La energía solar se utiliza como fuente de energía tanto eléctrica como térmica. Es respetuoso con el medio ambiente y no se generan emisiones nocivas durante su transformación. Este es relativamente nueva manera La producción de electricidad experimentó un auge a mediados de la década de 2000, cuando los países de la UE comenzaron a implementar políticas para reducir la dependencia de los hidrocarburos para la producción de electricidad. Otro objetivo era reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Fue durante estos años cuando el costo de producción de paneles solares comenzó a disminuir y su eficiencia comenzó a aumentar.

Más favorable, por duración horas de luz y la afluencia de luz solar durante todo el año, zonas de clima tropical y subtropical. En latitudes templadas es más favorable. temporada de verano, y en cuanto a la zona ecuatorial, en ella factor negativo está nublado a mitad del día.

Puede realizarse mediante un proceso térmico intermedio o directamente mediante. Las estaciones fotovoltaicas suministran electricidad directamente a la red o sirven como fuente de suministro de energía autónoma al consumidor. Las estaciones solares térmicas se utilizan principalmente para obtener energía térmica calentando diversos refrigerantes, como agua y aire.

En 2011, todas las plantas de energía solar del mundo produjeron 61,2 mil millones de kilovatios-hora de electricidad, lo que corresponde al 0,28% de la electricidad total producida a nivel mundial. Este volumen es comparable a la mitad de la generación de electricidad de las centrales hidroeléctricas en Rusia. Las centrales fotovoltaicas del mundo se concentran principalmente en pequeña cantidad países: en 2012, 7 países líderes tenían el 80% de la capacidad total. La industria se desarrolló más rápidamente en Europa, donde se concentraba el 68% de la capacidad instalada mundial. Alemania ocupa el primer lugar, representando (2012) alrededor del 33% de la capacidad mundial, seguida de Italia, España y Francia.

En 2012, la capacidad instalada de plantas solares fotovoltaicas en todo el mundo ascendió a 100,1 GW, menos del 2% del total del sector eléctrico mundial. Entre 2007 y 2012, este volumen se multiplicó por 10.

En China, EE.UU. y Japón se encuentran capacidades de energía solar de entre 7 y 10 GW. En los últimos años, especialmente rápidamente energía solar se está desarrollando en China, donde la capacidad total de las plantas fotovoltaicas del país se ha multiplicado por 10 en 2 años: de 0,8 GW en 2010 a 8,3 GW en 2012. Japón y China representan ahora el 50% del mercado mundial de energía solar. Las intenciones de China son recibir 35 GW de electricidad procedente de instalaciones solares en 2015. Esto se debe a la demanda cada vez mayor de energía, así como a la necesidad de luchar por un medio ambiente limpio, que se ve afectado por la quema de combustibles fósiles.

Según previsiones de la Asociación Japonesa de Fotografía energía eléctrica, para 2030 la capacidad total estaciones solares Japón alcanzará los 100 GW.

India prevé aumentar, a medio plazo, la capacidad de las instalaciones solares en 10 veces, es decir, de 2 GW a 20 GW. El coste de la energía solar en la India ya ha alcanzado los 100 dólares por 1 megavatio, lo que es comparable a la energía producida en el país a partir de carbón o gas importado.

Sólo el 30 por ciento del África subsahariana tiene acceso a . Allí se están desarrollando instalaciones solares autónomas y microrredes. África, como región con una potente industria minera, espera de esta manera obtener una alternativa a las centrales eléctricas diésel, así como una fuente de respaldo fiable para las redes eléctricas poco fiables.

Rusia se encuentra actualmente en el período de formación de la energía solar. En 2010 se inauguró la primera central fotovoltaica con una capacidad de 100 kW, ubicada en la región de Bélgorod. Los paneles solares policristalinos se compraron en la planta de dispositivos metal-cerámicos de Ryazan. En la República de Altái, en 2014 comenzó la construcción de una planta de energía solar con una capacidad de 5 MW. También se están considerando otros posibles proyectos en este ámbito, incluso en los territorios de Primorsky y Stavropol, así como en la región de Chelyabinsk.

En cuanto a la energía solar térmica, según la Red de Políticas de Energías Renovables para el Siglo XXI, en 2012 su capacidad instalada global era de 255 GW. La mayor parte de esta capacidad térmica se encuentra en China. En la estructura de tales capacidades, el papel principal lo desempeñan las estaciones destinadas directamente a calentar agua y aire.

El sol es una enorme fuente natural de energía. Dentro de esta bola de gas tienen lugar cada minuto cientos de procesos diferentes. Sin el Sol la vida en la Tierra es imposible, ya que es la fuente de energía de todos los organismos vivos. Todo terrenal procesos naturales realizado utilizando energía solar. La circulación atmosférica, el ciclo del agua, la fotosíntesis, la regulación del calor en el planeta: todo esto sería imposible sin el Sol. El uso de la energía solar en la Tierra es tan común como inhalar y exhalar para los humanos. Pero puede darle a la humanidad aún más. Puede utilizarse con éxito para producir energía industrial, térmica o eléctrica.

