Một số ứng dụng chính của năng lượng mặt trời như sau: (a) Đun nóng nước bằng năng lượng mặt trời (b) Hệ thống sưởi bằng năng lượng mặt trời cho các tòa nhà (c) Chưng cất bằng năng lượng mặt trời (d) Bơm năng lượng mặt trời (e) Sấy khô sản phẩm nông nghiệp và động vật bằng năng lượng mặt trời (f) Lò năng lượng mặt trời (g) Nấu ăn bằng năng lượng mặt trời (i) Sản xuất nhiệt điện mặt trời (j) Những ngôi nhà xanh sử dụng năng lượng mặt trời.

(a) Làm nóng nước bằng năng lượng mặt trời:

Bộ đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời bao gồm một tấm thu nhiệt bằng kim loại phẳng được bôi đen với một ống kim loại liên kết quay mặt về hướng chung của mặt trời. Tấm thu nhiệt có một lớp kính trong suốt bên trên và một lớp cách nhiệt bên dưới.

Ống kim loại của bộ thu được nối bằng một đường ống với một bể cách nhiệt để lưu trữ nước nóng trong những ngày nhiều mây. Bộ thu nhiệt hấp thụ bức xạ mặt trời và truyền nhiệt cho nước lưu thông qua ống bằng trọng lực hoặc bằng máy bơm.

Nước nóng này được cung cấp cho bể chứa qua ống kim loại đi kèm. Hệ thống đun nước nóng này được sử dụng phổ biến trong các khách sạn, nhà khách, bungalow du lịch, bệnh viện, căng tin cũng như các đơn vị gia đình và công nghiệp.

(b) Hệ thống sưởi bằng năng lượng mặt trời của các tòa nhà:

Năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để sưởi ấm không gian của các tòa nhà theo nhiều cách, cụ thể là:

+ Thu bức xạ mặt trời bởi một số bộ phận của chính tòa nhà, tức là năng lượng mặt trời được truyền trực tiếp vào tòa nhà thông qua các cửa sổ lớn quay mặt về hướng Nam.

+ Sử dụng các bộ thu năng lượng mặt trời riêng biệt có thể làm nóng nước hoặc không khí hoặc các thiết bị lưu trữ có thể tích lũy năng lượng mặt trời thu được để sử dụng vào ban đêm và trong những ngày khắc nghiệt.

Khi tòa nhà yêu cầu nhiệt thì từ các bộ thu hoặc thiết bị lưu trữ này, nhiệt được truyền bởi các thiết bị thông thường như quạt, ống dẫn, cửa thoát khí, bộ tản nhiệt và thanh ghi khí nóng, v.v. để làm ấm các không gian sống của tòa nhà.

Khi tòa nhà không cần nhiệt, không khí nóng hoặc nước từ bộ thu nhiệt có thể được chuyển đến thiết bị lưu trữ nhiệt như bể nước cách nhiệt tốt hoặc vật liệu giữ nhiệt khác. Đối với những ngày khắc nghiệt, cần có hệ thống sưởi phụ sử dụng khí đốt, dầu hoặc điện như một hệ thống dự phòng.

(c) Chưng cất bằng năng lượng mặt trời:

Ở các vùng bán khô hạn và hoặc ven biển rất khan hiếm nước uống. Ánh sáng mặt trời dồi dào ở những khu vực này có thể được sử dụng để chuyển nước mặn thành nước cất uống được bằng phương pháp chưng cất năng lượng mặt trời. Trong phương pháp này, bức xạ mặt trời được tiếp nhận thông qua một lớp kính kín khí trong suốt vào một bồn nước nông màu đen có chứa nước mặn.

Bức xạ mặt trời xuyên qua các tấm phủ và được hấp thụ và chuyển hóa thành nhiệt ở bề mặt bị đen làm cho nước bốc hơi khỏi nước muối (nước mặn không tinh khiết). Hơi được tạo ra sẽ ngưng tụ lại để tạo thành nước tinh khiết ở bên trong mát của mái nhà.

