Energia solară și utilizarea acestuia, publicarea în revista „tânăr om de știință“

Soarele joacă un rol crucial în viața Pământului. Întreaga lume organică a planetei noastre este obligat la soare existența lor. Sun - nu este doar o sursă de lumină și căldură, dar, de asemenea, sursa originală a multor alte forme de energie (putere de petrol, cărbune, apă, vânt).

De la apariția omului pe pământ a început să folosească energia soarelui. Conform datelor arheologice este cunoscut faptul că pentru o preferință de locuințe a fost dat într-o liniștită, închisă de vânturile reci și deschise locurile lumina soarelui.

Poate că primul solar care poate presupune statuie Amenhotep III, în legătură cu XV-lea î.Hr.. e. In interiorul statuii a fost amplasat un sistem de camere de aer și apă, care sunt în soare pus în mișcare un instrument muzical ascuns. Vechii greci se închinau Helios. Numele acestui zeu format acum baza multora dintre termenii asociați cu energie solară.

Problema furnizării de energie electrică a multor sectoare ale economiei mondiale, nevoile tot mai mare de populația lumii devine din ce mai mare astazi. [1]

Utilizarea energiei solare

Radiația solară poate fi transformată în energie utilă, folosind așa-numitul sistem solar activă și pasivă. Sistemele pasive sunt obținute prin proiectarea clădirilor și alegerea materialelor de construcție într-un astfel de mod de a utiliza energia solară posibil. Pentru sistemele solare active sunt colectoare solare. Este, de asemenea, în prezent în curs de dezvoltare sisteme fotovoltaice - sunt sisteme care transformă radiația solară direct în energie electrică.

Energia - este forța motrice a oricărei producție. Faptul că posesia umană a fost un număr mare de energie relativ ieftină, a contribuit în mod semnificativ la industrializare și dezvoltarea societății.

Utilizarea pasivă a energiei solare

clădiri solare pasive - cele care proiectul este conceput în ceea ce privește maxim pentru condițiile climatice locale și, după caz ​​tehnologiile relevante și materialele utilizate pentru încălzire, răcire și iluminatul clădirii datorită energiei solare. Acestea includ tehnici tradiționale de construcție și materiale, cum ar fi izolare, podele masive, cu care se confruntă ferestrele de sud. Astfel de locuințe pot fi construite, în unele cazuri, la nici un cost suplimentar. În alte cazuri care apar în construcția costurilor suplimentare pot fi compensate printr-o scădere a consumului de energie. clădiri solare pasive sunt prietenoase cu mediul, acestea contribuie la crearea independenței energetice și viitoare echilibrate energetic [2].

1 Utilizarea activă a energiei solare

Utilizarea activă a energiei solare prin intermediul unor colectoare solare și sisteme solare.

1.1 colectoare solare și tipurile lor

În centrul multor sisteme solare este utilizarea de colectoare solare. Colectorul absoarbe energia luminii solare și o transformă în căldură, care este transferată către agentul de răcire (lichid sau aer) și este apoi utilizat pentru încălzirea clădirilor, încălzirea apei, generarea de energie electrică, uscarea produselor agricole, sau de gătit. colectoare solare pot fi utilizate în aproape toate procesele care utilizează căldura.

Tehnologia de fabricare a panourilor solare a atins practic nivelul actual în 1908, când Vilyam Beyli din SUA «Carnegie Steel Company» a inventat un colector cu o carcasă și cupru conducte izolate termic. Acest colector este foarte asemanator cu un sistem modern de termosifon. Până la sfârșitul primului război mondial, Bailey a vandut 4000 de aceste colectoare, și un om de afaceri din Florida, care a cumpărat patentul pentru 1941 a vandut aproape 60.000 de colecționari.

Un panou solar tipic colectează energia solară instalat pe acoperișul modulelor de construcție de tuburi și plăci metalice vopsite negru pentru absorbția maximă de radiații. Acestea sunt închise într-un corp de sticlă sau plastic și sunt înclinați spre sud pentru a capta lumina solara maxima. Astfel, colectorul este o seră în miniatură, o căldură de colectare sub panoul de sticlă. Ca radiație solară este distribuită pe întreaga suprafață, un colector trebuie să aibă o suprafață mare.

Există panouri solare în diferite mărimi și modele, în funcție de aplicarea lor. Ele pot furniza apă caldă pentru spălarea rufelor de uz casnic și de gătit, sau utilizate pentru preîncălzirea apei pentru încălzitoare existente. În prezent, piața oferă o varietate de modele de rezervor.

Cel mai simplu tip de colector solar - un „capacitiv“ sau „colector termosifon“, a primit acest nume, deoarece este atât un colector și reținerea rezervor, care este încălzit și menținut „one-off“ porțiuni de apă. Asemenea colectori sunt utilizate pentru pre-încălzirea apei, care este apoi încălzit la temperatura dorită în sistemele convenționale, de exemplu, în coloana de gaz. În ceea ce privește apa de uz casnic preincalzita intră în rezervorul de stocare. Acest lucru reduce consumul de energie prin încălzirea ulterioară a acestuia. Un astfel de colector - sistem activ alternativa ieftina solare de incalzire fara a utiliza deplasarea pieselor (pompe), necesită o întreținere minimă, zero întreținere.

