Активное использование солнечной энергии – Как используют солнечную энергию

способы применения и преимущества солнечных установок

Где используется солнечная энергия?

О том, чтобы использовать солнечную энергию в своих целях, человек начал задумываться сравнительно недавно, хотя на практике пользовался ей на протяжении всей своей истории. Идея об аккумулировании и практическом применении возникла в начале XX века, но технологических возможностей для этого на то время не было. Прорыв совершился в конце века, когда появились фотоэлектрические панели, способные производить электроэнергию в ощутимых количествах. Вопрос важный и заслуживает подробного рассмотрения.

Использование энергии Солнца на земле является повсеместным, хоть и неосознанным явлением. Оно настолько обыденно и привычно, что люди редко задумываются о возможностях и перспективах солнечной энергетики. Однако, специалисты в разных отраслях научной и производственной деятельности давно разрабатывают технологии, позволяющие получать бесплатную и неиссякаемую энергию.

Если несколько десятилетий назад все ограничивалось нагревом воды в емкостях для летнего душа на дачном участке, то сегодня существуют различные способы использования солнечной энергии, наиболее развитые в следующих отраслях:

• космос и авиация;
• сельское хозяйство;
• обеспечение энергией спортивных и медицинских объектов;
• освещение участков частных домов или городских улиц;
• использование в быту;
• электрификация экспедиций, передвижных исследовательских или военных пунктов и т.д.

Этот список не будет полным, если не назвать СЭС, электростанции, где используется солнечная энергия. В последние годы их немало построено в США, Испании, ЮАР и других странах. Их мощность пока еще не способна превзойти уровень ГЭС, но технологии не стоят на месте и перспективы развития весьма многообещающие. Можно с уверенностью сказать, что через пару десятков лет на вопрос: «Где используется энергия Солнца на Земле?» можно будет услышать ответ: «Везде».

Особенности применения

Свет и тепло Солнца используются с помощью различных технологических методик. Как правило, выработка электроэнергии имеет целью питание отдельных или массовых потребителей, а тепловая энергия служит для обогрева жилья, теплиц, промышленных и общественных помещений.

Использование солнечной энергии на Земле ведется по двум направлениям: пассивное и активное. Оба способа имеют свои особенности и возможности, которые следует рассмотреть внимательнее.

Пассивные системы

Пассивные системы — это различные сооружения или строения, в которых использование энергии Солнца происходит путем потребления. Например, существуют дома, построенные из специальных материалов, которые способны поглощать или перерабатывать полученную тепловую энергию. Обогрев таких зданий становится проще или в нем вовсе исчезает необходимость.

Необходимо понимать, что в виду имеются не какие-то современные и продвинутые материалы, созданные на высокотехнологическом оборудовании. Дома, образующие пассивные системы, создаются из обычной древесины, теплоизолирующих и светоизолирующих панелей. Даже обычная ориентация окон дома на южную сторону автоматически переводит дом в разряд пассивных гелиосистем.

Первым в истории зафиксированным случаем, когда использование солнечной энергии было сознательным действием, была постройка дома Плинием Младшим в Италии (100 г. Н. Э.). Слюдяные окна оказались эффективным теплоизолятором, способным удерживать тепловую энергию, полученную от Солнца.

В современном мире интерес к постройке зданий-пассивных гелиосистем то возрастает, то вновь падает. Энергетический кризис вынуждает активно искать способы получения дешевой альтернативной энергии, но при улучшениях экономической обстановки ситуация разворачивается в обратную сторону. Однако, общая обстановка демонстрирует постоянное развитие и продвижение гелиосистем в технике и быту.

Активные системы

Активные солнечные системы получают энергию и преобразуют ее тем или иным способом. В данном случае используются специально изготовленные приспособления и устройства, для которых получение, преобразование и передача энергии является основной и единственной задачей, а не дополнительной функцией, как у пассивных гелиосистем. Существуют довольно простые и более сложные конструкции, выполняющие разные задачи. По функционалу их можно разделить на фотоэлектрические элементы и солнечные коллекторы.

Первые занимаются выработкой электрического тока из энергии, полученной от нашего светила. Они обладают широкими возможностями и встречаются практически везде, где применяют энергию Солнца.

Вторые — коллекторы — используются только как источник тепловой энергии для отопительных систем частных домов или иных помещений относительно небольшого размера. И те, и другие устройства обладают собственными преимуществами и недостатками. Рассмотрим их подробнее.

