Güneş Enerjisi: Güneş Enerjisinin 10 Temel Uygulaması - Açıklamalı!

Güneş enerjisinin önemli uygulamalarından bazıları şunlardır: (a) Güneş enerjili su ısıtma (b) Binaların güneş enerjisi ile ısıtılması (c) Güneş damıtma (d) Güneş enerjisi pompalaması (e) Tarımsal ve hayvansal ürünlerin güneş kuruması (f) Güneş fırınları (g) Güneş enerjisi ile pişirme (h) Güneş enerjisi ile elektrik üretimi (i) Güneş enerjisi ile elektrik enerjisi üretimi (j) Güneş enerjisi yeşil evleri.

(a) Güneş Enerjisi İle Su Isıtma:

Bir güneş enerjili su ısıtma ünitesi, güneşin genel yönüne bakan ilişkili bir metal boruya sahip karartılmış bir yassı metal levha kollektörünü içerir. Plaka toplayıcının üstünde şeffaf bir cam kapak ve altında bir ısı yalıtımı tabakası vardır.

Kollektörün metal borusu, bulutlu günlerde sıcak su depolayan yalıtımlı bir tanka bir boru ile bağlanır. Kollektör, güneş ışınlarını emer ve ısıyı, boru ya da yerçekimi ile ya da bir pompa ile dolaşan suya aktarır.

Bu sıcak su, ilgili metal boru vasıtasıyla depolama tankına verilir. Bu su ısıtma sistemi genellikle otellerde, konukevlerinde, turist bungalovlarında, hastanelerde, kantinde ve evsel ve endüstriyel ünitelerde kullanılır.

(b) Binaların Güneş Enerjisi İle Isıtma:

Güneş enerjisi binaların mekan ısıtması için birçok yolla kullanılabilir:

(a) Güneş ışınımını binanın bir elemanı tarafından toplamak, yani güneş enerjisi doğrudan binaya güneye bakan büyük pencerelerden kabul edilir.

(b) Su ve havayı ısıtabilen ayrı güneş kollektörlerini veya toplanan güneş enerjisini gece ve yoğun günlerde kullanmak üzere biriktirebilecek depolama cihazlarını kullanmak.

Bina, bu kolektörlerden veya depolama cihazlarından ısı gerektirdiğinde, ısı, bir binanın yaşam alanlarını ısıtmak için fan, kanallar, hava çıkışları, radyatörler ve sıcak hava kayıtları vb. Gibi geleneksel ekipmanlarla aktarılır.

Bina ısı gerektirmediğinde, kolektörden gelen ısıtılmış hava veya su, iyi yalıtılmış su deposu veya diğer ısı tutma malzemeleri gibi ısı depolama cihazına taşınabilir. Tespit günleri için yedek sistem olarak gaz, yağ veya elektrik kullanan yardımcı bir ısıtma sistemi gereklidir.

(c) Güneş damıtma:

Kurak yarı ve kıyı bölgelerinde içme suyu azlığı vardır. Bu alanlarda bol miktarda güneş ışığı, tuzlu suyun, güneş damıtma yöntemi ile içilebilir damıtılmış suya dönüştürülmesi için kullanılabilir. Bu yöntemde, güneş ışınımı, şeffaf, hava geçirmez bir cam kapak vasıtasıyla, tuzlu su içeren bir sığ kararmış havzaya verilir.

Güneş radyasyonu kapaklardan geçer ve karartılmış yüzeyde emilir ve ısıya dönüştürülür ve suyun tuzlu sudan buharlaşmasına neden olur (tuzlu su). Üretilen buharlar, çatının serin iç kısmında arıtılmış su oluşturmak üzere yoğuşturulur.

Yoğuşan su, eğimli çatıdan aşağıya doğru akar ve kıtlık alanlarında, kolejlerde, okul bilim laboratuarlarında, savunma laboratuvarlarında, benzin pompalarında, hastanelerde içme suyu damıtılmış su sağlamak için tabanda ve oradan su deposuna toplanır. ve ilaç endüstrisi. Bu sistem tarafından elde edilen litre başına damıtılmış su maliyeti, diğer elektrik enerjisi bazlı işlemlerle elde edilen damıtılmış sudan daha ucuzdur.

