Paano gumagana ang enerhiya ng enerhiya ng araw sa lupa?

Ang makalangit luminaire ay nagbibigay sa amin ng isang libreng malaking halaga ng enerhiya. Sa loob lamang ng 15 minuto, binibigyan ng bituin ang ating planeta ang dami ng enerhiya, na sapat ang sangkatauhan upang magbigay ng kuryente sa loob ng isang taon. Ang kalidad at pagiging epektibo ng solar cells ay patuloy na pinabuting at nagiging mas mura. Gayunpaman, hanggang sa paggamit ng mass ng enerhiya ng araw ay malayo. Mayroong maraming mga problema na partikular na talamak ang kahusayan ng kagamitan para sa pag-convert ng solar radiation. Higit sa lahat ang tungkol sa photovoltaic elemento na ang pagiging epektibo ay namamalagi sa hanay ng 12─17 porsiyento. Ngunit sa kalagitnaan ng huling siglo, ito ay umabot sa tungkol sa 1%. Kaya ang pag-unlad ay unti-unting napupunta, bagaman hindi mabilis. Samakatuwid, sa hinaharap, ang enerhiya ng araw ay dapat kumuha ng isang karapat-dapat na lugar sa mundo ng enerhiya. Sa materyal na ito ito ay tungkol sa paggamit ng solar energy sa pang-ekonomiyang aktibidad sa lupa. Pag-usapan natin ang mga problema at prospect, at magbigay din ng mga halimbawa ng kagamitan.

Ang araw ay nagsisilbing isang paunang pinagkukunan ng lahat ng proseso ng enerhiya sa lupa. Ang bituin ay nagpapadala ng 20 milyong exjuagues para sa ating planeta para sa taon. Mula noong lupain bilog Ito ay tungkol sa 25%. Mula sa enerhiya na ito, ang tungkol sa 70 porsiyento ay nasisipsip ng atmospera, na nakikita at napupunta sa iba pang mga pagkalugi. 1,54 milyong exjuaguele bawat taon ay bumaba sa ibabaw ng lupa. Ang figure na ito ay ilang libong beses na higit sa pagkonsumo ng kuryente sa planeta. Bilang karagdagan, ang halaga na ito ay 5 beses na mas mahaba kaysa sa buong potensyal ng enerhiya ng hydrocarbon fuel na naipon sa Earth para sa milyun-milyong taon.

Ang isang malaking proporsyon ng enerhiya na ito sa ibabaw ng planeta ay nagiging init. Pinapainit nito ang lupa at tubig, at ang hangin ay pinainit mula sa kanila. Ang init mula sa araw ay tumutukoy sa daloy ng karagatan, ang ikot ng tubig sa kalikasan, daloy ng hangin, atbp. Ang init ay unti-unting nagpapalabas sa espasyo at nawala doon. Sa ecosystem ng planeta, ang enerhiya ay pumasa sa isang mahaba at kumplikadong landas ng pagbabagong-anyo, ngunit isang maliit na bahagi lamang ang ginagamit mula sa dami ng dami. Bilang resulta, ang ecosystem ay gumagana, ay hindi nagpapasama sa kapaligiran at gumagamit ng isang maliit na bahagi ng enerhiya na nagbibigay ng hanggang sa lupa. Mula dito maaari mong tapusin na ang pare-pareho ang stream ng enerhiya ng araw sa lupa ay pare-pareho at dumating sa overvoltage.

Ang mga halaman sa lupa ay kumakain lamang ng 0.5 porsiyento ng enerhiya na umaabot sa lupa. Samakatuwid, kahit na ang sangkatauhan ay umiiral lamang sa kapinsalaan ng enerhiya ng araw, sila ay ubusin lamang ang kanyang bahagi. Ang enerhiya ng araw sa lupa ay sapat na para sa mga pangangailangan ng enerhiya ng sibilisasyon. Kasabay nito, kinukuha lamang namin ang isang maliit na bahagi ng enerhiya, at hindi ito makakaapekto sa biosphere. Ang araw ay nagpapadala ng isang malaking halaga ng enerhiya sa lupa. Sa loob ng ilang araw, ang numero nito ay lumampas sa potensyal ng enerhiya ng lahat ng mga expe ng gasolina. Kahit na isang third ng dami na ito, na bumagsak sa lupa, ay libu-libong beses ang buong tradisyonal na pinagkukunan ng enerhiya.

Ang enerhiya ng solar ay environment friendly. Siyempre, ang mga nuclear reactions na dumadaan sa araw ay bumuo ng radioactive contamination. Ngunit ito ay nasa ligtas na distansya mula sa lupa. Ngunit ang pagsunog ng mga hydrocarbons at nuclear power plant ay lumikha ng kontaminasyon sa lupa. Bilang karagdagan, ang enerhiya ng araw ay pare-pareho at naroroon sa labis na halaga.

Maaari naming sabihin na ang enerhiya ng araw ay walang hanggan. Sinasabi ng ilang eksperto na ang bituin ay lalabas sa ilang bilyong taon. Ngunit anong halaga ang mayroon ito para sa amin? Pagkatapos ng lahat, ang mga tao ay umiiral tungkol sa 3 milyong taon. Upang ang paggamit ng solar energy ay hindi limitado sa oras. Salamat sa enerhiya na ibinibigay ng araw, nagaganap ang 2 cycle ng mga sangkap sa lupa. Ang isa sa kanila ay malaki (kahit na tinatawag na geological). Ito ay ipinahayag sa ikot ng kapaligiran at ang mga nabubuhay na masa. Pati na rin ang isang maliit na biological (kahit na tinatawag na biotic) cycle, na gumagana sa batayan ng malaking isa. Binubuo ito sa cyclic redistribution ng enerhiya at sangkap sa loob ng mga hangganan ng mga sistema ng kapaligiran. Ang mga cyphans ay konektado sa pagitan ng kanilang sarili at isang solong proseso.

Ano ang mga problema kapag gumagamit ng solar energy?

Tila ang lahat ay mabuti at kailangang pumunta sa paggamit ng enerhiya ng Araw. Lumalabas na may ilang mga problema. Ano? Ang pangunahing problema ay na ang papasok na enerhiya ay malakas na nawawala. Ang isang metro kuwadrado ay bumaba tungkol sa 100─200 watts. Ang eksaktong halaga ay nakasalalay sa lokasyon ng lugar na ito sa Earth. Bilang karagdagan, ang araw ay kumikinang sa hapon, at ang kapangyarihan sa oras na ito ay umabot sa 400-900 watts bawat metro kuwadrado. At sa gabi, ang enerhiya ay hindi dumating, at ang maulap na panahon ay mas mababa. Iyon ay, sa ilang sandali kailangan mong kolektahin ang lahat ng daloy ng enerhiya na ito at makaipon. At kapag ang sikat ng araw sa lupa ay hindi mahulog, gamitin ang naipon na enerhiya.

Kolektahin ang enerhiya ng Araw. iba't ibang paraan. Natural ay itinuturing na mangolekta ng init para sa pagpainit ang coolant, at pagkatapos ay gamitin nito sa home heating system o sa supply ng mainit na tubig. At ang karaniwang paraan ng pagbabagong-anyo ng solar energy ay upang makakuha ng kuryente. Ang lahat ng mga pag-install na ito ay ginawa parehong pabrika at nagmamay-ari ng kanilang sariling mga kamay. Ang ilang mga craftsmen ay gumagawa ng mga heaters sa karaniwang window ng apartment o sa bahay. Ito ay lumiliko ng karagdagang pag-init ng kuwarto. At ginagamit din ang mga kolektor at helium para sa pagbuo ng kuryente sa mga pribadong tahanan. Gayunpaman, ang paggamit ng mga thermal collectors ay limitado sa mga kondisyon ng klimatiko. At ang mga solar panel para sa pag-convert ng solar energy sa kuryente ay mababa ang kahusayan.

Ngunit sa pangkalahatan, ang mga sistema ng helium ay isang napaka-promising sektor ng enerhiya. Ito ay nagkakahalaga ng isang maliit na mas epektibo sa presyo ng mga carrier ng enerhiya, at sila ay magiging napaka-demand. Maraming mga distrito sa lupa, kung saan ang araw ay halos patuloy na nagniningning. Ito ang mga hakbang, disyerto. Kapag ang pag-install ng mga solar power plant at ang produksyon ng kuryente ay maaaring nilagyan ng lupaing ito at gawin itong mayaman. Ang enerhiya ay gugugol sa suplay ng tubig at mga pangangailangan ng populasyon.

Mga iskursiyon sa nakaraan

Minsan sa malalim na antiquity, ang mga pagano ay nakikita ang araw bilang isang diyos. Siyempre, sa panahong iyon, ang paggamit ng solar energy ay wala, dahil dito. Ito ay isang bagay na nakapagtataka. Ngunit ang unang pagtatangka na gumamit ng solar energy ay kinuha para sa isang mahabang panahon. Kung hindi mo isinasaalang-alang ang alamat ng sinunog sa tulong ng puro solar fleet energy in Ancient Greece.Ang kasalukuyang paggamit ng enerhiya ng araw ay nagsimula sa XIXXX siglo. Noong 1839, binuksan ng siyentipiko si Becquer ang photo galvanic effect. Pagkatapos ng ilang dekada, ang Charles Fritts ay bumuo ng isang solar module, ang batayan na naging selenium na sakop ng ginto. Ang unang solar panels, na inilabas noong ika-20 siglo ay may kahusayan ng hindi hihigit sa 1%. Ngunit sa oras na iyon ito ay isang tunay na pambihirang tagumpay. Bilang resulta, binuksan ang mga bagong horizons para sa pananaliksik at mga bagong tuklas para sa mga siyentipiko.

Si Albert Einstein ay gumawa rin ng malaking kontribusyon sa pag-unlad ng solar energy. Siyempre, kabilang sa mga tagumpay nito, ang teorya ng relativity ay madalas na nabanggit. Ngunit natanggap niya ang kanyang Nobel Prize para sa pag-aaral ng kababalaghan ng isang panlabas na epekto ng larawan. Ang teknolohiya ng solar panels para sa kuryente ay patuloy na pinabuting. Samakatuwid, may pag-asa na malapit na nating saksi ang mga bagong nakamamanghang pagtuklas sa lugar na ito.

Solar energy use.

Ang lugar ng paggamit ng enerhiya ng araw ay lubos na lapad at patuloy na lumalawak. Dito maaari mong banggitin kahit na tulad ng isang simpleng bagay, tulad ng isang tag-init shower tangke sa tuktok. Ito ay pinainit mula sa araw at maaari mong hugasan. Ang paggamit ng mga sistema ng Helose para sa mga pribadong bahay ay medyo tila hindi kapani-paniwala, at ngayon ay naging isang katotohanan. Ngayon maraming mga solar collectors para sa heating household at produksyon ng mga lugar. Mayroon nang mga modelo na may kakayahang magtrabaho sa mga negatibong temperatura. Bilang karagdagan, puno ng lahat ng uri ng mobile para sa singilin ang mga mobile na gadget, calculators, at iba pang kagamitan na may pagkain mula sa photovoltaic panel.

Ang enerhiya ng araw ay kasalukuyang ginagamit sa mga lugar ng pambansang ekonomiya bilang:

• Kapangyarihan supply ng mga pribadong bahay, boarding bahay, sanatoriums;
• Ang supply ng enerhiya ng mga pakikipag-ayos na matatagpuan malayo mula sa imprastraktura ng lungsod;
• Agrikultura;
• Cosmonautics;
• Ecotourism;
• Street lighting, pandekorasyon illumination sa cottage site;
• Pabahay at mga utility;
• Singilin ang aparato.

Ang ilang mga dati na enerhiya ng araw at ang mga nauugnay na teknolohiya ay ginagamit lamang sa mga astronautics at militar na globo. Sa tulong ng mga photocells, ang enerhiya ng mga satellite, iba't ibang mga istasyon ng mobile at iba pa ay ibinigay. Ngunit unti-unti ang solar energy ay nagsimulang magamit sa pang-araw-araw na buhay at produksyon. Ngayon ay kadalasan posible upang matugunan ang mga heliosystem sa mga rehiyon sa katimugang. Kadalasan ginagamit ang mga ito sa pribadong sektor, pati na rin sa isang maliit na negosyo sa turista (sanatorium, mga bahay ng bakasyon, atbp.).