El potencial de la energía solar

Los avances en el uso de la energía solar comenzaron en el siglo XX. Desde entonces, científicos de todo el mundo han realizado cientos de estudios. Han demostrado que la eficiencia del uso de la energía solar puede ser muy, muy alta. Esta fuente puede proporcionar un suministro de energía a todo el planeta mucho mejor que todos los recursos existentes actualmente juntos. Además, este tipo de energía está disponible públicamente y es gratuita.

Aprovechar la energía solar

Las reservas de recursos naturales capaces de proporcionar suministro energético en la Tierra disminuyen cada día. Por lo tanto, actualmente se está desarrollando activamente de varias maneras aprovechamiento de la energía solar. Este recurso es una excelente alternativa fuentes tradicionales. Por tanto, la investigación en esta área es increíblemente importante para la sociedad.

Logros que existen en en este momento, permitió crear sistemas de aprovechamiento de energía solar, que se dividen en dos tipos:

• Activo (sistemas fotovoltaicos, plantas de energía solar y coleccionistas).
• Pasivo (selección de materiales de construcción y diseño de locales para el máximo aprovechamiento de la energía solar).

La conversión y aprovechamiento de la energía solar de esta forma ha permitido utilizar un recurso inagotable con alta productividad y retorno de la inversión.

Principio de funcionamiento de los sistemas pasivos.

Existen varios tipos de uso pasivo de la energía solar. La mayoría de ellos son increíblemente fáciles de usar, pero bastante efectivos. También existen opciones más sofisticadas que te ayudarán a obtener más beneficios. Por ejemplo:

• Lo primero que nos viene a la cabeza es el recipiente en el que se almacena el agua. Si lo pintas sombra oscura, entonces de esta forma sencilla la energía solar se convertirá en energía térmica y el agua se calentará.
• La siguiente opción no es posible. a una persona común y corriente de forma independiente, ya que requiere de un análisis escrupuloso por parte de un especialista. Esta tecnología Debe tenerse en cuenta en la etapa de diseño y construcción de una casa. En función de las condiciones climáticas, el edificio está diseñado de tal manera que él mismo actúa como colector solar. Luego de lo cual son seleccionados materiales necesarios, promoviendo la máxima acumulación de energía solar.

Gracias a estos métodos, es posible utilizar la energía solar para calentar e iluminar locales. Además, estos desarrollos contribuyen al ahorro de energía. Dado que este diseño no solo permite convertir la energía solar, sino también retener el calor dentro del edificio, lo que también puede reducir significativamente los costos.

Formas de utilizar activamente la energía solar

base este principio Los suministros de energía son colectores. Dicho equipo absorbe energía y la convierte en calor, que puede usarse para calentar una casa o calentar agua, y también convierte la energía solar en energía eléctrica. Los colectores se utilizan ampliamente tanto en el ámbito industrial como en el privado y agricultura.

Además de los colectores, otro equipo del sistema activo puede denominarse paneles con fotocélulas. Este dispositivo permite utilizar la energía solar a nivel doméstico y industrial. Estos paneles son muy sencillos, de bajo mantenimiento y duraderos.

Las plantas de energía solar también son una forma de utilizar activamente la energía solar. Sólo son adecuados para la conversión a gran escala de radiación en energía térmica o eléctrica. Para últimos años Han ganado una popularidad significativa en el mundo y los avances en esta área permiten ampliar las capacidades y el número de dichas estaciones.

Hablando del hecho de que la energía solar ayuda a ahorrar en el uso de recursos tradicionales, vale la pena señalar que esta ventaja realmente se convertirá en gente útil con parcelas privadas propias. Propia casa permite instalar equipos de conversión de energía que puedan satisfacer, aunque no completamente, al menos parte de las necesidades energéticas. Esto ayudará a reducir significativamente el consumo de suministro de energía centralizado y reducir los costos.

Energía solar- Este gran fuente para tales procesos:

• Calefacción y refrigeración pasiva de la vivienda.

No debemos olvidar que el Sol ya calienta todo lo que existe en la Tierra, y tu hogar no es una excepción. Por lo tanto es posible fortalecer efecto beneficioso, realizando ciertas modificaciones durante la etapa de construcción y utilizando técnicas especiales. Así, conseguirás una casa con una regulación térmica mucho más cómoda y sin mucha inversión.

• Calentar agua mediante energía solar.

Usar energía solar para calentar agua es la forma más sencilla y manera barata, accesible al hombre. Estos equipos se pueden adquirir a precios razonables. Al mismo tiempo, podrán amortizarse con la suficiente rapidez, reduciendo significativamente el coste del suministro centralizado de energía.

• Alumbrado público.

Esta es la forma más fácil y económica de utilizar la energía solar. Los dispositivos especiales que absorben la radiación solar durante el día e iluminan áreas durante la noche siguen siendo muy populares entre los propietarios de casas particulares.

