Energia solară - o trecere în revistă a stadiului actual al omenirii energie

energie solară

Aproape toate sursele de energie pe care noi încă vorbim, într-un fel sau altul utilizează energia soarelui: cărbune, petrol, gaze naturale, nu sunt nimic altceva decât „conserve“ energie solară. Acesta se află în combustibil din cele mai vechi timpuri; sub influența căldurii solare și lumină în lume cresc plante acumulează energia, iar apoi un proces lung, transformat într-un combustibil folosit-astăzi. Soare în fiecare an, va da miliarde omenirii de tone de cereale și cherestea. Energia de râuri și cascade de munte, de asemenea, vine de la soare, care sprijină ciclul apei de pe Pământ.

În toate aceste exemple, energia solară este folosită în mod indirect, printr-o serie de transformări intermediare. Este tentant pentru a exclude aceste transformări, și să găsească o modalitate de a converti direct de căldură și de radiații de lumină de la soare care se încadrează la sol, în energie mecanică sau electrică. În doar trei zile, soarele trimite pe Pământ la fel de multă energie așa cum se găsește în toate rezervele explorate de combustibili fosili, iar pentru 1-170 000 000 000 J. Cea mai mare parte această energie este disipată sau absorbită de atmosfera, mai ales norii, și doar o treime din ea ajunge la suprafața pământului .. . Toate energia emisă de Soare, mai mari partea care primește Pământul, în 5000000000 ori. Dar chiar și o astfel de valoare „neglijabilă“ în 1600 de ori mai multă energie, care este dat de toate celelalte surse combinate. Energia solară care cade pe suprafața unui lac, este echivalent cu puterea unei centrale electrice de mare.

Conform legendei, Arhimede, în timp ce pe țărm, distruge flota romană inamic Syracuse. Cum? Cu ajutorul oglinzilor incendiare. Este cunoscut faptul că astfel de oglinzi au fost făcute în secolul al VI-lea. Un mijlocul secolului al XVIII-lea om de știință francez Buffon a experimentat cu oglindă concavă mare constând dintr-o multitudine de mici plate. Ei au fost în mișcare și sa concentrat pe un singur punct reflecta razele soarelui. Acest aparat a fost capabil într-o zi senină de vară de la o distanță de 68 m mai degrabă aprinde rapid lemnul impregnat cu rășină. Mai târziu, o oglindă concavă cu un diametru de 1,3 m, a fost produs în Franța, accentul care poate fi avut timp de 16 secunde pentru a topi bara de fier. În Anglia, mari de sticlă biconvexă lustruit, cu ajutorul lui a fost capabil să se topească de fier timp de trei secunde, și granit - pe minut.

La sfârșitul secolului al XIX-lea la Expoziția Mondială de la Paris, inventatorul O. Musho a demonstrat insolyator - în esență, primul dispozitiv transformă energia solară în energie mecanică. Dar principiul a fost același: un mare oglinzi concave se concentreze lumina soarelui pe un cazan, care conduce mașina de imprimat face 500 imprimă ziare pe oră. După câțiva ani în California, construit acționează pe același principiu un reflector conic într-o pereche cu o capacitate a motorului cu abur de 15 litri. a.

Astăzi, pentru convertirea radiației solare în energie electrică, avem două posibilități: de a folosi energia solară ca sursă de căldură pentru generarea de energie electrică prin mijloace convenționale (de exemplu, prin intermediul turbogeneratoarele) sau se transforma direct energia solară în energie electrică în celule solare. Punerea în aplicare a celor două posibilități este încă în fază incipientă. Considerabil mai mare de energie solară la scară este utilizat după oglinzi de concentrație folosind - pentru substanțele, distilarea apei, de încălzire, încălzire, etc topi ...

Având în vedere că energia radiației solare este distribuită pe o suprafață mare (cu alte cuvinte, are o densitate scăzută), orice instalație pentru utilizarea directă a dispozitivului de colectare a energiei solare ar trebui să aibă (colector) cu suprafață suficientă.

Cel mai simplu dispozitiv de acest tip este un colector plat; În principiu, este o placă neagră, bine izolate din partea de jos. Acesta este acoperit cu sticlă sau plastic, care transmite lumina, dar nu transmite radiația infraroșu căldură. In spatiul dintre dala si sticla adesea plasate tub feroasă prin care curge apa, ulei, mercur, aer, dioxid de sulf, și așa mai departe. N. Radiația solară penetrant prin sticla sau plasticul din rezervor este absorbit de tubul negru și placa și se încălzește mediul de lucru în tuburi. Radiația termică nu poate scăpa din rezervor, deci este considerabil temperatura mai mare (na 200-500 ° C) decât temperatura ambientală. Aceasta demonstrează așa-numitul efect de seră. sere de grădină obișnuită, în esență, sunt colectoare solare simple. Dar mai departe de tropice, cu atât mai puțin eficace colector orizontal, și rotiți-l după Soare este prea dificilă și costisitoare. Prin urmare, acești colectori sunt de obicei montate la un anumit unghi optim spre sud.

colector mai dificilă și costisitoare este o oglindă concavă care concentrează lumina incident într-un spațiu mic în jurul unui anumit punct geometric - focalizare. Suprafața de reflexie a oglinzii este făcută din plastic metalizată sau format din mai multe oglinzi plane mici atașate la o bază parabolică mare. Datorită mecanismelor speciale ale colectorilor de acest tip este în mod constant a apelat la soare, vă permite să colecteze cea mai mare cantitate posibilă de radiații solare. Temperatura în colectoare oglindă spațiu de lucru ajunge la 3000 ° C și peste.

