Przykłady energii słonecznej. Energia słoneczna to efekt współpracy natury i człowieka! Główne źródło energii

Życie nowoczesny mężczyzna bez energii jest po prostu nie do pomyślenia. Przerwa w dostawie prądu wydaje się katastrofą, człowiek nie wyobraża sobie już życia bez transportu, a gotowanie np. Jedzenia na ogniu, a nie na wygodnej kuchence gazowej czy elektrycznej, to już hobby.

Do tej pory do wytwarzania energii używamy paliw kopalnych (ropa, gaz, węgiel). Ale ich rezerwy na naszej planecie są ograniczone i nie dziś czy jutro nadejdzie dzień, kiedy się skończą. Co robić? Odpowiedź już istnieje - szukać innych źródeł energii, niekonwencjonalnych, alternatywnych, których podaż jest po prostu niewyczerpana.

Te alternatywne źródła energii obejmują słońce i wiatr.

Korzystanie z energii słonecznej

Słońce- najpotężniejszy dostawca energii. Używamy czegoś ze względu na nasze cechy fizjologiczne. Ale miliony, miliardy kilowatów są marnowane i znikają wraz z nadejściem ciemności. W każdej sekundzie Słońce daje Ziemi 80 miliardów kilowatów. To kilkakrotnie więcej niż generują wszystkie elektrownie na świecie.

Wyobraź sobie, jakie korzyści przyniesie ludzkości użycie energii słonecznej:

. Nieskończoność w czasie... Naukowcy przewidują, że słońce nie wygaśnie jeszcze przez kilka miliardów lat. A to oznacza, że \u200b\u200bwystarczy na nasz wiek i na naszych dalekich potomków.

. Geografia... Na naszej planecie nie ma miejsc, w których nie świeci słońce. Gdzieś jaśniej, gdzieś słabiej, ale Słońce jest wszędzie. Oznacza to, że nie będzie konieczne otaczanie Ziemi nieskończoną siecią przewodów, próbując dostarczyć energię elektryczną do odległych zakątków planety.

. numer... Dla każdego wystarczy energii słonecznej. Nawet jeśli ktoś zacznie ogromnie gromadzić taką energię do wykorzystania w przyszłości, nic to nie zmieni. Wystarczająco dużo, aby naładować akumulatory i opalać się na plaży.

. Korzysci ekonomiczne... Nie będziesz już musiał wydawać pieniędzy na zakup drewna opałowego, węgla, benzyny. Darmowe światło słoneczne będzie odpowiedzialne za działanie wodociągów i samochodu, klimatyzacji i telewizora, lodówki i komputera.

. Przyjazny dla środowiska... Całkowite wylesianie stanie się przeszłością, nie będzie potrzeby ogrzewania pieców, budowy nowych „Czarnobyli” i „Fukushimy”, spalania oleju opałowego i ropy. Po co wkładać tyle wysiłku w niszczenie przyrody, skoro na niebie jest cudowne i niewyczerpane źródło energii - Słońce.

Na szczęście to nie sny. Naukowcy szacują, że do 2020 r. 15% energii elektrycznej w Europie będzie dostarczane przez światło słoneczne... A to dopiero początek.

Gdzie jest używana energia słoneczna

. Panele słoneczne... Baterie zainstalowane na dachu domu nie są już zaskakujące. Absorbując energię słońca, zamieniają ją na energię elektryczną. Na przykład w Kalifornii każdy nowy projekt domu wymaga zastosowania panelu słonecznego. A w Holandii miasto Herhugovard nazywane jest „Miastem Słońca”, ponieważ tutaj wszystkie domy są wyposażone w panele słoneczne.

. Transport.

Teraz wszystko statki kosmiczne podczas lotu autonomicznego zaopatrują się w prąd z energii słonecznej.

Pojazdy zasilane energią słoneczną. Pierwszy model takiego samochodu został wprowadzony już w 1955 roku. A już w 2006 roku francuska firma Venturi rozpoczęła seryjną produkcję samochodów „słonecznych”. Jego charakterystyka jest nadal skromna: tylko 110 kilometrów autonomicznej jazdy i prędkość nieprzekraczająca 120 km / h. Jednak praktycznie wszyscy światowi liderzy w branży motoryzacyjnej opracowują własne wersje samochodów przyjaznych dla środowiska.

. Elektrownie słoneczne.

. Gadżety... Istnieją już ładowarki do wielu urządzeń zasilanych słońcem.

Rodzaje energii słonecznej (elektrownie słoneczne)

Obecnie opracowano kilka typów elektrowni słonecznych (SPP):

. Wieża... Zasada działania jest prosta. Ogromne lustro (heliostat) obraca się, by podążać za słońcem i kieruje promienie słoneczne do radiatora wypełnionego wodą. Wtedy wszystko dzieje się jak w konwencjonalnej elektrociepłowni: woda wrze, zamienia się w parę. Para obraca turbinę napędzającą generator. Ten ostatni wytwarza energię elektryczną.

. Konik... Zasada działania jest podobna do wież. Różnica polega na samym projekcie. Po pierwsze, nie używa się jednego lustra, ale kilka okrągłych, podobnych do ogromnych płyt. Lustra są zamontowane promieniowo wokół odbiornika.

