Pehea e hana ai ka mana o ka lā
ʻO ka ikehu lā kekahi o nā kumu ikehu hou loa ma ka Honua. I kēlā me kēia lā, hāʻawi ka lā i ka nui o ka ikehu e hiki ke hoʻohana ʻia no nā pono kanaka like ʻole, mai ka hana ʻana i ka uila a hiki i ka hoʻomehana ʻana i ka wai. I waena o ka hoʻonui ʻia ʻana o ka noi ikehu a me nā hopohopo e pili ana i nā hopena o ka loli o ke aniau, ke lilo nei ka hoʻohana ʻana i ka ikehu lā i mea kūpono. Akā pehea e hana maoli ai ka ikehu lā? Kūkākūkā kēia ʻatikala i nā manaʻo kumu, pehea e hana ai, nā ʻāpana nui, a me nā mea e hoʻohuli ai i ka hana o nā ʻōnaehana mana lā.
Ikehu Lā ma ke ʻano he Kumuwaiwai Hou
Hoʻopuka ka lā i ka ikehu ma ke ʻano o ka radiation electromagnetic. Hiki kekahi o kēia radiation i ka ʻili o ka Honua ma ke ʻano he kukui ʻike ʻia, infrared, a me ultraviolet. Hiki ke hopu ʻia kēia ikehu a hoʻololi ʻia i nā ʻano ikehu pono ʻē aʻe. ʻAʻole e like me nā wahie fossil, he palena a hoʻopuka i nā hoʻokuʻu kalapona kiʻekiʻe, hiki ke hoʻohou hou ʻia ka ikehu lā, pau ʻole i ka manawa kanaka, a pili pono i ke kaiapuni ke hoʻohana ʻia.
ʻO ka hoʻohana ʻana i ka ikehu lā ma ke ʻano laulā ua māhele ʻia i ʻelua mau māhele ākea: ka ikehu lā photovoltaic (PV) e hana i ka uila a me ka ikehu lā wela e hana i ka wela. Hana nā mea ʻelua ma nā loina like ʻole, ʻoiai lāua e hoʻohana ana i ka radiation lā.
Pehea e hana ai nā Panel Solar Photovoltaic (PV)
Hoʻololi pololei nā ʻōnaehana photovoltaic i ka lā i uila. ʻO ke kumu nui ka hopena photovoltaic, kahi hanana kahi e hoʻopuka ai nā mea semiconductor i kahi au uila ke hōʻike ʻia i ka mālamalama.
1. Nā Mea Hana Semiconductor a me nā PN Junctions
Ua haku ʻia nā panela solar me nā cell solar he nui. Hana pinepine ʻia nā cell solar mai ka silicon, kahi mea semiconductor e hiki ke alakaʻi i ka uila ma lalo o kekahi mau kūlana. No ka hana ʻana i ka uila, ua "hoʻopili ʻia" ka silicon e hana i ʻelua mau papa like ʻole:
– ʻAno-N, nona nā electrons keu (uku maikaʻi ʻole).
– ʻAno-P, ka mea nele i nā electrons a i ʻole he "lua" (uku maikaʻi).
Ke hui pū ʻia kēia mau papa ʻelua, hoʻokumu ʻia kahi hui PN. Hoʻokumu ʻia kahi kahua uila kūloko ma ka hui ʻana, kahi e hoʻokani nei i kahi kuleana koʻikoʻi i ka hoʻokaʻawale ʻana i nā uku.
2. Ka Hoʻopili ʻana o ka Photon a me ka Hoʻokumu ʻana o ka Electron-Hole
Aia ka mālamalama o ka lā i nā ʻāpana ikehu i kapa ʻia he photons. Ke paʻi ka photon i kahi cell solar, hiki ke omo ʻia kona ikehu e ka silicon. Inā lawa ka ikehu o ka photon, e "hoʻokuʻu" ia i kahi electron mai kona pilina, e hana ana i kahi hui electron-hole.
3. Ka hoʻokaʻawale ʻana o ka uku e ke kahua uila
Hoʻoikaika ke kahua uila ma ka PN junction i nā electrons i ka papa ʻano-N a me nā lua i ka papa ʻano-P. Pale kēia hoʻokaʻawale ʻana i nā electrons mai ka hui hou ʻana me nā lua, e hana ana i kahi ʻokoʻa hiki (voltage).
