Energia solară - acest ... Folosind panouri solare

In ultimii ani, oamenii de știință sunt deosebit de interesați în surse alternative de energie. Petrol și gaze naturale se va încheia mai devreme sau mai târziu, așa că despre modul în care vom supraviețui în această situație, este necesar acum. In Europa, turbinele eoliene sunt utilizate pe scară largă, care încearcă să extragă energie din ocean, iar noi vorbim despre energia solară. La urma urmei, steaua, pe care o vedem aproape în fiecare zi , în cer, ne poate ajuta la conservarea resurselor neregenerabile și îmbunătățirea mediului. Valoarea soarelui Pământului nu poate fi supraestimat - dă căldură, lumină, și permite funcționarea tuturor formelor de viață de pe planetă. Deci, de ce nu-l găsim o altă aplicație?

Un pic de istorie

În fizician la mijlocul secolului al 19-lea Aleksandr Edmon Bekkerel a descoperit efectul fotovoltaic. Până la sfârșitul secolului al Charlz Fritts a dezvoltat primul dispozitiv capabil să proceseze energiei solare în energie electrică. Am folosit seleniu acoperit cu un strat subțire de aur. Efectul a fost slab, dar este această invenție este adesea asociat cu începutul erei energiei solare. Unii cercetători nu sunt de acord cu această formulare. Ei au numit fondatorul erei energiei solare de renume mondial om de știință Alberta Eynshteyna. În 1921 a primit Premiul Nobel pentru explicația sa a legilor efectului fotoelectric extern.

S-ar părea că energia solară - aceasta este o modalitate promițătoare de dezvoltare. Dar există multe obstacole, pentru ca aceasta se potrivește în fiecare casă - în principal, economice și de mediu. Ceea ce este inclus în costul de panouri solare, cât de mult rău pot provoca mediului și ce altceva există modalități de a genera energie, vom afla mai târziu.

acumulare de metode

Sarcina cea mai urgentă asociată cu domesticirea energia soarelui, este nu numai să-l primească, dar acumularea. Și acest lucru este cel mai dificil. In prezent, oamenii de știință au fost dezvoltate doar 3 moduri de domesticire plin de energie solară.

Primul se bazează pe utilizarea unei oglinzi parabolice și un pic ca joc cu o lupă, care este familiară tuturor din copilărie. Lumina trece prin lentila, colectarea de la un moment dat. Dacă pui o bucată de hârtie, se va aprinde ca temperatura a trecut razele soarelui este incredibil de mare în acest loc. Oglinda parabolică este un disc concav, care seamănă cu un castron de mică adâncime. Această oglindă, spre deosebire de Lupa nu transmite, ci reflectă colectarea-o la un moment dat, care este, în general direcționat către o conductă de apă neagră lumina soarelui. Aceasta culoare este folosit, deoarece absoarbe cel mai bine lumina. Apa în tubul sub acțiunea razelor solare se incalzeste si poate fi folosit pentru a genera energie electrică sau pentru încălzirea caselor mici.

incalzitor plat

Această metodă utilizează un sistem complet diferit. receptor solar arata ca o structura multi-stratificat. Principiul său de lucru este după cum urmează.

Trecând prin sticla, razele cad pe metalul întunecat, care este cunoscut a fi mai bine absoarbe lumina. Radiația solară este transformată în energie termică , și încălzește apa, care este sub placa de fier. Mai mult, toate se întâmplă ca în prima metodă. Apa încălzită poate fi folosit fie pentru încălzire sau pentru producerea energiei electrice. Cu toate acestea, eficiența acestei metode nu este suficient de mare să-l folosească peste tot.

De obicei, astfel obținut de energie solară - este cald. Pentru energie electrică este mult mai probabil de a utiliza a treia metodă.

celule solare

Cei mai mulți dintre noi sunt familiarizați cu astfel de surse de energie. Aceasta implică utilizarea diferitelor baterii sau panouri solare, care pot fi găsite pe acoperișurile multora dintre casele de astăzi. O astfel de metodă este complicată descrisă anterior, dar este mult mai promițătoare. El este cel care vă oferă posibilitatea de a converti energia solara in electricitate la scară industrială.

Panourile speciale destinate pentru a capta razele realizate din cristale de siliciu-bogat. Lumina soarelui cade pe ele, bate un electron de pe orbită. În locul lui, caută imediat un alt lanț astfel obținut în mișcare continuă, care creează un curent. Acesta este utilizat imediat, dacă este necesar pentru a furniza dispozitive sau stocate sub formă de energie electrică în baterii speciale.

Popularitatea acestei metode bazată pe faptul că vă permite să obțineți mai mult de 120 de wați, cu doar un metru pătrat de panou solar. În acest caz, panourile au o grosime relativ mică, ceea ce le permite să plaseze practic oriunde.

