Η ηλιακή ενέργεια είναι κάθε τύπος ενέργειας που παράγεται από τον ήλιο.

Η ηλιακή ενέργεια δημιουργείται από πυρηνική σύντηξη που λαμβάνει χώρα στον ήλιο.Η σύντηξη εμφανίζεται όταν τα πρωτόνια ατόμων υδρογόνου συγκρούονται βίαια στον πυρήνα του ήλιου και τη συσσώρευση για να δημιουργήσουν ένα άτομο ηλίου.

Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως αλυσιδωτή αντίδραση PP (Proton-Proton), εκπέμπει τεράστια ποσότητα ενέργειας.Στον πυρήνα του, ο ήλιος συγχωνεύει περίπου 620 εκατομμύρια μετρικούς τόνους υδρογόνου κάθε δευτερόλεπτο.Η αλυσιδωτή αντίδραση PP εμφανίζεται σε άλλα αστέρια που είναι περίπου το μέγεθος του ήλιου μας και τους παρέχει συνεχή ενέργεια και θερμότητα.Η θερμοκρασία για αυτά τα αστέρια είναι περίπου 4 εκατομμύρια βαθμοί στην κλίμακα Kelvin (περίπου 4 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, 7 εκατομμύρια βαθμούς Φαρενάιτ).

Σε αστέρια που είναι περίπου 1,3 φορές μεγαλύτερα από τον ήλιο, ο κύκλος του CNO οδηγεί τη δημιουργία ενέργειας.Ο κύκλος CNO μετατρέπει επίσης το υδρογόνο σε ήλιο, αλλά βασίζεται σε άνθρακα, άζωτο και οξυγόνο (C, N, και O) για να το πράξει.Επί του παρόντος, λιγότερο από το δύο τοις εκατό της ενέργειας του ήλιου δημιουργείται από τον κύκλο CNO.

Η πυρηνική σύντηξη από την αλυσιδωτή αντίδραση PP ή τον κύκλο CNO απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες ενέργειας με τη μορφή κυμάτων και σωματιδίων.Η ηλιακή ενέργεια διαρκεί συνεχώς από τον ήλιο και σε όλο το ηλιακό σύστημα.Η ηλιακή ενέργεια θερμαίνει τη γη, προκαλεί άνεμο και καιρό και διατηρεί τη ζωή των φυτών και των ζώων.

Η ενέργεια, η θερμότητα και το φως από τον ήλιο ρέουν μακριά με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (EMR).

Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα υπάρχει ως κύματα διαφορετικών συχνοτήτων και μήκους κύματος.Η συχνότητα ενός κύματος αντιπροσωπεύει πόσες φορές το κύμα επαναλαμβάνεται σε μια συγκεκριμένη μονάδα χρόνου.Τα κύματα με πολύ μικρά μήκη κύματος επαναλαμβάνουν αρκετές φορές σε μια δεδομένη μονάδα χρόνου, έτσι είναι υψηλής συχνότητας.Αντίθετα, τα κύματα χαμηλής συχνότητας έχουν πολύ μεγαλύτερα μήκη κύματος.

Η συντριπτική πλειοψηφία των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι αόρατα για εμάς.Τα κύματα υψηλής συχνότητας που εκπέμπονται από τον ήλιο είναι ακτίνες γάμμα, ακτίνες Χ και υπεριώδη ακτινοβολία (ακτίνες UV).Οι πιο επιβλαβείς ακτίνες UV απορροφώνται σχεδόν πλήρως από την ατμόσφαιρα της Γης.Λιγότερο ισχυρές ακτίνες UV ταξιδεύουν μέσα στην ατμόσφαιρα και μπορούν να προκαλέσουν ηλιακό έγκαυμα.

Ο ήλιος εκπέμπει επίσης υπέρυθρη ακτινοβολία, των οποίων τα κύματα είναι πολύ χαμηλότερη συχνότητα.Η περισσότερη θερμότητα από τον ήλιο φτάνει ως υπέρυθρη ενέργεια.

