Is é fuinneamh na gréine aon chineál fuinnimh a ghineann an ghrian.

Cruthaítear fuinneamh na gréine trí chomhleá núicléach a tharlaíonn sa ghrian.Tarlaíonn comhleá nuair a imbhuaileann prótóin na n-adamh hidrigine go foréigneach i gcroílár na gréine agus nuair a dhéanann siad comhleá chun adamh héiliam a chruthú.

Astaíonn an próiseas seo, ar a dtugtar imoibriú slabhra PP (prótón-prótón), méid ollmhór fuinnimh.Ina chroílár, comhlíonann an ghrian thart ar 620 milliún tonna méadrach de hidrigin gach soicind.Tarlaíonn imoibriú slabhra PP i réaltaí eile atá thart ar mhéid ár gréine, agus soláthraíonn sé fuinneamh agus teas leanúnach dóibh.Tá an teocht do na réaltaí seo timpeall 4 mhilliún céim ar scála Kelvin (thart ar 4 mhilliún céim Celsius, 7 milliún céim Fahrenheit).

I réaltaí atá thart ar 1.3 uair níos mó ná an ghrian, is é timthriall CNO a thiomáineann cruthú fuinnimh.Tiontaíonn timthriall CNO hidrigin go héiliam freisin, ach braitheann sé ar charbón, nítrigin, agus ocsaigin (C, N, agus O) chun é sin a dhéanamh.Faoi láthair, cruthaíonn timthriall an CNO níos lú ná dhá faoin gcéad d'fhuinneamh na gréine.

Scaoileann comhleá núicléach trí imoibriú slabhra PP nó timthriall CNO méideanna ollmhóra fuinnimh i bhfoirm tonnta agus cáithníní.Bíonn fuinneamh na gréine i gcónaí ag sileadh ón ngrian agus ar fud an chórais gréine.Déanann fuinneamh na gréine an Domhan a théamh, is cúis le gaoth agus aimsir, agus cothaíonn sé beatha plandaí agus ainmhithe.

Sreabhann an fuinneamh, an teas agus an solas ón ngrian i bhfoirm radaíochta leictreamaighnéadacha (EMR).

Tá an speictream leictreamaighnéadach ann mar thonnta le minicíochtaí agus tonnfhaid éagsúla.Léiríonn minicíocht toinne cé mhéad uair a athdhéantar an tonn í féin in aonad ama áirithe.Athdhéantar tonnta le tonnfhaid an-ghearr arís agus arís eile in aonad áirithe ama, agus mar sin bíonn siad ardmhinicíochta.I gcodarsnacht leis sin, tá tonnfhaid i bhfad níos faide ag tonnta íseal-minicíochta.

Tá formhór mór na dtonnta leictreamaighnéadacha dofheicthe dúinn.Is iad na tonnta is airde minicíochta a astaíonn an ghrian ná gáma-ghathanna, X-ghathanna, agus radaíocht ultraivialait (ghathanna UV).Tá na gathanna UV is dochracha ionsúite beagnach go hiomlán ag atmaisféar an Domhain.Téann gathanna UV nach bhfuil chomh láidir sin tríd an atmaisféar, agus is féidir leo dó gréine a chur faoi deara.

Astaíonn an ghrian radaíocht infridhearg freisin, a bhfuil a dtonnta i bhfad níos ísle-minicíocht.Tagann an chuid is mó teasa ón ngrian mar fhuinneamh infridhearg.

Sandwiched idir infridhearg agus UV tá an speictream infheicthe, ina bhfuil na dathanna go léir a fheiceann muid ar an Domhan.Tá na tonnfhaid is faide (is gaire don infridhearg) ag an dath dearg, agus an Violet (is gaire don UV) is giorra.

Fuinneamh Gréine Nádúrtha

Éifeacht Cheaptha Teasa
Glacann na tonnta infridhearg, infheicthe agus UV a shroicheann an Domhan páirt i bpróiseas chun an phláinéid a théamh agus chun an saol a dhéanamh - an "iarmhairt cheaptha teasa" mar a thugtar air.