Każdy dysk SES może mieć jednocześnie kilka podobnych modułów.

. Fotowoltaika(przy użyciu baterii fotograficznych).

. SES z parabolicznym cylindrycznym koncentratorem... Ogromne lustro w formie cylindra, w którym w ognisku paraboli zainstalowano rurkę z chłodziwem (najczęściej jest to olej). Olej nagrzewa się do żądanej temperatury i oddaje ciepło wodzie.

. Próżnia słoneczna... Działka pokryta szklanym dachem. Powietrze i gleba pod spodem bardziej się nagrzewają. Specjalna turbina napędza ciepłe powietrze do wieży odbiorczej, w pobliżu której zainstalowany jest generator prądu. Energia elektryczna jest wytwarzana przez różnice temperatur.

Wykorzystanie energii wiatru

Innym rodzajem alternatywnego i odnawialnego źródła energii jest wiatr. Niż silniejszy wiatr, tym więcej energii kinetycznej generuje. Energię kinetyczną można zawsze przekształcić w energię mechaniczną lub elektryczną.

Energia mechaniczna pozyskiwana z wiatru była wykorzystywana od dawna. Na przykład podczas mielenia ziarna (słynne wiatraki) lub pompowania wody.

Energia wiatru jest również wykorzystywana:

Turbiny wiatrowe wytwarzające energię elektryczną. Ostrza ładują akumulator, z którego prąd dostarczany jest do przetworników. Tutaj prąd stały jest zamieniany na prąd przemienny.

Transport. Jest już samochód napędzany energią wiatru. Specjalna turbina wiatrowa (latawiec) umożliwia również ruch jednostek pływających.

Rodzaje energii wiatrowej (elektrownie wiatrowe)

. Ziemski- najczęstszy typ. Takie farmy wiatrowe są instalowane na wzgórzach lub wzgórzach.

. Offshore... Budowane są na płytkiej wodzie, w znacznej odległości od wybrzeża. Energia elektryczna jest dostarczana na ląd za pośrednictwem kabli podmorskich.

. Przybrzeżny- zainstalowany w pewnej odległości od morza lub oceanu. Nadmorskie farmy wiatrowe wykorzystują siłę wiatru.

. Ruchomy... Pierwsza pływająca turbina wiatrowa została zainstalowana w 2008 roku u wybrzeży Włoch. Generatory są instalowane na specjalnych platformach.

. Szybująca farma wiatrowa umieszczone na wysokości na specjalnych poduszkach wykonanych z materiałów niepalnych i wypełnionych helem. Energia elektryczna do ziemi jest dostarczana za pomocą lin.

Perspektywy i rozwój

Najpoważniejsze długoterminowe plany wykorzystania energii słonecznej stawiają Chiny, które do 2020 roku planują zostać światowym liderem w tej dziedzinie. Kraje EWG opracowują koncepcję, która pozwoli na odbieranie do 20% energii elektrycznej z alternatywnych źródeł. Departament Energii USA podaje niższy wynik - do 14% do 2035 roku. W Rosji istnieje SES. Jeden z najpotężniejszych został zainstalowany w Kisłowodzku.

Jeśli chodzi o wykorzystanie energii wiatru, oto kilka liczb. Europejskie Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej opublikowało dane, z których wynika, że \u200b\u200bturbiny wiatrowe dostarczają energię elektryczną do wielu krajów na całym świecie. I tak w Danii 20% zużywanej energii elektrycznej pozyskuje się z takich instalacji, w Portugalii i Hiszpanii - 11%, w Irlandii - 9%, w Niemczech - 7%.

Obecnie farmy wiatrowe są instalowane w ponad 50 krajach na całym świecie, a ich moce rosną z roku na rok.

03.03.2016

Witajcie drodzy czytelnicy bloga. Dziś mówimy o słońcu i energii słonecznej. Jednym z głównych naturalnych, a co najważniejsze niewyczerpanych generatorów energii jest słońce. Promieniuje wielka ilość energii i jej imponująca część przypada na powierzchnię ziemi, czyli około 700 biliardów kWh. A całą tę energię słoneczną możemy wykorzystać do własnych celów.

Do czego można wykorzystać energię słoneczną?

Istnieje szeroki wachlarz zastosowań „mocy” słońca w celu uproszczenia i poprawy jakości ludzkiego życia. Najczęstszym zastosowaniem energii słonecznej jest podgrzewanie wody. Ponadto podgrzewanie wody może być w całości pochodzenia naturalnego - są to głównie stawy, morza, rzeki (ogólnie zbiorniki). Od samego początku ludzkości ludzie używali podgrzanej wody w zbiornikach do picia, mycia i innych potrzeb. Obecnie ludzie już teraz korzystają z lokalnego ogrzewania wody specjalnie dla swoich potrzeb. Najprostszym przykładem, znanym chyba każdemu, jest czarna beczka na dachu. Dziś jest ich znacznie więcej skuteczne metody ogrzewanie ciepłej wody niż w „czarnej beczce”, ale o tym później.