Το σάντουιτς μεταξύ υπέρυθρων και UV είναι το ορατό φάσμα, το οποίο περιέχει όλα τα χρώματα που βλέπουμε στη γη.Το κόκκινο χρώμα έχει τα μεγαλύτερα μήκη κύματος (πλησιέστερα προς την υπέρυθρη) και το Violet (πλησιέστερο στο UV) το συντομότερο.

Φυσική ηλιακή ενέργεια

Το φαινόμενο του θερμοκηπίου
Τα κύματα υπέρυθρων, ορατών και υπεριώδους που φτάνουν στη Γη συμμετέχουν σε μια διαδικασία θέρμανσης του πλανήτη και καθιστώντας δυνατή τη ζωή-το λεγόμενο "φαινόμενο του θερμοκηπίου".

Περίπου το 30 % της ηλιακής ενέργειας που φτάνει στη Γη αντανακλάται πίσω στο διάστημα.Τα υπόλοιπα απορροφώνται στην ατμόσφαιρα της Γης.Η ακτινοβολία θερμαίνει την επιφάνεια της Γης και η επιφάνεια ακτινοβολεί κάποια από την ενέργεια πίσω με τη μορφή υπέρυθρων κυμάτων.Καθώς αυξάνονται μέσα από την ατμόσφαιρα, παρεμποδίζονται από αέρια θερμοκηπίου, όπως υδρατμούς και διοξείδιο του άνθρακα.

Τα αέρια του θερμοκηπίου παγιδεύουν τη θερμότητα που αντανακλά πίσω στην ατμόσφαιρα.Με αυτόν τον τρόπο, ενεργούν σαν τα γυάλινα τοιχώματα ενός θερμοκηπίου.Αυτό το φαινόμενο του θερμοκηπίου κρατάει τη γη αρκετά ζεστή για να διατηρήσει τη ζωή.

Φωτοσύνθεση
Σχεδόν όλη η ζωή στη Γη βασίζεται στην ηλιακή ενέργεια για τα τρόφιμα, είτε άμεσα είτε έμμεσα.

Οι παραγωγοί βασίζονται απευθείας στην ηλιακή ενέργεια.Απορροφούν το φως του ήλιου και το μετατρέπουν σε θρεπτικά συστατικά μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται φωτοσύνθεση.Οι παραγωγοί, που ονομάζονται επίσης αυτόματα, περιλαμβάνουν φυτά, άλγη, βακτήρια και μύκητες.Τα αυτόματα είναι τα θεμέλια του ιστού τροφίμων.

Οι καταναλωτές βασίζονται σε παραγωγούς για θρεπτικά συστατικά.Τα φυτοφάγα, τα σαρκοφάγα, τα παμφάγα και τα αποτρεπτικά βασίζονται στην ηλιακή ενέργεια έμμεσα.Τα φυτοφάγα τρώνε φυτά και άλλους παραγωγούς.Τα σαρκοφάγα και τα παμφάγα τρώνε τόσο τους παραγωγούς όσο και τα φυτοφάγα.Οι αποταμιευτές αποσυντίθενται φυτικά και ζωικά ύλη με την κατανάλωσή τους.

Ορυκτά καύσιμα
Η φωτοσύνθεση είναι επίσης υπεύθυνη για όλα τα ορυκτά καύσιμα στη Γη.Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι πριν από περίπου τρία δισεκατομμύρια χρόνια, τα πρώτα αυτόματα που εξελίχθηκαν σε υδρόβια περιβάλλοντα.Το φως του ήλιου επέτρεψε να αναπτυχθεί και να εξελιχθεί η ζωή των φυτών.Αφού πέθαναν τα αυτόματα, αποσυντέθηκαν και μετατοπίστηκαν βαθύτερα στη γη, μερικές φορές χιλιάδες μέτρα.Αυτή η διαδικασία συνεχίστηκε για εκατομμύρια χρόνια.