Lamentablemente, el panel solar no está disponible en todo el mundo. Su coste es bastante elevado, pero al mismo tiempo es cómodo y rentable. recurso energético, que se puede utilizar con éxito en las latitudes rusas. Pero si tu situación financiera no le permite realizar una compra tan costosa, puede crear paneles similares usted mismo.

¿Cómo hacer esto?

• En primer lugar, necesitarás fotocélulas solares. En promedio, para un panel se necesitarán unas 36 piezas. Es mejor elegir elementos a base de monocristales, ya que tienen un coeficiente más alto. acción útil Y la vida útil es más larga.
• El panel en sí está hecho de láminas de madera contrachapada. Se corta un fondo, cuyo tamaño se determina en función del número de fotocélulas. A continuación, el panel se coloca en un marco de barras.
• Luego hay que hacer un sustrato sobre el que se aplicarán las fotocélulas. Esto se puede hacer con tableros de fibra.
• A continuación necesitas hacer los agujeros. Asegúrese de asegurarse de que sean simétricos.
• A continuación se realiza el procedimiento de teñido y secado, que se repite dos veces.
• Después de que el sustrato se haya secado, se colocan los elementos sobre él y se realiza la soldadura. Punto importante– colóquelos boca abajo.
• En la etapa final, las fotocélulas se colocan en filas y luego todo se conecta en complejos. Todo esto finalmente se fija con silicona.

De esta sencilla forma podrás crear con tus propias manos equipos que te permitan utilizar la energía solar en tu hogar. Con un poco de esfuerzo y paciencia lo conseguirás.

Uso de la energía solar en Rusia.

¿En qué etapa de desarrollo se encuentra actualmente? energía alternativa en Rusia? Desafortunadamente, en la actualidad esto ocurre a un nivel muy bajo. El país aún no está aprovechando todo su potencial. tiene suficiente para esto fuerte influencia aspecto como la presencia de grandes reservas de minerales que se utilizan para el suministro energético tradicional.

Sin embargo, es posible utilizar con éxito la energía solar en Rusia. Gracias a su enorme superficie, que incluye diferentes zonas climáticas y topografía, el país tiene la oportunidad de desarrollar activamente la producción de energía alternativa. Con un enfoque competente e integral, es posible garantizar un porcentaje significativo del suministro energético total utilizando energía solar.

El uso de la energía solar en la Tierra es un breve informe que le informará sobre las posibilidades de su uso para el beneficio humano.

Uso de la energía solar en la Tierra

El sol es una enorme bola luminosa de gas en la que tienen lugar procesos bastante complejos y se libera energía constantemente. Gracias a él, existe vida en nuestro planeta: la atmósfera y la superficie del planeta se calientan, soplan vientos, los océanos y mares se calientan, las plantas crecen, etc.

La energía solar contribuye a la formación de combustibles fósiles, se convierte en calor y frío, electricidad y fuerza motriz. La luminaria evapora el agua, convierte la humedad en gotas de agua y forma nieblas y nubes. En una palabra, la energía del Sol crea un gigantesco ciclo de humedad en el planeta, un sistema de calentamiento del aire y el agua del planeta.

Cuando la luz del sol llega a las plantas, desencadena el proceso de fotosíntesis, crecimiento y desarrollo. Al calentar el suelo, moldea su clima, dando vitalidad microorganismos, semillas de plantas y todas las criaturas que habitan el suelo. Sin energía solar, los organismos vivos estarían en estado de hibernación (anabiosis).

Ejemplos del uso de la energía solar en la economía nacional.

La energía solar es renovable naturalmente fuente de energía y, lo más importante, respetuosa con el medio ambiente. Científicos de todo el mundo están trabajando para ampliar su uso. Muchos países han creado programas gubernamentales para el desarrollo de tecnologías para el aprovechamiento de la energía solar.

El mayor consumo de energía solar se observa en Turquía e Israel. Y en Chipre hay un número récord de casas equipadas con un sistema solar de calentamiento de agua.

En las actividades agrícolas, concretamente en el complejo agroindustrial, también se utiliza la energía solar. Está previsto introducirlo en todos los sectores de la economía nacional. Las zonas libres de paredes y tejados de casas y dependencias permiten acumular una cantidad suficiente de electricidad y de forma gratuita. Los sistemas fotovoltaicos se pueden utilizar para operar pastores eléctricos en pastos, bombas, cuchillos eléctricos, extractores de miel en colmenares y para proporcionar electricidad a edificios residenciales.

Los colectores de aire alimentados por energía solar crean un entorno para que vivan las personas y los animales de granja, y también mantienen la humedad y la temperatura al mismo nivel predeterminado.

Los invernaderos e invernaderos equipados con heliopaneles acumulan y retienen el calor, proporcionando un microclima a las plantas.

Los dispositivos basados ​​en energía solar se utilizan para ventilar y calentar almacenes de hortalizas y cereales, manteniendo los parámetros establecidos por el hombre.

Esperamos que el ensayo “Uso de la energía solar” le haya ayudado a prepararse para la lección. Y puede dejar su mensaje sobre la energía solar utilizando el formulario de comentarios a continuación.