Innym równie ważnym zastosowaniem energii słonecznej jest zamiana energii słonecznej na energię elektryczną. Najprostszym przykładem jest dobrze znany kalkulator zasilany energią słoneczną. Oprócz kalkulatora energię słońca można wykorzystać do oświetlenia, ogrzewania, ruchu (samochody elektryczne). Podsumowując, słońce może zastąpić naszą ropę, gaz, węgiel i inne, ale nie ma końca zasoby naturalne... I jestem pewien, że wkrótce tak się stanie - proces już się rozpoczął.

Jak można wykorzystać energię słoneczną?

Najbardziej znanym zastosowaniem energii słonecznej są panele słoneczne. Mogą być instalowane zarówno na dachu budynku, jak i na powierzchni ziemi, ale są obowiązkowe na otwartej przestrzeni iz reguły są instalowane pod pewnym kątem, co zapewni maksymalne zebranie energii słonecznej. Na ten momentistnieją już (niestety nie ma ich zbyt wiele) elektrownie słoneczne, które dostarczają prąd do całych miast. Ale w tej chwili wskazane jest tworzenie ich tylko w regionach południowych, gdzie jest najwięcej słonecznych dni w roku.

Ponadto wiele osób już zaczyna używać paneli słonecznych w swoich prywatnych domach. Ale jak dotąd z reguły są używane tylko jako dodatkowe lub rezerwowe źródło zasilania. Często instaluje się tylko 1 lub 2 panele słoneczne, które są w stanie zapewnić jedynie oświetlenie zapasowe w domu. Ale powtarzam - proces już się rozpoczął i to jest najważniejsze. W stosunkowo krótkim czasie słońce zastąpi nowoczesne źródła energii.

Używane są również panele słoneczne:

w przenośnych bateriach (do ładowania telefonów i innych gadżetów)
montowane na słupach oświetlenia ulicznego, małych lampach ogrodowych itp.
na światłach, które regulują ruch
zwykle używany z prawie wszystkimi urządzeniami wymagającymi zasilania

Innym ważnym obszarem wykorzystania energii słonecznej jest ogrzewanie i dostarczanie ciepłej wody. W tym celu można zastosować kolektory słoneczne, które podobnie jak panele słoneczne montuje się na dachach domów. Ciecz krąży tylko w kolektorach, która jest podgrzewana energią słoneczną i przekazywana do zasobnika (zasobnik ogrzewania pośredniego). Drugą opcją ogrzewania słonecznego są gruntowe pompy ciepła. Ale pośrednio wykorzystują energię słoneczną. Oznacza to, że pompa ciepła pobiera ciepło z ziemi i dzięki temu ogrzewa dom, podgrzewa ciepłą wodę, a nawet może chłodzić dom. A gdzie energia słoneczna? Tak, mimo że ziemia jest głównym akumulatorem ciepła słonecznego.

A najważniejsze jest to, że energia słoneczna daje życie wszystkim żywym istotom na ziemi. Dziękujemy wszystkim, którzy przeczytali ten artykuł, w którym starałem się ujawnić spektrum wykorzystania energii słonecznej. Jeśli coś przegapiłem lub masz pytania, napisz w komentarzach.

Słońce jest gwiazdą, wewnątrz której reakcje termojądrowe zachodzą w trybie ciągłym. W wyniku zachodzących procesów z powierzchni słońca uwalnia się kolosalna ilość energii, której część ogrzewa atmosferę naszej planety.

Energia słoneczna jest źródłem życia na Ziemi. Nasza planeta i wszystkie żyjące na niej organizmy otrzymują energię słoneczną w postaci światła słonecznego i ciepła.

Energia słoneczna to odnawialne i czyste źródło energii.

Energia słoneczna jako alternatywne źródło energii

Sposoby przekształcania energii słonecznej w celu uzyskania różne rodzaje energię zużywaną przez człowieka można podzielić ze względu na rodzaje otrzymywanej energii i metody jej pozyskiwania, są to:

Konwersja na energię elektryczną

Wykorzystując ogniwa fotowoltaiczne

Ogniwa fotowoltaiczne są wykorzystywane do produkcji paneli słonecznych, które służą jako odbiorniki energii słonecznej w systemach elektrowni słonecznych. Zasada działania polega na uzyskaniu różnicy potencjałów wewnątrz fotokomórki, gdy padnie na nią światło słoneczne.

Panele różnią się budową (polikrystaliczna, monokrystaliczna, z osadzaniem krzemu), gabarytami i mocą.

Za pomocą generatorów termoelektrycznych.

Generator termoelektryczny to urządzenie techniczne, które umożliwia pozyskiwanie energii elektrycznej z energii cieplnej. Zasada działania opiera się na konwersji energii otrzymanej w wyniku różnicy temperatur o różne części elementy konstrukcyjne (siła termoelektromotoryczna).

Konwersja na energię cieplną

Stosując kolektory różnego typu i konstrukcji.

Kolektory próżniowe - kolektory rurowe i płaskie.

Zasada działania - pod wpływem światła słonecznego nagrzewa się specjalny płyn, który po osiągnięciu określonych parametrów zaczyna odparowywać, po czym para przekazuje swoją energię do chłodziwa. Po oddaniu energii cieplnej para skrapla się i proces się powtarza.

