نحن نعيش في عالم المستقبل، وإن لم يكن في جميع المناطق أمر ملحوظ. على أي حال، مناقشة إمكانية تطوير مصادر طاقة جديدة اليوم بشكل خطير في دوائر تدريجية. واحدة من الاتجاهات الأكثر واعدة هي الطاقة الشمسية.

في الوقت الحالي، يتم الحصول على حوالي 1٪ من الكهرباء على الأرض بسبب معالجة الإشعاع الشمسي. فلماذا لم نتمكن من التخلي عن طرق "ضارة" أخرى، وسوف ترفض على الإطلاق؟ نقترح التعرف على مقالتنا ومحاولة الإجابة على هذا السؤال بنفسك.

كيف يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى الكهرباء

دعنا نبدأ بالأهم - كيف تتم معالجة أشعة الشمس في الكهرباء.

العملية نفسها تسمى "الجيل الشمسي" وبعد الطرق الأكثر فعالية لضمان ما يلي:

• الكهروضوئية؛
• الطاقة الحارسية؛
• مصانع الطاقة الشمسية الطاقة الشمسية.

النظر في كل منهم.

الكهروضوئية

في هذه الحالة، يظهر الحالي الكهربائي نتيجة لذلك تأثير الضوئيةوبعد مبدأ هذا: ضوء الشمس يدخل التصوير الضوئي، تمتص الإلكترونات طاقة الفوتونات (جزيئات الضوء) وتتطلع إلى الحركة. نتيجة لذلك، نحصل على الإجهاد الكهربائي.

هذه العملية التي تحدث في الألواح الشمسية، وهي أساسها هي العناصر التي تحول الإشعاع الشمسي إلى الكهرباء.

تصميم اللوحات الضوئية مرنة بما فيه الكفاية ويمكن أن يكون لها أحجام مختلفة. لذلك، فهي عملية للغاية قيد الاستخدام. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي اللوحات على خصائص عالية الأداء: مقاومة لهطول الأمطار ودرجة الحرارة.

ولكن كيف يعمل وحدة لوحة للطاقة الشمسية منفصلة:

على استخدام الألواح الشمسية كأجهزة شحن، مصادر طعام منازل خاصة، للاستمتاع بالمدن والأغراض الطبية، يمكنك أن تقرأ فيها.

الألواح الشمسية الحديثة ومحطات الطاقة

من الأمثلة الأخيرة، يمكنك تحديد الألواح الشمسية للشركة sistinesolar.وبعد يمكن أن يكون لديهم أي ظلال والملمس على النقيض من الألواح الزرقاء الداكنة التقليدية. وهذا يعني أنه يمكنهم "ترتيب" سقف المنزل كما ستكون سعداء.

اقترح قرار آخر من قبل مطوري Tesla. أصدروا ليس فقط لوحة للبيع، ولكن معالجة مواد تسقيف كاملة الطاقة الشمسية. يحتوي على وحدات شمسية مدمجة ويمكن أن يكون لها أيضا التنفيذ الأكثر تنوعا. في الوقت نفسه، تكون المواد نفسها أقوى بكثير من بلاط التسقيف العادي، والسقف الشمسي هو ضمان لا نهاية له.

كمثال، يمكن إعطاء SES كامل التشغيل محطة حديثة بنيت في أوروبا مع لوحات ثنائية. يتم جمع الأخير للإشعاع الشمسي المباشر ويعكس. هذا يسمح لك بزيادة كفاءة الجيل الشمسي بنسبة 30٪. يجب أن تنتج هذه المحطة حوالي 400 ميجاوات سنويا.

الفائدة أسباب I. أكبر SES العائمة في الصينوبعد قوتها هي 40 ميجاوات. هذه الحلول لديها 3 مزايا مهمة:

• ليست هناك حاجة لاحتلال أراضي الأرض الكبيرة، والتي تعتبر صلة الصين؛
• في الخزانات، يتناقص تبخر المياه؛
• الضوئية أنفسهم أقل حرارة ويعمل بشكل أكثر كفاءة.

بالمناسبة، تم بناء هذه SES العائمة على موقع مؤسسة تعدين الفحم المهجور.

تقنية التكنولوجيا القائمة على التأثير الضوئي هي الأكثر واعدة اليوم، ووفقا للخبراء، ستكون الألواح الشمسية قادرة على إنتاج حوالي 20٪ من متطلبات الكهرباء العالمية في السنوات ال 30-40 المقبلة.

الطاقة الحارسية

هنا النهج مختلف بعض الشيء، ل يستخدم الإشعاع الشمسي لتسخين السفينة بالسائل. بفضل هذا، يتحول إلى زوج يقوم بتدوير التوربينات التي تؤدي إلى إنتاج الكهرباء.

يعمل المبدأ نفسه على توظيف محطات الطاقة الحرارية، يتم تسخين السائل فقط بواسطة حرق الفحم.

المثال الأكثر بصرية لاستخدام هذه التكنولوجيا هو محطة إيفانبا ستار في صحراء mojave. إنه أكبر محطة للطاقة الشمسية الشمسية في العالم.

إنه يعمل منذ عام 2014 ولا يستخدم أي وقود لإنتاج الكهرباء - الطاقة الشمسية الصديقة للبيئة فقط.

يقع الغلاية بالماء في الأبراج التي يمكنك رؤيتها في وسط التصميم. في جميع أنحاء مجال المرايا، يرشد أشعة الشمس إلى الجزء العلوي من البرج. في الوقت نفسه، يتحول الكمبيوتر باستمرار هذه المرايا اعتمادا على موقع الشمس.

أشعة الشمس يركز على البرج

تحت تأثير الطاقة الشمسية المركزة، يتم تسخين المياه في البرج ويصبح عبارة. لذلك يحدث الضغط، ويبدأ البخار بتدوير التوربينات، ونتيجة لذلك تمنح الكهرباء. سعة هذه المحطة هي 392 ميجاوات، والتي يمكن مقارنتها مع CHP المتوسطة في موسكو.

ومن المثير للاهتمام أن هذه المحطات يمكن أن تعمل في الليل. هذا ممكن بفضل غرفة البخار الساخن في المستودع واستخدامها تدريجيا لتدوير التوربينات.

محطات الطاقة الشمسية الطاقة الشمسية

لم يستخدم هذا الحل الأصلي على نطاق واسع، ولكن لا يزال يحدث.

يتكون التثبيت نفسه من 4 أجزاء رئيسية:

• Aerostate - تقع في السماء، وجمع الإشعاع الشمسي. داخل الكرة تدخل المياه، والتي يتم تسخينها بسرعة، تصبح البخار.
• أنبوب البخار - على ذلك، يزول أزواج تحت الضغط إلى التوربينات، مما أجبره على تدويره.
• التوربينات - تحت تأثير تدفق زوجين، فإنه يدور، إنتاج الطاقة الكهربائية.
• مكثف ومضخة - البخار يمر عبر التوربين يتكثف في الماء وترتفع في البالون باستخدام المضخة، حيث يتم تسخينها إلى الحالة على شكل البخار.

ما هي مزايا الطاقة الشمسية

• ستمنحنا الشمس طاقتها بضعة مليارات سنة. في الوقت نفسه، لا يحتاج الناس إلى إنفاق المال والموارد لفراستها.
• إن جيل الطاقة الشمسية هو عملية صديقة للبيئة تماما لا تحتوي على مخاطر للطبيعة.
• استقلالية العملية. يمر جمع أشعة الشمس وتوليد الكهرباء مع الحد الأدنى من المشاركة البشرية. الشيء الوحيد الذي يجب القيام به هو اتباع نظافة الأسطح العامل أو المرايا.
• يمكن إعادة تدوير الألواح الشمسية موردها واستخدامها في الإنتاج.

مشاكل لتطوير الطاقة الشمسية

على الرغم من تنفيذ الأفكار للحفاظ على عمل محطات الطاقة الشمسية في الليل، لا يتم تأمين أي شخص ضد أهواء الطبيعة. إن السماء المشدة عن طريق السحب لعدة أيام تقلل بشكل كبير من إنتاج الكهرباء، وتغذيتها دون انقطاع لها حاجة إلى السكان والمؤسسات.

