Utan energi är livet omöjligt på planeten. Den fysiska lagen om energibesparing indikerar att energi inte kan uppstå från ingenting och försvinner inte utan spår. Det kan erhållas från naturresurser, såsom kol, naturgas eller uran och omvandlas till lämpliga former för oss, till exempel i värme eller ljus. I världen runt oss kan vi hitta olika former av energiackumulering, men det viktigaste för människor är den energi som ges solstrålande solenergi.

Solenergi Avser de förnybara energikällorna, det vill säga återställd utan mänskligt deltagande, naturligt. Detta är en av de miljövänliga energikällorna som inte förorenar miljön. Möjligheter Solenergi Praktiskt taget obegränsade och forskare runt om i världen arbetar med utveckling av system som utökar möjligheterna att använda solenergi.

En kvadratmeter av solen utstrålar 62 900 kW energi. Detta motsvarar ungefär en kapacitet på 1 miljon elektriska lampor. Imponerande en sådan figur - solen ger jorden varannan 8000 miljarder kW, dvs flera gånger mer än alla kraftverk i världen. Innan modern vetenskap är uppgiften - att lära sig de mest och effektivt använda solens energi som den säkraste. Forskare tror att allestädes närvarande användning solenergi - Det här är mänsklighetens framtid.

Världsbestån av öppna kol- och gasfyndigheter, med en sådan takt av deras användning, som idag, måste vara uttömda under de närmaste 100 åren. Det beräknas att i ännu de undersökta fastsättningarna av bestånd av brännbara fossiler skulle ha tillräckligt med 2-3 århundraden. Men samtidigt skulle våra ättlingar sakna dessa energibärare, och deras förbränningsprodukter skulle orsaka enorma skador på miljön.

En stor potential har atomergi. Tjernobylolyckan i april 1986 visade emellertid vilka viktiga konsekvenser som kan medföra användningen av kärnkraft. Allmänheten i hela världen erkände att användningen av atomergi för fredliga ändamål är ekonomiskt motiverad, men de strängaste säkerhetsåtgärderna bör följas under användningen.

Följaktligen är den mest rena, säkra energikällan - solen!

Solenergi Det kan omvandlas till användbar energi genom användning av aktiva och passiva solenergisystem.

Passiva system för användning av solenergi.

Den mest primitiva metoden för passiv användning solenergi - Det är målat i en mörk färgvattentank. Mörk färg, ackumulering solig energi, förvandlar det till termiskt vatten värmer upp.

Det finns emellertid mer progressiva metoder för passiv användning. solenergi. Byggteknik har utvecklats att, vid utformning av byggnader, redovisning av klimatförhållanden, är valet av byggmaterial som används så mycket som möjligt. Solig energi För uppvärmning eller kylning, belysningsbyggnader. Med denna design är byggandet av byggnaden en samlare som ackumuleras Solig energi.

Så, i 100g N.E. Pole, byggde Junior ett litet hus i norra Italien. I ett av rummen är fönstren gjorda av glimmer. Det visade sig att detta rum är varmare än andra och dess uppvärmning krävdes mindre än ved. I det här fallet var glimmen som en isolator som fördröjde värme.

Moderna byggkonstruktioner tar hänsyn till byggnadens geografiska läge. Således tillhandahåller ett stort antal fönster med utsikt över södra sidan, i de norra regionerna, så att mer solljus och värme kom och begränsa antalet fönster från öst och västra sidan för att begränsa solljusets flöde på sommaren. I sådana byggnader är orienteringen av fönster och plats, termisk belastning och värmeisolering ett enda designsystem i design.

Sådana byggnader är miljövänliga, energiskt oberoende och bekväma. Det finns mycket naturligt ljus i lokalerna, förbindelsen med naturen är mer fullständigt känd och el är avgörande. Värme i sådana byggnader bevaras på grund av utvalda värmeisolerande material av väggar, tak, golv. Sådana första "solar" byggnader har fått enorm popularitet i Amerika efter andra världskriget. Därefter på grund av lägre oljepriser, intresse för utformningen av sådana byggnader flera UGAS. Men i samband med den globala miljökrisen har det dock varit en ökning av miljöprojekt med förnybara energisystem.

Aktiva system för användning av solenergi

I hjärtat av aktiva användningssystem solenergi Solsamlare används. Samlare, absorberande solig energi, omvandlar det till värme, som genom kylvätskan värmer byggnaden, värmer vattnet, kan konvertera det till elektrisk energi etc. Solsamlare kan tillämpas i alla processer inom industrin, jordbruk, inhemska behov, där värme används.

Typer av samlare

Air Solar Collector

Detta är den enklaste typen av solfångare. Dess design är extremt enkel och påminner effekten av ett konventionellt växthus, som är på vilken sommarstuga. Tillbringa ett litet experiment. På en vinter solig dag, sätt något föremål på vindrutan så att solstrålarna faller på det och efter en tid sätta handflatan på den. Du kommer att känna att det här objektet har blivit varmt. Och utanför fönstret kan vara - 20! Så i denna princip grundas solens luftkollektor.

Huvudelementet i uppsamlaren är en termiskt isolerad platta gjord av vilket material som helst som utförs bra. Plattan är målad i en mörk färg. Solstrålarna passerar genom den transparenta ytan, värm plåten och sedan luftflödet värms in i rummet. Luft passerar på grund av den naturliga konventionen eller använder en fläkt, vilket förbättrar värmeöverföringen.

Bristen på detta system är dock att extra kostnader för fläktarbetet krävs. Dessa samlare arbetar genom ljusdagen, så de kan inte ersätta den huvudsakliga källan till uppvärmning. Om du bygger en samlare till den huvudsakliga källan till uppvärmning eller ventilation, ökar effektiviteten inkommensurellt. Solluftsamlare kan också användas för avsaltning av havsvatten, vilket minskar kostnaden för upp till 40 euro syllingar per kubikmeter.

Solsamlare kan vara platt och vakuum.

