Энергия: солнечный выход из мрачной энергетической проблемы. Солнечная энергия это источник для процессовСолнечное излучение | Блог SolarSoulКаждые две недели Солнце отдает Земле такое количество энергии, которое все жители нашей планеты потребляют в течение года. Поэтому стоит обратить внимание на солнечное излучение как источник энергии. Излучение каждого тела в природе обладает своей длинной волны. С изменением температуры тела изменяется и длинна волны, чем выше интенсивность излучения, тем выше температуры. Соответственно и длинна волны будет больше, так до температуры 400 °С излучение происходит в невидимом длинноволновом (инфракрасном) диапазоне. При повышении температуры начинается видимый спектр излучения. Например раскаленный металл при температуре до 900 °С, его излучение находится в видимом диапазоне. Интенсивность солнечного излученияИмея крайне высокие температуры, Солнце является очень сильным источником излучения. Видимый диапазон солнечного излучения обладает наивысшей интенсивность излучения. При этом до Земли так же доходит большое количество невидимого спектра. Внутри Солнца протекают процессы, при которых из атомов водорода синтезируются атомы гелия. Это процессы называются процессами ядерного синтеза, они сопровождаются выделением огромного количества энергии. Эта энергия приводит к тому, что Солнце разогревается до температуры 15 миллионов градусов Цельсия (во внутренней его части). Спектральное распределение солнечного света На поверхности Солнца (фотосфере) температура достигает 5500°С. На этой поверхности Солнце излучает энергию со значение 63 МВт/ м². До поверхности Земли доходит лишь немногая часть этого излучения, что позволяет комфортно существовать человечеству на нашей планете. Средняя интенсивность излучения на атмосферу Земли приблизительно равна 1367 Вт/м². Данное значение может колебаться в диапазоне 5% из-за того что, двигаясь по эллиптической орбите Земля отдаляется от Солнца на разное расстояние в течение года. Значение 1367 Вт/ м² называют солнечной постоянной. Вращение Земли вокруг Солнца Солнечная энергия на поверхности ЗемлиАтмосфера Земли не пропускает всю солнечную энергию. Поверхности Земли достигает не более 1000 Вт/м2. Часть энергии поглощается, часть отражается в слоях атмосферы и в облаках. Большое количество излучения рассеивается в слоях атмосферы, вследствие чего образуется рассеянное излучение (диффузное). На поверхности Земли тоже часть излучения отражается и превращается в рассеянное. Сумма рассеянного и прямого излучения называется суммарным солнечным излучением. Рассеянное излучение может составлять от 20 до 60%. Влияние атмосферы на солнечное излучение На количество энергии, поступающее к поверхности Земли, так же влияет географическая широта и время года. Ось нашей планеты, проходящая через полюса, наклонена на 23,5° относительно орбиты вращения вокруг Солнца. В период с марта до сентября солнечный свет больше попадает на Северное полушарие, в остальное время – Южное. Поэтому продолжительность дня в летнее и зимнее время разная. Широта местности та влияет на продолжительность светового дня. Чем Севернее, тем длиннее в летнее время и наоборот. Для примера в Киеве (координаты 50,3° северной широты) с учетом вышеизложенного в 12-00 21 декабря солнце будет находиться под углом всего лишь 16,2°. Летом этот угол будет выше. Забегая вперед, именно поэтому солнечные коллекторы и солнечные батареи необходимо устанавливать под определенным углом, при этом этот угол зависит от целей использования. Если мы хотим добиться более высокой производительности зимой, то угол должен быть выше (более перпендикулярней лучам Солнца) а летом соответственно наоборот.  Поделиться "Солнце как источник энергии" Рекомендуемые статьиsolarsoul.net Солнечная энергия и солнечные электростанцииСолнечная энергия – это свет, тепло и жизнь на нашей планете, а еще солнечная энергия – главный альтернативный источник, который на несколько порядков превышает весь существующий энергетический потенциал Земли, и он в состоянии полностью обеспечить все ее энергетические потребности. Как Солнце является нескончаемым источником тепла и света (условно), так и энергия солнечного излучения поддерживает жизнь на Земле уже не один миллион лет. Возможность обеспечивать все жизненно важные процессы Солнце имеет благодаря своему составу. В процентном соотношении оно преимущественно состоит из двух элементов: водорода (73%) и гелия (25%). Более подробно об образовании и жизненном цикле Солнца можно прочитать, например, в википедии. Реакции термоядерного синтеза, которые происходят на Солнце сжигают водород, превращая его в гелий. Колоссальная энергия солнечных лучей, выделяющаяся во время таких процессов, излучается в космос. Кстати, ученые, пытаются повторить эти реакции на земле (реакция управляемого термоядерного синтеза, международный проект ТОКАМАК).
Все организмы, использующие энергию солнечного света, обеспечивают с ее помощью свои процессы жизнедеятельности – солнечный свет необходим для начальной стадии процесса фотосинтеза. С ее участием происходит синтез таких веществ, как кислород и углеводороды. Количество водорода на Солнце постепенно уменьшается и рано или поздно придет время, когда его запас на солнце будет исчерпан. Однако, в силу большого количества водорода этого не произойдет, по крайней мере, в ближайшие 5 миллиардов лет. Каждую секунду в ядре Солнца около 4 миллионов тонн вещества преобразуются в лучистую энергию, в результате чего генерируется солнечное излучение и поток солнечных нейтрино.