Κάτω από έντονη πίεση και υψηλές θερμοκρασίες, αυτά τα ερείπια έγιναν αυτά που γνωρίζουμε ως ορυκτά καύσιμα.Οι μικροοργανισμοί έγιναν πετρέλαιο, φυσικό αέριο και άνθρακας.

Οι άνθρωποι έχουν αναπτύξει διαδικασίες για την εξαγωγή αυτών των ορυκτών καυσίμων και τη χρήση τους για ενέργεια.Ωστόσο, τα ορυκτά καύσιμα αποτελούν μη ανανεώσιμο πόρο.Παίρνουν εκατομμύρια χρόνια για να σχηματίσουν.

Αξιοποίηση ηλιακής ενέργειας

Η ηλιακή ενέργεια είναι ένας ανανεώσιμος πόρος και πολλές τεχνολογίες μπορούν να τη συγκομίζουν άμεσα για χρήση σε σπίτια, επιχειρήσεις, σχολεία και νοσοκομεία.Ορισμένες τεχνολογίες ηλιακής ενέργειας περιλαμβάνουν φωτοβολταϊκά κύτταρα και πάνελ, συμπυκνωμένη ηλιακή ενέργεια και ηλιακή αρχιτεκτονική.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι σύλληψης της ηλιακής ακτινοβολίας και η μετατροπή της σε χρήσιμη ενέργεια.Οι μέθοδοι χρησιμοποιούν είτε ενεργή ηλιακή ενέργεια είτε παθητική ηλιακή ενέργεια.

Οι ενεργές ηλιακές τεχνολογίες χρησιμοποιούν ηλεκτρικές ή μηχανικές συσκευές για να μετατρέψουν ενεργά την ηλιακή ενέργεια σε μια άλλη μορφή ενέργειας, συχνότερα θερμότητα ή ηλεκτρική ενέργεια.Οι παθητικές ηλιακές τεχνολογίες δεν χρησιμοποιούν εξωτερικές συσκευές.Αντ 'αυτού, εκμεταλλεύονται το τοπικό κλίμα για να θερμάνουν τις δομές κατά τη διάρκεια του χειμώνα και αντανακλούν τη θερμότητα κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.

Φωτοβολταϊκά

Η Photovoltaics είναι μια μορφή ενεργού ηλιακής τεχνολογίας που ανακαλύφθηκε το 1839 από τον 19χρονο γαλλικό φυσικό Alexandre-Edmond Becquerel.Ο Becquerel ανακάλυψε ότι όταν έβαλε το ασημένιο-χλωριούχο σε ένα όξινο διάλυμα και το εξέθεσε στο φως του ήλιου, τα ηλεκτρόδια πλατίνας που συνδέονται με αυτό δημιούργησαν ένα ηλεκτρικό ρεύμα.Αυτή η διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας απευθείας από την ηλιακή ακτινοβολία ονομάζεται φωτοβολταϊκό αποτέλεσμα ή φωτοβολταϊκά.

Σήμερα, η Photovoltaics είναι ίσως ο πιο οικείος τρόπος για να αξιοποιήσετε την ηλιακή ενέργεια.Οι φωτοβολταϊκές συστοιχίες συνήθως περιλαμβάνουν ηλιακούς συλλέκτες, μια συλλογή δεκάδων ή ακόμα και εκατοντάδων ηλιακών κυττάρων.

Κάθε ηλιακό κύτταρο περιέχει ημιαγωγό, συνήθως κατασκευασμένο από πυρίτιο.Όταν ο ημιαγωγός απορροφά το φως του ήλιου, χτυπά τα ηλεκτρόνια χαλαρά.Ένα ηλεκτρικό πεδίο κατευθύνει αυτά τα χαλαρά ηλεκτρόνια σε ένα ηλεκτρικό ρεύμα, που ρέει προς μία κατεύθυνση.Οι μεταλλικές επαφές στο επάνω και το κάτω μέρος ενός ηλιακού κυττάρου κατευθύνουν αυτό το ρεύμα σε ένα εξωτερικό αντικείμενο.Το εξωτερικό αντικείμενο μπορεί να είναι τόσο μικρό όσο ένας υπολογιστής ηλιακής ενέργειας ή τόσο μεγάλος όσο ένας σταθμός παραγωγής ενέργειας.