Ang araw ay isa sa pinakaligtas at hindi mauubos na mapagkukunan ng enerhiya. Ang paggamit ng komunikasyong ito ay isang bagay ng kaligtasan sa kapaligiran at kahusayan sa ekonomiya ng anumang industriya o bansa. Ang ganitong pinagmumulan ng enerhiya habang ang araw ay may maraming makabuluhang pakinabang sa iba, popular. Hindi ito lalabas at maaaring magbigay ng isang tao ng isang malaking halaga ng mga kilowat na oras, ito ay kapaligiran friendly at pangkabuhayan, ang araw ay magagamit para sa anumang sulok ng lupa at maaaring i-save ang likas na yaman, karapat-dapat sa bawat tinadtad na puno at isang pinakuluang carbon.

Ang solar energy ay naibalik, ibig sabihin, maaaring umiiral nang walang interbensyon ng tao sa kalikasan, sa kaibahan sa atomic energy, ang araw ay hindi makakasira sa kapaligiran at pinapanatili ang kadalisayan ng mga kagubatan at ilog sa orihinal na anyo.

Mga halimbawa ng paggamit

Kunin ang karaniwan sa solar panels - ito ang pinaka-elementarya halimbawa ng paggamit ng solar energy at i-on ito sa mga de-koryenteng, madilim na ibabaw ay maaaring epektibong maunawaan ang mga ray at gamitin ang enerhiya ng shone, transforming ito sa thermal. Ang mga espesyal na teknolohiya na mga advanced na tagumpay sa agham at teknolohiya, ay matagal nang ginagamit upang mangolekta at mag-imbak ng solar energy, na pinamamahalaang matagumpay na palitan ang gasolina sa mga kotse, sumpain at liwanag sa bahay.

Ang paggamit ng mga heograpikal na tampok ng lokasyon ng mga o iba pang mga gusali kasama ang mga modernong materyales ay nagbibigay-daan sa sangkatauhan na ganap na lumipat sa enerhiya liwanag ng araw Sa kasong ito, lahat modernong paraan Ang mga komunikasyon: telebisyon, internet at iba pang mga amenities ay patuloy na gumana gaya ng dati. Ang mga gusaling ito ay nailalarawan sa kalinisan sa kapaligiran at mataas na ekonomiya.

Ang mga espesyal na elemento na nag-transcribe ng solar energy ay matagumpay na ginagamit sa mga teknolohiya ng espasyo, ang mga modernong satellite at mga istasyon ng espasyo ay nilagyan ng mga espesyal na baterya na kumakain sa mga ray ng pangkalahatang shone. Ang solar energy ay maginhawa upang gamitin at magagamit kahit na sa ligaw at pinaka-malayong sulok ng globo, kung saan ang mga komunikasyon at mga linya ng kuryente ay napakahirap o imposible.

Paggamit ng elektrikal na enerhiya sa. purong Form Ito ay hindi laging maginhawa, kaya nga maraming mga sistema ang gumagamit ng halo-halong pinagkukunan ng kuryente, na pinagsasama ang araw at tradisyonal na uri ng enerhiya.

Ang enerhiya ng araw ay isang photon stream lamang. Kasabay nito, ito ay isa sa mga pangunahing salik na matiyak ang pagkakaroon ng buhay sa aming biosphere. Samakatuwid, ito ay medyo natural na ang sikat ng araw ay aktibong ginagamit ng isang tao hindi lamang sa isang klimatiko aspeto, kundi pati na rin bilang isang alternatibong mapagkukunan ng enerhiya.

Kung saan ginagamit ang solar energy.

Ang saklaw ng paggamit ng enerhiya ng araw ay napakalawak, at bawat taon ay nagiging mas at higit pa. Kaya, kahit na kamakailan lamang, ang dacha shower ng bansa na may sun heater ay itinuturing bilang isang bagay na hindi pangkaraniwang, at ang posibilidad ng paggamit ng sikat ng araw para sa mga gawang bahay na grids at tila hindi kapani-paniwala. Ngayon, walang sinuman ang hindi sorpresahin hindi lamang autonomous hellication, kundi pati na rin ang mobile na singilin sa solar panels at kahit maliit na appliances (halimbawa, para sa oras) operating sa photovoltaic epekto.

Sa pangkalahatan, ang paggamit ng solar energy ay napaka-demand sa mga lugar tulad ng:

• Agrikultura;
• Kapangyarihan supply ng sanatoriums at boarding bahay;
• Space industry;
• Mga aktibidad sa kapaligiran at ecotourism;
• Electrification ng remote at hard regions;
• Kalye, hardin at pandekorasyon na ilaw;
• Pabahay at mga utility sektor (DHW, pagtanggap ng liwanag);
• Mobile Technology (mga gadget at singilin ang mga module sa solar na baterya).

Noong nakaraan, ang enerhiya ng araw ay pangunahing ginagamit sa industriya ng espasyo (supply ng enerhiya ng mga satellite, istasyon, atbp.) At sa industriya, ngunit sa paglipas ng panahon, ang alternatibong enerhiya ay nagsimulang aktibong bumuo sa pang-araw-araw na buhay. Ang isa sa mga unang bagay na nilagyan ng solar installation ay naging ang Southern Pension at sanatoriums, lalo na matatagpuan sa mga liblib na lugar.

Solar installation at ang kanilang mga pakinabang

Ang matagumpay na paggamit ng unang heliomoodules ay napatunayan na ang enerhiya ng sikat ng araw ay may mass gain sa harap ng mga tradisyunal na pinagkukunan. Dati, tanging ang kalikasan at kawalan ng pagkaubos (pati na rin ang libreng) ng sikat ng araw ay tinatawag na mga pangunahing pakinabang ng Helix.

Ngunit sa katunayan, ang listahan ng mga bentahe ay mas malawak:

• Autonomiya, dahil walang panlabas na enerhiya amms ang kinakailangan;
• Power supply katatagan, dahil sa mga detalye ng solar kasalukuyang ay hindi napapailalim sa boltahe jump;
• Kahusayan, dahil ang mga paraan ay ginugol nang isang beses lamang, kapag nag-i-install ng pag-install;
• Solid operating resource (higit sa 20 taon);
• Ang paggamit ng lahat-ng-season, ang mga pag-install ng solar ay epektibong gumagana kahit na sa hamog na yelo at ulap (na may bahagyang pagbaba sa kahusayan);
• Ang pagiging simple at kaginhawaan ng serbisyo, dahil kailangan lamang itong paminsan-minsan facials. Mga panel mula sa polusyon.

Ang tanging kawalan ay maaaring tawagin lamang ang pagtitiwala sa araw at ang katunayan na ang mga naturang pag-install ay hindi gumagana sa gabi. Ngunit ang problemang ito ay nalutas sa pamamagitan ng pagkonekta ng mga espesyal na baterya, kung saan ang enerhiya ng sikat ng araw ay naipon bawat araw.

PhotoEnergia.

Ang PhotoEnergia ay isa sa dalawang paraan upang gamitin ang radiation ng Araw. Ito ay isang permanenteng kasalukuyang ginawa ng impluwensya ng sikat ng araw. Mayroong tulad ng isang pagbabagong-anyo sa tinatawag na photonomile, na, sa katunayan, ay isang dalawang-layer na istraktura ng dalawang semiconductors ng iba't ibang uri. Ang mas mababang semiconductor ay tumutukoy sa P-type (na may kapansanan ng mga electron), ang itaas na isa - sa n-type na may labis na mga electron.

Ang mga elektron ng N-konduktor ay sumipsip ng enerhiya ng mga sinag ng araw na bumabagsak sa kanila at iniwan ang kanilang mga orbit, at ang enerhiya na salpok ay sapat na upang lumipat sa p-konduktor zone. Kasabay nito, ang isang direktang daloy ng elektron na tinatawag na photocurrent ay nabuo. Sa madaling salita, ang buong istraktura ay gumagana bilang mga kakaibang electrodes kung saan ang koryente ay nabuo sa ilalim ng impluwensya ng Araw.

Mag-apply ng silikon para sa produksyon ng mga larawan. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang silikon ay una, laganap, at pangalawa, ang pang-industriya na pagproseso ay hindi nangangailangan ng mataas na gastos.

Ang mga Potse ng silikon ay:

• Monocrystalline. Ang mga ito ay gawa sa solong kristal at naiiba sa isang pare-parehong istraktura na may bahagyang mas mataas na kahusayan (humigit-kumulang 20%), ngunit mas mahal ito.
• Polycrystalline. Magkaroon ng hindi pantay na istraktura sa pamamagitan ng paggamit ng mga polycrystals at isang bahagyang mas mababang kahusayan (15-18%), ngunit mas mura sa pamamagitan ng mga monologies.
• Manipis na pelikula. Ginawa sa pamamagitan ng pag-spray ng walang hugis silikon sa isang manipis-film substrate. Ang mga ito ay nakikilala sa pamamagitan ng nababaluktot na istraktura at ang pinakamababang gastos sa produksyon, gayunpaman mayroon silang dalawang beses ang mga sukat kumpara sa mala-kristal na analogues ng parehong kapangyarihan.

Ang mga application ng bawat uri ng mga cell ay napakalawak at tinutukoy ng kanilang mga tampok sa pagpapatakbo.

Solar collectors.

Ginagamit din ang Helicollectors bilang solar energy converters, ngunit ang prinsipyo ng kanilang pagkilos ay ganap na naiiba. Binabago nila ang ilaw ng insidente ay hindi elektrikal, ngunit sa thermal energy dahil sa pag-init ng likidong coolant. Ilapat ang mga ito para sa DHW, o para sa heating houses. Ang pangunahing elemento ng anumang kolektor - absorber, ito ay ang init-silindro. Ang absorber ay alinman sa isang flat plate, o isang tubular vacuumized system, sa loob na circulates ang coolant (ito o simpleng tubig, o antifreeze). Bukod dito, ang absorber ay kinakailangang lumiliko sa isang itim na kulay ng espesyal na pintura upang madagdagan ang mga coefficients ng pagsipsip.

Ito ay sa pamamagitan ng uri ng mga absorber collectors hatiin sa flat at vacuum. Sa flat, ang heat-container ay ginanap sa anyo ng isang metal plate, kung saan ang metal cooler na may coolant ay soldered sa ibaba. Ang vacuum absorber ay gawa sa ilang magkakaugnay sa mga dulo ng glass tubes. Ang mga tubo ay doble, may vacuum sa pagitan ng mga dingding, at ang pamalo na may coolant ay inilagay sa loob. Ang lahat ng mga rod ay nakikipag-usap sa bawat isa sa pamamagitan ng mga espesyal na konektor sa larangan ng pipe joints.

Ang mga absorbers ng parehong mga uri ay inilalagay sa isang matibay na pabahay ng liwanag (kadalasan - mula sa aluminyo o shockproof plastik) at mapagkakatiwalaang init na insulated mula sa mga dingding. Ang front side ng katawan ay sarado na may transparent shock-resistant glass na may maximum permeability para sa photons. Nagbibigay ito ng mas mahusay na pagsipsip ng solar energy.

Mga tampok ng paggana

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng parehong uri ng mga kolektor ay katulad. Pag-init sa isang kolektor sa mataas na temperatura, ang coolant ay pumasa sa pamamagitan ng pagkonekta hoses sa tangke ng palitan ng init, na puno ng tubig. Sa pamamagitan ng tangke, pumasa ito sa isang ahas tube, na nagbibigay sa kanyang init ng tubig. Ang cooled coolant ay lumabas ng tangke at fed pabalik sa kolektor. Sa katunayan, ito ay isang uri ng "maaraw" boiler ", lamang sa halip ng heating spiral ay gumagamit ng isang serpentine sa tangke, at sa halip ng kapangyarihan grid - sikat ng araw.

