Energia solară este folosită ca sursă atât de energie electrică, cât și de energie termică. Este ecologic și nu sunt generate emisii nocive în timpul transformării sale. Acesta este relativ Metoda noua Producția de energie electrică a crescut la mijlocul anilor 2000, când țările UE au început să implementeze politici de reducere a dependenței de hidrocarburi pentru producerea de energie electrică. Un alt obiectiv a fost reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră. În acești ani, costul producerii panourilor solare a început să scadă, iar eficiența acestora a început să crească.

Cel mai favorabil, după durată orele de ziși afluxul de lumină solară pe tot parcursul anului, zonele cu climat tropical și subtropical. În latitudinile temperate este cel mai favorabil sezonul de vară, iar în ceea ce privește zona ecuatorială, în ea factor negativ este noros în mijlocul orelor de lumină.

Poate fi realizat printr-un proces termic intermediar sau direct prin. Stațiile fotovoltaice furnizează electricitate direct la rețea sau servesc ca sursă de alimentare autonomă a consumatorului. Stațiile solare termice sunt utilizate în principal pentru a obține energie termică prin încălzirea diverșilor agenți de răcire, cum ar fi apa și aerul.

Începând cu 2011, toate centralele solare din lume au produs 61,2 miliarde de kilowați-oră de electricitate, ceea ce corespunde la 0,28% din totalul energiei electrice produse la nivel mondial. Acest volum este comparabil cu jumătate din generarea de energie electrică de la centralele hidroelectrice din Rusia. Centralele fotovoltaice din lume sunt concentrate în principal în cantitate micațări: în 2012, 7 țări lider aveau 80% din capacitatea totală. Industria s-a dezvoltat cel mai rapid în Europa, unde s-a concentrat 68% din capacitatea instalată mondială. Germania este pe primul loc, reprezentând (2012) aproximativ 33% din capacitatea globală, urmată de Italia, Spania și Franța.

În 2012, capacitatea instalată a centralelor solare fotovoltaice la nivel mondial s-a ridicat la 100,1 GW, ceea ce reprezintă mai puțin de 2% din totalul sectorului electric global. Între 2007 și 2012, acest volum a crescut de 10 ori.

În China, SUA și Japonia au fost localizate capacități de energie solară de 7-10 GW. În ultimii ani, mai ales rapid energie solara se dezvoltă în China, unde capacitatea totală a stațiilor fotovoltaice ale țării a crescut de 10 ori în 2 ani - de la 0,8 GW în 2010 la 8,3 GW în 2012. Japonia și China reprezintă acum 50% din piața globală a energiei solare. Intențiile Chinei sunt să primească 35 GW de energie electrică din instalațiile solare în 2015. Acest lucru este cauzat de cererea din ce în ce mai mare de energie, precum și de nevoia de a lupta pentru un mediu curat, care suferă din cauza arderii combustibililor fosili.

Conform previziunilor Asociației Fotografice din Japonia energie electrica, până în 2030 capacitatea totală stații solare Japonia va ajunge la 100 GW.

India intenționează să crească, pe termen mediu, capacitatea instalațiilor solare de 10 ori, adică de la 2 GW la 20 GW. Costul energiei solare în India a ajuns deja la 100 USD per 1 Megawatt, ceea ce este comparabil cu energia produsă în țară din cărbune sau gaz importat.

Doar 30% din Africa subsahariană are acces la . Acolo sunt dezvoltate instalații solare autonome și microrețele. Africa, ca regiune cu o industrie minieră puternică, speră în acest fel să obțină o alternativă la centralele diesel, precum și o sursă de rezervă de încredere pentru rețelele electrice nesigure.

În Rusia, ne aflăm acum în perioada de formare a energiei solare. Prima stație fotovoltaică cu o capacitate de 100 kW, situată în regiunea Belgorod, a fost lansată în 2010. Panourile solare policristaline pentru acesta au fost achiziționate de la uzina de dispozitive metal-ceramice din Ryazan. În Republica Altai, construcția unei centrale solare cu o capacitate de 5 MW a început în 2014. Sunt luate în considerare și alte proiecte posibile în acest domeniu, inclusiv în teritoriile Primorsky și Stavropol, precum și în regiunea Chelyabinsk.

În ceea ce privește energia solară termică, în conformitate cu Rețeaua de politici de energie regenerabilă pentru secolul 21, în 2012, capacitatea sa instalată globală era de 255 GW. Cea mai mare parte a acestei capacități termice se află în China. În structura unor astfel de capacități, rolul principal îl au stațiile care vizează direct încălzirea apei și a aerului.

Soarele este o sursă naturală uriașă de energie. Sute de procese diferite au loc în fiecare minut în interiorul acestei bile de gaz. Fără Soare, viața pe Pământ este imposibilă, deoarece este sursa de energie pentru toate organismele vii. Toate pământești procese naturale realizat cu ajutorul energiei solare. Circulația atmosferică, ciclul apei, fotosinteza, reglarea căldurii pe planetă - toate acestea ar fi imposibile fără Soare. Utilizarea energiei solare pe Pământ este la fel de comună ca inspirația și expirarea oamenilor. Dar poate oferi omenirii și mai mult. Poate fi folosit cu succes pentru a produce energie industrială, termică sau electrică.