بناء محطة توليد الطاقة الشمسية - المتعة ليست رخيصة. هذا بسبب الحاجة إلى تطبيق العناصر النادرة في تصميمها. ليست كل الدول مستعدة لميزانيات النفايات لنباتات الطاقة الأقل قوة عندما يكون هناك TPPS تعمل ومصانع الطاقة النووية.

لاستيعاب هذه المنشآت، هناك حاجة إلى مجالات كبيرة، وفي الأماكن التي يكون فيها الإشعاع الشمسي على مستوى كاف.

كيف هي الطاقة الشمسية في روسيا

لسوء الحظ، في بلدنا، في بلدنا، يتم حصاد الفحم والغاز والنفط، وستكون روسيا بالتأكيد من بين الأخير، الذي سيجول بالكامل إلى طاقة بديلة.

حتى تاريخه الجيل الشمسي هو 0.03٪ فقط من ميزان الطاقة في الاتحاد الروسيوبعد للمقارنة في نفس ألمانيا، هذا المؤشر أكثر من 20٪. لا يهتم رواد الأعمال بالاستثمار في الطاقة الشمسية بسبب الاسترداد الطويل وليس الربحية العالية للغاية، لأنه يكلفنا أرخص بكثير.

في مناطق موسكو و Leningrad المتقدمة اقتصاديا، يكون النشاط الشمسي منخفضا. هناك، بناء محطات الطاقة الشمسية هي ببساطة غير مميزة. لكن المناطق الجنوبية واعدة للغاية.

حتى الآن، فإن مشكلة استهلاك الطاقة حادة للغاية - موارد الكوكب ليست لانهائية وخلال وجودها، فإن البشرية مدمرة للغاية بحقيقة أنها أعطيت بطبيعتها. في الوقت الحالي، يتم تنفيذ استخراج الفحم والنفط بنشاط، والاحتياطيات التي أصبحت أقل وأقل. سمحت للإنسانية بإجراء خطوة مذهلة في المستقبل واستخدام الطاقة الذرية، مما أدى إلى خطر كبير على البيئة بأكملها مع هذه البركة.

لا تقل عن سؤال حاد هو التعدين البيئي النشط للموارد واستخدامها الإضافي يؤثر بشكل خبيث على حالة الكوكب، مما يتغير ليس فقط طبيعة التربة، ولكن حتى الظروف المناخية.

لهذا السبب تم إيلاء اهتمام خاص دائما للمصادر الطبيعية للطاقة، مثل، على سبيل المثال، مثل الماء أو الرياح. أخيرا، بعد سنوات عديدة من البحوث والتنمية النشطة والإنسانية "دوروسلو" قبل استخدام طاقة الشمس على الأرض. يتعلق الأمر به وأذهب إلى خطاب آخر.

ما هو جذاب

قبل التبديل إلى أمثلة محددة، اكتشف كيف مهتما بكثير هذا النوع من استخراج الطاقة للباحثين في جميع أنحاء العالم. يمكن أن يسمى الخاصية الرئيسية للهواء. على الرغم من العديد من الفرضيات، فإن احتمال أن يخرج النجم مثل الشمس في المستقبل القريب، صغير للغاية. وهذا يعني أن القدرة على الحصول على الطاقة النقية مفتوحة للبشرية بطريقة طبيعية تماما.

الميزة الثانية التي لا شك فيها استخدام طاقة الشمس على الأرض هي علم البيئة لهذا الخيار. سيكون التأثير على البيئة في ظل هذه الشروط صفر، والذي بدوره يوفر العالم مستقبل أخف بكثير من الشخص الذي يفتح مع تعدين دائم من الموارد المحدودة تحت الأرض.

أخيرا، يجب أن تدفع إلى حقيقة أن الشمس تمثل أصغر خطر على الشخص نفسه.

كما هو الحال في الواقع

الآن دعنا نذهب إلى هذه النقطة. هناك عدد قليل من الاسم الشعري "الطاقة الشمسية" في الواقع تحويل الإشعاعات إلى الكهرباء باستخدام تقنيات متطورة خصيصا. توفر هذه العملية العناصر الكهروضوئية التي تستخدمها الإنسانية بنشاط للغاية لأغراضها الخاصة، وناجحة للغاية.

اشعاع شمسي

لقد تم تطويره تاريخيا أن اسم "الإشعاع" الأسماء يسبب شخصا مع جمعيات سلبية إلى حد ما بدلا من الإيجابية بسبب كوارث تقنيات تكنولوجية، والتي تمكن العالم من البقاء على قيد الحياة في قرنهم. ومع ذلك، فإن تكنولوجيا استخدام طاقة الشمس على الأرض تنص على عملها.

في الواقع، هذا النوع من الإشعاع هو الإشعاع الكهرومغناطيسي، وهو نطاق ما بين 2.8 إلى 3.0 ميكرون.

تم استخدامه بنجاح من قبل البشرية، يتكون الطيف الشمسي في حقيقة أن ثلاثة أنواع من الأمواج: الأشعة فوق البنفسجية (حوالي 2٪)، حوالي 49٪ هي موجات خفيفة، وأخيرا، بقدر الطاقة الشمسية لديها عدد صغير من المكونات الأخرى لكن دورهم أمر ضئيل للغاية. أنهم ليس لديهم تأثير خاص على حياة الأرض.

كمية الطاقة الشمسية تسقط على الأرض

الآن بعد أن يتم تحديد تكوين الطيف البشري المستخدمة لصالح البشرية، ينبغي الإشارة إلى ميزة أخرى مهمة لهذا المورد. يبدو استخدام الطاقة الشمسية على الأرض واعدة للغاية أيضا لأنه متوفر بكميات كبيرة إلى حد ما في الحد الأدنى تقريبا من تكاليف المعالجة. إن العدد الإجمالي لنجم الطاقة المنبعث كبير للغاية، لكنه يصل إلى حوالي 47٪ على سطح الأرض، وهو ما يساوي سبعة من ساعات الكيلووات. للمقارنة، نلاحظ أن ساعة كيلوواط واحدة فقط ستكون قادرة على توفير عمل لمدة عشر سنوات لمبة ضوء الطاقة في مائة واط.

تعتمد قوة الإشعاع للشمس واستخدام الطاقة على الأرض، بالطبع على عدد من العوامل: الظروف المناخية، زاوية الأشعة السقوط على السطح والموسم والموقف الجغرافي.

متى وكم

من السهل تخمين أن الكمية اليومية للطاقة الشمسية التي تسقط على سطح الأرض تتغير باستمرار، لأنها تعتمد مباشرة على موضع الكوكب بالنسبة إلى الشمس وحركة الإنارة نفسها. لقد اشتهرت منذ فترة طويلة بحقيقة أنه عند الظهر، فإن الإشعاع كحد أقصى، بينما في الصباح وفي المساء، فإن عدد يصل الأشعة أقل بكثير.

بثقة، يمكننا القول أن استخدام طاقة الشمس سيكون الأكثر إنتاجية في المناطق أقرب وقت ممكن إلى الشريط الاستوائي، لأنه هناك أن الفرق بين أعلى وأعلى المؤشرات الأدنى هو الحد الأدنى، مما يشير الحد الأقصى لمبلغ الإشعاع الذي يصل إلى سطح الكوكب. على سبيل المثال، على أراضي الأقسام الأفريقية الصحراوية، يصل المبلغ السنوي للإشعاع إلى متوسط \u200b\u200b2،200 كيلووات-ساعات، بينما في كندا أو، على سبيل المثال، أوروبا الوسطى، لا تتجاوز المؤشرات 1000 كيلووات.

الطاقة الشمسية في التاريخ

إذا كنت تفكر على نطاق واسع قدر الإمكان، فقد بدأت محاولات "ترويض" اللمعان الكبير، وتدفئة كوكبنا، في العصور القديمة العميقة في أوقات الوثنية، عندما تم تجسيد كل عنصر من إيل منفصلا. ومع ذلك، بالطبع، عند استخدام الطاقة الشمسية، لا يمكن أن يكون الكلام - سحر مرجما في العالم.

