Nella nostra vita quotidiana usiamo spesso molti apparecchi elettrici ed elettronici come telefoni cellulari, ventilatori, frigoriferi portatili, luci elettriche, condizionatori d'aria, computer, strumenti industriali, macchine e così via. Tutti questi componenti elettrici ed elettronici oppure i dispositivi necessitano di alimentazione elettrica per il loro funzionamento.

Vantaggi e svantaggi dell'energia solare

Per fornire potenza sufficiente e soddisfare la richiesta di carico, esistono diversi modi per generare energia elettrica utilizzando diverse fonti di energia come l'energia solare, l'energia termica, l'energia eolica, l'energia nucleare e così via. In questo articolo, discuteremo dell'energia solare e dei vantaggi e degli svantaggi di sistema di energia solare utilizzato per la generazione di energia elettrica.

Energia solare

La luce radiante e il calore del sole sfruttati per fornire energia solare. Per questo vengono utilizzate tecnologie in evoluzione come l'elettricità solare termica, l'architettura solare, il riscaldamento solare e il fotovoltaico energia solare . In base al modo di catturare, convertire e distribuire l'energia solare, queste tecnologie solari sono classificate in due tipi: solare attivo e solare passivo. L'energia elettrica generata dall'energia solare è chiamata energia solare.

L'energia solare utilizzata direttamente per riscaldare l'acqua nelle piscine, fulmini diurni, asciugare i vestiti e così via, senza dispositivi intermedi o convertitori, è chiamata energia solare passiva.

Energia solare passiva

L'energia solare che viene indirettamente utilizzata per fornire alimentazione a dispositivi che consumano energia dopo l'elaborazione attraverso i dispositivi intermedi come pannelli solari o celle fotovoltaiche per convertire l'energia solare in energia elettrica è chiamata energia solare attiva.

Energia solare attiva

Processo di conversione dell'energia solare

L'energia solare viene convertita in energia elettrica chiamata Solar Power Energy e questo processo di conversione avviene utilizzando pannelli solari, regolatore di carica, batteria e inverter.

Processo di conversione dell'energia solare

Pannelli solari

Pannelli solari

“come funziona un interruttore unipolare a due vie? ”

I pannelli solari o celle fotovoltaiche vengono utilizzati per la conversione della luce (energia solare) in corrente elettrica (CC) utilizzando l'effetto fotovoltaico. Questo sistema può essere chiamato come Sistema di energia solare . I pannelli solari sono moduli rigidi realizzati in silicio o silicio cristallino a base di wafer.

Le celle fotovoltaiche sono classificate in due tipi: celle policristalline e monocristalline. Diverse celle fotovoltaiche sono interconnesse per formare un modulo e un array di questi moduli è chiamato pannello solare.

Sistema di batterie

Sistema di batterie

Il sistema di batterie è costituito da una cella secondaria o da una batteria elettrica ricaricabile. Ci sono due tipi di batterie come batterie al piombo-acido e gel-celle a ciclo profondo.

La batteria viene utilizzata per immagazzinare energia durante il giorno, mentre i pannelli solari generano energia e possono essere utilizzati nelle ore notturne utilizzando un inverter.

Controller di carica

Il regolatore di carica viene utilizzato per accendere o spegnere la carica e il carico. Viene utilizzato principalmente per proteggere la batteria da sovraccarico e in condizioni di carica.

Controller di carica

Durante le ore diurne il controller commuta la batteria per immagazzinare l'energia generata dai pannelli solari e, durante le ore notturne, fornisce energia al carico tramite un inverter.

Inverter

Inverter

Il l'inverter viene utilizzato per convertire la corrente continua in corrente alternata e quindi fornire l'alimentazione CA ai carichi.

Poiché molti carichi, che utilizziamo frequentemente, richiedono alimentazione CA, è necessario convertire la CC in CA. La potenza immagazzinata nella batteria è in forma DC, questa può anche essere convertita in AC utilizzando un inverter nel sistema.

Importanza dell'energia solare

Esistono diversi tipi di fonti di energia con cui possiamo generare energia elettrica, ma in questo processo di generazione di energia elettrica molte cose come l'inquinamento, i costi, l'efficienza, l'energia rinnovabile o non rinnovabile utilizzata per la generazione di energia, ecc. devono essere prese in considerazione. Qui dobbiamo considerare l'importanza dell'energia solare per produrre elettricità e tale da conservare le fonti energetiche non rinnovabili come carbone, petrolio, altri combustibili fossili e anche.

L'energia solare non è solo utilizzata per la generazione di elettricità, ma anche utilizzata dagli impianti per la produzione della clorofilla verde e del cibo nelle piante mediante fotosintesi - i must have per la sopravvivenza delle piante. Dai vantaggi dell'energia solare e progetti di energia solare discusso di seguito in questo articolo possiamo capire l'importanza dell'energia solare.

Vantaggi e svantaggi dell'energia solare

Anche se ci sono numerosi vantaggi dell'energia solare, ma ci sono anche alcuni svantaggi dell'energia solare che sono elencati di seguito:

Vantaggi

L'energia solare è una risorsa gratuita e rinnovabile per generare elettricità, ma richiede collettori e altre apparecchiature per la conversione dell'energia solare in energia elettrica.

Le celle solari utilizzate per la generazione di energia non provocano rumore. mentre i generatori o le turbine di altri metodi provocano inquinamento acustico.
Non causa molto inquinamento rispetto ad altri metodi di generazione di energia come una centrale termica, una centrale nucleare e così via.

