Energia solară 2

Într-o lume din ce în ce mai puțin surse tradiționale de energie. Petrol, gaze, cărbune sunt epuizate și totul se duce la faptul că, mai devreme sau mai târziu se va termina. Dacă în acest moment pentru a găsi surse alternative de energie, omenirea este în așteptare pentru un dezastru. Prin urmare, în toate țările dezvoltate în cadrul anchetei pentru descoperirea și dezvoltarea de noi surse de energie. Mai întâi de toate - aceasta este energia solară. Din cele mai vechi timpuri, această putere a fost folosit de oameni pentru iluminat acasă, uscare, hrană, îmbrăcăminte, și așa mai departe. N. Energia solară este în prezent una dintre cele mai promițătoare surse de energie alternativa. În prezent, există deja o mulțime de modele, care permite de a converti energia soarelui în energie electrică sau termică. Industria este în creștere treptat și în curs de dezvoltare, dar, ca și în altă parte, are problemele sale. Toate acestea ne vom concentra în această lucrare.

Soarele ca sursă de energie alternativă

Energia solară este una din sursele regenerabile de cele mai disponibile pe Pământ. Utilizarea energiei solare în economia națională are un efect pozitiv asupra mediului, din cauza primirii acesteia nu este necesară pentru a detalia sau de a dezvolta mine. În plus, acest tip de energie este liber și nu costă nimic. Desigur, costurile necesare pentru achiziționarea și instalarea de echipamente.

Problema este că soarele - este o sursă intermitentă de energie. Deci, este nevoie de o acumulare de energie și să-l utilizați în combinație cu alte surse de energie. Problema principală este că astăzi echipament modern are o eficiență scăzută de conversie a energiei solare în energie electrică și termică. Prin urmare, toate evoluțiile sunt menite să crească eficiența acestor sisteme și pentru a reduce costul lor.

Aici este - o sursă de energie regenerabilă

Apropo, o mulțime de resurse de pe planeta sunt derivate din energia solară. De exemplu, vântul, care este un alt surse regenerabile nu ar sufla fără soare. evaporarea apei și acumularea acestuia în râuri apar, de asemenea, sub influența soarelui. Și apa, așa cum este cunoscut, este utilizat hidroenergia. Biocombustibilii și nu ar fi fără soare. Prin urmare, în plus față de sursa de energie directă, soarele afectează alt sector energetic.

Soarele trimite la suprafața planetei noastre radiații. Dintr-o mare varietate de radiații atinge suprafața Pământului de undă de tip 3:

Lumina. Spectrul de emisie de circa 49 la suta;
Infraroșu. Cota lor este, de asemenea, 49 la suta. Datorită acestui fapt, planeta noastră se încălzește valuri;
Ultraviolet. În spectrul radiației solare de aproximativ 2 procente. Ele sunt invizibile pentru ochii noștri.

patrimoniu

Cum de a dezvolta energia solară în zilele noastre? Cu privire la utilizarea de soare în oamenii lor activități m-am gândit încă din cele mai vechi timpuri. Toată lumea știe legenda că Arhimede a ars flota inamicului la Siracuza său. El a folosit pentru a face acest lucru oglinda incendiare. Mai multe mii de ani în urmă, în conducătorii palatele din Orientul Mijlociu încălzirea apei, care este încălzită de soare. În unele țări, se evaporă apa de mare în soare în sare. Oamenii de știință au efectuat experimente în mod frecvent cu dispozitive de încălzire care funcționează cu energie solară.

Primele modele de astfel de încălzitoare au fost produse în XVII─XVII secole. În special, N. Saussure cercetător a prezentat versiunea sa a încălzitorului de apă. Este o cutie din lemn, acoperit cu un capac de sticlă. Apa din acest aparat a fost încălzit la 88 de grade Celsius. În 1774, Antoine Lavoisier a folosit o lentilă la o concentrație de căldură de la soare. Și au existat, de asemenea, a cristalinului, care permite la nivel local topi fierul timp de câteva secunde.