Platt solkollektor

Samlaren består av en element som absorberande solenergi, beläggningar (glas med reducerad metallhalt), en rörledning och ett termiskt isolerande skikt. Transparent beläggning skyddar huset från negativa klimatförhållanden. Inom kåpan är solenerärpanelen (absorberare) ansluten till kylmediet, vilket cirkulerar genom rören. Rörledningen kan vara både i form av en gitter och i form av serpentin. Kylmediet rör sig längs det från ingången till utloppsmunstyckena, gradvis uppvärmning. Absorberans panel är tillverkad av metallbrunns ledande värme (aluminium, koppar).

Samlaren fångar värme, vänder den till termisk energi. Sådana samlare kan byggas in i taket eller positionen på taket på byggnaden, och du kan ordna dem separat. Detta kommer att ge utformningen av tomten modern utsikt.

Vakuum Solar Collector

Vakuumsamlare kan användas året runt. Huvuddelen av samlare är vakuumrör. Var och en består av två glasrör. Rör är gjorda av borosilikatglas och det inre belagda med en speciell beläggning, som ger värmeabsorption med minimal reflektion. Från utrymmet mellan rören är luften lödd. För att behålla vakuum används en medföljande bariumgas. I gott skick har vakuumröret en silverfärg. Om det ser vitt ut, betyder det att vakuumet försvann och röret måste bytas ut.

En vakuumkollektor består av ett komplex av vakuumrör (10-30) och utför värmeöverföring till en lagertank genom icke-frysande vätska (kylmedel). CPD vakuumsamlare hög:

- med molnvädret, för Vakuumrör kan absorbera energin hos infraröda strålar som passerar genom molnen

- Kan arbeta vid minus temperaturer.

Solpaneler.

Solbatteri är en uppsättning moduler som uppfattar och omvandlar solenergi, inklusive termisk. Men denna term har traditionellt fastställts bakom fytoelektriska omvandlare. Därför, säger "solbatteriet" en fytoelektrisk enhet som omvandlar solenergi till elektrisk.

Solpaneler kan generera elektrisk energi för att ständigt eller ackumulera den för vidare användning. För första gången applicerades fotoelektriska batterier på rymdsatelliter.

Solcellernas värdighet är den maximala enkelheten i design, enkel installation, minsta reparationskrav, en lång livslängd. Installation kräver inte extra utrymme. Det enda villkoret är inte att skugga dem genom en lång tid och ta bort damm från arbetsytan. Moderna solpaneler kan behålla prestanda under decennier! Det är svårt att hitta systemet som säkert, effektivt och med en så lång giltighetsperiod! De producerar energi under hela dagen, även i molnigt väder.

Solpaneler har sina nackdelar:

- Känslighet för föroreningar. (Om du placerar batteriet i en vinkel på 45 grader, rengörs det med regn eller snö, vilket inte behöver ytterligare underhåll)

- Hög temperaturkänslighet. (Ja, när det uppvärms till 100-125 grader, kan solbatteriet till och med koppla ur och kylsystemet kan krävas. Ventilationssystemet kommer att kosta en liten del av det energigenererade batteriet. I moderna solpanelstrukturer, ett varmluftsutflöningssystem tillhandahålls.)

- högt pris. (Med hänsyn till solpanelernas långa livslängd, kommer det inte bara att betala kostnaden för förvärvet utan också spara pengar i elförbrukningen, kommer att spara massor av traditionella bränslen när det är miljövänligt)

Användningen av solenergisystem i konstruktion.

I modern arkitektur planerar de alltmer att bygga hus med inbyggda uppladdningsbara källor till solenergi. Solpaneler är installerade på tak av byggnader eller på speciella stöd. Dessa byggnader använder en lugn, pålitlig och säker energikälla - solen. Solenergi används för belysning, luftvärme, luftkylning, ventilation, elproduktion.

Vi presenterar flera innovativa arkitektoniska projekt med solsystem.

Fasaden av denna byggnad är utformad från glas, järn, aluminium med inbyggda solenergiackumulatorer. Energi som produceras är tillräckligt för att inte bara ge boende hemma med autonomt varmvattenförsörjning och el, men också att tända upp gatan 2,5 km under året.

Detta hus utformade en grupp amerikanska studenter. Projektet skickades till tävlingen "Design, byggande av hus och drift av solpaneler". Konkurrensvillkor: Skicka ett arkitektoniskt projekt av en bostadshus i sin ekonomiska effektivitet, energibesparing och attraktivitet. Författarna till projektet har visat att deras projekt är tillgängligt, attraktivt för konsumenten kombinerar utmärkt design och maximal effektivitet. (Översättning från www.soldecathlon.gov)

Användning av solenergisystem i världen.

Använd system solenergi Perfekt och miljövänlig. Worldwide på dem är en stor efterfrågan. Runt om i världen börjar människor vägra att använda traditionella bränslen på grund av stigande priser på gas och olja. Så, i Tyskland 2004. 47% av husen hade solfångare för vattenuppvärmning.

I många länder i världen har statliga program för användning av användningen utvecklats solenergi. I Tyskland är detta programmet "100 000 soltak", i USA ett liknande program "miljoner soltak". 1996 Arkitekter i Tyskland, Österrike, Storbritannien, Grekland och andra länder har utvecklat en europeisk stadga om solenergi i konstruktion och arkitektur. Kina leder i Asien, där, på grundval av modern teknik, införs system för solfångare i byggandet av byggnader och användning solenergi i industrin.

Det faktum att talar om många sätt är: Ett av villkoren för att ansluta sig till Europeiska unionen är ökningen av andelen alternativa källor i landets kraftsystem. År 2000 Världen har arbetat 60 miljoner kvadratmeter solfångare, senast 2010 upp till 300 miljoner kvadratmeter km.

Experter firar marknadsmarknaden solenergi På Rysslands territorium bildades Ukraina och Vitryssland. Solsystem har aldrig gjorts i stor skala, eftersom råmaterialresurser var så billiga att dyra utrustningsheliosystem inte var i efterfrågan ... Frigörande av samlare, i Ryssland, till exempel, nästan helt avbruten.

På grund av ökningen av priset på traditionell energi var det en återupplivning av intresse med användningen av solsystem. I ett antal regioner i dessa länder som upplever brist på energiresurser accepteras lokala program om användning av heliosystem, men solsystem är praktiskt taget bekanta med den breda konsumentmarknaden.

