Η ηλιακή ενέργεια προέρχεται από τον ήλιο. Οδηγεί τον καιρό και τροφοδοτεί φυτά στη Γη. Σε πιο εξειδικευμένους όρους, η ηλιακή ενέργεια αναφέρεται στην τεχνολογία που επιτρέπει στους ανθρώπους να μετατρέπουν και να χρησιμοποιούν την ενέργεια του ήλιου για ανθρώπινες δραστηριότητες. Μέρος της ενέργειας του ήλιου είναι θερμικό, που σημαίνει ότι υπάρχει με τη μορφή θερμότητας. Ορισμένες προσεγγίσεις για την ηλιακή ενέργεια μετατρέπουν την ενέργεια του ήλιου σε θερμότητα, αλλά για άλλες προσεγγίσεις η θερμότητα δεν βοηθά καθόλου. Υπάρχουν επίσης άλλοι ορισμοί της θερμικής ενέργειας που δεν έχουν καμία σχέση με τον ήλιο.
Θερμική ενέργεια
•••Stockbyte / Stockbyte / Getty Images
Η λέξη "θερμική" προέρχεται από την ελληνική λέξη για τη θερμότητα, επομένως η θερμική ενέργεια είναι τεχνικά θερμότητα. Όταν οι μηχανικοί μιλούν για θερμική ενέργεια είναι συνήθως κακό - σπατάλη. Για παράδειγμα, ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως σβήνει φως, αλλά στην πραγματικότητα εκπέμπει περισσότερη θερμότητα από το φως. Όταν ο φορητός υπολογιστής σας ζεσταίνει την αγκαλιά σας, αυτό δεν σας βοηθά να κάνετε υπολογισμούς - είναι σπατάλη ενέργειας. Αυτή η σπατάλη ενέργειας είναι σχεδόν παντού - κινητήρες αυτοκινήτων, κινητά τηλέφωνα, τηλεοράσεις. Αυτή η μορφή θερμικής ενέργειας δεν έχει καμία σχέση με τον ήλιο.
Γεωθερμική ενέργεια
•••Thinkstock / Comstock / Getty Images
Κάτω από την επιφάνεια της Γης βρίσκονται λίμνες λιωμένου βράχου. Αυτός ο υπερθερμαινόμενος βράχος μεταφέρει μεγάλη ποσότητα ενέργειας και η γεωθερμική ενέργεια επιχειρεί να εξαγάγει αυτήν την ενέργεια και να τη μετατρέψει σε χρήσιμες μορφές. Συγκεκριμένα, η πιο κοινή μορφή γεωθερμικής ενέργειας στέλνει ένα υγρό κάτω στη Γη, αφήνει να αλληλεπιδράσει με θερμό βράχο και τραβά το θερμαινόμενο υγρό πίσω στην επιφάνεια. Αυτή η θερμότητα χρησιμοποιείται για την κίνηση ενός στροβίλου, παράγοντας κιλοβάτ ηλεκτρισμού Αν και αυτή είναι μια καλή μορφή θερμικής ενέργειας, η τελική πηγή αυτής της θερμότητας είναι τα ραδιενεργά υλικά μέσα στον πυρήνα της Γης, το οποίο δεν έχει καμία σχέση με τον ήλιο.
Ηλιακή ενέργεια
•••Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Υπάρχουν δύο γενικές προσεγγίσεις για την εξαγωγή ενέργειας από το ηλιακό φως. Η πρώτη προσέγγιση ονομάζεται φωτοβολταϊκή. Στην φωτοβολταϊκή προσέγγιση, το ηλιακό φως συλλαμβάνεται σε ένα υλικό ημιαγωγού και ο ημιαγωγός βάζει αυτήν την ενέργεια απευθείας στα ηλεκτρόνια του. Όταν τα ηλεκτρόνια τραβιούνται έξω και αποστέλλονται μέσω κυκλώματος, παρέχουν άμεσα ηλεκτρική ενέργεια. Όσο ο ήλιος λάμπει, η ηλεκτρική ενέργεια βγαίνει. Τα περισσότερα ηλιακά πάνελ λειτουργούν καλύτερα όταν είναι πιο κρύα - οπότε όταν συλλέγουν πάρα πολύ τη θερμική ενέργεια του ήλιου, είναι πρόβλημα. Αυτή είναι η ηλιακή ενέργεια που δεν είναι θερμική ενέργεια.
Ηλιακή θερμική
•••Tom Brakefield / Stockbyte / Getty Images
Η άλλη προσέγγιση για την εξαγωγή ενέργειας από το φως του ήλιου είναι η ηλιακή θερμική. Με το ηλιακό θερμικό, το ηλιακό φως χρησιμοποιείται για τη θέρμανση ενός υγρού. Αυτό γίνεται είτε με τη λειτουργία σωλήνων που είναι κεντρικοί πάνω από μεγάλες σειρές παραβολικών κατόπτρων που εστιάζουν το φως του ήλιου στους σωλήνες, ή δείχνοντας ένα ολόκληρο πεδίο καθρεφτών σε μια μεγάλη δεξαμενή. Σε αυτήν την προσέγγιση, ολόκληρη η ιδέα είναι να χρησιμοποιήσετε όσο το δυνατόν περισσότερη ενέργεια του ήλιου, μετατρέποντάς τον σε θερμότητα. Και στις δύο προσεγγίσεις, το υγρό εντός των δοχείων θερμαίνεται και στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την άμεση ή έμμεση οδήγηση ενός στροβίλου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Με προσεκτικό σχεδιασμό, μια ηλιακή θερμική εγκατάσταση θα διατηρήσει το υγρό αρκετά ζεστό για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια για αρκετές ώρες μετά τη δύση του ήλιου. Αυτή είναι μια περίπτωση όπου η θερμική ενέργεια παράγεται όλα από τον ήλιο - που σημαίνει ότι η θερμική ενέργεια και η ηλιακή ενέργεια, στην περίπτωση αυτή, είναι ακριβώς το ίδιο πράγμα.