Potențialul energiei solare

Evoluțiile privind utilizarea energiei solare au început în secolul al XX-lea. De atunci, sute de studii au fost efectuate de oameni de știință din întreaga lume. Au demonstrat că eficiența utilizării energiei solare poate fi foarte, foarte mare. Această sursă poate furniza energie întregii planete mult mai bine decât toate resursele existente în prezent combinate. Mai mult, acest tip de energie este disponibil public și gratuit.

Valorificarea energiei solare

Rezervele de resurse naturale capabile să furnizeze energie pe Pământ sunt în scădere în fiecare zi. Prin urmare, o dezvoltare activă este în prezent în curs în diverse moduri utilizarea energiei solare. Această resursă este o alternativă excelentă izvoare tradiţionale. Prin urmare, cercetarea în acest domeniu este incredibil de importantă pentru societate.

Realizări care există pe acest moment, a făcut posibilă crearea sistemelor de utilizare a energiei solare, care sunt realizate în două tipuri:

• active (sisteme fotovoltaice, centrale solareși colecționari).
• Pasiv (alegerea materialelor de construcție și proiectarea spațiilor pentru utilizarea maximă a energiei solare).

Conversia și utilizarea energiei solare în acest mod a făcut posibilă utilizarea unei resurse inepuizabile cu productivitate ridicată și rentabilitate a investiției.

Principiul de funcționare al sistemelor pasive

Există mai multe tipuri de utilizare pasivă a energiei solare. Cele mai multe dintre ele sunt incredibil de ușor de utilizat, dar destul de eficiente. Există, de asemenea, opțiuni mai sofisticate care vă ajută să obțineți mai multe beneficii. De exemplu:

• Primul lucru care îmi vine în minte este recipientul în care este depozitată apa. Dacă o pictezi nuanță închisă, atunci în acest mod simplu energia solară va fi transformată în energie termică, iar apa se va încălzi.
• Următoarea opțiune nu este posibilă unei persoane obișnuite independent, deoarece necesită o analiză scrupuloasă a unui specialist. Această tehnologie ar trebui luate în considerare în etapa de proiectare și construcție a unei case. Pe baza condițiilor climatice, clădirea este proiectată în așa fel încât ea însăși să acționeze ca un colector solar. După care sunt selectați materialele necesare, promovând acumularea maximă de energie solară.

Datorită acestor metode, devine posibilă utilizarea energiei solare pentru încălzirea și iluminarea spațiilor. De asemenea, astfel de evoluții contribuie la economisirea energiei. Deoarece un astfel de design poate nu numai să convertească energia solară, ci și să rețină căldura în interiorul clădirii, ceea ce poate reduce semnificativ costurile.

Modalități de utilizare activă a energiei solare

bază acest principiu sursele de energie sunt colectoare. Un astfel de echipament absoarbe energie și o transformă în căldură, care poate fi folosită pentru a încălzi o casă sau a încălzi apa și, de asemenea, transformă energia solară în energie electrică. Colectoarele sunt utilizate pe scară largă atât industrial, cât și în zone private și agricultură.

Pe lângă colectoare, un alt echipament al sistemului activ poate fi numit panouri cu fotocelule. Acest dispozitiv vă permite să utilizați energia solară acasă și la scară industrială. Astfel de panouri sunt foarte simple, cu întreținere redusă și durabile.

Centralele solare sunt, de asemenea, o modalitate de a utiliza în mod activ energia solară. Sunt potrivite numai pentru conversia la scară largă a radiațiilor în energie termică sau electrică. In spate anul trecut Au câștigat o popularitate semnificativă în lume, iar evoluțiile din acest domeniu fac posibilă extinderea capacităților și a numărului de astfel de stații.

Vorbind despre faptul că energia solară ajută la economisirea utilizării resurselor tradiționale, este de remarcat faptul că un astfel de avantaj va deveni cu adevărat oameni utili cu propriile lor parcele private. Propia casă face posibilă instalarea de echipamente de conversie a energiei care pot satisface, chiar dacă nu în totalitate, cel puțin o parte din necesarul de energie. Acest lucru va ajuta la reducerea semnificativă a consumului de energie centralizată și la reducerea costurilor.

Energie solara- Acest sursa grozava pentru astfel de procese:

• Incalzirea si racirea pasiva a locuintei.

Nu trebuie să uităm că Soarele încălzește deja tot ce există pe Pământ, iar casa ta nu face excepție. Prin urmare, este posibil să se întărească efect benefic, efectuând anumite modificări în timpul etapei de construcție și utilizând tehnici speciale. Astfel, veti obtine o casa cu o reglare termica mult mai confortabila fara mari investitii.

• Încălzirea apei folosind energia solară.

Utilizarea energiei solare pentru a încălzi apa este cea mai simplă și cea mai mare mod ieftin, accesibil omului. Un astfel de echipament poate fi achiziționat la prețuri rezonabile. În același timp, aceștia se vor putea plăti singuri suficient de repede, reducând semnificativ costul furnizării centralizate de energie.

• Lumini de strada.

Acesta este cel mai simplu și mai ieftin mod de a utiliza energia solară. Dispozitivele speciale care absorb radiația solară în timpul zilei și luminează zonele noaptea sunt foarte populare printre proprietarii de case private chiar și acum.