Den främsta orsaken till den långsamma utvecklingen av marknaden för försäljning och användning av solsystem är, för det första, deras höga initiala kostnader, för det andra, bristen på information om möjligheterna till solsystem, avancerad teknik för deras användning, om utvecklare och tillverkare av heliosystem. Allt detta kan inte möjliggöra hur man korrekt utvärderar effektiviteten av användningen av system som arbetar på solenergi.

Man bör komma ihåg att solfångaren inte är slutprodukter. För slutprodukterna - värme, el, varmt vatten - det är nödvändigt att passera vägen från designen, installationen före starten av heliosystems. En liten befintlig upplevelse av att använda solfångare visar att detta arbete inte är svårare att installera traditionell uppvärmning, men ekonomisk effektivitet är mycket högre.

I Vitryssland, Ryssland, i Ukraina finns det många företag som bedriver design och installation av värmeutrustning, men idag har traditionella energibärare prioritet. Utveckling av ekonomiska processer, världs erfarenhet av att använda system solenergi Visar att framtiden bakom alternativa energikällor. För den närmaste framtiden kan det noteras att heliosystem är en ny, praktiskt taget inte upptagen position på vår marknad.

Solens energi är bara en fotonström. Samtidigt är det en av de grundläggande faktorerna som säkerställer själva existensen i vår biosfär. Därför är det ganska naturligt att solljuset aktivt används av en person, inte bara i en klimat aspekt, utan också som en alternativ energikälla.

Där solenergin används

Omfattningen av användningen av solens energi är mycket omfattande, och varje år blir det mer och mer. Så, även nyligen, landets dacha dusch med en solvärmare uppfattades som något extraordinärt, och möjligheten att använda solljus för hemlagade kraftnät och verkade fantastiskt alls. Idag kommer ingen inte att överraska inte bara autonom helisering, utan även mobil laddning på solpaneler och till och med små apparater (till exempel i timmar) som arbetar på den fotovoltaiska effekten.

I allmänhet är användningen av solenergi mycket efterfrågan på områden som:

Lantbruk;
Strömförsörjning av sanatorier och ombordstigningshus;
Rymdindustrin;
Miljöaktiviteter och ekototurism
Elektrifiering av avlägsna och hårda regioner;
Gata, trädgård och dekorativ belysning;
Bostads- och verktygssektorn (DHW, mottagande ljus);
Mobilteknik (gadgets och laddningsmoduler på solbatterier).

Tidigare användes solen i rymdindustrin (energiförsörjning av satelliter, stationer, etc.) och i industrin, men över tiden började alternativ energi att aktivt utvecklas till vardagen. Ett av de första föremålen som är utrustade med solinstallationer blev södra pension och sanatorier, särskilt belägna i avskilda områden.

Solinstallationer och deras fördelar

Den framgångsrika användningen av de första heliomooderna har visat att solljusets energi har en massförstärkning framför traditionella källor. Tidigare kallades endast miljövänlighet och oändlighet (såväl som gratis) av solljus de viktigaste fördelarna med Helix.

Men i själva verket är listan över fördelar mycket bredare:

Autonomi, eftersom inga externa energikameror krävs
Strömförsörjningsstabilitet, på grund av solkraftens specifika är inte föremål för spänningshopp.
Effektivitet, eftersom medlen endast spenderas en gång när man installerar installationen;
Solid operativ resurs (över 20 år);
All-säsonganvändning, solinstallationer fungerar effektivt även i frost och molnväder (med en liten minskning av effektiviteten);
Lätt och bekvämligheten med service, eftersom det bara är nödvändigt att ibland rengöra framsidan av panelerna från föroreningar.

Den enda nackdelen kan endast kallas beroendet på solen och det faktum att sådana installationer inte fungerar på natten. Men det här problemet löses genom att ansluta speciella batterier, där solljusets energi har ackumulerats per dag.

Fotoenergi

PhotoEnergia är ett av två sätt att använda solens strålning. Detta är en permanent ström som produceras av inflytandet av solljus. Det finns en sådan omvandling i de så kallade photonomilerna, som i själva verket är en tvåskiktsstruktur av två halvledare av olika typer. Den nedre halvledaren hänvisar till P-typen (med nackdel med elektroner), den övre, till N-typen med ett överskott av elektroner.

N-ledarens elektroner absorberar energin hos solens strålar som faller på dem och lämnar sina banor, och energimulsen är tillräckligt för att flytta till p-ledarzonen. Samtidigt bildas ett riktningselektronflöde som kallas fotocurrent. Med andra ord fungerar hela strukturen som speciella elektroder där el genereras under solens inflytande.

Silikon ansöker om produktion av sådana fotografier. Detta förklaras av det faktum att kisel är först, utbredd, och för det andra kräver dess industriella bearbetning inte höga kostnader.

Fotonomer av kisel är:

Monokristallin. De är gjorda av enstaka kristaller och skiljer sig i en likformig struktur med en något högre effektivitet (ca 20%), men det är dyrare.
Polykristallin. Ha en ojämn struktur genom användning av polykrystaller och en något lägre effektivitet (15-18%), men mycket billigare av monologier.
Tunn film. Gjord genom att spruta amorft kisel på ett tunt filmsubstrat. De kännetecknas av den flexibla strukturen och den lägsta produktionskostnaden, men de har två gånger dimensionerna jämfört med kristallina analoger av samma effekt.

Tillämpningarna av varje typ av celler är mycket omfattande och bestämda av deras operativa egenskaper.

Solfångare

Helicollectors används också som solenergiomvandlare, men principen om deras åtgärd är helt annorlunda. De omvandlar det infallande ljuset är inte elektriskt, men i termisk energi på grund av uppvärmningen av det flytande kylvätskan. Applicera dem antingen för DHW, eller för uppvärmningshus. Huvudelementet i vilken som helst kollektor - absorberare, det är värmekylindern. Absorberaren är antingen en platt platta eller ett rörformigt dammsugligt system, inuti vilket cirkulerar kylmediet (detta eller enkla vatten eller frostskyddsmedel). Dessutom blir absorberingen nödvändigtvis en svart färg av speciell färg för att öka absorptionskoefficienterna.

