Самым простым примером использования солнечной энергии является летний душ на даче, в котором вода нагревается благодаря Солнцу. Солнечная энергия сегодня используется в таких сферах жизнедеятельности, как. Солнце является самым распространенным источником энергии, доступным для нашего мира, каждую секунду излучая на Землю 173 000 тераватт энергии. Эту энергию можно собирать в любом месте по всему миру, пока есть солнечный свет. Энергия солнца Солнечная энергетика — направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Еще одно название данной отрасли – гелиоэнергетика. НАЯ ЭНЕРГИЯ. Среди всех альтернативных источников энергии на солнечную энергетику. возлагаются высокие надежды. Первые работающие технологии появились в 70-х годах прошлого. столетия. Сегодня солнечные электростанции уже используются на практике.
Развитие солнечной энергетики
Кроме того, она обеспечивает круговорот воды, циркуляцию воздуха и накопление органического вещества в биосфере. Значит, обращаясь к этим энергоресурсам, мы, по сути, занимаемся непрямым использованием солнечной энергии. Первые попытки использования солнечной энергии на коммерческой основе относятся к 80-м годам ХХ столетия. Крупнейших успехов в этой области добилась фирма Loose industries США. В 1989г. В Калифорнии в 1994г. Это ниже, чем на традиционных станциях. Электростанция в Калифорнии продемонстрировала, что газ и Солнце как основное источники ближайшего будущего способны эффективно дополнять друг друга. В ночное время и зимой энергию дает газ, а летом и в дневное время - Солнце. Эффективный солнечный водонагреватель был изобретен в 1909г. После второй мировой войны рынок захватили газовые и электрические водонагреватели благодаря доступности природного газа и дешевизне электричества.
Солнце - источник энергии очень большой мощности. Всего 22 дня солнечного сияния по суммарной мощности, приходящей на Землю, равны всем запасам органического топлива на планете. На практике солнечная радиация может быть преобразована в электроэнергию непосредственно или косвенно. Косвенное преобразование может быть осуществлено путем концентрации радиации с помощью следящих зеркал для превращения воды в пар и последующего использования пара для генерирования электричества обычными способами. Такая система может работать только при прямом освещении солнечными лучами. Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую может быть осуществлено с использованием фотоэлектрического эффекта. Элементы, изготовленные из специального полупроводникового материала, например силикона, при прямом солнечном облучении обнаруживают разность в вольтаже на поверхности, то есть наличие электрического тока. Предложен метод использования солнечной энергии без использования системы аккумуляторов, основанный на преобразовании разницы температур на поверхности и в глубине океана в электрическую энергию. Американские эксперты считают многообещающей солнечную термоэнергию, для производства которой используются солнечные рефлекторы, собирающие и концентрирующие тепло и свет, при посредстве которых нагревается вода. Например, в России, на Ковровском механическом заводе г.
Жуковск , выпускают солнечные тепловые коллекторы для подогрева воды производительностью до 100 тыс. Стоимость солнечных батарей быстро уменьшается в 1970 г. КПД солнечных батарей, достигавший в середине 1970-х гг. Солнечная энергия может быть использована для теплоснабжения горячего водоснабжения, отопления , сушки различных продуктов и материалов, в сельском хозяйстве, в технологических процессах в промышленности. Солнечное теплоснабжение получило развитие во многих зарубежных странах. Большинство установок солнечного теплоснабжения оборудовано солнечным коллектором. Только в США эксплуатируются солнечные коллекторы площадь 10 млн. Представляется, что прямое преобразование солнечной энергии станет краеугольным камнем энергической системы. Хотя в настоящее время фотогальванические солнечные системы малоэффективны и получаемая на них энергия в 4 раза дороже гелиотермической, но они тем не менее используются во многих отдаленных районах. Вполне вероятно, что стоимость электроэнергии, получаемой этим способом, быстро снизится.
Энергия Солнца, как полагают эксперты, - квинтэссенция энергетики, поскольку фотоэлектрические установки не оказывают воздействия на природную среду, бесшумны, не имеют движущихся частей, требуют минимального обслуживания, не нуждаются в воде. Их можно монтировать в отдаленных или засушливых районах, мощность таких установок составляет от нескольких ватт портативные модули для средства связи и измерительных приборов до многих мегаватт площадь несколько миллионов квадратных метров. Технически концентрацию солнечного излучения можно осуществить с помощью различных оптических элементов - зеркал, линз, световодов и др. Основным энергетическим показателем концентратора солнечного излучения является коэффициент концентрации, который определяется как отношение средней плотности сконцентрированного излучения к плотности лучевого потока, который падает на отражающую поверхность при условии точной ориентации на Солнце. Национальная безопасность любого государства связана с его устойчивым развитием, основой которого является надежное энергообеспечение. Поэтому ученые всего мира работают над разными энергопроектами, изучают возможные энергетические источники, основываясь на их сравнении с нефтью, природным газом и углем, то есть с невозобновляемыми ресурсами. Доля же возобновляемых источников Солнца, ветра, воды пока незначительна. Тогда нефти хватит до 2007г. Поиски экологически чистых возобновляемых локальных источников энергии, а также новых способов ее передачи не менее актуальны. Известен важный с этой точки зрения аргумент в пользу солнечной энергетики - катастрофически увеличивающийся парниковый эффект.
Международное сообщество пришло к единому мнению: главный виновник парникового эффекта - увеличение содержания углекислого газа в атмосфере, что является следствием сжигания углеродного топлива. Наиболее экономичная возможность использования солнечной энергии - направлять ее на получение вторичных видов энергии в солнечных районах земного шара. Полученное жидкое или газообразное топливо можно будет перекачивать по трубопроводам или перевозить танкерами в другие районы. Много бедствий в районах газоносных месторождений связано с выбросами сероводорода или продуктов его переработки в атмосферу. Сероводород считается вредной примесью. Сейчас в промышленности сероводород окисляют кислородом воздуха по методу Клауса и получают при этом серу, а водород связывается с кислородом. Для очистки попутного нефтяного газа от сероводорода нами были исследованы свойства алюмосиликатов. Изучено влияние солнечного излучения на пористость и адсорбционные свойства сорбентов. Адсорбент облучали на опытной гелиоустановке с различной длительностью. Использование любого вида энергии и производство электроэнергии сопровождаются образованием многих загрязнителей воды и воздуха.
И если верно, что любой вид человеческой деятельности неизбежно оказывает вредное воздействие на природу, то степень этого вреда различна. Мы не можем не влиять на среду, в которой живем, поскольку для поддержания жизненных процессов необходимо поглощать и использовать энергию. Перспективы солнечной энергетики. Использования солнечной энергии может быть полезно в нескольких отношениях. Во-первых, при замене ею ископаемого топлива уменьшается загрязнение воздуха и воды. Во-вторых, замена ископаемого топлива означает сокращение импорта топлива, особенно нефти. В-третьих, заменяя атомное топливо, мы снижаем угрозу распространения атомного оружия. Наконец, солнечные источники могут обеспечить нам некоторую защиту, уменьшая нашу зависимость от бесперебойного снабжения топливам.