Panoul solar, din păcate, nu este disponibil universal. Costul său este destul de mare, dar, în același timp, este convenabil și profitabil resursă energetică, care poate fi folosit cu succes la latitudinile Rusiei. Dar dacă dvs pozitie financiară nu vă permite să faceți o achiziție atât de costisitoare, puteți crea singur panouri similare.

Cum să o facă?

• În primul rând, veți avea nevoie de fotocelule solare. În medie, un panou va necesita aproximativ 36 de bucăți. Este mai bine să alegeți elemente pe baza de monocristale, deoarece au un coeficient mai mare acțiune utilă, iar durata de viață este mai lungă.
• Panoul în sine este realizat din tablă de placaj. Din el este tăiat un fund, a cărui dimensiune o determinați în funcție de numărul de fotocelule. În continuare, panoul este plasat într-un cadru format din bare.
• Apoi trebuie să faceți un substrat pe care vor fi aplicate fotocelulele. Acesta poate fi făcut din plăci de fibre.
• Apoi trebuie să faceți găurile. Asigurați-vă că sunt simetrice.
• În continuare, se efectuează procedura de vopsire și uscare, care se repetă de două ori.
• După ce substratul s-a uscat, elementele sunt așezate pe el și se efectuează lipirea. Punct important– puneți-le cu susul în jos.
• În etapa finală, fotocelulele sunt așezate în rânduri, apoi totul este conectat în complexe. Toate acestea sunt în cele din urmă asigurate cu silicon.

În acest mod simplu, puteți crea echipamente cu propriile mâini care vă permit să utilizați energia solară în casa dvs. Cu puțin efort și răbdare, vei reuși.

Utilizarea energiei solare în Rusia

În ce stadiu de dezvoltare se află în prezent? Energie alternativa in Rusia? Din păcate, în prezent, acest lucru se întâmplă la un nivel foarte scăzut. Țara nu își realizează încă tot potențialul existent. are destule pentru asta influență puternică un astfel de aspect precum prezența unor mari rezerve de minerale care sunt utilizate pentru alimentarea tradițională cu energie.

Cu toate acestea, utilizarea cu succes a energiei solare în Rusia este posibilă. Datorită suprafeței sale uriașe, care include diferite zone climatice și topografie, țara are posibilitatea de a dezvolta în mod activ producția de energie alternativă. Cu o abordare competentă și cuprinzătoare, este posibil să se asigure un procent semnificativ din totalul aprovizionării cu energie cu ajutorul energiei solare.

Utilizarea energiei solare pe Pământ este un scurt raport care vă va spune despre posibilitățile de utilizare a acesteia în beneficiul uman.

Utilizarea energiei solare pe Pământ

Soarele este o minge luminoasă uriașă de gaz în care au loc procese destul de complexe și energie este eliberată în mod constant. Datorită ei, viața există pe planeta noastră: atmosfera și suprafața planetei se încălzesc, vânturile bat, oceanele și mările se încălzesc, plantele cresc și așa mai departe.

Energia solară contribuie la formarea combustibililor fosili, este transformată în căldură și frig, electricitate și forta motrice. Lumina evaporă apa, transformă umiditatea în picături de apă și formează ceață și nori. Într-un cuvânt, energia Soarelui creează un ciclu de umiditate gigantic pe planetă, un sistem de încălzire a aerului și apei a planetei.

Când lumina soarelui lovește plantele, declanșează procesul de fotosinteză, creștere și dezvoltare. Prin încălzirea solului, acesta îi modelează clima, dând vitalitate microorganismele, semințele de plante și toate creaturile care locuiesc în sol. Fără energia solară, organismele vii ar fi într-o stare de hibernare (anabioză).

Exemple de utilizare a energiei solare în economia națională

Energia solară este regenerabilă natural sursă de energie și, cel mai important, ecologic. Oamenii de știință din întreaga lume lucrează pentru a extinde utilizarea acestuia. Multe țări au creat programe guvernamentale pentru dezvoltarea tehnologiilor de utilizare a energiei solare.

Cel mai mare consum de energie solară se observă în Turcia și Israel. Și un număr record de case echipate cu un sistem solar de încălzire a apei se află în Cipru.

In activitatile agricole si anume in complexul agroindustrial se foloseste si energia solara. Se preconizează introducerea acestuia în toate sectoarele economiei naționale. Zonele libere ale pereților și acoperișurilor caselor și anexelor fac posibilă acumularea de cantități suficiente de energie electrică și gratuit. Sistemele fotovoltaice pot fi folosite pentru a opera păstori electrici în pășuni, pompe, cuțite electrice, extractoare de miere în stupine și pentru a furniza energie electrică clădirilor rezidențiale.

Colectoarele de aer alimentate cu energie solară creează un mediu în care oamenii și animalele de fermă pot trăi și, de asemenea, mențin umiditatea și temperatura la același nivel predeterminat.

Serele și serele echipate cu heliopanouri acumulează și rețin căldura, oferind un microclimat pentru plante.

Dispozitivele bazate pe energie solară sunt folosite pentru ventilarea și încălzirea instalațiilor de depozitare a legumelor și cerealelor, menținând parametrii specificați de către om.

Sperăm că eseul „Folosirea energiei solare” v-a ajutat să vă pregătiți pentru lecție. Și poți lăsa mesajul tău despre energia solară folosind formularul de comentarii de mai jos.