Солнечные фотоэлементы

Фотоэлектрические элементы получают солнечную энергию и вырабатывают из нее электрический ток. Такова общая схема, на практике все несколько сложнее. Солнечные лучи, попадая на поверхность фотоэлементов, воздействуют на кремниевые пластины, в которых начинается процесс замещения электронов. Они начинают активно совершать p-n переход, т.е. появляется постоянный фототок. Остается только припаять провода к соответствующим контактам, и можно снимать постоянное напряжение определенной величины. Если собрать такие элементы в батарею, то в результате можно получать вполне существенный ток, пригодный для зарядки аккумуляторов или практического использования.

Выработка тока фотоэлементами нестабильна, зависит от внешних факторов — погоды, времени года и суток, наличия облачности. Кроме того, солнечные батареи дают постоянный ток. Для обеспечения потребителей электротоком со стандартными параметрами необходимо преобразовать полученное напряжение.

Поэтому обычный состав комплекса выглядит следующим образом:

Работа системы заключается в приеме солнечной энергии фотоэлементами и сбрасывании напряжения на аккумуляторы. Уровень заряда находится под управлением контроллера, который выполняет функции диспетчера и регулирует режим заряда и отдачи энергии. Преобразование постоянного тока в переменный выполняет инвертор, с которого питание подается на стандартные приборы потребления. Использование солнечной энергии таким способом наиболее эффективно, так как в результате получается универсальный вид, пригодный для питания большого количества установок, приборов и устройств.

Фотоэлементы, или солнечные батареи, как их называют в обиходе, бывают нескольких видов: кремниевые и пленочные.

Количество кремния в окружающей природе очень велико, чем и объясняется популярность этого типа фотоэлементов. Существуют разные виды кремниевых солнечных батарей:

1. Монокристаллические. Их КПД приближается к 20%, что для современных фотоэлементов весьма высокий показатель. Производятся из очищенного материала, монокристалла, разрезанного на тонкие пластинки. Внешне такие панели похожи на соты или ячейки черного цвета. Самые дорогие и качественные
2. Поликристаллические. При изготовлении используется срез из медленно охлажденного расплава кремния. Полученные пластинки состоят из множеств кристаллов, ориентированных в разные стороны. КПД — до 18%. Цвет ячеек синий, отличить их легко. Стоимость заметно ниже, чем у монокристаллических панелей
3. Аморфные. Представляют собой слой силана (кремневодорода), нанесенного на гибкую подложку. КПД всего 5%, но способность поглощать солнечные лучи намного выше — почти в 20 раз, поэтому аморфные панели весьма хороши для пасмурной погоды. Стоимость самая низкая из всех кремниевых видов

Пленочные батареи производятся из различных полимеров, способных демонстрировать полупроводниковый эффект. Их разрабатывают с целью снижения себестоимости производства фотоэлементов, а также для улучшения характеристик панелей. Существуют разные виды:

• на основе теллурида кадмия;
• на базе селенида меди-индия;
• на полимерной основе.

Пока пленочные образцы уступают кремниевым как по КПД, так и по остальным показателям (кроме цены), но производители не теряют бодрости и уверяют пользователей в скором изменении ситуации.

Использование фотоэлементов для производства электротока позволяет получать количество энергии, достаточное для питания любых потребителей, главное — достаточное количество панелей. В этом заключается одно из основных преимуществ солнечной энергетики — способность расширяться путем наращивания количества светоприемных элементов, а не с помощью замены всего оборудования.

Солнечные коллекторы

Эти устройства действуют по совершенно иному принципу. Они не используют высокотехнологичных материалов, получая от Солнца только тепловую энергию. Принцип действия коллекторов основан на способности солнечных лучей заметно нагревать предметы. Наиболее простая модель представляет собой плоский ящик черного цвета, накрытый прозрачной крышкой. Темная поверхность принимает солнечное тепло, нагревается, но отдавать его в окружающую атмосферу не может — мешает эффект парника, образованный прозрачной крышкой. На практике конструкции солнечных коллекторов несколько отличаются:

1. Открытые. Самые простые (если не примитивные) приемники, представляющие собой продолговатые лотки из черной пластмассы, наполненные водой. Лотки нагреваются и отдают тепло воде. Которая используется для летнего душа или подогрева воды в бассейне. Этот вид не может похвастаться ни КПД, ни долговечностью, но простота и возможность сделать открытые коллекторы самостоятельно дали определенную популярность
2. Трубчатые. Приемниками энергии являются вакуумные стеклянные трубки. Они имеют коаксиальную конструкцию (тип «труба в трубе», между ними вакуум для теплоизоляции). Соединяются в распределитель и подключаются к отопительному контуру
3. Плоские. Больше всего они напоминают вышеупомянутую модель — черный ящик с прозрачной крышкой. На поверхность днища плотно крепится трубка с водой, получающей тепловую энергию от контакта с нагретым материалом

Использовать солнечные коллекторы можно только в определенных условиях. Если стоит мороз, полезный эффект будет практически незаметен. Необходимо, чтобы температура воздуха было довольно высока, что делает использование солнечного обогрева доступным только в достаточно теплых регионах. Коллекторы используются только для обогрева помещений, поэтому их функционал и возможности заметно ниже.