Проблема в том, что генерирующие ток панели не любят жару. Наиболее эффективно они работают при температуре менее 25 градусов по Цельсию. Однако в умеренном климате им не так просто найти достаточное количество свободных площадей. В нулевых годах началось постепенное внедрение кажущегося беспроигрышным решения - агривольтаики. Технология подразумевает установку солнечных панелей прямо над полями с сельскохозяйственными культурами. Это не только устраняет необходимость в расчистке дополнительного места под сами батареи, но и позволяет охлаждать их с помощью той воды, которую испаряют находящиеся под ними растения. В 2019 году исследователи из Аризонского университета не поленились выяснить, что в период с мая по июль такие солнечные панели давали на три процента больше энергии, чем обычные. Вроде бы не очень много, однако не следует забывать, что это непрерывный процесс, и даже небольшая выгода со временем превращается в весьма ощутимую прибавку. Инженеры в настоящее время пытаются распространить данную концепцию на водоёмы. Технология уже получила название: «флотовольтаика». Здесь панели размещаются над водной гладью, испарения которой также призваны увеличивать производительность батарей посредством их охлаждения до оптимальной температуры. Солнечные трекеры Конструкторы стараются выжимать из солнечных панелей максимум. Одним из самых очевидных решений здесь кажется постоянный поворот батарей в сторону источника энергии. Генерирующие ток элементы наиболее эффективны, когда лучи падают на них прямо, а не под углом. Поэтому традиционно они устанавливались в позиции, в которой на них наибольшее количество времени светит Солнце. Понятно, что это не идеальное решение, так как положение нашей звезды на небосклоне меняется не только в зависимости от времени суток, но ещё и в течение года. Чтобы исправить эту ситуацию, инженеры изобрели фотоэлектрические трекеры.
Курчатов — город в Восточно-Казахстанской области; 2. Улькен — посёлок в Алматинской области на берегу озера Балхаш. Преимущества атомных электростанций АЭС перед тепловыми ТЭЦ и гидроэлектростанциями ГЭС очевидны: нет отходов, газовых выбросов, нет необходимости вести огромные объемы строительства, возводить плотины и хоронить плодородные земли на дне водохранилищ. Пожалуй, более экологичны, чем АЭС, только электростанции, использующие энергию солнечного излучения или ветра. Но и ветряки, и гелиостанции пока маломощны и не могут обеспечить потребности людей в дешевой электроэнергии - а эта потребность все быстрее растет.
Только солнечный свет дарил людям тепло до того, как они научились добывать огонь, — солнечная энергетика была первой, освоенной человеческим сообществом. Недаром само это сообщество возникло, как утверждают палеонтологи, под жарким солнцем экватора, в Центральной Африке. По-видимому, энергетика Солнца станет самой приемлемой и в будущие эпохи благодаря своей естественности дается-то даром , неисчерпаемости и экологической чистоте. Почему же до сих пор она оставалась в тени?
Доклад Использование энергии солнца на Земле по физике 8 класс сообщение
В настоящее время солнечную энергию экономически целесообразно использовать для горячего водоснабжения сезонных потребителей типа спортивно-оздоровительных учреждений, без отдыха, дачных поселков, а также для обогрева открытых и закрытых плавательных бассейнов.
Использование солнечной энергии таким способом наиболее эффективно, так как в результате получается универсальный вид, пригодный для питания большого количества установок, приборов и устройств. Фотоэлементы, или солнечные батареи, как их называют в обиходе, бывают нескольких видов: кремниевые и пленочные. Количество кремния в окружающей природе очень велико, чем и объясняется популярность этого типа фотоэлементов. Существуют разные виды кремниевых солнечных батарей: Монокристаллические. Производятся из очищенного материала, монокристалла, разрезанного на тонкие пластинки. Внешне такие панели похожи на соты или ячейки черного цвета. Самые дорогие и качественные Поликристаллические. При изготовлении используется срез из медленно охлажденного расплава кремния. Полученные пластинки состоят из множеств кристаллов, ориентированных в разные стороны.
Цвет ячеек синий, отличить их легко. Стоимость заметно ниже, чем у монокристаллических панелей Аморфные. Представляют собой слой силана кремневодорода , нанесенного на гибкую подложку. Стоимость самая низкая из всех кремниевых видов Пленочные батареи производятся из различных полимеров, способных демонстрировать полупроводниковый эффект. Их разрабатывают с целью снижения себестоимости производства фотоэлементов, а также для улучшения характеристик панелей.
Принадлежит она Пентагону и применяется для проверки жаропрочности корпусов военных и гражданских ракет. Всего в 2,5 раза меньше, чем на поверхности Солнца, и в 2 раза выше температуры горения напалма. Установка имеет площадь зеркал 8 500 м2 и тепловую мощность 5 МВт. Существуют два основных способа преобразования солнечной энергии: фототермический и фотоэлектрический. В первом, простейшем, теплоноситель чаще всего вода нагревается в коллекторе системе светопоглощающих труб до высокой температуры и используется для отопления помещений. Коллектор устанавливают на крыше здания так, чтобы его освещенность в течение дня была наибольшей. Часть тепловой энергии аккумулируется: краткосрочно на несколько дней - тепловыми аккумуляторами, долгосрочно на зимний период - химическими. Использование солнечных коллекторов позволяет снабжать горячей водой многие дома в южных районах. И все же будущее солнечной энергетики - за прямым преобразованием солнечного излучения в электрический ток с помощью полупроводниковых фотоэлементов - солнечных батарей. Предвидение ученого воплотилось в жизнь в конце 1950-х годов с запуском искусственных спутников Земли, главным энергетическим источником которых стали панели солнечных батарей. Сейчас во всех странах мира идет активная продажа солнечных батарей. Солнечное электричество призвано компенсировать истощающиеся запасы нефти и газа. К концу века оно будет доминирующим и, по разным оценкам, составит до двух третей всей выработки электроэнергии. Сегодня же его «взнос» в мировые энергосети более чем скромен - всего 2 ГВт гигаватт в год. Прогноз Еврокомиссии до 2030 года предрекает, что эта цифра достигнет 150 ГВт. Главные игроки на рынке солнечных энергосистем - Япония, Европа и США, где программы развития этого направления энергетики стали «национальными». Развитие солнечной энергетики в России. Совещание провел академик Жорес Алферов, вице-президент Российской академии наук, лауреат Нобелевской премии. Чем объясняется бурное развитие солнечной энергетики в современном мире? Солнце- наша звезда, и она посылает на Землю огромные мощности, преобразование которых позволяет удовлетворять практически любые энергетические запросы человечества на многие сотни лет». Солнечная энергетика по-настоящему «чистая», и это снимает все экологические вопросы, а также решает проблемы теплового загрязнения планеты. В 1938 году в России, в лаборатории академика А. Иоффе, впервые был создан элемент для преобразования солнечной энергии. Это подвигло Иоффе предложить использовать крыши зданий для покрытия их фотоэлементами в целях получения энергии. Родившись в России, идея широко не прижилась по целому ряду причин, и главная из них - отсутствие дефицита в природных ресурсах. Однако во многих зарубежных странах «программа солнечных крыш» сегодня реализуются с размахом. Но пригодны ли, в принципе, крыши российских домов, да и вся территория самой северной страны мира, для реализации солнечных программ? Иоффе Вячеслав Андреев. Например, Забайкалье получает солнечной энергии больше, чем Испания». В России в настоящее время имеется восемь предприятий, имеющих технологии и производственные мощности для изготовления 2 МВт солнечных элементов и модулей в год. В качестве примера можно привести проект солнечной электростанции в Кисловодске мощностью 1 МВт. Ее стоимость в ценах 1992 года составляет 1 млрд. По оценкам экспертов , этих средств достаточно для создания в течение 3-4 лет производства солнечных элементов по новой технологии с объемом 10 МВт в год, включая производство солнечного кремния. Сегодня на рынке солнечных