Слънчевата енергия - това ... С помощта на слънчеви панели

През последните години учените са особено заинтересовани от алтернативни енергийни източници. Нефт и газ ще приключи рано или късно, така че мисля за това как ние ще оцелее в тази ситуация, сега е необходимо. В Европа, вятърни турбини са широко използвани, който се опитва да извлече енергия от океана, а ние говорим за слънчева енергия. В края на краищата, звездата, която виждаме почти всеки ден в небето, може да ни помогне да пестите невъзобновяеми енергийни източници и подобряване на околната среда. Стойността на слънцето на Земята не може да се надценява - той дава топлина, светлина и позволява функцията на целия живот на планетата. Така че защо да не го намерите друго приложение?

Малко история

В физик средата на 19 век Александър Edmon Bekkerel открива фотоволтаичния ефект. До края на века Чарлз Fritts разработен първото устройство в състояние да обработва слънчевата енергия в електричество. Ние използвахме селена покрита с тънък слой от злато. Ефектът беше слаб, но това е това изобретение често се свързва с началото на енергия ерата на слънчевата. Някои учени не са съгласни с тази формулировка. Те призоваха за основател на ерата на слънчевата енергия световно известния учен Алберта Eynshteyna. През 1921 г. той получи Нобелова награда за неговото обяснение на законите на външния фотоелектричния ефект.

Изглежда, че слънчевата енергия - това е един многообещаващ начин на развитие. Но има много препятствия, за който тя се вписва във всеки дом - предимно икономически и екологични. Какво е включено в цената на слънчевите панели, колко вреда те могат да причинят на околната среда и какво друго има начини за генериране на енергия, ние се научаваме по-късно.

методи натрупване

Най-спешната задача, свързана с опитомяването на енергията на слънцето, е не само да го получи, но натрупването. И това е най-трудно. В момента учените са разработени само 3 начини за пълно опитомяване на слънчевата енергия.

Първият се основава на използването на параболично огледало и малко като да играеш с лупа, която е позната на всички от детството. Светлината преминава през обектива, които се събират в една точка. Ако поставите парче хартия, тя ще светне като температурата пресече слънчевите лъчи е изключително висока на това място. В параболично огледало е вдлъбнат диск, наподобяващ плитка купа. Това огледало, за разлика от лупата не предава, но отразява слънчевата светлина като тя се събира в една точка, която обикновено се насочва към една черна тръба вода. Този цвят се използва, тъй като най-добре абсорбира светлина. Вода в тръбата под действието на слънчевата светлина загрява и може да се използва за производство на електричество или за отопление на малки къщи.

плосък нагревател

Този метод използва напълно различна система. Solar приемник изглежда като многопластова структура. Нейната работа принцип е както следва.

Преминавайки през стъклото, лъчите попадат върху тъмния метал, който е известно, че е по-добре абсорбира светлина. Слънчева радиация се превръща в топлинна енергия , и нагрява водата, която е под желязо плоча. Освен това, всички се случва, както в първия метод. Загрятата вода може да се използва за отопление или за производство на електрическа енергия. Въпреки това, ефективността на този метод не е достатъчно висока, за да го използвате навсякъде.

Обикновено, така полученото слънчева енергия - е топло. За ток е много по-вероятно да използват третия метод.

слънчеви клетки

Повечето от нас са запознати с тези източници на енергия. Това включва използването на различни батерии или соларни панели, които могат да бъдат намерени на покривите на много от днешните домове. Такъв метод е сложно описано по-горе, но е много по-обещаващ. Той е този, който ви дава възможност да конвертирате слънчевата енергия в електричество в промишлен мащаб.

Специални панели, предназначени за улавяне на лъчи, направени от кварц-богат кристали. Слънчевата светлина, падаща върху тях, почука на електрон от орбита. На негово място веднага търси друга, получена по този начин непрекъснато движеща се верига, което създава ток. Той се използва веднага, ако е необходимо да се осигури устройства или се съхраняват под формата на електричество в специални батерии.

Популярността на този метод се основава на факта, че тя ви позволява да получите повече от 120 вата само с един квадратен метър от соларен панел. В този случай панелите имат сравнително малка дебелина, което им позволява да се поставят почти навсякъде.