(d) Güneş enerjisi pompalaması:

Güneş enerjili pompalamada, sulama amaçlı su pompalamak için güneş enerjisinin ürettiği enerji kullanılır. Su pompalama gereksinimi, bu dönemde artan güneş ışınımlarına denk gelen yaz aylarında en fazladır ve bu nedenle sulama için en uygun yöntemdir. Güneş ışınlarının düşük olduğu sert hava koşullarında, su pompalama gereksinimi de ürünlerden gelen transpirasyon kayıpları da düşük olduğundan nispeten düşüktür.

(e) Tarımsal ve Hayvansal Ürünlerin Güneşli Kurutulması:

Bu, tarımsal ve hayvansal ürünlerin kurutulması için güneş enerjisinin kullanılmasında geleneksel bir yöntemdir. Tarım ürünleri, tabanda yalıtımlı, iç tarafında siyah boyalı ve eğimli şeffaf bir cam levha ile kaplanmış bir kutudan oluşan basit bir kabine kurutucuda kurutulur.

Yanların tabanında ve üstünde, kabinin içindeki delikli tepsilere yerleştirilen kurutma malzemesi üzerinden hava akışını kolaylaştırmak için havalandırma delikleri sağlanmıştır. Bu delikli tepsiler veya raflar, güneş ışınlarına kontrollü maruz kalma sağlamak için dikkatlice tasarlanmıştır.

Güneşte kurutma, özellikle meyvelerde kurumada şeker konsantrasyonu arttıkça meyve kalitesini arttırır. Normal olarak yumuşak meyveler, şeker içeriği kuruma üzerinde arttıkça böcek saldırılarına karşı özellikle hassastır, ancak bir meyve kurutucusunda daha çabuk kuruma ile önemli ölçüde zaman tasarrufu sağlanmakta, bu da böcek saldırı şansını en aza indirmektedir.

Bunları zemine yayarak kurutma biberlerinin mevcut uygulaması, malzeme taşıma için çok fazla boş alan ve el işçiliği gerektirmekle kalmaz, aynı zamanda, kontrollü bir atmosferde kurutma yapılmadıkça kalitesini ve tadını korumak zorlaşır. Ayrıca, güneşte kurutulan ürünler, ani yağışlar, toz fırtınaları veya kuşlar nedeniyle çok sık bozulmaktadır. Ayrıca, raporlar güneşte kurutulmuş biberlerde çok düşük nem içeriğine ulaşmanın mümkün olmadığını da ortaya koymaktadır.

Sonuç olarak, biberler mantar ve bakterilerin saldırısına yatkın hale gelir. Güneşte kurutmada, ürün fazla kurur ve kalitesi düşer. Güneş enerjisi ile çalışan kurutucu bu dezavantajların çoğunun üstesinden gelmeye yardımcı olur.

Genellikle güneşte kurutulmuş diğer tarım ürünleri patates cipsi, berseem, mısır ve çeltik taneleri, zencefil, bezelye, biber, kaju fıstığı, kereste ve kaplama kurutma ve tütün kürlemesidir. Sütün sprey kurutması ve balık kurutması, güneş kurutulmuş hayvan ürünlerinin örnekleridir.

(f) Güneş Fırınları:

Bir Güneş fırında, güneş ışınımları eğimli bir yüzeye yerleştirilmiş birkaç heliostat (döndürülebilir aynalar) kullanılarak bir numuneye konsantre edilerek yüksek sıcaklık elde edilir. Güneş fırını, alevlerin ve elektrik akımlarının bulunduğu laboratuarlarda, seramiklerin özelliklerini ölçülebilen aralığın üzerindeki aşırı yüksek sıcaklıklarda çalışmak için kullanılır.