Ang mga nakakatawang pagkakaiba ay tumutukoy sa pagkakaiba sa paggamit ng vacuum at flat reservoir. Ang paggamit ng solar radiation na may mga modelo ng vacuum ay posible sa buong taon, kabilang ang taglamig at sa offseason. Ang mga pagpipilian sa flat ay mas mahusay na gumagana panahon ng tag-init. Gayunpaman, ang mga ito ay mas mura at mas madali kaysa sa vacuum, kaya sila ay mahusay na angkop para sa mga pana-panahong layunin.

Solar energy sa mga lungsod (ecodom)

Ang HelioEnergy ay aktibong ginagamit hindi lamang para sa mga pribadong bahay, kundi pati na rin para sa mga istruktura ng lunsod. Bilang isang tao ay gumagamit ng solar energy sa megalopolis, hindi mahirap hulaan. Ginagamit din ito para sa pag-init at DHW ng mga gusali, at madalas na integer quarters.

Sa mga nakaraang taon, ang mga konsepto ng mga extoma na ganap na nagtatrabaho sa mga alternatibong mapagkukunan Enerhiya. Gumamit sila ng pinagsamang mga sistema na tinitiyak ang epektibong produksyon ng solar, hangin at thermal energy ng Earth. Kadalasan ang gayong mga bahay ay hindi lamang ganap na sumasaklaw sa kanilang mga pangangailangan sa enerhiya, kundi pati na rin ang pagpapadala ng sobra sa mga lunsod na network. Bukod pa rito, kamakailan lamang, ang mga proyekto ng naturang ekonomiya ay lumitaw sa Russia.

Helliostancies at ang kanilang mga uri

Sa katimugang mga rehiyon na may mataas na insolasyon, hindi lamang hiwalay na helix, ngunit ang buong istasyon na bumubuo ng enerhiya sa isang pang-industriya na sukat ay itinayo. Ang halaga ng solar energy na ginawa ng mga ito ay napakalaki at maraming mga bansa na may angkop na klima na nagsimula nang unti-unti na pagsasalin ng buong sistema ng kapangyarihan sa naturang alternatibo. Sa prinsipyo ng pagpapatakbo ng istasyon ay nahahati sa photothermal at photoelectric. Ang unang gawain ayon sa mga pamamaraan ng mga kolektor at pinakain sa mga bahay na pinainit na tubig para sa DHW, ang pangalawang kuryente ay direktang ginawa.

Mayroong ilang mga uri ng mga helisitasyon:

• Tower. Pinapayagan na makakuha ng ultra-hot water vapor na ibinigay sa generators. Sa gitna ng istasyon, ang tore na may tangke ng tubig ay nakabatay, ang Helostats (salamin) ay inilalagay sa paligid nito, na tumutuon sa mga ray sa tangke. Ito ay lubos na epektibong istasyon, ang pangunahing sagabal ay ang pagiging kumplikado ng tumpak na pagpoposisyon ng mga salamin.
• Tinadtad. Binubuo mula sa receiver helioenergy at reflector. Ang reflector ay isang plate mirror na nakatuon sa radiation sa receiver. Ang ganitong solar energy concentrators ay matatagpuan sa isang mababang distansya mula sa receiver, at ang kanilang numero ay tinutukoy ng kinakailangang kapangyarihan sa pag-install.
• Parabolic. Ang mga tubo na may coolant (karaniwang - langis) ay inilalagay sa pokus ng isang mahabang parabolic mirror. Ang preheated oil ay nagbibigay ng heating heat, siya ay bumabok at umiikot sa mga generator.
• Aerostate. Sa katunayan, ang mga ito ang pinaka mahusay at mobile hellication sa Earth. Ang kanilang pangunahing elemento ay isang aerostat na may photovoltaic layer na puno ng singaw ng tubig. Ito ay tumataas na mataas sa atmospera (karaniwan sa itaas ng mga ulap). Ang mga preheated couples mula sa isang nababaluktot na pipeline ng singaw ay hinahain sa turbina, ang tubig ay condensed mula dito at ang tubig ay bumabalik sa bola. Ang pagkuha sa bola, tubig evaporates at ang cycle patuloy.
• Sa photoles. Ang mga ito ay pamilyar sa lahat ng mga pag-install sa solar panels, na ginagamit para sa mga pribadong bahay. Nagbibigay ang mga ito ng kuryente at pinainit na tubig sa nais na mga volume.

Ngayon ng iba't ibang uri Heliostanias (kabilang ang pinagsama, uniting maraming uri) Maglaro ng isang pagtaas ng papel sa enerhiya-at-trabaho ng maraming mga bansa. At itinayo ng ilang mga estado ang kanilang lakas sa isang paraan na sa loob ng ilang taon ay halos halos ganap na ipinadala sa mga alternatibong sistema.

Mayroong dalawang pangunahing direksyon para sa paggamit ng solar energy: ang produksyon ng mga de-koryenteng enerhiya at ang paghahanda ng enerhiya ng init (supply ng init). Ang paggamit ng solar generators ay pa rin sa unang yugto, ngunit ang paggamit ng solar heat supply para sa heating residential buildings ay sumasakop sa isang makabuluhang lugar sa pagsasanay sa mundo.

Kaya, sa USA noong 1977 mayroong mga 1000 solar house, noong dekada 90. Ang bilang ng mga ito ay lumampas sa 15,000. Ang mga pag-install ng solar para sa pag-init ng tubig ay may 90% ng mga bahay sa Cyprus at 70% sa Israel. Sa nakalipas na 15 taon, ang daan-daang libong gusali na may solar heating ay itinayo sa Japan, na naging posible na mabawasan ang mga emissions sa kapaligiran ng carbon dioxide at iba pang greenhouse gases.

Ang solar energy sa Russia ay ganap na hindi sapat, bagaman ang kalahati ng teritoryo nito ay paborable para sa paggamit ng mga kondisyon ng enerhiya ng solar - sa taon na ito ay natanggap ng hindi bababa sa 100 kWh / m 2, at sa mga lugar tulad ng Dagestan, Buryatia, Primorye, Astrakhan rehiyon, atbp. - Hanggang sa 200 kWh / m 2.

Ang enerhiya ng solar ay maginhawa para sa suplay ng enerhiya ng mga gusali. Ang mga pang-eksperimentong pag-aaral ay nagpakita, dahil lamang sa enerhiya ng sikat ng araw na bumabagsak sa mga nakapaloob na istruktura ng mga gusali, posible na ganap na malutas ang mga problema sa enerhiya na nauugnay sa kanilang heating, hot water supply, atbp.

May tatlong uri ng heliosystems na naghahain upang masiyahan ang mga thermal na pangangailangan ng gusali: passive, aktibo at halo-halong.

Sa passive heliosystems, ang gusali mismo ay nagsisilbing receiver at isang transduser ng solar energy, at ang pamamahagi ng init ay isinasagawa ng convention.

Ang pangunahing elemento ng isang mas mahal na aktibong heliosystem ay isang kolektor - isang receiver ng solar energy, kung saan ang sikat ng araw ay na-convert sa init. Ang heliacollector ay isang heat-insulated box: ang nakikitang liwanag mula sa araw ay dumadaan sa isang transparent na patong (salamin o pelikula), bumagsak sa putol-putol na panel at pinapadali ito. Sa isang espesyal na disenyo ng kolektor sa loob nito, ang isang mataas na temperatura ay nakamit, na nagbibigay-daan sa iyo upang matagumpay na isagawa ang mainit na supply ng tubig.

Sinuri ang pagiging epektibo ng paggamit ng solar init sa ating bansa, ipinakita ni N. Pinigin at A. Aleksandrov (1990) na ang paggamit ng mga solar installation sa buong taon na suplay ng tubig sa buong mundo ay maipapayo sa halos buong timog na bahagi ng Pederasyon ng Russia.

Sa nakalipas na mga taon, ang mga halaman na may seasonal heat accumulation ay nalikha, na ginagawang kahit na sa mga kondisyon ng Siberia upang makatipid ng hanggang 30% ng mga mapagkukunan ng gasolina at gamitin ang mga ito para sa pagpainit ng maliliit na bahay sa taglamig. Ang karagdagang paghahanap para sa paggamit ng solar energy ay kinakailangan hindi lamang sa katimugang, kundi pati na rin sa hilagang rehiyon ng Russia, lalo na isinasaalang-alang na sa Norway at Finland, ang naturang karanasan ay magagamit na.

Ang araw ay nagbubuhos ng enerhiya ng karagatan sa lupa. Ang isang tao ay literal na paliguan sa karagatan na ito, enerhiya sa lahat ng dako. At ang tao, na parang hindi napansin ito, ay brazed sa lupa para sa karbon at langis upang makakuha ng enerhiya para sa mga halaman at pabrika, para sa pag-iilaw at pagpainit. At pagkatapos ng lahat, siya ay gumagawa ng lahat ng parehong enerhiya ng araw, na "hinihigop" ang mga halaman ng mga lumang araw, na kalaunan ay naging karbon. Ang mga halaman ay makakakuha ng mas mababa sa isang porsiyento na bumabagsak sa mga dahon ng solar energy, at pagkatapos ng nasusunog na karbon ay inilalaan din ito. Ang solar energy ay magagamit sa lahat at bawat isa. Ito halos kung magkano. Ito ay environment friendly - walang mga pollutes, walang break, siya ay nagbibigay buhay sa lahat ng bagay sa lupa. Bukod dito, ang enerhiya na ito ay Diyos, ngunit sa lahat ng mga merito nito at ang pinakamahal. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga solar power plant ay hindi karaniwan bilang istasyon ng kuryente ng iba pang mga species.

Sa isla ng Sicily hindi malayo mula sa Ethna Volcano na kilala para sa kanyang magulong character, ang solar power planta na may kapasidad ng 1 MW nagbigay ng solar power plant sa simula ng 80s. Ang prinsipyo ng gawa nito ay ang tore. Ang mga salamin ay nakatuon sa mga ray ng araw sa receiver na matatagpuan sa isang altitude ng 50 m. Mayroong higit sa 500º C pares, na nag-mamaneho ng tradisyonal na turbina na may kasalukuyang generator na konektado dito. Sa isang variable na cloudiness, ang kakulangan ng solar energy ay binabayaran ng isang steam baterya. Ito ay indisputably pinatunayan na ang isang planta ng kapangyarihan na may kapasidad ng 10-20 MW ay maaaring gumana sa tulad ng isang prinsipyo, pati na rin ang higit pa kung pangkat mo tulad ng mga module, attach ang mga ito sa bawat isa.

Ang isang medyo iba't ibang uri ng planta ng kuryente sa Almeria sa katimugang Espanya. Ang pagkakaiba nito ay iyon

ang tower-cussed solar heat ay humahantong sa paggalaw sosa sirkulasyon (tulad ng sa

atomic reactors sa mabilis neutrons), at siya ay heats ang tubig bago ang pagbuo ng singaw. Ang pagpipiliang ito ay may maraming pakinabang. Ang sosa init baterya ay nagbibigay lamang ng tuloy-tuloy na operasyon ng planta ng kuryente, ngunit ginagawang posible na bahagyang maipon ang labis na enerhiya upang gumana sa maulap na panahon at sa gabi. Ang kapangyarihan ng istasyon ng Espanyol ay 0.5 MW lamang. Ngunit sa prinsipyo nito, mas malaki - hanggang sa 300 MW ang maaaring malikha. Sa mga pag-install ng ganitong uri, ang konsentrasyon ng solar energy ay napakataas na ang kahusayan ng proseso ng steam turbine ay hindi mas masahol kaysa sa mga tradisyunal na thermal power plant.

Ang prinsipyong ito ng operasyon ay inilalagay sa isa pang sagisag ng solar power plant na binuo sa Alemanya. Ang kapangyarihan nito ay maliit din - 20 MW. Ang mga mirror ng pagkatunaw para sa 40 m 2 bawat isa, na kinokontrol ng microprocessor, ay matatagpuan sa paligid ng 200-meter tower. Tumutok sila sa sikat ng araw sa pampainit, kung saan nakalagay ang naka-compress na hangin. Ito ay pinainit sa 800ºC at aktibo ang dalawang gas turbine. Pagkatapos ng tubig ang init ng init ng parehong maubos na hangin, at ang steam turbine ay ipinasok sa pagkilos. Kung ang dalawang hakbang ng henerasyon ng kuryente ay nakuha. Bilang resulta, ang kahusayan ng bangko ay itataas sa 18%, na higit sa iba pang helix.

