太陽エネルギーとは何かを理解し、各タイプの違いを知り、どれが最も有利かを知る

太陽エネルギーとは何ですか？

太陽エネルギーは、太陽を源とする電磁エネルギーです。熱エネルギーまたは電気エネルギーに変換して、さまざまな用途に適用できます。太陽エネルギーを利用する2つの主な方法は、発電と太陽熱水加熱です。

電気エネルギーの生成には、2つのシステムが使用されます。ヘリオサーミックでは、照射が最初に熱エネルギーに変換され、後で電気エネルギーに変換されます。太陽放射が直接電気エネルギーに変換される光起電。

熱水エネルギーまたは集中太陽エネルギー（CSP）

鉱山エネルギー省によると、ブラジルの電気マトリックスの約70％は水力エネルギーに基づいており、最近では、バイオマス、風力、原子力などの他のエネルギー源がインセンティブを受けています。

水力発電とは何ですか？

干ばつ期間がますます長くなる不利な水文条件を考慮すると、熱水エネルギーは代替手段として現れます。干ばつの期間が、雲の干渉が少なく、太陽放射が強いために太陽の可能性が高まることに関連していると考えると、さらにそうです。

コレクターにはいくつかのタイプがあり、適切なタイプの選択はアプリケーションによって異なります。最もよく使用されるのは、放物線シリンダー、中央タワー、放物線ディスクです。

使い方？

熱水太陽エネルギーコレクターは、太陽放射を捕捉して熱に変換し、この熱を流体（一般に空気、水、または油）に伝達するデバイスです。コレクターには反射面があり、レシーバーが配置されている焦点に直接放射を向けます。熱が吸収されると、流体はレシーバーを通って流れます。

光起電力太陽エネルギー

光起電力太陽エネルギーは、（熱水系の場合のように）熱エネルギー段階を経ることなく、太陽放射が直接電気エネルギーに変換されるエネルギーです。

使い方？

光起電力セル（または太陽エネルギーセル）は、半導体材料（通常はシリコン）から作られています。セルが光にさらされると、照射された材料の電子の一部が光子（日光に存在するエネルギー粒子）を吸収します。

自由電子は、電界によって引っ張られるまで半導体によって輸送されます。この電界は、これらの半導体材料間の電位差により、材料が結合する領域に形成されます。自由電子は太陽エネルギーセルから取り出され、電気エネルギーの形で使用できます。

ヘリオサーミックシステムとは異なり、光起電システムは機能するために高い太陽放射を必要としません。ただし、生成されるエネルギーの量は雲の密度に依存するため、雲の数が少ないと、完全に開いている日と比較して発電量が少なくなる可能性があります。

変換効率は、電気エネルギーに変換されるセル表面の太陽放射の割合によって測定されます。通常、最も効率的なセルは25％の効率を提供します。

環境省によると、政府は農村部や孤立したコミュニティのエネルギー需要を満たすために光起電力太陽エネルギー生成プロジェクトを開発しています。これらのプロジェクトは、次のようないくつかの分野に焦点を当てています。街路照明; 共同使用システム（学校、ヘルスセンター、コミュニティセンターの電化）; ホームケア。

熱利用

太陽放射を使用する別の方法は、熱加熱です。太陽エネルギーによる熱加熱は、通常、建物や家の屋根に設置されているコレクター（ソーラーパネルと呼ばれます）が太陽光を吸収するプロセスを通じて行うことができます。

地表への太陽放射の発生率が低いため、数平方メートルのコレクターを設置する必要があります。

National Electric Energy Agency（Aneel）によると、3〜4人の居住者の住居に温水を供給するためには、4m²のコレクターが必要です。この技術の需要は主に住宅ですが、公共の建物、病院、レストラン、ホテルなどの他のセクターからの関心もあります。

自宅にソーラーヒーティングシステムを設置することに興味がある場合は、自宅にソーラーエネルギーを設置するためのガイドをご覧ください。

太陽エネルギーの長所と短所？

太陽エネルギーは、再生可能で無尽蔵のエネルギー源と見なされています。化石燃料とは異なり、太陽エネルギーから電気を生成するプロセスは、二酸化硫黄（SO2）、窒素酸化物（NOx）、二酸化炭素（CO2）を放出しません。これらはすべて、人間の健康に有害な影響を与える汚染ガスです。そしてそれは地球温暖化に貢献します。

太陽エネルギーは、水力発電よりも広い面積を必要としないため、油圧などの他の再生可能なソースと比較して有利であることが示されています。

ブラジルの太陽エネルギーへのインセンティブは、太陽放射が入射する広いエリアがあり、赤道に近い国の可能性によって正当化されます。

ブラジル北東部の半乾燥地域は、高い太陽照射と低い降雨の条件を満たしているため、熱水エネルギーの生成に理想的です。

ただし、熱水エネルギーの欠点は、水力発電ダムほど広い領域を必要としないにもかかわらず、それでも大きなスペースを必要とすることです。したがって、植生が抑制されるため、移植に最適な場所を分析することが重要です。さらに、すでに述べたように、ヘリオサーミックシステムは非常に断続的であると考えられているため、すべての地域に適しているわけではありません。

高照射に依存しないことは、光起電システムの大きな利点であり、それはそれを代替物にすることに貢献します。

光起電力エネルギーの場合、最も頻繁に言及される欠点は、実装のコストが高く、プロセスの効率が低く、15％から25％まで変動することです。

ただし、太陽光発電システムの生産チェーンで考慮すべきもう1つの非常に重要な点は、太陽光発電セルの構成に最も一般的に使用される原材料であるシリコンによって引き起こされる社会環境への影響です。

シリコンマイニングは、他のマイニングアクティビティと同様に、抽出エリアの土壌と地下水に影響を与えます。また、職場での事故や職業病の発症を防ぐためには、労働者に良好な職業条件を提供することが不可欠です。国際がん研究機関（Iarc）は、報告書の中で、結晶性シリカはがん性であり、慢性的に吸入すると肺がんを引き起こす可能性があると指摘しています。

科学技術省の報告書は、太陽光発電システムに関連する他の2つの重要な点を指摘しています。パネルは毒性の可能性があるため、適切に廃棄する必要があります。また、光起電パネルのリサイクルもこれまでのところ満足のいくレベルに達していない。

もう一つの重要な点は、ブラジルが中国に次ぐ世界第2位の金属シリコンの生産国であるにもかかわらず、太陽レベルでのシリコンの精製技術はまだ開発中であるということです。主に発熱植物で最近確認された問題は、この地域を通過する鳥の意図しない燃焼です。

したがって、再生可能でガスを放出しない場合でも、太陽エネルギーは技術的および経済的な障害に直面します。太陽エネルギーは有望ではありますが、公的部門と民間部門の協力と、シリコン精製から光電池の廃棄までの製造プロセスを含む技術を改善するための研究への投資によってのみ経済的に実行可能になります。