энергосистем лидерами являются Япония, Европа и США, где программы развития этого направления энергетики стали «национальными». В таком статусе нуждается и российская программа развития солнечной энергетики. По мнению Алферова, один из путей решения проблемы - использование концентрированного солнечного излучения, что достигается с помощью фокусирующих систем. Это позволяет резко снизить стоимость дорогих полупроводниковых материалов, повысить КПД полупроводниковых преобразователей. Развитие солнечной энергетики в Красноярском крае В Красноярском крае по инициативе Росатома, Минэкономразвития и администрации Красноярского края будет создан инновационный кластер "Солнечная энергетика". По его словам, необходимо разработать предложения по реализации проекта в целом, а также по поискам источников финансирования. Кластер будет включать в себя цепочки инновационных наукоемких производств, конечным продуктом которой является создание солнечных батарей. В Красноярском крае уже созданы предпосылки для реализации проекта: имеется первичное сырье - поликремний, технологии для его глубокой переработки, а также научно-технический и организационный потенциал для создания производства компонентов солнечной энергетики. В Железногорске запущен завод по производству поликремния. Объемы производства этого технологичного сырья планируется постепенно увеличивать. Проектная мощность производства рассчитана на выпуск около 2 000 тонн поликристаллического кремния солнечного качества. Для достижения проектных объемов потребуются инвестиции в размере 35 млрд. Инвестировать в проект предполагают государственная корпорация "Росатом" и федеральное космическое агентство Роскосмос , интерес к проекту проявили серьезные зарубежные инвесторы. Следующим звеном кластера станет Красноярский завод цветных металлов и золота, находящийся в собственности региона. Здесь уже освоено производство следующего этапа - монокристаллического кремния. Для завершения цепочки потребуется строительство совершенно нового высокотехнологичного предприятия, которое будет производить фотоэлементы из монокристаллического кремния и собирать конечный продукт - солнечные батареи. Это производство губернатор края предлагает разместить в портовой особой экономической зоне ПОЭЗ , создающейся в ареоле красноярского аэропорта. Такое решение позволит более эффективно инвестировать в высокотехнологичное оборудование, которое потребуется доставить в край для создания производства, а также облегчит экспорт готовой продукции иностранным потребителям. Проект "солнечного кластера" предполагает создание в крае 5000 высокооплачиваемых рабочих мест, главным образом, потребуется инженерно-технический персонал. Реализация проекта позволит получать 10 млрд. Кадры для кластерных производств должен будет обеспечить Сибирский федеральный университет, одним из крупных научно-исследовательских направлений которого должна стать солнечная энергетика. Создаваемый в Красноярском крае кластер создается с учетом опыта восточногерманской Йены. Близ города находятся исследовательские и производственные центры компаний, изготавливающих солнечные батареи: "Ersol Solar Energy", "Sunways Production", "PV Crystalox Solar" - в последний год именно "зеленые" энергетические технологии стали одним из локомотивов роста немецкого биржевого индекса DAX. Перспективы развития солнечной энергетики Сегодня уже никто не оспаривает выдвинутый наукой тезис: углеродные ресурсы истощаются, и если поиск альтернативных источников энергии не увенчается успехом, то перспективы нашей цивилизации, мягко говоря, невелики. Солнце может взять на себя роль бесконечного источника энергии.
В таких местах может не быть собственных полезных ископаемых, а их привоз является экономически нецелесообразным. Как правило, многие из этих регионов планеты являются островными государствами, которые расположены вдали от континентов. Простота использования и преобразования. Поскольку в настоящее время развивается активно направление преобразования энергии солнца в электрическую, то последнюю можно использовать для широкого спектра нужд. Современное состояние развития устройств для преобразования солнечной энергии позволяет создавать как крупные сети для мегаполисов, так и изолированные станции, обеспечивающие потребности относительно небольших поселений вплоть до отдельных домов. Способы использования Два основных способа применения солнечного электромагнитного излучения: пассивный; активный. Пассивный метод К пассивному относится использование солнечного света в быту непосредственно, то есть без его преобразования в другие виды энергии с помощью каких-либо устройств и механизмов. Этот способ включает различные системы проектирования зданий и сооружений, водохранилищ и солнечных кухонь, которые позволяют определенным образом перераспределять энергию падающих лучей и улучшать естественную вентиляцию помещений или поглощать тепло в дневное время суток и отдавать его в ночные часы. Такая архитектура получила название биоклиматической. Активное применение В дополнение к тому, где используется солнечная энергия, следует отметить активное ее применение. Оно подразделяется на два типа: термический; фотоэлектрический. Суть его заключается в накоплении тепла в специальных устройствах, которые принимают лучи, но сами практически не излучают. Вся поступившая энергия в эти нагреватели используется для нагрева воды или пара, который впоследствии можно применить для домашних нужд обогрев, приготовление пищи и так далее. В их дизайне применяют современные материалы с заранее заданными оптико-термическими свойствами пластмассы, стекло. Фотоэлектрический способ использования солнечных лучей главным образом базируется на применении так называемых фотоэлементов и панелей, из которых они собираются. Именно это направление энергетики получило колоссальное развитие в последнее десятилетие во многих развитых странах США, Германия, Великобритания, Япония, Испания.
Солнечная энергетика. реальность и перспективы
Этот коллектор весьма походил на современную термосифонную систему. К концу первой мировой войны Бейли продал 4 000 таких коллекторов, а бизнесмен из Флориды, купивший у него патент, к 1941 году продал почти 60 000 коллекторов. Типичный солнечный коллектор накапливает солнечную энергию в установленных на крыше здания модулях трубок и металлических пластин, окрашенных в черный цвет для максимального поглощения радиации. Они заключены в стеклянный или пластмассовый корпус и наклонены к югу, чтобы улавливать максимум солнечного света. Таким образом, коллектор представляет собой миниатюрную теплицу, накапливающую тепло под стеклянной панелью. Поскольку солнечная радиация распределена по поверхности, коллектор должен иметь большую площадь.
Существуют солнечные коллекторы различных размеров и конструкций в зависимости от их применения. Они могут обеспечивать хозяйство горячей водой для стирки, мытья и приготовления пищи, либо использоваться для предварительного нагрева воды для существующих водонагревателей. В настоящее время рынок предлагает множество различных моделей коллекторов. Интегрированный коллектор Простейший вид солнечного коллектора — это «емкостной» или «термосифонный коллектор», получивший это название потому, что коллектор одновременно является и теплоаккумулирующим баком, в котором нагревается и хранится «одноразовая» порция воды. Такие коллекторы используются для предварительного нагрева воды, которая затем нагревается до нужной температуры в традиционных установках, например, в газовых колонках.
В условиях домашнего хозяйства предварительно подогретая вода поступает в бак-накопитель. Благодаря этому снижается потребление энергии на последующий ее нагрев. Такой коллектор — недорогая альтернатива активной солнечной водонагревательной системе, не использующая движущихся частей насосов , требующая минимального техобслуживания, с нулевыми эксплуатационными расходами. Плоские коллекторы Плоские коллекторы — самый распространенный вид солнечных коллекторов, используемых в бытовых водонагревательных и отопительных системах. Обычно этот коллектор представляет собой теплоизолированный металлический ящик со стеклянной либо пластмассовой крышкой, в который помещена окрашенная в черный цвет пластина абсорбера поглотителя.