Преимущества солнечных установок

• Основным преимуществом является неограниченно высокий ресурс источника — Солнца. На самом деле, поток энергии имеет определенные пределы, но на нынешнем этапе развития технологии достичь этого предела совершенно невозможно.
• Вторым преимуществом является отсутствие стоимости энергии. Она просто есть, и ей можно и нужно пользоваться.
• Кроме того, появление источника предсказуемо и может быть заранее рассчитано с точностью до секунд, что заметно отличает его от других альтернативных видов энергии.

Проблемы использования солнечной энергии

Применение солнечной энергии имеет и некоторые проблемы. Основными из них являются отсутствие Солнца в ночное время и возможность возникновения облачности, осадков и прочих неблагоприятных погодных условий. Есть и еще важная и существенная проблема — низкая эффективность оборудования, в сочетании с высокой ценой. Эта проблема считается разрешимой, многие ученые и инженеры постоянно работают над ее решением.

Перспективы развития

Энергия Солнца на Земле неиссякаема. Это дает основания прочить постоянное развитие и продвижение технологий получения и переработки солнечной энергии, появление более эффективной аппаратуры, увеличение доли солнечной энергии в общем потреблении человечества. Статистика показывает, что за последние 10 лет в этом направлении сделан гигантский скачок, поэтому будущее у гелиоэнергетики во всех смыслах слова блестящее.

Рекомендуемые товары

energo.house

Использование энергии солнца на земле: особенности и преимущества

Солнце является одним из возобновляемых альтернативных источников энергии. На сегодняшний день альтернативные источники тепла широко используют в аграрном хозяйстве и в бытовых нуждах населения.

Использование энергии солнца на земле играет важную роль в жизни человека. При помощи своего тепла солнце, как источник энергии, нагревает всю поверхность нашей планеты. Благодаря его тепловой мощности дуют ветра, нагреваются моря, реки, озера, существует все живое на земле.

Возобновляемые источники тепла, люди начали использовать еще много лет назад, когда современных технологий еще не существовало. Солнце является самым доступным на сегодняшний день поставщиком тепловой энергии на земле.

к содержанию ↑

Сферы использования солнечной энергии

С каждым годом применение энергии солнца набирает все больше популярности. Еще несколько лет назад ее применяли в целях подогрева воды для дачных домов, летних душей, а сейчас возобновляемые источники тепла применяют для выработки электричества и горячего водоснабжения жилых домов и промышленных объектов.

На сегодняшний день возобновляемые источники тепла используют в следующих сферах:

• в аграрном хозяйстве, в целях электрообеспечения и отопления парников, ангаров и других построек;
• для электроснабжения спортивных объектов и медицинских учреждений;
• в сфере авиационной и космической промышленности;
• в освещении улиц, парков, а также других городских объектов;
• для электрификации населенных пунктов;
• для отопления, электроснабжения и горячего водоснабжения жилых домов;
• для бытовых нужд.

к содержанию ↑

Особенности применения

Свет, который излучает солнце на земле, при помощи пассивных, а также активных систем превращается в тепловую энергию. К пассивным системам относятся здания, при строительстве которых применяют такие стройматериалы, которые наиболее эффективно поглощают энергию солнечной радиации. В свою очередь, к активным системам относятся коллекторы, преобразовывающие солнечную радиацию в энергию, а также фотоэлементы, конвертирующие ее в электричество.

Рассмотрим подробнее как правильно использовать возобновляемые источники тепла.

к содержанию ↑

Пассивные системы

К таким системам относят солнечные здания. Это здания, построенные с учетом всех особенностей местной климатической зоны. Для их возведения применяют такие материалы, которые дают возможность максимально использовать всю тепловую энергию для обогрева, охлаждения, освещения жилых и промышленных помещений. К ним относят следующие строительные технологии и материалы: изоляцию, деревянные полы, поглощающие свет поверхности, а также ориентацию здания на юг.

Такие солнечные системы позволяют осуществить максимальное использование солнечной энергии, к тому же они быстро окупают расходы на их возведение за счет снижения энергозатрат. Они являются экологически чистыми, а также позволяют создать энергетическую независимость. Именно из-за этого использование таких технологий очень перспективно.

к содержанию ↑

Активные системы

К этой группе относят коллекторы, аккумуляторы, насосы, трубопроводы для теплоснабжения и горячего водоснабжения в быту. Первые устанавливают непосредственно на крышах домов, а остальные располагают в подвальных помещениях, чтоб использовать их для горячего водоснабжения и теплоснабжения.