Основной приток энергии Солнца, который доходит до атмосферы Земли находится в спектральном диапазоне 0,1 4 мкм. В диапазоне 0,3 1,5-2 мкм атмосфера Земли почти прозрачна для солнечного излучения. Ультрафиолетовые волны (длина волны короче 0,3 мкм) поглощаются слоем озона, который находится на высотах 20-60 км. Рентгеновское и гамма-излучение до поверхности Земли почти не доходят. Концентрация солнечной энергии характеризируется величиной 1367 Вт/м2, именуемой солнечной постоянной. Именно такой поток проходит через перпендикулярную площадку размером в 1 м2, если ее поместить на входе в верхний слой атмосферы Земли. При достижении этим потоком уровня моря, потери энергии уменьшают его до 1000 Вт/м2 на экваторе. Но смена дня и ночи снижает его еще в 3 раза. Для умеренных широт, с учетом зимнего периода он составляет половину от количественного показателя максимального потока на экваторе. Усреднённый по времени и по поверхности Земли, этот поток составляет 341 Вт/м2. В расчете на полную поверхность, или 1,74х1017 Вт в расчёте на полную поверхность Земли. Таким образом, в сутки Земля на поверхности получит 4,176х1015 кВтч энергии, большая часть которой, возвращается в космос в виде излучения. По данным МЭА на 2015 год, мировое производство энергии составило 19099 Mtoe (эквивалент мегатонны нефти). В пересчёте на привычные киловаттчасы, эта цифра составит 6,07х1011 кВтч в сутки.
Солнце дает земле энергии в 8 000 раз больше, чем необходимо всему человечеству. Очевидно, что перспективы применения данного вида энергии очень широки. С ее участием развивается ветро-энергетика (ветер возникает из-за разности температур), применяются фотоэлектрические преобразователи и строятся гидроаккумулирующие станции. Имеет место широкое использование солнечных батарей. Потенциал применения солнечной энергии очень велик.  Преимущества и недостатки использования солнечной энергииПреимущества использования солнечной энергии привели к тому, что уже сегодня мы видим ее использование в самых разных видах человеческой деятельности. Главными преимуществами являются:
К условным недостаткам солнечной энергии можно отнести:
Перспективы развития солнечной энергетикиСегодня технологии, в которых используется энергия солнечного света, находят все более широкое применение. Самые распространенные – это солнечные батареи. Фотоэлектрические элементы успешно устанавливаются на различные виды транспорта – начиная от электромобилей и заканчивая самолетами. Японцы практикуют установку их на поезда. Успешно функционируя, одна из европейских гелиоэлектростанций обеспечивает все потребности Ватикана. Крупнейшая станция в Калифорнии, источником для которой является солнечная энергия (фото дают представления о масштабах), уже сейчас обеспечивает штат своей круглосуточной работой.
Внедрение таких технологий сталкивается с сопротивлением со стороны лидеров углеводородной отрасли – ведь альтернативные источники в энергетике могут в скором времени вытеснить их представителей с лидирующих позиций. Если говорить о прямом преобразовании, то наибольшее распространение получили такие устройства преобразования солнечной энергии как тепловые трубы (солнечные коллекторы) и батареи солнечных фотоэлементов. Экономика солнечной установкиПри рассмотрении возможности установки солнечной электростанции основное внимание уделяют экологическим, а экономическим аспектам. Звучат они следующим образом:
Целесообразно рассматривать небольшие электростанции мощностью до 50 кВт. Установки большей мощности применяют преимущественно на промышленных объектах. Достаточное ли количество электроэнергии будет генерировать домашняя солнечная электростанция?Для ответа на третий вопрос, перед началом проектирования солнечной установки определяет профиль энергопотребления дома. Его можно записать установив на объекте счетчик электроэнергии с функцией сохранения текущих параметров: напряжения сети, потребляемого тока, текущей потребляемой мощности, частоты. Через месяц, вы можете оценить свой профиль потребления со средними, максимальными и минимальными значениями параметров.
Если такой прибор отсутствует, то профиль энергопотребления можно оценить так: потребуется записать все приборы, которые могут использоваться в доме и смоделировать возможные варианты их ежедневного использования. После этого, вооружившись калькулятором, вы сможете рассчитать суточное потребление электричества и пиковые значения мощности. Существенную роль играет регион, где расположено здание. Энергия, достигающая поверхности Земли, в зависимости от региона, может изменяться от более, чем 5 кВтч/м2/день до 1,5 кВтч/м2/день и менее.