بدأ موضوع استخدام طاقة الشمس على الأرض في الارتفاع بنشاط فقط في نهاية الرابع عشر - بداية القرن العشرين. تم إجراء الاختراق الحقيقي في العلوم في عام 1839 من قبل ألكساندر إيدون لأنك، الذي تمكن من أن يصبح مكتشك التأثير الكهروضوئي. زادت دراسة هذا الموضوع بشكل كبير، وبعد 44 عاما، تمكن تشارلز Fritts من بناء الوحدة الأولى في التاريخ، والتي كانت تستند إلى السيلينيوم المذهبة. أعطى استخدام طاقة الشمس على الأرض كمية صغيرة من الكهرباء الصادرة - وكان الإجمالي الإجمالي للإنتاج بعد ذلك بأكثر من 1٪. ومع ذلك، بالنسبة لجميع البشرية، أصبحت طفرة حقيقية افتتح آفاقا جديدة من العلوم، والتي لم يكن حتى أن أحلم بها.

تم تقديم مساهمة كبيرة في تطوير الطاقة الشمسية في وقت واحد ألبرت آينشتاين نفسه. في العالم الحديث، يرتبط اسم العالم في كثير من الأحيان نظريته النسبية الشهيرة، ولكن في الواقع جائزة نوبل حصل على وجه التحديد

حتى أيامنا، تعاني تقنية استخدام طاقة الطاقة الشمسية على الأرض، ثم لا تقل عن شلالات سريعة، ولكن هذه الصناعة قد تم تحديثها باستمرار مع حقائق جديدة، ويمكنك أن تأمل في أن الباب أمام عالم جديد تماما سوف تفتح أمامنا.

الطبيعة ضد الولايات المتحدة

لقد تحدثنا بالفعل عن مزايا استخدام طاقة الشمس على الأرض. الانتباه الآن إلى عيوب هذه الطريقة، والتي، لسوء الحظ، ليس أقل.

بسبب الاعتماد المباشر على الوضع الجغرافي، يتطلب الظروف المناخية وحركة الشمس، إنتاج الطاقة الشمسية بكميات كافية تكاليف إقليمية هائلة. يكمن الجوهر في حقيقة أن مساحة استهلاك ومعالجة الإشعاع الشمسي، وكلما زادت كمية الطاقة النظيفة بيئيا نحصل عليها عند الإخراج. يتطلب وضع هذه الأنظمة الضخمة عددا كبيرا من المربع المجاني، مما يؤدي إلى صعوبات معينة.

هناك مشكلة أخرى فيما يتعلق باستخدام طاقة الشمس على الأرض تعتمد بشكل مباشر على وقت اليوم، لأن إنتاج الليل سيكون صفرا، وفي الصباح والمساء هو أمر ضئيل للغاية.

عامل خطر إضافي هو الطقس نفسه - يمكن أن تؤثر ظروف التغيير الحادة سلبا للغاية على عمل هذا النوع من النظام، لأنه من الصعب تصحيح الطاقة المطلوبة. بمعنى ما، يمكن أن يكون الوضع مع تغيير حاد في كمية الامتصاص والإنتاج خطيرا.

نقية، ولكنها مكلفة

استخدام الطاقة الشمسية على الأرض أمر صعب في الوقت الحالي بسبب ارتفاع تكاليفه. التصوير الضوئي اللازم لتنفيذ العمليات الرئيسية لها تكلفة عالية بما فيه الكفاية. بطبيعة الحال، فإن الجوانب الإيجابية لاستخدام هذا المورد تجعل الاسترداد، ولكن من وجهة نظر اقتصادية، في الوقت الحالي، لا يتعين عليك التحدث عن الاسترداد الكامل للتكاليف النقدية.

ومع ذلك، كما يظهر الاتجاه، فإن سعر التصوير الضوئي يقع تدريجيا، لذلك مع مرور الوقت يمكن حل هذه المشكلة تماما.

إزعاج العملية

يمثل استخدام الشمس كمصدر للطاقة الصعوبة حتى لأن هذه الطريقة لمعالجة الموارد مستهلكة لفترة طويلة وغير مريحة. يعتمد استهلاك وإعادة تدوير الإشعاع بشكل مباشر على نقاء اللوحات، وهو ما يمثل مشكلة إلى حد ما. بالإضافة إلى ذلك، من السلبية للغاية على هذه العملية تؤثر أيضا على تسخين العناصر التي يمكن منعها فقط باستخدام أنظمة تبريد قوية، والتي تتطلب تكاليف مادية إضافية، وكبير.

بالإضافة إلى ذلك، فإن اللوحات المستخدمة في HeliColly Platectors، بعد 30 عاما من العمل النشط، تدخل تدريجيا، وكانت تكلفة التصوير الضوئي سابقا.

السؤال البيئي

سبق أن قيل إن استخدام مثل هذا المورد سيكون قادرا على إنقاذ البشرية من مشاكل بيئية خطيرة بما فيه الكفاية في المستقبل. مصدر الموارد والمنتج النهائي هو حقا بيئيا من أعلى مستوى ممكن.

ومع ذلك، فإن استخدام طاقة الشمس، مبدأ تشغيل المروحة هو تطبيق لوحات خاصة مع التصوير الضوئي، لتصنيع كتلة من المواد السامة: الرصاص أو الزرنيخ أو البوتاسيوم. ومع ذلك، فإن استخدامهم الأضرار اللازمة للبيئة لا يجلبوا الحياة المحدودة لعملتهم، مع مرور الوقت، إعادة تدوير اللوحات يمكن أن تكون مشكلة خطيرة.

للحد من التأثير السلبي على البيئة، تحول الشركات المصنعة تدريجيا إلى لوحات الأفلام الرفيعة التي لها تكلفة أقل وأقل أقل بضاء في البيئة.

طرق لتحويل الإشعاع إلى الطاقة

الأفلام والكتب حول مستقبل البشرية تعطينا دائما تقريبا حول نفس الصورة هذه العملية، والتي، في الواقع، يمكن أن تختلف اختلافا كبيرا عن الواقع. هناك عدة طرق لتحويل.

يمكن أن يسمى الأكثر شيوعا استخدام التصوير الموصوف سابقا مسبقا.

كديل، تستخدم البشرية بنشاط الطاقة الهليونية القائمة على تسخين الأسطح الخاصة، والتي تسمح بالاتجاه الصحيح لدرجة الحرارة الناتجة لتسخين الماء. إذا قمت بتبسيط هذه العملية قدر الإمكان، فيمكن مقارنتها بالدبابات المستخدمة في الروح الصيفية في منازل القطاع الخاص.

هناك طريقة أخرى لاستخدام الإشعاع لتوليد الطاقة هي "Sunny Sail"، والتي يمكن أن تتصرف فقط في هذا النوع من النظام يحول الإشعاع إلى

تم حل مشكلة عدم الإنتاج في الليل جزئيا بواسطة محطات الطاقة الشمسية للطاقة الشمسية، وتشغيلها بسبب تراكم الطاقة المنبعثة ومدة عملية التبريد.

نحن والطاقة الشمسية

تستخدم موارد الطاقة الشمسية والرياح على الأرض بنشاط، على الرغم من أننا غالبا ما لا تلاحظها. ذكرت سابقا التدفئة الرئيسية للمياه في الروح الصيفية. في جوهرها، تستخدم الطاقة الشمسية في معظم الأحيان خصيصا لهذه الأغراض. ومع ذلك، هناك الكثير من الأمثلة الأخرى: في كل متجر تقريبا من تقنية الإضاءة، يمكنك العثور على المصابيح الكهربائية التراكمية التي يمكن أن تعمل بدون تيار كهربائي حتى في الليل بسبب الطاقة المتراكمة يوميا.

يتم استخدام المنشآت القائمة على التصوير الضوئي بنشاط في جميع أنواع محطات الضخ وأنظمة التهوية.