к содержанию ↑

Солнечные фотоэлементы

Чтоб более эффективно реализовывать всю солнечную энергию применяют такие источники энергии солнца, как фотоэлементы, или как их еще называют — солнечные элементы. На своей поверхности они имеют полупроводники, которые, при воздействии на них лучей солнца, начинают двигаться, и тем самым вырабатывают электроток. Такой принцип выработки тока не содержит никаких химических реакций, что позволяет фотоэлементам работать достаточно долго.

Такие фотоэлектрические преобразователи как источники энергии солнца легко использовать, так как они имеют небольшой вес, просты в обслуживании, а также являются очень эффективными в использовании солнечной мощности.

На сегодняшний день солнечные батареи, как источник энергии солнца на земле, используют для выработки горячего водоснабжения, отопления и для производства электричества в теплых странах, таких как Турция, Египет и страны Азии. В нашем регионе солнце источник энергии применяют для снабжения электричеством автономных систем электропитания, маломощной электроники и приводов самолетов.

к содержанию ↑

Солнечные коллекторы

Использование солнечной энергии коллекторами заключается в том, что они преобразовывают радиацию в тепло. Их разделяют на следующие основные группы:

• Плоские солнечные коллекторы. Являются самыми распространенными. Их удобно использовать для бытовых отопительных нужд, а также при подогреве воды для горячего водоснабжения;
• Вакуумные коллекторы. Их используют для бытовых нужд, когда необходима вода высокой температуры. Они состоят из нескольких стеклянных трубок, проходя через которые лучи солнца нагревают их, а они, в свою очередь, отдают тепло воде;
• Воздушные солнечные коллекторы. Их используют для воздушного отопления, рекуперации воздушных масс и для осушительных установок;
• Интегрированные коллекторы. Самые простые модели. Их используют для предварительного подогрева воды, например, для газовых котлов. В быту подогретая вода собирается в специальном баке — накопители и далее используется для различных нужд.

Использование энергии солнца коллекторами осуществляется путем накапливания ее в так называемых модулях. Они устанавливаются на крыше зданий и состоят из стеклянных трубок и пластин, которые, в целях поглощения большего объема солнечного света, окрашивают в черный цвет.

Солнечные коллекторы используют для подогрева воды для горячего водоснабжения и отопления жилых домов.

к содержанию ↑

Преимущества солнечных установок

• они полностью бесплатны и неисчерпаемы;
• имеют полную безопасность в использовании;
• автономны;
• экономичны, так как расход средств осуществляется только лишь на приобретение оборудования для установок;
• их использование гарантирует отсутствие скачков напряжения, а также стабильность в электроснабжении;
• долговечны;
• просты в использовании и в обслуживании.

Использование солнечной энергии при помощи таких установок с каждым годом набирает популярности. Солнечные батареи дают возможность сэкономить не малые деньги на отоплении и горячем водоснабжении, к тому же они являются экологически чистыми и не наносят урон здоровью человека.

Оцените статью:

Загрузка…

Поделитесь с друзьями:

mirenergii.ru

Пассивные и активные солнечные системы отопления

Солнечное отопление может быть использовано для обогрева жилого пространства в вашем доме. А существуют два основных типа таких систем: пассивное и активное солнечное отопление.

Оборудование для получения тепла от солнца обычно работает за счет поглощения солнечной радиации, и последующего преобразования её в тепловую энергию. Концепция движения воздуха, называемая естественной конвекцией, является неотъемлемой частью всех солнечных установок для теплоснабжения.

Солнечное отопление может быть использовано для обогрева жилого пространства в вашем доме или для нагрева воды в водопроводной системе.

Есть много преимуществ получаемых от включения солнечной системы отопления в дизайн Вашего дома:

• Оборудование для получения тепла от солнца экологически чистое.
• Оборудование для получения тепла от солнца не загрязняет окружающую среду или не производит парниковых газов.
• Оборудование для получения тепла от солнца помогает экономить энергию ресурсов Земли.
• Оборудование для получения тепла от солнца является лучшим выбором для людей с аллергией и чувствительностью к различным химикатам.
• Оборудование для получения тепла от солнца довольно стабильно в своей стоимости. После того как вы его купили, вы защищены от инфляции и политических / экономических рисков, которые могут присутствовать при использовании других видов топлива.

Существуют два основных типа солнечных систем отопления: пассивное солнечное отопление и активное солнечного отопления.

Пассивное солнечное отопление

Дизайн оборудования пассивного солнечного отопления не включает в себя каких-либо механических устройств отопления. Пассивное солнечное отопление функционирует путем включения в себя особенностей здания, которое в течении дня поглощает тепло и затем медленно его выпускает, что поддерживает температуру в доме.