Остекление может быть прозрачным либо матовым. В плоских коллекторах обычно используется матовое, пропускающее только свет, стекло с низким содержанием железа оно пропускает значительную часть поступающего на коллектор солнечного света. Солнечный свет попадает на тепловоспринимающую пластину, а благодаря остеклению снижаются потери тепла.
В настоящее время солнечную энергию экономически целесообразно использовать для горячего водоснабжения сезонных потребителей типа спортивно-оздоровительных учреждений, без отдыха, дачных поселков, а также для обогрева открытых и закрытых плавательных бассейнов.
Однако в умеренном климате им не так просто найти достаточное количество свободных площадей. В нулевых годах началось постепенное внедрение кажущегося беспроигрышным решения - агривольтаики. Технология подразумевает установку солнечных панелей прямо над полями с сельскохозяйственными культурами. Это не только устраняет необходимость в расчистке дополнительного места под сами батареи, но и позволяет охлаждать их с помощью той воды, которую испаряют находящиеся под ними растения. В 2019 году исследователи из Аризонского университета не поленились выяснить, что в период с мая по июль такие солнечные панели давали на три процента больше энергии, чем обычные. Вроде бы не очень много, однако не следует забывать, что это непрерывный процесс, и даже небольшая выгода со временем превращается в весьма ощутимую прибавку. Инженеры в настоящее время пытаются распространить данную концепцию на водоёмы. Технология уже получила название: «флотовольтаика». Здесь панели размещаются над водной гладью, испарения которой также призваны увеличивать производительность батарей посредством их охлаждения до оптимальной температуры. Солнечные трекеры Конструкторы стараются выжимать из солнечных панелей максимум. Одним из самых очевидных решений здесь кажется постоянный поворот батарей в сторону источника энергии. Генерирующие ток элементы наиболее эффективны, когда лучи падают на них прямо, а не под углом. Поэтому традиционно они устанавливались в позиции, в которой на них наибольшее количество времени светит Солнце. Понятно, что это не идеальное решение, так как положение нашей звезды на небосклоне меняется не только в зависимости от времени суток, но ещё и в течение года. Чтобы исправить эту ситуацию, инженеры изобрели фотоэлектрические трекеры. Они забирают от 5 до 10 процентов генерируемой энергии, но добавленная выработка с лихвой покрывает эти потери. Особенно полезны трекеры в высоких широтах, где Солнце «гуляет» по горизонту гораздо больше, чем вблизи экватора.
Но даже если это так, то общая энергия, потребляемая человечеством в течение года, составляет только приблизительно одну семитысячную часть солнечной энергии, попадающей на поверхность Земли в тот же период. В развитых странах, например, в США, потребление энергии составляет примерно 25 триллионов 2. Данный показатель является эквивалентом ежедневной работы более чем ста лампочек накаливания мощностью 100 Вт в течение целого дня. Среднестатистический гражданин США потребляет в 33 раза больше энергии, чем житель Индии, в 13 раз больше, чем китаец, в два с половиной раза больше, чем японец и вдвое больше, чем швед. Использование солнечной энергии Солнечная радиация может быть преобразована в полезную энергию, используя так называемые активные и пассивные солнечные системы. Пассивные системы получаются с помощью проектирования зданий и подбора строительных материалов таким образом, чтобы максимально использовать энергию Солнца. К активным солнечным системам относятся солнечные коллекторы. Также в настоящее время ведутся разработки фотоэлектрических систем - это системы, которые преобразовывают солнечную радиацию непосредственно в электричество. Солнечная энергия преобразуется в полезную энергию и косвенным образом, трансформируясь в другие формы энергии, например, энергию биомассы, ветра или воды. Энергия Солнца «управляет» погодой на Земле. Большая доля солнечной радиации поглощается океанами и морями, вода в которых нагревается, испаряется и в виде дождей выпадает на землю, «питая» гидроэлектростанции. Ветер, необходимый ветротурбинам, образуется вследствие неоднородного нагревания воздуха. Другая категория возобновляемых источников энергии, возникающих благодаря энергии Солнца - биомасса. Зеленые растения поглощают солнечный свет, в результате фотосинтеза в них образуются органические вещества, из которых впоследствии можно получить тепловую и электрическую энергию. Таким образом, энергия ветра, воды и биомассы является производной солнечной энергии. Энергия — это движущая сила любого производства. Тот факт, что в распоряжении человека оказалось большое количество относительно дешевой энергии, в значительной степени способствовало индустриализации и развитию общества. К ним относятся традиционные строительные технологии и материалы, такие как изоляция, массивные полы, обращенные к югу окна. Такие жилые помещения могут быть построены в некоторых случаях без дополнительных затрат. В других случаях возникшие при строительстве дополнительные расходы могут быть скомпенсированы снижением энергозатрат. Пассивные солнечные здания являются экологически чистыми, они способствуют созданию энергетической независимости и энергетически сбалансированному будущему. В пассивной солнечной системе сама конструкция здания выполняет роль коллектора солнечной радиации. Это определение соответствует большинству наиболее простых систем, где тепло сохраняется в здании благодаря его стенам, потолкам или полам. Есть также системы, где предусмотрены специальные элементы для накопления тепла, вмонтированные в конструкцию здания например, ящики с камнями или заполненные водой баки или бутыли. Такие системы также классифицируются как пассивные солнечные. Коллектор поглощает световую энергию Солнца и преобразует ее в тепло, которое передается теплоносителю жидкости или воздуху и затем используется для обогрева зданий, нагрева воды, производства электричества, сушки сельскохозяйственной продукции или приготовления пищи. Солнечные коллекторы могут применяться практически во всех процессах, использующих тепло. Технология изготовления солнечных коллекторов достигла практически современного уровня в 1908 году, когда Вильям Бейли из американской «Carnegie Steel Company» изобрел коллектор с теплоизолированным корпусом и медными трубками. Этот коллектор весьма походил на современную термосифонную систему. К концу первой мировой войны Бейли продал 4 000 таких коллекторов, а бизнесмен из Флориды, купивший у него патент, к 1941 году продал почти 60 000 коллекторов. Типичный солнечный коллектор накапливает солнечную энергию в установленных на крыше здания модулях трубок и металлических пластин, окрашенных в черный цвет для максимального поглощения радиации. Они заключены в стеклянный или пластмассовый корпус и наклонены к югу, чтобы улавливать максимум солнечного света. Таким образом, коллектор представляет собой миниатюрную теплицу, накапливающую тепло под стеклянной панелью. Поскольку солнечная радиация распределена по поверхности, коллектор должен иметь большую площадь. Существуют солнечные коллекторы различных размеров и конструкций в зависимости от их применения. Они могут обеспечивать хозяйство горячей водой для стирки, мытья и приготовления пищи, либо использоваться для предварительного нагрева воды для существующих водонагревателей. В настоящее время рынок предлагает множество различных моделей коллекторов. Интегрированный коллектор Простейший вид солнечного коллектора - это «емкостной» или «термосифонный коллектор», получивший это название потому, что коллектор одновременно является и теплоаккумулирующим баком, в котором нагревается и хранится «одноразовая» порция воды. Такие коллекторы используются для предварительного нагрева воды, которая затем нагревается до нужной температуры в традиционных установках, например, в газовых колонках. В условиях домашнего хозяйства предварительно подогретая вода поступает в бак-накопитель. Благодаря этому снижается потребление энергии на последующий