Energia solară este printre cele mai de material tip de producție de energie. utilizarea pe scară largă a energiei solare presupune creștere semnificativă a necesarului de materiale, și, prin urmare, forța de muncă pentru extracția de materii prime, materiale, îmbogățirea care primesc, de fabricație heliostats colectoare, alte echipamente, transportul acestora. Calculele arată că pentru a produce 1 MW de energie electrică pe an, utilizarea energiei solare trebuie să-și petreacă de la 10 000 la 40 000 de ore-om. În energia tradițională de combustibil fosil, cifra este 200-500 ore-om.

Până în prezent, energie electrică, născut din razele soarelui, este mult mai scumpă decât cea obținută prin metode convenționale. Oamenii de stiinta spera experimentele pe care le dețin în instalații pilot și stații, va contribui la rezolvarea nu numai tehnic, dar, de asemenea, probleme economice. Dar, cu toate acestea, convertoarele stație de energie solară și de construcție care lucrează.

Din 1988, fabrica de Crimeea de energie solară funcționează pe Peninsula Kerci. Se pare că bunul simț definit de locul său. Ei bine, dacă și în cazul în care pentru a construi astfel de stații, deci este în primul rând în marginea stațiunile, sanatorii, case de odihnă, traseele turistice; la marginea, în cazul în care aveți o mulțime de energie, dar este și mai important să se mențină un mediu curat, foarte prosperitatea este și aer deosebit de curat, sănătos pentru oameni.

Crimeea SES mici - capacitate de 5 MW. Într-un anumit sens, este - un test de rezistență. Deși s-ar părea, ceea ce mai este necesar să încercăm atunci când știm de geliostantsy construcție în alte țări.

Pe insula Sicilia, la începutul anilor '80 a dat fabrica de curent de energie solară cu o capacitate de 1 MW. Principiul său de funcționare este, de asemenea, un turn. Oglinzi se concentreze razele soarelui pe un receptor situat la înălțimea de 50 de metri. Acolo, vaporii este generată cu o temperatură de peste 600 ° C, care acționează o turbină convențională conectată la acesta alternator. Indiscutabil a demonstrat că acest principiu poate lucra 10-20 MW centrale electrice, precum și mult mai mult în cazul în care gruparea de module similare, conectându-le între ele.

Mai multe tipuri diferite de plante de putere în sudul Spaniei Alkerii. Aceasta diferă în care sa concentrat pe partea de sus a turnului de căldură solară conduce ciclul de sodiu, și care încălzește deja apa la abur generație. Într-o astfel de realizare o serie de avantaje. acumulator de căldură de sodiu furnizează nu numai o funcționare continuă a centralei electrice, dar permite acumulează parțial excesul de energie pentru utilizare în timpul vreme tulbure și noaptea. centrală spaniolă are un total de 0,5 MW. Dar cele mult mai mari pot fi create pe principiul său - până la 300 MW. În instalațiile de acest tip de concentrare anergie solare este atât de mare încât eficiența procesului de turbine cu abur nu este mai rău decât centralele tradiționale de energie termică.

Potrivit experților, ideea cea mai atractivă de transformare a energiei solare este utilizarea efectului fotoelectric în semiconductori.

Dar, de exemplu, puterea pe baterii solare in apropiere de ecuator, cu o producție zilnică de 500 MWh (aproximativ la fel de multă energie produce o destul de mare HPP), cu eficiență 10% ar necesita o suprafață efectivă de aproximativ 500,000 m 2. Este clar că o astfel de cantitate mare de elemente semiconductoare solare pot. plăti numai atunci când producția lor va fi foarte ieftine. Eficiența centralelor electrice solare în alte zone ale Pământului ar fi mici din cauza condițiilor meteorologice instabile, de intensitate relativ scăzută a radiației solare, care este chiar și în zilele însorite este puternic absorbită de atmosferă, precum și vibrațiile cauzate de alternanța de zi și noapte.

Munca este în curs de desfășurare, sunt estimări. acestea sunt încă, desigur, nu este în favoarea energiei solare în prezent aceste clădiri sunt în continuare printre cele mai complexe și mai costisitoare metode tehnice folosesc gelioenergii. Cautam noi moduri, idei noi. Nu duce lipsă de ele. Odată cu punerea în aplicare a mai rău.