Zonne-energie: 10 belangrijke toepassing van zonne-energie - uitgelegd!

Enkele van de belangrijkste toepassingen van zonne-energie zijn de volgende: (a) Zonne-waterverwarming (b) Zonne-energie voor gebouwen (c) Zonne-distillatie (d) Zonne-energie (e) Zonne-energie van landbouw- en dierlijke producten (f) Zonne-ovens (g) Zonne-energie koken (h) Productie van zonne-energie (i) Productie van thermische zonne-energie (j) Zonne-groene huizen.

(a) Zonneboilerverwarming:

Een zonnewaterverwarmingseenheid omvat een zwartgeblakerde vlakke plaatmetaalcollector met een bijbehorende metalen buis gericht naar de algemene richting van de zon. De platencollector heeft een transparante glazen afdekking erboven en een laag thermische isolatie eronder.

De metalen buis van de collector is verbonden door een pijp met een geïsoleerde tank die heet water opslaat tijdens bewolkte dagen. De collector absorbeert zonnestraling en draagt ​​de warmte over aan het water dat door de slang circuleert, hetzij door zwaartekracht of door een pomp.

Dit warme water wordt via de bijbehorende metalen buis naar de opslagtank gevoerd. Dit systeem van waterverwarming wordt veel gebruikt in hotels, pensions, toeristenbungalows, ziekenhuizen, kantines en huishoudelijke en industriële eenheden.

(b) Zonneverwarming van gebouwen:

Zonne-energie kan op veel manieren worden gebruikt voor ruimteverwarming van gebouwen, namelijk:

(a) Het verzamelen van de zonnestraling door een deel van het gebouw zelf, dwz zonne-energie wordt rechtstreeks in het gebouw toegelaten via grote ramen op het zuiden.

(b) Gebruik van afzonderlijke zonnecollectoren die water of lucht kunnen verwarmen of opslagapparaten die de verzamelde zonne-energie kunnen accumuleren voor gebruik 's nachts en tijdens gure dagen.

Wanneer het gebouw warmte nodig heeft van deze collectoren of opslaginrichtingen, wordt de warmte overgedragen door conventionele apparatuur zoals ventilator, kanalen, luchtuitlaten, radiatoren en hete luchtregisters enz. Om de woonruimtes van een gebouw op te warmen.

Wanneer het gebouw geen warmte nodig heeft, kan de verwarmde lucht of het water uit de collector worden verplaatst naar de warmteopslaginrichting zoals een goed geïsoleerde watertank of ander warmtebehoudmateriaal. Voor gure dagen is een hulpverwarming op gas, olie of elektriciteit vereist als back-upsysteem.

(c) Zonnestillatie:

In droge semi- en kustgebieden is er schaarste aan drinkwater. Het overvloedige zonlicht in deze gebieden kan worden gebruikt voor het omzetten van zout water in drinkbaar gedestilleerd water met behulp van de methode van zonnedestillatie. Bij deze methode wordt zonnestraling via een transparante luchtdichte glazen afdekking in een ondiepe zwart gemaakte bak met zout water toegelaten.

Zonnestraling passeert de afdekkingen en wordt geabsorbeerd en omgezet in warmte in het zwart gemaakte oppervlak, waardoor het water uit de pekel verdampt (onzuiver zout water). De geproduceerde dampen worden gecondenseerd tot gezuiverd water in het koele binnenste van het dak.

Het gecondenseerde water stroomt langs het hellende dak en wordt verzameld in de troggen onderaan en van daaruit in een wateropslagtank om drinkbaar gedistilleerd water te leveren in schaarste gebieden, in hogescholen, schoollaboratoria, defensie labs, benzinepompen, ziekenhuizen en farmaceutische industrieën. Per liter gedestilleerde waterkosten die door dit systeem worden verkregen, zijn goedkoper dan gedestilleerd water dat wordt verkregen door andere op elektrische energie gebaseerde processen.

(d) Zonne-pompen:

Bij pompen op zonne-energie wordt de energie opgewekt door zonne-energie gebruikt voor het verpompen van water voor irrigatiedoeleinden. De vereiste voor waterpompen is het grootst in de hete zomermaanden, die samenvallen met de toegenomen zonnestraling gedurende deze periode en daarom is deze methode het meest geschikt voor irrigatiedoeleinden. Tijdens periodes van slecht weer, wanneer de zonnestraling laag is, is de vereiste voor waterpompen ook relatief minder omdat ook de transpiratieverliezen van de gewassen laag zijn.

(e) Zonne-drogen van landbouw- en dierlijke producten:

Dit is een traditionele methode om zonne-energie te gebruiken voor het drogen van landbouw- en dierlijke producten. Landbouwproducten worden gedroogd in een eenvoudige kastdroger die bestaat uit een doos geïsoleerd aan de basis, zwart geverfd aan de binnenkant en bedekt met een schuin aflopende transparante glasplaat.

Aan de basis en bovenkant van de zijkanten zijn ventilatiegaten voorzien om de luchtstroming over het droogmateriaal, dat op geperforeerde trays in de kast wordt geplaatst, te vergemakkelijken. Deze geperforeerde trays of racks zijn zorgvuldig ontworpen om gecontroleerde blootstelling aan zonnestraling te bieden.