ее нагрев. Такой коллектор - недорогая альтернатива активной солнечной водонагревательной системе, не использующая движущихся частей насосов , требующая минимального техобслуживания, с нулевыми эксплуатационными расходами. Плоские коллекторы Плоские коллекторы - самый распространенный вид солнечных коллекторов, используемых в бытовых водонагревательных и отопительных системах. Обычно этот коллектор представляет собой теплоизолированный металлический ящик со стеклянной либо пластмассовой крышкой, в который помещена окрашенная в черный цвет пластина абсорбера поглотителя. Остекление может быть прозрачным либо матовым. В плоских коллекторах обычно используется матовое, пропускающее только свет, стекло с низким содержанием железа оно пропускает значительную часть поступающего на коллектор солнечного света. Солнечный свет попадает на тепловоспринимающую пластину, а благодаря остеклению снижаются потери тепла. Дно и боковые стенки коллектора покрывают теплоизолирующим материалом, что еще больше сокращает тепловые потери. Плоские коллекторы делятся на жидкостные и воздушные. Оба вида коллекторов бывают остекленными или неостекленными. Солнечные трубчатые вакуумированные коллекторы Традиционные простые плоские солнечные коллекторы были спроектированы для применения в регионах с теплым солнечным климатом. Они резко теряют в эффективности в неблагоприятные дни - в холодную, облачную и ветреную погоду. Более того, вызванные погодными условиями конденсация и влажность приводят к преждевременному износу внутренних материалов, а это, в свою очередь, - к ухудшению эксплуатационных качеств системы и ее поломкам. Эти недостатки устраняются путем использования вакуумированных коллекторов. Вакуумированные коллекторы нагревают воду для бытового применения там, где нужна вода более высокой температуры. Солнечная радиация проходит сквозь наружную стеклянную трубку, попадает на трубку-поглотитель и превращается в тепло. Оно передается жидкости, протекающей по трубке. Коллектор состоит из нескольких рядов параллельных стеклянных трубок, к каждой из которых прикреплен трубчатый поглотитель вместо пластины-поглотителя в плоских коллекторах с селективным покрытием. Нагретая жидкость циркулирует через теплообменник и отдает тепло воде, содержащейся в баке-накопителе. Вакуум в стеклянной трубке - лучшая из возможных теплоизоляций для коллектора - снижает потери тепла и защищает поглотитель и теплоотводящую трубку от неблагоприятных внешних воздействий. Результат - отличные рабочие характеристики, превосходящие любой другой вид солнечного коллектора. Фокусирующие коллекторы Фокусирующие коллекторы концентраторы используют зеркальные поверхности для концентрации солнечной энергии на поглотителе, который также называется «теплоприемник». Достигаемая ими температура значительно выше, чем на плоских коллекторах, однако они могут концентрировать только прямое солнечное излучение, что приводит к плохим показателям в туманную или облачную погоду. Зеркальная поверхность фокусирует солнечный свет, отраженный с большой поверхности, на меньшую поверхность абсорбера, благодаря чему достигается высокая температура. В некоторых моделях солнечное излучение концентрируется в фокусной точке, тогда как в других лучи солнца концентрируются вдоль тонкой фокальной линии. Приемник расположен в фокусной точке или вдоль фокальной линии. Жидкость-теплоноситель проходит через приемник и поглощает тепло. Такие коллекторы-концентраторы наиболее пригодны для регионов с высокой инсоляцией - близко к экватору и в пустынных районах. Существуют и другие недорогие технологически несложные солнечные коллекторы узкого назначения - солнечные печи для приготовления еды и солнечные дистилляторы, которые позволяют дешево получить дистиллированную воду практически из любого источника. Солнечные печи Они дешевы и просты в изготовлении. Они состоят из просторной хорошо теплоизолированной коробки, выстеленной отражающим свет материалом например, фольгой , накрытой стеклом и оборудованной внешним отражателем. Кастрюля черного цвета служит поглотителем, нагреваясь быстрее, чем обычная посуда из алюминия или нержавеющей стали. Солнечные печи можно использовать для обеззараживания воды, если доводить ее до кипения. Бывают ящичные и зеркальные с отражателем солнечные печи. Солнечные дистилляторы Солнечные дистилляторы обеспечивают дешевую дистиллированную воду, причем источником может служить даже соленая или сильно загрязненная вода. В их основе лежит принцип испарения воды из открытого контейнера. Солнечный дистиллятор использует энергию Солнца для ускорения этого процесса. Состоит он из теплоизолированного контейнера темного цвета с остеклением, которое наклонено с таким расчетом, чтобы конденсирующаяся пресная вода стекала в специальную емкость. Небольшой солнечный дистиллятор - размером с кухонную плиту - в солнечный день может вырабатывать до десяти литров дистиллированной воды. Типичная установка состоит из одного или более коллекторов, в которых жидкость нагревается на солнце, а также бака для хранения горячей воды, нагретой посредством жидкости-теплоносителя. Больше получить невозможно, разве что с помощью сезонного регулирования. Нагрев воды с помощью энергии Солнца - очень практичный и экономный способ. В сочетании с деревосжигающими печами бытовую потребность в горячей воде можно удовлетворять практически круглый год без применения ископаемых видов топлива. Термосифонные солнечные системы Термосифонными называются солнечные водонагревательные системы с естественной циркуляцией конвекцией теплоносителя, которые используются в условиях теплой зимы при отсутствии морозов. В целом это не самые эффективные из солнечных энергосистем, но они имеют много преимуществ с точки зрения строительства жилья. Термосифонная циркуляция теплоносителя происходит благодаря изменению плотности воды с изменением ее температуры. Когда вода в коллекторе обычно в плоском нагревается, она поднимается по стояку и поступает в бак-накопитель; на ее место в коллектор со дна бака-накопителя поступает холодная вода. Поэтому необходимо располагать коллектор ниже бака-накопителя и утеплять соединительные трубы. Такие установки популярны в субтропических и тропических областях.
Урок-конференция на тему "Энергия будущего"
Плотность солнечной энергии у верхней границы атмосферы составляет 1350 Вт/м2, она носит название «солнечная постоянная». При прохождении солнечных лучей через атмосферу Земли часть излучения рассеивается. Что такое солнечная энергия? Солнечный свет — это основа жизни на Земле, источник энергии для всех экзогенных процессов, происходящих на ее поверхности. Именно благодаря этому гигантскому резервуару энергии зародилась жизнь на нашей планете. Способы использования энергии солнца на земле: пассивные солнечные системы, активные коллекторы и фотоэлементы, преимущества и перспективы применения установок. Размер протуберанца в сотни раз больше размера Земли [3]. Учитывая вышеописанные явления можно уже уверенно заявить, что активность звезды влияет на нашу планету и ее биосферу. Фактически, Солнце определяет ритм и характер жизни на Земле.
Классный час: «Солнечная энергия – энергия будущего» (стр. 1 )
Энергия солнца может использоваться для множества задач. Одна из них – это преобразование солнечной энергии в электрическую, в так называемое солнечное электричество. Для преобразования солнечного света в электричество используют солнечные батареи. Солнечная энергия — будущее Земли. Солнце является первичным и основным источником энергии для нашей планеты. Оно греет всю Землю, приводит в движение реки и сообщает силу ветру. Тема использования энергии Солнца на Земле стала активно подниматься только в конце XIV – начале ХХ века. Настоящий прорыв в науке был совершен в 1839 году Александром Эдмоном Беккерелем, которому удалось стать первооткрывателем фотогальванического эффекта. Будущее за солнечной энергетикой. Такое утверждение делают международные специалисты. Учитывая возможности, которые дает рассеянный солнечный свет, сомневаться в верности такого мнения не приходится.