Видове силициеви панели

Съществуват няколко вида на соларни клетки. Първият направени с помощта на единичен кристал силиций. Тяхната ефективност е приблизително 15%. Тези соларни панели са най-скъпите.

Ефективност на клетки от поликристален силиций, достига 11%. Те струват по-малко, тъй като материалът за тях се получава чрез опростена технология. Третият тип е най-икономичен и има минимална ефективност. Този панел от аморфен силиций, който не е кристален. В допълнение към лошото представяне, те имат един основен недостатък - несигурност.

Някои производители да увеличат ефикасността включва двете страни на соларния панел - назад и напред. Това ви позволява да улови светлината в големи количества, както и увеличава количеството на енергията, произведена от 15-20%.

местни производители

Слънчевата енергия в света става все по-чести. Дори и в нашата страна ние сме интересно да научите за индустрията. Въпреки факта, че Русия не е много активен е развитието на алтернативни източници на енергия, е постигнат известен напредък. В момента, създаване на панели за слънчева енергия отнема няколко организации - предимно академични институции от различни видове, както и фабрики за производството на електрически съоръжения.

1. SPF "Quark".
2. АД "Ковров Механичен завод".
3. All-руски изследователски институт за електрификация на селското стопанство.
4. Машиностроене НСО.
5. AO ВИЕН.
6. АД "Рязан завод за металокерамични изделия."
7. АД Pravdinsky пилотно предприятие източници на ток "положителна".

Това е само една малка част от компаниите, като участва активно в разработването на алтернативни източници на енергия в Русия.

Въздействие върху околната среда

Отказ от въглища и петрол енергийни източници не е само свързана с факта, че тези ресурси рано или късно ще се изчерпят. Фактът, че те са много вредни за околната среда - замърсяване на почвата, водата и въздуха, да допринесе за развитието на заболявания при хора и намаляване на имунитета. Ето защо алтернативни източници на енергия трябва да бъдат безопасни от гледна точка на околната среда.

Силиций, който се използва за производство на слънчеви клетки, само по себе си е безопасен, тъй като тя е естествен материал. Но след почистването остава отпадъци. Те могат да причинят вреда на човека и околната среда, ако се използва неправилно.

Освен това, на сайта е напълно затрупана със слънчеви панели, може да наруши естественото осветление. Това ще доведе до промени в съществуващата екосистема. Но като цяло, въздействието върху околната среда на устройства за преобразуване на слънчевата енергия е минимално.

икономика

Най-голямата стойност на производство на соларни клетки са свързани с високата цена на суровините. Както видяхме, специалните панели са създадени с помощта на силиций. Въпреки факта, че този минерал е широко разпространен в природата, с плячката си вързан голям проблем. Фактът, че силиций, което е повече от една четвърт от масата на земната кора, не е подходящ за производство на соларни клетки. За тази цел подходящи само чист материал, получен от промишлени методи. За съжаление, от пясъка, за да получите чист силиций е изключително проблематично.

За цената на този ресурс е сравнима с уран се използва в ядрени централи. Ето защо цената на соларни клетки в момента остава на доста високо ниво.

модерните технологии

Първите опити за овладяване на слънчева енергия там за дълго време. Оттогава много изследователи са активно ангажирани в търсенето на най-ефективната техника. Тя трябва да бъде не само икономически конкурентен, но и компактен. Нейната ефективност трябва да се стремим към максимума.

Първите стъпки към подходящото устройство за получаване и превръщане на слънчевата енергия са направени изобретението на силициеви батерии. Разбира се, цената е доста висока, но панелите могат да се поставят на покривите и стените на къщите, където няма да пречат на никого. Ефективността на такива батерии е неоспорим.

Но най-добрият начин да се увеличи популярността на слънчевата енергия - да го направи по-евтино. Германски учени вече са предложени за заместване на силиций, синтетични влакна, които могат да бъдат интегрирани в плат или други материали. Ефективност на такава слънчева клетка не е много висока. Но ризата осеяни с синтетични влакна могат, най-малкото, за да осигури електричество за смартфон или плейър. Активно работи в областта на нанотехнологиите. Вероятно те ще позволи на слънцето да се превърне в най-популярния източник на енергия през този век. Специалистите на фирмата Scates AS от Норвегия вече заяви, че нанотехнологиите ще се намалят разходите за слънчеви панели е 2 пъти.