Nước ngưng tụ chảy xuống mái dốc và được gom lại trong các máng đặt ở đáy và từ đó đưa vào bể chứa nước để cung cấp nước cất uống được cho các khu vực khan hiếm, trong các trường cao đẳng, phòng thí nghiệm khoa học trường học, phòng thí nghiệm quốc phòng, máy bơm xăng dầu, bệnh viện. và các ngành công nghiệp dược phẩm. Giá mỗi lít nước cất thu được bởi hệ thống này rẻ hơn so với nước cất thu được bằng các quy trình dựa trên năng lượng điện khác.

(d) Bơm năng lượng mặt trời:

Trong bơm năng lượng mặt trời, năng lượng tạo ra từ năng lượng mặt trời được sử dụng để bơm nước cho mục đích tưới tiêu. Yêu cầu về bơm nước là lớn nhất trong những tháng mùa hè nóng nực, đồng thời với sự gia tăng bức xạ mặt trời trong thời kỳ này và vì vậy phương pháp này là thích hợp nhất cho mục đích tưới tiêu. Trong thời tiết khắc nghiệt khi bức xạ mặt trời thấp thì nhu cầu bơm nước cũng tương đối ít hơn do thất thoát thoát hơi nước từ cây trồng cũng thấp.

(e) Sấy khô nông sản và động vật bằng năng lượng mặt trời:

Đây là một phương pháp truyền thống sử dụng năng lượng mặt trời để sấy nông sản và động vật. Nông sản được làm khô trong một máy sấy tủ đơn giản, bao gồm một hộp cách nhiệt ở đáy, sơn đen ở mặt trong và phủ một tấm kính trong suốt nghiêng.

Ở đáy và trên cùng của các lỗ thông gió được cung cấp để tạo điều kiện thuận lợi cho luồng không khí đi qua vật liệu sấy được đặt trên các khay đục lỗ bên trong tủ. Các khay hoặc giá đỡ đục lỗ này được thiết kế cẩn thận để cung cấp khả năng tiếp xúc có kiểm soát với bức xạ mặt trời.

Sấy khô bằng năng lượng mặt trời, đặc biệt là trái cây cải thiện chất lượng trái cây khi nồng độ đường tăng lên khi sấy. Thông thường, các loại trái cây mềm đặc biệt dễ bị côn trùng tấn công do hàm lượng đường tăng lên khi sấy nhưng trong máy sấy trái cây sẽ tiết kiệm được đáng kể thời gian do làm khô nhanh hơn — giảm thiểu khoảng trống nguy cơ bị côn trùng tấn công.

Việc làm khô ớt bằng cách trải trên sàn hiện nay không chỉ đòi hỏi nhiều không gian mở và lao động thủ công để xử lý nguyên liệu mà còn khó duy trì chất lượng và hương vị của nó trừ khi sấy được thực hiện trong môi trường được kiểm soát. Hơn nữa, các sản phẩm được phơi nắng rất hay bị hư hỏng do mưa bất chợt, bão bụi hoặc do chim chóc. Bên cạnh đó, các báo cáo tiết lộ rằng không thể đạt được độ ẩm rất thấp trong ớt được phơi nắng.

Do đó, ớt dễ bị nấm và vi khuẩn tấn công. Trong quá trình phơi nắng đôi khi, sản phẩm bị khô quá mức và giảm chất lượng. Máy sấy hoạt động bằng năng lượng mặt trời giúp khắc phục hầu hết các nhược điểm trên.

Các sản phẩm nông nghiệp khác thường được làm khô bằng năng lượng mặt trời là khoai tây chiên, berseem, ngô và thóc, gừng, đậu Hà Lan, hạt tiêu, hạt điều, sấy gỗ và ván mỏng và thuốc lá. Sấy sữa và sấy cá bằng phun sương là những ví dụ về các sản phẩm động vật được làm khô bằng năng lượng mặt trời.

(f) Lò năng lượng mặt trời:

Trong lò Năng lượng mặt trời, nhiệt độ cao thu được bằng cách tập trung bức xạ mặt trời vào một mẫu vật bằng cách sử dụng một số heliostats (gương có thể quay) được bố trí trên một bề mặt dốc. Lò năng lượng mặt trời được sử dụng để nghiên cứu các đặc tính của gốm sứ ở nhiệt độ cực cao trên phạm vi có thể đo được trong các phòng thí nghiệm có ngọn lửa và dòng điện.

