Solárna energia - to ... Používanie solárne panely

V posledných rokoch vedci sú najmä záujem o alternatívne zdroje energie. Ropa a zemný plyn skončí skôr alebo neskôr, takže premýšľať o tom, ako budeme prežiť v tejto situácii, je potrebné teraz. V Európe, veterné turbíny sú široko používané, ktorý sa snaží získať energiu z oceánu, a hovoríme o solárnej energii. Koniec koncov, hviezda, ktorá vidíme takmer každý deň na oblohe, nám môžu pomôcť šetriť neobnoviteľné zdroje a zlepšenie životného prostredia. Hodnota Slnko na Zemi nemožno preceňovať - to dáva teplo, svetlo a umožňuje funkciu všetkého života na tejto planéte. Tak prečo ho iná aplikácia nenájde?

trocha histórie

V fyzik polovici 19. storočia Aleksandr Edmon Bekkerel objavený fotovoltaický efekt. Do konca storočia Charlz Fritts vyvinul prvý prístroj schopný spracovať slnečnej energie na elektrickú energiu. Použili sme selén potiahnuté tenkou vrstvou zlata. Účinok bol slabý, ale to je tento vynález je často spojená so začiatkom solárnej energie éry. Niektorí učenci nesúhlasí s touto formuláciou. Hovorili zakladateľ éry solárnej energie svetoznámy vedec Alberta Eynshteyna. V roku 1921 získal Nobelovu cenu za jeho vysvetlenie zákonov vonkajšieho fotoelektrického javu.

Mohlo by sa zdať, že solárna energia - to je sľubný spôsob vývoja. Ale existuje veľa prekážok, aby sa zmestí do každej domácnosti - predovšetkým ekonomické a environmentálne. Čo je zahrnuté v cene solárnych panelov, koľko škôd, ktoré môžu spôsobiť prostredie a čo ešte existujú spôsoby, ako generovať energiu, sa dozvieme neskôr.

akumulácia metódy

Najnaliehavejšie úloha spojený s domestikácii energie zo slnka, je nielen ju prijať, ale akumulácia. A to je to najťažšie. V súčasnej dobe, vedci boli vyvinuté len tri spôsoby, ako plne domestifikácie slnečnej energie.

Prvý z nich je založený na využití parabolického zrkadla a trochu ako hrať s lupinami, ktorá je známa všetkým od detstva. Svetlo prechádza objektívom, zhromažďovanie na jednom mieste. Ak dáte kus papiera, bude svietiť, kým teplota prekročila slnečné lúče je neuveriteľne vysoká v tomto mieste. Parabolická zrkadla je konkávne disk, pripomínajúce plytkú misku. Toto zrkadlo, na rozdiel od lupa neprenáša, ale odráža slnečné svetlo vyzdvihnutie na jednom mieste, ktoré je všeobecne zameraný na čiernu vodné potrubie. Táto farba je použitá, pretože to najlepšie absorbuje svetlo. Voda v rúrke pôsobením slnečného žiarenia ohrieva a môže byť použitý na výrobu elektrickej energie alebo na vykurovanie malých rodinných domov.

ploché vykurovacie teleso

Táto metóda používa celkom iný systém. Solárne prijímač vyzerá ako viacvrstvové štruktúry. Jeho pracovný princíp je nasledujúci.

Prechádzajúce cez sklo, lúče spadnúť na zatemnenej kovu, ktorý je známe, že je lepšie pohlcuje svetlo. Slnečné žiarenie sa premení na tepelnú energiu , a ohrieva vodu, ktorá je pod železnej doštičky. Ďalej, všetky vyskytuje ako u prvého spôsobu. Ohriata voda môže byť použitý buď pre vykurovanie alebo na výrobu elektrickej energie. Avšak účinnosť tejto metódy nie je dostatočne vysoké, aby ho použiť všade.

Zvyčajne sa takto získaná slnečnej energie - je teplo. U elektriny je oveľa pravdepodobnejšie, že použiť tretiu metódu.

solárne články

Väčšina z nás sú oboznámení s týmito zdrojmi energie. To zahŕňa použitie rôznych batérií alebo solárne panely, ktoré možno nájsť na strechách mnohých dnešných domácnostiach. Takýto spôsob je komplikovaný už bolo popísané, ale je oveľa schodnejšou. Je to ten, ktorý vám dáva možnosť previesť slnečnú energiu na elektrickú energiu v priemyselnom meradle.

Špeciálne panely určené na zachytenie lúče vyrobené z oxidu kremičitého s vysokým obsahom kryštálov. Slnečné svetlo dopadajúce na ne zaklope elektrón z obežnej dráhy. Na jeho miesto, okamžite sa snaží ďalší, takto získané kontinuálne pohybujú sa reťazec, ktorý vytvára prúd. Používa sa okamžite v prípade potreby poskytnúť zariadenie alebo uložené vo forme elektriny v špeciálnych batériách.

Popularita tejto metódy založené na tom, že vám umožní získať viac ako 120 wattov len jeden meter štvorcový solárneho panelu. V tomto prípade sú panely majú relatívne malú hrúbku, ktorá im umožňuje umiestniť prakticky kamkoľvek.