Kolektory płaskie to rama z izolacją termiczną oraz absorber pokryty szkłem z dyszami wlotu i wylotu chłodziwa.

Zasada działania - na absorber padają strumienie światła słonecznego i ogrzewają go, ciepło z absorbera przechodzi do chłodziwa.
Dzięki zastosowaniu słonecznych instalacji termicznych.

Zasada działania polega na ogrzewaniu powierzchni zdolnej do pochłaniania światła słonecznego. Promienie słoneczne są skupiane i zagęszczane za pomocą soczewki, po czym kierowane są do urządzenia odbiorczego, gdzie energia słoneczna jest przekazywana w celu magazynowania lub przekazywania konsumentowi za pomocą nośnika ciepła.

Dystrybucja w Rosji

Energia słoneczna staje się coraz bardziej rozpowszechniona różnych krajów i na różnych kontynentach. Rosja nie jest wyjątkiem od tego trendu. Powód szerszej dystrybucji w ostatnie lata stał się:

Rozwój nowych technologii, które pozwoliły obniżyć koszty sprzętu;
Chęć ludzi do posiadania niezależnego źródła energii;
Czystość produkcji energii („zielona energia”);
Odnawialne źródła energii.

Potencjał do rozwoju energii słonecznej mają południowe regiony naszego kraju - republiki Kaukazu, Krasnodaru i Stawropola, południowe regiony Syberii i Dalekiego Wschodu.
Regiony różnią się nasłonecznieniem w ciągu dnia i pory roku, więc dla różnych regionów przepływ promieniowania słonecznego latem wynosi:

Od początku 2017 roku wydajność elektrowni słonecznych w Rosji wynosi 0,03% mocy elektrowni w systemie energetycznym naszego kraju. W liczbach to 75,2 MW.

Działają elektrownie słoneczne

Region Orenburg:
„Sakmarskaya nazwana na cześć AA Vlaznev ”, o mocy zainstalowanej 25 MW;
Perevolotskaya o zainstalowanej mocy 5,0 MW.
Republika Baszkirii:
Buribayevskaya o mocy zainstalowanej 20,0 MW;
„Bugulchanskaya” o mocy zainstalowanej 15,0 MW.
Republika Ałtaju:
„Kosh-Agachskaya” o mocy zainstalowanej 10,0 MW;
„Ust-Kanskaya” o mocy zainstalowanej 5,0 MW.
Republika Chakasji:
„Abakanskaya” o mocy zainstalowanej 5,2 MW.
Region Biełgorod:
AltEnergo o mocy zainstalowanej 0,1 MW.
W Republice Krymuniezależnie od Zunifikowanego Systemu Energetycznego kraju istnieje 13 elektrowni słonecznych o łącznej mocy 289,5 MW.
Stacja działa również poza systemem. w Republice Sacha-Jakucja (1,0 MW) i na terytorium Bajkału (0,12 MW).

Elektrownie są w trakcie budowy i projektowania

Na terytorium Ałtaju, 2 stacje o łącznej przewidywanej mocy 20,0 MW, uruchomienie planowane jest na 2019 rok.
W regionie Astrachania, 6 stacji o łącznej przewidywanej mocy 90,0 MW, uruchomienie planowane jest na 2017 rok.
W regionie Wołgogradu, 6 stacji o łącznej przewidywanej mocy 100,0 MW, których uruchomienie planowane jest na lata 2017 i 2018.
Na terytorium Trans-Baikal, 3 stacje o łącznej przewidywanej mocy 40,0 MW, uruchomienie planowane jest w 2017 i 2018 roku.
W obwodzie irkuckim, 1 stacja o przewidywanej mocy 15,0 MW, której uruchomienie planowane jest na 2018 r.
W regionie Lipieck, 3 stacje o łącznej przewidywanej mocy 45,0 MW, uruchomienie planowane jest na 2017 rok.
W regionie Omska, 2 stacje o przewidywanej mocy 40,0 MW, uruchomienie planowane jest w 2017 i 2019 roku.
W regionie Orenburg, 7, o przewidywanej mocy 260,0 MW, uruchomienie planowane jest w latach 2017-2019.
W Republice Baszkirii, 3 stacje o planowanej mocy 29,0 MW, uruchomienie planowane jest w 2017 i 2018 roku.
W Republice Buriacji, 5 stacji o planowanej mocy 70,0 MW, uruchomienie planowane jest na lata 2017 i 2018.
W Republice Dagestanu, 2 stacje o przewidywanej mocy 10,0 MW, uruchomienie planowane jest na 2017 rok.
W Republice Kałmucji, Planowane jest uruchomienie 4 stacji o planowanej mocy 70,0 MW w latach 2017 i 2019.
W regionie Samara, 1 stacja o planowanej mocy 75,0 MW, uruchomienie planowane jest na 2018 rok.
W regionie Saratowa, 3 stacje o planowanej mocy 40,0 MW, planowane do oddania w 2017 i 2018 roku.
Na terytorium Stawropola, 4 stacje o przewidywanej mocy 115,0 MW, uruchomienie planowane jest w latach 2017-2019.
W Region Czelabińska , 4 stacje o przewidywanej mocy 60,0 MW, uruchomienie planowane jest w 2017 i 2018 roku.