Эти строительные особенности могут включать в себя большие окна, каменные полы, и кирпичные стены. Для правильного использования пассивной солнечной энергии, должна быть налажена циркуляция нагретого воздуха по всему дому. Естественной циркуляции воздуха, как правило достаточно до тех пор, пока двери во всем доме остаются открытыми, однако иногда вентиляторы так-же могут быть включены в проект.

Хотя это и относительно простые меры, именно пассивное солнечное отопление может снизить счета за отопление почти на 50 процентов. Ведь что такое солнечная энергия? Это бесплатное электричество, которое дарит нам природа земли.

А во многих случаях, особенно если вы работаете с застройщиком который хорошо знаком с процессами пассивного солнечного отопления, строительство пассивного солнечного дома может стоить столько же, как и строительство обычного дома.

Активное солнечное отопление

Активное солнечное отопление похоже на пассивное солнечное отопление, но это гораздо более сложный процесс, и создает гораздо больше тепла, чем пассивные системы. Активное солнечное отопление обычно состоит из трех составляющих: солнечного коллектора для поглощения солнечной энергии, системы хранения полученой энергии и системы теплообмена для рассеивания тепла в соответствующие места в вашем доме.

Активные системы отопления можно разделить на две категории: воздушные системы и жидкие системы.

Различия в активных системах отопления находятся в том, как солнечная энергия накапливается в солнечном коллекторе. Жидкие системы используют жидкость для сбора энергии в солнечном коллекторе, в то время как воздушные системы поглощают энергию с помощью воздуха.

Так как солнечные коллекторы обычно устанавливается на крыше здания, то лучше всего разместить выход горячего воздуха в потолке. Система, установленная таким образом смешивает воздух в помещениях здания и к тому-же действует как потолочный вентилятор. опубликовано econet.ru  

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

econet.ru

Солнечная энергия – чем она полезна и интересна

29/05/2017

Человечество все более интенсивно эксплуатирует невозобновляемые источники энергии – нефть, уголь, газ и торф. В недрах земли продолжают образовываться их запасы, но расходуются они гораздо быстрее, при этом добыча полезных ископаемых чревата ухудшением экологической ситуации. Наиболее перспективный выход из тупика – переход к использованию возобновляемых энергетических ресурсов – солнца, ветра и геотермальной энергии, при этом наиболее интенсивно развивается солнечная энергетика, с каждым годом расширяя свою географию.

Чем шире будет применяться солнечная энергия для удовлетворения потребностей человечества в энергии, тем больше у него шансов спасти планету от разрушения. Ниже приведены интересные факты о солнечной энергетике, что поможет оценить весь потенциал отрасли.

Что представляет собой солнечная энергия?

Из всех поставщиков возобновляемой энергии солнечная энергия – самый мощный. Солнце освещает Землю уже миллиарды лет, и для всех форм жизни на планете из всего спектра солнечного излучения наиболее важны свет и тепло. В отличие от невозобновляемых горючих ископаемых, запасы восполняемых источников возобновляются естественно без ограничения их размеров. Первая страница истории солнечной энергетики была написана в 1839 году, и с каждым годом эта история пополняется новыми фактами.

Использование солнечной энергии

Из всех видов энергии солнечная – самая экологически чистая. Использование ее не требует больших капитальных вложений, энергия является фактически дармовой. Недостатком солнечного энергоснабжения является зависимость отдаваемой мощности энергоустановок от географической широты места их установки, времени года, времени суток, облачности, степени загрязнения атмосферы. Но там, где солнечная энергетика успешно внедрена, солнечные лучи нагревают воду, поставляют в дома и офисы тепло и электричество, и сфера применения дешевой энергии только расширяется по мере развития и совершенствования современных технологий.