Tipuri de panouri de siliciu

Există mai multe tipuri de celule solare. Cea dintâi, folosind un singur cristal de siliciu. Eficiența lor este de aproximativ 15%. Aceste panouri solare sunt cele mai scumpe.

Eficiența celulelor din siliciu policristalin, ajunge la 11%. Acestea costa mai puțin ca material pentru ei este obținut printr-o tehnologie simplificată. Al treilea tip este cel mai economic și are o eficiență minimă. Acest panou de siliciu amorf, care este non-cristalin. În plus față de performanțe slabe, acestea au un dezavantaj major - fragilitate.

Unii producători de a crește eficiența implică ambele părți ale panoului solar - spate și din față. Acest lucru vă permite pentru a prinde lumina în volume mari, și crește cantitatea de energie produsă de 15-20%.

producătorii interni

Energia solară din lume, devine din ce mai frecvente. Chiar și în țara noastră suntem interesați în procesul de învățare despre industria. În ciuda faptului că Rusia nu a fost foarte activă este dezvoltarea energiei alternative, a fost realizat unele progrese. În prezent, crearea de panouri de energie solară durează câteva organizații - cea mai mare parte instituții academice de diferite tipuri, și fabrici pentru producerea de echipamente electrice.

1. SPF "Quark".
2. SA „Uzina Mecanica Kovrov“.
3. All-rus Institutul de Cercetări pentru Electrificarea Agriculturii.
4. Construcții de Mașini NPO.
5. AO VIEN.
6. SA „Uzina Ryazan aparatelor metalo-ceramice.“
7. SA Pravdinsky surse vegetale pilot de un curent „pozitiv“.

Aceasta este doar o mică parte a companiilor, luând parte activă în dezvoltarea energiei alternative în Rusia.

Impactul asupra mediului

Refuzul surselor de energie și cărbune de petrol nu este numai în legătură cu faptul că aceste resurse vor rula mai devreme sau mai târziu afară. Faptul că acestea sunt foarte dăunătoare pentru mediu - poluarea solului, aerului și apei, contribuie la dezvoltarea bolilor la oameni și de a reduce imunitatea. De aceea, sursele alternative de energie trebuie să fie sigure din punct de vedere al mediului.

Siliciu, care este utilizat pentru producerea de celule solare de la sine este sigur, deoarece este un material natural. Dar, după curățare rămâne deșeuri. Ele pot provoca efecte adverse asupra oamenilor și a mediului dacă este utilizat în mod necorespunzător.

În plus, site - ul este complet aglomerat cu panouri solare, poate perturba iluminatul natural. Acest lucru va duce la schimbări în ecosistemul existent. Dar, în general, impactul asupra mediului al dispozitivelor de conversie a energiei solare este minimă.

economie

Cel mai mare cost de producere a celulelor solare sunt asociate cu costul ridicat al materiilor prime. După cum am văzut, panourile speciale sunt create folosind siliciu. În ciuda faptului că acest mineral este distribuit pe scară largă în natură, cu prada sa legat o mare problemă. Faptul că de siliciu, care este mai mult de un sfert din masa scoarței terestre, nu este potrivit pentru producerea de celule solare. În acest scop, potrivit numai materialul pur obținut prin metode industriale. Din păcate, din nisip pentru a obține siliciu pur este extrem de problematică.

Pentru prețul această resursă este comparabil cu uraniu este utilizat în centralele electrice nucleare. Acesta este motivul pentru care costul de celule solare în prezent, rămâne la un nivel destul de ridicat.

tehnologia modernă

Primele încercări de a îmblânzi energiei solare acolo pentru o lungă perioadă de timp. De atunci, mulți cercetători sunt implicați în mod activ în căutarea pentru cele mai eficiente echipamente. Acesta trebuie să fie nu numai competitive punct de vedere economic, dar, de asemenea, compact. Eficiența ei trebuie să depună eforturi pentru maxim.

Primii pași către un dispozitiv ideal pentru primirea și conversia energiei solare au fost făcute la inventarea bateriilor de siliciu. Desigur, prețul este destul de mare, dar panourile pot fi plasate pe acoperișurile și pereții caselor, în cazul în care acestea nu vor interfera cu nimeni. Eficiența acestor baterii este de necontestat.

Dar cel mai bun mod de a crește popularitatea de energie solară - face mai ieftin. Oamenii de stiinta germani au sugerat deja să înlocuiască siliciu, fibre sintetice, care pot fi integrate într-o țesătură sau din alte materiale. Eficiența unei astfel de celule solare nu este foarte mare. Dar cămașa intercalate cu fibre sintetice pot, cel puțin, pentru a furniza energie electrică la un smartphone sau un player. Activă lucrează în domeniul nanotehnologiei. Probabil, ei vor permite ca soarele să devină cea mai populară sursă de energie în acest secol. Specialiștii companiei Scates AS din Norvegia a afirmat deja că nanotehnologia va reduce costul panourilor solare este de 2 ori.