Det är av typen av absorberande samlare dela på platt och vakuum. I platt utförs värmebehållaren i form av en metallplatta, till vilken metallkylaren med kylvätskan är lödd under. Vakuumabsorberare är tillverkad av flera sammankopplade vid ändarna av glasrören. Rören är gjorda dubbel, det finns ett vakuum mellan väggarna, och stången med kylmediet är placerad inuti. Alla stavar kommunicerar med varandra genom speciella kontakter inom rörfogar.

Absorbenter av båda typerna placeras i ett slitstarkt ljushus (vanligtvis - från aluminium eller stötsäker plast) och tillförlitligt värme isolerade från väggarna. Kroppens främre sida är stängd med transparent chockresistent glas med maximal permeabilitet för fotoner. Detta ger bättre absorption av solenergi.

Funktioner av funktion

Principen om drift av båda typerna av samlare är liknande. Uppvärmning i en samlare till höga temperaturer, passerar kylmediet genom anslutningsslangarna i värmeväxlingstanken, som är fylld med vatten. Genom tanken passerar den längs ett ormrör, vilket ger sitt värmevatten. Det kylda kylvätskan kommer ut ur tanken och matas tillbaka till kollektorn. Faktum är att det är en slags "solig" panna ", bara i stället för uppvärmningsspiralen använder en serpentin i tanken och i stället för elnätet - solljus.

Konstruktiva skillnader bestämmer skillnaden i användningen av vakuum och plana reservoarer. Användningen av solstrålning med vakuummodeller är möjlig året runt, inklusive på vintern och i offseasonen. Plana alternativ fungerar bättre på sommaren. Men de är billigare och enklare än vakuum, så de är optimalt lämpade för säsongsbetonade ändamål.

Solenergi i städer (ekodom)

Helioenergi används aktivt inte bara för privata hus, men också för stadsstrukturer. Som en person använder solenergi i megalopolis är det inte svårt att gissa. Den används också för uppvärmning och dhw av byggnader, och ofta heltal.

Under de senaste åren har begreppen eko -coms fullt fungerande på alternativa energikällor utvecklats aktivt. De använder kombinerade system som säkerställer effektiv produktion av jordens sol, vind och termisk energi. Ofta täcker sådana hus inte bara helt sina energibehov, men överför också överskott till stadsnätverk. Dessutom uppträdde projekt av sådana ekonomier i Ryssland.

Helliostancies och deras typer

I södra regionerna med hög insolation, inte bara separat helix, men hela stationer som genererar energi i industriell skala är byggda. Mängden solenergi som produceras av dem är mycket stora och många länder med ett lämpligt klimat har redan börjat gradvis översättning av hela kraftsystemet på ett sådant alternativ. På stationen är uppdelad i fototermisk och fotoelektrisk. Det första arbetet enligt metoderna för samlare och matas in i huset uppvärmda vatten för DHW, den andra elen produceras direkt.

Det finns flera typer av helregler:

Torn. Tillåtet att erhålla ultralätt vattenånga som levereras till generatorer. I mitten av stationen är tornet med en vattentank baserad, helostater (speglar) placeras runt det, vilket fokuserar strålarna på tanken. Detta är ganska effektiva stationer, den främsta nackdelen är komplexiteten av exakt positionering av speglarna.
Tarbed. Består av mottagare helioenergi och reflektor. Reflektor är en plåtspegel koncentrerande strålning vid mottagaren. Sådana solenergikoncentratorer är belägna på ett lågt avstånd från mottagaren, och deras nummer bestäms av den nödvändiga installationseffekten.
Parabolisk. Rör med kylvätska (vanligtvis - olja) placeras i fokus för en lång parabolisk spegel. Förvärmad olja ger uppvärmning värme, hon kokar och roterar generatorer.
Aerostat. Faktum är att dessa är den mest effektiva och mobila heliseringen på jorden. Deras huvudelement är en aerostat med ett fotovoltaiskt skikt fyllt med vattenånga. Det stiger högt in i atmosfären (vanligtvis ovanför molnen). Förvärmade par från en flexibel ångledning serveras på turbinen, vattnet kondenseras från det och vatten stiger tillbaka i bollen. Att komma in i bollen, avdunstar vatten och cykeln fortsätter.
På fotoler. Dessa är redan bekanta med alla installationer på solpaneler, som används för privata hus. De ger el och uppvärmt vatten i önskade volymer.

Idag spelar en annan typ av heliosteni (inklusive den kombinerade, som förenar flera typer) en ökande roll i energiutvecklingen i många länder. Och vissa stater återuppbygger sin energi på ett sådant sätt att det inom några år i allmänhet är nästan helt överförd till alternativa system.

Människor föreställer sig inte längre livet utan el, och varje år växer energibehovet alltmer, medan energireserverna av sådan olja, gas, kol sänks snabbt. Människan har inte andra alternativ som användningen av alternativa energikällor. Ett sätt att producera el är omvandlingen av solenergi med hjälp av fotoceller. Vad du kan använda solens energi lärde sig relativt länge sedan, men att aktivt utvecklas började bara under de senaste 20 åren. Under de senaste åren, tack vare icke-avslutande forskning, lyckades användningen av de senaste materialen och kreativa designlösningarna avsevärt öka produktiviteten hos solceller. Många tror att i framtiden kommer mänskligheten att kunna överge de traditionella metoderna för att producera el till förmån för solenergi och få den med solkraftverk.

Solenergi

Solenergi En av källorna till elproduktion är inte på ett traditionellt sätt, därför hänvisar till alternativa energikällor. Solenergi använder solstrålning och omvandlar den till el eller andra typer av energi. Solenergi är inte bara en miljövänlig energikälla, för Vid omvandling av solenergi stannar inte av skadliga biprodukter, men även den solens självläkande källa till alternativ energi.