Léirítear thart ar 30 faoin gcéad den fhuinneamh gréine a shroicheann an Domhan ar ais sa spás.Súitear an chuid eile in atmaisféar an Domhain.Teasaíonn an radaíocht dromchla an Domhain, agus radaíonn an dromchla cuid den fhuinneamh ar ais i bhfoirm tonnta infridhearg.De réir mar a éiríonn siad tríd an atmaisféar, idircheapann gáis cheaptha teasa iad, amhail gal uisce agus dé-ocsaíd charbóin.

Gabhann gáis cheaptha teasa an teas a fhrithchaitear siar san atmaisféar.Ar an mbealach seo, gníomhaíonn siad cosúil le ballaí gloine an cheaptha teasa.Coinníonn an iarmhairt cheaptha teasa seo an Domhan te go leor chun an saol a chothú.

Fótaisintéis
Braitheann beagnach gach saol ar an Domhan ar fhuinneamh na gréine le haghaidh bia, go díreach nó go hindíreach.

Braitheann táirgeoirí go díreach ar fhuinneamh na gréine.Ionsúnn siad solas na gréine agus déanann siad cothaithigh é trí phróiseas ar a dtugtar fótaisintéis.Áirítear le táirgeoirí, ar a dtugtar uathtrófaigh freisin, plandaí, algaí, baictéir agus fungais.Is iad uathtrófaigh bunús an bhia-ghréasáin.

Braitheann tomhaltóirí ar tháirgeoirí le haghaidh cothaitheach.Braitheann luibhiteoirí, feoiliteoirí, omnivores, agus dítrisitheoirí ar fhuinneamh na gréine go hindíreach.Itheann luibhiteoirí plandaí agus táirgeoirí eile.Itheann feoiliteoirí agus omnivores táirgeoirí agus luibhiteoirí araon.Dhianscaoileann detritivores ábhar plandaí agus ainmhithe trína ídiú.

Breoslaí iontaise
Tá fótaisintéis freagrach freisin as gach breosla iontaise ar domhan.Measann na heolaithe gur tháinig na chéad uathtrófaigh chun cinn i suíomhanna uisceacha thart ar thrí billiún bliain ó shin.Lig solas na gréine do phlandaí fás agus forbairt.Tar éis do na hútrófaigh bás, dhianscaoileann siad agus bhog siad níos doimhne isteach sa Domhan, uaireanta na mílte méadar.Lean an próiseas seo ar aghaidh ar feadh na milliúin bliain.

Faoi bhrú dian agus teochtaí arda, tháinig na hiarsmaí seo chun cinn mar bhreoslaí iontaise.Rinneadh peitriliam, gás nádúrtha agus gual de mhiocrorgánaigh.

Tá próisis forbartha ag daoine chun na breoslaí iontaise seo a bhaint agus iad a úsáid le haghaidh fuinnimh.Is acmhainn neamh-inathnuaite iad breoslaí iontaise, áfach.Tógann siad na milliúin bliain chun foirm a dhéanamh.

Fuinneamh Gréine a Fháil

Is acmhainn in-athnuaite é fuinneamh na gréine, agus is féidir le go leor teicneolaíochtaí é a bhaint go díreach le húsáid i dtithe, gnólachtaí, scoileanna agus ospidéil.I measc roinnt teicneolaíochtaí fuinnimh gréine tá cealla agus painéil fhótavoltach, fuinneamh gréine tiubhaithe, agus ailtireacht gréine.

Tá bealaí éagsúla ann chun radaíocht na gréine a ghabháil agus é a thiontú ina fhuinneamh inúsáidte.Úsáideann na modhanna fuinneamh gréine gníomhach nó fuinneamh gréine éighníomhach.

Úsáideann teicneolaíochtaí gníomhacha gréine gléasanna leictreacha nó meicniúla chun fuinneamh na gréine a thiontú go gníomhach i gcineál eile fuinnimh, teas nó leictreachas go minic.Ní úsáideann teicneolaíochtaí gréine éighníomhacha aon fheistí seachtracha.Ina áit sin, baineann siad leas as an aeráid áitiúil chun struchtúir a théamh i rith an gheimhridh, agus léiríonn siad teas i rith an tsamhraidh.