Если максимальное потребление приходится на светлое время суток, то для обеспечения достаточности генерируемого электричества нужно разделить максимальную потребляемую мощность на мощность одной панели солнечных элементов. Тип и характеристики панелей известны из каталогов производителей. Нужно учитывать, что характеристики солнечных панелей приведены при их максимальной освещенности – поправка на региональный коэффициент обязательна. Зимний период, когда батареи покрыты снегом не учитывается. Такой расчет не учитывает следующую особенность: В течении дня, установка будет всегда генерировать избыточное количество энергии, а ночью, по понятным причинам, генерация будет равна 0. Аккумуляторные батареи с одной стороны увеличивают общую стоимость системы, с другой стороны, позволяют уменьшить количество панелей солнечных элементов за счет накопления энергии в периоды меньшего энергопотребления. Для расчета банка АКБ нужно ответить на следующие вопросы:
Максимальное потребление в кВт часах умножается на количество часов без основного источника (нужно учитывать, что в момент отключения солнца может и не быть). На основе этих данных можно рассчитать емкость банка АКБ. Разрядка АКБ до 0 сокращает срок их службы, поэтому в расчете вводят коэффициент показателя максимального разряда, например, он может быть 50, 40 или 30 %. Чем меньше максимальный показатель разряда, тем большее количество АКБ потребуется. Стоимость установки солнечной генерации
Основные составляющие оборудования системы распределяются по стоимости в следующем процентном соотношении (условно):
Стоимость солнечных панелей и АКБ будет идентична для систем всех производителей, существенные отличия имеются только в стоимости оборудования инвертора с системой управления и MPPT контроллера. Разница в цене достигает более 200%, в зависимости от производителя. Это обусловлено не только «брендом», но и возможностями системы, например, удобство в управлении, возможность удаленного доступа, максимальная нагрузка и устойчивость к 2х-3х кратным перегрузкам, возможность частичного отключения нагрузки и т.д. Каждое конечное техническое решение будет немного отличаться от других из-за того, что все люди используют разную бытовую технику в разное время суток. Идеальной комбинации оборудования, даже на заданную мощность не существует. В качестве ориентировочной стоимости функциональной солнечной установки в загородный дом с учетом резервирования части мощности можно грубо ориентироваться на цифры 700-1800 USD/кВт в зависимости от производителя оборудования. Сроки окупаемости установки солнечной генерацииЕсли хозяева условно выезжают на дачу только на выходные, и при этом в доме отсутствуют потребители, которые работают ежедневно, то, скорее всего, система будет окупаться не менее 10-15 лет, при текущих тарифах на электроэнергию. При постоянном проживании, сроки окупаемости сократятся до 6-10 лет. Положительная сторона медали - собственник такого дома получает стабильный источник электроснабжения и не зависит от обрывов ЛЭП или перепада мощностей. Все сидят без света, а вы – со светом, охранные системы функционируют, не нужно вручную открывать гараж и т.п. Можно предположить, что развитие частного электротранспорта позволит сократить срок окупаемости солнечной установки для домохозяйств. Владелец такого автомобиля будет бесплатно «заправлять» его от собственной крыши. Срок окупаемости зависит от полноты использования электроэнергии. Если сооружение использует 100% от генерации и при этом подключено к центральной сети электроснабжения, то в общем случае, отсутствует необходимость установки банка АКБ. Расчетный срок полной окупаемости такой установки составит 3-5 лет, а в жарких регионах еще меньше. Дополнительная выгода образуется из-за того, что днем владелец НЕ ПЛАТИТ по дневному тарифу, а ночью ПЛАТИТ по ночному. Такими быстро окупаемыми объектами могут быть любые энергозатратные производства с пустой плоской крышей, торгово-развлекательные и спортивные центры и паркинги при них, холодильные комплексы и т.п. Удивительно, но подобные решения, позволяющие существенно снизить эксплуатационные затраты, до сих пор никак не используется владельцами объектов недвижимости. В обозримом будущем, с развитием солнечной энергетики, все большее число владельцев зданий станут использовать чистую энергию взамен углеводородного сырья. rina.pro Использование энергии Солнца на Земле  Небесное светило дарит нам бесплатно огромное количество энергии. Всего за 15 минут звезда отдаёт нашей планете объём энергии, которого человечеству хватит для обеспечения электричеством на один год. Качество и эффективность солнечных батарей постоянно совершенствуются и становятся дешевле. Однако до массового использования энергии солнца пока далеко. Есть ряд проблем, из которых особенно остро стоит эффективность оборудования для преобразования солнечного излучения. В основном это касается фотоэлектрических элементов, эффективность которых лежит в интервале 12─17 процентов. Но ещё в середине прошлого столетия она составляла около 1%. Так, что прогресс постепенно идёт, хотя и не быстро. Поэтому в будущем энергия солнца должна занять достойное место в мировой энергетике. В этом материале речь пойдёт об использовании солнечной энергии в хозяйственной деятельности на Земле. Поговорим о проблемах и перспективах, а также приведём примеры оборудования. Содержание статьи Общая информация о поступающей от Солнца энергииСолнце служит первоначальным источником всех энергетических процессов на Земле. Звезда отправляет в сторону нашей планеты 20 миллионов эксаджоулей за год. Поскольку Земля круглой формы на неё попадает примерно 25%. Из этой энергии примерно 70 процентов поглощается атмосферой, отражается и уходит на прочие потери. На поверхность Земли попадает 1,54 миллиона эксаджоулей в год. Эта цифра в несколько тысяч раз больше, чем энергопотребление на планете. Кроме того, эта величина в 5 раз превышает весь энергетический потенциал углеводородного топлива, накопленных на Земле за миллионы лет. Солнце – неиссякаемый источник энергии Большая доля этой энергии на поверхности планеты превращается в тепло. Оно нагревает землю и воду, а от них греется воздух. Тепло от Солнца определяет океанские течения, круговорот воды в природе, воздушные потоки и т. п. Тепло постепенно излучается в космос и теряется там. В экосистеме планеты энергия проходит длинный и сложный путь преобразования, но от полученного её количества используется лишь малая часть. В результате экосистема работает, не загрязняет окружающую среду и использует малую часть энергии, доходящей до Земли. Отсюда можно заключить, что постоянный поток энергии Солнца на Землю постоянен и поступает в избыточном количестве.Растения на Земле потребляют всего лишь 0,5 процента энергии, доходящей до Земли. Поэтому, даже если человечество будет существовать только за счёт энергии солнца, они будут потреблять лишь малую её долю. Энергии Солнца на Земле вполне достаточно для энергетических потребностей цивилизации. При этом мы возьмём лишь небольшую часть энергии, и это никак не скажется на биосфере. Солнце отправляет на Землю огромное количество энергии. За несколько дней её количество превышает энергетический потенциал всех разведанных запасов топлива. Даже треть от этого количества, которое попадает на Землю, в тысячи раз превышает все традиционные источники энергии. Солнечная энергия экологически «чистая». Конечно, ядерные реакции, проходящие на Солнце, порождают радиоактивное загрязнение. Но оно находится на безопасном расстоянии от Земли. А вот сжигание углеводородов и атомные электростанции создают загрязнения на Земле. Кроме того, энергия Солнца постоянна и присутствует в избыточном количестве.  Солнечная энергия практически неиссякаема Можно сказать, что энергия солнца вечна. Некоторые специалисты говорят, что звезда потухнет через несколько миллиардов лет. Но какое значение это имеет для нас? Ведь люди существуют примерно 3 миллиона лет. Так, что использование солнечной энергии не ограничено во времени. Благодаря энергии, которую отдаёт Солнце, на Земле происходят 2 круговорота веществ. Один из них большой (ещё называемый геологическим). Он проявляется в круговороте атмосферы и водных масс. А также малый биологический (ещё называемый биотическим) круговорот, который работает на базе большого. Он заключается в циклическом перераспределении энергии и веществ в границах экологических систем. Эти круговороты между собой связаны и являются единым процессом.