Hur solig kraft fungerar

Teoretiskt beräkna hur mycket energi som kan erhållas från solströmmen är lätt, det har länge varit känt att det passerar avståndet från solen till jorden och faller på ytan av 1 m² i en vinkel på 90 °, solflödet vid Inlopp till atmosfären bär energitiden av 1367 W i sig m², det här är den så kallade solkonstanten. Detta är det perfekta alternativet under idealiska förhållanden, som vi vet för att uppnå nästan omöjliga. Således, efter att ha passerat atmosfären, kommer den maximala strömmen som kan erhållas att vara på ekvatorn och kommer att vara 1020 w / m², men det genomsnittliga dagliga värdet som vi kommer att kunna få 3 gånger mindre på grund av förändringen av dag och natt och förändringar i vinkeln för att falla solflödet. Och i måttliga breddgrader mot förändring av dagen och natten, tillsätts också årets tid, och med den och förändring av ljusdagens varaktighet, så i måttliga breddgrader kommer den erhållna energin att minskas med ytterligare 2 gånger.

Utveckling och distribution av solenergi

Som vi alla vet, under de senaste åren, är utvecklingen av solenergi varje år att öka takten, men låt oss försöka spåra utvecklingsdynamiken. I den avlägsna 1985 var den globala kapaciteten med solenergi endast 0,021 GW. År 2005 har de redan svarat för 1,656 GW. 2005 anses vara en vändpunkt i utvecklingen av solenergi, det var från det här året att människor började vara aktiva intresserade av forskning och utveckling av elektriska system på solenergi. Därefter lämnar talaren inte tvivel (2008G-15,5 GW, 2009-22,8 GW, 2010-40 GW, 2011-70 GW, 2012-108 GW, 2013-150 GW, 2014-203 GW). Palm i mästerskapet i användningen av solenergi hålls av länderna i Europeiska unionen och Förenta staterna, i produktion och operativ sfär endast i USA och Tyskland är mer än 100 tusen personer i varje. Italien kan skryta Italien, Spanien och, naturligtvis, Kina, som, om inte ledaren i operationen av solceller, kan skryta av solceller, som tillverkare av fotografer från år till år.

Fördelar och nackdelar med användningen av solenergi

Fördelar: 1) Miljövänlighet - förorenar inte miljön. 2) Tillgänglighet-fotoceller finns tillgängliga inte bara för industriell användning, men också för att skapa privata mini-solkraftverk. 3) Outnämligheten och energikällans mycket reducerbarhet; 4) ständigt minskade kostnaden för elproduktion.
Nackdelar: 1) Påverkan på prestanda för väderförhållanden och tid på dagen; 2) För att spara energi är det nödvändigt att ackumulera energi; 3) Mindre produktivitet i måttliga breddgrader på grund av förändringen av årstiderna; 4) signifikant värmevärme över solkraftverket; 5) Behovet av att periodiskt rena ytan av fotocellerna från föroreningar, och det är problematiskt på grund av de stora områdena som är inblandade i installationen av fotoceller. 6) Det kan också sägas om den relativt höga kostnaden för utrustning, även varje år minskas kostnaden medan vi inte behöver prata om billig solenergi.

Utsikter för utveckling av solenergi

Hittills är utvecklingen av solenergi rätt en bra framtid, varje år är nya solkraftverk i allt större utsträckning, som är slående med deras skala och tekniska lösningar. Vetenskapliga studier som syftar till en ökning av effektiviteten hos fotocellerna stoppas inte heller. Forskare ansåg att om du täcker jordens jordens land med 0,07%, med effektiviteten hos fotoelementen i 10%, är energin tillräcklig för mer än 100% av tillhandahållandet av alla mänsklighetens behov. Hittills är fotoceller med effektivitet 30%. Enligt forskningsdata är det känt att ambitionerna för forskare lovar att ta upp det till 85%.

Solkraftverk

Solkraftverk är konstruktionerna av en uppgift som är att konvertera solenergistoppar till elektrisk energi. Storleken på solkraftverk kan vara olika, allt från privata minikraftverk med flera solpaneler och slutar med stora områden i området över 10 km².

Vad är solkraftverk

Med tiden för byggandet av de första solkraftverken hölls ganska länge för vilka många projekt utfördes och många intressanta strukturlösningar tillämpades. Det är vanligt att dela alla solkraftverk i flera typer:
1. Solar Tower-Type Power Stations.
2. Solkraftverk, där solbatterier är fotoceller.
3. Tarbed solkraftverk.
4. Paraboliska solkraftverk.
5. Solkraftverk Solar-vakuumtyp.
6. Solkraftverk blandad typ.

Solar Power Station Tower Type

Mycket vanlig typ av kraftverksdesign. Det är ett högt torn på toppen av vilket tanken är belägen, målad med vatten till svart för bättre attraktion av reflekterat solljus. Runt tornet finns stora speglar med ett område på över 2 m², de är alla anslutna till ett enda styrsystem som följer förändringen i spegelns lutningsvinkel, oavsett de reflekterar solljuset och riktade det rakt mot Tank med vatten beläget på tornet. Således värmer det reflekterade solljuset vattnet som bildar par, och sedan matas detta par med pumpar till turbogeneratorn där el genereras. Tankens uppvärmningstemperatur kan nå 700 ° C. Tornets höjd beror på solkraftverkets storlek och kraft och, som regel, börjar från 15 m, och höjden av den största idag är 140 m. Denna typ av solkraftverk är mycket vanlig och är föredragen av många länder för sin höga effektivitet på 20%.

Sunshine Electro-Element Type

Används för att konvertera ett solflöde till elceller (solpaneler). Denna typ av kraftverk har blivit mycket populär på grund av möjligheten att använda solbatterier i små block, vilket möjliggör användning av solpaneler att tillhandahålla el, både privata hus och stora industrianläggningar. Dessutom växer effektiviteten varje år och idag finns det redan fotoelement med en effektivitet på 30%.

Paraboliska solkraftverk

Denna typ av solkraftverk har formen av stora satellitantenner, vars inre sida är täckt med spegelplattor. Principen med vilken energiomvandlingen sker, liknar de turbulenta stationerna med en liten skillnad, den paraboliska formen av spegeln bestämmer att solens strålar, som reflekterar från spegelns yta, är koncentrerade i mitten där mottagaren är Ligger med en vätska som värmer upp, bildar ett par, som i sin egen köper är drivkraften för små generatorer.

