Príklady solárnej energie. Solárna energia je výsledkom spolupráce medzi prírodou a človekom! Hlavný zdroj energie

Život moderný človek jednoducho nemysliteľné bez energie. Výpadok elektriny sa javí ako katastrofa, človek si už nevie predstaviť život bez dopravy a varenie napríklad na ohni ako na pohodlnom plynovom či elektrickom sporáku je už hobby.

Na výrobu energie stále používame fosílne palivá (ropa, plyn, uhlie). Ale ich zásoby na našej planéte sú obmedzené a nepríde dnes ani zajtra deň, kedy sa minú. Čo robiť? Odpoveď už existuje – hľadať iné zdroje energie, netradičné, alternatívne, ktorých zásoby sú jednoducho nevyčerpateľné.

Medzi takéto alternatívne zdroje energie patrí slnko a vietor.

Využitie slnečnej energie

slnko- najvýkonnejší dodávateľ energie. Používame niečo kvôli našim fyziologickým vlastnostiam. Ale milióny, miliardy kilowattov sú zbytočné a zmiznú, keď padne tma. Každú sekundu dáva Slnko Zemi 80 tisíc miliárd kilowattov. To je niekoľkonásobne viac ako vyprodukujú všetky svetové elektrárne.

Len si predstavte, aké výhody prinesie ľudstvu využívanie slnečnej energie:

. Nekonečno v čase. Vedci predpovedajú, že Slnko nezhasne niekoľko miliárd rokov. A to znamená, že toho bude dosť pre náš život a pre našich vzdialených potomkov.

. Geografia. Na našej planéte nie sú miesta, kde by nesvietilo slnko. Niekde je jasnejšie, niekde slabšie, ale Slnko je všade. To znamená, že nebude potrebné zahaľovať Zem do nekonečnej siete drôtov, ktoré sa snažia dodávať elektrinu do odľahlých kútov planéty.

. Množstvo. Slnečnej energie je dostatok pre každého. Aj keď niekto začne takúto energiu nemerateľne skladovať pre budúce použitie, nič to nezmení. Dosť na nabitie batérií a opaľovanie sa na pláži.

. Ekonomický prínos. Už nebudete musieť míňať peniaze na nákup palivového dreva, uhlia alebo benzínu. Voľné slnečné svetlo bude zodpovedné za prevádzku vodovodu a auta, klimatizácie a TV, chladničky a počítača.

. Prospešný pre životné prostredie. Úplné odlesňovanie sa stane minulosťou, nebude potrebné vykurovať pece, stavať nové elektrárne „Černobyľ“ a „Fukušima“, spaľovať vykurovací olej a ropu. Prečo sa toľko namáhať ničiť prírodu, keď je na oblohe úžasný a nevyčerpateľný zdroj energie – Slnko.

Našťastie to nie sú sny. Podľa vedcov bude do roku 2020 v Európe zabezpečovať 15 % elektriny slnečné svetlo. A toto je len začiatok.

Kde sa využíva slnečná energia?

. Solárne panely. Batérie inštalované na streche domu už nikoho neprekvapia. Absorbovaním slnečnej energie ju premieňajú na elektrinu. Napríklad v Kalifornii si každý nový domáci projekt vyžaduje použitie solárneho panelu. A v Holandsku sa mesto Herhugoward nazýva „mesto slnka“, pretože všetky domy sú tu vybavené solárnymi panelmi.

. Doprava.

Teraz je po všetkom vesmírne lode Počas autonómneho letu si zabezpečujú elektrinu pomocou slnečnej energie.

Autá na solárny pohon. Prvý model takéhoto auta bol predstavený už v roku 1955. A už v roku 2006 spustila francúzska spoločnosť Venturi sériovú výrobu „solárnych“ automobilov. Jeho charakteristiky sú stále skromné: iba 110 kilometrov autonómneho jazdy a rýchlosť nie viac ako 120 km/h. Ale takmer všetci svetoví lídri v automobilovom priemysle vyvíjajú svoje vlastné verzie áut šetrných k životnému prostrediu.

. Solárne elektrárne.

. Moduly gadget. Pre mnohé zariadenia, ktoré fungujú na slnku, už existujú nabíjačky.

Druhy slnečnej energie (solárne elektrárne)

V súčasnosti bolo vyvinutých niekoľko typov solárnych elektrární (SPP):

. veža. Princíp fungovania je jednoduchý. Obrovské zrkadlo (heliostat) sa otáča po slnku a smeruje slnečné lúče na chladič naplnený vodou. Potom sa všetko deje ako v klasickej tepelnej elektrárni: voda vrie a mení sa na paru. Para roztáča turbínu, ktorá poháňa generátor. Ten druhý vyrába elektrinu.

. Diskovitého tvaru. Princíp fungovania je podobný ako u vežových. Rozdiel je v samotnom dizajne. Po prvé, nepoužíva sa jedno zrkadlo, ale niekoľko okrúhlych, ktoré vyzerajú ako obrovské taniere. Zrkadlá sú inštalované radiálne okolo prijímača.