Fără energie, viața pe planetă este imposibilă. Legea fizică a conservării energiei spune că energia nu poate apărea din nimic și nu dispare fără urmă. Poate fi obținut din resurse naturale precum cărbunele, gazul natural sau uraniul și transformat în forme pe care le putem folosi, precum căldura sau lumina. În lumea din jurul nostru putem găsi diverse forme acumulare de energie, dar cel mai important lucru pentru o persoană este energia care este dată razele de soare- energie solara.

Energie solara se referă la surse regenerabile de energie, adică este restaurată fără intervenția omului, în mod natural. Este una dintre sursele de energie prietenoase cu mediul care nu poluează mediu inconjurator. Aplicații posibile energie solara sunt practic nelimitate, iar oamenii de știință din întreaga lume lucrează pentru a dezvolta sisteme care extind posibilitățile de utilizare energie solara.

unu metru patrat Soarele emite 62.900 kW de energie. Aceasta corespunde aproximativ cu puterea a 1 milion de lămpi electrice. Această cifră este impresionantă - Soarele oferă Pământului 80 de mii de miliarde de kW în fiecare secundă, adică de câteva ori mai mult decât toate centralele electrice din lume. Inainte de stiinta moderna Sarcina la îndemână este să înveți cum să folosești cât mai complet și eficient energia Soarelui, ca fiind cea mai sigură. Oamenii de știință cred că utilizarea pe scară largă energie solara- acesta este viitorul umanității.

Rezervele mondiale de zăcăminte deschise de cărbune și gaze, la astfel de rate de utilizare a acestora ca astăzi, ar trebui să se epuizeze în următorii 100 de ani. Se estimează că în zăcămintele încă neexplorate, rezervele de combustibili fosili ar fi suficiente pentru 2-3 secole. Dar, în același timp, descendenții noștri ar fi lipsiți de aceste resurse energetice, iar produsele arderii lor ar provoca daune colosale mediului.

Energia nucleară are un potențial enorm. In orice caz, Accident de la Cernobîlîn aprilie 1986 a arătat ce consecințe serioase poate implica utilizarea energiei nucleare. Publicul din întreaga lume a recunoscut că utilizarea energiei atomice în scopuri pașnice este justificată din punct de vedere economic, dar cele mai stricte măsuri de siguranță trebuie respectate atunci când o folosește.

Prin urmare, cea mai curată și sigură sursă de energie este Soarele!

Energie solara poate fi transformată în energie utilă prin utilizarea energiei solare active și pasive sisteme energetice.

Sisteme pasive de energie solară.

Cel mai primitiv mod de utilizare pasivă energie solara- Acesta este un recipient de apă de culoare închisă. Culoare închisă, acumulare energie solara, îl transformă în căldură - apa se încălzește.

Cu toate acestea, există metode mai avansate de utilizare pasivă energie solara. Dezvoltat tehnologii de constructii, care la proiectarea clădirilor, ținând cont de condițiile climatice, selectând materiale de construcții profita la maximum de energie solara pentru încălzire sau răcire, iluminarea clădirilor. Cu acest design, structura clădirii în sine este un colector, acumulând energie solara.

Așadar, în anul 100 d.Hr., Pliniu cel Tânăr a construit o casă mică în nordul Italiei. Într-una din camere ferestrele sunt din mica. S-a dovedit că această cameră era mai caldă decât celelalte și era nevoie de mai puține lemne de foc pentru a o încălzi. În acest caz, mica a acționat ca un izolator care reține căldura.

Proiectele moderne de clădiri iau în considerare amplasarea geografică a clădirilor. Asa de, un numar mare de Ferestrele orientate spre sud sunt prevăzute în regiunile nordice pentru a permite mai multă lumină solară și căldură să pătrundă, iar numărul de ferestre de pe laturile de est și vest este limitat pentru a limita lumina soarelui vara. În astfel de clădiri, orientarea și amplasarea ferestrelor, sarcina termică și izolarea termică sunt un singur sistem de proiectare pentru proiectare.

Astfel de clădiri sunt ecologice, independente energetic și confortabile. În camere este multă lumină naturală, legătura cu natura se simte mai pe deplin, iar energia electrică se economisește semnificativ. Căldura în astfel de clădiri este păstrată datorită materialelor de izolare termică alese ale pereților, tavanelor și podelelor. Aceste prime clădiri „solare” au câștigat o popularitate enormă în America după al Doilea Război Mondial. Ulterior, din cauza prețului scăzut al petrolului, interesul pentru proiectarea unor astfel de clădiri a scăzut oarecum. Cu toate acestea, acum, din cauza crizei globale de mediu, există o creștere a atenției proiecte de mediu cu sisteme de energie regenerabilă a crescut din nou.

Sisteme active de energie solară

Bazat pe sisteme de utilizare activă energie solara se folosesc colectoare solare. Colector, absorbant energie solara, îl transformă în căldură, care, printr-un lichid de răcire, încălzește clădirile, încălzește apa, o poate transforma în energie electrică etc. Colectorii solari pot fi utilizați în toate procesele din industrie, agricultură și nevoile casnice în care se utilizează căldură.