30 наиболее интересных фактов о солнечной энергетике

1. При скорости света 300 тысяч километров в секунду и среднем расстоянии Земли от Солнца 150 миллионов километров, поток солнечной энергии достигает Земли меньше чем за 9 минут. При этом достигающая поверхности Земли лучистая энергия бесплатна, общедоступна и неисчерпаема.
2. Хотя мощность достигающей поверхности нашей планеты солнечной энергии существенно зависит от географической широты места установки солнечной станции, современные технологии позволяют эффективно использовать любое ее количество. 
3. Солнечную энергию можно использовать активно или пассивно. Проектирование строений с учетом климата, соответствующий выбор строительных материалов для использования энергии Солнца для освещения, поставки тепла, циркулирования воздуха в помещениях – все это примеры пассивного пользования солнечной энергией. А вот активное использование предполагает установку фотоэлектрических солнечных панелей и солнечных коллекторов.
4. Солнечное излучение частично поглощается земной атмосферой, и наибольшая мощность его фиксируется за пределами атмосферы, составляя 174 петаватта (петаватт – это миллион миллиардов ватт). Поверхности океанов, облаков и суши достигает 70% этой мощности, что в десятки тысяч раз выше мощности всех земных электростанций.
5. На Земле вода непрерывно циркулирует между океанами, сушей и атмосферой. Сконденсировавшаяся в облаках влага рано или поздно выпадает на землю в виде осадков. Все эти процессы обусловлены силой тяжести и солнечной энергией, и циркуляция воды позволяет изолировать в пределах планеты часть солнечной энергии. 
6. Проходящий под влиянием солнечного света фотосинтез в зеленых растениях ведет к накапливанию в них химической энергии. Разложение растений в земных недрах ведет к образованию полезных ископаемых – нефти, угля, торфа и газа, издавна и успешно используемых человечеством как источники тепла, света, а в перспективе и пищи.
7. Биоинтенсивное сельское хозяйство использует в 100 раз меньше энергии, чем коммерческое сельское хозяйство, за счет создания смешанных посадок, круглогодичного выращивания специальных культур. Солнечная энергия используется при этом по максимуму.
8. Еще наши предки научились подогревать воду на солнце. Там, где солнечное излучение наиболее интенсивно, удается успешно использовать его для нагрева воды и отопления зданий. 
9. Еще в древности применялись основанные на конвекции воздуха пассивные системы вентиляции и солнечные дымоходы. Основано это применение на том, что под воздействием солнечного тепла вертикальная труба нагревается и наблюдается эффект всасывания воздуха, что используется для охлаждения и проветривания помещений.
10. Весьма давно и успешно работают солнечные опреснители морской воды, поставляющие пресную воду сельскому хозяйству, промышленности и жилому сектору. 
11. Солнечный свет, особенно при наличии в нем ультрафиолета – прекрасный дезинфектор и отбеливатель. На солнце хорошо сушить одежду и постельное белье, что их только освежает.
12. На солнце, с использованием концентрирующих солнечное излучение коллекторов, можно готовить, сушить и пастеризовать пищу. 
13. Энергия солнца может преобразовываться в электрическую энергию прямым путем посредством солнечных элементов (панелей, батарей), и непрямым путем, с промежуточными стадиями преобразования энергии.
14. Из биомассы метановым или водородным методом получаются биодизель, биогаз и другие виды углеводородного топлива, успешно используемые в отраслях народного хозяйства. Источником этой энергии является преобразованная посредством фотосинтеза энергия солнечного света. 
15. Материалы с высокой теплоемкостью (камень, галька, гравий, вода, соль, земля и пр.) позволяют накапливать тепловую энергию солнечного излучения с последующей ее отдачей. Возможно и накопление/отдача тепла при постоянстве температуры (со сменой агрегатного состояния – плавлении, испарении, отвердевании, конденсации).
16. После мирового нефтяного кризиса 1973 года наметилась тенденция распространения и внедрения альтернативных источников энергии – геотермальной, ветровой и солнечной энергии.
17. Солнечная энергия не связана с какой-либо формой биологической опасности, это наиболее естественный, экологически чистый и простой способ получения энергии; за ней, несомненно, будущее.
18. Посредством особых конструкций солнечная энергия преобразуется в электричество или тепло, используемые в дальнейшем в промышленности или быту.
19. Особенность солнечной энергии еще и в том, что при ее использовании не нарушается тепловой баланс планеты, не расходуются невосполняемые полезные ископаемые, а окружающей среде не наносится ущерб. 
20. Из всех возобновляемых источников энергии солнечная – наиболее широко используемый и надежный источник.
21. Космическая отрасль невозможна без использования солнечного излучения. Благодаря солнцу работает аппаратура искусственных спутников, космических кораблей и автоматических межпланетных станций.
22. В будущем эффективность (или коэффициент полезного действия) солнечных преобразователей будет только увеличиваться вследствие применения нанотехнологий, внедрения современных разработок и результатов научных исследований.
23. В перспективе солнечная энергия станет основным источником снабжения энергией земной биосферы.
24. Интенсивность солнечного излучения за пределами атмосферы Земли составляет 1366 ватт на квадратный метр.
25. Из всех доступных способов получения альтернативной энергии наиболее распространенный – выработка ее на солнечных электростанциях. Самая крупная на Земле солнечная электростанция «Айванпа» площадью 13 кв. км. располагается в Калифорнии в пустыне Мохава. На этой станции производится 30% всей производимой в США термальной энергии.
26. Существует и возможность покрывать солнечной энергией временные потребности. Так, защитный чехол смартфона с солнечными элементами полностью обеспечивает его энергетические потребности, существуют рюкзаки с солнечными батареями, солнечные наушники с возможностями беспроводной связью Bluetooth. Через USB-выход подобные устройства позволяют зарядить множество электронных устройств. 
27. Арифметические калькуляторы с солнечными элементами позволяют полностью избавиться от невозобновляемых химических источников тока (элементов и батарей).
28. Солнечные панели и батареи практически не нуждаются в техническом обслуживании.
29. Солнечная энергия бесплатна, для ее получения требуются лишь первоначальные затраты на приобретение оборудования. Многие государства стимулируют использование солнечной энергии, приняв соответствующие государственные программы и введя систему налоговых льгот, что существенно экономит средства владельцев солнечных энергоустановок.
30. При использовании солнечной энергии исключаются проблемы транспортировки топливных ресурсов, исчезают расходы на их приобретение, при этом солнечная энергия никогда не иссякает и вседоступна.