Každá platňa SES môže mať niekoľko podobných modulov naraz.

. Fotovoltaické(pomocou fotobatérií).

. SES s parabolickým valcovým koncentrátorom. Obrovské zrkadlo v tvare valca, kde je v ohnisku paraboly inštalovaná trubica s chladiacou kvapalinou (najčastejšie sa používa olej). Olej sa zahreje na požadovanú teplotu a odovzdá teplo vode.

. Solárne vákuum. Pozemok je zastrešený presklenou strechou. Vzduch a pôda pod ním sa viac zahrievajú. Poháňa špeciálna turbína teplý vzduch do prijímacej veže, v blízkosti ktorej je inštalovaný elektrický generátor. Elektrina vzniká v dôsledku teplotných rozdielov.

Využitie veternej energie

Ďalším druhom alternatívneho a obnoviteľného zdroja energie je vietor. Ako silnejší vietor, tie veľká kvantita kinetickú energiu, ktorú produkuje. A kinetickú energiu možno vždy premeniť na mechanickú alebo elektrickú energiu.

Mechanická energia generovaná vetrom sa využíva už dlho. Napríklad pri mletí obilia (slávne veterné mlyny) alebo čerpaní vody.

Využíva sa aj veterná energia:

Vo veterných turbínach, ktoré vyrábajú elektrinu. Lopatky nabíjajú batériu, z ktorej sa prúd privádza do meničov. Tu D.C. sa prevedie na premennú.

Doprava. Už existuje auto, ktoré jazdí na veternú energiu. Špeciálna veterná inštalácia (kite) umožňuje pohyb vodných plavidiel.

Druhy veternej energie (veterné elektrárne)

. Ground- najbežnejší typ. Takéto veterné elektrárne sú inštalované na kopcoch alebo kopcoch.

. Offshore. Sú postavené v plytkej vode, v značnej vzdialenosti od pobrežia. Elektrina sa na pevninu dodáva cez podmorské káble.

. pobrežných- inštalované v určitej vzdialenosti od mora alebo oceánu. Pobrežné veterné farmy využívajú silu vánku.

. Plávajúce. Prvá plávajúca veterná turbína bola inštalovaná v roku 2008 pri pobreží Talianska. Generátory sú inštalované na špeciálnych platformách.

. Stúpajúce veterné elektrárne umiestnené vo výške na špeciálnych vankúšoch z nehorľavých materiálov a naplnené héliom. Elektrina je privádzaná do zeme pomocou lán.

Perspektívy a rozvoj

Najvážnejšie dlhodobé plány na využitie solárnej energie má Čína, ktorá sa do roku 2020 plánuje stať svetovým lídrom v tejto oblasti. Krajiny EHS vyvíjajú koncepciu, ktorá umožní získavať až 20 % elektriny z alternatívnych zdrojov. Ministerstvo energetiky USA uvádza nižšie číslo – až 14 % do roku 2035. V Rusku sú tiež SES. Jeden z najvýkonnejších je nainštalovaný v Kislovodsku.

Čo sa týka využitia veternej energie, tu sú niektoré čísla. Európska asociácia pre veternú energiu zverejnila údaje, ktoré ukazujú, že veterné elektrárne dodávajú elektrinu mnohým krajinám po celom svete. V Dánsku sa tak 20% spotrebovanej elektriny získava prostredníctvom takýchto zariadení, v Portugalsku a Španielsku - 11%, v Írsku - 9%, v Nemecku - 7%.

V súčasnosti sú veterné parky inštalované vo viac ako 50 krajinách sveta a ich kapacita z roka na rok rastie.

03.03.2016

Dobrý deň, milí čitatelia blogu. Dnes si povieme niečo o slnku a slnečnej energii. Jedným z hlavných prírodných, a čo je najdôležitejšie, nevyčerpateľných generátorov energie je slnko. Vyžaruje veľké množstvo energie a jej impozantná časť dopadá na povrch zeme, konkrétne asi 700 kvadriliónov kW/hod. A všetku túto slnečnú energiu môžeme využiť na vlastné účely.

Na čo sa dá využiť slnečná energia?

Existuje široká škála aplikácií „sily“ slnka na zjednodušenie a zlepšenie kvality ľudského života. Najbežnejším využitím slnečnej energie je ohrev vody. Ohrev vody môže byť navyše úplne prírodného pôvodu - väčšinou ide o rybníky, moria, rieky (vo všeobecnosti nádrže). Od úsvitu ľudstva ľudia používali ohriatu vodu v nádržiach na pitie, umývanie a iné potreby. Dnes už ľudia využívajú lokálny ohrev vody špeciálne pre svoje potreby. Najjednoduchším príkladom, ktorý pozná snáď každý, je čierny sud na streche. Dnes je toho oveľa viac účinných metód ohrev teplej vody ako „čierny sud“, ale o tom neskôr.