Herhangi bir kirlenme olmadan ısıtma gerçekleştirilebilir ve malzemenin odaktaki konumu değiştirilerek sıcaklık kolayca kontrol edilebilir. Bu özellikle metalurjik ve kimyasal işlemler için kullanışlıdır. Açık bir numunede çeşitli özellik ölçümleri mümkündür. Güneş fırınlarının gelecekteki önemli bir uygulaması havadan nitrik asit ve gübrelerin üretilmesidir.

(g) Güneşli Pişirme:

Yemek yapmak için kömür, gazyağı, pişirme gazı, yakacak odun, güveç kekleri ve tarımsal atıklar gibi çeşitli yakıtlar kullanılmaktadır. Enerji krizi nedeniyle, bu yakıtların arzı bozuluyor (odun, kömür, gazyağı, pişirme gazı) ya da pişirme amacıyla boşa harcanmayacak kadar değerli (inek gübresi toprak verimliliğini arttırmak için gübre olarak daha iyi kullanılabilir). Bu, pişirme amaçlı güneş enerjisinin kullanılmasını ve güneş ocaklarının geliştirilmesini gerektiriyordu. Basit bir güneş fırını, düz plaka kutu tipi güneş fırınıdır.

İç tarafından karartılmış, iyi yalıtılmış bir metal veya ahşap kutudan oluşur. Kutuya giren güneş ışınlarının kısa dalga boyları vardır. Daha yüksek dalga boyu radyasyonları cam kapaklardan geçemediğinden, kararmış olan iç kısımdan kutunun dışına iki cam kapaktan yeniden yayılma asgariye indirilir, böylece ısı kaybı en aza indirilir.

Konveksiyondan kaynaklanan ısı kaybı, kutunun hava geçirmez hale getirilmesiyle en aza indirgenir. Bu, iletim nedeniyle ısı kaybını en aza indirgemek için üst kapak ile kutu arasında bir lastik şerit temin edilerek elde edilir, kararmış tepsi ve kutunun dış kapağı arasındaki boşluk cam yünü, testere tozu gibi bir hakaret maddesi ile doldurulur. Çeltik kabuğu vb.

Güneş ışığına yerleştirildiğinde, güneş ışınları cam kapaklara nüfuz eder ve kararmış yüzey tarafından emilir, böylece kutunun içindeki sıcaklıkta bir artış meydana gelir. Dışarıdan karartılmış tencereler güneş kutusuna yerleştirilir.

Pişmemiş yiyecekler, güneş kutusunun sıcaklığı arttıkça üretilen ısı enerjisi ile pişirilir. Böyle bir güneş fırınının toplayıcı alanı, bir düzlem reflektör aynası sağlayarak arttırılabilir. Bu reflektör güneş ışınlarını kutuya yansıtacak şekilde ayarlandığında, ocak kutusu içinde sıcaklıkta 15 ° C ila 25 ° C artış elde edilir.

Yemek pişirirken güneş ocağı ne yakıta ne de dikkat gerektirir ve kirlilik yoktur, yiyeceklerin kömürleşmesi veya taşması yoktur ve en önemli avantajı, pişmiş gıdaların besin değerinin, gıdaların vitaminleri ve doğal lezzetlerinin çok yüksek olmamasıdır. yerlebir edilmiş.

Güneş ocağının bakım maliyeti önemsizdir. Güneş ocağının temel dezavantajı, geceleri, bulutlu günlerde veya kısa sürede yiyeceklerin pişirilememesidir. Yemek pişirme nispeten daha fazla zaman alır ve güneşte pişirilen chapattis pişirilemez.

(h) Güneş Enerjisi Üretimi:

Elektrik enerjisi veya elektrik fotovoltaik hücreler vasıtasıyla doğrudan güneş enerjisinden üretilebilir. Fotovoltaik hücre, güneş ışığının fotonlarını doğrudan elektriğe dönüştürmek için kullanılan bir enerji dönüştürme cihazıdır. Güneşten gelen fotonları emen, yüksek enerjili serbest elektronlar üreten yarı iletkenlerden yapılmıştır.