At sa dating USSR hindi malayo mula sa Kerch, ang isang istasyon ng kuryente sa 5 MW ay itinayo. Ang concentric mirrors sa paligid ng tower na inilagay 1600 salamin, gabay ang sun rays sa steam boiler, na tumatawid sa 70 metro tower. Ang mga salamin na may isang lugar na 25 m 2 bawat isa ay may tulong ng automation at electric drive ay sinusubaybayan sa ibabaw ng araw at sumasalamin sa solar enerhiya eksakto sa ibabaw ng boiler, na nagbibigay ng daloy ng densidad ng 150 beses na mas malaki kaysa sa araw sa ibabaw ng lupa . Sa boiler sa isang presyon ng 40, ang mga atmospheres ay nabuo sa pamamagitan ng singaw na may temperatura ng 250 ºс pagpasok ng steam turbine. Sa mga espesyal na bodyum-baterya sa ilalim ng presyon, ang tubig ay nagtitipon ng init para sa trabaho sa gabi at sa maulap na panahon. Salamat sa mga baterya, ang istasyon ay maaaring gumana para sa isa pang 3-4 na oras pagkatapos ng paglubog ng araw, at sa kalahating kapangyarihan - tungkol sa semissing.

Ginagamit din ang solar energy sa maliliit na kotse sa solar panel, sa mga istasyon ng espasyo at mga satellite.

Ang trabaho ay nagsisimula, nagmamarka. Hangga't kailangan nilang makilala, hindi pabor sa mga solar power plant: ngayon ang mga istruktura na ito ay may kaugnayan pa rin sa pinakamahirap at pinakamahal na teknikal na pamamaraan para sa pagkuha ng heliumenergy. Ngunit ang ganitong posisyon sa mundo ay maaaring malikha kapag ang kamag-anak na mataas na halaga ng solar energy ay hindi magiging pinakamalaking kawalan. Kami ay nagsasalita Sa "thermal polution" ng planeta dahil sa isang napakalaki na sukat ng pagkonsumo ng enerhiya. Makatuwirang mga kahihinatnan, aprubahan ang mga siyentipiko, dumating kung ang pagkonsumo ng enerhiya ay lumampas sa antas ng isang daang beses. Hindi mo makaligtaan ito sa paningin. Ang pag-withdraw ng mga siyentipiko ay: sa isang tiyak na yugto ng pag-unlad ng sibilisasyon, ang malakihang paggamit ng kapaligiran friendly solar enerhiya ay ganap na kinakailangan. Ngunit hindi ito nangangahulugan na ang helioenergetics ay walang mga kalaban. Narito ang kanilang mga sharms: Dahil sa mababang density ng solar radiation, ang pag-install ng kagamitan para sa pagkuha nito ay hahantong sa pag-withdraw mula sa paggamit ng lupa ng malaking kapaki-pakinabang na lugar, hindi binibilang ang matinding mataas na halaga ng kagamitan at materyales.

Samantala, mayroon pa ring mahabang paraan, bago ito posible upang makabuo ng kuryente mula sa sikat ng araw, maihahambing sa gastos na ginawa sa pamamagitan ng pagsunog ng tradisyonal na fossil fuels. Siyempre, ito ay hindi tunay sa ganitong mga kondisyon upang makalkula ang hindi bababa sa nakikinita sa hinaharap upang i-translate ang lahat ng enerhiya sa heliother. Habang ang kanyang kapalaran ay upang makakuha ng kapangyarihan at bawasan ang gastos ng kanyang kilowatt-oras. Kasabay nito, hindi kinakailangan na kalimutan na sa mga tuntunin ng ekolohiya, ang solar energy ay talagang perpekto, dahil hindi ito lumalabag sa balanse sa kalikasan.

Ministri ng Edukasyon ng Republika ng Belarus.

Pagtatatag ng edukasyon

"Belarusian State Pedagogical University na pinangalanang pagkatapos ng tangke ng Maxim"

Kagawaran ng Pangkalahatan at teoretikal na pisika

Kurso sa trabaho Sa pangkalahatang pisika

Solar enerhiya at prospect para sa paggamit nito

Mga mag-aaral 321 groups.

pisikal na Faculty.

Leshkevich Svetlana Valerievna.

Scientific Adviser:

Fedorkov Cheslav Mikhailovich.

Minsk, 2009.

Panimula

1. Pangkalahatan Tungkol sa Araw

2. Sun - Energy Source.

2.1 Pagsisiyasat ng solar energy.

2.2 solar potensyal.

3. Paggamit ng solar energy.

3.1 passive paggamit ng solar energy.

3.2 aktibong paggamit ng solar energy.

3.2.1 solar collectors at kanilang mga uri

3.2.2 solar systems.

3.2.3 solar thermal power plants.

3.3 Photoelectric Systems.

4. Solar architecture

Konklusyon

Listahan ng mga pinagkukunan na ginamit

Panimula

Ang araw ay gumaganap ng isang pambihirang papel sa buhay ng lupa. Ang buong organic na mundo ng ating planeta ay may utang sa ilalim ng pag-iral nito. Ang araw ay hindi lamang ang pinagmumulan ng liwanag at init, kundi pati na rin ang unang pinagmumulan ng maraming iba pang mga uri ng enerhiya (langis, karbon, tubig, hangin).

Mula sa sandali ng hitsura sa lupa, ang isang tao ay nagsimulang gamitin ang enerhiya ng araw. Ayon sa arkeolohikal na impormasyon, ito ay kilala na para sa pabahay, kagustuhan ay ibinigay sa tahimik, sarado mula sa malamig na hangin at bukas sa mga lugar ng sikat ng araw.

Marahil ang unang sikat na sistema ng Helose ay maaaring isaalang-alang ang rebulto ng Amenhotes III na may kaugnayan sa XV siglo BC. Sa loob ng rebulto, ang isang sistema ng hangin at mga silid ng tubig ay matatagpuan, na sa ilalim ng sikat ng araw ay humantong sa nakatagong instrumento sa musika. Sa sinaunang Gresya ay sumamba sa Helios. Ang pangalan ng Diyos na ito ngayon ay may batayan para sa maraming mga termino na may kaugnayan sa enerhiyang solar.

Ang problema ng pagtiyak sa elektrikal na enerhiya ng maraming mga industriya ng ekonomiya ng mundo, ang patuloy na lumalagong pangangailangan ng populasyon ng lupa ay nagiging mas at mas pinindot.

1. Pangkalahatang impormasyon tungkol sa Araw

Ang araw ay ang gitnang katawan ng solar system, isang mainit na plasma ball, isang tipikal na star-dwarf star ng spectral class g2.

Mga katangian ng araw

1. Mass Ms ~ 2 * 1023 Kg.

2. Rs ~ 629 Thousand Km.

3. v \u003d 1.41 * 1027 m3, na halos 1300,000 beses na mas malaki kaysa sa dami ng lupa,

4. average density ng 1.41 * 103 kg / m3,

5. Laminability ls \u003d 3.86 * 1023 kW,

6. Mahusay na temperatura sa ibabaw (Photosphere) 5780 K,

7. Ang panahon ng pag-ikot (Synodic) ay nag-iiba mula sa 27 araw sa ekwador hanggang 32 araw. Poles,

8. Pagpapabilis ng libreng pagbagsak ng 274 m / s2 (na may tulad na isang malaking acceleration ng gravity, isang mass ng 60 kg timbangin higit sa 1.5 tonelada.).

Istraktura ng Araw.

Sa gitnang bahagi ng araw ay ang pinagmumulan ng enerhiya nito, o, sa makasagisag na wika, ang "kalan", na nagpainit nito at hindi ito nagbibigay sa palamig. Ang lugar na ito ay tinatawag na kernel (tingnan ang Larawan 1). Sa kernel, kung saan ang temperatura ay umabot sa 15 mk, ang enerhiya ay inilabas. Ang kernel ay may radius na hindi hihigit sa isang isang-kapat ng kabuuang radius ng araw. Gayunpaman, ang kalahati ng solar mass ay nakatuon sa dami nito at halos lahat ng enerhiya na sumusuporta sa glow ng araw ay nakikilala.

Kaagad sa paligid ng kernel ang nagsisimula sa zone ng nagliliwanag na transmisyon ng enerhiya, kung saan ito ay nalalapat sa pamamagitan ng pagsipsip at radiation ng sangkap ng mga bahagi ng liwanag - quanta. Quantum ay tumatagal ng maraming oras upang tumagas sa pamamagitan ng isang siksik maaraw sangkap palabas. Kaya kung ang "kalan" sa loob ng araw ay biglang lumabas, pagkatapos ay matututunan natin ang tungkol sa milyun-milyong taon lamang.

Larawan. One. Istraktura ng Araw.

Sa landas nito sa pamamagitan ng panloob na solar layers, ang daloy ng enerhiya ay nakakatugon sa tulad ng isang lugar kung saan ang opacity ng gas ay malaki ang pagtaas. Ito ay isang convective sun zone. Dito, ang enerhiya ay hindi na nakukuha sa pamamagitan ng radiation, ngunit kombeksyon. Ang convective zone ay nagsisimula sa tungkol sa 0.7 radius mula sa sentro at umaabot halos sa pinaka nakikitang sun ibabaw (Photosphere), kung saan ang paglipat ng pangunahing daloy ng enerhiya ay nagiging radiant.

Ang photosphere ay ang emitting surface ng araw, na may istraktura ng butil na tinatawag na granulation. Ang bawat ganoong "butil" na may sukat ay halos sa Alemanya at isang mainit na substansiyang streaming sa ibabaw. Sa photoosphere, maaari mong madalas makita ang medyo maliit na madilim na lugar - solar spot. Ang mga ito ay 1500 ° C mas malamig ang nakapalibot na mga photospheres, ang temperatura na umaabot sa 5800 ° C. Dahil sa pagkakaiba sa mga temperatura na may mga photosphere, ang mga batik na ito ay tila ganap na itim kapag sinusunod sa teleskopyo. Ang susunod, mas pinalabas na layer, na tinatawag na chromosphere, ay matatagpuan sa itaas ng Photosphere, na tinatawag na "Painted Sphere". Ang pangalan na ito ay natanggap ng chromosphere dahil sa pulang kulay nito. At sa wakas, ito ay masyadong mainit, ngunit din ng isang lubhang kalat-kalat bahagi ng solar kapaligiran - isang korona.

2. Sun - Energy Source.

Ang aming araw ay isang malaking kumikinang na gas ball, sa loob kung saan ang mga kumplikadong proseso ay nangyari at ang resulta ay patuloy na inilabas. Ang enerhiya ng araw ay isang mapagkukunan ng buhay sa ating planeta. Ang araw ay kumikilos sa kapaligiran at sa ibabaw ng lupa. Salamat sa solar energy, hangin pumutok, ang cycle ng tubig ay natupad sa likas na katangian, ang dagat at karagatan ay pinainit, ang mga halaman ay bumuo, ang mga hayop ay may pagkain. Ito ay dahil sa solar radiation sa lupa may mga fossil fuels. Ang enerhiya ng solar ay maaaring transformed sa init o malamig, puwersang nagtutulak at kuryente.

Ang araw ay umuuga ng tubig mula sa mga karagatan, dagat, mula sa ibabaw ng lupa. Ito ay lumiliko ang kahalumigmigan na ito sa mga patak ng tubig, na bumubuo sa mga ulap at mga fog, at pagkatapos ay nahuhulog sa lupa sa anyo ng ulan, niyebe, hamog o ynei, kaya ang paglikha ng isang higanteng ikot ng kahalumigmigan sa kapaligiran.