Fótavoltach

Is cineál teicneolaíochta gréine gníomhach é fótavoltach a d'aimsigh an fisiceoir Francach Alexandre-Edmond Becquerel 19 mbliana d'aois in 1839.Fuair ​​Becquerel amach nuair a chuir sé clóiríd airgid i dtuaslagán aigéadach agus nuair a nocht sé do sholas na gréine é, gur ghin na leictreoidí platanam a bhí ceangailte leis sruth leictreach.Tugtar an éifeacht fhótavoltach, nó fótavoltach, ar an bpróiseas seo chun leictreachas a ghiniúint go díreach ó radaíocht na gréine.

Sa lá atá inniu ann, is dócha gurb é an fhótavoltach an bealach is coitianta le fuinneamh na gréine a úsáid.De ghnáth bíonn painéil ghréine, bailiúchán de dhosaen nó fiú na céadta cealla gréine i gceist le heagair fhótavoltach.

Tá leathsheoltóir i ngach cealla gréine, déanta as sileacain de ghnáth.Nuair a ionsúnn an leathsheoltóir solas na gréine, buaileann sé leictreoin scaoilte.Treoraíonn réimse leictreach na leictreoin scaoilte seo isteach i sruth leictreach, ag sreabhadh i dtreo amháin.Díríonn teagmhálaithe miotail ag barr agus bun na gréinechill an sruth sin chuig réad seachtrach.Is féidir leis an réad seachtrach a bheith chomh beag le áireamhán gréine-chumhachta nó chomh mór le stáisiún cumhachta.

Úsáideadh fótavoltach go forleathan ar spásárthaí ar dtús.Tá “sciatháin” fhrithchaiteacha leathana de phainéil ghréine ag go leor satailítí, lena n-áirítear an Stáisiún Spáis Idirnáisiúnta (ISS).Tá dhá sciathán eagair gréine (SAWanna) ag an ISS, agus úsáideann gach ceann acu thart ar 33,000 cealla gréine.Soláthraíonn na cealla fótavoltach seo an leictreachas go léir don ISS, rud a ligeann do spásairí an stáisiún a oibriú, maireachtáil go sábháilte sa spás ar feadh míonna ag an am, agus turgnaimh eolaíochta agus innealtóireachta a dhéanamh.

Tógadh stáisiúin chumhachta fótavoltach ar fud an domhain.Tá na stáisiúin is mó sna Stáit Aontaithe, san India, agus sa tSín.Astaíonn na stáisiúin chumhachta seo na céadta meigeavata leictreachais, a úsáidtear chun tithe, gnólachtaí, scoileanna agus ospidéil a sholáthar.

Is féidir teicneolaíocht fhótavoltach a shuiteáil ar scála níos lú freisin.Is féidir painéil ghréine agus cealla a shocrú le díonta nó ballaí seachtracha foirgneamh, ag soláthar leictreachais don struchtúr.Is féidir iad a chur feadh bóithre chun mórbhealaí éadroma.Tá cealla gréine beag go leor chun gléasanna níos lú fós a chumhachtú, mar áireamháin, méadair pháirceála, dhlúth-dhlúthairí bruscair, agus caidéil uisce.

Fuinneamh Gréine Comhchruinnithe

Is cineál eile de theicneolaíocht gréine gníomhach fuinneamh na gréine comhchruinnithe nó cumhacht gréine tiubhaithe (CSP).Úsáideann teicneolaíocht CSP lionsaí agus scátháin chun solas na gréine a dhíriú (a dhíriú) ó limistéar mór go limistéar i bhfad níos lú.Déanann an réimse dian radaíochta seo sreabhán a théamh, rud a ghineann leictreachas nó a chothaíonn próiseas eile.

Is sampla de chumhacht gréine tiubhaithe iad foirnéisí gréine.Tá go leor cineálacha éagsúla foirnéisí gréine ann, lena n-áirítear túir chumhachta gréine, trachanna parabolacha, agus frithchaiteoirí Fresnel.Úsáideann siad an modh ginearálta céanna chun fuinneamh a ghabháil agus a thiontú.

Úsáideann túir chumhachta gréine heliostats, scátháin árasán a chasann chun stua na gréine a leanúint tríd an spéir.Socraítear na scátháin timpeall ar “thúr bailithe” lárnach agus léiríonn siad solas na gréine isteach i nga solais tiubhaithe a lonraíonn ar phointe fócasach ar an túr.