Całkowita przewidywana moc elektrowni słonecznych w fazie rozwoju i budowy wynosi 1 079,0 MW.

Generatory termoelektryczne, kolektory słoneczne i słoneczne instalacje termiczne są również szeroko stosowane w zakładach przemysłowych i in Życie codzienne... Każdy sam wybiera opcję i sposób użycia.

Liczba urządzeń technicznych, które wykorzystują energię słońca do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, a także liczba budowanych elektrowni słonecznych, ich moc, mówią same za siebie - w Rosji będą i rozwijać się alternatywne źródła energii.

Czy nadaje się do normalnego domu

Do użytku domowego energia słoneczna - widok perspektywiczny energia.
Jako źródło energia elektrycznaW przypadku budynków mieszkalnych stosuje się elektrownie słoneczne, które są produkowane przez przedsiębiorstwa przemysłowe w Rosji i za granicą. Jednostki są dostępne w różnych pojemnościach i konfiguracjach.
Zastosowanie pompy ciepła zapewni ciepłą wodę w budynku mieszkalnym, podgrzeje wodę w basenie, podgrzeje chłodziwo w systemie grzewczym lub powietrze wewnątrz lokalu.
Kolektory słoneczne - mogą być stosowane w domowych instalacjach grzewczych i zaopatrzeniu w ciepłą wodę. W takim przypadku kolektory próżniowe są bardziej wydajne.

Plusy i minusy

Co do meritum energia słoneczna odnosić się:

Bezpieczeństwo ekologiczne instalacji;
Niewyczerpane źródło energii na dłuższą metę;
Niski koszt otrzymanej energii;
Niedroga produkcja energii;
Dobre perspektywy rozwoju branży dzięki rozwojowi technologii i produkcji nowych materiałów o ulepszonych właściwościach.

Wady są:

Bezpośrednia zależność ilości wytworzonej energii od pogoda, pora dnia i pora roku;
Sezonowość pracy, która determinowana jest położeniem geograficznym;
Słaba efektywność;
Wysoki koszt wyposażenia.

Perspektywy

Perspektywy rozwoju tego sektora energetycznego wynikają z pozytywnych i negatywnych właściwości elektrowni słonecznych. Jeśli wszystko jest jasne z zaletami, inżynierowie i konstruktorzy sprzętu i materiałów będą musieli pracować z wadami.
Czynniki wywołujące zdrowy optymizm w zakresie rozwoju alternatywnych źródeł energii to:

Rezerwy tradycyjnych źródeł energii stale się zmniejszają, co prowadzi do wzrostu ich kosztów.
Ciągle postępuje postęp technologiczny, pojawiają się nowe materiały i technologie, a to z kolei prowadzi do obniżenia kosztów wyposażenia i wzrostu wydajności instalacji.
Polityka państwa w dziedzinie energetyki ma na celu rozwój energia alternatywna, o których dekretach rządowych i odpowiednich programach zostały przyjęte, takie jak:

Rosja jest dużym krajem, dlatego dla pomyślnego rozwoju wszystkich gałęzi przemysłu i wygodnego życia ludzi we wszystkich regionach konieczne jest posiadanie rezerw różnych rodzajów energii. W związku z tym alternatywne źródła są coraz silniej włączane do ogólnego systemu zaopatrzenia w energię kraju, dostarczając do najbardziej oddalonych miast i miasteczek źródła energii elektrycznej i ciepła.

Słońce jest jednym z odnawialnych alternatywnych źródeł energii. Obecnie alternatywne źródła ciepła są szeroko stosowane w rolnictwie i zaspokajaniu potrzeb ludności w gospodarstwach domowych.

Wykorzystanie energii słonecznej na Ziemi odgrywa ważną rolę w życiu człowieka. Słońce, jako źródło energii, przy pomocy ciepła ogrzewa całą powierzchnię naszej planety. Dzięki jego mocy cieplnej wieją wiatry, morza, rzeki, jeziora są ogrzewane, istnieje całe życie na ziemi.

Odnawialne źródła ciepła ludzie zaczęli używać wiele lat temu, kiedy nowoczesne technologie jeszcze nie istniał. Słońce jest obecnie najbardziej przystępnym cenowo dostawcą energii cieplnej na Ziemi.

Zastosowania energii słonecznej

Z roku na rok wykorzystanie energii słonecznej zyskuje na popularności. Kilka lat temu służył do podgrzewania wody w domach wiejskich, letnich prysznicach, a obecnie wykorzystuje się odnawialne źródła ciepła do wytwarzania energii elektrycznej i ciepłej wody dla budynków mieszkalnych i obiektów przemysłowych.

Obecnie odnawialne źródła ciepła są wykorzystywane w następujących obszarach:

w rolnictwie do celów zaopatrzenia w energię elektryczną i ogrzewania szklarni, hangarów i innych budynków;
do zasilania obiektów sportowych i placówek medycznych;
w przemyśle lotniczym i kosmicznym;
w oświetleniu ulic, parków, a także innych obiektów miejskich;
do elektryfikacji osadnictwa;
do ogrzewania, zasilania i ciepłej wody w budynkach mieszkalnych;
na potrzeby gospodarstwa domowego.