Ang solar energy ay isang mapagkukunan ng kabuuang sirkulasyon ng atmospera at sirkulasyon ng tubig sa mga karagatan. Tila upang lumikha ng isang napakalaki na sistema ng tubig at air heating ng aming planeta, muling pamamahagi ng init sa ibabaw ng Earth.

Ang sikat ng araw, bumabagsak sa mga halaman, ay nagiging sanhi sa kanya ng isang proseso ng potosintesis, tinutukoy ang paglago at pag-unlad ng mga halaman; Paghahanap sa lupa, ito ay nagiging init, pinapadali ito, binubuo ang klima ng lupa, sa gayon nagbibigay ng sigla ng mga halaman sa lupa, mga mikroorganismo at naninirahan sa buhay na mga nilalang, na walang init na ito ay nasa estado ng anabyosis (hibernation).

Ang araw ay nagpapalabas ng isang malaking halaga ng enerhiya - humigit-kumulang 1.1x1020 kWh bawat segundo. Kilowatt · Ang isang oras ay ang halaga ng enerhiya na kinakailangan para sa pagpapatakbo ng isang 100 watt incandescent bombilya para sa 10 oras. Ang mga panlabas na layer ng kapaligiran ng Earth ay nakakahadlang sa humigit-kumulang isang milyong enerhiya na ibinubuga ng araw, o humigit-kumulang 1500 quadrillions (1.5 x 1018) kwh · h taun-taon. Gayunpaman, 47% lamang ng lahat ng enerhiya, o humigit-kumulang na 700 quadrillion (7 x 1017) kWh, umabot sa ibabaw ng lupa. Ang natitirang 30% ng solar energy ay nakikita sa espasyo, humigit-kumulang 23% na umuunlad na tubig, 1% ng enerhiya ay bumaba sa mga alon at daloy at 0.01% - sa proseso ng pagbuo ng form sa kalikasan.

2.1 Pagsisiyasat ng solar energy.

Bakit lumiwanag ang araw at hindi palamig ang bilyun-bilyong taon? Anong "gasolina" ang nagbibigay sa kanya ng enerhiya? Ang mga sagot sa tanong na ito ay naghahanap ng mga siyentipiko sa loob ng maraming siglo, at sa simula lamang ng ika-20 siglo ito ay natagpuan na ang tamang desisyon. Ngayon ay kilala na, tulad ng iba pang mga bituin, kumikinang, salamat sa mga reaksiyong inmonuclear sa kalaliman nito.

Kung ang mga core ng mga atomo ng mga elemento ng baga ay malulutas sa kernel ng isang atom ng isang elemento ng heaver, pagkatapos ay ang masa ng bagong ay magiging mas mababa kaysa sa kabuuang masa ng mga kung saan ito ay nabuo. Ang nalalabi ng masa ay na-convert sa enerhiya na ang mga particle ay isinasagawa sa panahon ng reaksyon. Ang enerhiya na ito ay halos nagiging init. Ang ganitong reaksyon ng synthesis ng atomic nuclei ay maaaring mangyari lamang sa napaka mataas na presyon at temperatura na higit sa 10 milyong degrees. Samakatuwid, ito ay tinatawag na thermonuclear.

Ang pangunahing sangkap ng bahagi ng araw ay hydrogen, ang mga bahagi nito ay tungkol sa 71% ng buong masa ng mga luminaries. Halos 27% ay kabilang sa helium, at ang natitirang 2% ay mas mabibigat na elemento, tulad ng carbon, nitrogen, oxygen at riles. Ang pangunahing "gasolina" ng araw ay tiyak na hydrogen. Ng apat na atom ng hydrogen, bilang isang resulta ng transform chain, isang helium atom ay nabuo. At mula sa bawat gramo ng hydrogen na nakikilahok sa reaksyon, ang enerhiya ng 6x1011 ay nakatayo! Ito ay sapat na sa lupa tulad ng isang bilang ng mga enerhiya upang init mula sa temperatura ng 0º C sa kumukulo punto ng 1000 m3 ng tubig.

2.2 solar potensyal.

Ang araw ay nagbibigay sa amin ng 10,000 beses na may malaking halaga ng libreng enerhiya kaysa sa aktwal na ginagamit sa buong mundo. Lamang sa pandaigdigang komersyal na merkado ay binili at ibinebenta bahagyang mas mababa sa 85 trilyon (8.5 x 1013) KW ng enerhiya bawat taon. Dahil imposibleng sundin ang buong proseso nang buo, imposibleng sabihin nang may kumpiyansa kung gaano karaming mga di-komersyal na enerhiya ang gumagamit ng mga tao (halimbawa, kung gaano karaming mga kahoy at pataba ang binuo at sinunog, kung magkano ang tubig ay ginagamit para sa produksyon ng mekanikal o elektrikal na enerhiya). Ang ilang mga eksperto ay naniniwala na ang naturang di-komersyal na enerhiya ay isang ikalimang bahagi ng kabuuang enerhiya na ginamit. Ngunit kahit na ito ay gayon, ang kabuuang enerhiya na natupok ng sangkatauhan sa kurso ng taon ay humigit-kumulang lamang ng isang pitong ikasanan ng solar energy na bumabagsak sa ibabaw ng lupa sa parehong panahon.

Sa mga binuo bansa, halimbawa, sa Estados Unidos, ang pagkonsumo ng enerhiya ay humigit-kumulang 25 trilyon (2.5 x 1013) kWh bawat taon, na tumutugma sa higit sa 260 kWh bawat tao bawat araw. Ang tagapagpahiwatig na ito ay katumbas ng pang-araw-araw na gawain ng higit sa isang daang maliwanag na bombilya na may kapasidad na 100 W para sa isang buong araw. Ang karaniwang mamamayan ng Estados Unidos ay gumagamit ng 33 beses na mas maraming enerhiya kaysa sa isang residente ng India, 13 beses na higit sa isang Intsik, dalawa at kalahating beses na higit pa kaysa sa Hapon at dalawang beses hangga't ang Swede.

3. Paggamit ng solar energy.

Maaaring i-convert ang solar radiation sa kapaki-pakinabang na enerhiya gamit ang tinatawag na aktibo at passive solar system. Ang mga sistemang passive ay nakuha sa pamamagitan ng pagdidisenyo ng mga gusali at pagpili ng mga materyales sa gusali sa isang paraan upang mapakinabangan ang enerhiya ng Araw. Para sa mga aktibong solar system isama ang solar collectors. Sa kasalukuyan, ang mga photovoltaic system ay kasalukuyang binuo - ang mga ito ay mga sistema na nag-convert ng solar radiation nang direkta sa kuryente.

Ang solar energy ay binago sa kapaki-pakinabang na enerhiya at hindi direktang pagbabago sa iba pang mga anyo ng enerhiya, tulad ng enerhiya ng biomass, hangin o tubig. Ang enerhiya ng araw ay "namamahala" ng panahon sa lupa. Ang isang malaking proporsyon ng solar radiation ay nasisipsip ng mga karagatan at dagat, ang tubig na kung saan ay kumakain, umuuga at bumagsak sa lupa, "pagpapakain" hydroelectric power plants. Ang hangin na kinakailangan ng hangin turbines ay nabuo dahil sa inhomogeneous air heating. Ang isa pang kategorya ng mga mapagkukunang renewable enerhiya na nagmumula dahil sa enerhiya ng araw ay biomass. Ang mga berdeng halaman ay sumipsip ng sikat ng araw, dahil sa potosintesis, ang mga organic na sangkap ay nabuo sa kanila, kung saan posible na makakuha ng thermal at electric energy.. Kaya, ang enerhiya ng hangin, tubig at biomass ay nagmula sa solar energy.

Ang enerhiya ay ang lakas ng pagmamaneho ng anumang produksyon. Ang katotohanan na ang tao ay naging malaking bilang ng Medyo murang enerhiya, higit sa lahat ay nag-ambag sa industriyalisasyon at pagpapaunlad ng lipunan.

3.1 passive paggamit ng solar energy.

solar energy thermal power plant.

Ang mga passive solar buildings ay ang mga na ang proyekto ay dinisenyo na may pinakamataas na pagsasaalang-alang ng mga lokal na klimatiko kondisyon, at kung saan naaangkop na mga teknolohiya at mga materyales para sa pag-init, paglamig at pag-iilaw ng gusali ay ginagamit dahil sa enerhiya ng Araw. Kabilang dito ang mga tradisyunal na teknolohiya at materyales ng gusali, tulad ng pagkakabukod, napakalaking sahig na nakaharap sa timog ng bintana. Ang mga naturang tirahan ay maaaring itayo sa ilang mga kaso nang walang karagdagang mga gastos. Sa iba pang mga kaso, ang mga karagdagang gastos na nagmumula sa panahon ng konstruksiyon ay maaaring mabayaran ng pagbawas sa pagkonsumo ng enerhiya. Ang mga passive solar buildings ay environment friendly, sila ay nagbibigay ng kontribusyon sa paglikha ng Energy Independence at isang energetically balanseng hinaharap.

Sa passive solar system, ang pagtatayo ng gusali mismo ay gumaganap ng papel ng isang solar radiation sari-sari. Ang kahulugan na ito ay tumutugma sa karamihan ng mga pinaka-simpleng sistema kung saan ang init ay naka-imbak sa gusali dahil sa mga pader nito, kisame o sahig. Mayroon ding mga sistema kung saan ang mga espesyal na elemento ay ibinigay para sa init na akumulasyon, na naka-mount sa istraktura ng gusali (halimbawa, mga kahon na may mga bato o tubig na puno ng tangke o bote). Ang ganitong mga sistema ay inuri rin bilang passive solar.

3.2 aktibong paggamit ng solar energy.

Ang aktibong paggamit ng solar energy ay isinasagawa sa tulong ng mga solar collectors at solar system.

3.2.1 solar collectors at kanilang mga uri

Ang batayan ng maraming mga solar energy system ay ang paggamit ng solar collectors. Ang kolektor ay sumisipsip ng liwanag na enerhiya ng araw at nag-convert ito sa init, na kung saan ay nakukuha sa coolant (likido o hangin) at pagkatapos ay ginagamit para sa mga gusali ng pag-init, pag-init ng tubig, produksyon ng kuryente, pagpapatayo ng mga produktong pang-agrikultura o pagluluto. Ang mga kolektor ng solar ay maaaring ilapat sa halos lahat ng mga proseso gamit ang init.

Ang teknolohiya ng manufacturing solar collectors ay umabot sa halos modernong antas noong 1908, nang imbento ni William Bailey mula sa American "Carnegie Steel Company" ang isang kolektor na may isang thermally insulated housing at tanso tubes. Ang kolektor na ito ay napaka-mukhang isang modernong sistema ng thermophone. Sa pagtatapos ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, nabili ni Bailey ang 4,000 gayong mga kolektor, at isang negosyante mula sa Florida, na bumili ng patent, noong 1941 ay nagbebenta ng halos 60,000 na kolektor.

Ang isang tipikal na solar kolektor ay nagtipon ng solar energy sa bubong ng mga module ng gusali at mga plate ng metal, pininturahan ang itim para sa maximum na pagsipsip ng radiation. Ang mga ito ay nakapaloob sa isang baso o plastik na kaso at tilted sa timog upang makuha ang maximum ng sikat ng araw. Kaya, ang kolektor ay isang maliit na greenhouse na kumukuha ng init sa ilalim ng panel ng salamin. Dahil ang solar radiation ay ipinamamahagi sa ibabaw, ang kolektor ay dapat magkaroon ng isang malaking lugar.

May mga solar collectors ng iba't ibang laki at istruktura depende sa kanilang aplikasyon. Maaari silang magbigay ng isang ekonomiya ng mainit na tubig para sa paghuhugas, paghuhugas at pagluluto, o ginagamit para sa preheating na tubig para sa mga umiiral na heaters ng tubig. Sa kasalukuyan, ang merkado ay nag-aalok ng maraming iba't ibang mga modelo ng kolektor.

Integrated Collector.