Будущее солнечной энергии
И тем не менее, по подсчетам специалистов NASA, орбитальная солнечная энергия может стать для человечества самой дешевой и чистой – при определенных условиях. Речь идет о переходе к преобразованию предварительно сконцентрированного солнечного излучения. Предельная расчетная кратность концентрирования излучения на расстоянии от Солнца, соответствующем орбите Земли, составляет 46 200. рассмотреть достоинства и недостатки солнечной энергетики и предложить перспективы ее развития в дальнейшем. Перспективы развития солнечной энергетики. Ежесекундно солнце излучает 88·1024 кал. или 370·1012 ГДж теплоты. В целом, солнечная энергетика имеет большой потенциал для будущего развития и может стать ключевым элементом в переходе к более экологически чистому будущему. Общие выводы о значимости солнечной энергетики и ее дальнейшем развитии. Использование солнечной энергии. Солнечная радиация может быть преобразована в полезную энергию, используя так называемые активные и пассивные солнечные системы.
Проект урока физики по теме «Альтернативные источники энергии»
Проект "солнечного кластера" предполагает создание в крае 5000 высокооплачиваемых рабочих мест, главным образом, потребуется инженерно-технический персонал. Реализация проекта позволит получать 10 млрд. Кадры для кластерных производств должен будет обеспечить Сибирский федеральный университет, одним из крупных научно-исследовательских направлений которого должна стать солнечная энергетика. Создаваемый в Красноярском крае кластер создается с учетом опыта восточногерманской Йены. Близ города находятся исследовательские и производственные центры компаний, изготавливающих солнечные батареи: "Ersol Solar Energy", "Sunways Production", "PV Crystalox Solar" - в последний год именно "зеленые" энергетические технологии стали одним из локомотивов роста немецкого биржевого индекса DAX. Перспективы развития солнечной энергетики Сегодня уже никто не оспаривает выдвинутый наукой тезис: углеродные ресурсы истощаются, и если поиск альтернативных источников энергии не увенчается успехом, то перспективы нашей цивилизации, мягко говоря, невелики.
Солнце может взять на себя роль бесконечного источника энергии. Если будет найден оптимальный способ ее преобразования. Из возможных "преемников" наиболее привлекательно среди альтернативных источников выглядит энергия Солнца, экологически чистая уже потому, что миллиарды лет поступает на Землю и все земные процессы с ней свыклись. Поток солнечной энергии люди просто обязаны взять под свой контроль и максимально использовать, сохраняя тем самым неизмененным уникальный земной климат. К тому же он зависит от времени суток, сезона года и погоды.
Чтобы усилить поток солнечной энергии, надо собирать ее с большой площади с помощью концентраторов и запасать впрок в аккумуляторах. Пока это удается сделать в так называемой малой энергетике, предназначенной для снабжения светом и теплом жилых домов и небольших предприятий. Среди солнечных электростанций СЭС , способных обеспечить электроэнергией, например, небольшой завод, более других распространены СЭС башенного типа с котлом, поднятым высоко над землей, и с большим числом параболических или плоских зеркал гелиостатов , расположенных вокруг основания башни. Зеркала, поворачиваясь, отслеживают перемещение Солнца и направляют его лучи на паровой котел. Вырабатываемый котлом пар, так же как на тепловых электростанциях, приводит в действие турбину с электрогенератором.
Не так давно появились проекты более мощных солнечных электростанций до 100 МВт. Главное препятствие на пути их широкого распространения солнечных электростанций - высокая себестоимость электроэнергии: она в 6-8 раз выше, чем на ТЭС. Но с применением более простых по конструкции, а значит, и более дешевых гелиостатов себестоимость электроэнергии, вырабатываемой солнечными электростанциями, должна существенно снизиться. Последнее важное направление в развитии солнечной энергетики - создание более дешевых и удобных фотопреобразователей: ленточных поликристаллических кремниевых панелей, тонких пленок аморфного кремния, а также других полупроводниковых материалов. Самым высокоэффективным из них оказался алюминий-галлий -мышьяк, его промышленная разработка только начинается.
Большую перспективу открывают гетероструктурные полупроводники, эффективность которых в два раза выше, чем простых кремниевых образцов. За открытие гетероструктур и их внедрение продолжатель работ А. Иоффе директор ФТИ академик Ж. Алферов получил в 2000 году Нобелевскую премию Таким образом, признанные во всем мире отечественные полупроводники - это та база, на основе которой можно успешно развивать солнечную энергетику. За последние 15-20 лет "солнечные" дома стали расти как грибы после дождя.
А "солнечный" дом, оснащенный эффективной тепловой установкой, может полностью удовлетворить запросы его обитателей в тепле и свете даже без использования других источников энергии. И при этом - никаких отключений и перебоев в подаче электроэнергии, никаких проводов извне, никаких счетчиков, никаких запасов дров, угля или мазута. Главное в концепции "солнечного" жилого дома - максимальное, исходя из особенностей местности и климата, использование солнечного излучения, превращение его в тепло и сохранение тепловой энергии в доме с наименьшими потерями. Реализация такого подхода дает значительную экономию средств и улучшает экологическую обстановку за счет минимального применения всех других источников энергии : в атмосферу выбрасывается меньше продуктов горения, дороги освобождаются от тяжелого транспорта, перевозящего миллионы тонн топлива, леса сохраняются от вырубки на дрова и т. Реализованных проектов "солнечных" домов, частично или полностью обеспечивающих себя солнечной энергией с помощью солнечных батарей, в мире довольно много.
Ежегодно в западных странах вводятся сотни тысяч квадратных метров жилья в энергосберегающих "солнечных" домах. Специализированные предприятия выпускают для них оборудование и материалы, а строительством занимаются крупные фирмы, такие, например, как Concept Construction Канада или Enercon Building Corporation США. Во многих передовых странах развитие "солнечного" домостроения стало одним из направлений государственной политики. Создана и успешно действует всемирная организация по развитию и распространению энергетических технологий ОРЕТ. Международное общество по солнечной энергии ISES, образованное еще в 1954 году, издает журнал "Solar Energy" по вопросам усвоения и рационального использования солнечной радиации.
Особенно широко внедряются "солнечные" дома в Германии. Согласно прогнозу группы немецких ученых, уже с 2005 году начнется массовое строительство домов с тепловыми коллекторами и солнечными батареями на крышах и фасадах зданий. По тому же прогнозу, к 2015 году число электромобилей в мире превысит число машин на бензине. По-видимому, мы стоим на пороге бурного развития солнечной энергетики. К сожалению, Россия в вопросе развития "солнечного" домостроения продолжает отставать от индустриального мира, хотя ее климатические условия позволяют строить "солнечные" здания во многих регионах.
Еще 20 лет назад в Московском архитектурном институте был создан первый отечественный эскизный проект загородного "солнечного" дома который так и не был реализован. Впрочем, у нас долго и трудно пробивали себе дорогу многие революционные технические достижения электроника, компьютеры, средства коммуникации. Сегодня, правда, фронт работ по строительству "солнечных" зданий расширился. Этому способствует деятельность созданного в 1994 году в Москве "Интерсолцентра", вскоре ставшего ассоциированным членом ОРЕТ. Его задача - интеграция с ЮНЕСКО и другими международными организациями, а также мониторинг российских проектов по "солнечному" дому, включенных в Мировую солнечную программу на 1996-2005 годы.
По инициативе "Интерсолцентра" и при поддержке Минтопэнерго и Министерства промышленности, науки и технологий России в 1996 году был организован Московский солнечный саммит, а в 1999 году прошли Международный конгресс и выставка "Бизнес и инвестиции в области воспроизводимых источников энергии в России". Не так давно в Московском государственном строительном университете была разработана программа "Солнечный дом" и создан проект жилого дома "СОЛ-1" руководитель - архитектор Т. Захарова , получивший золотую медаль на международной выставке "Жилище-99". В этом проекте использованы исключительно элементы пассивной системы энергосбережения: две стены Тромба, гравийные накопители тепла в полуподвальном помещении, массивные полы, перекрытия и стены. Хорошим аккумулятором тепла служат сад и теплица, расположенные на втором этаже.
Проект наш, российский, однако первый объект по "СОЛ-1" будет построен в Германии, хотя в перспективе собираются возводить подобные дома и в южных районах России. Появился план "солнечной" деревни в Краснодарском крае. Фирма "Солнечный ветер" г. Краснодар и завод "Красное знамя" г. Рязань готовы поставить для нее солнечные модули и фотоэлементы.
Возможно, российские "солнечные" дома, особенно в сельской местности, будут больше тяготеть к деревянным конструкциям, чем на Западе, где дерево в большом дефиците. Но основная концепция энергосберегающего дома, по-видимому, должна быть единой - в Европе ли, в Америке или на необъятных просторах России.
Длины волн УФ-излучения лежат в интервале от 100 до 400 нанометров.
Как использовать солнечную энергию? Солнечные лучи используются для генерации фотоэлектрической энергии PV. Солнечную энергию используют фотогальванические элементы для преобразования солнечного света в электричество.
Второй способ использования энергии солнца — концентрация солнечной энергии CSP при помощи термодинамических солнечных электростанций. Способы использования солнечной энергии Способы использования солнечной энергии следующие: Солнечное освещение; Мобильные устройства, использующие энергию солнца; Транспорт на солнечных батареях. Солнечное освещение Эффективность уличного освещения может быть улучшена с помощью одного из самых простых методов — наружного солнечного освещения.
Беспроводные солнечные светильники предназначены для работы исключительно на солнечном свете, который предварительно был преобразован в электричество и аккумулирован в течении светового дня. Данные светильники не нуждаются в питании из электросети в ночное время. Эта форма освещения хорошо зарекомендовала себя в качестве экономичного и эффективного продукта, который может уменьшить счет за электроэнергию.
Солнечная энергия является эффективным, простым и доступным средством для питания уличных фонарей и другого наружного освещения, таких как ландшафтное освещение и уличные гирлянды. Этот экономичный метод освещения также снижает вероятность остаться без света из-за перебоев поставок электроэнергии, вызванных неполадками в электросетях. Солнечное отопление Солнечные водонагреватели и обогреватели также могут быть эффективным способом обогрева вашего дома, без установки солнечных панелей.
Обогреватели поглощают солнечные лучи, преобразуя их в тепловую энергию, используя либо жидкость, либо воздух в качестве теплоносителя. Системы солнечного теплоснабжения могут быть пассивного или активного типа. Пассивные системы используют естественную циркуляцию теплоносителя за счет естественной конвекции.
В активных системах циркуляция теплоносителя осуществляется за счет насосов. Основным преимуществом использования солнечной тепловой технологии является то, это экономичное средство для обогрева вашего дома. Мобильные устройства, использующие энергию солнца.
Портативная электроника потребовала портативного зарядного решения для потребителей, и солнечная энергия предоставляет такое решение. Зарядные устройства на солнечных батареях могут заряжать мобильные устройства, такие как электронные книги, планшеты и мобильные телефоны, фонарики. Транспорт на солнечных батареях Транспорт на основе фотоэлектрической энергии — один из инновационных вариантов использования энергии солнца.
Метро, автобусы, самолеты, автомобили и даже поезда — все они могут получать энергию от солнца. К примеру, солнечные автобусы уже обеспечили себе репутацию в Китае.
Агривольтаика Принято считать, что идеальным местом для установки солнечных батарей являются бескрайние пустыни нашей планеты. Света здесь много, а облаков практически нет. Проблема в том, что генерирующие ток панели не любят жару. Наиболее эффективно они работают при температуре менее 25 градусов по Цельсию.
Однако в умеренном климате им не так просто найти достаточное количество свободных площадей. В нулевых годах началось постепенное внедрение кажущегося беспроигрышным решения - агривольтаики. Технология подразумевает установку солнечных панелей прямо над полями с сельскохозяйственными культурами. Это не только устраняет необходимость в расчистке дополнительного места под сами батареи, но и позволяет охлаждать их с помощью той воды, которую испаряют находящиеся под ними растения. В 2019 году исследователи из Аризонского университета не поленились выяснить, что в период с мая по июль такие солнечные панели давали на три процента больше энергии, чем обычные. Вроде бы не очень много, однако не следует забывать, что это непрерывный процесс, и даже небольшая выгода со временем превращается в весьма ощутимую прибавку.
Инженеры в настоящее время пытаются распространить данную концепцию на водоёмы. Технология уже получила название: «флотовольтаика». Здесь панели размещаются над водной гладью, испарения которой также призваны увеличивать производительность батарей посредством их охлаждения до оптимальной температуры. Солнечные трекеры Конструкторы стараются выжимать из солнечных панелей максимум. Одним из самых очевидных решений здесь кажется постоянный поворот батарей в сторону источника энергии. Генерирующие ток элементы наиболее эффективны, когда лучи падают на них прямо, а не под углом.
Поэтому традиционно они устанавливались в позиции, в которой на них наибольшее количество времени светит Солнце.
Поначалу задачи солнечной энергетики не простирались дальше энергообеспечения локальных объектов, например труднодоступных или удаленных от центральной энергосистемы. Еще в 1975 г. Принцип действия солнечных электростанций: Но, конечно, для старта солнечной энергетики — даже без учета экономической составляющей — требовалась существенно большая эффективность.
И ее удалось в какой-то степени добиться. Стоимость одного ватта установленной электрической мощности на полупроводниковых фотоэлементах снизилась до 2 долларов. Еще в советское время было рассчитано, что установленные в районе Аральского моря 4 тыс. Некоторые из этих станций еще работают, многие прекратили функционирование, но можно с уверенностью утверждать, что они не могут принципиально конкурировать с современными солнечными фотоэлектрическими системами.
Сильные стороны солнечной энергетики всем очевидны и в пространных пояснениях не нуждаются. Во-первых, ресурсов Солнца хватит надолго — продолжительность существования звезды оценивается учеными примерно в 5 млрд. Во-вторых, использование солнечной энергии не грозит выбросами парниковых газов, глобальным потеплением и общим загрязнением окружающей среды, то есть не влияет на экологический баланс планеты. Фотоэлектрическая станция мощностью 1 МВт за год производит порядка 2 млн.
Тем самым предотвращается эмиссия углекислого газа по сравнению с топливной электростанцией в следующих объемах: на газе около 11 тыс. К узким местам солнечной энергетики относятся, во-первых, все еще недостаточно высокий КПД, во-вторых, недостаточно низкая себестоимость киловатт-часа — то, что вызывает вопросы в связи с широким использованием любого возобновляемого источника энергии. К этому добавляется тот факт, что изрядное количество солнечных излучений у поверхности Земли рассеивается неконтролируемо. Экологическая безопасность тоже, строго говоря, под вопросом — ведь как быть с утилизацией отработанных элементов, пока неясно.
