Solar power

Solar powerra energia berriztagarria da, eguzkitik datorren erradiazio elektromagnetikoa aprobetxatuz lortzen dena. Gizakiak antzinatik baliatu du Lurrera iristen den eguzki-erradiazioa, eboluzionatzen joan diren hainbat teknologiaren bidez. Gaur egun, eguzkiaren beroa eta argia hainbat kaptadoreren bidez aprobetxa daitezke, hala nola zelula fotovoltaikoen bidez.

Eguzki-teknologiak pasibo edo aktibo gisa sailka daitezke, eguzki-energia nola harrapatzen, bihurtzen eta banatzen duten kontuan hartuta. Teknologia aktiboek panel fotovoltaikoak eta eguzki-kolektore termikoak erabiltzen dituzte energia biltzeko. Teknika pasiboen artean, arkitektura bioklimatikoan kokatutako hainbat teknika daude: eraikinak eguzkira bideratzea, masa termiko egokia duten edo argia barreiatzeko propietateak dituzten materialak hautatzea, eta aireztapen naturalaren bidez espazioak diseinatzea.

2011n, Energiaren Nazioarteko Agentziak honako hau adierazi zuen: «Eguzki-teknologia garbiak, merkeak eta agortezinak garatzeak izugarrizko onura ekarriko du epe luzera. Herrialdeen energia-segurtasuna handituko da tokiko energia-iturri agortezin bat erabiliz, eta, are garrantzitsuagoa dena, inportazioak gorabehera, jasangarritasuna handituko du, kutsadura murriztuko du, klima-aldaketa arintzearen kostuak murriztuko ditu, eta erregai fosilen prezioak gehiegi igotzea saihestuko du. Abantaila horiek globalak dira. Horrela, horiek sustatzeko eta garatzeko kostuak inbertsiotzat hartu behar dira; behar bezala egin behar dira, eta zabal zabaldu»

Gaur egun eguzki-energia fotovoltaikoa da eguzki-energia iturri garatuena. Greenpeace erakunde ekologistaren txostenen arabera, eguzki-energia fotovoltaikoak munduko biztanleriaren bi heren elektrizitatez hornitu ditzake 2030ean.

Aurrerapen teknologikoei, sofistikazioari eta eskala-ekonomiari esker, eguzki-energia fotovoltaikoaren kostua etengabe murriztu da lehen eguzki-zelula komertzialak fabrikatu zirenetik, eta, aldi berean, efizientzia handitu da. Energia elektrikoa sortzeko batez besteko kostua lehiakorra da jada energia ez-berriztagarriekin, gero eta eskualde geografiko gehiagotan, eta sarearen parekotasuna lortu du.

Eguzkitik datorren energia 
Lurrak sartzen den eguzki-erradiazioko 174 petawatt jasotzen ditu (intsolazioa) atmosferako geruza altuenetik. Gutxi gorabehera % 30 itzultzen da espaziora, eta hodeiek, ozeanoek eta lurreko masek xurgatzen dute gainerakoa. Lurraren azaleko eguzki-argiaren espektro elektromagnetikoa argi ikusgarriak eta infragorrien tarteek betetzen dute batez ere, erradiazio ultramorearen zati txiki batekin. 

Erradiazioaren potentzia aldatu egiten da egunaren unearen, moteltzen duten baldintza atmosferikoen eta latitudearen arabera. Erradiazio-baldintza onargarrietan, potentzia 1000 W/m² ingurukoa da lurrazalean. Potentzia horri irradiantzia esaten zaio. Oro har, jasotako erradiazio ia guztia espaziora birigortzen da (bestela, berotze malkartsua gertatuko litzateke). Hala ere, desberdintasun nabarmena dago jasotako eta igorritako erradiazioaren artean.

Erradiazioa aprobetxagarria da osagai zuzen eta lausoetan, edo bien batuketan. Zuzeneko erradiazioa eguzki-fokutik zuzenean iristen dena da, tarteko errefrakzio edo hausnarketarik gabe. Eguneko zeru-gangak erradiazio lausoa igortzen du, atmosferan, hodeietan eta atmosferako eta lurreko gainerako elementuetan eguzkia islatzeko eta errefrakzioko fenomeno ugari daudelako. Zuzeneko erradiazioa islatzeko eta kontzentratzeko aukera dago, eta ezin da kontzentratu norabide guztietatik datorren argi lausoa.

Atmosferatik kanpoko zuzeneko irradiantzia normalak (edo eguzki-izpiekiko perpendikularrak) eguzki-konstantea izena hartzen du, eta 1366 W/m²-ko batez besteko balioa du (perihelioko balio maximoa 1395 W/m² da, eta afelioko gutxieneko balioa 1308 W/m²).

Ozeanoek, hodeiek, aireak eta lur-masek xurgatutako erradiazioak horien tenperatura handitzen dute. Aire berotuak ozeanoetatik eta kontinenteen zati batetik igotzen den ur lurrundua du, eta horrek zirkulazio atmosferikoa edo konbekzioa eragiten du. Airea goi-geruzetara igotzen denean, tenperatura baxua denean, tenperatura jaisten da ur-lurruna kondentsatu arte, hodeiak sortuz. Uraren kondentsazioaren bero sorrak konbekzioa anplifikatzen du, haizea, depresioak eta antizikloiak bezalako fenomenoak sortuz. Ozeanoek eta lehorreko masek xurgatutako eguzki-energiak azalera 14 ºC.an mantentzen du. Landare berdeen fotosintesirako eguzki-energia energia kimiko bihurtzen da, elikagaiak, zura eta biomasa ekoizten dituena, eta hortik erregai fosilak ere eratortzen dira.

Atmosferak, ozeanoek eta kontinenteek xurgatzen duten energia, guztira, urtean 3.850000 exajuliokoa izan daitekeela kalkulatzen da. 2002an, energia hori, ordubetean, munduko energia-kontsumo globalaren parekoa zen. Fotosintesiak, gutxi gorabehera, 3000 EJ atzematen ditu urteko biomasan, hau da, Lurrak jasotzen duen energiaren % 0,0813 Urtean jasotako eguzki-energiaren kantitatea beste energia-iturri ez-berriztagarriek (petrolioa, ikatza, uranioa eta gas naturala) inoiz sortzen duten energia guztiaren bikoitza da, gutxi gorabehera.

Eguzki-energiaren garapena

Eguzki-teknologiaren hastapenak: 
Eguzki-teknologien garapen goiztiarra, 1860ko hamarkadan hasita, ikatza laster urrituko zen ikusminak eragin zuen. Hala ere, eguzki-energiaren garapena XX. mendearen hasieran gelditu egin zen, iturri berriztaezinen eskuragarritasun eta eskala-ekonomia gero eta handiagoa zelako (ikatza eta petroloa, adibidez). 1974an, Ipar Amerika osoan sei etxe pribatu bakarrik elikatzen zirela uste zen.Hala ere, 1973ko petrolioaren krisiak eta 1979ko krisiak aldaketa handia eragin zuten munduaren inguruko energia-politikan, eta berriz ere arreta jarri zuten teknologia solar hasiberrietan.

Lehenengo garapen-estrategiak garatu ziren, pizgarri-programetan oinarrituta, hala nola Ameriketako Estatu Batuetako Federal Photovoltaic Utilization Program eta Japoniako Sunshine Program. Beste ahalegin batzuk Estatu Batuetan (NREL), Japonian (NEDO) eta Alemanian (Fraunhofer – ISE) ikerketa-erakundeak sortzea izan ziren.1970 eta 1983 artean, sistema fotovoltaikoen instalazioak azkar hazi ziren, baina 1980ko hamarkadan petrolioaren prezioaren beherakadak eguzki-energiaren hazkundea moteldu zuen 1984 eta 1996 artean.

1988tik gaur arte 
1990eko hamarkadaren erdialdean, energia fotovoltaikoaren garapena bizkortzen hasi zen teilatuetan, bai bizitegietan, bai merkataritzan, baita sarera konektatzeko plantetan ere, petrolioaren eta gas naturalaren hornidurarekiko kezka gero eta handiagoa, Kyotoko protokoloa eta klima-aldaketarekiko kezka zirela medio, bai eta energia fotovoltaikoaren kostuen lehiakortasunaren hobekuntza ere, beste energia-iturri batzuen aldean. XXI. mendearen hasieran, energia berriztagarriei laguntzeko mekanismoak eta politikak ezartzeak, sarera sartzeko lehentasuna ematen zietenak, energia fotovoltaikoaren garapena esponentzialki areagotu zuten, lehenik Europan eta ondoren mundu osoan. Eguzki-energia termoelektrikoak (CSP), ordea, azken hamarkadetan ere aurrera egin badu ere, eguzki-energiak energia-hornidurari egiten dion ekarpen globalaren zati txiki bat da oraindik.

Eguzki-energiaren teknologia eta erabilerak 

 Eguzki-energia aktiboa: tenperatura baxuko erabilerarako (35 ° C eta 60 ° C artean), etxeetan erabiltzen da; tenperatura ertainean, 300 ° C-ra iristen da; eta tenperatura altuan, 2000 ° C-ra iristen da. Azken hori eguzki-izpiek ispiluetan eragiten dutenean lortzen da. Ispilu horiek izpiak puntu jakin batera eramaten dituen islatzaile batera bideratzen dira. Dorre-zentralengatik eta ispilu parabolikoengatik ere izan daiteke.

 Eguzki-disko paraboliko bat eguzki erradiazioa Stirling motor baten elementu berogailu baten gainean kontzentratzen duena. Unitate osoa eguzki-jarraitzaile gisa funtzionatzen du
 Eguzki-energia pasiboa: Baliatu eguzkiaren beroa mekanismo edo sistema mekanikoen beharrik gabe
 Eguzki-energia termikoa: Tenperatura baxuko ur beroa sortzeko erabiltzen da, osasun-erabilerarako eta berokuntzarako.
 Eguzki-energia fotovoltaikoa: Eguzki-erradiazioarekin aldatzen diren erdieroaleen plaken bidez elektrizitatea sortzeko erabiltzen da.
 Kontzentrazioko energia termosolarra: Ziklo termodinamiko konbentzional batekin elektrizitatea sortzeko erabiltzen da, tenperatura altuan berotutako fluido batetik abiatuta (olio termikoa).
 Eguzki-energia hibridoa: Eguzki-energia beste energia batekin konbinatzen du. Konbinatzen den energiaren arabera, hibridazioa da:
 Berriztagarria: Biomasa, haize-energia
 Ez-berriztagarria: Erregai fosilak

 Eguzki-energia eolikoa: Eguzkiak berotutako airearekin funtzionatzen du, sorgailuak dauden tximinia batetik igotzen dena

Hubble espazio teleskopioa, eguzki panelez hornitua, orbitan jartzen da Discovery transbordadorearen sototik 1990ean

Eguzki-energia pasiboa 
Eguzki-teknologia pasiboa eguzki-energia zuzenean aprobetxatzera bideratutako tekniken multzoa da, beste energia mota batean eraldatu gabe, berehala erabiltzeko edo sistema mekanikoen beharrik gabe eta kanpoko energia-ekarpenik gabe biltegiratzeko, nahiz eta horiek osa ditzaketen, adibidez erregulatzeko.

Eguzki-teknologia pasiboak honako hauek barne hartzen ditu: espazioak berotzeko zuzeneko eta zeharkako irabazia duten sistemak, termosifoian oinarritutako ura berotzeko sistemak, masa termikoa eta fase-aldaketa duten materialak erabiltzea airearen tenperaturaren oszilazioak leuntzeko, eguzki-sukaldeak, eguzki-tximiniak aireztapen naturala eta lurraren babesa hobetzeko.

Arkitektura bioklimatikoa printzipio hori eraikinen diseinuan aplikatzea da. Energia ez da hargailu industrializatuen bidez aprobetxatzen; aitzitik, eraikuntza-elementuek beraiek xurgatzen dute eguneko energia, eta gauez birbanatzen.

Eguzki-energia termikoa 
Eguzki-energia termikoa (edo energia termosolarra) Eguzkiaren energia aprobetxatzean datza, elikagaiak prestatzeko edo etxeko ura kontsumituko duen ur beroa ekoizteko aprobetxa daitekeen beroa ekoizteko, dela ur bero sanitarioa, dela berokuntza, dela energia mekanikoa eta, hortik abiatuta, energia elektrikoa ekoizteko. Horrez gain, xurgapen bidez hozteko makina bat elikatzeko erabil daiteke. Makina horrek beroa erabiltzen du, eta ez beroa, lokaletako airea egokitzeko erabiltzen den hotza sortzeko.

Eguzki-energia termikoko kolektoreak tenperatura baxuko, ertaineko eta altuko kolektore gisa sailkatuta daude:

 Tenperatura baxuko kolektoreak: 65 ºC-tik beherako tenperaturetan bero erabilgarria ematen dute xurgagailu metalikoen edo ez-metalikoen bidez, igerilekuak berotzeko, bainurako ura etxean berotzeko eta, oro har, prozesuko beroa 60 ºC-tik gorakoa ez den industria-jarduera guztietarako, hala nola pasteurizazioa, ehun-garbiketa eta abar.
 Tenperatura ertaineko kolektoreak: Eguzki-erradiazioa kontzentratzen duten gailuak dira, bero erabilgarria tenperatura handiagoan emateko, normalean 100 eta 300 ° C artean. Kategoria horretan kontzentratzaile egonkorrak eta kanal parabolikoak daude, eta guztiek egiten dute kontzentrazioa, tamaina txikiagoko hargailu baterantz zuzendutako ispiluen bidez. Eguzki-erradiazioaren osagai zuzenarekin soilik lan egiteko eragozpena dute, eta, beraz, intsolazio handiko eremuetan baino ez da erabiltzen.
 Tenperatura handiko kolektoreak:Frank Shumanek asmatu zituen, eta gaur egun hiru motatan daude: plater parabolikoko kolektoreak, kanal parabolikoaren belaunaldi berria eta erdiko dorrearen sistemak. 500 ºC-tik gorako tenperaturetan jarduten dute, eta elektrizitatea sortzeko (elektrizitate termosolarra) eta sare elektrikora transmititzeko erabiltzen dira; herrialde batzuetan, sistema horiek ekoizle independenteek erabiltzen dituzte, eta egun lainotuen aukerak urrunak edo urriak diren eskualdeetan instalatzen dira.

 ↑  «Department of Energy - Solar» web.archive.org 2011-04-14 (Noiz kontsultatua: 2022-10-19).
 ↑  (Gaztelaniaz) «La energía solar puede dar electricidad limpia a más de 4.000 millones de personas para 2030» Greenpeace España (Noiz kontsultatua: 2022-10-19).
 ↑  (Gaztelaniaz) «La fotovoltaica ya se codea en costes con la nuclear» El Periódico de la Energía 2014-08-31 (Noiz kontsultatua: 2022-10-19).
 ↑  «El estudio PV Grid Parity Monitor pone de manifiesto que la paridad de red fotovoltaica ya empieza a ser una realidad. | Energía Solar y Desarrollo Sostenible» web.archive.org 2013-10-05 (Noiz kontsultatua: 2022-10-19).
 ↑  (Gaztelaniaz) de 2011, Por: Clemente Álvarez | 15 de diciembre. «Cuando las placas fotovoltaicas son más baratas que la red eléctrica» Ecolaboratorio (Noiz kontsultatua: 2022-10-19).
 ↑  Smil, Vaclav.  (1991). General Energetics. , 240 or..
 ↑  «Climate Change 2001: The Scientific Basis» web.archive.org 2007-09-29 (Noiz kontsultatua: 2022-10-19).
 ↑  «IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change» archive.ipcc.ch (Noiz kontsultatua: 2022-10-20).
 ↑  «Photosynthesis» web.archive.org 1998-12-03 (Noiz kontsultatua: 2022-10-20).
 ↑  Smil, Vaclav.  (2006). Transforming the twentieth. , 12 or..
 ↑ a b  «Global wind power at 80 m» web.stanford.edu (Noiz kontsultatua: 2022-10-20).
 ↑  «Chapter 2 - Energy conversion by photosynthetic organisms» www.fao.org (Noiz kontsultatua: 2022-10-20).
 ↑  «Wayback Machine» web.archive.org 2008-09-20 (Noiz kontsultatua: 2022-10-20).
 ↑  «EIA - International Energy Data and Analysis» web.archive.org 2008-05-14 (Noiz kontsultatua: 2022-10-20).
 ↑  «Solar energyA new day dawning?: Silicon Valley sunrise : Article : Nature» web.archive.org 2008-07-06 (Noiz kontsultatua: 2022-10-20).
 ↑  «Start Your Lifelong Learning Journey | Professional Education» professional.mit.edu (Noiz kontsultatua: 2022-10-20).
 ↑  Butty eta Perlin.  (1981). Golden Thread: 2500 Years of Solar Architecture and Technology. , 63, 77, 101 or..
 ↑   The Solar Energy Book-Once More. .
 ↑  Butty eta Perlin.  (1981). Golden Thread: 2500 Years of Solar Architecture and Technology. .
 ↑  Yergin. The Prize: The Epic Quest fos Oil, Money & Power. .
 ↑  (Ingelesez) «Homepage Fraunhofer-Gesellschaft» www.fraunhofer.de (Noiz kontsultatua: 2022-10-25).
 ↑  .