태양 광 발전은 21 세기 "청정"또는 "녹색"에너지 원의 일부입니다. 탄소 연소 생성물을 환경으로 상당량 또는 모두. 이러한 에너지 원은 재생 가능 에너지라고도합니다. 비록 원자력이 "청정"이긴하지만 기술적으로 재생 가능 에너지 원에서 파생되지 않기 때문에 혼란 스러울 수 있습니다.
태양 광, 풍력, 지열과 수력에 대한 강조가 모두 일부입니다. 이산화탄소와 같은 온실 가스 배출을 줄이기 위해 전 세계적으로 대부분의 노력을 기울였습니다. (CO2) 따라서 세기 말 이전에 지구 문명에 대한 기후 변화의 예상 영향을 줄입니다.
어린이 과학 프로젝트를위한 좋은 아이디어는 실제 또는 모델을 사용하여 재생 가능 에너지의 실제 적용을 시연하는 것입니다. 태양열 집, 또는 태양열 집열기 그리드의 작업 구성 요소 중 하나를 클래스 1로 표시합니다.
물리학에서 "힘"이란 무엇입니까?
태양 광 주택의 패널이 사용되는 이유는 일반적으로 전기와 온수 모두를위한 전력을 생성하기위한 것입니다. 이 힘은 어떻게 든 태양에서 나옵니다. 하지만 정확히 어떻게?
힘 물리학에서 단위 시간당 에너지, 또는 동등하게 단위 시간당 작업. 에너지 열, 중력-전위, 운동, 전기 및 음파를 포함한 다양한 형태로 물리학에서 나타납니다. 표준 단위는 줄 (J)이며, 종종 뉴턴 미터 (N⋅m)로 동등하게 표현됩니다. 다른 단위는 칼로리, 에르그 및 영국 열 단위 (Btu)입니다.
발전기에 전력을 공급하거나 온수 생산 및 저수지의 가열 코일을 활성화하는 등의 작업에 에너지가 사용되는 경우 해당 작업이 수행되는 속도를 전력이라고합니다. 표준 단위는 와트 (W) 또는 J / s. 745.7 W = 1 마력 (hp).
- 공과금을 지불 할 때 소비 단위가 킬로와트시 (kW⋅hr). 이 색다른 단위는 힘처럼 보이지만 시간에 곱한 힘의 단위를 가지고 있기 때문에 실제로는 에너지입니다.
당신이 할 수있는 한, 약 1 분 동안 총력을 다할 때, 당신은 능력이 있습니다. 질량) 약 800W의 전력 또는 1 마력에 가까운-중간 크기의 전자 레인지를 유지하기에 충분합니다. 진행. 그러나 걷기 나 자전거 타기와 같은 장기간의 인간 운동의 경우 250 ~ 400의 출력이 더 일반적입니다.
태양 광 발전 개요
태양 광 발전은 가장 풍부하고 무공해 에너지 원이며 실제로 지구상의 모든 생물학적 과정의 궁극적 인 에너지 원입니다. 주요 용도는 전기 생성, 열 생성 또는 둘 다입니다. 태양 광 발전은 가정뿐만 아니라 상업 및 산업 환경에서도 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
태양 에너지를 수집하는 세 가지 기본 방법이 있습니다. 태양열 난방 및 냉각 (SHC) 애플리케이션, 태양 광 집중 (CSP) 응용 프로그램 및 광전지 (PV) 세포. 전자의 두 가지는 주로 산업 또는 대규모 환경에서 열을 생성하는 데 사용되는 반면 PV 전지는 태양 광 주택의 지붕이나 때로는 태양 광을 사용하는 부지 옆의 들판에서 볼 수있는 특징적인 배열입니다.
직사광선에 노출 된 태양 전지판은 최대 1,000w / m를 생성 할 수 있습니다.2. 생성 된 총 전력량은 PV 셀 수 및 노출 시간의 함수입니다. 평균적으로 지구에 더 가까운 위도에서 더 직접적인 태양 광선의 입사각 적도.
태양 광 (PV) 셀
태양 광 전지는 태양 전지판의 일부로 쉽게 식별 할 수 있지만 태양열 계산기 및 기타 휴대용 장치의 소형에서도 발견됩니다. 그들은 사용합니다 광전 효과, 이것은 광자 (빛의 "패킷")가 속한 원자로부터 전자를 노크하는 능력입니다. 이러한 충전되고 에너지가 공급 된 전자의 후속 흐름은 즉시 사용 또는 저장을 위해 전기를 생성하는 데 사용될 수 있습니다.