Funkcje aplikacji

Światło, które słońce wysyła na ziemię, jest zamieniane na energię cieplną za pomocą systemów pasywnych i aktywnych. Do systemów pasywnych zaliczamy budynki, do budowy których zastosowano takie materiały budowlane, które najefektywniej absorbują energię promieniowania słonecznego. Z kolei układy aktywne obejmują kolektory przekształcające promieniowanie słoneczne w energię, a także ogniwa słoneczne, które przekształcają je w energię elektryczną. Przyjrzyjmy się bliżej, jak właściwie wykorzystać odnawialne źródła ciepła.

Systemy pasywne

Systemy te obejmują budynki słoneczne. Są to budynki zbudowane ze wszystkimi cechami lokalnymi strefa klimatyczna... Do ich budowy wykorzystuje się takie materiały, które umożliwiają maksymalizację całej energii cieplnej do ogrzewania, chłodzenia, oświetlenia pomieszczeń mieszkalnych i przemysłowych. Należą do nich następujące technologie i materiały budowlane: izolacja, podłogi drewniane, powierzchnie pochłaniające światło oraz orientacja budynku na południe.

Taki systemy słoneczne pozwalają na maksymalne wykorzystanie energii słonecznej, ponadto szybko zwracają koszty ich budowy poprzez redukcję kosztów energii. Są przyjazne dla środowiska, a także pozwalają na niezależność energetyczną. Z tego powodu wykorzystanie takich technologii jest bardzo obiecujące.

Systemy aktywne

Ta grupa obejmuje kolektory, baterie, pompy, rurociągi do zaopatrzenia w ciepło i zaopatrzenia w ciepłą wodę w życiu codziennym. Te pierwsze montuje się bezpośrednio na dachach domów, a pozostałe w piwnicach, aby wykorzystać je do dostarczania ciepłej wody i ogrzewania.

Ogniwa fotowoltaiczne

Aby efektywniej realizować całą energię słoneczną, wykorzystuje się takie źródła energii słonecznej, jak ogniwa słoneczne lub, jak się je również nazywa, ogniwa słoneczne. Na swojej powierzchni mają półprzewodniki, które po wystawieniu na działanie promieni słonecznych zaczynają się poruszać, generując w ten sposób prąd elektryczny. Ta zasada generowania prądu nie zawiera żadnych reakcji chemicznych, co pozwala fotokomórkom pracować przez długi czas.

Przetworniki fotowoltaiczne, takie jak źródła energii słonecznej, są łatwe w użyciu, ponieważ są lekkie, łatwe w utrzymaniu i bardzo wydajne w wykorzystaniu energii słonecznej.

Obecnie panele słoneczne, jako źródło energii słonecznej na ziemi, służą do wytwarzania ciepłej wody, ogrzewania i wytwarzania energii elektrycznej w ciepłe krajetakich jak Turcja, Egipt i kraje azjatyckie. W naszym regionie źródło energii słonecznej jest wykorzystywane do dostarczania energii elektrycznej do autonomicznych systemów zasilania, elektroniki małej mocy i napędów samolotów.

Kolektory słoneczne

Wykorzystanie energii słonecznej przez kolektory polega na zamianie promieniowania na ciepło. Dzielą się na następujące główne grupy:

Płaskie kolektory słoneczne. Są najbardziej powszechne. Wygodne jest ich stosowanie do ogrzewania domowego, a także do podgrzewania wody do zaopatrzenia w ciepłą wodę;
Kolektory próżniowe. Są używane do potrzeb domowych, gdy potrzebna jest woda o wysokiej temperaturze. Składają się z kilku szklanych rurek, przez które przechodzą promienie słońca, a one z kolei oddają ciepło wodzie;
Powietrzne kolektory słoneczne. Stosowane są do ogrzewania powietrza, odzysku masy powietrza i suszarni;
Zintegrowane kolektory. Najprostsze modele. Służą do podgrzewania wody np. Do kotłów gazowych. W życiu codziennym podgrzana woda gromadzona jest w specjalnym zbiorniku - akumulatorach, a następnie wykorzystywana na różne potrzeby.

Wykorzystanie energii słonecznej przez kolektory odbywa się poprzez magazynowanie jej w tzw. Modułach. Są instalowane na dachach budynków i składają się ze szklanych rur i płyt, które są pomalowane na czarno w celu pochłaniania większej ilości światła słonecznego.

Kolektory słoneczne służą do podgrzewania wody do dostarczania ciepłej wody oraz ogrzewania budynków mieszkalnych.

Korzyści z instalacji solarnych

są całkowicie darmowe i niewyczerpane;
mieć pełne bezpieczeństwo użytkowania;
autonomiczny;
ekonomiczne, ponieważ fundusze są wydawane tylko na zakup sprzętu do instalacji;
ich zastosowanie gwarantuje brak skoków napięcia, a także stabilność zasilania;
trwały;
łatwy w użyciu i utrzymaniu.