Sin energía, la vida en el planeta es imposible. La ley física de conservación de la energía dice que la energía no puede surgir de la nada y no desaparece sin dejar rastro. Puede obtenerse de recursos naturales como el carbón, el gas natural o el uranio y convertirse en formas que podamos utilizar, como el calor o la luz. En el mundo que nos rodea podemos encontrar varias formas acumulación de energía, pero lo más importante para una persona es la energía que se le da rayos de sol- energía solar.

Energía solar Se refiere a fuentes de energía renovables, es decir, que se recupera sin intervención humana, de forma natural. Es una de las fuentes de energía respetuosas con el medio ambiente y que no contamina. ambiente. Posibles aplicaciones energía solar son prácticamente ilimitados y científicos de todo el mundo están trabajando para desarrollar sistemas que amplíen las posibilidades de uso energía solar.

Uno metro cuadrado El sol emite 62.900 kW de energía. Esto corresponde aproximadamente a la potencia de 1 millón de lámparas eléctricas. Esta cifra es impresionante: el Sol proporciona a la Tierra 80 mil billones de kW por segundo, es decir, varias veces más que todas las centrales eléctricas del mundo. Antes ciencia moderna La tarea que tenemos entre manos es aprender a utilizar de la forma más completa y eficaz la energía del Sol, de la forma más segura. Los científicos creen que el uso generalizado energía solar- este es el futuro de la humanidad.

Las reservas mundiales de depósitos abiertos de carbón y gas, al ritmo de uso actual, deberían agotarse en los próximos 100 años. Se estima que en yacimientos aún inexplorados, las reservas de combustibles fósiles serían suficientes para 2 o 3 siglos. Pero al mismo tiempo, nuestros descendientes se verían privados de estos recursos energéticos y los productos de su combustión causarían daños colosales al medio ambiente.

La energía nuclear tiene un potencial enorme. Sin embargo, accidente de Chernóbil en abril de 1986 mostró lo que graves consecuencias puede implicar el uso de energía nuclear. El público de todo el mundo ha reconocido que el uso de la energía atómica con fines pacíficos está económicamente justificado, pero al utilizarla se deben observar las más estrictas precauciones de seguridad.

Por lo tanto, ¡la fuente de energía más limpia y segura es el Sol!

Energía solar Se puede convertir en energía útil mediante el uso de energía solar activa y pasiva. sistemas de energía.

Sistemas pasivos de energía solar.

La forma más primitiva de uso pasivo. energía solar- Este es un recipiente de agua de color oscuro. Color oscuro, acumulativo. energía solar, lo convierte en calor: el agua se calienta.

Sin embargo, existen métodos más avanzados de uso pasivo. energía solar. Desarrollado tecnologías de construcción, que al diseñar edificios, teniendo en cuenta las condiciones climáticas, seleccionando materiales de construcción aprovechar lo más posible energía solar para calefacción o refrigeración, iluminación de edificios. Con este diseño, la propia estructura del edificio es un colector, acumulando energía solar.

Entonces, en el año 100 d.C., Plinio el Joven construyó una pequeña casa en el norte de Italia. En una de las habitaciones las ventanas son de mica. Resultó que esta habitación era más cálida que las demás y se necesitaba menos leña para calentarla. En este caso, la mica actuaba como aislante que retenía el calor.

Los diseños de edificios modernos tienen en cuenta la ubicación geográfica de los edificios. Entonces, gran número En las regiones del norte se proporcionan ventanas orientadas al sur para permitir que entre más luz solar y calor, y el número de ventanas en los lados este y oeste está limitado para limitar la luz solar en verano. En tales edificios, la orientación y ubicación de las ventanas, la carga térmica y el aislamiento térmico son un sistema de diseño único.

Estos edificios son respetuosos con el medio ambiente, energéticamente independientes y confortables. Hay mucha luz natural en las habitaciones, la conexión con la naturaleza se siente más plenamente y también se ahorra significativamente electricidad. El calor en estos edificios se conserva gracias a los materiales aislantes térmicos seleccionados de paredes, techos y suelos. Estos primeros edificios "solares" ganaron enorme popularidad en Estados Unidos después de la Segunda Guerra Mundial. Posteriormente, debido a la caída de los precios del petróleo, el interés por el diseño de este tipo de edificios disminuyó un poco. Sin embargo, ahora, debido a la crisis ambiental global, hay una mayor atención a proyectos ambientales con sistemas de energía renovable ha vuelto a aumentar.

Sistemas activos de energía solar.

Basado en sistemas de uso activo. energía solar Se utilizan colectores solares. Coleccionista, absorbente energía solar, lo convierte en calor, que a través de un refrigerante calienta edificios, calienta agua, puede convertirlo en energía eléctrica, etc. Los colectores solares se pueden utilizar en todos los procesos de la industria, la agricultura y las necesidades domésticas donde se utiliza calor.