Τα φωτοβολταϊκά χρησιμοποιήθηκαν πρώτα ευρέως στο διαστημικό σκάφος.Πολλοί δορυφόροι, συμπεριλαμβανομένου του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS), διαθέτουν ευρεία, αντανακλαστικά "φτερά" ηλιακών συλλεκτών.Το ISS διαθέτει δύο φτερά ηλιακής συστοιχίας (πριόνια), το καθένα χρησιμοποιώντας περίπου 33.000 ηλιακά κύτταρα.Αυτά τα φωτοβολταϊκά κύτταρα παρέχουν όλη την ηλεκτρική ενέργεια στο ISS, επιτρέποντας στους αστροναύτες να λειτουργούν το σταθμό, να ζουν με ασφάλεια στο διάστημα για μήνες κάθε φορά και να διεξάγουν επιστημονικά και μηχανικά πειράματα.

Οι φωτοβολταϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής έχουν κατασκευαστεί σε όλο τον κόσμο.Οι μεγαλύτεροι σταθμοί βρίσκονται στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ινδία και την Κίνα.Αυτοί οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής εκπέμπουν εκατοντάδες μεγαβάτ ηλεκτρικής ενέργειας, που χρησιμοποιούνται για την προμήθεια σπιτιών, επιχειρήσεων, σχολείων και νοσοκομείων.

Η φωτοβολταϊκή τεχνολογία μπορεί επίσης να εγκατασταθεί σε μικρότερη κλίμακα.Τα ηλιακά πάνελ και τα κύτταρα μπορούν να σταθεροποιηθούν στις στέγες ή στο εξωτερικό τοίχους των κτιρίων, παρέχοντας ηλεκτρική ενέργεια για τη δομή.Μπορούν να τοποθετηθούν κατά μήκος των δρόμων για να φωτίζουν τους αυτοκινητόδρομους.Τα ηλιακά κύτταρα είναι αρκετά μικρά ώστε να τροφοδοτούν ακόμη και μικρότερες συσκευές, όπως αριθμομηχανές, μετρητές στάθμευσης, συμπαγείς σκουπίδια και αντλίες νερού.

Συμπυκνωμένη ηλιακή ενέργεια

Ένας άλλος τύπος ενεργού ηλιακής τεχνολογίας είναι η συγκεντρωμένη ηλιακή ενέργεια ή η συμπυκνωμένη ηλιακή ενέργεια (CSP).Η τεχνολογία CSP χρησιμοποιεί φακούς και καθρέφτες για να εστιάσει (συμπύκνωμα) ηλιακό φως από μια μεγάλη περιοχή σε μια πολύ μικρότερη περιοχή.Αυτή η έντονη περιοχή ακτινοβολίας θερμαίνει ένα υγρό, το οποίο με τη σειρά του παράγει ηλεκτρική ενέργεια ή τροφοδοτεί μια άλλη διαδικασία.

Οι ηλιακοί φούρνοι είναι ένα παράδειγμα συμπυκνωμένης ηλιακής ενέργειας.Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι ηλιακών φούρνων, συμπεριλαμβανομένων των πύργων ηλιακής ενέργειας, των παραβολικών κοινοτήτων και των ανακλαστήρων Fresnel.Χρησιμοποιούν την ίδια γενική μέθοδο για να συλλάβουν και να μετατρέψουν την ενέργεια.

Οι πύργοι ηλιακής ενέργειας χρησιμοποιούν ηλιοστάτες, επίπεδες καθρέφτες που στρέφονται για να ακολουθήσουν το τόξο του ήλιου στον ουρανό.Οι καθρέφτες είναι διατεταγμένοι γύρω από έναν κεντρικό "πύργο συλλέκτη" και αντικατοπτρίζουν το φως του ήλιου σε μια συμπυκνωμένη ακτίνα φωτός που λάμπει σε ένα εστιακό σημείο στον πύργο.