Ďalším nemenej dôležitým využitím slnečnej energie je premena slnečnej energie na elektrický prúd. Najjednoduchším príkladom je známa kalkulačka na solárny pohon. Okrem kalkulačky možno slnečnú energiu využiť na osvetlenie, vykurovanie a dopravu (elektrické vozidlá). Aby som to zhrnul, slnko môže nahradiť ropu, plyn, uhlie a iné nie nekonečné Prírodné zdroje. A som si istý, že sa to stane čoskoro - proces sa už začal.

Ako môžete využiť slnečnú energiu?

Najznámejším využitím slnečnej energie sú solárne panely. Môžu byť inštalované na streche budovy aj na povrchu zeme, ale musia byť inštalované na otvorenom priestranstve a spravidla pod určitým uhlom, ktorý zabezpečí maximálny zber slnečnej energie. Zapnuté tento moment, už existujú (bohužiaľ zatiaľ ich nie je veľa) solárne elektrárne, ktoré zásobujú elektrinou celé mestá. V súčasnosti je však vhodné ich vytvárať iba v južných oblastiach, kde je najväčší počet slnečných dní v roku.

Tiež veľa ľudí už začína využívať solárne panely pre svoje súkromné domy. Zatiaľ sa však spravidla používajú iba ako doplnkový alebo záložný zdroj energie. Často sú inštalované len 1 alebo 2 solárne panely, ktoré môžu zabezpečiť len záložné osvetlenie v dome. Ale opakujem - proces už začal a to je hlavné. Slnko v relatívne krátkom čase nahradí moderné zdroje energie.

Používajú sa iné solárne batérie:

v prenosných batériách (na nabíjanie telefónov a iných zariadení)
inštalované na stĺpoch verejného osvetlenia, na malých záhradných lampášoch atď.
na semaforoch regulujúcich premávku
všeobecne sa používa s takmer všetkými zariadeniami, ktoré vyžadujú napájanie

Ďalšou dôležitou oblasťou využitia slnečnej energie je vykurovanie a zásobovanie teplou vodou. Na to možno využiť slnečné kolektory, ktoré sa podobne ako solárne panely inštalujú na strechu domov. Len v kolektoroch cirkuluje kvapalina, ktorá je ohrievaná slnečnou energiou a odovzdávaná do zásobníka (nepriamy ohrevný zásobník). Druhou možnosťou solárneho ohrevu sú geotermálne tepelné čerpadlá. Slnečnú energiu však využívajú nepriamo. To znamená, že tepelné čerpadlo odoberá teplo zeme a pomocou neho vykuruje dom, ohrieva teplú vodu a dokonca môže dom aj chladiť. Čo s tým má spoločné solárna energia? Áno, napriek tomu, že Zem je hlavným akumulátorom slnečného tepla.

No, najdôležitejšie je, že slnečná energia dáva život všetkému živému na Zemi. Ďakujem všetkým, ktorí si prečítali tento článok, v ktorom som sa snažil odhaliť spektrum využitia solárnej energie. Ak mi niečo uniklo alebo máte otázky, napíšte do komentárov.

Slnko je hviezda, v ktorej nepretržite prebiehajú termonukleárne reakcie. V dôsledku prebiehajúcich procesov sa z povrchu slnka uvoľňuje obrovské množstvo energie, z ktorej časť ohrieva atmosféru našej planéty.

Slnečná energia je zdrojom života na planéte Zem. Naša planéta a všetky živé organizmy, ktoré na nej existujú, prijímajú energiu slnka vo forme slnečného svetla a tepla.

Slnečná energia je zdrojom obnoviteľnej a čistej energie.

Slnečná energia ako alternatívny zdroj energie

Spôsoby premeny slnečnej energie na výrobu rôzne druhy energiu využívanú človekom možno rozdeliť podľa druhov prijímanej energie a spôsobov jej získavania, sú to:

Premena na elektrickú energiu

Pomocou fotovoltaických článkov

Z fotovoltických článkov sa vyrábajú solárne panely, ktoré slúžia ako prijímače slnečnej energie v systémoch solárnych elektrární. Princíp činnosti je založený na získaní potenciálneho rozdielu vo vnútri fotobunky, keď na ňu dopadá slnečné svetlo.

Panely sa líšia štruktúrou (polykryštalické, monokryštalické, potiahnuté kremíkom), celkovými rozmermi a výkonom.

Pomocou termoelektrických generátorov.

Termoelektrický generátor je technické zariadenie, ktoré umožňuje získavať elektrickú energiu z tepelnej energie. Princíp činnosti je založený na premene energie získanej v dôsledku teplotného rozdielu medzi rôzne časti konštrukčné prvky (tepelnoelektromotorická sila).

Premena na tepelnú energiu

Používaním kolektorov rôznych typov a prevedení.

Vákuové kolektory - rúrkového typu a vo forme plochých kolektorov.

Princíp činnosti spočíva v tom, že pod vplyvom slnečného žiarenia sa ohrieva špeciálna kvapalina, ktorá sa po dosiahnutí určitých parametrov začne odparovať, po čom para odovzdá svoju energiu chladiacej kvapaline. Po odovzdaní tepelnej energie para kondenzuje a proces sa opakuje.

