Solarna energija - ova ... Korištenje solarne panele

U posljednjih nekoliko godina, naučnici su posebno zainteresirani za alternativne izvore energije. Nafte i plina će završiti prije ili kasnije, tako da razmišljamo o tome kako ćemo preživjeti u ovoj situaciji, da je sada potrebno. U Evropi, vjetroturbine su u širokoj upotrebi, koja pokušava da izvuče energiju iz oceana, a govorimo o solarnoj energiji. Na kraju krajeva, zvijezda, koje vidimo skoro svaki dan na nebu, može nam pomoći očuvanju neobnovljivih resursa i unapređenje životne sredine. Vrijednost Sunca na Zemlju ne može biti precijenjena - daje toplinu, svjetlost i omogućava funkciju sav život na planeti. Pa zašto ga ne druge aplikacije naći?

Malo istorije

U fizičar stoljeća sredine 19. Aleksandr Edmon Bekkerel otkrio fotonaponskog efekta. Do kraja stoljeća Charlz Fritts razvio prvi uređaj sposoban za preradu solarne energije u električnu energiju. Koristili smo selena obložena tankim slojem zlata. Efekat je bio slab, ali je ovaj izum se često povezuje s početkom solarne energije ere. Neki naučnici se ne slažu sa ovom formulacijom. Oni su pozvali osnivač doba solarne energije svjetski poznatih naučnika Alberta Eynshteyna. Godine 1921. dobio je Nobelovu nagradu za njegovo objašnjenje zakona vanjskog fotoelektričnog efekta.

Čini se da je solarna energija - to je obećavajući način razvoja. Ali postoje mnoge prepreke kako bi se uklapa u svaki dom - uglavnom ekonomski i ekološki. Šta je uključeno u cijenu solarnih panela, koliko štete mogu izazvati okoliš i šta još postoje načini za proizvodnju energije, učimo kasnije.

metode akumulacije

Najhitniji zadatak u vezi sa pripitomljavanje energija sunca, ne samo da je prime, ali akumulacije. I to je najteže. Trenutno, naučnici su razvili samo 3 načina na punu pripitomljavanje solarne energije.

Prvi se zasniva na korištenje paraboličnim ogledalo i malo kao igra sa lupom, koji je upoznat sa svim iz djetinjstva. Svjetlo prolazi kroz objektiv, okupljanje u jednom trenutku. Ako stavite komad papira, to će se upaliti kao temperatura prešla sunčeve zrake je nevjerojatno visok u ovom mestu. Paraboličnih ogledala je konkavno disk, nalik plitka zdjela. Ovo ogledalo, za razliku od lupa ne prenosi već odražava na suncu prikupljanja ga je u jednom trenutku, koji se uglavnom usmjerena na crnu cijev za vodu. Ova boja se koristi jer se najbolje apsorbira svjetlost. Vode u cijevi pod dejstvom sunčevih zraka zagrijava i može se koristiti za proizvodnju električne energije ili za grijanje malih kuća.

stan grijanje

Ova metoda koristi potpuno drugačiji sistem. Solarni prijemnik izgleda kao višeslojnu strukturu. Njegova princip rada je kako slijedi.

Prolazi kroz staklo, zrake padaju na zamračenu metal koji se zna da je bolje apsorbira svjetlost. Sunčevo zračenje se pretvara u toplotnu energiju , i zagrijava vodu, koja je pod željezne ploče. Osim toga, sve se javlja kao u prvoj metodi. Zagrejana voda se može koristiti bilo za grijanje ili za proizvodnju električne energije. Međutim, efikasnost ove metode nije dovoljno visok da ga koriste svuda.

Tipično, na taj način dobiti solarne energije - to je toplo. Električne energije je mnogo češće koriste treću metodu.

solarne ćelije

Većina nas su upoznati s takvim izvorima energije. To uključuje korištenje različitih baterija ili solarnih panela, koji se može naći na krovovima mnogih današnjih domova. Ovakav način je komplikovan prethodno opisano, ali je mnogo više obećava. On je taj koji vam daje mogućnost da se pretvaraju sunčevu energiju u električnu energiju na industrijskom nivou.

Posebna ploče namijenjene za snimanje zraka izrađena od silika-bogatih kristala. Sunce pada na njih, kuca elektron iz orbite. U svom mjestu, odmah traži drugu, na taj način dobiti kontinuirani lanac u pokretu, što stvara struju. To se odmah koristi ako je to potrebno za pružanje uređaja ili skladišti u obliku električne energije u specijalne baterije.

Popularnost ove metode temelji se na činjenici da vam omogućava da dobijete više od 120 vati sa samo jednom kvadratnom metru solarnih panela. U ovom slučaju paneli imaju relativno male debljine, što im omogućava da postavite praktično bilo gdje.