Zonne-uitdroging, met name van fruit, verbetert de kwaliteit van het fruit naarmate de suikerconcentratie bij het drogen toeneemt. Normaal gesproken zijn zacht fruit bijzonder kwetsbaar voor aantasting door insecten, omdat het suikergehalte bij het drogen toeneemt, maar in een fruitdroger wordt veel tijd bespaard door sneldrogend, waardoor de kans op insekten wordt verkleind.

De huidige praktijk van het drogen van pepers door ze op de vloer te verspreiden vereist niet alleen veel open ruimte en handarbeid voor het hanteren van materiaal, maar het wordt moeilijk om de kwaliteit en smaak ervan te behouden tenzij het drogen wordt uitgevoerd in een gecontroleerde atmosfeer. Bovendien worden de producten die in de zon worden gedroogd, vaak verwend door plotselinge regenbuien, stofstormen of vogels. Bovendien laten rapporten zien dat het niet mogelijk is om een ​​zeer laag vochtgehalte te bereiken in de in de zon gedroogde pepers.

Als gevolg hiervan worden de pepers vatbaar voor aantasting door schimmels en bacteriën. Bij drogen in de zon zijn de producten soms te droog en gaat de kwaliteit verloren. Met zonne-energie werkende droger helpt de meeste van deze nadelen te overwinnen.

Andere landbouwproducten die gewoonlijk op zonne-energie worden gedroogd, zijn chips, berseem, maïskorrels en padie, gember, erwten, peper, cashewnoten, hout en fineerdroging en tabaksuitharding. Sproeidrogen van melk en visdroging zijn voorbeelden van op zonne-energie gedroogde dierlijke producten.

(f) Zonne-ovens:

In een Solar-oven wordt hoge temperatuur verkregen door de zonnestraling op een monster te concentreren met behulp van een aantal heliostaten (omkeerbare spiegels) die op een hellend oppervlak zijn geplaatst. De solar-oven wordt gebruikt voor het bestuderen van de eigenschappen van keramiek bij extreem hoge temperaturen boven het meetbereik dat meetbaar is in laboratoria met vlammen en elektrische stromen.

Verwarming kan worden bereikt zonder enige besmetting en de temperatuur kan eenvoudig worden geregeld door de positie van het materiaal in focus te wijzigen. Dit is vooral handig voor metallurgische en chemische bewerkingen. Verschillende eigenschappenmetingen zijn mogelijk op een open exemplaar. Een belangrijke toekomstige toepassing van zonne-ovens is de productie van salpeterzuur en meststoffen uit de lucht.

(g) Solar Cooking:

Een verscheidenheid aan brandstof zoals kolen, kerosine, kookgas, brandhout, mestkoeken en landbouwafval worden gebruikt voor kookdoeleinden. Door de energiecrisis is de aanvoer van deze brandstoffen verslechterd (hout, steenkool, kerosine, kookgas) of te kostbaar om te worden verspild voor kookdoeleinden (koeienmest kan beter worden gebruikt als mest voor het verbeteren van de bodemvruchtbaarheid). Dit maakte het gebruik van zonne-energie voor kookdoeleinden en de ontwikkeling van zonnekokers noodzakelijk. Een eenvoudig zonnekooktoestel is het fornuis van het type met vlakke schotels.

Het bestaat uit een goed geïsoleerde metalen of houten kist die van de binnenkant zwart is gemaakt. De zonnestralen die de box binnenkomen hebben een korte golflengte. Omdat stralingen met een hogere golflengte niet door de glasafdekkingen kunnen gaan, wordt de re-straling van het zwart gemaakte interieur naar buiten de doos door de twee glasafdekkingen geminimaliseerd, waardoor het warmteverlies wordt geminimaliseerd.

Het warmteverlies door convectie wordt tot een minimum beperkt door de doos luchtdicht te maken. Dit wordt bereikt door een rubberen strook aan te brengen tussen het bovenste deksel en de doos om het warmteverlies als gevolg van geleiding tot een minimum te beperken, de ruimte tussen de zwart gemaakte schaal en de buitenste laag van de doos is gevuld met een beledigend materiaal zoals glaswol, zaagsel, paddy schil etc.

Wanneer geplaatst in zonlicht, doordringen de zonnestralen de glasdekking en worden geabsorbeerd door het zwart gemaakte oppervlak daardoor resulterend in een verhoging van temperatuur binnen de doos. Van buitenaf gezwarte kookpotten worden in de solarbox geplaatst.

Het ongekookte voedsel wordt gekookt met de warmte-energie die wordt geproduceerd als gevolg van de verhoogde temperatuur van de zonnedoos. Het collectorgebied van een dergelijke zonnekoker kan worden vergroot door een vlakke reflectorspiegel te voorzien. Wanneer deze reflector is afgesteld om de zonnestralen in de doos weer te geven, wordt een temperatuurstijging van 15 ° C tot 25 ° C in de fornuiskast bereikt.