Tipuri de colectori

colector solar de aer

Acest cea mai simpla forma colectoare solare. Designul său este extrem de simplu și seamănă cu efectul unei sere obișnuite, care se găsește pe orice căsuță de vară. Încearcă un mic experiment. Într-o zi însorită de iarnă, așezați orice obiect pe pervaz astfel încât razele soarelui să cadă pe el și după un timp puneți palma pe el. Veți simți că obiectul a devenit cald. Și în afara ferestrei ar putea fi 20! Funcționarea unui colector solar de aer se bazează pe acest principiu.

Elementul principal al colectorului este o placă izolată termic din orice material care conduce bine căldura. Placa este vopsită în culoarea închisă. Razele soarelui trec prin suprafața transparentă, încălzesc placa și apoi transferă căldura în cameră cu un flux de aer. Aerul circulă prin convecție naturală sau cu ajutorul unui ventilator, care îmbunătățește transferul de căldură.

Cu toate acestea, dezavantajul acestui sistem este că necesită costuri suplimentare pentru operarea ventilatorului. Acești colectori funcționează în timpul zilei, astfel încât nu pot înlocui sursa principală de încălzire. Cu toate acestea, dacă instalați colectorul în sursa principală de încălzire sau ventilație, eficiența acestuia crește disproporționat. Captatoarele solare de aer pot fi folosite si pentru desalinizare apa de mare, care își reduce costul la 40 de cenți de euro pe metru cub.

Colectoarele solare pot fi plane și în vid.

colector solar plat

Colectorul este format dintr-un element care absoarbe energia solară, o acoperire (sticlă cu continut redus metal), conducte și strat termoizolant. Învelișul transparent protejează carcasa de condițiile climatice nefavorabile. În interiorul carcasei, panoul de absorbție a energiei solare (absorbant) este conectat la lichidul de răcire, care circulă prin țevi. Conducta poate fi fie sub formă de zăbrele, fie sub formă de serpentină. Lichidul de răcire se deplasează prin ele de la conductele de admisie la conductele de evacuare, încălzindu-se treptat. Panoul absorbant este realizat din metal care conduce bine căldura (aluminiu, cupru).

Colectorul captează căldura, transformând-o în energie termală. Astfel de colectoare pot fi încorporate în acoperiș sau plasate pe acoperișul unei clădiri sau pot fi amplasate separat. Acest lucru va oferi designului site-ului un aspect modern.

Colector solar cu vid

Pot fi utilizate colectoare de vid pe tot parcursul anului. Elementul principal al colectoarelor sunt tuburile vidate. Fiecare dintre ele constă din două țevi de sticlă. Țevile sunt realizate din sticlă borosilicată, iar interiorul este acoperit cu un strat special care asigură absorbția căldurii cu reflexie minimă. Aerul a fost pompat din spațiul dintre tuburi. Un absorbant de bariu este folosit pentru a menține vidul. Când este în stare bună, tubul de vid este de culoare argintie. Dacă arată alb, vidul a dispărut și tubul trebuie înlocuit.

Colectorul de vid este format dintr-un set de tuburi de vid (10-30) si transfera caldura in rezervorul de stocare printr-un lichid care nu ingheta (lichid de racire). Eficiența colectoarelor de vid este mare:

- la vreme innorata, deoarece tuburile cu vid pot absorbi energie din razele infraroșii care trec prin nori

- poate lucra la temperaturi sub zero.

Panouri solare.

O baterie solară este un set de module care primesc și transformă energia solară, inclusiv energia termică. Dar acest termen a fost atribuit în mod tradițional convertoarelor fitoelectrice. Prin urmare, atunci când spunem „baterie solară” ne referim la un dispozitiv fitoelectric care transformă energia solară în energie electrică.

Panourile solare sunt capabile să genereze energie electrică în mod continuu sau să o stocheze pentru utilizare ulterioară. Pentru prima dată, bateriile fotovoltaice au fost folosite pe sateliții spațiali.

Avantajul panourilor solare este simplitatea maximă a designului, instalarea simplă, cerințele minime de întreținere, termen lung Operațiune. Nu necesită spațiu suplimentar în timpul instalării. Singura condiție este să nu le umbriți mult timp și să îndepărtați praful de pe suprafața de lucru. Modern panouri solare capabil să rămână operațional timp de decenii! Este greu să găsești un sistem atât de sigur, eficient și care să reziste atât de mult! Ele produc energie pe tot parcursul zilei, chiar și pe vreme înnorată.

Bateriile solare au dezavantajele lor în aplicare:

- sensibilitate la poluare. (Dacă plasați bateria la un unghi de 45 de grade, aceasta va fi curățată de ploaie sau zăpadă, nefiind astfel nevoie de întreținere suplimentară)

- sensibilitate la temperatura ridicata. (Da, atunci când este încălzită la 100 - 125 de grade, bateria solară se poate chiar opri și poate fi necesar un sistem de răcire. Sistemul de ventilație va consuma o mică parte din energia generată de baterie. Designurile moderne ale panourilor solare oferă un sistem pentru scurgerea aerului cald.)

- preț mare. (Ținând cont de durata lungă de viață a panourilor solare, nu numai că va recupera costurile achiziției sale, dar va economisi bani pe consumul de energie electrică, economisește tone tipuri tradiționale combustibilul este, de asemenea, ecologic)

Utilizarea sistemelor de energie solară în construcții.