Vrste silikona panela

Postoji nekoliko vrsta solarnih ćelija. Prvi je pomoću jednog kristala silicija. Njihova efikasnost je oko 15%. Ove solarni paneli su najskuplji.

Efikasnost ćelija izrađena od polikristalnih silikona, dostiže 11%. Koštaju manje kao materijal za njih se dobija pojednostavljenom tehnologijom. Treći tip je najekonomičniji i ima minimalnu efikasnost. Ovaj panel amorfnog silicija, koja nije kristalna. Osim lošeg rada, oni imaju jednu veliku manu - krhkost.

Neki proizvođači da se poveća efikasnost uključuje obje strane solarnih panela - prednje i zadnje. To vam omogućava da uhvate svjetlost u velikim količinama, a povećava količinu proizvedene energije za 15-20%.

domaćih proizvođača

Solarne energije u svijetu postaje sve češća. Čak iu našoj zemlji smo zainteresovani za učenje o industriji. Uprkos činjenici da je Rusija nije bila vrlo aktivna je razvoj alternativnih izvora energije, ostvaren je određeni napredak. Trenutno, izrada panela za solarne energije potrebno je nekoliko organizacija - uglavnom akademskih institucija raznih vrsta, i fabrike za proizvodnju električne opreme.

1. SPF "Quark".
2. AD "Vladimir Mehanički Plant".
3. All-ruski Institut za elektrifikaciju poljoprivrede.
4. Machine Building NPO.
5. AO VIEN.
6. AD "Rjazanj Plant uređaja metal-keramičke."
7. AD Pravdinsky izvora pilot postrojenja tekućeg "pozitivan".

Ovo je samo mali dio društva, aktivno učestvuju u razvoju alternativne energije u Rusiji.

Uticaja na životnu sredinu

Odbijanje uglja i energije ulje izvora nije samo povezan sa činjenicom da će ti resursi, prije ili kasnije, ponestane. Činjenica da su vrlo štetne za okoliš - zagađuju tlo, zrak i vodu, doprinijeti razvoju bolesti kod ljudi i smanjuju imunitet. To je razlog zašto alternativnih izvora energije mora biti sigurna iz ekološkog aspekta.

Silicon, koji se koristi za proizvodnju solarnih ćelija sama po sebi je sigurno, jer je to prirodan materijal. Ali nakon čišćenja ostaje otpada. Oni mogu štetno za ljude i okoliš, ako se nepravilno koriste.

Osim toga, sajt je potpuno pretrpan sa solarnim panelima, može poremetiti prirodno osvjetljenje. To će dovesti do promjena u postojećim ekosistema. Ali generalno, utjecaj na okoliš uređaja za pretvaranje solarne energije je minimalan.

privreda

Najveći trošak za proizvodnju solarnih ćelija su povezani sa visokih troškova sirovina. Kao što smo vidjeli, posebne ploče su napravljene pomoću silikona. Unatoč činjenici da je ovaj mineral je široko rasprostranjena u prirodi, sa svojom plijen vezan veliki problem. Činjenica da silikona, što je više od četvrtine mase Zemljine kore, nije pogodan za proizvodnju solarnih ćelija. Za tu svrhu, pogodna samo čisti materijal dobijen industrijskim metodama. Na žalost, od pijeska da se čisti silikon je izuzetno problematično.

Za cijenu ovog resursa može porediti sa uranijum se koristi u nuklearnim elektranama. Zbog toga je cijena solarnih ćelija trenutno ostaje na prilično visokom nivou.

moderne tehnologije

Prvi pokušaji da ukroti solarnu energiju tamo dugo vremena. Od tada, mnogi istraživači su aktivno uključeni u potragu za najefikasnije opreme. To mora biti ne samo ekonomski konkurentan, ali i kompaktan. Njegova efikasnost moraju težiti za maksimum.

Prvi koraci u idealan uređaj za primanje i pretvaranje sunčeve energije ima izuma silicija baterije. Naravno, cijena je prilično visoka, ali se paneli mogu biti postavljeni na krovovima i zidovima kuća, gdje se neće miješati ni sa kim. Efikasnost takvih baterija je neosporan.

Ali najbolji način da se poveća popularnost solarne energije - čine ga jeftinije. Njemački naučnici su već predložio zamijeniti silicij, sintetičkih vlakana, koja se može integrirati u tkaninu ili drugih materijala. Efikasnost takve solarne ćelije nije vrlo visoka. Ali prošarane sintetičkih vlakana košulja može, u najmanju ruku, pružiti električne energije sa pametnim telefonom ili igrač. Aktivno radi na području nanotehnologije. Vjerovatno, oni će omogućiti sunce da postane najpopularniji izvor energije u ovom stoljeću. stručnjaci kompanije Scates AS iz Norveške je već izjavio da će nanotehnologija smanjiti troškove solarnih panela je 2 puta.