Tipos de coleccionistas

colector solar de aire

Este forma más simple colectores solares. Su diseño es extremadamente simple y se asemeja al efecto de un invernadero común y corriente, que se encuentra en cualquier cabaña de verano. Pruebe un pequeño experimento. En un día soleado de invierno, coloque cualquier objeto en el alféizar de la ventana para que los rayos del sol caigan sobre él y al cabo de un rato coloque la palma de su mano sobre él. Sentirás que el objeto se ha calentado. ¡Y fuera de la ventana podrían ser 20! El funcionamiento de un colector solar de aire se basa en este principio.

El elemento principal del colector es una placa aislada térmicamente de cualquier material que conduzca bien el calor. El plato está pintado de oscuro. Los rayos del sol atraviesan la superficie transparente, calientan la placa y luego transfieren el calor a la habitación con una corriente de aire. El aire fluye por convección natural o con la ayuda de un ventilador, lo que mejora la transferencia de calor.

Sin embargo, la desventaja de este sistema es que requiere costes adicionales para operar el ventilador. Estos colectores funcionan durante las horas del día, por lo que no pueden reemplazar la fuente de calefacción principal. Sin embargo, si instala el colector en la fuente principal de calefacción o ventilación, su eficiencia aumenta desproporcionadamente. Los colectores de aire solares también se pueden utilizar para la desalinización. agua de mar, lo que reduce su coste hasta los 40 céntimos de euro por metro cúbico.

Los colectores solares pueden ser planos y de vacío.

colector solar plano

El colector consta de un elemento que absorbe la energía solar, un revestimiento (vidrio con contenido reducido metal), tubería y capa aislante térmica. El revestimiento transparente protege la carcasa de condiciones climáticas adversas. En el interior de la carcasa, el panel absorbente de energía solar (absorbente) está conectado al refrigerante, que circula por las tuberías. La tubería puede tener forma de celosía o de serpentina. El refrigerante circula a través de ellos desde los tubos de entrada a los de salida, calentándose gradualmente. El panel absorbente está fabricado de un metal que conduce bien el calor (aluminio, cobre).

El colector capta el calor convirtiéndolo en energía termal. Dichos colectores pueden integrarse en el techo o colocarse en el techo de un edificio, o pueden colocarse por separado. Esto le dará al diseño del sitio un aspecto moderno.

Colector solar de vacío

Se pueden utilizar colectores de vacío todo el año. El elemento principal de los colectores son los tubos de vacío. Cada uno de ellos consta de dos tubos de vidrio. Los tubos están hechos de vidrio de borosilicato y el interior está recubierto con un revestimiento especial que garantiza la absorción de calor con una mínima reflexión. El aire ha sido bombeado desde el espacio entre los tubos. Se utiliza un absorbente de bario para mantener el vacío. Cuando está en buenas condiciones, el tubo de vacío es de color plateado. Si se ve blanco, el vacío ha desaparecido y es necesario reemplazar el tubo.

El colector de vacío consta de un conjunto de tubos de vacío (10-30) y transfiere calor al tanque de almacenamiento a través de un líquido no congelante (refrigerante). La eficiencia de los colectores de vacío es alta:

- en clima nublado, porque Los tubos de vacío pueden absorber energía de los rayos infrarrojos que atraviesan las nubes.

- puede trabajar a temperaturas bajo cero.

Paneles solares.

Una batería solar es un conjunto de módulos que reciben y convierten la energía solar, incluida la energía térmica. Pero este término se ha asignado tradicionalmente a los convertidores fitoeléctricos. Por tanto, cuando decimos “batería solar” nos referimos a un dispositivo fitoeléctrico que convierte la energía solar en energía eléctrica.

Los paneles solares son capaces de generar energía eléctrica de forma continua o almacenarla para uso posterior. Por primera vez se utilizaron baterías fotovoltaicas en satélites espaciales.

La ventaja de los paneles solares es la máxima simplicidad de diseño, instalación sencilla, requisitos mínimos de mantenimiento, largo plazo operación. No requieren espacio adicional durante la instalación. La única condición es no darles sombra durante mucho tiempo y quitar el polvo de la superficie de trabajo. Moderno paneles solares capaz de permanecer operativo durante décadas! ¡Es difícil encontrar un sistema que sea tan seguro, eficaz y que dure tanto tiempo! Producen energía durante todo el día, incluso en tiempo nublado.

Las baterías solares tienen sus desventajas en la aplicación:

- sensibilidad a la contaminación. (Si coloca la batería en un ángulo de 45 grados, la lluvia o la nieve la limpiará, por lo que no requerirá mantenimiento adicional)

- sensibilidad a temperatura alta. (Sí, cuando se calienta a 100 - 125 grados, la batería solar puede incluso apagarse y es posible que se requiera un sistema de enfriamiento. El sistema de ventilación consumirá una pequeña fracción de la energía generada por la batería. Los diseños modernos de paneles solares brindan una calefacción sistema de escape de aire.)

- precio alto. (Teniendo en cuenta la larga vida útil de los paneles solares, no solo recuperará los costos de su compra, sino que también ahorrará dinero en el consumo de electricidad, ahorrará toneladas tipos tradicionales el combustible también es respetuoso con el medio ambiente)

Uso de sistemas de energía solar en la construcción.