În arhitectura modernă, se plănuiește din ce în ce mai mult să se construiască case cu surse de energie solară reîncărcabile încorporate. Panourile solare sunt instalate pe acoperișurile clădirilor sau pe suporturi speciale. Aceste clădiri folosesc o sursă de energie liniștită, fiabilă și sigură - Soarele. Energia solară este utilizată pentru iluminat, încălzirea spațiilor, răcirea cu aer, ventilație și generarea de energie electrică.

Vă prezentăm mai multe proiecte arhitecturale inovatoare folosind sisteme solare.

Fațada acestei clădiri este construită din sticlă, fier, aluminiu cu baterii de energie solară încorporate. Energia produsă este suficientă nu numai pentru a asigura locuitorilor casei alimentare autonomă cu apă caldă și energie electrică, dar și pentru a ilumina o stradă de 2,5 km pe tot parcursul anului.

Această casă a fost proiectată de un grup de studenți americani. Proiectul a fost depus la concursul „Proiectare, construcție de case și exploatare panouri solare”. Condiții de concurență: prezentați un design arhitectural al unei clădiri rezidențiale cu eficiența economică, economisirea energiei și atractivitatea acesteia. Autorii proiectului au dovedit că proiectul lor este accesibil, atractiv pentru consumatori și combină designul excelent și eficiența maximă. (traducere de pe www.solardecathlon.gov)

Utilizarea sistemelor de energie solară în lume.

Sisteme de utilizare energie solara perfect și prietenos cu mediul. Există o cerere uriașă pentru ele în întreaga lume. Peste tot în lume, oamenii încep să renunțe la utilizarea combustibililor tradiționali din cauza creșterii prețurilor la gaz și petrol. Astfel, în Germania în 2004. 47% dintre case aveau colectoare solare pentru încălzirea apei.

În multe țări din întreaga lume, au fost dezvoltate programe guvernamentale pentru dezvoltarea utilizării energie solara. În Germania acesta este programul „100.000 de acoperișuri solare”, în SUA există un program similar „Million Solar Roofs”. În 1996 arhitecți din Germania, Austria, Marea Britanie, Grecia și alte țări au dezvoltat Carta Europeană pe energie solara in constructii si arhitectura. China conduce în Asia, unde se bazează pe tehnologii moderne sistemele de colectoare solare sunt introduse în construcția clădirilor și utilizarea energie solaraîn industrie.

Un fapt care spune multe: una dintre condițiile pentru aderarea la Uniunea Europeană este creșterea ponderii surse alternativeîn sistemul energetic al ţării. În 2000 Până în 2010, în lume erau în funcțiune 60 de milioane de km² de colectoare solare, suprafața a crescut la 300 de milioane de km².

Experții notează că piața sistemelor energie solara pe teritoriul Rusiei, Ucrainei și Belarusului tocmai se formează. Sistemele solare nu au fost niciodată produse la scară largă deoarece materii prime au fost atât de ieftine încât echipamentele scumpe ale sistemului solar nu erau solicitate... Producția de colectoare în Rusia, de exemplu, a încetat aproape complet.

Datorită creșterii prețurilor resurselor energetice tradiționale, a avut loc o renaștere a interesului pentru utilizarea sistemelor solare. Într-o serie de regiuni din aceste țări care se confruntă cu o penurie de resurse energetice, se adoptă programe locale pentru utilizarea sistemelor solare, dar sistemele solare sunt practic necunoscute pieței de consum.

Principalul motiv pentru dezvoltarea lentă a pieței de vânzare și utilizare a sistemelor solare este, în primul rând, costul inițial ridicat al acestora și, în al doilea rând, lipsa de informații despre capacitățile sistemelor solare, tehnologii avansate pentru utilizarea lor și despre dezvoltatori și producători de sisteme solare. Toate acestea nu pot face posibilă evaluarea corectă a eficacității utilizării sistemelor care operează energie solara.

Trebuie reținut că un colector solar nu este un produs final. Pentru a obține produse finale - căldură, electricitate, apa fierbinte— trebuie să parcurgem procesul de la proiectare, instalare până la punerea în funcțiune a sistemelor solare. Mica experiență existentă în utilizarea colectoarelor solare arată că această lucrare nu este mai dificilă decât instalarea încălzirii tradiționale, dar eficiența economică este mult mai mare.

În Belarus, Rusia și Ucraina există multe companii implicate în proiectarea și instalarea echipamentelor de încălzire, dar astăzi sursele tradiționale de energie au prioritate. Dezvoltare procesele economice, experiență globală în utilizarea sistemelor energie solara arată că viitorul constă în sursele alternative de energie. Pentru viitorul apropiat, se poate observa că sistemele solare reprezintă o poziție nouă, practic neocupată pe piața noastră.

Principiul conversiei energiei solare, aplicarea și perspectivele acesteia

Există din ce în ce mai puține surse de energie tradiționale în lume. Rezervele de petrol, gaze și cărbune se epuizează și totul se îndreaptă către faptul că, mai devreme sau mai târziu, acestea se vor epuiza. Dacă nu se găsesc surse alternative de energie până în acest moment, atunci omenirea se va confrunta cu o catastrofă. Prin urmare, în toate țările dezvoltate se desfășoară cercetări pentru a descoperi și dezvolta noi surse de energie. În primul rând, este energia solară. Din cele mai vechi timpuri, această energie a fost folosită de oameni pentru a-și ilumina casele, hrana uscată, hainele etc. Energia solară este astăzi una dintre cele mai promițătoare surse de energie alternativă. În prezent, există deja destul de multe modele care permit transformarea energiei solare în energie electrică sau termică. Industria crește și se dezvoltă treptat, dar, ca peste tot, are problemele ei. Toate acestea vor fi discutate în acest material.