أمس اليوم غدا

واحدة من أهم الموارد للإنسانية هي الطاقة الشمسية، وتوقعات استخدامها كبيرة للغاية. تمول هذه الصناعة بنشاط وتوسيع وتحسينها. الآن تتم تطوير الطاقة الشمسية أكبر قدر ممكن في الولايات المتحدة، حيث تستخدمها بعض المناطق كمزود طاقة بديل كامل. أيضا، فإن محطات توليد الطاقة من هذا النوع العمل إلى بلدان أخرى قد استغرقت منذ فترة طويلة الدورة التدريبية لهذا النوع من الكهرباء، والتي سيتم حلها قريبا بمشكلة التلوث البيئي.

طاقة شمسية - هذا خفيف، الدفء والحياة على كوكبنا، ولا يزال الطاقة الشمسية هو المصدر البديل الرئيسي، الذي يتجاوز عدة أوامر من حيث الحجم إمكانات الطاقة الحالية بأكملها للأرض، وهي قادرة على ضمان جميع احتياجات الطاقة الخاصة بها بالكامل.

نظرا لأن الشمس مصدر لا نهاية لها من الحرارة والضوء (مشروط) وتؤيد طاقة الإشعاع الشمسية الحياة على الأرض مقابل مليون سنة. القدرة على ضمان جميع العمليات الحيوية للشمس لها ما يرجع إلى تكوينها. في نسبة النسبة المئوية، يتكون أساسا من عنصرين: الهيدروجين (73٪) وهيليوم (25٪). بمزيد من التفاصيل حول تكوين ودورة حياة الشمس، يمكنك القراءة، على سبيل المثال، في ويكيبيديا.

ردود الفعل من التوليف النووي النووي الذي يحدث في الهيدروجين أحرق الشمس، وتحوله إلى الهيليوم. يتم تشع الطاقة المضحفة للأشعة الشمسية، التي صدرت خلال هذه العمليات، في الفضاء. بالمناسبة، يحاول العلماء تكرار ردود الفعل هذه على الأرض (رد فعل التخليق النووي للتحكم فيه، مشروع Tokamak الدولي).

توفر جميع الكائنات الحية باستخدام الطاقة الشمسية عمليات حياتها الخاصة - أشعة الشمس ضرورية للمرحلة الأولية من عملية التمثيل الضوئي. مع مشاركتها، تحدث تخليق المواد مثل الأكسجين والهيدروكربونات.

تقل كمية الهيدروجين في الشمس تدريجيا وسوف يأتي الوقت في وقت قريب أو في وقت لاحق عندما يتم استنفاد مخزونها في الشمس. ومع ذلك، بسبب كمية كبيرة من الهيدروجين، لن يحدث هذا، على الأقل في 5 مليارات سنة القادمة.

يتم تحويل كل ثانية في نواة الشمس، حوالي 4 ملايين طن من المواد إلى طاقة مشعة، ونتيجة لذلك يتم إنشاء الإشعاع الشمسي ودفق النيوترينو الشمسي.

التدفق الرئيسي لطاقة الشمس، التي تأتي إلى جو الأرض في النطاق الطيفي من 0.1 4 ميكرون. في حدود 0.3 1.5-2 ميكرون، فإن جو الأرض شفافة تقريبا للإشعاع الشمسي. يتم امتصاص أمواج الأشعة فوق البنفسجية (طول الموجة أقصر من 0.3 ميكرون) من قبل طبقة الأوزون الموجودة في ارتفاعات 20-60 كم. الأشعة السينية وإشعاع جاما لا تصل تقريبا إلى سطح الأرض.

يتميز تركيز الطاقة الشمسية بقيمة 1367 واط / م 2، ودعا ثابت الشمسية. من هذا القبيل الذي يمر عبر منطقة عمودي من 1 م 2، إذا تم وضعه عند مدخل الطبقة العليا من جو الأرض. عند الوصول إلى هذا الدفق، يتم تقليل فقد الطاقة إلى 1000 W / M 2 في خط الاستواء. لكن تغيير اليوم والليل يقلل من ذلك مع 3 مرات أخرى. خطوط العرض المعتدل، مع فترة الشتاء، إنه نصف المؤشر الكمي على أقصى تدفق في خط الاستواء.

متوسط \u200b\u200bمع مرور الوقت وعلى سطح الأرض، هذا التدفق هو 341 ث / م 2. لكل سطح كامل، أو 1.74x10 17 W في حساب السطح الإجمالي للأرض. وبالتالي، في يوم واحد، ستتلقى الأرض الموجودة على السطح 4،176X10 15 كيلو عضو من الطاقة، معظمها يعود إلى الفضاء كإشعاع.

وفقا ل IEA لعام 2015، كان إنتاج الطاقة العالمي 19099 MTOE (أي ما يعادل زيت ميغاتون). من حيث kilowatshas مألوفة، سيكون هذا الرقم 6.07x10 11 كيلووات ساعة في اليوم.

تتيح الشمس الطاقة للطاقة أكثر من 8000 مرة أكثر مما هو ضروري لجميع البشرية. من الواضح أن آفاق استخدام هذا النوع من الطاقة هي واسعة جدا. مع مشاركتها، تطور طيران الرياح (الرياح تحدث بسبب اختلاف درجة الحرارة)، يتم استخدام محولات الضوئية ويتم بناء محطات هيدرولوجية. هناك استخدام واسع للبطاريات الشمسية.

إمكانات استخدام الطاقة الشمسية كبيرة جدا.

مزايا وعيوب استخدام الطاقة الشمسية

فوائد استخدام الطاقة الشمسية أدتوا إلى حقيقة أن اليوم نرى استخدامها في مجموعة متنوعة من الأنشطة البشرية.

المزايا الرئيسية هي:

• عدم قابلية طاقة الشمس في 4 مليارات سنة القادمة؛
• إن توفر هذا النوع من الطاقة هو أن المزارعين، ومضيفين المنازل الخاصة، والنباتات العملاقة هي بأمان وفعالية اليوم.
• النقاء الحرة والبيئية للطاقة المنتجة؛
• احتمال تطور هذا المصدر للطاقة، التي أصبحت ذات صلة بشكل متزايد بسبب الزيادة في الأسعار لأنواع أخرى من الطاقة؛
• لأن ينمو عدد المعدات التي يتم تكليفها سنويا وموثوقيتها، تكلفة الخلايا الشمسية التي تنتجها كيلووات.

إلى أوجه القصور الشرطية للطاقة الشمسية يمكن أن تعزى:

• العيب الرئيسي للطاقة الشمسية هو الاعتماد المباشر على كمية الضوء والحرارة من تأثير العوامل مثل الطقس، وقت السنة أو اليوم. في هذه الحالة، الحاجة هي الحاجة إلى تجميع الطاقة، مما يزيد من تكلفة النظام؛
• لإنتاج عناصر المعدات لهذا الغرض، نادر، وبالتالي، يتم تطبيق العناصر باهظة الثمن.

آفاق تطوير الطاقة الشمسية

اليوم، أصبحت التقنيات التي يستخدم فيها طاقة أشعة الشمس أكثر استخداما على نطاق واسع. الأكثر شيوعا هي الألواح الشمسية. يتم تثبيت العناصر الكهروضوئية بنجاح على أنواع مختلفة من النقل - بدءا من المركبات الكهربائية والنهاية مع الطائرات. الممارسات اليابانية لهم في القطار.

يعمل بنجاح، واحدة من محطات الطاقة الكهروموية الأوروبية توفر كل احتياجات الفاتيكان. أكبر محطة في كاليفورنيا، المصدر الذي هو الطاقة الشمسية (الصورة تعطي الأفكار حول المقياس)، تقدم الآن موظفي عملها الذي يعمل على مدار 24 ساعة.

تواجه إدخال هذه التقنيات مقاومة من قادة صناعة الهيدروكربونات - بعد كل شيء، قد يزداد مصادر بديلة في قطاع الطاقة ممثليها قريبا من المناصب الرائدة.