Energia solară pentru case

Cu privire la locuințe, care se va asigura că visul multora sigur: nu există nici o dependență de încălzire centrală, dificultate plata facturilor și daune mediului înconjurător. Deja, multe țări sunt în mod activ a construi locuințe, consumatoare de energie numai derivate din surse alternative. Un exemplu frapant - așa-numita casa solara.

În timpul de construcție va necesita investiții mai mari decât cele tradiționale. Dar, după câțiva ani de funcționare, toate costurile vor fi plătite din nou - trebuie să plătească pentru încălzire, apă caldă și energie electrică. În casa solară, toate aceste comunicări sunt legate de panouri fotovoltaice specifice amplasate pe acoperiș. Și astfel obținute resursele de energie nu numai cheltuite pe nevoile actuale, dar, de asemenea, să se acumuleze pentru utilizare pe timp de noapte și în vreme tulbure.

În prezent, construcția de astfel de case se desfășoară nu numai în țările apropiate de ecuator, în cazul în care energia soarelui pentru a produce cel mai simplu mod. De asemenea, ei au ridicat în Canada, Finlanda și Suedia.

Argumente pro și contra

Dezvoltarea de tehnologii pentru a valorifica energia solara peste tot, ar putea fi mai activ. Dar există câteva motive pentru care nu este încă o prioritate. Așa cum am spus mai sus, la fabricarea panourilor produse de substanțe dăunătoare mediului. În plus, echipamentul finit conține în compoziția sa de galiu, arsenic, cadmiu și plumb.

Se ridică o mulțime de întrebări și nevoia de reciclare a panourilor fotovoltaice. Dupa 50 de ani de muncă, acestea vor fi improprii pentru serviciu, și ei trebuie să-l omoare într-un fel. Are provoca daune imens naturii? De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că energia solară - este eficiența resurselor nestatornic de producție din care depinde de momentul zilei și de vreme. Acesta este un dezavantaj semnificativ.

Dar argumentele pro, desigur. Energia solară poate fi produsă în aproape orice punct de pe pământ, și echipamente pentru prepararea și transformarea sa poate fi atât de mic încât se va potrivi pe partea din spate a telefonului inteligent. Ceea ce este mai important, este o resursă regenerabilă, care este, cantitatea de energie solară va rămâne neschimbată timp de cel puțin o mie de ani.

perspective

Dezvoltarea tehnologiilor de energie solară ar trebui să ducă la costuri mai mici pentru a crea elemente. Deja, există panouri de sticlă, care pot fi instalate pe ferestre. Dezvoltarea nanotehnologiei a permis să inventeze o vopsea care este pulverizat pe panourile solare și ar putea înlocui strat de siliciu. În cazul în care costul energiei solare se încadrează de câteva ori, popularitatea sa va creste, de asemenea, de multe ori.

Crearea de panouri mici pentru aplicații individuale va permite oamenilor în toate circumstanțele să folosească energia solară - acasă, în mașină sau chiar și în țară. Datorită distribuției lor de a reduce sarcina pe puterea centrală, pentru că oamenii vor fi capabili să perceapă electronice mici.

Experții Shell cred că până în 2040 aproximativ jumătate din energia lumii va fi generată din resurse regenerabile. Deja în Germania, consumul de energie solară este în creștere rapidă, iar capacitatea bateriei este mai mult de 35 de gigawați. Japonia este de asemenea în curs de dezvoltare în mod activ această industrie. Aceste două țări - liderii energiei solare din lume. Probabil, în curând să fie alături de Statele Unite ale Americii.

Alte surse alternative de energie

Oamenii de știință nu încetează să o enigmă în faptul că pot fi încă utilizate pentru producerea de energie electrică sau termică. Dă exemple de cele mai promițătoare surse alternative de energie.

Turbinele eoliene pot fi găsite acum în aproape fiecare țară. Chiar și pe străzile din mai multe orașe din Rusia a instala lumini, care sunt auto-suficiente în energie electrică din energia eoliană. Desigur, costul lor mai mare decât media, dar în timp, ei vor rambursa diferența.

Cu mult timp în urmă a fost inventat tehnologia pentru a produce energie folosind diferența de temperatură a apei între suprafața oceanului și la adâncime. China este în mod activ de gând să dezvolte acest domeniu. În anii următori, în largul coastelor Chinei vor construi cea mai mare centrala care rulează pe această tehnologie. Există și alte utilizări ale mării. De exemplu, în Australia, sunt de planificare pentru a stabili o centrală care generează energie din forța curenților de apă.

Există multe alte modalități de a produce energie electrică sau termică. Dar, pe fondul multor alte opțiuni de energie solară - este zona de știință promițătoare într-adevăr.