Energi surya yaiku kabeh jinis energi sing diasilake dening srengenge.

Energi surya digawe dening fusi nuklir sing dumadi ing srengenge.Fusi dumadi nalika proton saka atom hidrogen tabrakan ganas ing inti srengenge lan sekring kanggo nggawe atom helium.

Proses iki, dikenal minangka reaksi rantai PP (proton-proton), ngetokake energi sing akeh banget.Ing inti, srengenge nggabungake udakara 620 yuta metrik ton hidrogen saben detik.Reaksi rantai PP dumadi ing lintang-lintang liyane sing kira-kira ukurane srengenge kita, lan nyedhiyakake energi lan panas sing terus-terusan.Suhu kanggo lintang-lintang iki watara 4 yuta derajat ing skala Kelvin (kira-kira 4 yuta derajat Celsius, 7 yuta derajat Fahrenheit).

Ing lintang sing kira-kira 1,3 kaping luwih gedhe tinimbang srengéngé, siklus CNO nyurung penciptaan energi.Siklus CNO uga ngowahi hidrogen dadi helium, nanging gumantung marang karbon, nitrogen, lan oksigen (C, N, lan O) kanggo nglakoni.Saiki, kurang saka rong persen energi srengenge digawe dening siklus CNO.

Fusi nuklir dening reaksi berantai PP utawa siklus CNO ngeculake energi sing akeh banget ing bentuk gelombang lan partikel.Energi surya terus-terusan mili adoh saka srengenge lan ing saindhenging tata surya.Energi surya ndadekake bumi anget, nyebabake angin lan cuaca, lan nyengkuyung urip tanduran lan kewan.

Energi, panas, lan cahya saka srengéngé mili adoh ing wangun radiasi elektromagnetik (EMR).

Spektrum elektromagnetik ana minangka gelombang kanthi frekuensi lan dawa gelombang sing beda.Frekuensi gelombang nggambarake kaping pirang-pirang gelombang kasebut bola-bali ing unit wektu tartamtu.Gelombang kanthi dawane gelombang sing cendhak banget bola-bali kaping pirang-pirang ing unit wektu tartamtu, saengga dadi frekuensi dhuwur.Ing kontras, gelombang frekuensi rendah duwe dawa gelombang sing luwih dawa.

Umume gelombang elektromagnetik ora katon kanggo kita.Gelombang frekuensi paling dhuwur sing dipancarake srengenge yaiku sinar gamma, sinar X, lan radiasi ultraviolet (sinar UV).Sinar UV sing paling mbebayani meh diserap dening atmosfer bumi.Sinar UV sing kurang kuat ngliwati atmosfer, lan bisa nyebabake sunburn.

Srengéngé uga mancaraké radiasi infra merah, sing ombaké luwih murah.Paling panas saka srengenge teka minangka energi infra merah.

Sandwiched antarane infrared lan UV punika spektrum katon, kang ngemot kabeh werna kita ndeleng ing Bumi.Werna abang nduweni dawa gelombang paling dawa (paling cedhak karo inframerah), lan violet (paling cedhak karo UV) sing paling cendhak.

Energi Surya Alam

Efek omah kaca
Gelombang inframerah, katon, lan UV sing tekan bumi melu proses pemanasan planet lan nggawe urip bisa - sing diarani "efek omah kaca."

Kira-kira 30 persen energi surya sing tekan Bumi dibayangke maneh menyang angkasa.Sisane diserap menyang atmosfer bumi.Radiasi anget lumahing bumi, lan lumahing radiates sawetara energi bali metu ing wangun gelombang infra merah.Nalika munggah ing atmosfer, padha dicegat dening gas omah kaca, kayata uap banyu lan karbon dioksida.

Gas omah kaca njebak panas sing nuduhake maneh menyang atmosfer.Kanthi cara iki, padha tumindak kaya tembok kaca ing griya ijo.Efek omah kaca iki ndadekake Bumi tetep anget kanggo njaga urip.

Fotosintesis
Meh kabeh urip ing Bumi gumantung ing energi solar kanggo pangan, langsung utawa ora langsung.