Ploché kolektory - pozostávajú z rámu s tepelnou izoláciou a absorbéra prekrytého sklom, s potrubím pre vstup a výstup chladiacej kvapaliny.

Princíp činnosti spočíva v tom, že prúdy slnečného žiarenia dopadajú na absorbér a ohrievajú ho, teplo z absorbéra sa prenáša do chladiacej kvapaliny.
Pomocou solárnych tepelných jednotiek.

Princíp činnosti je založený na zahrievaní povrchu schopného absorbovať slnečné svetlo. Slnečné lúče sa sústreďujú a sústreďujú cez šošovkové zariadenie, potom sú nasmerované do prijímacieho zariadenia, kde sa slnečná energia prenáša na akumuláciu alebo prenos k spotrebiteľovi cez chladiacu kvapalinu.

Distribúcia v Rusku

Solárna energia je čoraz rozšírenejšia rozdielne krajiny a na rôznych kontinentoch. Rusko nie je v tomto trende výnimkou. Dôvodom širšej distribúcie v posledné roky sa stal:

Vývoj nových technológií, ktoré znížili náklady na vybavenie;
Túžba ľudí mať nezávislý zdroj energie;
Výroba čistej energie („zelená energia“);
Obnoviteľný zdroj energie.

Južné regióny našej krajiny - kaukazské republiky, územia Krasnodar a Stavropol, južné oblasti Sibíri a Ďaleký východ - majú potenciál pre rozvoj solárnej energie.
Oblasti sa líšia slnečným žiarením počas dňa a ročného obdobia, takže pre rôzne regióny je tok slnečného žiarenia v lete:

Od začiatku roka 2017 je kapacita prevádzky solárnych elektrární v Rusku 0,03% kapacity elektrární energetického systému našej krajiny. V číslach to predstavuje 75,2 MW.

Solárne elektrárne fungujú v

Región Orenburg:
„Sakmarskaya pomenovaná po. A. A. Vlazneva“ s inštalovaným výkonom 25 MW;
"Perevolotskaya", s inštalovaným výkonom 5,0 MW.
Baškirská republika:
"Buribaevskaya", s inštalovaným výkonom 20,0 MW;
"Bugulchanskaya", s inštalovaným výkonom 15,0 MW.
Altajská republika:
"Kosh-Agachskaya", s inštalovaným výkonom 10,0 MW;
"Ust-Kanskaya", s inštalovaným výkonom 5,0 MW.
Chakaská republika:
"Abakanskaya", s inštalovaným výkonom 5,2 MW.
Región Belgorod:
"AltEnergo", s inštalovaným výkonom 0,1 MW.
V Krymskej republike, bez ohľadu na jednotný energetický systém krajiny, je tu 13 solárnych elektrární s celkovým výkonom 289,5 MW.
Stanica tiež funguje mimo systému v Republike Sacha-Jakutsko(1,0 MW) a na Transbajkalskom území (0,12 MW).

Elektrárne sú v štádiu projektovania a výstavby

V regióne Altaj, 2 stanice, s celkovým projektovaným výkonom 20,0 MW, plánované do prevádzky v roku 2019.
V regióne Astrachaň, 6 staníc s celkovým projektovaným výkonom 90,0 MW, plánované spustenie v roku 2017.
V regióne Volgograd, 6 staníc, s celkovou projektovanou kapacitou 100,0 MW, spustenie je plánované v rokoch 2017 a 2018.
Na území Trans-Bajkal, 3 stanice, s celkovým projektovaným výkonom 40,0 MW, plánované do prevádzky v rokoch 2017 a 2018.
V regióne Irkutsk, 1 stanica s projektovaným výkonom 15,0 MW, plánovaná do prevádzky v roku 2018.
V regióne Lipetsk, 3 stanice, s celkovým projektovaným výkonom 45,0 MW, plánované do prevádzky v roku 2017.
V regióne Omsk, 2 stanice s projektovaným výkonom 40,0 MW, plánované uvedenie do prevádzky v rokoch 2017 a 2019.
V regióne Orenburg, 7 stanica, projektovaná s výkonom 260,0 MW, sa plánuje uviesť do prevádzky v rokoch 2017-2019.
V Republike Bashkortostan, 3 stanice s projektovaným výkonom 29,0 MW, plánované do prevádzky v rokoch 2017 a 2018.
V Burjatskej republike, 5 staníc s projektovaným výkonom 70,0 MW, ktorých uvedenie do prevádzky je plánované v rokoch 2017 a 2018.
V Dagestanskej republike, 2 stanice s projektovaným výkonom 10,0 MW, plánované uvedenie do prevádzky v roku 2017.
V Kalmyckej republike 4 stanice s projektovanou kapacitou 70,0 MW, plánované do prevádzky v rokoch 2017 a 2019.
IN región Samara , 1 stanica s projektovaným výkonom 75,0 MW, plánovaná do prevádzky v roku 2018.
IN Saratovský región , 3 stanice s projektovaným výkonom 40,0 MW, plánované uvedenie do prevádzky v rokoch 2017 a 2018.
Na území Stavropolu, 4 stanice s projektovaným výkonom 115,0 MW, plánované do prevádzky v rokoch 2017-2019.
IN Čeľabinská oblasť , 4 stanice s projektovaným výkonom 60,0 MW, plánované do prevádzky v rokoch 2017 a 2018.