Ну и, наконец, степень изученности солнечной энергетки — что бы ни говорили — пока далека от совершенства. Использование Сегодня солнечная энергия наиболее активно используется в трех целях: отопление и горячее водоснабжение, а также кондиционирование воздуха; конвертация в электрическую энергию с помощью солнечных фотоэлектрических преобразователей; масштабное производство электроэнергии на основе теплового цикла. Солнечную энергию не обязательно конвертировать в электрическую, а вполне можно использовать как тепловую. Например, для отопления и горячего водоснабжения жилых и промышленных объектов.
В основе принципа работы конструкции солнечных нагревательных систем — нагревание антифриза. Затем тепло передается в баки-аккумуляторы, расположенные обычно в подвале, и расходуется оттуда. Одним из крупнейших потенциальных потребителей фотоэнергетики является сельскохозяйственный сектор, который самостоятельно способен потреблять сотни мегаватт пиковой энергии фотоэнергосистем в год. К этому можно добавить навигационное обеспечение, энергообеспечение систем телекоммуникаций, систем для курортно-оздоровительного и туристического бизнеса, а также коттеджей, уличных солнечных фонарей и т.
Сегодня всерьез рассматривается возможность абсолютно фантастических, с точки зрения обывателя, способов применения солнечной энергетики. Например, проекты орбитальных солнечных станций или, что еще фантастичнее, солнечных электростанций на Луне. И такие проекты действительно есть. В космосе концентрация солнечной энергии значительно выше по сравнению с нашей голубой планетой.
Передача энергии на Землю возможна с помощью направленного светового лазерного или сверхвысокочастотного СВЧ излучения. Научные доклады Использование энергии Солнца на Земле краткий доклад, расскажет Вам о возможностях ее применения с пользой для человека. Использование Солнечной энергии на Земле Солнце представляет собой светящийся огромный газовый шар, в котором протекают достаточно сложные процессы и постоянно выделяется энергия. Благодаря ей существует жизнь на нашей планете: нагревается атмосфера и поверхность планеты, дуют ветра, нагреваются океаны и моря, произрастают растения и так далее.
Солнечная энергия способствует образованию ископаемым видам топлива, преобразовывается в теплоту и холод, электричество и движущую силу. Светило испаряет воду, влагу превращает в водные капли, образует туманы и облака. Одним словом, энергия Солнца создает гигантский круговорот влаги на планете, систему воздушного и водяного отопления планеты. Когда солнечный свет попадает на растения, то вызывает у них процесс фотосинтеза, рост и развитие.
Прогревая почву, он формирует ее климат, давая жизненную силу микроорганизмам, семенам растений и все существам, которые населяют почву. Без солнечной энергии живые организмы были бы в состоянии спячки анабиоза. Примеры использования солнечной энергии в народном хозяйстве Солнечная энергия — это восстанавливаемый естественным путем источник энергии и, что важно, экологически безопасный. Ученые со всего мира работают над расширением возможности ее использования.
Во многих странах созданы государственные программы для разработки технологий применения солнечной энергии.
Реферат: Солнечная энергия и перспективы ее использования
Наибольшее распространение получил способ, когда на поверхности земли устанавливают большие панели с фотоэлементами. При освещении их солнечным светом происходит «выработка» электричества. Солнечная электростанция (СЭ) – техническое сооружение для получения электрической энергии от солнечного излучения. На практике используются разные способы преобразования, но самый массовый и перспективный – фотоэлектрический. Концентрирование солнечного света связано с тем, что вам не надо закладывать большие площади. Вы с больших площадей собираете свет, например, зеркалами или линзами, и при этом на солнечный элемент у вас падает 100 солнц, 500 солнц, 1000 солнц. Значит, эффективность у солнечной станции изначально будет выше. Для обеспечения Земли энергией Солнца, при потреблении планетой примерно 25 триллионов киловатт-часов, понадобится 6000 км² солнечных батарей — четыре площади Санкт-Петербурга.
Исследовательский проект на тему СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА Солнце
Выходная мощность фотоэлектрической системы также зависит от температуры окружающей среды, скорости ветра, солнечного спектра, местных условий загрязнения и других факторов. Энергия ветра на суше, как правило, является самым дешевым источником электроэнергии в Северной Евразии , Канаде , некоторых частях Соединенных Штатов и Патагонии в Аргентине, тогда как в других частях мира в основном используется солнечная энергия или реже комбинация ветра, солнца и других видов энергия с низким содержанием углерода [28]. Места с наибольшей годовой солнечной радиацией находятся в засушливых тропиках и субтропиках. Пустыни, лежащие в низких широтах, обычно имеют мало облаков и могут получать солнечный свет более десяти часов в день [29].
Гипотеза Если старые способы выработки электроэнергии изживают себя в новом веке, постепенно становясь неактуальными и нерациональными по использованию, то альтернативные источники энергии будут достойной им заменой. Цель работы Изучение использования Солнечной энергии, возможностей замены «ископаемой энергии» на энергию Солнца. Задачи - изучить литературные источники по данной теме, найти информацию в сети интернет; - рассмотреть возможность использования различных видов преобразователей энергии солнца. Основная часть Общепризнано, что основным фактором развития цивилизации является использование источников энергии. В основном мы используем традиционные энергоресурсы, такие как - нефть, уголь, природный газ. Например, в год в мире потребляется столько нефти, сколько ее образуется за 2 млн. В связи с этим последнее время большое внимание уделяется так называемым возобновляемым источникам энергии, таким как энергия ветра, солнца, прилива и т.
Солнце улыбнулось землянам...
Солнечная энергия. Солнечная энергия — сегодня один из наиболее реальных видов альтернативной энергии, применяемый на практике. Общее количество солнечной энергии, доходящей до поверхности Земли за 7 дней, намного превосходит энергию всех запасов нефти, газа, угля и урана на планете. При использования энергии Солнца нет отходов. Никакие радиоактивные полураспавшиеся материалы не нужно захоранивать под землей, на дне или в космосе. Солнечные элементы батареи 1. Солнечные элементы батареи Солнечная батарея — объединение фотоэлектрических преобразователей фотоэлементов — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток. Солнечные батареи бывают различного размера: от встраиваемых в микрокалькуляторы до занимающих крыши автомобилей и зданий История применения солнечной энергии 1. История применения солнечной энергии.
В период с 2008 по 2013 год цена на солнечные батареи упала более, чем на 50 процентов. Такое было невообразимо ещё несколько лет назад. В то время как технологии постепенно становятся всё более доступными, вопрос встаёт о принятии их в массах. Итак, каково же возможное развитие солнечной энергии? Каждая новая технология открывает возможности для бизнеса. Tesla и Panasonic уже планируют открытие огромного завода по производству солнечных панелей в Буффало, штат Нью-Йорк. PowerWall, разработанный компанией Tesla Motors, является одним из самых известных бытовых устройств хранения энергии в мире. Крупные игроки - не единственные, кто выигрывает от развития этой технологии.
Землевладельцы и фермеры смогут сдавать в аренду свои территории под строительство новых солнечных ферм. Спрос на кабели среднего напряжения так же может возрасти, потому как батареи необходимо подключить к сети.