Solarna energija za domove

Za stanovanje, koja je i sama će osigurati da san mnogih sigurno: ne postoji zavisnost od centralnog grijanja, otežano plaćanje računa i štete za okoliš. Već, mnoge zemlje su aktivno grade stanove, troši samo energije dobijene iz alternativnih izvora. Upečatljiv primjer - tzv solarne kuće.

Tokom izgradnje će zahtijevati veća ulaganja od tradicionalnog. No, nakon nekoliko godina rada, svi troškovi će biti vraćen - morati platiti za grijanje, toplu vodu i struju. U solarne kuće sve ove komunikacije su vezani za određene fotonaponskih panela postavljen na krovu. I na taj način dobili energetskih resursa ne samo troši na trenutne potrebe, ali i da se akumuliraju za korištenje noću iu oblačno vrijeme.

Trenutno, izgradnja te kuće ne odvija samo u zemljama blizu ekvatora, gdje sunčeve energije za proizvodnju najlakši način. Oni također podigao u Kanadi, Finskoj i Švedskoj.

Za i protiv

Razvoj tehnologije da iskoriste sunčevu energiju svuda, bi mogao biti aktivniji. Međutim, postoje neki od razloga zašto je to još uvijek nije prioritet. Kao što smo gore rekli, u proizvodnji panela proizvodi ekološki štetnih supstanci. Osim toga, gotovih opreme sadrži u svom sastavu galijuma, arsena, kadmija i olova.

Postavlja mnogo pitanja i potrebu za reciklažu fotonaponskih panela. Nakon 50 godina rada oni će biti nesposobnim za službu, a oni moraju nekako ubiti. Da li to izazvati ogromnu štetu prirodi? Takođe, treba imati na umu da solarna energija - je prevrtljiva efikasnosti resursa proizvodnje koji zavisi od doba dana i vremena. Ovo je značajan nedostatak.

Ali prednosti, naravno. Solarna energija može biti proizveden u gotovo bilo koje točke na zemlji, i opreme za njegovu pripremu i transformacije mogu biti toliko mali da će stati na leđima na pametnom telefonu. Ono što je još važnije, to je obnovljivi izvor energije, koji je, količina sunčeve energije će ostati nepromijenjena najmanje hiljadu godina.

perspektive

Razvoj solarne tehnologije energije bi trebao rezultirati nižim troškovima za stvaranje stavke. Već postoje stakleni paneli koji se mogu instalirati na prozorima. Razvoj nanotehnologije je dozvoljeno da izmisli bojom koja se raspršuje na solarnim panelima i mogao bi zamijeniti silicij sloja. Ako troškove solarne energije ne padne nekoliko puta, njegova popularnost će rasti mnogo puta.

Stvaranje male ploče za individualne aplikacija će omogućiti ljudima u svim okolnostima za korištenje solarne energije - kod kuće, u automobilu ili čak u zemlji. Zahvaljujući njihovu distribuciju da se smanji opterećenje na centralnu vlast, jer će ljudi biti u mogućnosti da napunite male elektronike.

Stručnjaci Shell vjeruju da do 2040. godine oko pola svjetske energije će biti proizvedena iz obnovljivih izvora. Već u Njemačkoj, solarne energije rapidno raste, a kapacitet baterije je više od 35 gigavata. Japan je također aktivno razvija ovoj industriji. Ove dvije zemlje - vođe solarne energije u svijetu. Vjerovatno, uskoro će im se pridružiti Sjedinjenim Državama.

Drugih alternativnih izvora energije

Naučnici ne prestaje da zbune zbog činjenice da se i dalje može koristiti za proizvodnju električne energije ili topline. Dati primjere od najperspektivnijih alternativnih izvora energije.

Vjetroturbine sada se mogu naći u skoro svakoj zemlji. Čak i na ulicama mnogih ruskih gradova instalirati svjetla koja su samodovoljna električne energije iz energije vjetra. Svakako cenu veći od prosjeka, ali s vremenom će se vratiti razliku.

Nekada davno je izmislio tehnologiju za proizvodnju energije pomoću razlika temperatura vode između površine oceana i na dubini. Kina aktivno će razvoj ovoga kraja. U narednim godinama, u blizini obale Kine će izgraditi najveći elektrane rade na ovoj tehnologiji. Postoje i drugi načini na more. Na primjer, u Australiji, planiraju uspostaviti elektranu koja proizvodi energiju iz policije vodotokova.

Postoji mnogo drugih načina za proizvodnju električne energije ili topline. Ali u odnosu na pozadinu mnogih drugih opcija solarna energija - to je stvarno obećavajući oblasti nauke.