Druhy kremíkových dosiek

Existuje niekoľko typov solárnych článkov. Prvý vykonáva pomocou jediného kryštálu kremíka. Ich účinnosť je približne 15%. Tieto solárne panely sú najdrahšie.

Účinnosť články z polykryštalického kremíka, dosahuje 11%. Stojí menej ako materiál pre nich sa získava zjednodušené technológie. Tretí typ je najúspornejší a má minimálnu účinnosť. Tento panel z amorfného kremíka, ktorý je non-kryštalický. Okrem zlého výkonu, majú jednu veľkú nevýhodu - krehkosť.

Niektorí výrobcovia zvýšiť účinnosť zapojiť obe strany solárneho panelu - predná i zadná strana. To vám umožní zachytiť svetlo vo veľkých objemoch a zvyšuje množstvo energie vyrobenej o 15-20%.

domáci výrobcovia

Solárna energia vo svete je stále bežnejšie. Dokonca aj v našej krajine máme záujem dozvedieť sa o priemysle. Napriek skutočnosti, že Rusko nebolo príliš aktívny je vývoj alternatívnych zdrojov energie, sa dosiahol určitý pokrok. V súčasnej dobe je tvorba panelov pre solárnu energiu trvá niekoľko organizácií - väčšinou akademických inštitúcií rôznych druhov a tovární na výrobu elektrických zariadení.

1. SPF "Quark".
2. JSC "Kovrov Mechanical Plant".
3. All-ruskej Výskumný ústav pre Elektrizace poľnohospodárstvo.
4. Strojárstvo NPO.
5. AO Viena.
6. JSC "Ryazan rastlín kovových-keramických zariadení."
7. JSC Pravdinsk zdroje poloprevádzkovej bežného "pozitívny".

To je len malá časť spoločnosti, aktívnej účasti na rozvoji alternatívnych zdrojov energie v Rusku.

Vplyv na životné prostredie

Odmietnutie uhlie a ropa zdroje energie je nielen súvisí s tým, že tieto prostriedky budú skôr či neskôr dôjdu. Skutočnosť, že sú pre životné prostredie veľmi škodlivé - znečisťujúce pôdu, vzduch a vodu, prispievajú k rozvoju ochorenia u ľudí a zníženie imunity. To je dôvod, prečo alternatívne zdroje energie musia byť bezpečné z hľadiska životného prostredia.

Kremík, ktorý sa používa na výrobu solárnych článkov sama o sebe je bezpečný, pretože sa jedná o prírodný materiál. Ale po vyčistení zostáva odpad. Môžu spôsobiť poškodenie zdravia človeka a životné prostredie Pri nesprávnom používaní.

Okrem toho, miesto úplne zaplnený so solárnymi panelmi, môže narušiť prirodzené osvetlenie. To povedie k zmenám v existujúcej ekosystém. Ale všeobecne platí, že vplyv na životné prostredie zariadenia na premenu solárnej energie je minimálna.

hospodárstvo

Najväčšie náklady na výrobu solárnych článkov sú spojené s vysokými nákladmi na suroviny. Ako sme videli, špeciálne panely sú vytvorené pomocou silikónu. Napriek skutočnosti, že tento minerál je široko distribuovaný v prírode, s jeho korisť zviazaný veľký problém. Skutočnosť, že kremík, ktorý je väčší ako štvrtina hmotnosti zemskej kôry, nie je vhodný na výrobu solárnych článkov. Pre tento účel vhodné len čistý materiál získaný priemyselným spôsobom. Bohužiaľ, z piesku sa dostať čistý kremík je veľmi problematické.

Za cenu tento zdroj je porovnateľný s urán sa používa v jadrových elektrárňach. To je dôvod, prečo sú náklady na solárne články v súčasnosti zostáva na pomerne vysokej úrovni.

moderné technológie

Prvé pokusy skrotiť solárnej energie tam po dlhú dobu. Od tej doby, mnoho výskumníkov sa aktívne zapojila do pátrania po najefektívnejšie zariadenie. To musí byť nielen ekonomicky konkurencieschopné, ale tiež kompaktné. Jej účinnosť sa musí usilovať o maximum.

Prvé kroky k ideálne zariadenie pre príjem a premenu solárnej energie boli vykonané vynálezu kremíkových batérií. Samozrejme, že cena je pomerne vysoká, ale panely môžu byť umiestnené na strechách a stenách domov, kde nebude rušiť s kýmkoľvek. Účinnosť týchto batérií je nepopierateľný.

Ale najlepší spôsob, ako zvýšiť popularitu solárnej energie - aby to lacnejšie. Nemeckí vedci už navrhli nahradiť kremík, syntetické vlákna, ktoré môžu byť integrované do tkaniny alebo iných materiálov. Účinnosť takého solárneho článku nie je príliš vysoká. Ale tričko prekladané syntetických vlákien môže prinajmenšom poskytnúť elektrinu do telefónu alebo prehrávača. Aktívne pracuje v oblasti nanotechnológií. Pravdepodobne budú umožňujú slnko, aby sa stal najpopulárnejším zdrojom energie v tomto storočí. Špecialisti spoločnosti Scates AS z Nórska už skôr uviedol, že nanotechnológie bude znižovať náklady solárnych panelov je 2 krát.