إذا تحدثنا عن التحول المباشر، فإن أجهزة تحويل الطاقة الشمسية هذه هي أكبر توزيع لأن الأنابيب الحرارية (مجمعات الطاقة الشمسية) وبطاريات الخلايا الشمسية.

اقتصاد تركيب الطاقة الشمسية

عند النظر في إمكانية تثبيت محطة الطاقة الشمسية، ركز على الجوانب البيئية والاقتصادية. أنها تبدو مثل هذا:

1. ما هي تكلفة التركيب الشمسي؟
2. ما هي فترة الاسترداد؟
3. هل هناك عدد كاف من الكهرباء لتوليد التثبيت؟

ينصح بالنظر في محطات الطاقة الصغيرة بسعة تصل إلى 50 كيلوواط. يتم استخدام منشآت الطاقة الكبرى بشكل رئيسي على المرافق الصناعية.

هو كمية الكهرباء كافية لتوليد محطة الطاقة الشمسية المنزلية؟

للإجابة على السؤال الثالث، قبل تصميم التثبيت الشمسي، فإنه يحدد ملف تعريف استهلاك الطاقة في المنزل. يمكن تسجيله عن طريق تثبيت مقياس الكهرباء على الكائن باستخدام وظيفة حفظ المعلمة الحالية: جهد الشبكة المستهلكة، واستهلاك الطاقة الحالي، وتيرة. بعد شهر، يمكنك تقدير ملف تعريف الاستهلاك الخاص بك مع متوسط \u200b\u200bوقيم المعلمات الحد الأدنى والحد الأدنى.

إذا لم يكن هناك مثل هذا الجهاز، فيمكن تقييم ملف تعريف استهلاك الطاقة على النحو التالي: سيكون من الضروري كتابة جميع الأدوات التي يمكن استخدامها في المنزل ومحاكاة الخيارات الممكنة لاستخدامها اليومي. بعد ذلك، مسلح مع آلة حاسبة، يمكنك حساب الاستهلاك اليومي للكهرباء وقيم الطاقة الذروة.

تلعب المنطقة دورا هاما حيث يقع المبنى. الطاقة التي تحقق سطح الأرض، اعتمادا على المنطقة، يمكن أن تختلف من أكثر من 5 كيلو واط ساعة / م 2 / يوم إلى 1.5 كيلو واط ساعة / م 2 / يوم وأقل.

إذا كان الحد الأقصى للسهم يسقط في النهار، لضمان كفاية الكهرباء التي تم إنشاؤها، فمن الضروري تقسيم الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة إلى قوة لوحة واحدة من الخلايا الشمسية. نوع وخصائص اللوحات معروفة من دليل الشركات المصنعة. يجب أن يؤخذ في اعتباره أن خصائص الألواح الشمسية تعطى في أقصى إضاءة - تعديل معامل إقليمي مطلوب. فترة الشتاء، عندما تكون البطاريات مغطاة بالثلوج لم تؤخذ في الاعتبار.

لا يأخذ هذا الحساب في الاعتبار الميزة التالية: خلال اليوم، سيكون التثبيت دائما توليد كمية مفرطة من الطاقةوفي الليل، لأسباب واضحة، سيكون الجيل يساوي 0.

زيادة البطاريات القابلة لإعادة الشحن على جانب واحد زيادة التكلفة الإجمالية للنظام، من ناحية أخرى، تقليل عدد لوحات الخلايا الشمسية بسبب تراكم الطاقة خلال فترات استهلاك الطاقة الأصغر.

لحساب بنك AKB، تحتاج إلى الإجابة على الأسئلة التالية:

• هل النظام مستقل بالكامل؟
• في حالة عدم الحكم الذاتي، فما هي الفترة القصوى الممكنة من الانقطاعات في مزود الطاقة.

يضاعف الحد الأقصى للاستهلاك في ساعة KW بعدد الساعات دون المصدر الرئيسي (يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه في وقت انقطاع الشمس قد لا يكون). بناء على هذه البيانات، من الممكن حساب قدرة بنك AKB. يؤدي إفرازات AKB إلى 0 إلى تقليل حياة خدمتها، وبالتالي يتم تقديم معامل أقصى مؤشر التفريغ، على سبيل المثال، يمكن أن يكون 50 أو 40 أو 30٪. أصغر معدل التفريغ الأقصى، كلما كان مبلغ ACB أكبر.

توليد الطاقة الشمسية

يتم توزيع المكونات الرئيسية لمعدات النظام في النسبة المئوية التالية (مشروطة):

• نظام العاكس والتحكم - 15-40٪؛
• الألواح الشمسية وحدات التحكم MPPT - 20-40٪؛
• البنك AKB - 30٪.

ستكون تكلفة الألواح الشمسية والبطارية متطابقة لأنظمة جميع الشركات المصنعة، تتوفر اختلافات كبيرة فقط بتكلفة المعدات العاكس باستخدام نظام التحكم وحدات تحكم MPPT.

يصل الفرق في السعر إلى أكثر من 200٪، اعتمادا على الشركة المصنعة. هذا لا يرجع ذلك فقط إلى "العلامة التجارية"، ولكن أيضا إمكانيات النظام، على سبيل المثال، الراحة في التحكم، وإمكانية الوصول عن بعد، والحد الأقصى للحمل والمقاومة إلى 2x-3x الزائدة الزائدة المتعددة، والقدرة على قطع تحميل التحميل جزئيا ، إلخ.

سيكون كل حل فني نهائي مختلف قليلا عن الآخرين بسبب حقيقة أن جميع الناس يستخدمون أجهزة منزلية مختلفة في أوقات مختلفة من اليوم. مزيج مثالي من المعدات، حتى على الطاقة المحددة غير موجودة.

كقيمة تقريبية للتثبيت الشمسي الوظيفي إلى منزل ريفي، مع الأخذ في الاعتبار الجزء النسخ الاحتياطي من الطاقة، يمكنك التنقل تقريبا الرقم 700-1800 USD / KW اعتمادا على الشركة المصنعة للمعدات.

فترة الاسترداد لتركيب الجيل الشمسي

إذا كان المضيفون يسافرون مشروطا إلى الكوخ فقط لعطلة نهاية الأسبوع فقط، فلا يوجد أي مستهلكين في المنزل يعمل يوميا، ثم، على الأرجح، سيدفع النظام 10-15 عاما على الأقل، مع تعريفة الكهرباء الحالية.

مع إقامة ثابتة، سيتم تخفيض فترات الاسترداد إلى 6-10 سنوات.

الجانب الإيجابي للميدالية - صاحب هذا المنزل يتلقى مصدرا مستقرا لمزود الطاقة ولا يعتمد على المطلوبات من امدادات الطاقة وقطرات الطاقة. الجميع يجلس دون نور، وأنت مع وظيفة أنظمة الأمن الخفيفة، لا تحتاج إلى فتح المرآب يدويا، إلخ.

يمكن افتراض أن تطوير النقل الكهربائي الخاص سوف يقلل من فترة الاسترداد للتركيب الشمسي للأسر. سيكون صاحب هذه السيارة حرا في "التزود بالوقود" من سقفه الخاص..

تعتمد فترة الاسترداد على اكتمال استخدام الكهرباء. إذا كان البناء يستخدم 100٪ من الجيل وهو متصل بالشبكة المركزية لإمدادات الطاقة، فإنه في الحالة العامة ليست هناك حاجة لتثبيت بنك AKB. ستكون الفترة المقدرة من الاسترداد الكامل لمثل هذا التثبيت 3-5 سنوات، وفي المناطق الحارة أقل.

يتم تشكيل فوائد إضافية بسبب حقيقة أن صاحب اليوم لا تدفع في معدل اليوم، وفي الليل التهاب بالألفة في الليل.

يمكن أن تكون مثل هذه الأجسام السريعة الاسترداد أي إنتاج مقاوم للطاقة مع سقف مسطح فارغ ومراكز التسوق والترفيه والرياضة والمواردات معهم ومجمعات التبريد وما إلى ذلك.