Ang pinakasimpleng tanawin ng solar collector ay isang "capacitive" o "thermosifone collector", na nakatanggap ng pangalang ito dahil ang kolektor ay parehong isang init-naipon na tangke kung saan ang bahagi ng tubig ay pinainit at nakaimbak at nakaimbak. Ang mga naturang kolektor ay ginagamit para sa preheating na tubig, na pagkatapos ay pinainit sa nais na temperatura sa mga tradisyonal na setting, halimbawa, sa mga haligi ng gas. Sa ilalim ng mga kondisyon ng sambahayan, ang pre-fitted water ay pumapasok sa tangke ng drive. Binabawasan nito ang pagkonsumo ng enerhiya sa kasunod na pag-init. Ang ganitong kolektor ay isang murang alternatibo sa isang aktibong solar water heating system na hindi gumagamit ng paglipat ng mga bahagi (mga sapatos na pangbabae) na nangangailangan ng kaunting pagpapanatili, na may zero na gastos sa pagpapatakbo.

Flat Collectors.

Ang mga flat collectors ay ang pinaka-karaniwang uri ng solar collectors na ginagamit sa domestic water heating at heating systems. Karaniwan ang kolektor na ito ay isang heat-insulated metal box na may salamin o plastic lid, na inilagay sa itim na kulay ng absorber plate (absorber). Ang glazing ay maaaring maging transparent o matte. Sa flat reservoirs, isang matte, pagpapadala lamang ng liwanag, salamin na may mababang nilalaman ng bakal (ipinapasa nito ang isang makabuluhang bahagi ng sikat ng araw na nagmumula sa kolektor). Ang sikat ng araw ay bumaba sa plato na nakikita ng init, at dahil sa glazing ay bumababa ng pagkawala ng init. Ang ilalim at gilid ng mga pader ng kolektor ay sakop ng init insulating materyal, na karagdagang binabawasan ang thermal pagkalugi.

Ang mga flat collectors ay nahahati sa likido at hangin. Ang parehong mga uri ng mga kolektor ay glazed o hindi protektado.

Mga solar tubes vacuum collectors.

Ang tradisyunal na simpleng flat solar collectors ay dinisenyo para gamitin sa mga rehiyon na may mainit na sunshine climate. Nawawalan sila ng kahusayan sa mga hindi kanais-nais na araw - sa malamig, ulap at mahangin na panahon. Bukod dito, ang condensation at halumigmig na dulot ng mga kondisyon ng panahon ay humantong sa napaaga magsuot ng mga panloob na materyales, at ito, sa pagliko sa pagkasira ng mga katangian ng pagpapatakbo ng sistema at ang mga breakdown nito. Ang mga pagkukulang ay inalis sa pamamagitan ng paggamit ng mga vacuum collectors.

Ang mga vacuum collectors ay nagpainit sa tubig para sa paggamit ng sambahayan kung saan ang tubig ay nangangailangan ng mas mataas na temperatura. Ang solar radiation ay dumadaan sa panlabas na tubo ng salamin, bumaba sa absorber tube at nagiging init. Ito ay transmitted fluid na dumadaloy sa pamamagitan ng tubo. Ang kolektor ay binubuo ng ilang mga hanay ng mga parallel glass tubes, ang bawat isa ay naka-attach ng tubular absorber (sa halip ng eroplano-absorber sa flat reservoirs) na may pumipili na patong. Ang pinainit na likidong nagpapalabas sa pamamagitan ng init exchanger at nagbibigay ng init sa tubig na nakapaloob sa tangke-drive.

Ang vacuum sa isang glass tube ay ang pinakamahusay na posibleng thermal insulation para sa kolektor - binabawasan ang pagkawala ng init at pinoprotektahan ang absorber at init sink tube mula sa masamang panlabas na impluwensya. Ang resulta ay mahusay na pagganap, higit na mataas sa anumang iba pang uri ng solar collector.

Tumututok kolektor.

Ang mga focus collectors (hubs) ay gumagamit ng mirror surface para sa konsentrasyon ng solar energy sa absorber, na tinatawag ding "heat transition". Ang temperatura na nakamit ay mas mataas kaysa sa flat collectors, ngunit maaari nilang pag-isiping mabuti lamang ang solar radiation, na humahantong sa mahihirap na tagapagpahiwatig sa foggy o ulap na panahon. Ang ibabaw ng salamin ay nakatutok sa sikat ng araw, na nakalarawan mula sa isang malaking ibabaw, sa isang mas maliit na ibabaw ng absorber, na nakakuha ng mataas na temperatura. Sa ilang mga modelo, ang solar radiation ay puro sa focal point, samantalang sa iba pang mga ray ng araw ay puro kasama ang isang manipis na focal line. Ang receiver ay matatagpuan sa isang focal point o kasama ang focal line. Ang coolant fluid ay pumasa sa pamamagitan ng receiver at sumisipsip ng init. Ang mga naturang concenttrator collectors ay pinaka-angkop para sa mataas na insolation rehiyon - malapit sa ekwador at sa disyerto lugar.

May mga iba pang murang technologically simpleng solar collectors ng isang makitid na destinasyon - solar furnaces (para sa pagluluto) at solar distillers na nagbibigay-daan sa murang upang makakuha ng distilled tubig mula sa halos anumang pinagmulan.

Solar pain.

Ang mga ito ay mura at madaling gawin. Ang mga ito ay binubuo ng isang maluwag na mahusay na insulated na kahon na puno ng mapanimdim na liwanag na may isang materyal (halimbawa, isang palara), sakop ng salamin at nilagyan ng panlabas na reflector. Ang Black Saucepan ay nagsisilbing isang absorber, ang pag-init ng mas mabilis kaysa sa ordinaryong aluminyo o hindi kinakalawang na kagamitan sa bakal. Ang mga solar furnace ay maaaring gamitin upang disimpektahin ang tubig kung dalhin mo ito sa isang pigsa.

May mga drawer at mirror (na may reflector) solar furnaces.

Solar distillers.

Ang mga solar distiller ay nagbibigay ng murang dalisay na tubig, at kahit na inasnan o malubhang tubig ay maaaring maglingkod bilang pinagmulan. Ang mga ito ay batay sa prinsipyo ng pagsingaw ng tubig mula sa isang bukas na lalagyan. Ang solar distiller ay gumagamit ng enerhiya ng araw upang pabilisin ang prosesong ito. Ito ay binubuo ng isang init-insulated madilim na kulay lalagyan na may glazing, na kung saan ay tilted na may tulad na pagkalkula upang ang condensing sariwang tubig daloy sa isang espesyal na lalagyan. Ang isang maliit na solar distiller ay isang sukat na may kalan ng kusina - sa isang maaraw na araw ay maaaring makagawa ng hanggang sampung litro ng dalisay na tubig.

3.2.2 solar systems.

Solar hot water systems.

Ang supply ng mainit na tubig ay ang pinaka-karaniwang uri ng direktang paggamit ng solar energy. Ang isang tipikal na pag-install ay binubuo ng isa o higit pang mga kolektor, kung saan ang likido ay pinainit sa araw, pati na rin ang isang tangke para sa pagtatago ng mainit na tubig na pinainit sa pamamagitan ng isang coolant fluid. Kahit na sa mga rehiyon na may isang maliit na halaga ng solar radiation, halimbawa, sa hilagang Europa, ang solar system ay maaaring magbigay ng 50-70% ng mainit na tubig. Imposibleng makakuha ng higit pa, maliban sa tulong ng pana-panahong regulasyon. Sa katimugang Europa, ang isang solar collector ay maaaring magbigay ng 70-90% ng mainit na tubig na natupok. Ang pag-init ng tubig na may enerhiya ng araw ay isang napaka praktikal at pangkabuhayan na paraan. Habang ang photovoltaic system ay nakakamit ng isang kahusayan ng 10-15%, ang thermal solar system ay nagpapakita ng 50-90% na kahusayan. Kasabay ng honeycomb furnaces, ang pangangailangan ng sambahayan para sa mainit na tubig ay maaaring nasiyahan halos lahat ng taon na walang paggamit ng fossil fuels.

Thermophone solar systems.

Ang thermophone ay tinatawag na solar water heating system na may natural na sirkulasyon (kombeksyon) ng coolant, na ginagamit sa mga kondisyon mainit na taglamig (sa kawalan ng frosts). Sa pangkalahatan, ang mga ito ay hindi ang pinaka-epektibo mula sa solar power systems, ngunit mayroon silang maraming mga pakinabang sa mga tuntunin ng pagtatayo ng pabahay. Ang thermal imaging circulation ng coolant dahil sa pagbabago sa density ng tubig na may isang pagbabago sa temperatura nito. Ang sistema ng thermophone ay nahahati sa tatlong pangunahing bahagi:

· Flat kolektor (absorber);

· Pipelines;

· Hot water tank (boiler).

Kapag ang tubig sa kolektor (karaniwang sa flat) heats up, ito rises sa riser at pumasok sa tangke drive; Sa kanyang lugar sa kolektor mula sa ilalim ng tangke-drive, malamig na tubig pumapasok. Samakatuwid, ito ay kinakailangan upang magkaroon ng isang kolektor sa ibaba ng tangke-drive at insulate ang pagkonekta pipe.

Ang mga naturang pag-install ay popular sa mga subtropiko at tropikal na lugar.

Solar water heating systems.

Kadalasang ginagamit para sa mga pool ng heating. Sa kabila ng katotohanan na ang gastos ng naturang pag-install ay nag-iiba depende sa laki ng palanggana at iba pang partikular na kondisyon, kung ang mga solar system ay itinatag upang mabawasan o tanggihan ang pagkonsumo ng gasolina, magbabayad sila sa dalawa o apat na taon dahil sa enerhiya sa pag-save. Bukod dito, ang pag-init ng pool ay nagbibigay-daan para sa ilang linggo upang pahabain ang swimming season nang walang karagdagang gastos.

Karamihan sa mga gusali ay hindi mahirap upang ayusin ang isang maaraw na pampainit para sa pool. Maaari itong mabawasan sa isang simpleng itim na medyas, kung saan ang tubig ay hinahain sa pool. Para sa mga panlabas na pool kailangan mo lamang i-install absorber. Ang mga saradong pool ay nangangailangan ng pagtatakda ng mga standard collectors upang magbigay ng mainit na tubig at taglamig.

Pana-panahong akumulasyon ng init

May mga naturang pag-install na nagpapahintulot sa taglamig na gumamit ng init na naipon sa tag-init solar collectors at na-save na may malaking maipon na tangke (pana-panahong akumulasyon). Narito ang problema ay ang halaga ng likido na kailangan upang mapainit ang bahay ay maihahambing sa dami ng bahay mismo. Bilang karagdagan, ang imbakan ng init ay napakabuti upang ihiwalay. Para sa karaniwang tangke ng bahay-drive upang mapanatili ang karamihan ng init para sa anim na buwan, kailangan itong balutin sa isang layer ng pagkakabukod 4 metro ang makapal. Samakatuwid, ito ay kapaki-pakinabang upang gawin ang halaga ng pinagsama-samang kapasidad ay napakalaki. Dahil dito, ang ratio ng ibabaw na lugar sa dami ay nabawasan.

Ang mga malalaking solar installation ng central heating ay ginagamit sa Denmark, Sweden, Switzerland, France at Estados Unidos. Ang mga solar module ay direktang naka-install sa Earth. Walang imbakan, ang ganitong pag-install ng solar heating ay maaaring masakop ang tungkol sa 5% ng taunang pangangailangan ng init, dahil ang pag-install ay hindi dapat gumawa ng higit sa minimum na halaga ng init na natupok, kabilang ang mga pagkalugi sa sistema ng pag-init ng distrito (hanggang 20% \u200b\u200bsa panahon ng paghahatid) . Kung may isang araw na imbakan sa gabi, pagkatapos ay maaaring masakop ng solar heating planta ang 10-12% ng init, kabilang ang pagkawala ng paghahatid, at may seasonal heat storage - hanggang sa 100%. Mayroon ding posibilidad na pinagsasama ang pag-init ng distrito sa mga indibidwal na solar collectors. Ang sistema ng pag-init ng distrito ay maaaring i-off para sa tag-init kapag ang hot water supply ay ibinigay ng araw, at walang pangangailangan para sa pagpainit.