4. Ka hoʻokumu ʻia ʻana o ke au uila i loko o kahi kaapuni
Ke hoʻopili ʻia kahi cell solar i kahi kaapuni waho, kahe nā electrons ma o nā uea e hoʻi i kēlā ʻaoʻao. ʻO kēia kahe o nā electrons ke ʻano o ke au uila. ʻO ka uila i hana ʻia e nā panela solar he au pololei (DC). Eia nō naʻe, hoʻohana ka nui o nā mīkini hale a me nā pūnaewele mana i ke au alternating (AC), e koi ana i nā lako hou.
Nā ʻĀpana Nui o kahi ʻōnaehana mana solar (PLTS)
I mea e hoʻohana pono ai i ka uila mai ka lā, aia kekahi mau ʻāpana nui i loko o kahi ʻōnaehana PV:
1. Nā panela lā (nā modula PV)
Hopu i ka lā a hana i ka uila DC.
2. Mea hoʻololi
Hoʻololi i ka uila DC i AC i hiki ke hoʻohana ʻia e nā lako a hāʻawi ʻia paha i ka pūnaewele.
3. Mea hoʻokele uku lā (ma ka ʻōnaehana pila)
E hoʻokele i ka hoʻouka ʻana o ka pila e pale aku i ka hoʻouka nui ʻana a i ʻole ka hoʻokahe nui ʻana.
4. Pākahiko (koho)
E mālama i ka ikehu no ka hoʻohana ʻana i ka pō a i ʻole ke ao.
5. ʻAno hoʻonohonoho a me nā kaula
Kākoʻo i ka panela ma kekahi kihi a hoʻokele palekana i ka uila.
6. Ka mika a me ka palekana uila
Me ka MCB, ka pale ʻana i ke kahe ʻana, ka hoʻokumu ʻana i ka honua, a me nā mea hana nānā no ka mālama ʻana i ka palekana a me ka hana.
Ma keʻano laulā, aia kekahi mau ʻano hoʻonohonoho o nā mea kanu mana o ka lā: ma ka pūnaewele (pili i ka pūnaewele), ma waho o ka pūnaewele (kūʻokoʻa me nā pila), a me ka hybrid (hui pū ʻana o ka pūnaewele a me nā pila).
Pehea e hana ai ka mana wela o ka lā
ʻAʻole e like me ka PV, ka mea e hoʻololi i ka mālamalama i ka uila, hoʻohana nā ʻōnaehana solar thermal i ka ikehu o ka lā ma ke ʻano he wela. ʻOi aku ka maʻalahi o ke kumumanaʻo: hoʻopili ʻia ka radiation o ka lā e kahi ʻili kikoʻī, a laila hoʻohana ʻia ka wela e hoʻomehana i kahi wai (wai a i ʻole kahi wai hoʻoili wela).
1. Nā mea hōʻiliʻili lā a me ka omo wela
ʻO ka ʻāpana nui o kahi ʻōnaehana wela ka mea hōʻiliʻili lā, ʻo ia hoʻi kahi panela me kahi ʻili omo ʻeleʻele. Kōkua ke kala ʻeleʻele i ka omo ʻana i ka radiation hou aʻe a hōʻemi i ka ʻōlinolino o ka mālamalama.
2. Hoʻoili Wela i nā Wai
Ma hope o ka ʻili o ka mea hōʻiliʻili he mau paipu e kahe ai ka wai a i ʻole kahi wai kūikawā. Ke wela ka ʻili o ka mea hōʻiliʻili, hoʻoili ʻia ka ikehu i ka wai ma o ka conduction a me ka convection. A laila hoʻokahe ʻia ka wai i hoʻomehana ʻia i kahi pahu mālama a hoʻohana pololei ʻia paha.