Вернуться к содержанию Какие есть проблемы при использовании солнечной энергии?Казалось бы, всё прекрасно и нужно переходить на использование энергии солнца. Оказывается, есть ряд проблем. Каких же? Основная проблема заключается в том, что поступающая энергия сильно рассеивается. На один квадратный метр попадает примерно 100─200 ватт. Точное количество зависит от расположения этого места на Земле. Кроме того, Солнце светит днём, и мощность в это время достигает 400—900 ватт на квадратный метр. А ночью энергии не поступает, а пасмурную погоду поступает значительно меньше. То есть, в какие-то моменты нужно собирать весь этот энергетический поток и накапливать. А когда солнечный свет на землю не падает, использовать накопленную энергию.  Использование солнечной энергии на Земле Собирают энергию солнца разными способами. Естественным считается сбор тепла для нагрева теплоносителя, а затем его использование в системе отопления дома или в подаче горячей воды. И также распространённый способ преобразования солнечной энергии – это получение электроэнергии. Все эти установки выпускаются как фабрично, так и самостоятельно своими руками. Некоторые умельцы делают обогреватели в обычном окне квартиры или дома. Получается дополнительный обогрев помещения. А также распространены коллекторы и гелиосистемы для выработки электричества в частных домах. Однако применение тепловых коллекторов ограничивается климатическими условиями. А солнечные панели для преобразования солнечной энергии в электричество пока имеют низкий КПД.Но в целом гелиосистемы являются очень перспективной сферой энергетики. Стоит ещё немного подрасти в цене энергоносителям, и они станут очень востребованы. На Земле много районов, где практически постоянно светит солнце. Это степи, пустыни. При установке там солнечных электростанций и получения электроэнергии можно обустроить эту землю и сделать её плодородной. Энергия будет расходоваться на подвод воды и нужды населения.Вернуться к содержанию Экскурс в прошлоеКогда-то в глубокой древности язычники воспринимали Солнце в качестве божества. Конечно, в те времени использование солнечной энергии отсутствовало, как таковое. Это было нечто магическое. Но первые попытки использования солнечной энергии предпринимались уже довольно давно. Если не брать во внимание легенду о сожжённом с помощью концентрированной солнечной энергии флоте в Древней Греции, то настоящее использование энергии Солнца началось в XIX─XX веках. В 1839 году учёный Беккерель открыл фотогальванический эффект. Спустя несколько десятилетий Чарльз Фриттс разработал солнечный модуль, основой которого стал селен, покрытый золотом. Первые солнечные панели, которые были выпущены в XX веке имели КПД не более 1%. Но на тот момент это было настоящим прорывом. В результате для учёных открылись новые горизонты для исследований и новых открытий.  Одна из первых гелиосистем Альберт Эйнштейн также внёс значительный вклад в развитие солнечной энергетики. Конечно, среди его достижений чаще всего упоминают теорию относительности. Но свою Нобелевскую премию он получил за изучение явления внешнего фотоэффекта. Технология производства солнечных панелей для получения электричества постоянно совершенствуется. Поэтому есть надежда, что скоро мы станем свидетелями новых потрясающих открытий в этой области.
Вернуться к содержанию Сферы использования солнечной энергииОбласть использования энергии солнца довольно широкая и постоянно расширяется. Здесь можно упомянуть даже такую простую вещь, как летний душ баком наверху. Он нагревается от солнца и можно мыться. Использование гелиосистем для частных домов ещё совсем недавно казалось фантастикой, а сегодня стали реальностью. Сейчас выпускается много солнечных коллекторов для обогрева бытовых и производственных помещений. Уже есть модели, которые способны работать при отрицательных температурах. Кроме того, полно всевозможных мобильных power bank на солнечных батареях для зарядки мобильных гаджетов, калькуляторов, часов и другой техники с питанием от фотоэлектрических панелей. Энергия солнца на сегодняшний день используется в таких сферах народного хозяйства, как:
 Солнечная электростанция Несколько ранее энергия солнца и связанные с этим технологии применялись только в космонавтике и военной сфере. С помощью фотоэлементов обеспечивалось снабжение энергией спутников, различных мобильных станций и тому подобное. Но постепенно солнечная энергетика стала использоваться в быту и на производстве. Сегодня часто можно встретить гелиосистемы в южных регионах. Чаще всего они используются в частном секторе, а также в мелком туристическом бизнесе (санатории, дома отдыха и т. п.).Вернуться к содержаниюУстановки для преобразования солнечной энергииДавайте, рассмотрим два основных типа установок, которые являются самыми распространёнными на сегодняшний день.