Σε προηγούμενα σχέδια πύργων ηλιακής ενέργειας, το συμπυκνωμένο ηλιακό φως θερμαίνει ένα δοχείο νερού, το οποίο παρήγαγε ατμό που τροφοδοτούσε έναν στρόβιλο.Πιο πρόσφατα, ορισμένοι πύργοι ηλιακής ενέργειας χρησιμοποιούν υγρό νάτριο, το οποίο έχει υψηλότερη θερμική ικανότητα και διατηρεί θερμότητα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.Αυτό σημαίνει ότι το υγρό δεν φτάνει μόνο τις θερμοκρασίες από 773 έως 1.273Κ (500 ° έως 1.000 ° C ή 932 ° έως 1.832 ° F), αλλά μπορεί να συνεχίσει να βράζει νερό και να παράγει ισχύ ακόμη και όταν ο ήλιος δεν λάμπει.

Οι παραβολικές κοιλότητες και οι ανακλαστήρες Fresnel χρησιμοποιούν επίσης το CSP, αλλά οι καθρέφτες τους διαμορφώνονται διαφορετικά.Οι παραβολικοί καθρέφτες είναι καμπυλωμένοι, με σχήμα παρόμοιο με μια σέλα.Οι ανακλαστήρες Fresnel χρησιμοποιούν επίπεδες, λεπτές λωρίδες καθρέφτη για να συλλάβουν το φως του ήλιου και να το κατευθύνουν σε ένα σωλήνα υγρού.Οι ανακλαστήρες Fresnel έχουν περισσότερη επιφάνεια από τις παραβολικές κοιλότητες και μπορούν να συγκεντρώσουν την ενέργεια του ήλιου σε περίπου 30 φορές την κανονική του ένταση.

Συγκεντρωμένα μονάδες ηλιακής ενέργειας αναπτύχθηκαν για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1980.Η μεγαλύτερη εγκατάσταση στον κόσμο είναι μια σειρά φυτών στην έρημο Mojave στην αμερικανική πολιτεία της Καλιφόρνια.Αυτό το σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας (SEGS) παράγει πάνω από 650 gigawatt-hours ηλεκτρικής ενέργειας κάθε χρόνο.Άλλα μεγάλα και αποτελεσματικά φυτά έχουν αναπτυχθεί στην Ισπανία και την Ινδία.

Η συγκεντρωμένη ηλιακή ενέργεια μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε μικρότερη κλίμακα.Μπορεί να δημιουργήσει θερμότητα για ηλιακές κουζίνες, για παράδειγμα.Οι άνθρωποι σε χωριά σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιούν ηλιακές κουζίνες για να βράζουν νερό για αποχέτευση και να μαγειρεύουν τρόφιμα.

Οι ηλιακές κουζίνες παρέχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις σόμπες που καίγονται από ξύλο: δεν αποτελούν κίνδυνο πυρκαγιάς, δεν παράγουν καπνό, δεν απαιτούν καύσιμα και μειώνουν την απώλεια οικοτόπων στα δάση όπου τα δέντρα θα συλλεχθούν για καύσιμα.Οι ηλιακές κουζίνες επιτρέπουν επίσης στους χωρικούς να ακολουθήσουν χρόνο για την εκπαίδευση, την επιχείρηση, την υγεία ή την οικογένεια κατά τη διάρκεια του χρόνου που χρησιμοποιήθηκε προηγουμένως για τη συγκέντρωση καυσόξυλων.Οι ηλιακές κουζίνες χρησιμοποιούνται σε περιοχές τόσο διαφορετικές όσο το Τσαντ, το Ισραήλ, την Ινδία και το Περού.