Сообщения не найдены

Написать отзыв

grand-overon.in.ua

10 способов использования энергии солнца

Солнце проделало большую работу, чтобы отправить нам свою энергию, поэтому давайте ценить это! Теплый луч света на лице, был на поверхности Солнца восемь минут и девятнадцать секунд назад

1. Высушить одежду

Солнце проделало большую работу, чтобы отправить нам свою энергию, поэтому давайте ценить это! Теплый луч света на лице, был на поверхности Солнца восемь минут и девятнадцать секунд назад. Как минимум, используем его, чтобы высушить одежду. Поскольку солнце гигантский ядерный реактор, расскажите своим друзьям: у вас есть атомная сушилка для белья.

2. Вырастить свою еду

Уберите солнце, и что сможет расти? С помощью лишь почвы и солнечного света мы можем выращивать помидоры, перец, яблоки, малину, зеленый салат и многое другое. Постройте солнечные теплицы, которые хранят тепло солнца и вы сможете выращивать пищу даже во время холодной зимы.

3. Нагреть воду

Семьдесят миллионов китайских семей используют солнце для нагрева воды так почему и нет? Вы можете использовать вакуумную трубу или плоскую пластину, чтобы собрать солнечное тепло. При инвестициях в размере около $ 6800, эти механизмы обеспечат 100 процентов горячей воды летом, и 40 процентов в зимний период. 

4. Очистить воду

Если ваш местный водопровод небезопасно, вы можете использовать солнце для дезинфекции воды, заполнив пластиковые бутылки и оставив их на солнце в течение не менее шести часов. Солнечные ультрафиолетовые лучи убьют все бактерии и микроорганизмы. Если вы живете на берегу моря, вы можете использовать солнечную энергию для опреснения воды. 

5. Создать свое электричество

Установите на крыше солнечные батареи.

6. Привести автомобиль в движение

Представьте автомобиль который  питается только от солнца. Nissan Leaf EV 16000 километров в год, например, будет использовать 2000 кВт электроэнергии. Фотоэлектрическая система на вашей крыше будет генерировать 2200 кВт-ч в год, и как только вы выплатили  солнечные панели, энергия является бесплатной.

7. Для дизайна вашего дома

При проектировании пассивного солнечного дома, окна  на южной стороне  и изоляция на севере создают тепловую массу для хранения солнечного тепла. Эти шаги могут снизить потребности  в отоплении на 50 процентов. Максимально естественное освещение солнца  уменьшает необходимость в искусственной подсветке.

8. Для отопления дома

9. Готовить пищу

Существуют различные виды солнечных плит: некоторые используют отражающую солнечные окна, другие параболическая диски. Летом вы также можете сделать свою собственную солнечную сушку для фруктов и овощей в вашем саду. 

10. Энергия для мира

Каждый день, солнце излучает в тысячу раз больше тепла в пустынях мира, чем мы используем. Солнечная тепловая технология, с помощью параболических или солнечных башен, можно конвертировать эту энергию в пар, а затем электричество. Мы могли бы решить все мировые энергетические потребности, используя только пять процентов Техаса для солнечной тепловой энергии. Так кто нуждается в нефти и нефтяных разливах?

econet.ru

Перспективы использования солнечной энергии

Ни для кого не секрет, что альтернативные методы добычи энергии, в буквальном смысле, ворвались в нашу жизнь, и начали переворот, который ведет за собой прогресс. Первым признаком этого стало появление огромного количества электромобилей, которые предполагают разработки мобильных и портативных устройств подзарядки.

О том, каким образом могут складываться перспективы использования солнечной энергии мы сегодня и поговорим.