Гелиосистема для получения электрической энергииНаиболее распространённые системы для преобразования энергии солнца в электричество. Стоят такие системы немало, но после того, как они окупятся, их использование даёт хорошую экономию в расходах на электроэнергию. Частный дом реально обеспечить электропитанием от автономной солнечной электростанции с несколькими фотоэлектрическими панелями. Срок окупаемости установки в российском климате составляет 5 лет, а срок службы солнечных батарей до 30 лет. Можете прочитать подробнее о том, что представляют собой солнечные электростанции.  Гелиосистема для частного дома В состав автономной гелиосистемы для дома входят:Главным минусом таких солнечных систем остаётся низкий КПД. Он лежит в пределах 12─15 процентов. В облачную погоду и того меньше. Но уже разработаны фотоэлектрические панели, которые работают в сумерках и облачную погоду, выдавая необходимый ток. И для обеспечения электроэнергией небольшого дома вполне хватает. В основном солнечные батареи собирают с расчётом на выработку напряжения 12 и 24 вольта. Они объединяются последовательно и параллельно для достижения необходимой мощности. Электроэнергия накапливается в аккумуляторах, а затем подаётся в сеть через инвертор.
Вернуться к содержанию Солнечные коллекторыСолнечные батареи для отопления дома или коллекторы излучение солнца в тепловую энергию. По типу теплоносителя различают воздушные и жидкостные коллекторы. В воздушных циркулирует воздух и они являются гораздо менее эффективными, чем жидкостные. Они способны работать на обогрев помещения только до 5─10 градусов тепла на улице. Воздушные солнечные коллекторы часто применяются для отопления хозяйственных построек и сушки овощей. В жидкостных коллекторах в роли теплоносителя используется вода или антифриз. Они имеют гораздо большую эффективность, чем воздушные. Самыми распространёнными видами таких коллекторов являются плоские и вакуумные. Плоские имеют простую конструкцию и наиболее распространены. Их часто изготавливают самостоятельно в домашних условиях. Они могут быть использованы, как для горячего водоснабжения, так и для отопления помещения. Основным элементом в них является абсорбер, который накапливает тепловую энергию и отдаёт её теплоносителю. Такие установки довольно эффективны, но в зимний период на территории России их использовать проблематично.  Вакуумный солнечный коллектор Вакуумные коллекторы являются наиболее эффективными и могут вырабатывать горячую воду даже зимой. В их конструкцию входят медные трубки, помещённые в стеклянные откуда откачан воздух. Вакуум служит отличной изоляцией. В медных трубках находится жидкость, которая под действием солнечных лучей разогревается, испаряется и поднимается вверх, где нагревает теплоноситель. В роли последнего чаще всего используется антифриз, который не замерзает в зимнее время. Тот, в свою очередь, отдаёт тепло в бойлере воде, которая циркулирует в системе отопления или ГВС. Вакуумные коллекторы значительно эффективнее плоских и могут работать в России зимой. Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.Вернуться к содержаниюakbinfo.ru
electric-220.ru Солнечная энергия является результатомВеликое и могучее, вечное и всегда молодое, так во многих древних религиях люди отзывались о Солнце. Говорили о нем как об одушевленном предмете и поклонялись ему, мерили время и возносили хвалу как первоисточнику всех земных благ. И сегодня, когда ни для кого не является секретом, что именно Солнце является основным природным источником тепла и соответственно жизни во многом приходится соглашаться с пониманием роли небесного светила в жизни человечества. Ну а чем кроме поклонения и понимания важности Солнца в истории цивилизации сегодня человечество может воспользоваться в повседневной своей жизни? Конечно, Солнце является источником необходимой энергии для фотосинтеза растений, оно заставляет совершаться круговороту воды в природе, только благодаря Солнцу, планета имеет все известные сегодня ископаемые виды топлива. И еще человек может использовать энергию солнца для обеспечения своих потребностей в энергии – тепловой и электрической. Солнце – основной источник энергии на земле
Принцип преобразования энергии солнца в электричество и тепло Процесс получения тепловой и электрической энергии из энергии солнца, несмотря на определенное различие в целом очень схож и во многом может быть представлен в виде схожих друг с другом схем:
Как используют солнечную энергию в наше времяВо многом, использование бесплатной и возобновляемой, а соответственно наиболее перспективной энергии солнца сегодня от теоретических изысканий уже давно перешло в практическую плоскость. Огромное количество предложений коммерческих фирм делают такую энергию доступной практически для всех, при этом основными направлениями использования такой энергии в повседневной жизни выступают во многом привычные вещи. Солнечные батареи Несмотря на относительную новизну этого вида источников электроэнергии и еще пока несовершенство технологии уже сегодня солнечные батареи используются как для освещения садовых дорожек и улиц, и уже используются в качестве источников энергии для освещения домов и городских квартир. Энергоснабжение дома Технология использования солнечной энергии для получения электричества пока не позволяет получить слишком большой КПД – в среднем он составляет около 13%, а вырабатываемый ток равен 12 В, но и такого количества энергии вполне достаточно чтобы бесплатно пользоваться освещением в квартире или доме. Во многом скепсиса оборудовать дом солнечными батареями добавляет возможность работы панелей в пасмурный день или в сумерках, однако, это уже давно забытый этап – все представленные солнечные панели работают даже в глубоких сумерках, а аккумуляторных батарей вполне хватает для питания током потребителей до следующей зарядки. Портативные солнечные батареи Солнечный коллектор Суть солнечного коллектора заключается в поглощении энергии поглощающим элементом и передачи ее в виде тепловой энергии для нагрева жидкости. Сегодня используются несколько видов солнечных коллекторов:
Горячее водоснабжение Схема устройства похожа на обычный электрический бойлер, только вместо электрического нагревательного элемента внутри бака находится трубчатый теплообменник с рабочей жидкостью. Относительно небольшая установка с солнечным коллектором способна обеспечить бесплатный нагрев воды для покрытия бытовых нужд суточного потребления горячей воды семьи из 4 человек в весенне-осенний период. В отличие от горячего водоснабжения установка для автономного теплоснабжения с использованием солнечного света сегодня выглядит во многом еще большой экзотикой, но в целом не является фантастикой. В ней заложен принцип аккумулирования тепловой энергии и постепенного ее использования для отопления помещений дома. В таких установках используется комбинированный подход:
Такая система отопления способна обеспечить отопление загородного дома в осенне-зимний период на протяжении 60-70 дней, а при условии теплой зимы, с большим количеством солнечных дней и обойтись без других источников энергии на протяжении всего отопительного сезона. Солнечные концентраторы Сегодня в основном солнечные концентраторы используются в качестве походных экологически чистых кухонь для приготовления нехитрых блюд и в солнечной энергетике, когда на больших площадях параболические зеркала концентрируют солнечный свет на трубопроводах с теплоносителем. Транспорт на солнечной энергии И хотя до промышленных образцов еще далеко, но если самолет, использующий энергию солнца, облетел Земной шар, то в скором будущем это станет обычным делом. Где лучше всего используют солнечную энергию К тому же именно в топ-10 наиболее использующих солнечную энергию стран находятся страны с высоким развитием технологий, а следовательно, сделавших технологию использования энергии солнца наиболее доступной. Среди лидеров сегодня страны стремящиеся обеспечить энергетическую независимость не только государства, но и отдельного гражданина – Германия, Италия, Япония. В этих странах большинство солнечных установок используются в качестве солнечных панелей для наружного освещения и горячего водоснабжения. На промышленную основу использование энергии солнца поставлено в США, где расположены наибольшее количество солнечных электростанций. А вот использование Солнца в экологических целях лучше всего поставлено в Израиле – здесь не только опресняют воду, но и очищают канализационные стоки с помощью солнечных установок. Перспективы развития солнечной энергетики Сегодня уже принято рядом государств программы развития солнечной энергетики, в которых, например, в Германии предусматривается до 2050 года нарастить использование солнечной энергии в общем балансе страны до 50%. А Израиль уже сегодня использует около 15 % электроэнергии, произведенной солнечными панелями. Читайте также: www.ekopower.ru Солнечная энергия: альтернативное решение энергетической проблемы Содержание:
Запасы ископаемого топлива стремительно снижаются, и через несколько десятков лет человечество придёт к тому, что нефти, угля и газа на планете просто не останется. Так из чего же черпать необходимую нам энергию? Первое, что сразу же приходит в голову – Солнце. Энергия Солнца – естественный двигатель, применяемый человечеством уже тысячи лет: Солнце даёт нам освещение, греет нас и наши жилища, а также даёт силу всему живому на Земле. Итак, Солнце – это лучшая альтернативная энергия. Энергия солнца: что это?По мере того как солнечные лучи приближаются к поверхности Земли сила, которую они несут, уменьшается. Так, до того, как войти в слои земной атмосферы, солнечная постоянная равна 1367 Вт. Как только солнечная энергия прошла атмосферу, это значение снижается примерно до 1000 Вт. Конечно, день и ночь сменяют друг друга, и значение солнечной постоянной падает ещё в несколько раз. Учёные начали рассматривать Солнце как источник энергии только в XIX веке. Путем экспериментов и споров было выявлено, что энергия Солнца – это не что иное как превращение водорода в гелий. В результате этого процесса выделяется огромное количество энергии. Так, если мы превратим в гелий 1 гр. водорода, то выделится такое же количество энергии, если бы мы сожгли 15 тонн бензина.
С помощью специальных установок можно с легкостью преобразовать силу Солнца в электричество или тепло. Хоть энергия Солнца и обладает множеством плюсов, например, то, что она общедоступна и неисчерпаема, у неё есть и недостатки:
Несмотря на такие существенные минусы, а также полное отсутствие государственной поддержки, развитие такого направления, как солнечная энергетика, идёт быстрыми темпами. Питание солнечной энергией как частных домов, так целых предприятий – очень перспективно и вскоре может стать одним из основных видов получения энергии. Где можно применять?Солнце может быть использовано в любых областях промышленности, однако, большее использование она нашла в качестве источника энергии для жилых помещений. За счёт такого способа снижается нагрузка на электросети. Более того, аккумуляция энергии Солнца для дома имеет следующие плюсы:
Кроме снабжения жилых помещений, такой вид энергии может применяться в промышленности. Так, уже более полувека Солнце используется в автомобильной отрасли. Крупнейшие автомобилестроительные компании выпускают машины, работающие на солнечной энергии. Термическая обработка металла – ещё одна отрасль, где активно используется солнечная энергия. Печи на солнечном тепле широко распространены в мире. Например, одна из самых крупных установок находится в Узбекистане. Конечно, такая занятная вещь нашла своё применение и в текстильной промышленности. Так, из специальной ткани можно сшить пиджак, брюки или купальник, с помощью которых можно будет зарядить мобильный телефон. Как получить?Все установки можно разделить на два типа: установки, которые вырабатывают электричество и установки, которые подогревают воду или воздух. Даже в морозную, но ясную погоду, солнечная батарея – отличный двигатель для того чтобы подогреть воду или снабдить дом теплом. Преобразование солнечной энергии в электрическую происходит посредством особых батарей. Такие батареи изготавливают из специальных преобразовывающих элементов, которые нагреваясь, вырабатывают ток.