Solar enerhiya sa kumbinasyon ng iba pang mga renewable sources.

Ang isang mahusay na resulta ay nagdudulot ng pagsasama ng iba't ibang mga mapagkukunan ng renewable enerhiya, halimbawa, ang init ng araw na kumbinasyon ng pana-panahong rehabilitasyon ng init sa anyo ng biomass. O, kung ang natitirang pangangailangan para sa enerhiya ay napakababa, maaaring gamitin ang likido o gaseous na mga uri ng biofuels sa kumbinasyon ng mahusay na mga boiler bilang karagdagan sa solar heating.

Ang isang kagiliw-giliw na kumbinasyon ay solar heating at solid biomass boilers. Ang problema ng pana-panahong imbakan ng solar energy ay nalutas din. Ang paggamit ng biomass sa tag-araw ay hindi isang pinakamainam na solusyon, dahil ang kahusayan ng mga boiler na may bahagyang paglo-load ay mababa, bukod pa, medyo mataas na pagkalugi sa mga tubo - at sa maliliit na sistema, ang pagkasunog ng kahoy sa tag-init ay maaaring maging sanhi ng abala. Sa ganitong mga kaso, ang lahat ng 100% ng pag-load ng init sa tag-init ay maaaring ibigay sa kapinsalaan ng solar heating. Sa taglamig, kapag ang halaga ng solar energy ay hindi gaanong mahalaga, halos lahat ng init ay ginawa ng nasusunog na biomass.

Sa gitnang Europa, ang malawak na karanasan sa pagsasama ng solar heating at biomass na nasusunog para sa produksyon ng init ay nakuha. Karaniwan ang tungkol sa 20-30% ng kabuuang thermal load ay sumasaklaw sa solar system, at ang pangunahing pag-load (70-80%) ay ibinibigay ng biomass. Ang kumbinasyon na ito ay maaaring mailapat sa mga indibidwal na gusali ng tirahan, at sa mga sistema ng heating ng Central (Distrito). Sa gitnang Europa, ang tungkol sa 10 m3 ng biomass (halimbawa, kahoy) ay sapat para sa pag-init ng isang pribadong bahay, at ang solar installation ay tumutulong upang makatipid ng hanggang sa 3 m3 kahoy na panggatong bawat taon.

3.2.3 solar thermal power plants.

Bilang karagdagan sa direktang paggamit ng solar init, sa mga rehiyon na may mataas na antas Maaari itong magamit upang makakuha ng solar radiation na umiikot sa turbina at gumagawa ng kuryente. Ang produksyon ng solar thermal electricity sa isang malaking sukat ay sa halip competitive. Ang pang-industriya na aplikasyon ng teknolohiyang ito ay nagmula noong dekada 1980; Simula noon, mabilis na binuo ang industriya na ito. Sa kasalukuyan, ang mga kompanya ng enerhiya ng US ay naitatag na ng higit sa 400 megawatts ng solar thermal power plants, na binibigyan ng koryente 350,000 katao at palitan ang katumbas ng 2.3 milyong barrels ng langis bawat taon. Ang siyam na power plant na matatagpuan sa Desert Mojave (sa US State of California) ay may 354 MW ng naka-install na kapasidad at naipon ang 100 taon ng pang-industriya na karanasan. Ang teknolohiyang ito ay kaya binuo na, ayon sa opisyal na impormasyon, ay maaaring makipagkumpetensya sa mga tradisyunal na electric generating technology sa maraming lugar ng Estados Unidos. Sa iba pang mga rehiyon ng mundo, ang mga proyekto sa paggamit ng solar init ay dapat na magsimula sa lalong madaling panahon upang makabuo ng koryente. Ang India, Ehipto, Morocco at Mexico ay nagpapaunlad ng mga may-katuturang programa, ang mga gawad para sa kanilang financing ay nagbibigay ng pandaigdigang Programang Proteksyon sa Environmental (GEF). Sa Greece, Espanya at Estados Unidos, ang mga bagong proyekto ay binuo ng mga independiyenteng producer ng kuryente.

Ayon sa paraan ng init produksyon, solar thermal power halaman ay nahahati sa sun hubs (salamin) at solar ponds.

Solar hubs.

Ang ganitong mga halaman ng kapangyarihan ay tumutuon sa solar energy na may lenses at reflector. Dahil ang maayang ito ay maaaring maimbak, ang mga istasyon na ito ay maaaring gumawa ng kuryente kung kinakailangan, araw at gabi, sa anumang panahon.

Malaking salamin - may lugar o linear focus - pag-isiping mabuti ang mga ray ng araw sa isang lawak na ang tubig ay nagiging steam, highlight ng sapat na enerhiya upang i-rotate ang turbina. Matatag na "Luz Corp." Nag-install ako ng malalaking larangan ng mga salamin sa disyerto ng California. Gumawa sila ng 354 MW ng kuryente. Ang mga sistemang ito ay maaaring maging solar energy sa kuryente mula sa kahusayan ng tungkol sa 15%.

Mayroong mga sumusunod na uri ng solar concentrators:

1. Solar Parabolic Hubs.

2. Solar Installation ng isang uri ng plato

3. Tower type solar power stations na may gitnang receiver.

Solar ponds.

Ang hindi tumututok na mga salamin o solar na mga selula ng larawan ay maaaring makagawa ng enerhiya sa gabi. Para sa layuning ito, ang solar energy na naipon sa araw ay dapat na mapanatili sa init na nagtitipon ng mga tangke. Ang prosesong ito ay natural na nangyayari sa tinatawag na solar ponds.

Ang solar ponds ay may isang mataas na konsentrasyon ng asin sa ilalim ng mga layer ng tubig, isang hindi matatag na average na layer ng tubig kung saan ang konsentrasyon ng asin ay nagdaragdag sa isang lalim at convection layer na may mababang konsentrasyon ng asin - sa ibabaw. Ang sikat ng araw ay bumaba sa ibabaw ng lawa, at ang init ay itinatago sa mas mababang mga layer ng tubig dahil sa mataas na konsentrasyon ng asin. Ang tubig ng mataas na kaasinan, pinainit ng nasisipsip na ilalim ng pond na may solar energy, ay hindi maaaring tumaas dahil sa mataas na densidad nito. Ito ay nananatili sa ilalim ng lawa, unti-unting nagpapainit hanggang halos ang mga boils (habang ang mga itaas na layer ng tubig ay mananatiling medyo malamig). Ang hot bottom "brine" ay ginagamit sa hapon o sa gabi bilang isang pinagmulan ng init, dahil sa kung saan ang isang espesyal na turbina na may isang organic coolant ay maaaring gumawa ng koryente. Ang gitnang layer ng solar pond ay gumaganap bilang thermal insulation, na pumipigil sa kombeksyon at pagkawala ng init mula sa ibaba hanggang sa ibabaw. Ang temperatura pagkakaiba sa ibaba at sa ibabaw ng pond ng tubig ay sapat upang paganahin ang generator. Ang coolant na dumaan sa mga tubo sa pamamagitan ng mas mababang layer ng tubig ay isinumite nang higit pa sa closed rankin system, kung saan ang turbina ay pinaikot para sa produksyon ng kuryente.

3.3 Photoelectric Systems.

Ang mga aparato para sa direktang pagbabagong-anyo ng liwanag o solar enerhiya sa koryente ay tinatawag na photocells (sa Ingles photovoltaics, mula sa mga larawan ng Griyego - ang liwanag at mga pangalan ng yunit ng electromotive power - volts). Ang conversion ng sikat ng araw sa kuryente ay nangyayari sa photocells na gawa sa materyal na semiconductor, halimbawa, silikon, na sa ilalim ng impluwensya ng sikat ng araw ay gumagawa ng electric current. Pagkonekta ng mga photocells sa mga module, at ang mga naman, sa bawat isa, maaari kang bumuo ng malalaking istasyon ng photoelectric. Ang pinakamalaking istasyon ngayon ay isang 5-megawatt na pag-install ng Carris plain sa estado ng US ng California. Ang kahusayan ng photovoltaic installations ay kasalukuyang tungkol sa 10%, ngunit ang mga indibidwal na photocells ay maaaring makamit ang 20% \u200b\u200bat higit na kahusayan.

Ang solar photoelectric system ay madaling gamitin at walang paglipat ng mga mekanismo, ngunit ang mga photocells ang kanilang mga sarili ay naglalaman ng kumplikadong mga aparato semiconductor katulad ng mga ginagamit para sa produksyon ng mga integrated circuits. Ang batayan ng mga aksyon ng photocells ay ang pisikal na prinsipyo kung saan ang electric kasalukuyang nangyayari sa ilalim ng impluwensiya ng liwanag sa pagitan ng dalawang semiconductors na may iba't ibang mga electrical properties na nakikipag-ugnay sa bawat isa. Ang isang kumbinasyon ng mga elemento ay bumubuo ng isang photoelectric panel, o isang module. Photoelectric modules, dahil sa mga de-koryenteng katangian nito, gumawa ng isang permanenteng, hindi alternating kasalukuyang. Ginagamit ito sa maraming simpleng mga aparato na nagpapakain sa mga baterya. Ang variable kasalukuyang, sa kabilang banda, nagbabago ang direksyon nito sa regular na mga agwat. Ito ang ganitong uri ng kuryente na nagbibigay ng mga producer ng kapangyarihan, ginagamit ito para sa karamihan ng mga modernong instrumento at elektronikong aparato. Sa pinakasimpleng mga sistema, ang permanenteng kasalukuyang ng photovoltaic modules ay direktang ginagamit. Sa parehong lugar, kung saan kinakailangan ang alternating kasalukuyang, kailangan mong magdagdag ng isang inverter sa system, na nag-convert ng isang patuloy na kasalukuyang sa variable.

Sa mga darating na dekada, ang isang makabuluhang bahagi ng populasyon ng mundo ay pamilyar sa mga sistema ng photoelectric. Salamat sa kanila, ang tradisyonal na pangangailangan ng pagtatayo ng mga malalaking mamahaling mga halaman at mga sistema ng pamamahagi ay mawawala. Habang bumababa ang halaga ng mga selula ng larawan, at ang teknolohiya ay upang mapabuti, ang ilang potensyal na malawak na mga merkado ng mga selula ng larawan ay magbubukas. Halimbawa, ang mga selula ng larawan na naka-embed sa mga materyales sa gusali ay magsasagawa ng bentilasyon at mga bahay sa pag-iilaw. Mga kalakal ng consumer - mula sa manu-manong mga tool sa mga kotse - ay makikinabang mula sa paggamit ng mga sangkap na naglalaman ng mga bahagi ng photoelectric. Makakahanap din ang mga komunal na negosyo ng lahat ng mga bagong paraan upang mag-apply ng mga photocell upang matugunan ang mga pangangailangan ng populasyon.

Kabilang sa pinakasimpleng mga sistema ng photoelectric ang:

· Solar pumps - Photoelectric pumping installations ay ang pinakahihintay alternatibo sa diesel generators at manu-manong sapatos na pangbabae. Nag-ugoy sila ng tubig kapag kinakailangan lalo na - sa isang malinaw na maaraw na araw. Ang mga solar pump ay naka-install lamang at nagpapatakbo. Ang isang maliit na bomba ay maaaring magtatag ng isang tao sa loob ng ilang oras, at hindi kailangan ang karanasan o espesyal na kagamitan para dito.

· PhotoElectric Systems na may baterya - Ang baterya ay sisingilin mula sa solar generator, reserbang enerhiya at ginagawang magagamit ito anumang oras. Kahit na sa pinaka masamang kondisyon at sa malayong mga talata, ang photoelectric energy na nakaimbak sa mga baterya ay maaaring magpakain ng mga kinakailangang kagamitan. Salamat sa akumulasyon ng kuryente, ang mga sistema ng photoelectric ay nagsisilbing mapagkakatiwalaang mapagkukunan ng kapangyarihan sa hapon at sa gabi, sa anumang panahon. Photovoltaic system na nilagyan ng baterya, sa buong mundo feed pag-iilaw, Mga sensor, mga pag-record ng tunog, mga kasangkapan sa bahay, mga telepono, mga TV at mga tool sa kapangyarihan.