Produsèn gumantung langsung ing energi solar.Padha nyerep sinar matahari lan ngowahi dadi nutrisi liwat proses sing disebut fotosintesis.Produsen, uga disebut autotrof, kalebu tetanduran, ganggang, bakteri, lan jamur.Autotrof minangka dhasar saka jaring pangan.

Konsumen gumantung ing prodhusèn kanggo nutrisi.Herbivora, karnivora, omnivora, lan detritivor ngandelake energi surya kanthi ora langsung.Herbivora mangan tetanduran lan produser liyane.Karnivora lan omnivora mangan produser lan herbivora.Detritivora ngrusak materi tanduran lan kewan kanthi ngonsumsi.

Bahan Bakar Fosil
Fotosintesis uga tanggung jawab kanggo kabeh bahan bakar fosil ing Bumi.Para ilmuwan ngira kira-kira telung milyar taun kepungkur, autotrof pisanan berkembang ing lingkungan akuatik.Cahya srengenge ngidini urip tanduran bisa berkembang lan berkembang.Sawise autotrof mati, padha decomposed lan pindhah luwih jero menyang bumi, kadhangkala ewonan meter.Proses iki terus nganti mayuta-yuta taun.

Ing tekanan sing kuat lan suhu sing dhuwur, sisa-sisa kasebut dadi sing kita kenal minangka bahan bakar fosil.Mikroorganisme dadi petroleum, gas alam, lan batu bara.

Wong wis ngembangake proses kanggo ngekstrak bahan bakar fosil kasebut lan digunakake kanggo energi.Nanging, bahan bakar fosil minangka sumber daya sing ora bisa dianyari.Padha njupuk yuta taun kanggo mbentuk.

Nganggo Energi Surya

Energi surya minangka sumber daya sing bisa dianyari, lan akeh teknologi sing bisa dipanen langsung kanggo digunakake ing omah, bisnis, sekolah, lan rumah sakit.Sawetara teknologi energi surya kalebu sel lan panel fotovoltaik, energi surya pekat, lan arsitektur solar.

Ana macem-macem cara kanggo njupuk radiasi solar lan ngowahi dadi energi sing bisa digunakake.Cara kasebut nggunakake energi solar aktif utawa energi solar pasif.

Teknologi solar aktif nggunakake piranti listrik utawa mekanik kanggo aktif ngowahi energi solar menyang wangun liya saka energi, paling asring panas utawa listrik.Teknologi solar pasif ora nggunakake piranti eksternal.Nanging, padha njupuk kauntungan saka iklim lokal kanggo panas struktur sak mangsa, lan nggambarake panas ing mangsa panas.

Photovoltaics

Photovoltaics minangka wujud teknologi solar aktif sing ditemokake ing taun 1839 dening fisikawan Prancis Alexandre-Edmond Becquerel, 19 taun.Becquerel nemokake yen nalika dheweke nyelehake perak-klorida ing larutan asam lan ngetokake sinar matahari, elektroda platina sing dipasang ing kono ngasilake arus listrik.Proses ngasilake listrik langsung saka radiasi surya diarani efek fotovoltaik, utawa fotovoltaik.

Saiki, fotovoltaik mbokmenawa minangka cara sing paling umum kanggo nggunakake energi surya.Susunan fotovoltaik biasane nglibatake panel surya, koleksi puluhan utawa malah atusan sel surya.

Saben sel surya ngandhut semikonduktor, biasane digawe saka silikon.Nalika semikonduktor nyerep suryo srengenge, bakal ngeculake elektron.Medan listrik ngarahake elektron-elektron sing longgar iki menyang arus listrik, mili ing sak arah.Kontak logam ing sisih ndhuwur lan ngisor sel surya ngarahake arus kasebut menyang obyek njaba.Obyek njaba bisa cilik kaya kalkulator tenaga surya utawa gedhene kaya pembangkit listrik.

Photovoltaics pisanan digunakake ing pesawat ruang angkasa.Akeh satelit, kalebu Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), nampilake "swiwi" panel surya sing wiyar lan reflektif.ISS nduweni rong sayap susunan surya (SAW), sing saben nggunakake sekitar 33.000 sel surya.Sel fotovoltaik iki nyuplai kabeh listrik menyang ISS, ngidini para astronot bisa ngoperasikake stasiun kasebut, kanthi aman manggon ing angkasa sajrone pirang-pirang wulan, lan nindakake eksperimen ilmiah lan teknik.