1.2 Sistem solar

Sistem solar de apă caldă

Apa caldă - cea mai comuna forma de aplicare directă a energiei solare. Un sistem tipic este format din unul sau mai mulți colectori, în care lichidul încălzit de soare, precum și rezervorul de stocare a apei calde încălzite cu fluid de transfer termic. Chiar și în regiunile cu o cantitate relativ mică de radiație solară, cum ar fi în nordul Europei, sistemul solar poate oferi 50-70% din necesarul de apă caldă. Mai mult nu pot fi obținute, cu excepția faptului că, cu ajutorul reglementării sezoniere. În Europa de Sud, colectorul solar poate oferi 70-90% din consumul de apă caldă. Apa este încălzită cu ajutorul energiei solare - un mod foarte practic și rentabil. În timp ce sistemele fotovoltaice ca atinge 10-15% eficiență, eficiența termică a sistemelor solare arată 50-90%. În combinație cu cuptoare cererii derevoszhigayuschimi de consum pentru apă caldă poate satisface aproape tot timpul anului, fără utilizarea combustibililor fosili.

Sisteme solare termosifon

Chemat termosifon Sistem de incalzire solara a unui mediu de transfer termic cu circulație naturală (convecție), care este utilizat în timpul iernii cald (fără îngheț). În general, acest lucru nu este cea mai eficientă a energiei solare, dar ele au o mulțime de avantaje în ceea ce privește locuințele. Termosifon circulație a agentului de răcire se datorează unei schimbări în densitatea apei pentru a schimba temperatura. Sistemul termosifon este împărțit în trei părți principale:

- colector plat (absorbant);

- Rezervorul de stocare pentru apa calda (boiler).

Când apa din rezervor (de obicei plat) este încălzit, se ridică prin zona ascendentă și în rezervorul de stocare; locul său în colector din partea inferioară a rezervorului de stocare intră în apă rece. Prin urmare, este necesar să aibă mai mic rezervor colector pentru depozitarea și izolarea conductei de legătură [4].

1.3 centrale termice solare

În plus față de utilizarea directă a căldurii solare, acesta poate fi utilizat în regiuni cu un nivel ridicat de radiație solară pentru a produce abur, care antrenează o turbină și generează electricitate. producția de energie termică solară pe scară largă suficient de competitivă. Aplicațiile industriale ale acestei tehnologii datează din anii 1980; De atunci, industria a dezvoltat rapid. In prezent, utilitati din SUA au instalat mai mult de 400 de megawați de centrale solare centrale termice care furnizează energie electrică pentru 350.000 de oameni si sa o inlature echivalentul a 2,3 milioane. De barili de petrol pe an. Nouă centrale electrice situate în deșertul Mojave (din California) au 354 MW capacitate instalată și acumulat 100 de ani de funcționare comercială. Această tehnologie este atât de avansată încât, potrivit datelor oficiale, pot concura cu tehnologiile convenționale de producere a energiei electrice în mai multe zone ale SUA. În alte regiuni ale lumii și proiecte în curând vor fi lansate pentru a utiliza căldura solară pentru a genera electricitate. India, Egipt, Maroc și Mexic sunt în curs de dezvoltare de programe relevante, acordă pentru finanțarea acestora prevede Programul global de Protecție a Mediului (GEF). În Grecia, Spania și SUA, noi proiecte sunt dezvoltate de către producătorii independenți de energie.

oglinzi mari - cu punct sau o linie de focalizare - concentrat razele solare într-o asemenea măsură, încât apa se transformă în abur, eliberând astfel suficientă energie pentru a roti turbina. Compania «Luz Corp». El a stabilit un câmp mare de oglinzi în deșert din California. Ele produc 354 MW de energie electrică. Aceste sisteme pot transforma energia solară în energie electrică cu o eficiență de aproximativ 15%.

Următoarele tipuri de concentratoare solare:

1. concentratoare parabolice solare

2. Tipul de placă de instalare solară

3. turn de energie solară cu un tip receptor central de [5].

utilizat în prezent doar o parte nesemnificativă a energiei solare, datorită faptului că celulele solare existente au o eficiență relativ scăzută și sunt scumpe pentru fabricarea. Dar noi nu ar trebui să dea doar la sursă practic inepuizabile de energie curată: Potrivit experților, energia solară ar putea acoperi singure toate nevoile posibile ale omenirii în energie pentru mii de ani de acum încolo. Acesta poate crește, de asemenea, eficiența centralelor electrice solare în mai multe ori, și plasarea lor pe acoperișurile caselor și cu ei, vom asigura încălzirea locuințelor, încălzirea apei și funcționarea aparatelor de uz casnic, chiar și în latitudini temperate, să nu mai vorbim de tropice. În scopul industriei, care necesită o mulțime de energie, puteți utiliza pustietate km și deșert, complet căptușită cu sisteme termice solare puternice. Dar, înainte de a energiei solare devine o mulțime de dificultăți cu construcția, desfășurarea și exploatarea gelioenergoustanovok pe mii de kilometri pătrați de suprafața pământului. Prin urmare, ponderea totală a energiei solare a fost și va rămâne relativ modeste, cel puțin în viitorul apropiat.