I ndearaí túir chumhachta gréine roimhe seo, théigh solas tiubh na gréine coimeádán uisce, rud a tháirgeann gal a chumhachtaigh tuirbín.Níos déanaí, úsáideann roinnt túir cumhachta gréine sóidiam leachtach, a bhfuil cumas teasa níos airde aige agus a choimeádann teas ar feadh tréimhse níos faide ama.Ciallaíonn sé seo go sroicheann an sreabhán ní hamháin teochtaí 773 go 1,273K (500 ° go 1,000 ° C nó 932 ° go 1,832 ° F), ach is féidir leis leanúint ar aghaidh ag fiuchphointe uisce agus cumhacht a ghiniúint fiú nuair nach bhfuil an ghrian ag taitneamh.

Úsáideann trachanna parabolacha agus frithchaiteoirí Fresnel CSP freisin, ach cruthaítear a gcuid scátháin ar bhealach difriúil.Tá scátháin parabolacha cuartha, le cruth cosúil le diallait.Úsáideann frithchaiteoirí Fresnel stiallacha cothroma, tanaí scátháin chun solas na gréine a ghabháil agus a dhíriú ar fheadán leachta.Tá níos mó achar dromchla ag frithchaiteoirí Fresnel ná trachanna parabolacha agus is féidir leo fuinneamh na gréine a dhíriú go dtí thart ar 30 uair a ghnáthdhéine.

Forbraíodh gléasraí cumhachta gréine tiubhaithe den chéad uair sna 1980í.Is í an áis is mó ar domhan ná sraith plandaí i Mojave Desert i stát SAM i gCalifornia.Gineann an Córas Giniúint Fuinnimh Gréine (SEGS) seo níos mó ná 650 gigawatt-uair an chloig leictreachais gach bliain.Forbraíodh plandaí móra agus éifeachtacha eile sa Spáinn agus san India.

Is féidir cumhacht gréine tiubhaithe a úsáid ar scála níos lú freisin.Is féidir leis teas a ghiniúint do chócaireáin gréine, mar shampla.Úsáideann daoine i sráidbhailte ar fud an domhain chócaireáin gréine chun uisce a fhiuchadh le haghaidh sláintíochta agus chun bia a chócaráil.

Soláthraíonn cócairí gréine go leor buntáistí thar shoirn dóite adhmaid: Ní guais dóiteáin iad, ní tháirgeann siad deataigh, ní gá breosla, agus laghdaítear caillteanas gnáthóige i bhforaoisí ina mbainfí crainn mar bhreosla.Ligeann cócairí gréine freisin do mhuintir an bhaile am a shaothrú le haghaidh oideachais, gnó, sláinte nó teaghlaigh le linn ama a úsáideadh roimhe seo chun connadh a bhailiú.Úsáidtear cócairí gréine i réimsí chomh héagsúil le Sead, Iosrael, an India agus Peiriú.

Ailtireacht na Gréine

I rith an lae, tá fuinneamh na gréine mar chuid den phróiseas comhiompar teirmeach, nó gluaiseacht teasa ó spás níos teo go spás níos fuaire.Nuair a ardaíonn an ghrian, tosaíonn sé ag téamh rudaí agus ábhar ar an Domhan.I rith an lae, ionsúnn na hábhair seo teas ó radaíocht na gréine.San oíche, nuair a leagann an ghrian síos agus an t-atmaisféar fuaraithe, scaoileann na hábhair a gcuid teasa ar ais san atmaisféar.

Baineann teicnící éighníomhacha fuinneamh na gréine leas as an bpróiseas teasa agus fuaraithe nádúrtha seo.

Úsáideann tithe agus foirgnimh eile fuinneamh gréine éighníomhach chun teas a dháileadh go héifeachtach agus go saor.Is sampla de seo é “mais theirmeach” foirgnimh a ríomh.Is é mais theirmeach foirgnimh an chuid is mó den ábhar a théitear i rith an lae.Samplaí de mhais theirmeach foirgnimh is ea adhmad, miotal, coincréit, cré, cloch nó láib.San oíche, scaoileann mais theirmeach a teas ar ais isteach sa seomra.Déanann córais aerála éifeachtacha - hallaí, fuinneoga agus duchtanna aeir - an t-aer téite a dháileadh agus teocht measartha comhsheasmhach laistigh a chothabháil.