Bateriile, care transformă energia solară în energie mecanică, create de oamenii de stiinta francezi. La sfârșitul secolului XIX exploratorul O. Musho insolyator dezvoltat, concentrându-se razele printr-o lentilă pe un cazan de abur. Acest cazan a fost utilizat pentru presa de tipar. În Statele Unite, la momentul a reușit să creeze o mașină alimentat de soare, cu o capacitate de 15 „cai“.

Insolyator O. Musho

Pentru o lungă perioadă de timp insolyatory produs de sistemul folosind energia soarelui pentru a transforma apa în aburi. Și de a converti energia utilizată pentru a efectua orice lucrare. Primul dispozitiv care transformă energia solară în energie electrică, a fost înființată în 1953 în Statele Unite. A devenit prototipul de celule solare de astăzi. Efectul fotoelectric, care se bazează pe munca lor, a fost deschis din nou în anii 70 ai secolului al XIX-lea.

În anii treizeci ai ultimului secol academician al URSS A. F. Ioffe a propus utilizarea de celule solare semiconductoare pentru a converti energia de la soare. eficiența bateriei la acel moment a fost mai mică de 1%. Au trecut mulți ani înainte de fotocelule au fost proiectate cu o eficiență de la 10─15 la sută. Apoi, americanii au construit panouri solare de tip modern.

Eficiență scăzută este compensată prin zona crescută a celulelor solare pentru a produce o putere mai mare sistem solar. Dar aceasta nu este o opțiune, deoarece semiconductorii de siliciu din celulele solare sunt destul de scumpe. Prin creșterea eficienței crește costul materialelor. Acesta este un obstacol major pentru utilizarea în masă a panourilor solare. Dar, ca epuizarea utilizarea lor va fi din ce în ce profitabile. În plus, studii pentru a crește eficiența celulelor solare nu se opresc.

celulele solare

Se spune că, pe baza de semiconductori a bateriei suficient de durabil și nu necesită calificare să aibă grijă de ei. Prin urmare, acestea sunt cel mai frecvent utilizate în viața de zi cu zi. Există, de asemenea, sunt întregi centrale solare. De obicei, ele sunt create în țări cu un număr mare de zile însorite pe an. Este Israel, Arabia Saudită, Statele Unite ale Americii de Sud, India, Spania. Acum există proiecte destul de fantastice. De exemplu, energia solară este atmosferică. Acolo, lumina soarelui nu se pierde energie. Adică, radiația este invitat să captureze pe orbită și apoi transformate în cuptoare cu microunde. Apoi, în această formă de energie va fi trimis înapoi pe Pământ.

Conversia energiei solare

În primul rând, trebuie spus despre ceea ce este posibil să se exprime și să evalueze energia solară.

Cum se poate estima valoarea energiei solare?

Experții folosit pentru a estima o valoare, cum ar fi constantă solară. Acesta este egal cu 1367 de wați. Asta-i cât de multă energie solară cade pe un metru pătrat al planetei. Într-o atmosferă de aproximativ un sfert de pierdut. Valoarea maximă la ecuator - 1020 wați pe metru pătrat. Având în vedere ziua și noaptea, schimbarea unghiului de incidență al razelor, această valoare ar trebui să fie redusă la trei ori mai mult.

Distribuția radiației solare pe harta planetei

Versiunile de surse de energie solară, gama de opinii. În acest moment, experții spun că energia este eliberată ca urmare a conversiei patru atomi de H2 în nucleu El. Procesul continuă cu evoluția unor cantități semnificative de energie. Pentru comparație, să presupunem că conversia energetică a 1 gram de H2 comparabil cu cel eliberat prin arderea de 15 tone de hidrocarburi.
Înapoi la cuprins

metode de transformare

Din moment ce știința de azi nu are dispozitive care rulează pe energie solară în forma sa pură, este necesar să se convertească la un tip diferit. În acest scop, au fost create dispozitive, cum ar fi panourile solare și un colector. Bateriile transforma energia solară în energie electrică. Un colector generează căldură. Există, de asemenea, modele care combină aceste două tipuri. Acestea sunt numite hibrizi.

panou solar hibrid

Metode de bază de conversie a energiei solare sunt prezentate mai jos:

fotoelectric;
solare termice;
Cu aer cald;
centrale electrice solare balon.