Ηλιακή αρχιτεκτονική

Καθ 'όλη τη διάρκεια μιας ημέρας, η ηλιακή ενέργεια αποτελεί μέρος της διαδικασίας θερμικής μεταφοράς ή της κίνησης της θερμότητας από έναν θερμότερο χώρο σε ένα πιο δροσερό.Όταν ο ήλιος ανεβαίνει, αρχίζει να ζεσταίνει αντικείμενα και υλικό στη γη.Καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας, αυτά τα υλικά απορροφούν τη θερμότητα από την ηλιακή ακτινοβολία.Τη νύχτα, όταν ο ήλιος ρυθμίζει και η ατμόσφαιρα έχει κρυώσει, τα υλικά απελευθερώνουν τη θερμότητα τους πίσω στην ατμόσφαιρα.

Οι παθητικές τεχνικές ηλιακής ενέργειας εκμεταλλεύονται αυτή τη φυσική διαδικασία θέρμανσης και ψύξης.

Τα σπίτια και άλλα κτίρια χρησιμοποιούν παθητική ηλιακή ενέργεια για να διανείμει αποτελεσματικά και ανέξοδο τη διανομή θερμότητας.Ο υπολογισμός της "θερμικής μάζας" ενός κτιρίου είναι ένα παράδειγμα αυτού.Η θερμική μάζα ενός κτιρίου είναι το μεγαλύτερο μέρος του υλικού που θερμαίνεται καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας.Παραδείγματα θερμικής μάζας ενός κτιρίου είναι το ξύλο, το μέταλλο, το σκυρόδεμα, ο πηλός, η πέτρα ή η λάσπη.Τη νύχτα, η θερμική μάζα απελευθερώνει τη θερμότητα της πίσω στο δωμάτιο.Αποτελεσματικά συστήματα εξαερισμού - Hallways, Windows και Air Ducts -διανέμει τον θερμό αέρα και διατηρούν μια μέτρια, συνεπή εσωτερική θερμοκρασία.

Η παθητική ηλιακή τεχνολογία εμπλέκεται συχνά στο σχεδιασμό ενός κτιρίου.Για παράδειγμα, στο στάδιο του σχεδιασμού, ο μηχανικός ή ο αρχιτέκτονας μπορεί να ευθυγραμμίσει το κτίριο με το καθημερινό μονοπάτι του ήλιου για να λάβει επιθυμητές ποσότητες ηλιακού φωτός.Αυτή η μέθοδος λαμβάνει υπόψη το γεωγραφικό πλάτος, το υψόμετρο και το τυπικό κάλυμμα σύννεφων μιας συγκεκριμένης περιοχής.Επιπλέον, τα κτίρια μπορούν να κατασκευαστούν ή να εγκατασταθούν για να έχουν θερμομόνωση, θερμική μάζα ή επιπλέον σκίαση.

Άλλα παραδείγματα παθητικής ηλιακής αρχιτεκτονικής είναι οι δροσερές στέγες, τα ακτινοβολούμενα εμπόδια και οι πράσινες στέγες.Οι δροσερές στέγες είναι βαμμένες λευκές και αντικατοπτρίζουν την ακτινοβολία του ήλιου αντί να την απορροφήσουν.Η λευκή επιφάνεια μειώνει την ποσότητα θερμότητας που φτάνει στο εσωτερικό του κτιρίου, το οποίο με τη σειρά του μειώνει την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την ψύξη του κτιρίου.

Τα ακτινοβολούμενα εμπόδια λειτουργούν ομοίως με δροσερές στέγες.Παρέχουν μόνωση με εξαιρετικά αντανακλαστικά υλικά, όπως αλουμινόχαρτο.Το αλουμινόχαρτο αντανακλά, αντί να απορροφά, να θερμαίνει και μπορεί να μειώσει το κόστος ψύξης έως και 10 τοις εκατό.Εκτός από τις στέγες και τις σοφίτες, μπορούν επίσης να εγκατασταθούν ακτινοβολούμενα φραγμοί κάτω από δάπεδα.