Energia solară este una dintre cele mai accesibile surse regenerabile de pe Pământ. Utilizarea energiei solare în economie nationala are un efect pozitiv asupra mediului, deoarece nu necesită forarea puțurilor sau dezvoltarea minelor pentru a-l obține. În plus, acest tip de energie este gratuit și nu costă nimic. Desigur, există costuri asociate cu achiziționarea și instalarea echipamentelor.

Problema este că soarele este o sursă intermitentă de energie. Deci, necesită acumularea de energie și utilizarea acesteia împreună cu alții surse de energie. Principala problemă astăzi este că echipamentele moderne au o eficiență scăzută în transformarea energiei solare în energie electrică și termică. Prin urmare, toate dezvoltările au ca scop creșterea eficienței unor astfel de sisteme și reducerea costurilor acestora.

Apropo, multe resurse de pe planetă sunt derivate din energia solară. De exemplu, vântul, care este o altă sursă regenerabilă, nu ar sufla fără soare. Evaporarea apei și acumularea ei în râuri au loc și sub influența soarelui. Și apa, după cum știți, este folosită de hidroenergie. Nici biocombustibilii nu ar exista fără soare. Prin urmare, pe lângă sursa directă de energie, soarele afectează și alte zone de energie.

Soarele trimite radiații la suprafața planetei noastre. Din gamă largă Radiația de suprafață a Pământului atinge 3 tipuri de unde:

• Ușoară. Există aproximativ 49 la sută dintre ele în spectrul de emisie;
• Infraroşu. Ponderea lor este, de asemenea, de 49 la sută. Datorită acestor valuri, planeta noastră se încălzește;
• Ultraviolet. Există aproximativ 2% dintre ele în spectrul radiației solare. Sunt invizibile pentru ochii noștri.

Excursie în istorie

Cum s-a dezvoltat energia solară până astăzi? Omul s-a gândit să folosească soarele în activitățile sale încă din cele mai vechi timpuri. Toată lumea cunoaște legenda conform căreia Arhimede a ars flota inamică în apropierea orașului său Siracuza. A folosit oglinzi aprinse pentru asta. Cu câteva mii de ani în urmă, în Orientul Mijlociu, palatele domnitorilor erau încălzite de apă, care era încălzită de soare. În unele țări, am evaporat apa de mare la soare pentru a obține sare. Oamenii de știință au efectuat adesea experimente cu dispozitive de încălzire alimentate cu energie solară.

Primele modele de astfel de încălzitoare au fost produse în secolele XVII-XVII. În special, cercetătorul N. Saussure a prezentat versiunea sa a unui încălzitor de apă. Este o cutie de lemn acoperită cu un capac de sticlă. Apa din acest dispozitiv a fost încălzită la 88 de grade Celsius. În 1774, A. Lavoisier folosea lentile pentru a concentra căldura de la soare. Și au apărut și lentile care au făcut posibilă topirea locală a fontei în câteva secunde.

Bateriile care convertesc energia solară în energie mecanică au fost create de oamenii de știință francezi. ÎN sfârşitul XIX-lea secolul, cercetătorul O. Musho a dezvoltat un izolator care focaliza razele folosind o lentilă pe un cazan de abur. Acest cazan a fost folosit pentru a funcționa presa de tipar. În SUA, la acel moment, era posibil să se creeze o unitate alimentată cu energie solară cu o capacitate de 15 „cai”.

Multă vreme, izolatoarele au fost produse după o schemă care folosea energia soarelui pentru a transforma apa în abur. Iar energia convertită a fost folosită pentru a lucra. Primul dispozitiv care convertește energia solară în energie electrică a fost creat în 1953 în SUA. A devenit prototipul panourilor solare moderne. Efectul fotoelectric pe care se bazează munca lor a fost descoperit încă din anii 70 ai secolului al XIX-lea.

În anii treizeci ai secolului trecut, academicianul URSS A.F. Ioffe a propus utilizarea fotocelulelor semiconductoare pentru a converti energia solară. Eficiența bateriei la acel moment era mai mică de 1%. Au trecut mulți ani înainte ca celulele solare să fie dezvoltate cu o eficiență de 10-15 la sută. Apoi americanii au construit panouri solare moderne.

Pentru a obține mai multă putere din sistemele solare, eficiența scăzută este compensată de o suprafață crescută a fotocelulelor. Dar aceasta nu este o soluție, deoarece semiconductorii de siliciu din celulele solare sunt destul de scumpi. Pe măsură ce eficiența crește, costul materialelor crește. Acesta este principalul obstacol în calea utilizării pe scară largă a panourilor solare. Dar, pe măsură ce resursele se epuizează, utilizarea lor va deveni din ce în ce mai profitabilă. În plus, cercetările pentru creșterea eficienței fotocelulelor nu se opresc.