Solárna energia pre domácnosti

Na bývanie, ktorý sám o sebe zabezpečí, že sen mnohých istá: nie je závislosť na ústredné kúrenie, problémy s platením účtov a škody na životnom prostredí. Už mnoho krajín aktívne postaviť bývanie, spotrebováva len energiu pochádzajúce z alternatívnych zdrojov. Pozoruhodným príkladom - takzvaný solárny dom.

Počas stavby sa bude vyžadovať väčšie investície ako tradičné. Ale po niekoľkých rokoch prevádzky, všetky náklady bude vyplatená späť - musieť platiť za vykurovanie, teplej vody a elektriny. V solárnom dome všetky tieto komunikácie sú viazané na konkrétne fotovoltaických panelov umiestnených na streche. A takto získané zdroje energie nielen strávený na aktuálne potreby, ale tiež sa hromadiť na použitie v noci a v oblačnom počasí.

V súčasnej dobe je stavba týchto domoch je vykonávaná nielen v krajinách, v blízkosti rovníka, kde slnečná energia na výrobu najjednoduchší spôsob. Oni tiež postavená v Kanade, Fínsku a Švédsku.

Klady a zápory

Vývoj technológií pre využitie solárnej energie všade, by mohlo byť viac aktívny. Ale tam sú niektoré dôvody, prečo je to stále nie je prioritou. Ako sme spomenuli vyššie, pri výrobe dosiek vyrobených ekologicky škodlivých látok. Okrem toho je hotový zariadenie obsahuje vo svojom zložení gália, arzénu, kadmia a olova.

To vyvoláva mnoho otázok a potrebu recyklácie fotovoltaických panelov. Po 50 rokoch práce budú nevhodné do prevádzky a musí nejako zabiť. Znamená to spôsobiť obrovské škody na prírode? Je tiež potrebné pripomenúť, že solárna energia - je vrtkavá účinnosť zdrojov výroby je závislá na dennej dobe a počasí. To je významnou nevýhodou.

Ale výhody, samozrejme. Solárna energia môže byť vyrobený prakticky v každej miesto na zemi, a zariadení pre jej prípravu a transformácia môže byť tak malá, že sa zmestí na zadnej časti telefónu. Čo je ešte dôležitejšie, je to obnoviteľný zdroj, to znamená, že množstvo slnečnej energie zostane bezo zmeny po dobu najmenej tisíc rokov.

vyhliadky

Vývoj solárnych energetických technológií by malo viesť k zníženiu nákladov na vytvorenie položky. Už existujú sklenené panely, ktoré môžu byť inštalované na oknách. Vývoj nanotechnológie umožnil vynájsť farby, ktorá sa nastrieka na solárne panely a môže nahradiť kremíkovú vrstvu. V prípade, že náklady na solárnu energiu nemá klesnúť niekoľkokrát, bude jeho popularita rastie tiež mnohokrát.

Vytváranie malých panelov pre jednotlivé aplikácie umožnia ľuďom vo všetkých prípadoch k využitiu slnečnej energie - doma, v aute, alebo dokonca v celej krajine. Vďaka ich distribúciu k zníženiu záťaže na ústrednej moci, pretože ľudia budú môcť účtovať drobné elektroniky.

Shell odborníci sa domnievajú, že do roku 2040 bude zhruba polovica svetovej energie je generovaná z obnoviteľných zdrojov. Už v Nemecku, solárna energetická spotreba rýchlo rastie, a kapacita batérie je viac ako 35 gigawattov. Japonsko je tiež aktívne rozvoj tohto odvetvia. Tieto dve krajiny - vodcovia solárnej energie na svete. Pravdepodobne skoro, aby sa pripojil v Spojených štátoch.

Ďalšie alternatívne zdroje energie

Vedci neprestávajú hĺbať nad skutočnosťou, že stále môžete použiť na výrobu elektrickej energie alebo tepla. Uvedie príklady z najsľubnejších alternatívnych zdrojov energie.

Veterné turbíny možno teraz nájsť takmer v každej krajine. Dokonca aj na uliciach mnohých ruských mestách inštaláciu osvetlenia, ktoré sú sebestačné elektriny z veternej energie. Rozhodne o cene vyšší ako priemer, ale v priebehu doby oni vrátia rozdiel.

Už dávno to bolo vynájdené technológie na výrobu energie z rozdielu teploty vody medzi povrchom oceánu a v hĺbke. Čína sa aktívne chystá rozvíjať túto oblasť. V nadchádzajúcich rokoch, pri pobreží Číny sa chystá postaviť najväčšiu elektráreň bežiaci na tejto technológii. Existujú aj iné využitie mora. Napríklad v Austrálii, sa plánuje vytvoriť elektráreň, ktorá generuje energiu z silou vodných prúdov.

Existuje mnoho iných spôsobov, ako vyrábať elektrinu alebo teplo. Ale na pozadí mnoho ďalších možností solárnej elektrárne - to je naozaj sľubné oblasti vedy.