Quá trình gia nhiệt có thể được thực hiện mà không có bất kỳ sự nhiễm bẩn nào và nhiệt độ có thể được kiểm soát dễ dàng bằng cách thay đổi vị trí của vật liệu được lấy nét. Điều này đặc biệt hữu ích cho các hoạt động luyện kim và hóa chất. Có thể thực hiện các phép đo tính chất khác nhau trên một mẫu vật mở. Một ứng dụng quan trọng trong tương lai của lò năng lượng mặt trời là sản xuất axit nitric và phân bón từ không khí.

(g) Nấu ăn bằng năng lượng mặt trời:

Nhiều loại nhiên liệu như than, dầu hỏa, khí đốt, củi, bánh phân và chất thải nông nghiệp được sử dụng cho mục đích nấu nướng. Do khủng hoảng năng lượng, nguồn cung cấp các loại nhiên liệu này hoặc đang bị suy giảm (gỗ, than, dầu hỏa, khí đốt) hoặc quá quý giá nên bị lãng phí cho mục đích nấu nướng (phân bò có thể được sử dụng tốt hơn làm phân chuồng để cải thiện độ phì nhiêu của đất). Điều này đòi hỏi phải sử dụng năng lượng mặt trời cho mục đích nấu ăn và sự phát triển của bếp năng lượng mặt trời. Một bếp năng lượng mặt trời đơn giản là loại bếp năng lượng mặt trời dạng hộp tấm phẳng.

Nó bao gồm một hộp kim loại hoặc gỗ cách nhiệt tốt được bôi đen từ mặt trong. Các bức xạ mặt trời đi vào hộp có bước sóng ngắn. Vì các bức xạ có bước sóng cao hơn không thể đi qua các tấm kính, nên giảm thiểu sự bức xạ lại từ bên trong vật bị đen ra bên ngoài hộp qua hai tấm kính, do đó giảm thiểu sự mất nhiệt.

Sự thất thoát nhiệt do đối lưu được giảm thiểu bằng cách làm cho hộp kín hơi. Điều này đạt được bằng cách cung cấp một dải cao su giữa nắp trên và hộp để giảm thiểu sự thất thoát nhiệt do dẫn điện, không gian giữa khay được bôi đen và vỏ ngoài của hộp được lấp đầy bằng vật liệu khó chịu như bông thủy tinh, bụi cưa, trấu v.v.

Khi đặt dưới ánh sáng mặt trời, các tia năng lượng mặt trời xuyên qua các nắp kính và bị hấp thụ bởi bề mặt bị đen, do đó làm tăng nhiệt độ bên trong hộp. Các nồi nấu ăn bị cháy đen từ bên ngoài được đặt trong hộp năng lượng mặt trời.

Thực phẩm chưa nấu chín sẽ được nấu bằng nhiệt năng sinh ra do nhiệt độ của hộp năng lượng mặt trời tăng lên. Diện tích bộ thu của một bếp năng lượng mặt trời như vậy có thể được tăng lên bằng cách cung cấp một gương phản xạ mặt phẳng.Khi tấm phản xạ này được điều chỉnh để phản xạ tia nắng mặt trời vào trong hộp, thì nhiệt độ bên trong hộp nồi sẽ tăng từ 15 ° C đến 25 ° C.

Bếp năng lượng mặt trời không cần tốn nhiên liệu cũng như không cần chú ý trong khi nấu thức ăn và không gây ô nhiễm, không bị cháy khét hay tràn thức ăn và ưu điểm quan trọng nhất là giá trị dinh dưỡng của thức ăn chín rất cao do không có vitamin và vị tự nhiên của thức ăn. bị phá hủy.

Chi phí bảo trì của bếp năng lượng mặt trời là không đáng kể. Nhược điểm chính của bếp năng lượng mặt trời là không thể nấu thức ăn vào ban đêm, trong những ngày nhiều mây hoặc trong thời gian ngắn.