Prima metodă este cea mai comună. Acesta utilizează panouri fotovoltaice, care sunt expuse la soare genera electricitate. În cele mai multe cazuri, acestea sunt realizate din siliciu. Grosimea acestor panouri este de câteva zecimi de milimetru. Astfel de panouri sunt combinate în module fotovoltaice (baterii) și setați la soare. Cel mai adesea ele sunt plasate pe acoperișurile caselor. În principiu, nimic nu împiedică să le introducă pe teren. Trebuie doar să în jurul ei nu au produs mari, alte clădiri și copaci, care pot arunca o umbră.

fotocelule suplimentare sunt aplicate film subțire sau panou solar flexibil, pentru producerea energiei electrice. Avantajul lor este mică grosime, dar dezavantajul - a redus eficiența. Astfel de modele sunt adesea folosite în diverse gadget-uri portabile de încărcare.

Panou solar flexibil

Metoda de conversie la cald implică obținerea unui flux de energie de aer. Acest flux este trimis la un generator de turbină. Balonul de putere sub influența energiei solare în balon aerostat generat de abur. Suprafața balonului acoperit cu un strat care absoarbe razele solare. Astfel de plante pot funcționa în vreme tulbure și pe timp de noapte, datorită unui cuplu de stoc într-un balon.

energie Geliotremalnaya, pe baza sursei de energie încălzirea suprafeței într-un colector special. De exemplu, acest lucru poate fi încălzirea apei pentru sistemul de încălzire acasă. Deoarece lichidul de răcire poate fi folosit nu numai apa, dar, de asemenea, aer. Acesta poate fi încălzit în rezervor și alimentat în sistemul de ventilație casa.

Toate aceste sisteme sunt destul de scumpe, dar dezvoltarea și îmbunătățirea acestora continuă treptat.

Avantajele și dezavantajele energiei solare

avantaje

Gratuit. Unul dintre principalele avantaje ale energiei solare - este lipsa de plată pentru ea. Panourile solare sunt realizate folosind siliciu, care își rezervă suficient;
Nu există efecte secundare. Procesul de transformare a energiei are loc fără zgomot, emisii și impactul asupra mediului a deșeurilor. Acest lucru nu este puterea termică, hidro și nucleară. Toate sursele tradiționale într-un fel sau altul afecta sistemul de operare;
Siguranță și fiabilitate. echipamente de uz îndelungat (servește până la 30 de ani). 20─25 După ani de utilizare a celulelor solare pentru a da 80 la suta din valoarea lor nominală;
Reciclare. Panourile solare sunt complet prelucrate și pot fi refolosite în producție;
Ușurința de întreținere. Echipamentul este destul de simplu și are loc în modul offline;
Ei bine adaptate pentru a fi utilizate în case particulare;
Estetica. Poate fi instalat pe acoperișul sau fațada clădirii nu este în detrimentul aspectului;
Se integrează și sisteme de alimentare auxiliare.

deficiențe

Eficiența depinde de momentul zilei și de vreme. utilizarea neeconomica la latitudini mari;
Necesar să se acumuleze energia convertită;
Investițiile inițiale sunt mari. Acest lucru este vizibil mai ales pentru oamenii obișnuiți cu achiziționarea de echipamente pentru case particulare;
Periodic, trebuie să faceți panouri de curățare de poluare;
Pentru a face față este necesară o suprafață mare;
Unele celule solare au în compoziția lor Pb, Cd, arsenic, ceea ce complică prelucrarea.

Domeniul de aplicare a energiei solare

Direcțiile de utilizare sunt multe. Următoarele sunt considerate cele mai populare și pe scară largă.

Sursa de alimentare de locuințe private

Mai recent, aceste sisteme au fost ceva dintr-un film science-fiction. Dar acum vă puteți întâlni multe seturi de module solare de pe acoperiș sau fațada casei. Eficiența unor astfel de sisteme să nu depășească 10─15 la sută. Tensiune 12 sau 24 de volți. Dar pentru casa sau vila privata, care este de ajuns.