Celková projektovaná kapacita solárnych elektrární vo vývoji a výstavbe je 1079,0 MW.

Termoelektrické generátory, solárne kolektory a solárne tepelné jednotky sú tiež široko používané v priemyselných podnikoch a v Každodenný život. Možnosť a spôsob použitia si vyberie každý sám.

Množstvo technických zariadení, ktoré využívajú slnečnú energiu na výrobu elektrickej a tepelnej energie, ako aj počet rozostavaných solárnych elektrární a ich výkon hovoria za všetko – v Rusku budú existovať a rozvíjať sa alternatívne zdroje energie.

Je vhodný do bežnej domácnosti?

Na domáce použitie solárna energia - perspektívny pohľad energie.
Ako zdroj elektrická energia, pre obytné budovy využívajú solárne elektrárne, ktoré vyrábajú priemyselné podniky v Rusku aj v zahraničí. Jednotky sú dostupné v rôznych kapacitách a konfiguráciách.
Pomocou tepelného čerpadla bude bytový dom zásobovaný teplou vodou, ohrevom vody v bazéne, ohrevom chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme alebo vnútorného vzduchu.
Solárne kolektory - môžu byť použité v systémoch vykurovania a zásobovania teplou vodou. V tomto prípade sú účinnejšie vákuové trubicové kolektory.

Výhody a nevýhody

K výhodám solárna energia vzťahovať:

Environmentálna bezpečnosť zariadení;
Nevyčerpateľnosť zdroja energie z dlhodobého hľadiska;
nízke náklady na vyrobenú energiu;
Dostupnosť výroby energie;
Dobré vyhliadky na rozvoj priemyslu v dôsledku vývoja technológie a výroby nových materiálov so zlepšenými vlastnosťami.

Nevýhody sú:

Priama závislosť množstva vyrobenej energie na počasie, čas dňa a ročné obdobie;
Sezónnosť práce, ktorá je určená geografickou polohou;
Nízka účinnosť;
Vysoké náklady na vybavenie.

Perspektívy

Perspektívy rozvoja tohto energetického sektora sú určené pozitívnymi a negatívnymi vlastnosťami solárnych elektrární. Ak je všetko jasné o výhodách, potom inžinieri a vývojári zariadení a materiálov budú musieť pracovať s nevýhodami.
Faktory spôsobujúce zdravý optimizmus, pokiaľ ide o rozvoj alternatívnych zdrojov energie, sú:

Zásoby tradičných zdrojov energie sa neustále znižujú, čo spôsobuje zvyšovanie ich nákladov.
Technický pokrok neustále prebieha, objavujú sa nové materiály a technológie, čo následne vedie k znižovaniu nákladov na zariadenia a zvyšovaniu efektivity inštalácií.
Štátna politika v oblasti energetiky je zameraná na rozvoj alternatívna energia, o ktorých boli prijaté uznesenia vlády a príslušné programy, ako napr.

Rusko je veľká krajina, preto pre úspešný rozvoj všetkých odvetví a pohodlné bývanie ľudí vo všetkých regiónoch je potrebné mať zásoby rôznych druhov energie. Alternatívne zdroje sa v tomto ohľade čoraz viac stávajú súčasťou celkového systému zásobovania energiou v krajine a poskytujú najvzdialenejšie mestá a obce zdroje elektriny a tepla.

Slnko je jedným z obnoviteľných alternatívnych zdrojov energie. Alternatívne zdroje tepla sú dnes hojne využívané v poľnohospodárstve a pre domácu potrebu obyvateľstva.

Využitie slnečnej energie na Zemi hrá dôležitá úloha V ľudskom živote. Svojím teplom slnko ako zdroj energie ohrieva celý povrch našej planéty. Vďaka jeho tepelnej sile fúkajú vetry, ohrievajú sa moria, rieky, jazerá a existuje všetok život na Zemi.

Ľudia začali využívať obnoviteľné zdroje tepla už pred mnohými rokmi, kedy moderné technológie ešte neexistoval. Slnko je dnes najdostupnejším dodávateľom tepelnej energie na Zemi.

Oblasti využitia solárnej energie

Využitie slnečnej energie si každým rokom získava čoraz väčšiu obľubu. Len pred niekoľkými rokmi sa používal na ohrev vody pre vidiecke domy a letné sprchy a teraz sa obnoviteľné zdroje tepla používajú na výrobu elektriny a zásobovanie teplou vodou pre obytné budovy a priemyselné zariadenia.