· Mga sistema ng photoelectric na may mga generators - kapag ang koryente ay kailangang patuloy o mangyari ang mga panahon kapag nangangailangan ito ng higit sa isang batturia ng larawan ay maaaring gumana, maaari itong epektibong idagdag ang generator. Sa Daytime Clock, photoelectric modules masiyahan ang araw-araw na pangangailangan para sa enerhiya at singilin ang baterya. Kapag ang baterya ay pinalabas, ang generator engine ay lumiliko at nagpapatakbo hanggang sa natanggap ang mga baterya. Sa ilang mga sistema, ang generator ay pumupuno sa kakulangan ng enerhiya kapag ang pagkonsumo ng kuryente ay lumampas sa kabuuang lakas ng baterya. Ang generator engine ay gumagawa ng kuryente sa anumang oras ng araw. Kaya, ito ay isang mahusay na backup na supply ng kapangyarihan para sa pagkopya sa gabi o sa isang maulan na araw ng photoelectric modules, depende sa whims ng panahon. Sa kabilang banda, ang photoelectric module ay gumagana nang tahimik, hindi nangangailangan ng pag-aalaga at hindi itapon sa mga pollutant ng kapaligiran. Ang pinagsamang paggamit ng mga photocells at generators ay maaaring mabawasan ang unang halaga ng system. Kung walang pag-install ng backup, ang mga photoelectric module at baterya ay dapat sapat na malaki upang magbigay ng nutrisyon sa gabi.

· Mga sistema ng photoelectric na konektado sa network - sa sentralisadong kondisyon ng suplay ng kuryente, isang photoelectric system na nakakonekta sa network ay maaaring magbigay ng bahagi ng kinakailangang pag-load, ang iba pang bahagi ay mula sa network. Sa kasong ito, ang baterya ay hindi ginagamit. Libu-libong kabahayan B. iba't-ibang bansa Gumagamit ang kapayapaan ng ganitong mga sistema. Ang enerhiya ng photocells ay ginagamit sa lugar, o isinumite sa network. Kapag ang may-ari ng system ay nangangailangan ng mas maraming koryente kaysa sa ginagawa nito - halimbawa, sa gabi, ang nadagdagang pangangailangan ay awtomatikong nasiyahan dahil sa network. Kapag ang sistema ay gumagawa ng mas maraming koryente kaysa sa bukid ay maaaring ubusin, ang sobra ay ipinadala (ibinebenta) sa network. Kaya, ang komunal na network ay gumaganap bilang isang reserba para sa isang photoelectric system, tulad ng isang baterya - para sa standalone na pag-install.

· Industrial photoelectric installation - Photoelectric istasyon gumagana nang tahimik, huwag ubusin fossil fuels at hindi mahawahan ang hangin at tubig. Sa kasamaang palad, ang Photovoltaic Stations ay hindi pa masyadong dynamic na pumapasok sa arsenal ng mga utility network, na maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng kanilang mga tampok. Sa isang modernong paraan ng pagbibilang ng gastos ng enerhiya, ang solar kuryente ay mas mahal pa kaysa sa produksyon ng mga tradisyonal na halaman ng kuryente. Bilang karagdagan, ang mga photovoltaic system ay gumagawa ng enerhiya lamang sa isang maliwanag na araw ng araw, at ang kanilang pagganap ay depende sa panahon.

4. Solar architecture

Mayroong ilang mga pangunahing paraan ng pagpapasaya sa paggamit ng solar energy sa arkitektura. Gamit ang mga ito, maaari kang lumikha ng maraming iba't ibang mga scheme, sa gayon ay nakakakuha ng iba't ibang mga gusali. Mga prayoridad kapag ang pagbuo ng isang gusali na may passive paggamit ng solar energy ay: isang magandang lokasyon ng bahay; isang malaking bilang ng mga bintana na nakaharap sa timog (sa hilagang hemisphere) upang laktawan ang mas maraming sikat ng araw panahon ng taglamig (at vice versa, isang maliit na halaga ng. Windows nakaharap sa silangan o kanluran upang limitahan ang pagtanggap ng hindi kanais-nais na sikat ng araw sa tag-init); Ang tamang pagkalkula ng thermal load sa interior facility upang maiwasan ang mga hindi gustong mga pagbabago sa temperatura at panatilihing mainit-init sa gabi, mahusay na nakahiwalay na pagtatayo ng gusali.

Ang lokasyon, pagkakabukod, orientation ng mga bintana at thermal load sa mga lugar ay dapat na isang solong sistema. Upang mabawasan ang mga oscillations ng panloob na temperatura, ang pagkakabukod ay dapat ilagay sa labas ng gusali. Gayunpaman, sa mga lugar na may mabilis na panloob na pag-init, kung saan ang isang piraso ng pagkakabukod ay kinakailangan, o mababang kapasidad ng init, ang paghihiwalay ay dapat na mula sa loob. Pagkatapos ay ang disenyo ng gusali ay magiging pinakamainam para sa anumang microclimate. Kapansin-pansin ang katotohanan na ang tamang balanse sa pagitan ng thermal load sa lugar at pagkakabukod ay humahantong hindi lamang sa pagtitipid ng enerhiya, kundi pati na rin sa pag-save ng mga materyales sa gusali. Ang mga passive solar buildings ay isang perpektong lugar upang mabuhay. Ito ay mas ganap na nadama ng koneksyon sa kalikasan, sa isang bahay ay may maraming natural na liwanag, ang koryente ay naka-save sa loob nito.

Ang passive na paggamit ng sikat ng araw ay nagbibigay ng humigit-kumulang 15% ng pangangailangan para sa pag-init ng kuwarto sa isang karaniwang gusali at isang mahalagang pinagkukunan ng enerhiya sa pag-save. Kapag nagdidisenyo ng isang gusali, kinakailangan upang isaalang-alang ang mga prinsipyo ng passive solar construction para sa maximum na paggamit ng solar energy. Ang mga prinsipyong ito ay maaaring gamitin sa lahat ng dako at halos walang karagdagang gastos.

Sa panahon ng disenyo ng gusali, ang paggamit ng mga aktibong solar system, tulad ng solar collectors at photoelectric na baterya, ay dapat ding isaalang-alang. Ang kagamitan na ito ay naka-install sa timog bahagi ng gusali. Upang mapakinabangan ang dami ng init sa taglamig, dapat na mai-install ang solar collectors sa Europa at Hilagang Amerika na may isang anggulo ng pagkahilig ng higit sa 50 ° mula sa pahalang na eroplano. Nakapirming photoelectric baterya ay nakuha sa panahon ng taon ang pinakamalaking halaga ng solar radiation kapag ang anggulo ng pagkahilig na may kaugnayan sa antas ng abot-tanaw ay katumbas ng geographic latitude kung saan matatagpuan ang gusali. Ang anggulo ng pagkahilig ng bubong ng gusali at ang oryentasyon nito sa timog ay mahalagang aspeto kapag bumubuo ng isang proyekto ng proyekto. Ang mga solar collectors para sa hot water supply at photoelectric na baterya ay dapat na matatagpuan malapit sa lokasyon ng pagkonsumo ng enerhiya. Mahalagang tandaan na ang malapit na lokasyon ng banyo at ang kusina ay nagse-save sa pag-install ng mga aktibong solar system (sa kasong ito, ang isang solar collector ay maaaring gamitin para sa dalawang kuwarto) at i-minimize ang mga pagkalugi ng enerhiya para sa transportasyon. Ang pangunahing criterion kapag ang pagpili ng kagamitan ay ang pagiging epektibo nito.

Konklusyon

Sa kasalukuyan, tanging ang hindi gaanong bahagi ng solar energy ay ginagamit dahil sa ang katunayan na ang mga umiiral na solar na baterya ay may mababang kahusayan at napaka daan sa produksyon. Gayunpaman, hindi ito dapat agad na inabandunang mula sa isang praktikal na mapagkukunan ng dalisay na enerhiya: Ayon sa mga paratang ng mga espesyalista, ang HelioEnergy ay maaaring mag-coach ng lahat ng maiisip na pangangailangan ng sangkatauhan sa enerhiya para sa libu-libong taon bago. Posible rin na madagdagan ang kahusayan ng mga pag-install ng helium ng maraming beses, at inilagay ang mga ito sa mga bubong ng mga bahay at sa tabi nila, titiyakin namin ang pag-init ng pabahay, pinainit na tubig at ang gawain ng mga electrical appliances ng sambahayan kahit na sa katamtamang latitude, hindi upang banggitin ang tropiko. Para sa mga pangangailangan ng industriya na nangangailangan ng mataas na gastos sa enerhiya, ang basura ng kilometro at mga disyerto ay maaaring gamitin, ganap na pagod ng malakas na helix. Ngunit sa harap ng helioenergy, maraming mga paghihirap sa pagtatayo, paglalagay at pagpapatakbo ng mga pag-install ng HelioEnergy sa libu-libong square kilometers ng ibabaw ng Earth. Samakatuwid, ang pangkalahatang timbang ng helioenergy ay at nananatiling mas katamtaman, hindi bababa sa hinaharap na hinaharap.

Sa kasalukuyan, ang mga bagong proyekto ng espasyo ay binuo na naglalayong magsaliksik ng araw, ang mga obserbasyon ay isinasagawa kung saan ang mga dose-dosenang mga bansa ay nakikilahok. Ang data sa mga proseso na nagaganap sa araw ay nakuha gamit ang kagamitan na naka-install sa mga artipisyal na satellite ng Earth at Space Rockets, sa tuktok ng bundok at sa kailaliman ng mga karagatan.

Ang maraming pansin ay dapat bayaran sa katotohanan na ang produksyon ng enerhiya, na kung saan ay ang mga kinakailangang paraan para sa pagkakaroon at pagpapaunlad ng sangkatauhan, ay may epekto sa kalikasan at kapaligiran sa kapaligiran. Sa isang banda, ang buhay ng tao at mga aktibidad sa produksyon ay kasama ang init at kuryente kaya matatag, na ang isang tao ay hindi kahit na sa tingin ng pagkakaroon nito nang hindi ito at consumes ng ipinagkaloob hindi maubos na mga mapagkukunan. Sa kabilang banda, ang isang tao ay higit pa at higit pa ang kanyang pansin ay nagpapahiwatig sa pang-ekonomiyang aspeto ng enerhiya at nangangailangan ng kapaligiran friendly na enerhiya produksyon. Ipinapahiwatig nito ang pangangailangan upang malutas ang kumplikadong mga isyu, bukod sa kung saan ang muling pamimigay ng mga pondo para sa pagtakip sa mga pangangailangan ng sangkatauhan, praktikal na paggamit sa pambansang ekonomiya ng mga nagawa, ang paghahanap at pagpapaunlad ng mga bagong alternatibong teknolohiya upang makabuo ng init at kuryente, atbp.

Ngayon sinisiyasat ng mga siyentipiko ang likas na katangian ng araw, alamin ang impluwensya nito sa lupa, magtrabaho sa problema ng paggamit ng halos hindi maubos na solar energy.

Listahan ng mga pinagkukunan na ginamit

Literatura

1. Mga paghahanap para sa buhay In. Solar System.: Pagsasalin mula sa Ingles. M.: Mir, 1988, p. 44-57.

2. Zhukov G.F. Pangkalahatang enerhiya teorya .// m: 1995., p. 11-25.

3. Dementiev B.A. Nuclear power reactors. M., 1984, p. 106-111.

4. Thermal at atomic electrical istasyon. Direktoryo. Kn. 3. M., 1985, p. 69-93.

5. Encyclopedic Dictionary of Young Astronoma, M.: Pedagogy, 1980, p. 11-23.

6. Viyapin v.i., Zhuravleva g.P. Pisika. Pangkalahatang teorya .// m: 2005, p. 166-174.

7. Dagayev M. M. Astrophysics .// m: 1987, p. 55-61.

8. Timoshkin S. E. Solar energy at solar panels. M., 1966, p. 163-194.

9. Illarionov A. G. Nature Energy .// M: 1975., p. 98-105.