В каких отраслях используется сейчас

Все думают, что практически каждый населенный пункт уже имеет на своей территории одного или нескольких владельцев солнечных панелей, которые предпочитают добывать электроэнергию в свои дома при помощи альтернативных источников, при этом немного зарабатывая на излишке добытого сырья. Вполне возможно, что вы правы, однако далеко не каждый населенный пункт может похвастаться такой «достопримечательностью».

Одним из самых распространенных способов использования солнечной энергии в нашей стране является именно быт. Большое количество не только состоятельных, но и обычных здравомыслящих людей понимают, что это выгодно и правильно. Одноразовая инвестиция предполагает дальнейшее облегчение не только повседневной жизни, но и улучшение финансового положения.

Отдельным подпунктом можно выделять использование в сельской местности, которая не оснащена другим источниками питания. Как бы это ни было плохо или хорошо, но в нашей стране огромное количество деревушек, в которых не проведен газ, отопление, вода и другие коммуникации. Их спасает электричество, которое выполняет все функции:

1. водоснабжение при помощи электронасоса;
2. электрическое отопление;
3. нагрев воды.

Такие жители просто требуют наличие в своем доме солнечных пластин.

Кстати, существуют программы, позволяющие зарабатывать деньги на излишке добытой энергии. Они работаю не везде, однако вы можете поинтересоваться о них у местных властей об особенностях в вашем регионе.

Также, большой популярностью использование солнечной энергии пользуется у мелких предприятий, которые не имею масштабных построек. Мы имеем ввиду то, что обеспечить целый, например, завод по выпуску автомобилей питанием, путем добычи его из солнечных лучей, довольно сложно, а вот снабдить определенным оборудованием определенные цехи волне возможно, и даже необходимо!

Солнечную энергию, также, активно используют ученые не в плане исследований, а для изобретений каких-либо новых устройств. Так, например, один американский ученый создал специальный «солнечный гриль», который состоял из панелей, отражающих солнечные лучи, и вакуумного тубуса, который требуется наполнять едой. Специфическое строение позволяет концентрировать солнечные лучи таким образом, чтобы температура внутри тубуса достигала 200-300 градусов по Цельсию. Незаменимая вещь, если вы находитесь на природе или вы не имеете доступа к другим источникам приготовления пищи.

Кстати, недавно была изобретена линза, концентрирующая солнечную энергию в определенной точке. Это позволяет заряжать мобильные телефон не от солнечной панели, а при помощи интересного элемента декора.

Где ожидать новшеств

Рассуждать о том, где можно ждать новшеств развития источников альтернативного питания, которые предполагают превращение солнечной энергии можно очень долго, однако мы имеет несколько своих версий о том, какие отрасли в скором времени будет затрагивать данный вид исследований:

1. машиностроение. Перспективы солнечной энергии в обустройстве электрокаров – первое, что приходит в голову. Видите ли, если спросить у любого владельца автомобиля, который работает от электричества, с какими неудобствами он связывается, они все ответят, что дело в зарядке. Даже учитывая то, что количество заправок для таких автомобилей возрастает с каждым днем, сократить время зарядки довольно сложно. На заправку автомобиля горючим топливом уходит до 10 минут. На зарядку электрокара – порядка одного часа. Ждем изменений;
2. перспектива спасения Земли. Как бы это громко не звучало, но процесс уменьшения количества пресной воды на планете – одна из самых больших проблем человечества. На данном этапе нашего развития мы можем смело говорить о том, что это возможно. Почему? Дело не в том, что солнечная энергия может превращать соленую воду в пресную. Тайна кроется немного глубже. На это способны некоторые агрегаты, которые преобразуют солнечную энергию в электрическую. Таким образом, мы можем одной машиной делать два дела: обеспечивать население энергией и пресной водой.

Перспективы развития огромны, и относятся не только к бытовым, но и к глобальным процедурам, таким как исследование космоса и прочее. Верим в то, что совсем скоро мы будем пользоваться энергией солнца каждый день, а не в редких случаях.

altenergiya.ru

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 энергии

Солнце 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 прошлое

Когда-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 энергии

Область 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:

• Энергоснабжение частных домов, пансионатов, санаториев;
• Энергоснабжение населённых пунктов, находящихся вдали от городской инфраструктуры;
• Сельское хозяйство;
• Космонавтика;
• Экотуризм;
• Уличное освещение, декоративная подсветка на дачных участках;
• Жилищно-коммунальное хозяйство;
• Зарядные устройства.

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 содержанию
 

Установки для преобразования солнечной энергии

Давайте, рассмотрим два основных типа установок, которые являются самыми распространёнными на сегодняшний день.

 

Гелиосистема для получения электрической энергии

Наиболее 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 коллекторы

Солнечные 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 содержанию

akbinfo.ru