V súčasnosti sa obnoviteľné zdroje tepla využívajú v týchto oblastiach:

v poľnohospodárstve na účely zásobovania energiou a vykurovania skleníkov, hangárov a iných budov;
na napájanie športových zariadení a zdravotníckych zariadení;
v oblasti letectva a kozmického priemyslu;
pri osvetlení ulíc, parkov a iných mestských zariadení;
na elektrifikáciu obývaných oblastí;
na vykurovanie, dodávku elektriny a teplej vody obytných budov;
pre potreby domácnosti.

Vlastnosti aplikácie

Svetlo, ktoré slnko vyžaruje na Zemi, sa pomocou pasívnych, ale aj aktívnych systémov premieňa na tepelnú energiu. Pasívne systémy zahŕňajú budovy, pri výstavbe ktorých sa používajú stavebné materiály, ktoré najúčinnejšie absorbujú energiu slnečného žiarenia. Medzi aktívne systémy zase patria kolektory, ktoré premieňajú slnečné žiarenie na energiu, ako aj fotobunky, ktoré ho premieňajú na elektrinu. Poďme sa bližšie pozrieť na to, ako správne využívať obnoviteľné zdroje tepla.

Pasívne systémy

Medzi takéto systémy patria solárne budovy. Ide o budovy postavené s prihliadnutím na všetky vlastnosti miestneho klimatická zóna. Na ich konštrukciu sa používajú materiály, ktoré umožňujú maximálne využiť všetku tepelnú energiu na vykurovanie, chladenie, osvetlenie bytových a priemyselných priestorov. Patria sem tieto stavebné technológie a materiály: izolácia, drevené podlahy, svetlo pohlcujúce povrchy, orientácia objektu na juh.

Takéto solárne systémy umožňujú maximálne využitie slnečnej energie a rýchlo splácajú náklady na ich výstavbu znížením nákladov na energiu. Sú šetrné k životnému prostrediu a tiež umožňujú vytvárať energetickú nezávislosť. Práve z tohto dôvodu je použitie takýchto technológií veľmi sľubné.

Aktívne systémy

Do tejto skupiny patria kolektory, batérie, čerpadlá, potrubia na zásobovanie teplom a zásobovanie teplou vodou v domácnosti. Prvé sú inštalované priamo na strechách domov a ostatné sú umiestnené v pivnice použiť ich na zásobovanie teplou vodou a vykurovanie.

Solárne fotobunky

Na efektívnejšiu realizáciu všetkej slnečnej energie sa využívajú zdroje solárnej energie ako fotočlánky, alebo ako sa im hovorí aj solárne články. Na svojom povrchu majú polovodiče, ktoré sa po vystavení slnečným lúčom začnú pohybovať a tým generovať elektrický prúd. Tento princíp súčasnej generácie neobsahuje žiadne chemické reakcie, čo umožňuje fotobunkám pracovať po dlhú dobu.

Takéto fotovoltaické konvertory ako zdroje solárnej energie sa ľahko používajú, pretože sú ľahké, ľahko sa udržiavajú a sú tiež veľmi efektívne pri využívaní solárnej energie.

Dnes sa solárne panely, ako zdroj slnečnej energie na zemi, používajú na výrobu teplej vody, vykurovanie a na výrobu elektriny v teplých krajinách ako je Turecko, Egypt a ázijské krajiny. Slnko sa v našich končinách využíva ako zdroj energie na zásobovanie elektrickou energiou autonómne energetické systémy, nízkoenergetickú elektroniku a pohony lietadiel.

Slnečné kolektory

Využitie slnečnej energie kolektormi spočíva v tom, že premieňajú žiarenie na teplo. Sú rozdelené do nasledujúcich hlavných skupín:

Ploché slnečné kolektory. Sú najbežnejšie. Sú vhodné na použitie na vykurovanie domácností, ako aj na ohrev vody na zásobovanie teplou vodou;
Vákuové kolektory. Používajú sa na domáce potreby, keď je potrebná voda vysoká teplota. Pozostávajú z niekoľkých sklenených trubíc, cez ktoré ich ohrievajú slnečné lúče a tie zasa odovzdávajú teplo vode;
Vzduchové slnečné kolektory. Používajú sa na ohrev vzduchu, regeneráciu vzdušnej hmoty a zariadenia na sušenie;
Integrované kolektory. Najjednoduchšie modely. Používajú sa na predohrev vody napríklad pre plynové kotly. V bežnom živote sa ohriata voda zhromažďuje v špeciálnej nádrži – akumulačných nádržiach a následne sa využíva na rôzne potreby.

Využitie slnečnej energie kolektormi sa uskutočňuje jej akumuláciou v moduloch tzv. Inštalujú sa na strechu budov a pozostávajú zo sklenených trubíc a dosiek, ktoré sú natreté čiernou farbou, aby absorbovali viac slnečného svetla.

Slnečné kolektory slúžia na ohrev vody na zásobovanie teplou vodou a vykurovanie obytných budov.

Výhody solárnych zariadení

sú úplne zadarmo a nevyčerpateľné;
používanie je úplne bezpečné;
autonómny;
ekonomické, pretože finančné prostriedky sa vynakladajú iba na nákup vybavenia pre inštalácie;
ich použitie zaručuje absenciu prepätia, ako aj stabilitu napájania;
odolný;
jednoduché použitie a údržba.