Este demn de menționat faptul că panourile moderne generează energie electrică, chiar și în lumină scăzută și condiții de acoperit de nori. de încărcare a bateriei este suficient pentru o noapte întreagă. Mai mult decât atât, panourile solare sunt conectate ca auxiliar, și substituie sistemul de alimentare principal, dacă este necesar.
Înapoi la cuprins

colectoare solare pentru încălzire și apă caldă

Aici energia solară este transformată în căldură. Probabil, mulți la cabana lor de vara are un duș cu un rezervor de top metalic. Acesta este incalzita de soare și poate fi încălzită apa de spălare. Aceasta este cea mai simplă versiune a unui astfel de colector.

Dar sistemele moderne sunt mult mai eficiente. Ei au un element absorbant care transmite energia termică a agentului termic. Există variante cu apă și aer ca un lichid de răcire.

Colectorii de multe ori locul de muncă, ca parte a sistemelor de alimentare cu apă caldă de case particulare. Lichidul de răcire încălzit intră în acesta în rezervor (boiler), care încălzește apa. Circuitul este în esență aceeași cu cea a cazanului electric. Numai în acest caz, nu se consumă energie electrică.

Sistem compact cu un colector poate furniza apă caldă gratuită în casă pentru familie să 3─5 oameni. Este vorba despre perioada de toamnă-iarnă. În timpul iernii, eficacitatea unor astfel de sisteme este redus foarte mult. In paralel cu instalarea unor astfel de sisteme sunt făcute pentru a îmbunătăți izolația. Dacă iarna în zona dvs. nu sunt severe, colectorul poate fi bine utilizat în timpul iernii.

Surse de alimentare portabile

concentratoare

Acest tip de dispozitive pot fi numite exotice. Ele pot fi găsite printre turiști, ca parte a bucătării de teren. Acestea sunt concentrate printr-o oglindă parabolică pentru lumina cu rezervorul de lichid de răcire.
Înapoi la cuprins

Aceasta este doar aplicații ca exotice. Dar acum a avut loc concursuri de curse in Australia căruțe solare. Recent, cu toate acestea, designerii au reușit să mărească viteza vehiculelor la 80 km / h. Și, de asemenea, efectuate teste ale planului pe baterii solare, cu un survol al planetei.
Înapoi la cuprins

Dezvoltarea energiei solare în diferite țări și perspectivele sale

forme alternative de energie, care include solare, cea mai rapidă creștere în țările avansate tehnologic. Aceasta este Statele Unite ale Americii, Spania, Arabia Saudită, Israel și alte țări, în cazul în care un număr mare de zile însorite pe an. Energia solară este, de asemenea, în curs de dezvoltare în România și țările CSI. Cu toate acestea, ratele au considerabil mai lente din cauza condițiilor climatice și venituri mai mici.

În fosta URSS climatul pentru instalații solare sunt climatice cele mai adecvate în Ucraina și republicile din Asia Centrală. Cu toate acestea, există mai vorbi de dezvoltare decât de cazuri reale. Aceasta este, pentru a debloca potențialul energiei solare nu a fost încă aici. Dacă vorbim despre cota energiei solare în România și țările CSI, aceasta este mai mică de 1 la suta. Planurile au fost de a construi mai multe centrale solare. Prin urmare, situația poate fi încă corectată.

În România, există o dezvoltare graduală, iar panta este pe dezvoltarea energiei solare în Orientul Îndepărtat. centrale electrice solare sunt construite în așezările izolate din Yakutia. Acest lucru economisește pe combustibil importat. Construit centrală electrică în partea de sud a țării. De exemplu, în Lipetsk.

Toate aceste date sugerează că multe țări încearcă să introducă cel mai mult din utilizarea energiei solare. Acest lucru este adevărat, deoarece consumul de energie este în continuă creștere, dar resursele sunt limitate. În plus, sfera tradițională de energie foarte poluante. Prin urmare, energia alternativă - acesta este viitorul. Și energia solară este unul dintre domeniile-cheie ale ei.

Participă la sondajul nostru!