En la arquitectura moderna, cada vez se planifica más la construcción de casas con fuentes de energía solar recargables integradas. Los paneles solares se instalan en los tejados de los edificios o sobre soportes especiales. Estos edificios utilizan una fuente de energía silenciosa, fiable y segura: el sol. La energía solar se utiliza para iluminación, calefacción de espacios, refrigeración de aire, ventilación y generación de electricidad.

Presentamos varios proyectos arquitectónicos innovadores utilizando sistemas solares.

La fachada de este edificio está construida de vidrio, hierro y aluminio con baterías de energía solar incorporadas. La energía producida es suficiente no sólo para proporcionar a los residentes de la casa suministro autónomo de agua caliente y electricidad, sino también para iluminar una calle de 2,5 km durante todo el año.

Esta casa fue diseñada por un grupo de estudiantes americanos. El proyecto fue presentado al concurso “Diseño, construcción de viviendas y operación de paneles solares”. Condiciones del concurso: presentar un diseño arquitectónico de un edificio residencial con su eficiencia económica, ahorro energético y atractivo. Los autores del proyecto han demostrado que su proyecto es asequible, atractivo para los consumidores y combina un diseño excelente y la máxima eficiencia. (traducción de www.solardecathlon.gov)

Uso de los sistemas de energía solar en el mundo.

Sistemas de uso energía solar perfecto y respetuoso con el medio ambiente. Hay una gran demanda de ellos en todo el mundo. En todo el mundo, la gente está empezando a abandonar el uso de combustibles tradicionales debido al aumento de los precios del gas y el petróleo. Así ocurrió en Alemania en 2004. El 47% de las casas disponían de colectores solares para calentar agua.

En muchos países del mundo se han desarrollado programas gubernamentales para el desarrollo del uso de energía solar. En Alemania se trata del programa “100.000 tejados solares”, en EE.UU. existe un programa similar “Million Solar Roofs”. En 1996 arquitectos de Alemania, Austria, Gran Bretaña, Grecia y otros países desarrollaron la Carta Europea sobre energía solar en construcción y arquitectura. China lidera en Asia, donde, basándose en tecnologías modernas Los sistemas de colectores solares se están introduciendo en la construcción de edificios y el uso de energía solar en la industria.

Un hecho que dice mucho: una de las condiciones para unirse a la Unión Europea es un aumento en la proporción de fuentes alternativas en el sistema energético del país. En 2000 En 2010 había 60 millones de kilómetros cuadrados de colectores solares en funcionamiento en el mundo, y la superficie aumentó a 300 millones de kilómetros cuadrados.

Los expertos señalan que el mercado de sistemas. energía solar en el territorio de Rusia, Ucrania y Bielorrusia apenas se está formando. Los sistemas solares nunca se han producido a gran escala porque materias primas eran tan baratos que no había demanda de costosos equipos para sistemas solares... La producción de colectores en Rusia, por ejemplo, ha cesado casi por completo.

Debido al aumento de los precios de los recursos energéticos tradicionales, ha resurgido el interés por el uso de sistemas solares. En algunas regiones de estos países que sufren escasez de recursos energéticos, se están adoptando programas locales para el uso de sistemas solares, pero los sistemas solares son prácticamente desconocidos para el mercado de consumo en general.

La razón principal del lento desarrollo del mercado para la venta y uso de sistemas solares es, en primer lugar, su alto costo inicial y, en segundo lugar, la falta de información sobre las capacidades de los sistemas solares, las tecnologías avanzadas para su uso y sobre la Desarrolladores y fabricantes de sistemas solares. Todo esto no permite evaluar correctamente la eficacia del uso de sistemas que funcionan en energía solar.

Hay que tener en cuenta que un colector solar no es un producto final. Para obtener productos finales: calor, electricidad, agua caliente— Necesitamos pasar por el proceso desde el diseño, la instalación hasta la puesta en servicio de los sistemas solares. La escasa experiencia existente en el uso de colectores solares demuestra que este trabajo no es más difícil que instalar calefacción tradicional, pero la eficiencia económica es mucho mayor.

En Bielorrusia, Rusia y Ucrania hay muchas empresas que se dedican al diseño e instalación de equipos de calefacción, pero hoy en día las fuentes de energía tradicionales tienen prioridad. Desarrollo procesos económicos, experiencia global en el uso de sistemas energía solar muestra que el futuro está en las fuentes de energía alternativas. En el futuro próximo, se puede observar que los sistemas solares representan una posición nueva y prácticamente desocupada en nuestro mercado.

El principio de conversión de energía solar, su aplicación y perspectivas.