Le celle solari non sono costituite da parti mobili e quindi richiedono una piccola manutenzione per il loro funzionamento.

Può essere utilizzato in aree remote per generare e utilizzare energia in quella località, dove la trasmissione dell'elettricità è troppo costosa.

L'energia solare offre sicurezza energetica evitando il sistema elettrico generale in cui esiste la possibilità di furto di corrente.

In generale, le calcolatrici e alcuni dispositivi elettronici a basso consumo possono essere alimentati utilizzando l'energia solare in modo efficace.

L'energia solare può produrre il 50% della potenza necessaria per ospitare installando i pannelli solari.

Nell'utilizzo a lungo termine dell'energia solare, l'investimento nella configurazione dell'energia solare può essere recuperato ai massimi livelli poiché l'energia solare è gratuita.

È una fonte di energia rinnovabile infinita e infinita rispetto ad altre fonti energetiche limitate come l'energia nucleare, il carbone, ecc., Che si stima durino 30 o 40 anni.

Può essere considerato come un posto di lavoro che crea una centrale elettrica se una volta iniziata l'installazione o la costruzione di centrali solari, allora offrirà più opportunità di lavoro a molti studenti di ingegneria.

Vantaggi dell'energia solare

La figura sopra mostra l'energia solare generata dai pannelli solari del tetto di una casa che può essere utilizzata per scopi domestici come lavatrice, ecc., E l'energia rimanente può essere venduta alla rete per essere pagata per l'esportazione di elettricità.

Svantaggi

Il costo di installazione dei pannelli solari per utilizzare l'energia solare è molto costoso e gli investimenti iniziali possono essere coperti solo dopo un utilizzo a lungo termine (molti anni).

La generazione di energia solare dipende interamente dalla luce solare incidente sui pannelli solari e che a sua volta dipende dalle condizioni climatiche.
L'energia solare può essere sfruttata in un periodo limitato poiché la luce solare è disponibile solo durante il giorno e nei giorni di sole, quindi l'energia può essere generata solo in un periodo di tempo limitato e l'energia deve essere risparmiata nelle batterie per un utilizzo successivo.
Le batterie utilizzate per immagazzinare l'energia solare sono molto costose, di enormi dimensioni e devono essere sostituite di tanto in tanto.
L'efficienza del sistema di energia solare (conversione dell'energia solare in energia elettrica) è di circa il 22% e per migliorarla sono necessarie ampie aree per catturare più luce solare e produrre elettricità adeguata.

Progetti di energia solare

Ci sono molti basati sull'energia solare progetti elettrici ed elettronici come un semplice scalda-acqua solare e alcuni progetti sono elencati di seguito insieme ai loro obiettivi. L'enorme consapevolezza tra gli individui e le istituzioni riguardo ai vantaggi e agli svantaggi dell'energia solare li ha spinti a iniziare a progettare e sviluppare nuovi progetti avanzati di energia solare. Il nuovi progetti avanzati e innovativi includere Sun Tracking pannello solare , Lampione solare basato su Raspberry Pi, regolatore di carica solare, sistema di misurazione dell'energia solare e molti altri sistemi solari progetti di microcontrollore .

Lampione stradale solare basato su Raspberry Pi

L'obiettivo principale di questo progetto è progettare lampioni a LED con controllo automatico dell'intensità utilizzando energia solare o energia solare da celle fotovoltaiche con il Scheda Raspberry Pi . I pannelli solari vengono utilizzati per la conversione dell'energia solare in energia elettrica e questa energia elettrica viene utilizzata per caricare le batterie utilizzando un circuito di controllo della carica.

Lampione stradale solare basato su Raspberry Pi di Edgefxkits.com

L'intensità della luce è controllata per risparmiare energia durante i periodi di bassa densità di traffico (generalmente a tarda notte). Il Tecnica PWM è integrato con la scheda Raspberry Pi come mostrato nel diagramma a blocchi per risparmiare energia solare fornendo intensità diverse in momenti diversi.

Regolatore di carica solare

L'intenzione principale di Regolatore di carica solare progetto è quello di immagazzinare energia elettrica in batterie, ottenuta convertendo l'energia solare in energia solare o energia elettrica utilizzando celle fotovoltaiche, durante il giorno e per utilizzare questa energia immagazzinata durante la notte. Un insieme di gli amplificatori operazionali sono usati come comparatori per monitorare la tensione del pannello e la corrente di carico come mostrato nello schema a blocchi.

Solar Power Charge Controller di Edgefxkits.com

Diversi tipi di LED sono utilizzati per indicare condizioni di carica, sovraccarico e scarica profonda. Il MOSFET viene utilizzato come interruttore di potenza a semiconduttore per interrompere il carico in condizioni di batteria scarica o sovraccarico. Se la batteria è completamente carica, l'energia solare viene bypassata al carico fittizio utilizzando un transistor.

Ci sono molti scienziati, istituzioni, individui che fanno ricerche per migliorare l'efficienza del sistema di energia solare. Puoi condividere altri vantaggi e svantaggi dell'energia solare che conosci nella sezione dei commenti per incoraggiare l'uso di energia solare rinnovabile. Per ulteriore assistenza tecnica in merito all'energia solare e ai progetti basati sull'energia solare, inviare domande, commenti e idee di progetti di energia solare da implementare utilizzando microcontrollore.

Crediti fotografici: