L'energia solare hè ogni tipu d'energia generata da u sole.

L'energia solare hè creata da a fusione nucleare chì si faci in u sole.A fusione si faci quandu i protoni di l'atomi di l'idrogenu collide violentamente in u core di u sole è si fusione per creà un atomu d'heliu.

Stu prucessu, cunnisciutu com'è reazzione in catena PP (proton-proton), emette una quantità enorme d'energia.In u so core, u sole fusione circa 620 milioni di tunnellate metriche d'idrogenu ogni secondu.A reazzione in catena PP si trova in altre stelle chì sò circa a grandezza di u nostru sole, è li furnisce l'energia è u calore cuntinuu.A temperatura di sti stiddi hè di circa 4 milioni di gradi in a scala Kelvin (circa 4 milioni di gradi Celsius, 7 milioni di gradi Fahrenheit).

In stiddi chì sò circa 1,3 volte più grande di u sole, u ciculu CNO guida a creazione di energia.U ciculu CNO cunverta ancu l'idrogenu à l'heliu, ma si basa in carbonu, nitrogenu è ossigenu (C, N è O) per fà.Attualmente, menu di dui per centu di l'energia di u sole hè creatu da u ciculu CNO.

A fusione nucleare da a reazione in catena PP o ciculu CNO libera enormi quantità di energia in forma di onde è particelle.L'energia solare scorre constantemente da u sole è in tuttu u sistema solare.L'energia solare riscalda a Terra, provoca u ventu è u clima, è sustene a vita vegetale è animale.

L'energia, u calore è a luce da u sole scorri in forma di radiazione elettromagnetica (EMR).

U spettru elettromagneticu esiste cum'è onde di diverse frequenze è lunghezze d'onda.A frequenza di una onda rapprisenta quante volte l'onda si ripete in una certa unità di tempu.Onde cù lunghezze d'onda assai brevi si ripete parechje volte in una data unità di tempu, cusì sò d'alta frequenza.In cuntrastu, l'onde à bassa frequenza anu lunghezze d'onda assai più longu.

A maiò parte di l'onda elettromagnetica sò invisibili per noi.L'onda più alta frequenza emessa da u sole sò i raghji gamma, i raghji X è a radiazione ultravioletta (raghji UV).I raghji UV più dannosi sò quasi cumplettamente assorbiti da l'atmosfera di a Terra.I raghji UV menu potenti viaghjanu à traversu l'atmosfera, è ponu causà sunburn.

U sole emette ancu una radiazione infrared, chì l'onde sò assai più freti.A maiò parte di u calore da u sole vene cum'è energia infrared.

Sandwiched trà infrared è UV hè u spettru visibile, chì cuntene tutti i culori chì vedemu nantu à a Terra.U culore rossu hà e lunghezze d'onda più longu (più vicinu à l'infrared), è viole (più vicinu à l'UV) a più corta.

Energia Solare Naturale

Effettu serra
L'onda infrarossi, visibili è UV chì ghjunghjenu à a Terra participanu à un prucessu di riscaldamentu di u pianeta è rende a vita pussibule - u chjamatu "effettu serra".

Circa 30 per centu di l'energia solare chì ghjunghje à a Terra hè riflessa in u spaziu.U restu hè assorbita in l'atmosfera di a Terra.A radiazione riscalda a superficia di a Terra, è a superficia irradia una parte di l'energia in forma di onde infrared.Quandu si sviluppanu attraversu l'atmosfera, sò interceptati da i gasi di serra, cum'è u vapore d'acqua è u diossidu di carbonu.

I gasi di serra intrappulà u calore chì si riflette in l'atmosfera.In questu modu, agiscenu cum'è i muri di vetru di una serra.Stu effettu serra mantene a Terra abbastanza calda per sustene a vita.

A fotosintesi
Quasi tutta a vita nantu à a Terra si basa di l'energia solare per l'alimentariu, direttamente o indirettu.

I pruduttori si basanu direttamente nantu à l'energia solare.Assorbenu a luce di u sole è a cunvertisce in nutrienti attraversu un prucessu chjamatu fotosintesi.I pruduttori, ancu chjamati autotrofi, includenu piante, alghe, batteri è fungi.L'autotrofi sò u fundamentu di a reta alimentaria.

I cunsumatori si basanu nantu à i pruduttori per i nutrienti.L'erbivori, i carnivori, l'omnivori è i detritivori dependenu di l'energia solare indirettamente.L'erbivori manghjanu e piante è altri pruduttori.I carnivori è l'omnivori manghjanu i pruduttori è l'erbivori.I detritivori decomponenu a materia vegetale è animale cunsumendu.

Combustibili fossili
A fotosintesi hè ancu rispunsevule per tutti i carburanti fossili in a Terra.I scientisti stimanu chì circa trè miliardi d'anni fà, i primi autòtrofi anu evolutu in ambienti acquatici.A luce di u sole hà permessu à a vita di a pianta di prosperà è evoluzione.Dopu chì l'autotrofi sò morti, si decomponenu è si trasfirìu più in a Terra, à volte à millaie di metri.Stu prucessu cuntinuò per milioni di anni.

Sottu pressione intensa è temperature elevate, questi resti diventanu ciò chì sapemu cum'è carburanti fossili.I microorganismi sò diventati petroliu, gasu naturale è carbone.

A ghjente hà sviluppatu prucessi per l'estrazione di sti combustibili fossili è l'utilizanu per l'energia.Tuttavia, i combustibili fossili sò una risorsa micca rinnuvevule.Piglianu milioni di anni per furmà.

Utilizà l'energia solare

L'energia solare hè una risorsa rinnuvevule, è parechje tecnulugii ponu cogliela direttamente per l'usu in case, imprese, scole è ospedali.Certi tecnulugii di l'energia solare includenu cellule è pannelli fotovoltaici, energia solare cuncentrata è architettura solare.

Ci hè parechje manere di catturà a radiazione solare è di cunvertisce in energia utilizable.I metudi utilizanu energia solare attiva o energia solare passiva.

I tecnulugii solari attivi utilizanu apparecchi elettrici o meccanichi per cunvertisce attivamente l'energia solare in una altra forma d'energia, più spessu u calore o l'electricità.Tecnulugii sulari passivi ùn usanu micca dispusitivi esterni.Invece, apprufittanu di u clima lucale per riscalda e strutture durante l'inguernu, è riflette u calore durante l'estiu.

Fotovoltaica

A fotovoltaica hè una forma di tecnulugia solare attiva chì hè stata scuperta in u 1839 da u fisicu francese Alexandre-Edmond Becquerel di 19 anni.Becquerel hà scupertu chì quandu pusò u cloruru d'argentu in una suluzione àcida è l'espose à a luz di u sole, l'elettrodi di platinu attaccati à questu generava un currente elettricu.Stu prucessu di generazione di l'electricità direttamente da a radiazione solare hè chjamatu effettu fotovoltaicu, o fotovoltaicu.

Oghje, a fotovoltaica hè probabilmente u modu più familiare per sfruttà l'energia solare.L'arrays fotovoltaici generalmente implicanu pannelli solari, una cullizzioni di decine o ancu centinaie di cellule solari.

Ogni cellula solare cuntene un semiconductor, generalmente fattu di siliciu.Quandu u semiconductor assorbe a luce di u sole, sbatte l'elettroni.Un campu elettricu dirige questi elettroni sciolti in un currente elettricu, chì scorri in una direzzione.I cuntatti di metallu in cima è in fondu di una cellula solare dirigenu quella corrente à un ughjettu esternu.L'ughjettu esternu pò esse chjucu cum'è una calculatrice solare o grande quant'è una centrale elettrica.

A fotovoltaica hè stata largamente utilizata per a nave spaziale.Parechji satelliti, cumpresa a Stazione Spaziale Internaziunale (ISS), presentanu "ali" larghe è riflettenti di pannelli solari.L'ISS hà duie ali di array solare (SAW), ognunu utilizendu circa 33 000 cellule solari.Queste cellule fotovoltaiche furniscenu tutta l'electricità à l'ISS, chì permettenu à l'astronauti di operare a stazione, campà in modu sicuru in u spaziu per mesi à tempu, è fà esperimenti scientifichi è di ingegneria.

E centrali fotovoltaiche sò state custruite in tuttu u mondu.E stazioni più grandi sò in i Stati Uniti, l'India è a Cina.Queste centrali emettenu centinaie di megawatt d'electricità, aduprate per furnisce case, imprese, scole è ospedali.

A tecnulugia fotovoltaica pò ancu esse installata à una scala più chjuca.I pannelli solari è i celi ponu esse fissati à i tetti o pareti esterni di l'edificazioni, chì furnisce l'electricità per a struttura.Puderanu esse posti nantu à e strade à l'autostrade di luce.E cellule solari sò abbastanza chjuche per alimentà ancu i dispositi più chjuchi, cum'è calculatrici, parchimetri, compactors di basura è pompe d'acqua.

Energia solare cuncentrata

Un altru tipu di tecnulugia solare attiva hè l'energia solare cuncentrata o l'energia solare concentrata (CSP).A tecnulugia CSP usa lenti è specchi per fucalizza (concentrate) a luce di u sole da una grande zona in una zona assai più chjuca.Questa zona intensa di radiazione riscalda un fluidu, chì à u turnu genera l'electricità o alimenta un altru prucessu.

I furnace solari sò un esempiu di energia solare cuncentrata.Ci sò parechji tippi di furnace sulari, cumpresi torri di energia solare, parabolic troughs, è riflettori Fresnel.Adupranu u stessu metudu generale per catturà è cunvertisce l'energia.

E torri di energia solare utilizanu heliostats, specchi piani chì giranu per seguità l'arcu di u sole à traversu u celu.I specchi sò disposti intornu à una "torre di cullezzione" cintrali, è riflettenu a luce di u sole in un raghju di luce cuncentrata chì brilla nantu à un puntu focu annantu à a torre.

In i disinni precedenti di torri di energia solare, a luce di u sole cuncentrata hà riscaldatu un cuntainer d'acqua, chì pruduce vapore chì alimentava una turbina.Più ricenti, certi torri di energia solare utilizanu sodiu liquidu, chì hà una capacità di calore più altu è mantene u calore per un periudu di tempu più longu.Questu significa chì u fluidu ùn solu ghjunghje à a temperatura di 773 à 1,273K (500 ° à 1,000 ° C o 932 ° à 1,832 ° F), ma pò cuntinuà à bollire l'acqua è generà energia ancu quandu u sole ùn brilla micca.

I parabolichi è i riflettori Fresnel utilizanu ancu CSP, ma i so specchi sò furmati in modu diversu.I specchi parabolici sò curve, cù una forma simili à una sella.I riflettori di Fresnel utilizanu strisce piatte è sottili di specchiu per catturà a luce di u sole è diretta nantu à un tubu di liquidu.I riflettori di Fresnel anu più superficia di i parabolichi è ponu cuncentra l'energia di u sole à circa 30 volte a so intensità normale.

I centrali solari cuncentrati sò stati sviluppati prima in l'anni 1980.A più grande facilità in u mondu hè una seria di piante in u desertu di Mojave in u statu di i Stati Uniti di California.Stu Sistema di Generazione di Energia Solare (SEGS) genera più di 650 gigawatt-ora di elettricità ogni annu.Altre piante grande è efficace sò state sviluppate in Spagna è in India.

L'energia solare cuncentrata pò ancu esse usata à una scala più chjuca.Puderà generà calore per i cookers solari, per esempiu.E persone in i paesi di u mondu utilizanu i cookers solari per bollire l'acqua per a sanità è per coci l'alimentariu.

I cocchi solari furniscenu assai vantaghji nantu à i stufe di legnu: Ùn sò micca un periculu di focu, ùn pruducenu micca fume, ùn necessitanu micca carburante, è riduce a perdita di l'habitat in i boschi induve l'arburi seranu colti per carburante.I cookers solari permettenu ancu à i paisani di perseguite u tempu per l'educazione, l'affari, a salute o a famiglia durante u tempu chì era prima utilizatu per a cugliera di legna.I cocchi solari sò usati in zoni diversi cum'è Ciad, Israele, India è Perù.

L'architettura solare

In u cursu di un ghjornu, l'energia solare hè parti di u prucessu di cunvezione termale, o u muvimentu di u calore da un spaziu più caldu à un spaziu più frescu.Quandu u sole s'arrizza, cumencia à calà l'uggetti è u materiale nantu à a Terra.In tuttu u ghjornu, sti materiali assorbanu u calore da a radiazione solare.A notte, quandu u sole tramonta è l'atmosfera s'hè rinfriscata, i materiali liberanu u so calore in l'atmosfera.

Tecniche di energia solare passiva prufittanu di stu prucessu naturali di riscaldamentu è di rinfrescante.

E case è altri edifici utilizanu energia solare passiva per distribuisce u calore in modu efficiente è prezzu.U calculu di a "massa termale" di un edifiziu hè un esempiu di questu.A massa termale di un edifiziu hè a maiò parte di u materiale riscaldatu in tuttu u ghjornu.Esempii di massa termale di un edifiziu sò legnu, metallu, cimentu, argilla, petra o fangu.A notte, a massa termale libera u so calore in a stanza.Sistemi di ventilazione efficaci - corridori, finestri è ducts d'aria - distribuiscenu l'aria calda è mantene una temperatura interiore moderata è consistente.

A tecnulugia solare passiva hè spessu implicata in u disignu di un edifiziu.Per esempiu, in a tappa di pianificazione di a custruzzione, l'ingenieru o l'architettu pò alignà l'edifiziu cù u percorsu di u ghjornu di u sole per riceve quantità desiderate di u sole.Stu metudu piglia in contu a latitudine, l'altitudine è a nuvola tipica di una zona specifica.Inoltre, l'edificazioni ponu esse custruite o retrofittate per avè un insulamentu termale, massa termale o ombre extra.

Altri esempi di architettura solare passiva sò tetti freschi, barriere radianti è tetti verdi.I tetti freschi sò dipinti bianchi, è riflettenu a radiazione di u sole invece di assorbirlu.A superficia bianca reduce a quantità di calore chì ghjunghje à l'internu di l'edifiziu, chì in turnu reduce a quantità di energia chì hè necessariu per rinfriscà l'edifiziu.

I barrieri radianti funzionanu in modu simili à i tetti freschi.Forniscenu insulazioni cù materiali altamente riflettenti, cum'è u fogliu d'aluminiu.U fogliu riflette, invece di assorbe, u calore, è pò riduce i costi di rinfrescamentu finu à u 10 per centu.In più di i tetti è di l'attici, i barrieri radianti ponu ancu esse stallati sottu i pavimenti.

I tetti verdi sò tetti chì sò completamente cuparti di vegetazione.Hanu bisognu di terra è irrigazione per sustene e piante, è una capa impermeable sottu.I tetti verdi ùn solu riduce a quantità di calore chì hè assorbita o persa, ma ancu furnisce a vegetazione.Per mezu di a fotosintesi, i pianti nantu à i tetti verdi assorbanu diossidu di carbonu è emettenu l'ossigenu.Filtrà i contaminanti da l'acqua di piova è l'aria, è cumpensà alcuni di l'effetti di l'usu di l'energia in quellu spaziu.

I tetti verdi sò stati una tradizione in Scandinavia per seculi, è sò diventati populari in l'Australia, l'Europa Occidentale, u Canada è i Stati Uniti.Per esempiu, a Ford Motor Company copre 42 000 metri quadrati (450 000 piedi quadrati) di i so tetti di a pianta di assemblea in Dearborn, Michigan, cù vegetazione.In più di riduzzione di l'emissioni di gasi di serra, i tetti riducenu u flussu di l'acqua di tempesta assorbendu parechji centimetri di precipitazione.

I tetti verdi è i tetti freschi ponu ancu contru à l'effettu "isula di calore urbanu".In e cità occupate, a temperatura pò esse constantemente più altu ch'è l'area circundante.Parechji fattori cuntribuiscenu à questu: E cità sò custruite di materiali cum'è l'asfaltu è u cimentu chì assorbanu u calore;edifizii alti bluccà u ventu è i so effetti di rinfrescante;è una quantità elevata di calore di scarti hè generata da l'industria, u trafficu è a pupulazione alta.Aduprà u spaziu dispunibule nantu à u tettu per plantà l'arburi, o riflettendu u calore cù tetti bianchi, pò alleviate parzialmente l'aumentu di a temperatura lucali in i zoni urbani.

Energia Solare è Persone

Siccomu a luce di u sole brilla solu per a mità di u ghjornu in a maiò parte di u mondu, i tecnulugii di l'energia solare anu da include metudi di almacenà l'energia durante l'ora scura.

I sistemi di massa termale utilizanu cera di paraffina o diverse forme di sali per almacenà l'energia in forma di calore.I sistemi fotovoltaici ponu mandà l'elettricità eccessiva à a rete elettrica lucale, o almacenà l'energia in batterie rechargeable.

Ci hè parechje vantaghji è cuntrariu à l'usu di l'energia solare.

Vantaghji
Un vantaghju maiò di utilizà l'energia solare hè chì hè una risorsa rinnuvevule.Averemu un fornimentu stabile è illimitatu di luce di u sole per altri cinque miliardi d'anni.In una ora, l'atmosfera di a Terra riceve abbastanza luce di u sole per alimentà i bisogni di l'electricità di ogni esse umanu nantu à a Terra per un annu.

L'energia solare hè pulita.Dopu chì l'equipaggiu di a tecnulugia solare hè custruita è messa in piazza, l'energia solare ùn hà micca bisognu di carburante per travaglià.Inoltre, ùn emette micca gasi di serra o materiali tossichi.Utilizà l'energia solare pò riduce drasticamente l'impattu chì avemu nantu à l'ambiente.

Ci sò lochi induve l'energia solare hè pratica.Case è edifizii in i zoni cù una quantità elevata di luce di u sole è una nuvola bassa anu l'uppurtunità di sfruttà l'energia abbundante di u sole.

I cookers solari furniscenu un'ottima alternativa à a cucina cù stufa di legnu, in quale dui miliardi di persone si basanu sempre.I cookers solari furniscenu un modu più pulitu è ​​più sicuru per sanitizà l'acqua è coce l'alimentu.

L'energia solare cumplementa altre fonti d'energia rinnuvevuli, cum'è l'energia ventu o idroelettrica.

I case o l'imprese chì installanu pannelli solari di successu ponu in realtà pruduce l'electricità eccessiva.Questi pruprietarii o pruprietarii di l'imprese ponu vende l'energia à u fornitore di l'electricità, riducendu o ancu eliminendu e fatture di energia.

Disvantages
U principale deterrent à l'usu di l'energia solare hè l'equipaggiu necessariu.L'equipaggiu di tecnulugia solare hè caru.L'acquistu è l'installazione di l'equipaggiu pò costà decine di millaie di dollari per e case individuali.Ancu s'è u guvernu spessu offre tassi ridotti à e persone è l'imprese chì utilizanu l'energia solare, è a tecnulugia pò eliminà e fatture di l'electricità, u costu iniziale hè troppu caru per parechji per cunsiderà.

L'equipaggiu di energia solare hè ancu pesante.Per fà retrofit o installà pannelli solari nantu à u tettu di un edifiziu, u tettu deve esse forte, grande è orientatu versu a strada di u sole.

A tecnulugia solare attiva è passiva dipendenu da fatturi chì sò fora di u nostru cuntrollu, cum'è u clima è a nuvola.I zoni lucali devenu esse studiati per determinà se l'energia solare seria efficace o micca in quella zona.

A luce di u sole deve esse abbundante è coherente per l'energia solare per esse una scelta efficace.In a maiò parte di i posti in a Terra, a variabilità di u sole rende difficiule di implementà cum'è l'unica fonte d'energia.