실리콘 요소는 절연체처럼 작동하도록 만들 수 있기 때문에 PV 셀에 적합합니다. 일하는 엔지니어의 요구에 따라 전기의 지휘자 또는 지휘자처럼 행동하도록 만들 수 있습니다 그것으로. 이것은 실리콘을 반도체로 만들고 따라서 현대 PV 전지의 중요한 구성 요소입니다.
중요한 것은 전류 (전자의 흐름) 태양 광 발전과 PV 전지에 의해 생성되는 것은 직류 (DC)입니다. 이것은 대부분의 현대 가정에서 흐르는 교류 (AC)와 반대입니다. 따라서 인버터 태양 광 주택 소유주 또는 태양 광 주택의 작동 방식을 학생들에게 보여 주려는 교사에게 제공됩니다.
패시브 솔라 하우스
햇볕이 잘 드는 기후에서도 태양열 발전은 항상 얻기 어려울 수 있으므로 에너지 효율성을 극대화하기 위해 집 전체를 설정하지 않으면 태양 광 주택을 짓는 것은 의미가 없습니다. 분명히 지리는 중요합니다. 학생들은 태양 전지판의 각도가 미국에서 어떻게 똑바로 위로 향하지 않고 오히려 위로 그리고 남쪽으로 향하는 지 보여줄 수 있습니다. 이것이 왜 그리고 아르헨티나 남부에있는 태양 광 주택의 경우 어떻게 변화할까요?
태양 광 주택은 높은 열 질량과 많은 석조 벽돌 덕분에 수동적으로 열을 저장하도록 설계되었습니다. 적절하게 정렬 된 창 외에도 열 질량을 최대한 활용하려면 더 어두운 색상을 선택해야합니다.
수집 된 에너지와 전력이 남쪽을 향한 창에서 나머지로 흘러가는 직접 이득과 같은 다양한 스타일을 보여줄 수 있습니다. 벽 사이의 공간이 단락에 에너지를 저장하는 데 사용되는 Trombe 벽과 같은 기능을 사용하여 간접 이득을 얻습니다. 기간.
어린이를위한 태양 광 시연
이러한 모든 개념은 대부분의 연령대의 어린이에게 표시 될 수 있으며, 나이가 많은 어린이는 일반 정보를 사용하여 자신의 프로젝트를 시작할 수 있습니다. PV 전지를 만드는 것은 아마도 대부분에게 너무 야심 찬 일입니다. 더 나은 아이디어는 학생들이 인터넷과 부모의 도움을 받아 가정이나 최소한 자주 보는 장소에서 사용중인 PV 전지의 수를 찾도록하는 것입니다.
학생들이 원자력 발전소에서 사용되는 데이터 또는 재료와 비교하여 많은 양의 전력을 저장하는 데 내재 된 문제를 인식하는 것이 중요합니다. 배터리가 거의 무한한 양의 전기를 담을 수 있다면 세계의 풍경이 어떻게 바뀔까요? 태양 광 주택은 특히 햇볕이 잘 드는 곳에 있어야합니까?
21 세기의 태양 광 및 재생 에너지
2019 년 현재 태양 광 발전은 미국 에너지의 1 % 정도에 불과합니다. 반면, 2017 년에 태양 광 발전은 전체 "신규"에너지 소비의 3 분의 1을 차지하여 증가하는 산업이되었습니다.
그 동안에, 풍력은 미국 전체 에너지의 약 6 %를 차지합니다., 그리고 곧이 점에서 추월 될 것으로 예상되었습니다. 수력 발전. 드디어, 바이오 매스 재생 에너지 게임의 또 다른 새로운 플레이어입니다. 죽은 동식물에서 나온 물질을 태우면 터빈에 동력을 공급할 수 있지만 이다 아니 깨끗한 것으로 간주.
이러한 에너지 원은 전 세계의 사람들과 정부가 거부하는 것이 점점 더 불가능 해짐에 따라 기후 변화의 여러 가지 문제가 점점 더 인기를 끌 것으로 예상됩니다.