De solar cooker heeft geen brandstof of aandacht nodig tijdens het koken van voedsel en er is geen vervuiling, geen verkoling of overlopen van voedsel en het belangrijkste voordeel is dat de voedingswaarde van het gekookte voedsel erg hoog is omdat de vitamines en natuurlijke smaak van het voedsel niet vernietigd.

Onderhoudskosten van de solar cooker zijn verwaarloosbaar. Het grootste nadeel van de solar cooker is dat het voedsel niet kan worden gekookt in de nacht, op bewolkte dagen of op korte termijn. Het koken neemt relatief meer tijd in beslag en chapattis kunnen niet in een zonnekoker worden gekookt.

(h) Productie van zonne-elektrische energie:

Elektrische energie of elektriciteit kan direct worden opgewekt uit zonne-energie met behulp van fotovoltaïsche cellen. De fotovoltaïsche cel is een energieconversieapparaat dat wordt gebruikt om fotonen van zonlicht direct in elektriciteit om te zetten. Het is gemaakt van halfgeleiders die de fotonen ontvangen van de zon absorberen, waardoor er vrije elektronen met hoge energieën ontstaan.

Deze hoogenergievrije elektronen worden door een elektrisch veld geïnduceerd om uit de halfgeleider te stromen om nuttig werk te doen. Dit elektrische veld in fotovoltaïsche cellen wordt meestal geleverd door een pn-overgang van materialen met verschillende elektrische eigenschappen. Er zijn verschillende fabricagetechnieken om deze cellen in staat te stellen maximale efficiëntie te bereiken.

Deze cellen zijn in parallelle of seriële combinatie gerangschikt om celmodules te vormen. Enkele van de speciale kenmerken van deze modules zijn hoge betrouwbaarheid, geen uitgaven voor brandstof, minimale onderhoudskosten, lange levensduur, draagbaarheid, modulariteit, vervuilingvrij werken enz.

Fotovoltaïsche cellen zijn gebruikt voor het bedienen van irrigatiepompen, waarschuwingen voor spoorwegovergangen, navigatiesignalen, noodoproepsystemen op de snelweg, automatische meteorologische stations enz. In gebieden waar het moeilijk is om hoogspanningslijnen te leggen.

Ze worden ook gebruikt voor weermonitoring en als draagbare voedingsbronnen voor televisies, rekenmachines, horloges, computerkaartlezers, opladen van batterijen en in satellieten enz. Daarnaast worden fotovoltaïsche cellen gebruikt voor het bekrachtigen van pompsets voor irrigatie, drinkwatervoorziening en voor het leveren van elektriciteit in landelijke gebieden, zoals straatverlichting enz.

(i) Thermische zonne-energieproductie:

Thermische zonne-energieproductie betekent de omzetting van zonne-energie in elektriciteit via thermische energie. In deze procedure wordt eerst zonne-energie gebruikt om een ​​werkfluïdum, gas, water of een andere vluchtige vloeistof op te warmen. Deze warmte-energie wordt vervolgens omgezet in mechanische energie ma-turbine. Eindelijk converteert een conventionele generator gekoppeld aan een turbine deze mechanische energie in elektrische energie.

Productie van stroom via zonne-vijvers:

Een zonnevijver is een natuurlijk of kunstmatig waterlichaam dat wordt gebruikt voor het verzamelen en absorberen van zonnestraling en het opslaan ervan als warmte. Het is erg ondiep (5-10 cm diep) en heeft een stralingsabsorberende (zwarte kunststof) bodem. Het heeft een gebogen glasvezeldekking om de instraling van zonnestraling mogelijk te maken, maar vermindert verliezen door straling en convectie (luchtbeweging). Verlies van warmte aan de grond wordt tot een minimum beperkt door een bed van isolerend materiaal onder de vijver aan te brengen.

Zonnevijvers maken gebruik van water voor het verzamelen en opslaan van de zonne-energie die wordt gebruikt voor vele toepassingen zoals ruimteverwarming, industriële procesverwarming en voor het opwekken van elektriciteit door een turbine aan te drijven die wordt aangedreven door het verdampen van een organische vloeistof met een laag kookpunt.

(j) Solar Green Houses:

Een broeikas is een structuur bedekt met transparant materiaal (glas of plastic) dat dienst doet als een zonnecollector en zonne-stralingsenergie gebruikt om planten te laten groeien. Het heeft verwarmings-, koel- en ventilatie-apparaten voor het regelen van de temperatuur in de kas.

Zonnestraling kan door de beglazing van het groenhuis passeren, maar de thermische straling die door de voorwerpen in het kashuis wordt uitgestoten, kan niet door het glazen oppervlak ontsnappen. Als gevolg daarvan raken de stralingen gevangen in de broeikas en resulteren in een toename van de temperatuur.

Omdat de green house-structuur een gesloten grens heeft, wordt de lucht in de kas verrijkt met CO ₂ omdat er geen vermenging van de kaslucht met de omgevingslucht is. Verder is er verminderd vochtverlies als gevolg van beperkte transpiratie. Al deze kenmerken helpen de plantengroei gedurende de dag, maar ook 's nachts en het hele jaar door te ondersteunen.