Οι πράσινες στέγες είναι στέγες που καλύπτονται πλήρως με βλάστηση.Απαιτούν το έδαφος και την άρδευση για να στηρίξουν τα φυτά και ένα αδιάβροχο στρώμα κάτω.Οι πράσινες στέγες όχι μόνο μειώνουν την ποσότητα θερμότητας που απορροφάται ή χαθεί, αλλά και παρέχει βλάστηση.Μέσω της φωτοσύνθεσης, τα φυτά σε πράσινες στέγες απορροφούν το διοξείδιο του άνθρακα και εκπέμπουν οξυγόνο.Φιλτράρουν τους ρύπους από την βροχόπτωση και τον αέρα και αντισταθμίζουν μερικές από τις επιπτώσεις της χρήσης ενέργειας σε αυτόν τον χώρο.

Οι πράσινες στέγες ήταν μια παράδοση στη Σκανδιναβία εδώ και αιώνες και πρόσφατα έγιναν δημοφιλείς στην Αυστραλία, τη Δυτική Ευρώπη, τον Καναδά και τις Ηνωμένες Πολιτείες.Για παράδειγμα, η Ford Motor Company κάλυψε 42.000 τετραγωνικά μέτρα (450.000 τετραγωνικά πόδια) των οροφών της συναρμολόγησης στο Dearborn, Michigan, με βλάστηση.Εκτός από τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, οι στέγες μειώνουν την απορροή των ομβρίων υδάτων απορροφώντας αρκετά εκατοστά βροχοπτώσεων.

Οι πράσινες στέγες και οι δροσερές στέγες μπορούν επίσης να εξουδετερώσουν το φαινόμενο "Urban Heat Island".Στις πολυάσχολες πόλεις, η θερμοκρασία μπορεί να είναι σταθερά υψηλότερη από τις γύρω περιοχές.Πολλοί παράγοντες συμβάλλουν σε αυτό: οι πόλεις είναι κατασκευασμένα από υλικά όπως ασφάλτα και σκυρόδεμα που απορροφούν θερμότητα.Τα ψηλά κτίρια μπλοκάρουν τον άνεμο και τα εφέ ψύξης.και οι υψηλές ποσότητες απόβλητων θερμότητας παράγονται από τη βιομηχανία, την κυκλοφορία και τους υψηλούς πληθυσμούς.Χρησιμοποιώντας τον διαθέσιμο χώρο στην οροφή για να φυτέψετε δέντρα ή να αντικατοπτρίζετε τη θερμότητα με λευκές στέγες, μπορεί να ανακουφίσει εν μέρει τις τοπικές αυξήσεις της θερμοκρασίας στις αστικές περιοχές.

Ηλιακή ενέργεια και άτομα

Δεδομένου ότι το φως του ήλιου λάμπει μόνο για περίπου το ήμισυ της ημέρας στα περισσότερα μέρη του κόσμου, οι τεχνολογίες ηλιακής ενέργειας πρέπει να περιλαμβάνουν μεθόδους αποθήκευσης της ενέργειας κατά τις σκοτεινές ώρες.

Τα συστήματα θερμικής μάζας χρησιμοποιούν κερί παραφίνης ή διάφορες μορφές αλατιού για την αποθήκευση της ενέργειας με τη μορφή θερμότητας.Τα φωτοβολταϊκά συστήματα μπορούν να στείλουν υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια στο τοπικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας ή να αποθηκεύουν την ενέργεια σε επαναφορτιζόμενες μπαταρίες.

Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα στη χρήση ηλιακής ενέργειας.

Πλεονεκτήματα
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα για τη χρήση της ηλιακής ενέργειας είναι ότι είναι ένας ανανεώσιμος πόρος.Θα έχουμε μια σταθερή, απεριόριστη προσφορά ηλιακού φωτός για άλλα πέντε δισεκατομμύρια χρόνια.Σε μία ώρα, η ατμόσφαιρα της Γης λαμβάνει αρκετό ηλιακό φως για να τροφοδοτήσει τις ανάγκες ηλεκτρικής ενέργειας κάθε ανθρώπου στη Γη για ένα χρόνο.