Солнечные батареи можно собрать своими руками. Для этого стоит купить несколько преобразовывающих элементов, сделать каркас и прикрепить их на него. Затем нужно провести к батарее проводники и хорошенько загерметизировать её. Для того чтобы подогреть воду или воздух используют солнечные коллекторы. Вы сами решаете, на что тратить подогретую солнцем воду – на обогрев дома, либо же на горячее водоснабжение. Все солнечные коллекторы можно разделить на воздушные, плоские и трубчатые. Их легко можно сделать самому, единственное условие – достаточная площадь для их размещения. Накопление солнечной энергии теперь не проблема. Израильские учёные несколько лет нашли способ её сбережения, поэтому запасание энергии солнца – более чем реально. Солнечная энергетика: начинаем свое делоБизнес на солнечных батареях уже давно популярен в ближнем и дальнем зарубежье. Аккумулирование солнечной энергии посредством батарей или коллекторов широко применяется в жарких странах, как Турция, Италия и Испания. Любая крыша может принести электричество, если на нее поставить солнечную установку. Коллекторы и батареи монтируют на все, что угодно: подойдут не только крыши, но и стены домов. Если батарея сломается или у нее выйдет срок годности ее легко поменять на новую. Установка системы, работающей от энергии Солнца, очень эффективна: всего за 1 час коллектор небольшого размера способен подогреть свыше 1 тыс. литров воды или обогреть помещение площадью 1,5 тыс. км. м. Это более, чем достаточно для частного дома или дачного участка.
В России в виду отсутствия государственной поддержки такой бизнес только набирает обороты. Приведем самые интересные бизнес-идеи:
С установкой, продажей и техобслуживанием все понятно. Но зачем же нужен консультант? Во-первых, те предприятия, которые используют энергию Солнца, могут получать льготы, в том числе и налоговые. Более того, как организации, так и частные лицаобычно не разбираются в данном вопросе и им нужна консультация специалиста. Знать все тонкости, как использования, так и законодательного оформления - задача консультанта. Применение солнечной энергии – вопрос непростой и для его изучения потребуется не один месяц. Если вы решили связать свой бизнес с таким видом энергии, обязательно уточните, как получить на это разрешение. Получение разрешения от государства может занять длительный период времени, вплоть до года и более. Такой бизнес потребует от вас создание подробного плана, где вы должны будете прописать все расходы, пути привлечения клиентов, партнеров, рекламу и прочие организационные вопросы. Чем подробнее будет ваш план – тем лучше. Социальные медиа сегодня – это двигатель прогресса. Поэтому каждая уважающая себя компания имеет свой сайт и профили в социальных сетях. Бизнес, созданный для того, чтобы извлекать энергию из солнечного тепла, очень перспективен.
Солнечная энергия как альтернативный источник тепла и электричества в будущем сможет заменить нефть, газ и уголь. Солнечные установки просты в применении и абсолютно экологичны. Энергия от солнечных батарей прекрасно подходит для круглогодичного снабжения дома теплом, ведь вопреки распространённому мнению, пользоваться солнечными установками можно в пасмурную погоду и даже зимой. Подписаться на рассылку Подписатьсяekobatarei.ru 2. Солнце - источник энергии. Солнечная энергия и перспективы ее использованияПохожие главы из других работ:Альтернативная энергетика Альтернативный источник энергииАльтернативный источник энергии -- способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти... Ветроэнергетика сегодня в России и за рубежом 2.1 Ветер как источник энергииВетер в приземном слое образуется вследствие неравномерного нагрева земной поверхности Солнцем. Поскольку поверхность Земли неоднородна, то даже на одной и той же широте суша и водные пространства, горы и лесные массивы... Водородная энергетика: задачи, проблемы и сферы применения 3.1 Водород как источник энергииВодород представляет собой весьма влиятельный химический элемент, который в процессе синтеза может заменять любое ныне существующее топливо. Водород в свободном состоянии при нормальных условиях является газом без цвета, запаха и вкуса... Возобновляемые источники энергии 3. Разница температур в океане и между океаном и атмосферным воздухом как источник энергииНеравномерное распределение солнечного излучения, глобальная циркуляция между низкими и высокими широтами, свойства поверхности, принимающей солнечные лучи... Генератор тока 3.6 Источник питанияДля питания данного генератора тока необходим источник питания, имеющий 6 выводов следующего назначения: 1. Опорное стабильное напряжение + 12 В 2. Питание +5 В; 3. Питание +15 В; 4. Питание -15 В; 5. Питание +12 В; 6. Заземление... Источник теплоснабжения 2. ИСТОЧНИК ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ-ТЕПЛОВОЙ НАСОС... Мир электричества 2.1 Источник токаВозьмите в руки обычную электрическую батарейку и рассмотрите ее. Конечно, можно найти на ней «плюс» и «минус» - значки, отмечающие ее полюса. Если присоединить их к лампочке, скажем, от карманного фонарика, то она зажжется... Проблемы термоядерного синтеза 2. Термоядерные реакции на СолнцеЧто является источником солнечной энергии? Какова природа процессов... Проектирование мини ТЭЦ для больницы скорой помощи 1.3 Источник тепла - мини-ТЭЦВ последние годы для автономного энергоснабжения