Merită spus că bateriile pe bază de semiconductori sunt destul de durabile și nu necesită calificări pentru a le îngriji. Prin urmare, ele sunt cele mai des folosite în viața de zi cu zi. Există și centrale solare întregi. De regulă, acestea sunt create în țări cu un număr mare de zile insorite pe an. Acesta este Israelul Arabia Saudită, sudul SUA, India, Spania. Acum există niște proiecte absolut fantastice. De exemplu, centralele solare în afara atmosferei. Acolo, lumina soarelui nu și-a pierdut încă energie. Adică, se propune ca radiația să fie capturată pe orbită și apoi convertită în microunde. Apoi, sub această formă, energia va fi trimisă pe Pământ.

Conversia energiei solare

În primul rând, merită să vorbim despre modul în care energia solară poate fi exprimată și evaluată.

Cum poți estima cantitatea de energie solară?

Experții folosesc o valoare precum constanta solară pentru a o estima. Este egal cu 1367 wați. Aceasta este exact câtă energie de la soare cade pe un metru pătrat al planetei. Aproximativ un sfert se pierde în atmosferă. Valoarea maximă la ecuator este de 1020 wați pe metru pătrat. Luând în considerare ziua și noaptea, modificările unghiului de incidență a razelor, această valoare ar trebui redusă de încă trei ori.

Au fost exprimate diferite versiuni despre sursele de energie solară. În acest moment, experții susțin că energia este eliberată ca urmare a transformării a patru atomi de H2 într-un nucleu He. Procesul continuă cu eliberarea unei cantități semnificative de energie. Pentru comparație, imaginați-vă că energia de conversie a 1 gram de H2 este comparabilă cu cea eliberată prin arderea a 15 tone de hidrocarburi.

Metode de conversie

Din moment ce știința de astăzi nu are dispozitive alimentate cu energie solară formă pură, trebuie convertit într-un alt tip. În acest scop, au fost create dispozitive precum panouri solare și un colector. Bateriile transformă energia solară în energie electrică. Iar colectorul produce energie termică. Există și modele care combină aceste două tipuri. Se numesc hibrizi.

Principalele modalități de conversie a energiei solare sunt prezentate mai jos:

• fotoelectric;
• solar termic;
• aer cald;
• centrale electrice cu baloane solare.

Prima metodă este cea mai comună. Aici se folosesc panouri fotovoltaice, care produc energie electrică atunci când sunt expuse la soare. În cele mai multe cazuri, acestea sunt fabricate din silicon. Grosimea unor astfel de panouri este de zecimi de milimetru. Astfel de panouri sunt combinate în module fotovoltaice (baterii) și instalate la soare. Cel mai adesea sunt plasate pe acoperișurile caselor. În principiu, nimic nu te împiedică să le așezi pe pământ. Este necesar doar ca în jurul lor să nu existe obiecte mari, alte clădiri sau copaci care să poată arunca o umbră.

Pe lângă fotocelule, peliculele subțiri sau celulele sunt folosite pentru a genera energie electrică. Avantajul lor este grosimea lor mică, dar dezavantajul lor este eficiența redusă. Astfel de modele sunt adesea folosite în încărcătoare portabile pentru diverse gadget-uri.

Metoda de conversie termică a aerului presupune obținerea energiei din fluxul de aer. Acest flux este trimis la turbogenerator. În centralele aerostatice, sub influența energiei solare, în cilindrul aerostatului se generează vapori de apă. Suprafața balonului este acoperită cu un strat special care absoarbe lumina soarelui. Astfel de centrale electrice sunt capabile să funcționeze pe vreme înnorată și în timp întunecat zile datorită rezervei de abur din balon.

Energia solară se bazează pe încălzirea suprafeței purtătorului de energie într-un colector special. De exemplu, aceasta ar putea fi încălzirea apei pentru un sistem de încălzire a casei. Nu numai apa, ci și aerul poate fi folosit ca lichid de răcire. Poate fi încălzit în colector și alimentat la sistemul de ventilație a locuinței.

Toate aceste sisteme sunt destul de scumpe, dar dezvoltarea și îmbunătățirea lor continuă treptat.

Avantajele și dezavantajele energiei solare

Avantaje

• Gratuit. Unul dintre principalele avantaje ale energiei solare este că nu există costuri pentru aceasta. Panourile solare sunt realizate din siliciu, care este abundent;
• Nu efect secundar. Procesul de conversie a energiei are loc fără zgomot, emisii nocive și deșeuri și fără impact asupra mediului. Acest lucru nu se poate spune despre energia termică, hidro și nucleară. Toate sursele tradiționale dăunează sistemului de operare într-o măsură sau alta;
• Siguranță și fiabilitate. Echipamentul este durabil (rezistă până la 30 de ani). După 20-25 de ani de utilizare, fotocelulele produc până la 80 la sută din valoarea lor nominală;
• Reciclează. Panourile solare sunt complet reciclabile și pot fi folosite din nou în producție;
• Usor de intretinut. Echipamentul este destul de ușor de implementat și funcționează autonom;
• Bine adaptat pentru utilizare în case private;
• Estetică. Poate fi instalat pe acoperișul sau fațada unei clădiri fără a-i compromite aspectul;
• Bine integrat ca sisteme auxiliare de alimentare cu energie.