Tarbed solkraftverk

Principen om drift och metod för att erhålla el är identisk med solkraftverk i tornet och paraboliska typen. Skillnaden är endast strukturella egenskaper. På den stationära designen, lite som ett jätte metallträd, som rasar runt platta speglar, som koncentrerar solenergi vid mottagaren.

Solkraftverk Solar-vakuumtyp

Detta är ett mycket ovanligt sätt att använda solens energi och temperaturskillnaden. Kraftverkets utformning består av ett belagt glastak av landet med en rund form med ett torn i mitten. Tornet inuti det ihåliga, i sin grund finns det flera turbiner som roterar på grund av luftflödets temperatur på grund av skillnaden. Genom glastaket värmer solen marken och luften inomhus, och med en extern miljö kommuniceras byggnaden med röret och eftersom uteluftstemperaturen är signifikant lägre, skapas luftkraften, vilket ökar med ökande temperaturskillnad. Således, på natten, producerar turbinerna el mer än under dagen.

Sol kraftverk blandad typ

Detta är när i solkraftverk av en viss typ, till exempel, solfångare används som hjälpelement, till exempel solfångare för att tillhandahålla varmt vatten och värmeobjekt eller kan användas samtidigt på torncell-typens kraftplan.

Solenergi utvecklas i höga priser, folk trodde äntligen om alternativa energikällor för att varna oundvikligen en överhängande energikris och en ekologisk katastrof. Även om ledarna i solenergin fortfarande är Förenta staterna och Europeiska unionen, men resten av världens befogenheter börjar gradvis anta och använda erfarenhet och teknik för produktion och användning av solkraftverk. Du kan inte tvivla på att förr eller senare solenergi blir den främsta energikällan på jorden.

Solenergi - Det här är lätt, värme och liv på vår planet, och fortfarande solenergi är den viktigaste alternativa källan, vilket flera storleksordningar överstiger den befintliga energipotentialen hos jorden, och det kan fullt ut säkerställa alla sina energibehov.

Eftersom solen är en oändlig värmekälla och ljus (villkorlig) och solstrålningsenergin stöder livet på jorden för inga miljoner år. Möjligheten att se till att alla de vitala processerna i solen beror på dess sammansättning. I procentuellt förhållande består det huvudsakligen av två element: väte (73%) och helium (25%). Mer detaljerat om solens bildnings- och livscykel kan du till exempel läsa i Wikipedia.

Reaktionerna av termonukleär syntes som uppstår i solen brände väte, vänd den till helium. Den kolossala energin av solstrålar, som släpptes under sådana processer, utstrålas i rymden. Förresten försöker forskare att upprepa dessa reaktioner på jorden (reaktionen av den kontrollerade termonukleära syntesen, det internationella Tokamak-projektet).

Alla organismer som använder solljusen Energy ger sina egna livsprocesser - solljus är nödvändigt för det första steget i fotosyntesprocessen. Med sitt deltagande uppstår syntesen av ämnen som syre och kolväten.

Mängden väte i solen minskar gradvis och förr eller senare kommer tiden att komma när lageret i solen kommer att vara utmattad. På grund av den stora mängden väte kommer detta inte att hända, åtminstone de närmaste 5 miljarder åren.

Varje sekund i solkärnan omvandlas cirka 4 miljoner ton ämnen till strålningsenergi, vilket resulterar i vilket solstrålningen och strömmen av solen neutrino genereras.

Huvudströmmen av solens energi, som kommer till jordens atmosfär är i spektralområdet 0,1 4 μm. I intervallet 0,3 1,5-2 mikron är jordens atmosfär nästan transparent för solstrålning. Ultravioletta vågor (våglängden är kortare än 0,3 μm) absorberas av skiktet av ozon, som ligger vid höjderna 20-60 km. Röntgen och gammastrålning når nästan inte jordens yta.

Solenergikoncentrationen kännetecknas av ett värde av 1367 W / m2, kallat Solar Constant. Det är en sådan ström som passerar genom ett vinkelrätt yta på 1 m 2, om den placeras vid ingången till det övre skiktet av jordens atmosfär. När denna ström nås reduceras energiförlusten till 1000 W / m 2 vid ekvatorn. Men förändringen av dag och natt minskar den med ytterligare 3 gånger. För måttliga breddgrader, med vinterperioden, är det hälften av den kvantitativa indikatorn för det maximala flödet vid ekvatorn.

I genomsnitt över tiden och på markytan är detta flöde 341 W / m 2. Per full yta, eller 1,74x10 17 w vid beräkningen av jordens totala yta. Således kommer landet på ytan på en dag att få 4,176x10 15 kWh energi, varav de flesta återvänder till rymden som strålning.

Enligt IEA för 2015 var världens energiproduktion 19099 Mtoe (motsvarande megatonolja). När det gäller välbekanta Kilowattshas kommer den här siffran att vara 6,07x10 11 kWh per dag.

Solen ger energi av energi 8000 gånger mer än det är nödvändigt för alla mänskligheten. Självklart är utsikterna för användningen av denna typ av energi väldigt bred. Med sitt deltagande utvecklas vindkraft (vinden uppstår på grund av temperaturskillnad), fotovoltaiska omvandlare används och hydroaccumuleringsstationer är byggda. Det finns en bred användning av solbatterier.

Potentialen för användningen av solenergi är mycket stor.

Fördelar och nackdelar med användningen av solenergi

Fördelar med att använda solenergi De ledde till det faktum att vi idag ser dess användning i en mängd olika mänskliga aktiviteter.

De viktigaste fördelarna är:

Outnämnligheten av solens energi de närmaste 4 miljarder åren;
Tillgängligheten av denna typ av energi är att bönder, och värdarna av privata hus, och de jätte växterna är säkert och effektivt idag.
Fri och miljö renhet av energi som produceras;
Utsikterna till utvecklingen av denna energikälla, som blir alltmer relevant på grund av prisökningen för andra typer av energi.
Därför att Antalet utrustning som beställdes årligen och dess tillförlitlighet växer, kostnaden för solceller som produceras av kilowatt minskar.