на промышленных и коммунальных предприятиях применяются когенереционные установки, вырабатывающие электрическую и тепловую энергию... Разработка проекта электроснабжения насосной станции 1.4 Источник питанияИсточником электроэнергии для питания потребителей насосной станции являются шины - ГРУ 10 кВ АЭС, расположенной на расстоянии 1000 м от зданий насосных станций... Рентгенолитография в интегральных микросхемах 2. ИСТОЧНИК ИЗЛУЧЕНИЯУпрощенная схема экспонирования при рентгенолитографии показана на рисунке 1. При рентгенолитографии используют два способа переноса изображения с рентгеношаблона на рабочую площадь подложек: полностью и мультипликацией... Система автономного электроснабжения жилого дома 2.10 Структура ветро-солнце-дизельной энергосистемыОсновным источником электрической энергии в системе электроснабжения является солнечная панель. Она заряжает АБ в дневное время суток с помощью солнечного зарядного устройства... Солнечная энергия и перспективы ее использования 1. Общие сведения о СолнцеСолнце - центральное тело Солнечной системы, раскаленный плазменный шар, типичная звезда-карлик спектрального класса G2. Характеристики Солнца 1. Масса MS~2*1023 кг 2. RS~629 тыс. км 3. V= 1,41*1027 м3, что почти в 1300 тыс. раз превосходит объем Земли, 4... Устройство для измерения фокусного расстояния гибкого зеркала 3.2 Источник излученияВыбранный фотоприемник обладает чувствительностью в спектральном диапазоне 500-1700нм. Поэтому нам подходит источник излучения TAKEX CXS8, у которого длина волны излучения 850нм... Энергосбережение в доме 2.1 Энергосбережение - новый «источник» энергии!На протяжении всей истории цивилизации человек стремился найти новые источники энергии дополнительно к собственным мускулам. Древесина, ветер и бегущая вода используются им с незапамятных времён... fis.bobrodobro.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Природа мудро позаботилась о процессе доставки солнечной энергии к Земле, отсылая с поверхности светила солнечную радиацию до поверхности Земли из всего спектра электромагнитного излучения, доходит три основных вида волн:
Как и любой другой процесс, преобразование солнечного света в тепловую и электрическую энергию происходит по принципу прямого превращения световой энергии в тепловую или электрическую – солнечный свет, попадая, на специальную поверхность запускает процесс превращения световой энергии в электрическую или тепловую.
Наиболее распространенный источник преобразования солнечного света в электроэнергию. Несмотря на, относительную дороговизну и небольшую мощность, солнечные батареи вполне могут уже сегодня обеспечить половину потребностей человечества в бесплатном освещении.
Еще пару лет назад система солнечных батарей для освещения дома была чем-то из области фантастики, а сегодня вполне реально установить на балконе или наружной стене комплект солнечных панелей способных обеспечить энергоснабжение отдельной квартиры или загородного дома.
Еще один вид источников электрического тока в отсутствие стационарной электрической сети. Переносные панели, легкие и удобные незаменимы для тех, чья жизнь связана с постоянными перемещениями вдали от цивилизации, туристов, путешественников, да и для дачников у кого нет электричества на участке очень нужная вещь для зарядки телефона или питания радиоприемника.
Еще большее применение нашло использование процесс преобразования солнечной энергии в тепловую энергию. Простейшим ее примером можно назвать летний душ, когда емкость с водой нагревается на солнце. Однако сегодня это уже далеко не самый экономически выгодный вариант использования солнечной энергии для бытовых целей – простейший солнечный коллектор делает процесс нагрева воды намного более эффективным.
Установки горячего водоснабжения – сегодня наиболее используемый вид солнечных установок с солнечным коллектором. Нагреваемая солнцем рабочая жидкость по трубопроводу поступает в бак-концентратор, где по теплообменнику происходит нагрев воды.
Довольно экзотичный, хотя и древний вид аппаратов для использования энергии светила. Использование концентрированных в одной точке солнечных лучей отсчитывается со времени Древней Греции, когда Архимед, с помощью зеркал сжег флот неприятеля.
Сегодня никого не удивить тому, что чудаки используют солнечную энергию в разных целях, но, тем не менее, регулярные чемпионаты Австралии по гонкам через весь континент на солнечных автомобилях до сих пор освещаются прессой в колонках курьезов. А вместе с тем за последние 10 лет, скорость таких солнцемобилей возросла с 6 до 80 километров в час. К тому же готовится второе кругосветное путешествие самолета на солнечной энергии.
Как ни странно, но в рейтинге стран, наиболее рационально использующих солнечную энергию практически нет государств, которые географически, получают наибольшее количество солнечного света. Во многом это объяснимо тем, что бесплатную энергию больше всего любят там, где умеют считать деньги.
Войны и нефтяные кризисы сами собой подталкивают людей к поиску дешевых и вечных источников энергии. Сколь бы не была дешева добыча полезных ископаемых, но их запасы не безграничны, к тому же технологии добычи во многом становятся опасными для самой среды обитания человечества. И именно поэтому солнечная энергетика все больше занимает позиций в энергетическом секторе развитых стран, постепенно вытесняя атомную и тепловую.
