trữ trong đại dương trong các phản ứng nhiệt hạch. Các chất này giải phóng năng lượng khi phản ứng hạt nhân xảy ra. Hiện nay, việc sử dụng năng lượng hạt nhân lớn nhất là để tạo ra điện. Ngoài ra, nó còn có thể được sử dụng như các loại nguồn điện, nguồn nhiệt, v.v.
Năng lượng mặt trời là năng lượng được tạo ra bởi quá trình phản ứng tổng hợp hạt nhân liên tục bên trong mặt trời. Cường độ bức xạ mặt trời trung bình trên quỹ đạo Trái đất là 1369w/m2. Chu vi đường xích đạo của Trái đất là 40076 km, do đó có thể tính toán rằng năng lượng mà Trái đất thu được có thể đạt tới 173000 TW. Cường độ cực đại tiêu chuẩn ở mực nước biển là 1kw/m2, cường độ bức xạ trung bình hàng năm tại một điểm trên bề mặt Trái đất trong 24 giờ là 0,20kw/m2, tương đương với 102000TW năng lượng.
Mặc dù năng lượng do mặt trời bức xạ vào bầu khí quyển của Trái đất chỉ bằng 1/2,2 tỷ tổng năng lượng bức xạ của nó, nhưng nó đã đạt tới 173000 TW, có nghĩa là năng lượng do mặt trời bức xạ lên Trái đất mỗi giây tương đương với 5 triệu tấn năng lượng. than đá, và năng lượng bức xạ lên Trái đất mỗi giây là 1,465 × 10^14 joules. Năng lượng gió, năng lượng nước, năng lượng nhiệt đại dương, năng lượng sóng và năng lượng sinh khối trên Trái đất đều bắt nguồn từ mặt trời; "Ngay cả nhiên liệu hóa thạch trên Trái đất (như than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên, v.v.) về cơ bản là năng lượng mặt trời được lưu trữ từ thời cổ đại. Do đó, năng lượng mặt trời nghĩa rộng bao trùm một phạm vi rất lớn, trong khi năng lượng mặt trời nghĩa hẹp được giới hạn trong việc chuyển đổi trực tiếp bức xạ mặt trời thành năng lượng quang nhiệt, quang điện và quang hóa."