Слънчева енергия за домове

На жилища, което от своя страна ще гарантира, че мечтата на много хора сигурно: не съществува зависимост от централно отопление, трудност сметки плащат и увреждане на околната среда. Вече много страни са активно изграждане на жилища, отнема само енергията, добивана от алтернативни източници. Ярък пример за това - така наречената слънчева къща.

По време на строителството ще са необходими по-големи инвестиции в сравнение с традиционните. Но след няколко години на работа, всички разходи ще бъдат изплатени обратно - трябва да плащат за отопление, топла вода и електричество. В слънчевия дом на всички тези съобщения са обвързани с конкретни фотоволтаични панели, инсталирани на покрива. И по този начин се получава енергийни ресурси не изразходват само за текущи нужди, но и за да се натрупват за използване през нощта и при облачно време.

В момента строителството на такива къщи се провежда не само в страни, в близост до екватора, където слънчевата енергия за производство на най-лесният начин. Те също издигната в Канада, Финландия и Швеция.

Доводи за и против

Разработване на технологии за използването на слънчева енергия навсякъде, би могло да бъде по-активен. Но има някои причини, поради които тя все още не е приоритет. Както се каза по-горе, в производството на панели, произведени от вредни за околната среда вещества. В допълнение, завършен оборудването съдържа в състава на галий, арсен, кадмий и олово.

Това повдига много въпроси и необходимостта от рециклиране на фотоволтаичните панели. След 50-годишна работа те ще бъдат негодни за обслужване, и те трябва да по някакъв начин да убие. Има ли причини огромна вреда на природата? Трябва също да се има предвид, че слънчевата енергия - е капризен ресурсната ефективност на производството на които зависи от времето на деня и времето. Това е значителен недостатък.

Но професионалистите, разбира се. Слънчевата енергия може да се произвежда в почти всяка точка на Земята, както и оборудване за неговото получаване и преобразуване може да бъде толкова малка, че тя ще се побере на гърба на смартфона. Какво е по-важно, е възобновяем източник, който е, количеството на слънчевата енергия ще остане непроменена в продължение на най-малко хиляда години.

перспективи

Развитието на слънчеви енергийни технологии трябва да доведе до по-ниски разходи за създаване на предмети. Вече има стъклени панели, които могат да бъдат инсталирани на прозорци. Развитието на нанотехнологиите е позволил да се измисли боя, която се разпръсква върху слънчевите панели и може да замени силиция слой. Ако цената на слънчевата енергия попада няколко пъти, популярността му също ще нарасне многократно.

Създаване на малки панели за индивидуално приложение ще позволи на хората във всички обстоятелства да използват слънчевата енергия - у дома, в колата или дори в страната. Благодарение на тяхното разпространение, за да се намали натоварването на централната власт, защото хората ще могат да се зарежда малки електроника.

експерти на Shell смятат, че до 2040 г. около половината от световното производство на енергия ще се генерира от възобновяеми източници. Още в Германия, слънчева потреблението на енергия се разраства бързо, а капацитетът на батерията е повече от 35 гигавата. Япония е също така активно развитието на тази индустрия. Тези две страни - лидерите на слънчева енергия в света. Вероятно скоро ще се присъединят и Съединените щати.

Други алтернативни енергийни източници

Учените не престават да мисля, че все още можете да се използва за производство на електричество или топлинна енергия. Дайте примери за най-обещаващите алтернативни енергийни източници.

Вятърните турбини вече могат да бъдат намерени в почти всяка държава. Дори по улиците на много руски градове инсталирате светлини, които са се самозадоволява с електричество от вятърна енергия. Разбира се разходите за тяхното по-високо от средното, но с течение на времето те ще Ви върнем разликата.

Преди много време той е изобретен технология за производство на енергия с помощта на температурата на водата разлика между повърхността на океана и в дълбочина. Китай активно ще се развива тази област. През следващите години, край бреговете на Китай ще построи най-голямата електроцентрала работи на тази технология. Има и други начини за използване на морето. Така например, в Австралия, се планира да създаде електроцентрала, която генерира енергия от силата на водните течения.

Има много други начини за производство на електричество или топлинна енергия. Но на фона на много други опции за слънчева енергия - това е наистина обещава област на науката.