Is minic a bhíonn baint ag teicneolaíocht gréine éighníomhach le dearadh foirgnimh.Mar shampla, i gcéim phleanála na tógála, féadfaidh an t-innealtóir nó an t-ailtire an foirgneamh a ailíniú le cosán laethúil na gréine chun méideanna inmhianaithe solas na gréine a fháil.Cuireann an modh seo domhanleithead, airde, agus clúdach scamall tipiciúil limistéar ar leith san áireamh.Ina theannta sin, is féidir foirgnimh a thógáil nó a iarfheistiú chun insliú theirmigh, mais theirmeach nó scáthú breise a bheith acu.

Samplaí eile d'ailtireacht éighníomhach gréine ná díonta fionnuara, bacainní radanta, agus díonta glasa.Tá díonta fionnuara péinteáilte bán, agus léiríonn siad radaíocht na gréine in ionad é a ionsú.Laghdaíonn an dromchla bán an méid teasa a shroicheann taobh istigh an fhoirgnimh, rud a laghdaíonn an méid fuinnimh a theastaíonn chun an foirgneamh a fhuarú.

Oibríonn bacainní radiantacha mar an gcéanna le díonta fionnuara.Soláthraíonn siad insliú le hábhair an-fhrithchaiteacha, mar shampla scragall alúmanaim.Léiríonn an scragall, in ionad absorbs, teas, agus féadann sé costais fuaraithe a laghdú suas le 10 faoin gcéad.Chomh maith le díonta agus áiléir, féadfar bacainní radanta a shuiteáil faoi urláir freisin.

Is díonta iad díonta glasa atá clúdaithe go hiomlán le fásra.Éilíonn siad ithir agus uisciúcháin chun tacú leis na plandaí, agus ciseal uiscedhíonach faoi bhun.Ní hamháin go laghdaíonn díonta glasa an méid teasa a shúitear nó a chailltear, ach cuireann siad fásra ar fáil freisin.Trí fhótaisintéis, ionsúnn na plandaí ar dhíonta glasa dé-ocsaíd charbóin agus scaoileann siad ocsaigin.Scagann siad truailleáin as uisce báistí agus aer, agus fritháiríonn siad roinnt d’iarmhairtí úsáid fuinnimh sa spás sin.

Tá díonta glasa ina dtraidisiún i gCríoch Lochlann leis na céadta bliain, agus le déanaí tá tóir orthu san Astráil, in Iarthar na hEorpa, i gCeanada agus sna Stáit Aontaithe.Mar shampla, chlúdaigh an Ford Motor Company 42,000 méadar cearnach (450,000 troigh cearnach) dá díonta plandaí tionóil i Dearborn, Michigan, le fásra.Chomh maith le laghdú a dhéanamh ar astuithe gáis cheaptha teasa, laghdaíonn na díonta rith chun srutha uisce stoirme trí roinnt ceintiméadar báistí a ionsú.

Is féidir le díonta glasa agus díonta fionnuara cur i gcoinne éifeacht an “oileáin teasa uirbigh”.I gcathracha gnóthacha, is féidir leis an teocht a bheith go comhsheasmhach níos airde ná na ceantair máguaird.Cuireann go leor fachtóirí leis seo: Tógtar cathracha as ábhair mar asfalt agus coincréit a ionsúnn teas;blocann foirgnimh arda an ghaoth agus a héifeachtaí fuaraithe;agus gineann tionscal, trácht agus daonraí arda méid mór teasa dramhaíola.Trí úsáid a bhaint as an spás atá ar fáil ar an díon chun crainn a phlandáil, nó teas a léiriú le díonta bána, is féidir leis na méaduithe teochta áitiúla i gceantair uirbeacha a mhaolú go páirteach.

Fuinneamh Gréine agus Daoine

Ós rud é nach bhfuil solas na gréine ag taitneamh ach ar feadh thart ar leath an lae sa chuid is mó den domhan, ní mór do theicneolaíochtaí fuinnimh gréine modhanna chun fuinneamh a stóráil le linn uaireanta dorcha a chur san áireamh.