Pembangkit listrik fotovoltaik wis dibangun ing saindenging jagad.Stasiun paling gedhe ana ing Amerika Serikat, India, lan China.Pembangkit listrik iki ngetokake atusan megawatt listrik, digunakake kanggo nyuplai omah, bisnis, sekolah, lan rumah sakit.

Teknologi fotovoltaik uga bisa dipasang ing skala sing luwih cilik.Panel surya lan sel bisa dipasang ing atap utawa tembok njaba bangunan, nyedhiyakake listrik kanggo struktur kasebut.Padha bisa diselehake ing sadawane dalan menyang dalan gedhe.Sèl surya cukup cilik kanggo nguwasani piranti sing luwih cilik, kayata kalkulator, meter parkir, pemadat sampah, lan pompa banyu.

Konsentrasi Energi Surya

Jinis teknologi solar aktif liyane yaiku energi solar terkonsentrasi utawa tenaga surya terkonsentrasi (CSP).Teknologi CSP nggunakake lensa lan pangilon kanggo fokus (konsentrasi) sinar matahari saka area gedhe menyang wilayah sing luwih cilik.Wilayah radiasi sing kuat iki dadi panas cairan, sing banjur ngasilake listrik utawa ngisi proses liyane.

Tungku solar minangka conto tenaga surya sing konsentrasi.Ana macem-macem jinis tungku solar, kalebu menara tenaga surya, palung parabola, lan reflektor Fresnel.Dheweke nggunakake cara umum sing padha kanggo nangkep lan ngowahi energi.

Menara tenaga surya nggunakake heliostat, pangilon datar sing muter ngetutake busur srengenge liwat langit.Cermin-cermin kasebut disusun ing saubengé "menara kolektor" tengah, lan nggambarake sinar srengéngé dadi sinar cahya pekat sing mancorong ing titik fokus ing menara.

Ing desain menara tenaga surya sadurunge, sinar srengéngé sing dikonsentrasi dadi panas ing wadhah banyu, sing ngasilake uap sing nyuplai turbin.Paling anyar, sawetara menara tenaga surya nggunakake sodium cair, sing nduweni kapasitas panas sing luwih dhuwur lan nahan panas kanggo wektu sing luwih suwe.Iki tegese cairan kasebut ora mung tekan suhu 773 nganti 1.273K (500 ° nganti 1.000 ° C utawa 932 ° nganti 1.832 ° F), nanging bisa terus nggodhog banyu lan ngasilake daya sanajan srengenge ora sumunar.

Troughs Parabolic lan reflektor Fresnel uga nggunakake CSP, nanging pangilon kasebut beda-beda.Cermin parabola mlengkung, kanthi wujud sing padha karo pelana.Reflektor Fresnel nggunakake pangilon sing rata lan tipis kanggo njupuk sinar srengenge lan ngarahake menyang tabung cairan.Reflektor Fresnel nduweni area lumahing luwih akeh tinimbang palung parabola lan bisa konsentrasi energi srengenge nganti 30 kaping intensitas normal.

Pembangkit listrik tenaga surya konsentrasi pisanan dikembangake ing taun 1980-an.Fasilitas paling gedhe ing donya yaiku seri tanduran ing Gurun Mojave ing negara bagian California ing AS.Solar Energy Generating System (SEGS) iki ngasilake luwih saka 650 gigawatt-jam listrik saben taun.Tanduran gedhe lan efektif liyane wis dikembangake ing Spanyol lan India.

Tenaga surya sing konsentrasi uga bisa digunakake ing skala sing luwih cilik.Bisa ngasilake panas kanggo kompor solar, umpamane.Wong-wong ing desa ing saindenging jagad nggunakake kompor solar kanggo nggodhok banyu kanggo sanitasi lan masak panganan.