3. Nā Hoʻohana Wela o ka Lā
Hoʻohana nui ʻia ka ikehu lā wela no:
– mea hoʻomehana wai hale (mea hoʻomehana wai lā),
- mea hoʻomehana loko ʻauʻau,
- nā kaʻina hana hoʻomehana i ka ʻoihana,
- i nā mea kanu mana wela o ka lā nui (CSP) e hoʻopili ana i ka mālamalama me nā aniani e hana i ka mahu a hoʻohuli i nā turbine.
Nā Kumu e Hoʻopilikia ana i ka Hana o ka Ikehu Lā
ʻOiai ka nui o ka lā, ua hoʻopilikia nui ʻia ka ikehu mai nā ʻōnaehana solar e nā kumu aʻe:
1. Ka ikaika o ka hoʻokuʻu ʻana o ka lā
ʻO ke kiʻekiʻe o ka ikaika o ke kukui, ʻo ka nui o ka ikehu e hiki ke hana ʻia. Hoʻopilikia ʻia ka ikaika e ka wahi honua, ke kau, a me nā kūlana o ka lewa.
2. Ke kihi a me ke kuhikuhi ʻana o ka panela
Hana maikaʻi loa nā panela solar ke pā pololei ka lā i ka ʻili. No laila, pono e hoʻololi ʻia ke kuhikuhi a me ke kūlou ʻana o nā panela i ka latitu o ka wahi.
3. Mahana o ka panela
ʻO ka mea hoihoi, ʻike pinepine ʻia ka emi ʻana o ka pono o nā panela PV solar ke kiʻekiʻe loa ka mahana. Hiki i ka ea a me ka mamao mai ka hale ke kōkua i ka hōʻemi ʻana i ka wela nui.
4. Nā aka a me ka lepo
Hiki i nā aka mai nā kumulāʻau, nā hale, a i ʻole nā antenna ke hōʻemi nui i ka hoʻopuka mana. Hoʻemi pū ka lepo a me ka lepo i ke komo ʻana o ka mālamalama, e pono ai ka hoʻomaʻemaʻe mau ʻana o nā panela.
5. Ka maikaʻi o nā ʻāpana a me ke kau ʻana
Hiki i nā inverters, nā kaula, nā mea hoʻohui a me ka pale ma lalo o ke kūlana maʻamau ke hoʻoulu i ka pohō ikehu a me nā pilikia palekana.
Nā Pōmaikaʻi a me nā Pilikia o ka Ikehu Lā
He nui nā pono o ka ikehu lā: he manuahi ia, hoʻopuka i nā hoʻokuʻu liʻiliʻi, pono ka mālama haʻahaʻa, a hiki ke hoʻokomo ʻia ma nā pae liʻiliʻi a me nā pae nui. Eia kekahi, hiki i nā panela lā ke kōkua i ka hōʻemi ʻana i ka hilinaʻi ʻana i ka uila e pili ana i ka fossil.
Eia nō naʻe, aia kekahi mau pilikia nui, ʻoiai ka intermittency (e pili ana ka hana ʻana i ke aniau a me nā neʻe ao-pō) a me nā koi wahi no nā hoʻonohonoho nui. ʻO nā hoʻonā maʻamau e pili ana i ka hoʻohana ʻana i nā pila, nā ʻōnaehana hybrid, a me nā hoʻomaikaʻi ʻana i ka pono o nā panela a me ka hoʻokele ikehu.
Pani
ʻO ke kumu nui o ka mana o ka lā, ʻo ia ka hopu ʻana i ka radiation o ka lā a hoʻololi iā ia i ikehu hiki ke hoʻohana ʻia, ʻo ia hoʻi ka uila ma o ka hopena photovoltaic a i ʻole ka wela ma o kahi ʻōnaehana thermal. Me nā ʻāpana kūpono, ka hoʻolālā maikaʻi, a me ka mālama pono ʻana, hiki i ka mana o ka lā ke lilo i kia koʻikoʻi i ka hoʻololi ʻana i ka ikehu maʻemaʻe. I ka wā e hiki mai ana, ʻo ka hana hou ʻenehana, ka hoʻemi ʻana i nā kumukūʻai, a me ke kākoʻo kulekele e hoʻolalelale hou aku i ka hoʻohana ʻana i ka mana o ka lā ma ke ʻano he hopena ikehu hoʻomau no ke kaiāulu.