Využívanie slnečnej energie pomocou takýchto zariadení si každým rokom získava na popularite. Solárne panely umožňujú ušetriť veľa peňazí na vykurovaní a dodávke teplej vody, navyše sú šetrné k životnému prostrediu a nepoškodzujú ľudské zdravie.

Žijeme vo svete budúcnosti, aj keď to nie je badateľné vo všetkých regiónoch. V každom prípade sa dnes v progresívnych kruhoch vážne diskutuje o možnosti rozvoja nových zdrojov energie. Jednou z najsľubnejších oblastí je solárna energia.

V súčasnosti sa asi 1 % elektriny na Zemi získava spracovaním slnečného žiarenia. Prečo sme sa teda ešte nevzdali iných „škodlivých“ metód a vzdáme sa vôbec? Pozývame vás, aby ste si prečítali náš článok a pokúsili sa sami odpovedať na túto otázku.

Ako sa slnečná energia premieňa na elektrickú energiu

Začnime tým najdôležitejším – ako sa slnečné lúče spracovávajú na elektrinu.

Samotný proces je tzv "slnečná generácia" . Najúčinnejšie spôsoby, ako to zabezpečiť, sú nasledovné:

fotovoltaika;
slnečná tepelná energia;
solárne balónové elektrárne.

Pozrime sa na každú z nich.

Fotovoltaika

V tomto prípade sa elektrický prúd objaví v dôsledku fotovoltaický efekt. Princíp je takýto: slnečné svetlo dopadá na fotobunku, elektróny absorbujú energiu fotónov (častice svetla) a začnú sa pohybovať. V dôsledku toho dostaneme elektrické napätie.

Presne k tomuto procesu dochádza v solárnych paneloch, ktoré sú založené na prvkoch, ktoré sa transformujú slnečné žiarenie do elektriny.

Samotný dizajn fotovoltaických panelov je dosť flexibilný a môže mať rôzne veľkosti. Preto sú veľmi praktické na použitie. Okrem toho majú panely vysoké výkonové vlastnosti: sú odolné voči zrážkam a teplotným zmenám.

A takto to funguje samostatný modul solárneho panelu:

O aplikácii solárne panely ako nabíjačky, zdroje energie do súkromných domácností, na skrášľovanie miest a na lekárske účely si môžete prečítať v.

Moderné solárne panely a elektrárne

Medzi nedávne príklady patria solárne panely spoločnosti SistineSolar. Na rozdiel od tradičných tmavomodrých panelov môžu mať akýkoľvek odtieň a textúru. To znamená, že môžu byť použité na „ozdobenie“ strechy domu, ako chcete.

Iné riešenie navrhli vývojári Tesly. Uviedli na trh nielen panely, ale plnohodnotný strešný materiál, ktorý spracováva slnečnú energiu. obsahuje vstavané solárne moduly a môže mať tiež širokú škálu dizajnov. Samotný materiál je zároveň oveľa pevnejší ako bežné škridle, Solar Roof má dokonca nekonečnú záruku.

Príkladom plnohodnotnej solárnej elektrárne je nedávno postavená stanica v Európe s obojstrannými panelmi. Tie zbierajú priame slnečné žiarenie aj odrazové žiarenie. To umožňuje zvýšiť účinnosť solárnej výroby o 30%. Táto stanica by mala ročne vyprodukovať približne 400 MWh.

Zaujímavosťou je tiež najväčšia plávajúca solárna elektráreň v Číne. Jeho výkon je 40 MW. Takéto riešenia majú 3 dôležité výhody:

nie je potrebné zaberať veľké územia, čo je pre Čínu dôležité;
v nádržiach sa odparovanie vody znižuje;
Samotné fotobunky sa menej zahrievajú a pracujú efektívnejšie.

Mimochodom, táto plávajúca solárna elektráreň bola postavená na mieste opusteného uhoľného ťažobného podniku.

Technológia založená na fotovoltaickom efekte je dnes najperspektívnejšia a podľa odborníkov budú solárne panely v najbližších 30-40 rokoch schopné vyprodukovať asi 20 % svetovej spotreby elektriny.

Solárna tepelná energia

Tu je prístup trochu iný, pretože... slnečné žiarenie sa používa na ohrev nádoby obsahujúcej kvapalinu. Vďaka tomu sa mení na paru, ktorá roztáča turbínu, čím vzniká elektrina.

Tepelné elektrárne fungujú na rovnakom princípe, iba kvapalina sa ohrieva spaľovaním uhlia.

Najzrejmejším príkladom použitia tejto technológie je Solárna stanica Ivanpah v Mohavskej púšti. Je to najväčšia solárna tepelná elektráreň na svete.

Funguje od roku 2014 a na výrobu elektriny nepoužíva žiadne palivo – iba ekologickú slnečnú energiu.