Η ηλιακή ενέργεια είναι καθαρή.Μετά την κατασκευή και τη δημιουργία του εξοπλισμού ηλιακής τεχνολογίας, η ηλιακή ενέργεια δεν χρειάζεται καύσιμα για να λειτουργήσει.Επίσης, δεν εκπέμπει αέρια θερμοκηπίου ή τοξικά υλικά.Η χρήση της ηλιακής ενέργειας μπορεί να μειώσει δραστικά τον αντίκτυπο που έχουμε στο περιβάλλον.

Υπάρχουν τοποθεσίες όπου η ηλιακή ενέργεια είναι πρακτική.Τα σπίτια και τα κτίρια σε περιοχές με υψηλές ποσότητες ηλιακού φωτός και χαμηλού καλύμματος σύννεφων έχουν την ευκαιρία να αξιοποιήσουν την άφθονη ενέργεια του ήλιου.

Οι ηλιακές κουζίνες παρέχουν μια εξαιρετική εναλλακτική λύση για το μαγείρεμα με σόμπες με ξύλα-σε δύο δισεκατομμύρια ανθρώπους εξακολουθούν να βασίζονται.Οι ηλιακές κουζίνες παρέχουν έναν καθαρότερο και ασφαλέστερο τρόπο για να απολυθεί το νερό και να μαγειρέψουν τα τρόφιμα.

Η ηλιακή ενέργεια συμπληρώνει άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως ο άνεμος ή η υδροηλεκτρική ενέργεια.

Τα σπίτια ή οι επιχειρήσεις που εγκαθιστούν επιτυχημένα ηλιακά πάνελ μπορούν πραγματικά να παράγουν υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια.Αυτοί οι ιδιοκτήτες σπιτιού ή ιδιοκτήτες επιχειρήσεων μπορούν να πουλήσουν ενέργεια πίσω στον ηλεκτρικό πάροχο, μειώνοντας ή ακόμα και εξαλείφοντας τους λογαριασμούς ισχύος.

Μειονεκτήματα
Το κύριο αποτρεπτικό παράγοντα στη χρήση ηλιακής ενέργειας είναι ο απαιτούμενος εξοπλισμός.Ο εξοπλισμός ηλιακής τεχνολογίας είναι ακριβός.Η αγορά και η εγκατάσταση του εξοπλισμού μπορεί να κοστίσει δεκάδες χιλιάδες δολάρια για μεμονωμένα σπίτια.Παρόλο που η κυβέρνηση συχνά προσφέρει μειωμένους φόρους σε άτομα και επιχειρήσεις που χρησιμοποιούν ηλιακή ενέργεια και η τεχνολογία μπορεί να εξαλείψει τους λογαριασμούς ηλεκτρικής ενέργειας, το αρχικό κόστος είναι πολύ απότομο για πολλούς να εξεταστούν.

Ο εξοπλισμός ηλιακής ενέργειας είναι επίσης βαρύς.Προκειμένου να αναβαθμίσει ή να εγκαταστήσει ηλιακούς συλλέκτες στην οροφή ενός κτιρίου, η οροφή πρέπει να είναι ισχυρή, μεγάλη και προσανατολισμένη προς το μονοπάτι του ήλιου.

Τόσο η ενεργή όσο και η παθητική ηλιακή τεχνολογία εξαρτώνται από παράγοντες που είναι εκτός ελέγχου μας, όπως το κλίμα και το κάλυμμα σύννεφων.Οι τοπικές περιοχές πρέπει να μελετηθούν για να καθοριστεί εάν η ηλιακή ενέργεια θα ήταν αποτελεσματική σε αυτήν την περιοχή.

Το φως του ήλιου πρέπει να είναι άφθονο και συνεπές για την ηλιακή ενέργεια να είναι μια αποτελεσματική επιλογή.Στα περισσότερα μέρη της γης, η μεταβλητότητα του ηλιακού φωτός καθιστά δύσκολη την υλοποίηση ως τη μόνη πηγή ενέργειας.