Cada vez hay menos fuentes de energía tradicionales en el mundo. Las reservas de petróleo, gas y carbón se están agotando y todo apunta a que tarde o temprano se acabarán. Si para entonces no se encuentran fuentes de energía alternativas, la humanidad se enfrentará a una catástrofe. Por lo tanto, en todos los países desarrollados se están realizando investigaciones para descubrir y desarrollar nuevas fuentes de energía. En primer lugar, se trata de energía solar. Desde la antigüedad, esta energía ha sido utilizada por las personas para iluminar sus hogares, secar alimentos, ropa, etc. La energía solar es hoy una de las fuentes de energía alternativas más prometedoras. Actualmente ya existen bastantes diseños que permiten convertir la energía solar en energía eléctrica o térmica. La industria crece y se desarrolla gradualmente, pero, como en todas partes, tiene sus problemas. Todo esto será discutido en este material.

La energía solar es una de las fuentes renovables más accesibles de la Tierra. Uso de la energía solar en economía nacional tiene un efecto positivo en el medio ambiente, ya que no requiere perforar pozos ni desarrollar minas para obtenerlo. Además, este tipo de energía es gratuita y no cuesta nada. Naturalmente, existen costos asociados con la compra e instalación de equipos.

El problema es que el sol es una fuente intermitente de energía. Entonces, requiere de la acumulación de energía y su uso en conjunto con otros. fuentes de energía. El principal problema hoy en día es que los equipos modernos tienen una baja eficiencia a la hora de convertir la energía solar en energía eléctrica y térmica. Por tanto, todos los desarrollos tienen como objetivo aumentar la eficiencia de dichos sistemas y reducir su coste.

Por cierto, muchos recursos del planeta se obtienen de la energía solar. Por ejemplo, el viento, que es otra fuente renovable, no soplaría sin el sol. La evaporación del agua y su acumulación en los ríos también se produce bajo la influencia del sol. Y el agua, como saben, se utiliza en la energía hidroeléctrica. Los biocombustibles tampoco existirían sin el sol. Por tanto, además de la fuente directa de energía, el sol incide en otras áreas energéticas.

El sol envía radiación a la superficie de nuestro planeta. De amplia gama La radiación de la superficie terrestre alcanza 3 tipos de ondas:

• Luz. Hay aproximadamente el 49 por ciento de ellos en el espectro de emisión;
• Infrarrojo. Su participación también es del 49 por ciento. Gracias a estas ondas nuestro planeta se calienta;
• Ultravioleta. Aproximadamente el 2 por ciento de ellos se encuentran en el espectro de radiación solar. Son invisibles a nuestros ojos.

Excursión a la historia.

¿Cómo se ha desarrollado la energía solar hasta el día de hoy? El hombre lleva pensando en utilizar el sol en sus actividades desde la antigüedad. Todo el mundo conoce la leyenda según la cual Arquímedes quemó la flota enemiga cerca de su ciudad de Siracusa. Para ello utilizó espejos ardientes. Hace varios miles de años, en el Medio Oriente, los palacios de los gobernantes se calentaban con agua calentada por el sol. En algunos países evaporamos el agua de mar al sol para obtener sal. Los científicos realizaron a menudo experimentos con dispositivos de calefacción alimentados por energía solar.

Los primeros modelos de este tipo de calentadores se produjeron en los siglos XVII y XVII. En particular, el investigador N. Saussure presentó su versión del calentador de agua. Es una caja de madera cubierta con una tapa de cristal. El agua de este dispositivo se calentó a 88 grados centígrados. En 1774, A. Lavoisier utilizó lentes para concentrar el calor del sol. Y también aparecieron lentes que permitieron fundir localmente hierro fundido en unos segundos.

Los científicos franceses crearon baterías que convierten la energía solar en energía mecánica. EN finales del XIX En el siglo XIX, el investigador O. Musho desarrolló un aislante que enfocaba los rayos mediante una lente en una caldera de vapor. Esta caldera se utilizaba para hacer funcionar la imprenta. En los EE.UU. en ese momento fue posible crear una unidad de energía solar con una capacidad de 15 "caballos".

Durante mucho tiempo, los aislantes se produjeron según un esquema que utilizaba la energía del sol para convertir el agua en vapor. Y la energía convertida se utilizó para realizar algún trabajo. El primer dispositivo que convierte la energía solar en energía eléctrica se creó en 1953 en Estados Unidos. Se convirtió en el prototipo de los paneles solares modernos. El efecto fotoeléctrico en el que se basa su trabajo fue descubierto allá por los años 70 del siglo XIX.

En los años treinta del siglo pasado, el académico de la URSS A.F. Ioffe propuso utilizar fotocélulas semiconductoras para convertir la energía solar. La eficiencia de la batería en ese momento era inferior al 1%. Pasaron muchos años antes de que se desarrollaran células solares con una eficiencia del 10 al 15 por ciento. Luego los americanos construyeron modernos paneles solares.

Para obtener más energía de los sistemas solares, la baja eficiencia se compensa con un mayor área de fotocélulas. Pero esto no es una solución, ya que los semiconductores de silicio en las células solares son bastante caros. A medida que aumenta la eficiencia, aumenta el costo de los materiales. Este es el principal obstáculo para el uso generalizado de paneles solares. Pero a medida que los recursos se agoten, su uso será cada vez más rentable. Además, las investigaciones para aumentar la eficiencia de las fotocélulas no cesan.