Vodný kotol je umiestnený vo vežiach, ktoré môžete vidieť v strede konštrukcie. Okolo je pole zrkadiel, ktoré smerujú slnečné lúče na vrchol veže. Počítač zároveň tieto zrkadlá neustále otáča v závislosti od polohy slnka.

Slnečné svetlo sa sústreďuje na vežu

Vplyvom koncentrovanej slnečnej energie sa voda vo veži ohrieva a mení sa na paru. Tým sa vytvorí tlak a para začne otáčať turbínou, čo má za následok uvoľnenie elektriny. Výkon tejto stanice je 392 megawattov, čo sa dá bez problémov porovnať s priemernou tepelnou elektrárňou v Moskve.

Zaujímavé je, že takéto stanice môžu fungovať aj v noci. To je možné tak, že časť ohriatej pary umiestnite do zásobníka a postupne ju využijete na otáčanie turbíny.

Solárne balónové elektrárne

Toto originálne riešenie, aj keď nie je veľmi používané, má stále svoje miesto.

Samotná inštalácia pozostáva zo 4 hlavných častí:

Aerostat – umiestnený na oblohe, zbiera slnečné žiarenie. Voda vstupuje do gule a rýchlo sa zahrieva, stáva sa parou.
Parné potrubie - cez neho para pod tlakom klesá k turbíne, čím sa otáča.
Turbína - pod vplyvom prúdu pary sa otáča a generuje elektrickú energiu.
Kondenzátor a čerpadlo - para, ktorá prešla turbínou, sa skondenzuje na vodu a pomocou čerpadla stúpa do balóna, kde sa opäť zohreje do parného stavu.

Aké sú výhody solárnej energie

Slnko nám bude dodávať energiu ešte niekoľko miliárd rokov. Ľudia zároveň nepotrebujú míňať peniaze a zdroje na jeho ťažbu.
Výroba solárnej energie je úplne ekologický proces bez rizika pre prírodu.
Autonómia procesu. Zber slnečného svetla a výroba elektriny prebieha s minimálnym zásahom človeka. Jediné, čo musíte urobiť, je udržiavať čisté pracovné plochy alebo zrkadlá.
Vyčerpané solárne panely je možné recyklovať a opätovne použiť vo výrobe.

Problémy rozvoja solárnej energie

Napriek realizácii nápadov na udržanie prevádzky solárnych elektrární v noci, nikto nie je imúnny voči rozmarom prírody. Zamračená obloha počas niekoľkých dní výrazne znižuje výrobu elektriny, no obyvateľstvo a podniky potrebujú nepretržité zásobovanie.

Výstavba solárnej elektrárne nie je lacná záležitosť. Je to spôsobené potrebou použitia vzácnych prvkov v ich dizajne. Nie všetky krajiny sú pripravené plytvať rozpočtami na menej výkonné elektrárne, keď fungujú tepelné a jadrové elektrárne.

Na umiestnenie takýchto inštalácií sú potrebné veľké plochy a na miestach, kde má slnečné žiarenie dostatočnú úroveň.

Ako sa vyvíja solárna energia v Rusku?

Žiaľ, naša krajina stále spaľuje uhlie, plyn a ropu na plné obrátky a Rusko bude určite medzi poslednými, ktorí úplne prejdú na alternatívnu energiu.

Randiť solárna výroba predstavuje len 0,03 % energetickej bilancie Ruskej federácie. Pre porovnanie, v Nemecku je toto číslo viac ako 20 %. Súkromní podnikatelia nemajú záujem investovať do solárnej energie z dôvodu dlhej doby návratnosti a nie tak vysokej rentability, pretože plyn je u nás oveľa lacnejší.

V ekonomicky rozvinutej Moskve a Leningradské regióny slnečná aktivita je nízka. Tam budovanie solárnych elektrární jednoducho nie je praktické. Ale južné regióny sú celkom sľubné.

Je teda jedným z najväčších u nás. Pozostáva zo 100 tisíc modulov dodávajúcich celkový výkon 25 MW. Vyrobená elektrina sa dodáva do Jednotného energetického systému Ruska (UES).

Najsilnejší je dnes SES Perovo, ktorá sa nachádza v Krymskej republike. Vyrába viac ako 105 MW, čo bol svetový rekord v čase otvorenia stanice. SES Perovo pozostáva zo 440 000 fotovoltaických modulov a pokrýva plochu 259 futbalových ihrísk.

Vo všeobecnosti je solárna energia na Kryme dobre rozvinutá - existuje tu viac ako tucet solárnych elektrární s kapacitou 20 MW alebo viac. Pravda, všetka prijatá elektrina sa využíva čisto pre potreby polostrova.

Do roku 2020 sa v Rusku plánuje výstavba 4 veľkých solárnych elektrární, ktorých kapacita zvýši podiel slnečnej energie na 1 % z celkovej energetickej bilancie krajiny.

Dnes teda môžeme s istotou povedať, že solárna energia je schopná stať sa v blízkej budúcnosti plnohodnotnou alternatívou. tradičnými spôsobmi príjem elektriny. A dokonca aj v Rusku sa tento priemysel, hoci pomaly, rozvíja.