والمثير للدهشة أن هذه الحلول التي تسمح بدقة كبيرة للحد من تكاليف التشغيل، لا تزال غير مستخدم من قبل مالكي الأجسام العقارية.

في المستقبل المنظور، مع تطوير الطاقة الشمسية، سيتم استخدام عدد متزايد من مالكي المباني لاستخدام الطاقة النقية مقابل المواد الخام الهيدروكربونية.

بدون طاقة، الحياة مستحيلة على الكوكب. يشير القانون المادي لحفظ الطاقة إلى أن الطاقة لا يمكن أن تنشأ عن أي شيء ولا تختفي دون تتبع. يمكن الحصول عليها من الموارد الطبيعية، مثل الفحم أو الغاز الطبيعي أو اليورانيوم، وتحولت إلى أشكال مريحة بالنسبة لنا، على سبيل المثال، في الحرارة أو الضوء. في العالم من حولنا، يمكننا إيجاد أشكال مختلفة من تراكم الطاقة، ولكن الأهم بالنسبة للبشر هو الطاقة التي يتم إعطاء الطاقة الشمسية الإشعاعية للطاقة الشمسية.

طاقة شمسية يشير إلى مصادر الطاقة المتجددة، التي تتم استعادتها دون مشاركة بشرية، بطبيعة الحال. هذه هي واحدة من مصادر الطاقة الصديقة للبيئة التي لا تلوث البيئة. فرص طاقة شمسية تقريبا غير محدودين والعلماء في جميع أنحاء العالم يعملون على تطوير الأنظمة التي توسع إمكانيات استخدام طاقة شمسية.

متر مربع من الشمس يشع 62،900 كيلو واط من الطاقة. هذا يتوافق تقريبا بقدرة 1 مليون مصابيح كهربائية. مثيرة للإعجاب مثل هذا الرقم - الشمس تمنح الأرض كل ثانية 8000 مليار كيلوواط، أي عدة مرات أكثر من جميع محطات الطاقة في العالم. قبل العلم الحديث هو المهمة - لتعلم أكثر طاقة الشمس بالكامل وكفاءة كأمان. يعتقد العلماء أن الاستخدام في كل مكان طاقة شمسية - هذا هو مستقبل البشرية.

يجب استنفاد المخزونات العالمية لفصل الفحم والغاز المفتوح، مع هذه الوتيرة لاستخدامها، كما اليوم، في المائة عام المقبل. تشير التقديرات إلى أن الودائع التي تم استكشافها بعد من مخزونات الحفريات القابلة للاحتراق سيكون لها ما يكفي لمدة 2-3 قرون. ولكن في الوقت نفسه، ستكون أحفادنا خالية من شركات الطاقة هذه، وستتسبب منتجات الاحتراق في تلف هائل للبيئة.

إمكانات ضخمة لديها الطاقة الذرية. ومع ذلك، أظهر حادث تشيرنوبيل في أبريل 1986 ما هي العواقب الرئيسية التي قد تستلزم استخدام الطاقة النووية. أدرك الجمهور العالم بأسره أن استخدام الطاقة الذرية للأغراض السلمية مبررة اقتصاديا، ولكن ينبغي ملاحظة تدابير أمنية شديدة خلال استخدامها.

وبالتالي، فإن أكثر مصدر طاقة آمنة أو آمنة - الشمس!

طاقة شمسية يمكن تحويلها إلى طاقة مفيدة من خلال استخدام أنظمة الطاقة الشمسية النشطة والسلبية.

أنظمة سلبية لاستخدام الطاقة الشمسية.

الطريقة الأكثر بدائية للاستخدام السلبي طاقة شمسية - يتم رسمها في خزان مياه اللون الداكن. اللون الداكن، تراكم مشمس الطاقة، يحولها إلى حرارية - المياه مع ارتفاع درجات الحرارة.

ومع ذلك، هناك طرق أكثر تقدمية للاستخدام السلبي. طاقة شمسيةوبعد تم تطوير تقنيات البناء أنه عند تصميم المباني المحاسبية للظروف المناخية، فإن اختيار مواد البناء يستخدم قدر الإمكان. مشمس الطاقة للتدفئة أو التبريد، مباني الإضاءة. مع هذا التصميم، بناء المبنى هو جامع تتراكم مشمس الطاقة.

لذلك، في 100G N.E. القطب، بنى المبتدئ منزل صغير في شمال إيطاليا. في واحدة من الغرف، يتكون النوافذ من ميكا. اتضح أن هذه الغرفة أكثر دفئا من غيرها وتسخينها مطلوبة أقل من الحطب. في هذه الحالة، كانت ميكا مثل هجاء تأخير عازل.

هياكل المباني الحديثة تأخذ في الاعتبار الوضع الجغرافي للمباني. وبالتالي، فإن عدد كبير من النوافذ المطلة على الجانب الجنوبي، وتوفر في المناطق الشمالية، بحيث جاء المزيد من الضوء الشمسي والحرارة، والحد من عدد النوافذ من الشرق من الشرق والغربي للحد من تدفق أشعة الشمس في الصيف. في مثل هذه المباني، اتجاه النوافذ والموقع، الحمل الحراري والعزل الحراري هو نظام تصميم واحد في التصميم.

مثل هذه المباني صديقة للبيئة، مستقلة ونشاط. هناك الكثير من الضوء الطبيعي في المبنى، والاتصال مع الطبيعة يشعر بالكامل، والكهرباء ضرورية. يتم الاحتفاظ بالحرارة في مثل هذه المباني نظرا للمواد العازلة للحرارة المختارة من الجدران والسقوف والأرضيات. اكتسبت هذه المباني الأولى "الشمسية" شعبية هائلة في أمريكا بعد الحرب العالمية الثانية. بعد ذلك، بسبب انخفاض أسعار النفط، فائدة في تصميم هذه المباني العديد من UGAS. ومع ذلك، الآن، فيما يتعلق بالأزمة البيئية العالمية، كانت هناك زيادة في الانتباه إلى المشاريع البيئية مع زيادة نظم الطاقة المتجددة مرة أخرى.

أنظمة نشطة لاستخدام الطاقة الشمسية

في قلب أنظمة الاستخدام النشط طاقة شمسية يتم استخدام مجمعات الطاقة الشمسية. جامع، امتصاص مشمس الطاقة، يحولها إلى الحرارة، والتي من خلال تسخين التسخين المبنى، تسخي المياه، ويمكن تحويلها إلى الطاقة الكهربائية، إلخ. يمكن تطبيق مجمعات الطاقة الشمسية في جميع العمليات في الصناعة والزراعة والاحتياجات المحلية، حيث يتم استخدام الحرارة.

أنواع من جامعي

جامع الهواء الشمسي

هذا هو أبسط نوع من مجمعات الطاقة الشمسية. تصميمها بسيط للغاية ويذكر تأثير الدفيئة التقليدية، وهو في أي كوخ صيفي. قضاء تجربة صغيرة. في يوم شتوي مشمس، ضع أي عنصر على النافذة بحيث تقع الأشعة الشمسية على ذلك وبعد بعض الوقت وضع النخيل على ذلك. سوف تشعر أن هذا البند أصبح دافئا. وخارج النافذة يمكن أن يكون - 20! لذلك في هذا المبدأ، يتم تأسيس عمل جامع الهواء الشمسي.

العنصر الرئيسي في المجمع هو لوحة معزولة حراريا مصنوعة من أي مواد تنفذ جيدا. لوحة رسمت باللون الداكن. تمر الأشعة الشمسية عبر السطح الشفاف، وتسخين اللوحة، ثم تدفق الهواء الحرارة في الغرفة. يمر الهواء بسبب الاتفاقية الطبيعية أو استخدام مروحة، مما يحسن نقل الحرارة.

