Energia słoneczna pochodzi ze słońca. Kieruje pogodą i żywi rośliny na Ziemi. W bardziej specjalistycznym ujęciu energia słoneczna odnosi się do technologii, która pozwala ludziom konwertować i wykorzystywać energię słoneczną do działalności człowieka. Część energii słonecznej jest termiczna, co oznacza, że występuje w postaci ciepła. Niektóre podejścia do energii słonecznej zamieniają energię słoneczną na ciepło, ale w przypadku innych ciepło w ogóle nie pomaga. Istnieją również inne definicje energii cieplnej, które nie mają nic wspólnego ze słońcem.
Energia cieplna
•••Stockbyte/Stockbyte/Getty Images
Słowo „termiczny” pochodzi od greckiego słowa oznaczającego ciepło, więc energia cieplna jest technicznie ciepłem. Kiedy inżynierowie mówią o energii cieplnej, zwykle jest to coś złego – marnotrawstwo. Na przykład żarówka emituje światło, ale w rzeczywistości emituje więcej ciepła niż światła. Kiedy laptop rozgrzewa Ci kolana, nie pomaga to w obliczeniach — jest to zmarnowana energia. Ta zmarnowana energia jest prawie wszędzie – w silnikach samochodowych, telefonach komórkowych, telewizorach. Ta forma energii cieplnej nie ma nic wspólnego ze słońcem.
Energia geotermalna
•••Thinkstock/Comstock/Getty Images
Pod powierzchnią Ziemi leżą kałuże stopionej skały. Ta przegrzana skała niesie ze sobą dużą ilość energii, a energia geotermalna próbuje ją wydobyć i przekształcić w użyteczne formy. W szczególności najpowszechniejsza forma energii geotermalnej wysyła ciecz w głąb Ziemi, umożliwia jej interakcję z gorącą skałą i wciąga podgrzaną ciecz z powrotem na powierzchnię. Ciepło to jest wykorzystywane do napędzania turbiny, produkującej kilowaty energii elektrycznej. Chociaż jest to dobra forma energii cieplnej, ostatecznym źródłem tego ciepła są materiały radioaktywne w jądrze Ziemi, które nie mają nic wspólnego ze słońcem.
Energia słoneczna
•••Hemera Technologies/AbleStock.com/Getty Images
Istnieją dwa ogólne podejścia do pozyskiwania energii ze światła słonecznego. Pierwsze podejście nazywa się fotowoltaiką. W podejściu fotowoltaicznym światło słoneczne jest wychwytywane przez materiał półprzewodnikowy, a półprzewodnik przekazuje tę energię bezpośrednio do swoich elektronów. Kiedy elektrony są wyciągane i przesyłane przez obwód, bezpośrednio dostarczają energię elektryczną. Dopóki świeci słońce, prąd wychodzi. Większość paneli słonecznych działa lepiej, gdy są chłodniejsze, więc gdy zbierają zbyt dużo energii cieplnej słońca, jest to problem. To jest energia słoneczna, która nie jest energią cieplną.
Słoneczna termiczna
•••Tom Brakefield/Stockbyte/Getty Images
Innym podejściem do pozyskiwania energii ze światła słonecznego jest energia słoneczna termiczna. W przypadku energii słonecznej, światło słoneczne służy do podgrzewania cieczy. Odbywa się to albo przez prowadzenie rur wyśrodkowanych nad długimi rzędami parabolicznych luster, które skupiają światło słoneczne na rurach, albo przez skierowanie całego pola luster na duży zbiornik. W tym podejściu cała idea polega na wykorzystaniu jak największej ilości energii słonecznej, przekształcając ją w ciepło. W obu podejściach ciecz w pojemnikach nagrzewa się, a następnie jest wykorzystywana do bezpośredniego lub pośredniego napędzania turbiny do produkcji energii elektrycznej. Dzięki starannemu zaprojektowaniu elektrownia słoneczna będzie utrzymywać ciecz wystarczająco gorącą, aby wytwarzać energię elektryczną przez kilka godzin po zachodzie słońca. Jest to przypadek, w którym cała energia cieplna jest wytwarzana przez słońce, co oznacza, że w tym przypadku energia cieplna i energia słoneczna to dokładnie to samo.