Úsáideann córais mais theirmeach céir phairifín nó cineálacha éagsúla salainn chun an fuinneamh a stóráil i bhfoirm teasa.Is féidir le córais fhótavoltach leictreachas breise a sheoladh chuig an eangach chumhachta áitiúil, nó an fuinneamh a stóráil i gcadhnraí in-athluchtaithe.

Tá go leor buntáistí agus míbhuntáistí ag baint le fuinneamh na gréine a úsáid.

Buntáistí
Buntáiste mór a bhaineann le fuinneamh na gréine a úsáid ná gur acmhainn in-athnuaite é.Beidh soláthar seasta gan teorainn againn de sholas na gréine go ceann cúig billiún bliain eile.I gceann uair an chloig, faigheann atmaisféar an Domhain go leor solas na gréine chun riachtanais leictreachais gach duine ar domhan a chumhachtú ar feadh bliana.

Tá fuinneamh na gréine glan.Tar éis an trealamh teicneolaíochta gréine a thógáil agus a chur i bhfeidhm, ní gá breosla a bheith ag fuinneamh na gréine chun oibriú.Ní astaíonn sé gáis cheaptha teasa ná ábhair thocsaineacha ach oiread.Is féidir an tionchar atá againn ar an gcomhshaol a laghdú go mór trí úsáid a bhaint as fuinneamh na gréine.

Tá láithreacha ann ina bhfuil fuinneamh na gréine praiticiúil.Bíonn deis ag tithe agus foirgnimh i gceantair le méideanna ard de sholas na gréine agus clúdach scamall íseal leas a bhaint as fuinneamh flúirseach na gréine.

Soláthraíonn cócaireáin gréine rogha iontach eile seachas cócaireacht le soirn adhmaid - a bhfuil dhá bhilliún duine fós ag brath.Soláthraíonn cócaireáin gréine bealach níos glaine agus níos sábháilte chun uisce a shláintiú agus chun bia a chócaráil.

Comhlánaíonn fuinneamh na gréine foinsí in-athnuaite fuinnimh eile, amhail fuinneamh gaoithe nó hidrileictreach.

Is féidir le tithe nó gnólachtaí a shuiteálann painéil ghréine rathúla leictreachas breise a tháirgeadh.Is féidir leis na húinéirí tí nó na húinéirí gnó seo fuinneamh a dhíol ar ais leis an soláthraí leictreachais, ag laghdú nó fiú deireadh a chur le billí cumhachta.

Míbhuntáistí
Is é an príomh-bhac ar fhuinneamh gréine a úsáid ná an trealamh atá ag teastáil.Tá trealamh teicneolaíochta gréine costasach.D'fhéadfadh costas na mílte dollar do thithe aonair a bheith ag ceannach agus ag suiteáil an trealaimh.Cé go dtugann an rialtas cánacha laghdaithe go minic do dhaoine agus do ghnólachtaí a úsáideann fuinneamh na gréine, agus is féidir leis an teicneolaíocht deireadh a chur le billí leictreachais, tá an costas tosaigh ró-ghéar do go leor a mheas.

Tá trealamh fuinnimh gréine trom freisin.Chun painéil ghréine a iarfheistiú nó a shuiteáil ar dhíon foirgnimh, caithfidh an díon a bheith láidir, mór, agus dírithe ar chonair na gréine.

Braitheann teicneolaíocht gréine gníomhach agus éighníomhach araon ar fhachtóirí nach bhfuil smacht againn orthu, mar aeráid agus clúdach scamall.Ní mór staidéar a dhéanamh ar cheantair áitiúla le fáil amach an mbeadh cumhacht gréine éifeachtach sa réimse sin nó nach mbeadh.

Caithfidh solas na gréine a bheith flúirseach agus comhsheasmhach le go mbeidh fuinneamh na gréine ina rogha éifeachtach.I bhformhór na n-áiteanna ar domhan, is deacair é a chur i bhfeidhm mar an t-aon fhoinse fuinnimh de bharr éagsúlachta solas na gréine.