ومع ذلك، فإن الافتقار إلى عمل هذا النظام هو أن التكاليف الإضافية لعمل المعجبين مطلوبة. يعمل هؤلاء المجمعين من خلال يوم الضوء، لذلك لا يستطيعون استبدال المصدر الرئيسي للتدفئة. ومع ذلك، إذا قمت ببناء جامع بالمصدر الرئيسي للتدفئة أو التهوية، فإن كفاءتها تزداد بشكل غير محدد. يمكن أيضا استخدام جامعي الهواء الشمسي لتحلية مياه البحر، مما يقلل من تكلفته تصل إلى 40 يورو كل متر مكعب.

يمكن أن يكون مجمعات الطاقة الشمسية مسطحة ومكنسة كهربائية.

جامع الطاقة الشمسية المسطحة

يتكون المجمع من عنصر يمتص الطاقة الشمسية، الطلاءات (الزجاج مع محتوى معدني مخفض)، خط أنابيب وطبقة عازلة حرارية. طلاء شفاف يحمي السكن من الظروف المناخية الضارة. داخل العلبة، يتم توصيل لوحة امدادات الطاقة الشمسية (امتصاص) بالبريد، والذي يمثل من خلال الأنابيب. يمكن أن يكون خط الأنابيب في شكل شعرية وفي شكل سربنتين. يتحرك المبرد على طوله من مدخل فوهات منفذ، وتسخين تدريجيا. لوحة الماصة مصنوعة من الحرارة المعدنية المعدنية (الألومنيوم والنحاس).

يمسك المجمع بالحرارة، وتحولها إلى طاقة حرارية. يمكن بناء مثل هذه الجامعين في السقف أو الموضع على سطح المبنى، ويمكنك ترتيبها بشكل منفصل. هذا سوف يمنح تصميم المنظر الحديث المؤامرة.

مجمع الطاقة الشمسية فراغ

يمكن استخدام مجمعات الفراغ على مدار السنة. العنصر الرئيسي من جامعي أنابيب فراغ. يتكون كل منهم من أنابيب زجاجتين. تصنع الأنابيب من الزجاج البورسليكات، والمطافئ الداخلي بطلاء خاص، والتي توفر امتصاص الحرارة مع الحد الأدنى من التفكير. من المسافة بين الأنابيب، يتم لحام الهواء. للحفاظ على فراغ، يتم استخدام غاز الباريوم المرفق. في حالة جيدة، يحتوي أنبوب الفراغ على لون فضي. إذا كانت تبدو بيضاء، فهذا يعني أن الفراغ اختفى ويجب استبدال الأنبوب.

يتكون مجمع الفراغ من مجمع من أنابيب الفراغ (10-30) ويغادر نقل الحرارة إلى خزان تخزين من خلال السائل غير المتجمد (المبرد). جامعي فراغ CPD عالية:

- مع الطقس السحابي، لأن يمكن أن تستوعب أنابيب الفراغ طاقة أشعة الأشعة تحت الحمراء التي تمر عبر الغيوم

- يمكن أن تعمل في درجات حرارة ناقص.

الألواح الشمسية.

البطارية الشمسية هي مجموعة من الوحدات النمطية التي تصور وتحويل الطاقة الشمسية، بما في ذلك الحرارية. ولكن تم إصلاح هذا المصطلح تقليديا وراء المحولات النباتية. لذلك، قائلا إن "البطارية الشمسية" تعني جهازا كهربائيا بالكهرباء يحول الطاقة الشمسية إلى كهربائية.

الألواح الشمسية قادرة على توليد الطاقة الكهربائية باستمرار أو تتراكمها لمزيد من الاستخدام. لأول مرة، تم تطبيق البطاريات الكهروضوئية على الأقمار الصناعية الفضائية.

كرامة الخلايا الشمسية هي الحد الأقصى للبساطة للتصميم، والتركيب البسيط، ومتطلبات إصلاح الحد الأدنى، وحياة خدمة طويلة. لا يتطلب التثبيت مساحة إضافية. الشرط الوحيد هو عدم الظل لهم خلال فترة طويلة وإزالة الغبار من سطح العمل. الألواح الشمسية الحديثة قادرة على الحفاظ على الأداء خلال العقود! من الصعب العثور على النظام بأنه آمن وكفء ومع هذه الفترة الصلاحية الطويلة! أنها تنتج الطاقة طوال اليوم، حتى في الطقس الغائم.

الألواح الشمسية لها عيوبهم:

- الحساسية للتلوث. (إذا قمت بوضع البطارية بزاوية 45 درجة، فسيتم تنظيفها بأمطار أو تساقط الثلوج، وبالتالي لا تحتاج إلى صيانة إضافية)

- حساسية درجة الحرارة العالية. (نعم، عند تسخينها إلى 100 - 125 درجة، قد يتم قطع البطارية الشمسية حتى قطع الاتصال ونظام التبريد مطلوبا. سيكلف نظام التهوية حصة صغيرة من البطارية الناتجة عن الطاقة. في هياكل الألواح الشمسية الحديثة، نظام تدفق الهواء الساخن متوفر.)

- غالي السعر. (مع مراعاة عمر الخدمة الطويلة للألواح الشمسية، لن يؤدي فقط إلى دفع تكلفة اقتناءها، ولكن أيضا توفير الأموال في استهلاك الكهرباء، سيوفر الكثير من أنواع الوقود التقليدية عند آمنة بيئيا)

استخدام أنظمة الطاقة الشمسية في البناء.

في الهندسة المعمارية الحديثة، فإنها تخطط بشكل متزايد لبناء المنازل المصادر القابلة لإعادة الشحن المدمجة للطاقة الشمسية. يتم تثبيت الألواح الشمسية على أسطح المباني أو على دعم خاص. تستخدم هذه المباني مصدرا هادئا وموثوقا وآمنا للطاقة - الشمس. يتم استخدام الطاقة الشمسية للإضاءة والتدفئة الجوي وتبريد الهواء والتهوية وإنتاج الكهرباء.

نقدم العديد من المشاريع المعمارية المبتكرة باستخدام الأنظمة الشمسية.

تم تصميم واجهة هذا المبنى من الزجاج والحديد والألومنيوم مع مدخرات الطاقة الشمسية المدمجة. الطاقة المنتجة كافية لن تزويد السكان فقط في المنزل مع إمدادات المياه الساخنة المستقلة والكهرباء، ولكن أيضا تضيء الشارع 2.5 كم خلال العام.

صمم هذا المنزل مجموعة من الطلاب الأمريكيين. تم تقديم المشروع إلى مسابقة "تصميم وبناء المنازل وتشغيل الألواح الشمسية". شروط المنافسة: تقديم مشروع معماري لبناء سكني في كفاءته الاقتصادية وتوفير الطاقة والجاذبية. أثبت مؤلفو المشروع أن مشروعهم يمكن الوصول إليه، جذابة للمستهلك يجمع بين التصميم الممتاز والحد الأقصى للكفاءة. (الترجمة من www.soldecathlon.gov)

استخدام أنظمة الطاقة الشمسية في العالم.

استخدام النظم طاقة شمسية الكمال آمنة بيئيا. في جميع أنحاء العالم عليهم طلب كبير. في جميع أنحاء العالم، يبدأ الناس رفض استخدام الوقود التقليدي بسبب ارتفاع أسعار الغاز والنفط. لذلك، في ألمانيا في عام 2004. 47٪ من المنازل لديها جامعي الطاقة الشمسية لتسخين المياه.

في العديد من دول العالم، تم تطوير البرامج الحكومية لتنمية الاستخدام طاقة شمسيةوبعد في ألمانيا، هذا هو برنامج "100،000 أسطح شمسية"، في الولايات المتحدة الأمريكية برنامج مشابه "مليون سقف شمسي". في عام 1996 قام مهندسون ألمانيا، النمسا، بريطانيا العظمى، اليونان، ودول أخرى بتطوير ميثاق أوروبي حول طاقة شمسية في البناء والهندسة المعمارية. الصين تؤدي في آسيا، حيث يتم إدخال نظم تكنولوجيات الطاقة الشمسية على أساس تكنولوجيات الطاقة الشمسية في بناء المباني واستخدامها طاقة شمسية في الصناعة.