Wykorzystanie energii słonecznej za pomocą takich instalacji z roku na rok zyskuje na popularności. Panele słoneczne pozwalają zaoszczędzić sporo pieniędzy na ogrzewaniu i zaopatrzeniu w ciepłą wodę, ponadto są przyjazne dla środowiska i nie szkodzą zdrowiu człowieka.

Żyjemy w świecie przyszłości, chociaż nie we wszystkich regionach jest to zauważalne. W każdym razie możliwość rozwoju nowych źródeł energii jest dziś poważnie dyskutowana w kręgach postępowych. Energia słoneczna to jeden z najbardziej obiecujących obszarów.

Obecnie około 1% energii elektrycznej na Ziemi pochodzi z przetwarzania promieniowania słonecznego. Dlaczego więc nadal nie porzuciliśmy innych „szkodliwych” metod i czy w ogóle z nich zrezygnujemy? Sugerujemy, abyś przeczytał nasz artykuł i spróbował samodzielnie odpowiedzieć na to pytanie.

Jak energia słoneczna jest przekształcana w energię elektryczną

Zacznijmy od najważniejszego - jak promienie słoneczne zamieniają się w energię elektryczną.

Sam proces nazywa się „Wytwarzanie energii słonecznej” ... Najskuteczniejsze sposoby zapewnienia tego są następujące:

fotowoltaika;
energia heliotermalna;
słoneczne elektrownie balonowe.

Rozważmy każdy z nich.

Fotowoltaika

W takim przypadku pojawia się prąd elektryczny efekt fotowoltaiczny... Zasada jest taka: światło słoneczne uderza w fotokomórkę, elektrony absorbują energię fotonów (cząsteczek światła) i zaczynają się poruszać. W rezultacie otrzymujemy napięcie elektryczne.

To jest dokładnie ten proces, który zachodzi w panelach słonecznych, które są oparte na elementach, które się przekształcają promieniowania słonecznego na energię elektryczną.

Sam projekt paneli fotowoltaicznych jest wystarczająco elastyczny i może mieć różne rozmiary. Dlatego są bardzo praktyczne w użyciu. Ponadto panele mają wysokie właściwości użytkowe: są odporne na opady i ekstremalne temperatury.

A oto jak to działa oddzielny moduł panelu słonecznego:

O aplikacji panele słoneczne jako ładowarki, zasilacze do domów prywatnych, do uszlachetniania miast i do celów medycznych.

Nowoczesne panele słoneczne i elektrownie

Najnowsze przykłady obejmują panele słoneczne firmy SistineSolar... Mogą mieć dowolny odcień i teksturę, w przeciwieństwie do tradycyjnych ciemnoniebieskich paneli. Oznacza to, że mogą „ozdobić” dach domu według własnego uznania.

Inne rozwiązanie zaproponowali programiści Tesli. Wystawili na sprzedaż nie tylko panele, ale pełnowartościowy materiał dachowy, który odzyskuje energię słoneczną. zawiera wbudowane moduły słoneczne i może mieć wiele różnych wzorów. Jednocześnie sam materiał jest znacznie mocniejszy niż zwykłe dachówki; Solar Roof ma nawet nieskończoną gwarancję.

Jako przykład pełnoprawnej elektrowni słonecznej można wymienić niedawno wybudowaną w Europie stację z panelami dwustronnymi. Te ostatnie zbierają zarówno bezpośrednie promieniowanie słoneczne, jak i odblaskowe. Zwiększa to efektywność wytwarzania energii słonecznej o 30%. Stacja ta powinna generować około 400 MWh rocznie.

Zainteresowanie też jest największa pływająca elektrownia słoneczna w Chinach... Jego moc wynosi 40 MW. Takie rozwiązania mają 3 ważne zalety:

nie ma potrzeby zajmowania dużych obszarów lądowych, co jest ważne dla Chin;
parowanie wody spada w zbiornikach wodnych;
same fotokomórki mniej się nagrzewają i pracują wydajniej.

Nawiasem mówiąc, ta pływająca elektrownia słoneczna została zbudowana na miejscu opuszczonego przedsiębiorstwa górniczego.

Technologia oparta na efekcie fotowoltaicznym jest obecnie najbardziej obiecująca i według ekspertów panele słoneczne będą w stanie wyprodukować około 20% światowego zapotrzebowania na energię elektryczną w ciągu najbliższych 30-40 lat.

Energia słoneczna

Tutaj podejście jest trochę inne, ponieważ promieniowanie słoneczne służy do podgrzewania pojemnika z płynem. To zamienia go w parę, która obraca turbinę, co powoduje wytwarzanie energii elektrycznej.

Elektrownie cieplne działają na tej samej zasadzie, tylko ciecz jest podgrzewana przez spalanie węgla.

Najbardziej oczywistym przykładem wykorzystania tej technologii jest stacja solarna Ivanpa na pustyni Mojave. Jest to największa na świecie elektrownia słoneczna.

Działa od 2014 roku i do produkcji energii elektrycznej nie wykorzystuje żadnego paliwa - jedynie przyjazną środowisku energię słoneczną.

Kocioł wodny znajduje się w wieżach, które można zobaczyć w środku konstrukcji. Wokół jest pole luster, które kierują promienie słoneczne na szczyt wieży. W ten sposób komputer nieustannie obraca te lustra w zależności od położenia słońca.