Kompor solar nyedhiyakake akeh kaluwihan tinimbang kompor kayu: Ora mbebayani geni, ora ngasilake kumelun, ora mbutuhake bahan bakar, lan nyuda mundhut habitat ing alas sing bakal dipanen wit-witan kanggo bahan bakar.Kompor solar uga ngidini warga desa ngupayakake wektu kanggo pendidikan, bisnis, kesehatan, utawa kulawarga sajrone wektu sing sadurunge digunakake kanggo ngumpulake kayu bakar.Kompor solar digunakake ing wilayah sing maneka warna kaya Chad, Israel, India, lan Peru.

Arsitektur Solar

Sadawane dina, energi surya minangka bagean saka proses konveksi termal, utawa gerakan panas saka papan sing luwih anget menyang sing luwih adhem.Nalika srengenge njedhul, iku wiwit anget obyek lan materi ing Bumi.Sadina-dina, bahan kasebut nyerep panas saka radiasi surya.Ing wayah wengi, nalika srengenge surup lan atmosfer wis adhem, bahan kasebut ngeculake panase maneh menyang atmosfer.

Teknik energi surya pasif njupuk kauntungan saka proses pemanasan lan pendinginan alami iki.

Omah lan bangunan liyane nggunakake energi solar pasif kanggo nyebarake panas kanthi efisien lan murah.Ngitung "massa termal" bangunan minangka conto iki.Massa termal bangunan minangka akeh bahan sing digawe panas sedina muput.Conto massa termal bangunan yaiku kayu, logam, beton, lempung, watu, utawa lendhut.Ing wayah wengi, massa termal ngeculake panas maneh menyang kamar.Sistem ventilasi sing efektif - lorong, jendhela, lan saluran udara - nyebarake hawa panas lan njaga suhu njero ruangan sing moderat lan konsisten.

Teknologi solar pasif asring melu desain bangunan.Contone, ing tahap perencanaan konstruksi, insinyur utawa arsitek bisa nyelarasake bangunan kasebut karo jalur saben dina kanggo nampa sinar srengenge sing dikarepake.Cara iki njupuk menyang akun garis lintang, dhuwur, lan tutup maya khas wilayah tartamtu.Kajaba iku, bangunan bisa dibangun utawa dipasang kanggo duwe insulasi termal, massa termal, utawa shading ekstra.

Conto arsitektur solar pasif liyane yaiku atap sing adhem, penghalang sing sumringah, lan atap ijo.Atap sing adhem dicet putih, lan nggambarake radiasi srengenge tinimbang nyerep.Lumahing putih nyuda jumlah panas sing tekan interior bangunan, sing banjur nyuda jumlah energi sing dibutuhake kanggo kelangan bangunan.

Rintangan sing sumringah kerjane padha karo atap sing adhem.Dheweke nyedhiyakake insulasi kanthi bahan sing reflektif, kayata aluminium foil.Foil nggambarake, tinimbang nyerep, panas, lan bisa nyuda biaya pendinginan nganti 10 persen.Saliyane atap lan loteng, alangan sing sumringah bisa uga dipasang ing ngisor jubin.

Gendheng ijo yaiku atap sing ditutupi tanduran.Dheweke mbutuhake lemah lan irigasi kanggo ndhukung tanduran, lan lapisan anti banyu ing ngisor.Atap ijo ora mung nyuda jumlah panas sing diserap utawa ilang, nanging uga nyedhiyakake vegetasi.Liwat fotosintesis, tanduran ing atap ijo nyerep karbon dioksida lan ngetokake oksigen.Dheweke nyaring polutan saka banyu udan lan udhara, lan ngimbangi sawetara efek panggunaan energi ing papan kasebut.

Atap ijo wis dadi tradisi ing Skandinavia nganti pirang-pirang abad, lan bubar dadi populer ing Australia, Eropa Kulon, Kanada, lan Amerika Serikat.Contone, Ford Motor Company nutupi 42.000 meter persegi (450.000 kaki persegi) atap pabrik perakitan ing Dearborn, Michigan, kanthi vegetasi.Saliyane nyuda emisi gas omah kaca, atap uga nyuda limpasan banyu badai kanthi nyerep sawetara sentimeter udan.