Till de villkorliga bristerna av solenergi kan tillskrivas:

Den största nackdelen med solenergi är det direkta beroendet av mängden ljus och värme från påverkan av faktorer som vädret, tid på året eller dagen. I det här fallet är behovet behovet av att ackumulera energi, vilket ökar systemets kostnad.
För produktion av utrustningelement i detta ändamål, sällsynta och därför tillämpas dyra element.

Utsikter för utveckling av solenergi

Idag används tekniken där solljusets energi används mer allmänt. De vanligaste är solpaneler. Fotoelektriska element är framgångsrikt installerade på olika typer av transporter - allt från elbilar och slutar med flygplan. Japanerna väljer dem på tåget.

Framgångsrikt fungerar, en av de europeiska heliumelektriska kraftverken, ger alla behov av Vatikanen. Den största stationen i Kalifornien, källan för vars solenergi (fotot ger idéer om skalan), ger nu personalen i sitt 24-timmars arbete.

Införandet av sådan teknik står inför motståndet från kolvätesindustrins ledare - trots allt kan alternativa källor inom energisektorn snart förskjuta sina representanter från ledande positioner.

Om vi \u200b\u200bpratar om den direkta omvandlingen är sådana solkonverteringsanordningar den största fördelningen som termiska rör (solfångare) och solcellsbatterier.

Solinstallationsekonomi

När man överväger möjligheten att installera solkraftverk, fokusera på miljö och ekonomiska aspekter. De låter så här:

Vad är kostnaden för solinstallationen?
Vad är dess återbetalningsperiod?
Finns det ett tillräckligt antal el för att generera installation?

Det är lämpligt att överväga små kraftverk med en kapacitet på upp till 50 kW. Anläggningar av större kraft används främst på industrianläggningar.

Är mängden el som är tillräcklig för att generera ett huvudströmstation?

För att svara på den tredje frågan, före utformningen av solinstallationen, definierar den profilen för husets strömförbrukning. Den kan spelas in genom att installera elmätaren på objektet med den aktuella parameterbesparande funktionen: Spänningen för det nätverk som konsumeras, den aktuella strömförbrukningen, frekvensen. En månad senare kan du uppskatta din konsumtionsprofil med de genomsnittliga, maximala och minsta parametervärdena.

Om det inte finns någon sådan anordning kan energiförbrukningsprofilen utvärderas enligt följande: Det kommer att bli nödvändigt att skriva ner alla instrument som kan användas i huset och simulera de möjliga alternativen för deras dagliga användning. Därefter, beväpnad med en räknare, kan du beräkna den dagliga förbrukningen av el och toppkraftsvärden.

En betydande roll spelas av den region där byggnaden är belägen. Den energi som uppnår jordens yta, beroende på regionen, kan variera från mer än 5 kWh / m 2 / dag till 1,5 kWh / m 2 / dag och mindre.

Om den maximala konsumtionen faller på dagtid, för att säkerställa tillräckligheten av den genererade el är det nödvändigt att dela den maximala effektförbrukningen till effekten av en panel av solceller. Typ och egenskaper hos paneler är kända från tillverkarens katalog. Man bör komma ihåg att egenskaperna hos solpaneler ges i sin maximala belysning - ändring av den regionala koefficienten krävs. Vinterperioden, när batterierna är täckta med snö som inte beaktas.

Denna beräkning tar inte hänsyn till följande funktion: Under dagen kommer installationen att vara generera alltid en överdriven mängd energiOch på kvällen, av uppenbara skäl, kommer generationen att vara lika med 0.

Uppladdningsbara batterier på ena sidan ökar den totala kostnaden för systemet å andra sidan, minskar antalet solcellspaneler på grund av ackumulering av energi under perioder med mindre strömförbrukning.

För att beräkna Bank of Akb måste du svara på följande frågor:

Är systemet helt självständigt?
Om systemet inte är autonomt, vilken maximal möjlig period av avbrott i strömförsörjningen.

Maximal konsumtion i KW-klockan multipliceras med antalet timmar utan huvudkällan (det måste komma ihåg att vid tidpunkten för avkoppling av solen kanske inte). Baserat på dessa uppgifter är det möjligt att beräkna kapaciteten hos AKB. Utmatningen av AKB till 0 minskar deras livslängd, därför införes koefficienten för den maximala urladdningsindikatorn, exempelvis kan den vara 50, 40 eller 30%. Ju mindre den maximala urladdningshastigheten desto större är mängden ACB att krävas.

Solgenereringskostnad

Huvudkomponenterna i systemutrustningen fördelas i följande procentandel (villkorligt):

Inverter- och styrsystem - 15-40%;
Solpaneler och MPPT-styrenheter - 20-40%;
Bank AKB - 30%.

Kostnaden för solpaneler och batteriet kommer att vara identiskt för system för alla tillverkare, signifikanta skillnader är endast tillgängliga i kostnaden för omvandlaren utrustning med styrsystemet och MPPT-kontrollen.

Skillnaden i pris når mer än 200%, beroende på tillverkaren. Detta beror inte bara på "varumärket", utan också möjligheterna för systemet, till exempel bekvämlighet i kontroll, möjligheten till fjärråtkomst, maximal belastning och motstånd mot 2x-3x flera överbelastningar, förmågan att delvis koppla bort lasten , etc.

Varje slutlig teknisk lösning kommer att vara något annorlunda än andra på grund av det faktum att alla använder olika hushållsapparater vid olika tidpunkter på dagen. En idealisk kombination av utrustning, även vid den angivna effekten existerar inte.

Som det ungefärliga värdet av den funktionella solinstallationen till ett lanthus, med hänsyn till backupdelen av makten, kan du grovt navigera numret 700-1800 USD / kW beroende på tillverkaren av utrustningen.

Återbetalningsperioden för installation av solenerering

Om värdarna är villkorligt reser till stugan bara för helgen, och det finns inga konsumenter i det hus som arbetar dagligen, då kommer systemet att betala minst 10-15 år, med nuvarande elpriser.

Med konstant boende kommer återbetalningsperioder att minskas till 6-10 år.

Den positiva sidan av medaljen - Ägaren till ett sådant hus får en stabil strömkälla och beror inte på skulder hos strömförsörjningen och kraftdropparna. Alla sitter utan ljus, och du är med ljus, säkerhetssystemfunktion, du behöver inte manuellt öppna garaget etc.