Bu yüksek enerjisiz elektronlar, yararlı çalışmalar yapmak için yarı iletkenden akmak üzere bir elektrik alanı tarafından indüklenir. Fotovoltaik hücrelerdeki bu elektrik alanı genellikle farklı elektriksel özelliklere sahip malzemelerin bir pn birleşimi ile sağlanır. Bu hücrelerin maksimum verim elde etmesini sağlamak için farklı imalat teknikleri vardır.

Bu hücreler, hücre modüllerini oluşturmak için paralel veya seri kombinasyon halinde düzenlenir. Bu modüllerin özelliklerinden bazıları yüksek güvenilirlik, yakıt harcaması, minimum bakım maliyeti, uzun ömür, taşınabilirlik, modülerlik, kirlilik içermeyen çalışma vb.

Fotovoltaik hücreler, elektrik hatlarının döşenmesinin zor olduğu alanlarda sulama pompalarını, tren yol geçiş uyarılarını, seyir sinyallerini, otoyol acil durum çağrı sistemlerini, otomatik meteoroloji istasyonlarını vb. Çalıştırmak için kullanılmıştır.

Ayrıca, hava izleme için ve televizyonlar, hesap makineleri, saatler, bilgisayar kartı okuyucular, pil şarjı ve uydular vb. İçin taşınabilir güç kaynakları olarak kullanılırlar. Bunların yanı sıra, fotovoltaik hücreler, sulama, içme suyu temini ve kırsal alanlarda, yani sokak lambalarında vs. elektrik sağlamak için

(i) Güneş Enerjisi Üretimi:

Güneş ısıl enerji üretimi, güneş enerjisinin ısıl enerji yoluyla elektriğe dönüştürülmesi anlamına gelir. Bu prosedürde güneş enerjisi ilk olarak çalışan bir sıvıyı, gazı, suyu veya diğer herhangi bir uçucu sıvıyı ısıtmak için kullanılır. Bu ısı enerjisi daha sonra mekanik türbinlere dönüştürülür. Sonunda bir türbine bağlanmış geleneksel bir jeneratör, bu mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür.

Güneş Havuzları ile Güç Üretimi:

Bir güneş birikintisi, güneş ışınımını toplamak, absorbe etmek ve ısı olarak depolamak için kullanılan doğal veya yapay bir su kütlesidir. Çok sığdır (5-10 cm derinliğinde) ve radyasyon emici (siyah plastik) bir tabana sahiptir. Güneş radyasyonunun girişine izin vermek için üzerinde kavisli bir cam elyaf kaplaması vardır ancak radyasyon ve taşınım (hava hareketi) ile kayıpları azaltır. Havuzun altına bir yalıtım malzemesi yatağı verilerek zemine ısı kaybı en aza indirilir.

Güneş havuzları, alan ısıtma, endüstriyel işlem ısıtma gibi birçok uygulama için kullanılan güneş enerjisini toplamak ve depolamak ve düşük kaynama noktasına sahip organik bir sıvıyı buharlaştırmak suretiyle çalışan bir türbini çalıştırarak elektrik üretmek için su kullanır.

(j) Güneş Enerjisi Evleri:

Yeşil bir ev, güneş kollektörü görevi gören ve bitki yetiştirmek için güneş ışınım enerjisi kullanan saydam malzeme (cam veya plastik) ile kaplanmış bir yapıdır. Sera içerisindeki sıcaklığı kontrol etmek için ısıtma, soğutma ve havalandırma cihazlarına sahiptir.

Güneş radyasyonları sera camlarının içinden geçebilir, ancak sera içindeki nesnelerin yaydığı termal radyasyonlar camlı yüzeylerden kaçamaz. Sonuç olarak, radyasyonlar sera içinde sıkışıp kalıyor ve sıcaklığın artmasına neden oluyor.

Sera yapısının kapalı bir sınırı olduğu için, sera havasının ortam havasıyla karışmaması nedeniyle seranın içindeki hava CO2 ile zenginleşir. Ayrıca, sınırlı terleme nedeniyle azalmış nem kaybı vardır. Bütün bu özellikler, gün boyunca ve gece boyunca ve tüm yıl boyunca bitki büyümesini sürdürmeye yardımcı olur.