Atap ijo lan atap sing adhem uga bisa nglawan efek "pulo panas kutha".Ing kutha-kutha sing sibuk, suhu bisa terus-terusan luwih dhuwur tinimbang wilayah sekitar.Akeh faktor nyumbang kanggo iki: Kutha dibangun saka bahan kayata aspal lan beton sing nyerep panas;bangunan dhuwur ngalangi angin lan efek cooling sawijining;lan jumlah panas sampah sing akeh digawe dening industri, lalu lintas, lan populasi sing akeh.Nggunakake papan sing kasedhiya ing atap kanggo nandur wit, utawa nggambarake panas kanthi atap putih, sebagian bisa nyuda kenaikan suhu lokal ing wilayah kutha.

Tenaga Surya lan Wong

Amarga suryo srengenge mung sumunar kira-kira setengah dina ing sebagian besar wilayah ing donya, teknologi energi surya kudu nyakup cara kanggo nyimpen energi sajrone jam peteng.

Sistem massa termal nggunakake lilin parafin utawa macem-macem wujud uyah kanggo nyimpen energi ing wangun panas.Sistem fotovoltaik bisa ngirim keluwihan listrik menyang jaringan listrik lokal, utawa nyimpen energi ing baterei sing bisa diisi ulang.

Ana akeh pro lan kontra kanggo nggunakake energi solar.

Kaluwihan
Kauntungan utama nggunakake energi surya yaiku sumber daya sing bisa dianyari.Kita bakal duwe sumber srengenge sing tetep lan tanpa wates sajrone limang milyar taun maneh.Ing sak jam, atmosfer bumi nampa sinar srengenge sing cukup kanggo nyukupi kabutuhan listrik saben manungsa ing Bumi sajrone setaun.

Tenaga surya resik.Sawise peralatan teknologi solar dibangun lan dipasang, energi solar ora butuh bahan bakar kanggo bisa digunakake.Uga ora ngetokake gas omah kaca utawa bahan beracun.Nggunakake energi solar bisa nyuda drastis impact kita ing lingkungan.

Ana lokasi sing praktis energi solar.Omah lan bangunan ing wilayah sing akeh sinar srengenge lan tutup awan sing sithik duwe kesempatan kanggo nggunakake energi srengenge sing akeh banget.

Kompor solar nyedhiyakake alternatif sing apik kanggo masak nganggo kompor kayu - sing isih diandalake rong milyar wong.Kompor solar nyedhiyakake cara sing luwih resik lan luwih aman kanggo ngresiki banyu lan masak panganan.

Energi surya nglengkapi sumber energi sing bisa dianyari liyane, kayata energi angin utawa hidroelektrik.

Omah utawa bisnis sing nginstal panel surya sing sukses bisa ngasilake listrik sing berlebihan.Sing duwe omah utawa pamilik bisnis bisa ngedol energi maneh menyang panyedhiya listrik, nyuda utawa malah ngilangi tagihan listrik.

Kakurangan
Panyegahan utama kanggo nggunakake energi surya yaiku peralatan sing dibutuhake.Peralatan teknologi solar larang.Tuku lan nginstal peralatan bisa biaya puluhan ewu dolar kanggo omah individu.Sanajan pamrentah asring nawarake pajak kanggo wong lan bisnis sing nggunakake energi solar, lan teknologi kasebut bisa ngilangi tagihan listrik, biaya wiwitan banget larang kanggo dipikirake.

Peralatan tenaga surya uga abot.Kanggo ngowahi utawa nginstal panel surya ing atap bangunan, gendheng kudu kuwat, gedhe, lan orientasi menyang arah srengenge.

Teknologi solar aktif lan pasif gumantung marang faktor sing ora bisa dikontrol, kayata iklim lan tutupan awan.Wilayah lokal kudu ditliti kanggo nemtokake manawa tenaga surya bakal efektif utawa ora ing wilayah kasebut.

Cahya srengenge kudu akeh lan konsisten supaya energi surya dadi pilihan sing efisien.Ing pirang-pirang panggonan ing Bumi, variabilitas sinar matahari ndadekake angel diimplementasikake minangka siji-sijine sumber energi.