Det kan antas att utvecklingen av den privata eltransporten kommer att minska återbetalningsperioden för solinstallationen för hushållen. Ägaren av en sådan bil kommer att vara fri att "tanka" det från sitt eget tak..

Återbetalningsperioden beror på fullständigheten av elanvändningen. Om konstruktionen använder 100% av generationen och är ansluten till det centrala nätverket av strömförsörjning, så är det i allmänhet inte nödvändigt att installera AKB: s bank. Den beräknade perioden med fullständig återbetalning av en sådan installation kommer att vara 3-5 år, och i de heta regionerna ännu mindre.

Ytterligare förmåner bildas på grund av det faktum att dagen ägare BETALA INTE I daghastigheten, och på natten Platit på natten.

Sådana snabbt återbetalningsobjekt kan vara någon energisäker produktion med ett tomt platt tak, shopping och underhållning och sportcentra och parkeringar med dem, kylkomplex etc.

Överraskande, sådana lösningar som möjliggör avsevärt att minska driftskostnaderna, som fortfarande inte används av ägarna av fastighetsobjekt.

Under överskådlig framtid, med utvecklingen av solenergi, kommer ett ökande antal byggare att använda för att använda ren energi i retur av kolväteråvaror.

Vår sol är en enorm glödande gasboll, inuti vilka komplexa processer uppstår och resultatet släpps kontinuerligt. Solens energi är en livskälla på vår planet. Solen värmer atmosfären och markytan. Tack vare solenergi, vindsverk, vattnet utförs i naturen, havet och oceanerna är uppvärmda, växter utvecklas, djur har mat. Det beror på solstrålning på jorden finns det fossila bränslen. Solenergi kan omvandlas till värme eller kyla, drivkraft och el.

Solen avdunstar vatten från oceanerna, haven, från jordens yta. Det vänder den här fukten i vattendroppar, som bildar molnen och dimma, och gör det då att falla till marken i form av regn, snö, dagg eller yni, vilket skapar en jätte fuktcykel i atmosfären.

Solenergi är en källa till total atmosfärisk cirkulation och vattencirkulation i oceanerna. Det verkar skapa ett gigantiskt vatten- och luftvärme på vår planet, omfördela värme i jordens yta.

Solljus, som faller på växterna, orsakar honom en fotosyntesprocess, bestämmer tillväxten och utvecklingen av växter; Att hitta på jorden, det blir till värme, värmer det, utgör jordklimatet, vilket ger vitaliteten av växter i jorden, mikroorganismer och bebodd sina levande varelser, som utan denna värme skulle vara i anabyos (viloläge).

Solen utstrålar en stor mängd energi - ungefär 1,1x10 20 kWh per sekund. Kilowatt · En timme är den mängd energi som krävs för driften av en 100 watt glödlampa i 10 timmar. De yttre skikten av jordens atmosfär avlyssnar ungefär en miljon av den energi som sänds av solen, eller cirka 1500 quadrillioner (1,5 x 10 18) kWh · h årligen. Emellertid når endast 47% av all energi eller cirka 700 quadrillioner (7 x 10 17) kWh, jordens yta. De återstående 30% av solenergi återspeglas tillbaka i rymden, ungefär 23% avdunstat vatten, 1% av energi faller på vågor och flöden och 0,01% - på processen för formning av formyntes i naturen.

Studie av solenergi

Varför skiner solen och kyler inte miljarder år? Vilket "bränsle" ger honom energi? Svaren på denna fråga Forskare letade efter århundraden, och endast i början av 1900-talet visade sig det vara det rätta beslutet. Nu är det känt att, som andra stjärnor, lyser, tack vare de monukleära reaktionerna i dess djup.

Om kärnorna i lungelementen är löst i kärnan av en atom av ett värmelement, kommer den nya massan av den nya att visa sig vara mindre än den totala massan av vilka den bildades. Återstoden av massan omvandlas till den energi som partiklar utförs under reaktionen. Denna energi blir nästan till värme. En sådan reaktion av syntesen av atomkärnor kan endast uppstå vid ett mycket högt tryck och en temperatur på mer än 10 miljoner grader. Därför kallas det termonukleärt.

Den huvudsakliga substanskomponenten i solen är väte, dess aktie står för cirka 71% av hela mängden av armaturerna. Nästan 27% hör till helium, och de återstående 2% är tyngre element, såsom kol, kväve, syre och metaller. Det huvudsakliga "bränslet" av solen är exakt väte. Av de fyra väteatomerna, som ett resultat av transformationskedjan, bildas en heliumatom. Och från varje gram väte som deltar i reaktionen, visar 6x10 11 J-energin! Det skulle vara tillräckligt med jord ett sådant antal energi för att värma temperaturen på 0 ° C till kokpunkten på 1000 m 3 vatten.

Potentiell solenergi

Solen ger oss 10 000 gånger med stor mängd fri energi än vad som faktiskt används över hela världen. Endast på den globala kommersiella marknaden köps och såldes något mindre än 85 biljoner (8,5 x 10 13) kW av energi per år. Eftersom det är omöjligt att följa hela processen som helhet, är det omöjligt att med förtroende, hur många icke-kommersiella energin förbrukar människor (till exempel hur många trä och gödningsmedel är monterat och bränt, hur mycket vatten används för produktionen av mekanisk eller elektrisk energi). Vissa experter tror att en sådan icke-kommersiell energi är en femtedel av den totala energi som används. Men även om det är så är den totala energi som konsumeras av mänskligheten under året bara cirka en sju tusen solenergi som faller på jordens yta under samma period.

I utvecklade länder, till exempel i USA är energiförbrukningen ungefär 25 biljoner (2,5 x 10 13) kWh per år, vilket motsvarar mer än 260 kWh per person per dag. Denna indikator är ett ekvivalent av dagligt arbete mer än ett hundra glödlampor med en kapacitet på 100 W för en hel dag. Den genomsnittliga amerikanska medborgaren förbrukar 33 gånger mer energi än en bosatt i Indien, 13 gånger mer än en kinesisk, två och en halv gånger mer än japanska och dubbelt så mycket som svensk.