Światło słoneczne skupia się na wieży

Skoncentrowana energia słoneczna podgrzewa wodę w wieży i zamienia się w parę. Wytwarza się ciśnienie i para zaczyna obracać turbinę, w wyniku czego uwalniana jest energia elektryczna. Moc tej stacji wynosi 392 megawaty, co jest dość porównywalne z przeciętną elektrociepłownią w Moskwie.

Ciekawe, że takie stacje mogą działać w nocy. Jest to możliwe dzięki umieszczeniu w zasobniku części ogrzanej pary i jej stopniowemu wykorzystaniu do obracania turbiny.

Elektrownie wykorzystujące balony słoneczne

Chociaż to oryginalne rozwiązanie nie znalazło powszechnego zastosowania, nadal ma miejsce.

Sama instalacja składa się z 4 głównych części:

Aerostat - znajduje się na niebie, zbierając promieniowanie słoneczne. Do kulki wnika woda, która szybko się nagrzewa, zamieniając się w parę.
Linia parowa - przez nią para pod ciśnieniem opada do turbiny, zmuszając ją do obracania się.
Turbina - pod wpływem strumienia pary obraca się, wytwarzając energię elektryczną.
Skraplacz i pompa - para, która przeszła przez turbinę, skrapla się do wody i za pomocą pompy unosi się do balonu, gdzie jest ponownie podgrzewana do stanu pary.

Jakie są zalety energii słonecznej

Słońce da nam swoją energię jeszcze przez kilka miliardów lat. Jednocześnie ludzie nie muszą wydawać funduszy i zasobów na jego produkcję.
Wytwarzanie energii słonecznej jest procesem całkowicie przyjaznym dla środowiska, bez ryzyka dla przyrody.
Autonomia procesu. Gromadzenie światła słonecznego i wytwarzanie energii elektrycznej odbywa się przy minimalnej interwencji człowieka. Jedyną rzeczą do zrobienia jest utrzymanie w czystości powierzchni roboczych lub luster.
Zużyte panele słoneczne można poddać recyklingowi i ponownie wykorzystać w produkcji.

Problemy rozwoju energii słonecznej

Mimo realizacji pomysłów na utrzymanie pracy elektrowni słonecznych w nocy, nikt nie jest odporny na kaprysy natury. W ciągu kilku dni zasnute chmurami niebo znacznie ogranicza produkcję energii elektrycznej, a ludność i przedsiębiorstwa potrzebują jej nieprzerwanych dostaw.

Budowa elektrowni słonecznej nie jest tanią przyjemnością. Wynika to z konieczności wykorzystania w ich konstrukcji rzadkich elementów. Nie wszystkie kraje są gotowe wydać swoje budżety na słabsze elektrownie, gdy są pracownicy elektrowni cieplnych i jądrowych.

Do umieszczenia takich instalacji potrzebne są ponadto duże powierzchnie w miejscach, w których promieniowanie słoneczne ma wystarczający poziom.

Jak rozwija się energia słoneczna w Rosji

Niestety w naszym kraju węgiel, gaz i ropa nadal są spalane w całości, a Rosja z pewnością będzie jednym z ostatnich, którzy całkowicie przestawią się na alternatywne źródła energii.

Spotykać się z kimś wytwarzanie energii słonecznej stanowi tylko 0,03% bilansu energii RF... Dla porównania w tych samych Niemczech liczba ta przekracza 20%. Prywatni przedsiębiorcy nie są zainteresowani inwestycjami w energię słoneczną ze względu na długi okres zwrotu i niezbyt wysoką rentowność, ponieważ gaz jest tu dużo tańszy.

W rozwiniętej gospodarczo Moskwie i Regiony Leningradu aktywność słoneczna jest niska. Tam budowa elektrowni słonecznych jest po prostu niepraktyczna. Ale regiony południowe są całkiem obiecujące.

Tak więc jednym z największych w naszym kraju jest. Składa się ze 100 tysięcy modułów o łącznej mocy 25 MW. Wytworzona energia elektryczna jest dostarczana do Jednolitego Systemu Energetycznego Rosji (JES).

Najpotężniejszy jest dzisiaj SES Perovoz siedzibą w Republice Krymu. Produkuje ponad 105 MW, co było rekordem świata w momencie otwarcia stacji. SES Perovo składa się z 440 000 modułów fotowoltaicznych i obejmuje obszar 259 boisk piłkarskich.

Generalnie na Krymie energia słoneczna jest dobrze rozwinięta - istnieje kilkanaście elektrowni słonecznych o mocy co najmniej 20 MW. To prawda, że \u200b\u200bcała otrzymana energia elektryczna trafia wyłącznie na potrzeby półwyspu.

Do 2020 roku planowane jest wybudowanie w Rosji 4 dużych elektrowni słonecznych, których moc zwiększy udział energii słonecznej do 1% całkowitego bilansu energetycznego kraju.

Dlatego dziś możemy śmiało powiedzieć, że energia słoneczna może w najbliższej przyszłości działać jako pełnoprawna alternatywa. tradycyjne sposoby odbieranie energii elektrycznej. I nawet w Rosji ta branża rozwija się, choć powoli.