Vale la pena decir que las baterías basadas en semiconductores son bastante duraderas y no requieren calificaciones para cuidarlas. Por lo tanto, se utilizan con mayor frecuencia en la vida cotidiana. También hay plantas de energía solar enteras. Como regla general, se crean en países con una gran cantidad de dias soleados por año. Esto es Israel Arabia Saudita

, sur de Estados Unidos, India, España. Ahora hay algunos proyectos absolutamente fantásticos. Por ejemplo, plantas de energía solar fuera de la atmósfera. Allí la luz del sol aún no ha perdido energía. Es decir, se propone capturar la radiación en órbita para luego convertirla en microondas. Luego, de esta forma, la energía será enviada a la Tierra.

Conversión de energía solar

En primer lugar, vale la pena hablar de cómo se puede expresar y evaluar la energía solar.

¿Cómo se puede estimar la cantidad de energía solar?

Los expertos utilizan un valor como la constante solar para estimarla. Es igual a 1367 vatios. Esta es exactamente la cantidad de energía del sol que cae en un metro cuadrado del planeta. Aproximadamente una cuarta parte se pierde en la atmósfera. El valor máximo en el ecuador es de 1020 vatios por metro cuadrado. Teniendo en cuenta el día y la noche, los cambios en el ángulo de incidencia de los rayos, este valor debe reducirse tres veces más.

Sobre las fuentes de energía solar se han expresado diversas versiones. Actualmente, los expertos afirman que la energía se libera como resultado de la transformación de cuatro átomos de H2 en un núcleo de He. El proceso continúa con la liberación de una cantidad significativa de energía. A modo de comparación, imaginemos que la energía de conversión de 1 gramo de H2 es comparable a la liberada al quemar 15 toneladas de hidrocarburos.

Métodos de conversión Ya que la ciencia hoy en día no dispone de dispositivos alimentados por energía solar. forma pura

, es necesario convertirlo a otro tipo. Para ello se crearon dispositivos como paneles solares y un colector. Las baterías convierten la energía solar en energía eléctrica. Y el colector produce energía térmica. También existen modelos que combinan estos dos tipos. Se les llama híbridos.

• fotoeléctrico;
• energía solar térmica;
• aire caliente;
• Plantas de energía de globos solares.

El primer método es el más común. Aquí se utilizan paneles fotovoltaicos, que producen energía eléctrica cuando se exponen al sol. En la mayoría de los casos están fabricados de silicona. El espesor de dichos paneles es de décimas de milímetro. Estos paneles se combinan en módulos fotovoltaicos (baterías) y se instalan al sol. La mayoría de las veces se colocan en los tejados de las casas. En principio, nada impide colocarlos en el suelo. Sólo es necesario que no haya objetos grandes, otros edificios o árboles a su alrededor que puedan proyectar sombra.

Además de las fotocélulas, para generar energía eléctrica se utilizan células o películas delgadas. Su ventaja es su pequeño espesor, pero su desventaja es su menor eficiencia. Estos modelos se utilizan a menudo en cargadores portátiles para varios aparatos.

El método de conversión de aire térmico implica obtener energía del flujo de aire. Este flujo se envía al turbogenerador. En las centrales eléctricas de aerostato, bajo la influencia de la energía solar, se genera vapor de agua en el cilindro del aerostato. La superficie del globo está cubierta con una capa especial que absorbe la luz solar. Estas centrales eléctricas son capaces de funcionar en tiempo nublado y en tiempo oscuro

días gracias a la reserva de vapor del globo.

La energía solar se basa en calentar la superficie del portador de energía en un colector especial. Por ejemplo, esto podría ser calentar agua para un sistema de calefacción doméstico. Como refrigerante se puede utilizar no solo agua, sino también aire. Puede calentarse en el colector y suministrarse al sistema de ventilación de la casa.

Todos estos sistemas son bastante caros, pero su desarrollo y mejora continúan gradualmente.

Ventajas y desventajas de la energía solar.

• Ventajas
• Gratis. Una de las principales ventajas de la energía solar es que no tiene ningún coste. Los paneles solares se fabrican con silicio, que abunda; No efecto secundario
• . El proceso de conversión de energía se produce sin ruido, emisiones nocivas ni residuos, y sin impacto sobre el medio ambiente. No se puede decir lo mismo de la energía térmica, hidráulica y nuclear. Todas las fuentes tradicionales dañan el sistema operativo en un grado u otro;
• Seguridad y confiabilidad. El equipo es duradero (dura hasta 30 años). Después de 20 a 25 años de uso, las fotocélulas producen hasta el 80 por ciento de su valor nominal;
• Fácil de mantener. El equipo es bastante fácil de implementar y funciona de forma autónoma;
• Bien adaptado para uso en hogares privados;
• Estética. Puede instalarse en el tejado o fachada de un edificio sin comprometer su apariencia;
• Bien integrados como sistemas de alimentación auxiliar.