حقيقة أن تتحدث عن طرق عديدة هي: أحد شروط الانضمام إلى الاتحاد الأوروبي هو الزيادة في حصة المصادر البديلة في نظام الطاقة في البلاد. في 2000 عمل العالم 60 مليون متر مربع من جامعي الطاقة الشمسية، بحلول عام 2010 إلى 300 مليون متر مربع من كيلومتر واحد.

الخبراء يحتفلون بسوق النظم طاقة شمسية على إقليم روسيا وأوكرانيا وبيلاروسيا شكلت فقط. لم يتم إجراء أنظمة الطاقة الشمسية أبدا على نطاق واسع، لأن موارد المواد الخام كانت رخيصة جدا لأن أجهزة المعدات باهظة الثمن لم تكن في الطلب ... إطلاق سراح جامعي، في روسيا، على سبيل المثال، توقف تماما تقريبا.

نظرا لارتفاع سعر الطاقة التقليدية، كان هناك إحياء اهتمام باستخدام الأنظمة الشمسية. في عدد من مناطق هذه البلدان التي تعاني من نقص في موارد الطاقة، يتم قبول البرامج المحلية المتعلقة باستخدام النظم الهليدية، ولكن أنظمة الطاقة الشمسية مألوفة عمليا لسوق المستهلك الواسع.

السبب الرئيسي للتطور البطيء للسوق لبيع النظم الشمسية واستخدامها، أولا، تكلفته الأولي العالية، ثانيا، عدم وجود معلومات عن إمكانيات الأنظمة الشمسية، التقنيات المتقدمة لاستخدامها، حول المطورين والمصنعين من Heliosystems. كل هذا لا يمكن تمكين كيفية تقييم فعالية استخدام الأنظمة بشكل صحيح طاقة شمسية.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن جامع الطاقة الشمسية ليست منتجات نهائية. بالنسبة للمنتجات النهائية - الحرارة، الكهرباء، الماء الساخن - من الضروري أن تمر الطريق من التصميم، التثبيت قبل بدء Heliosystems. تظهر تجربة صغيرة موجودة لاستخدام مجمعات الطاقة الشمسية أن هذا العمل ليس أكثر صعوبة في تثبيت التدفئة التقليدية، لكن الكفاءة الاقتصادية أعلى بكثير.

في بيلاروسيا، هناك روسيا، في أوكرانيا هناك العديد من الشركات التي تعمل في تصميم وتركيب معدات التدفئة، لكن شركات الطاقة التقليدية اليوم لها الأولوية. تطوير العمليات الاقتصادية والخبرة العالمية في استخدام النظم طاقة شمسية يدل على أن المستقبل وراء مصادر الطاقة البديلة. بالنسبة للمستقبل القريب، يمكن ملاحظة أن Heliosystems هي موقف جديد غير مشغول عمليا لسوقنا.

مبدأ تحويل الطاقة الشمسية، تطبيقه ومنظوره

في العالم، مصادر الطاقة أقل وأقل تقليدية. الاحتياطيات من النفط والغاز والفحم مستنفدة وكل شيء يذهب إلى حقيقة أنهم سينتهيون عاجلا أم آجلا. إذا بحلول هذا الوقت لا تجد مصادر بديلة للطاقة، فإن البشرية تنتظر كارثة. لذلك، في جميع البلدان المتقدمة، يجري البحث إلى فتح وتطوير مصادر جديدة للطاقة. بادئ ذي بدء، هذه الطاقة الشمسية. منذ العصور القديمة، تم استخدام هذه الطاقة من قبل أشخاص لإضاءة الإسكان ومنتجات التجفيف والملابس، إلخ. الطاقة الشمسية اليوم هي واحدة من أكثر مصادر الطاقة البديلة الواعدة. حاليا، هناك بالفعل الكثير من التصميمات، مما يسمح بتحويل طاقة الشمس إلى كهربائية أو حرارية. الصناعة تنمو تدريجيا وتطويرها، ولكن، مثل في كل مكان، هناك مشاكل. كل هذا سنناقش في هذه المواد.

الطاقة الشمسية هي واحدة من أكثر المصادر المتجددة بأسعار معقولة على الأرض. استخدام الطاقة الشمسية في الاقتصاد الوطني له تأثير إيجابي على البيئة، لأنه لا يتطلب حفر الآبار أو تطوير الألغام. بالإضافة إلى ذلك، هذا النوع من الطاقة مجاني ولا يستحق شيئا. بشكل طبيعي، مطلوب تكلفة شراء وتثبيت المعدات.

المشكلة هي أن الشمس مصدر طاقة متقطع. بحيث تكون تراكم الطاقة مطلوبة واستخدامها في حزمة مع مصادر الطاقة الأخرى. تكمن المشكلة الرئيسية اليوم في حقيقة أن المعدات الحديثة لديها كفاءة منخفضة من تحويل الطاقة إلى الكهربائية والحرارية. لذلك، تهدف جميع التطورات إلى زيادة كفاءة هذه الأنظمة وتقليل تكلفتها.

بالمناسبة، هناك الكثير من الموارد على هذا الكوكب مستمدة من الطاقة الشمسية. على سبيل المثال، الريح، التي هي مصادر أخرى متجددة، لن تفجر دون الشمس. تبخر المياه وتراكمها في الأنهار تحدث أيضا تحت عمل الشمس. والماء، كما تعلمون، يتم استخدامه بواسطة الطاقة الكهرومائية. الوقود الحيوي لن يكون بدون الشمس. لذلك، بالإضافة إلى مصدر الطاقة المباشر، تؤثر الشمس على مجالات الطاقة الأخرى.

الشمس ترسل الإشعاع إلى سطح كوكبنا. من الطيف الواسع من الإشعاع لسطح الأرض، يتم الوصول إلى 3 أنواع من الأمواج:

• ضوء. في طيف الانبعاثات منهم حوالي 49 في المئة؛
• الأشعة تحت الحمراء. حصتها هي أيضا 49 في المئة. بفضل هذه الأمواج، يتم تسخين كوكبنا؛
• فوق بنفسجي. في طيف الإشعاع الشمسي، فهي حوالي 2 في المئة. انهم غير مرئية لعيننا.

رحلة إلى التاريخ

كيف تطورت الطاقة الشمسية إلى هذا اليوم؟ على استخدام الشمس في أنشطتهم، اعتقد شخص من العصور القديمة. من المعروف أن الجميع أسطورة، وفقا لأرخميدز أحرقت أسطول العدو من مدينته في سيراكيوز. كان يستخدم المرايا الحرارية لهذا. منذ عدة آلاف من السنة في الشرق الأوسط، تم تسخين قصور الحكام بالماء، والتي تم تسخينها بواسطة الشمس. في بعض البلدان، نتبخر مياه البحر في الشمس. غالبا ما أجر العلماء تجارب مع أجهزة التدفئة التي تعمل من الطاقة الشمسية.

صدرت النماذج الأولى لهذه السخانات في قرون Xviiixvii. على وجه الخصوص، قدم الباحث N. Sosorur نسخته من سخان المياه. إنه صندوق شجرة مغطى بغطاء زجاجي. تم تسخين المياه في هذا الجهاز إلى 88 درجة مئوية. في عام 1774، استخدم عدسات A. Lavoisier للتركيز الحراري من الشمس. كما ظهر العدسات التي تسمح بالحديد المصبوب ذابت محليا في بضع ثوان.

البطاريات التي تحول طاقة الشمس إلى الميكانيكية، أنشأ العلماء الفرنسيون. في نهاية القرن التاسع عشر، قام الباحث O. Musho بتطوير تعشق تركيز الأشعة باستخدام عدسات على غلاية البخار. تم استخدام هذا المرجل للعمل الجهاز المطبوع. في الولايات المتحدة، في ذلك الوقت كان من الممكن إنشاء إجمالي يعمل من الشمس، بسعة 15 "خيول".

لفترة طويلة، تم إنتاج insoators وفقا للمخطط باستخدام طاقة الشمس لتحويل المياه إلى قدم المساواة. وتم استخدام الطاقة المحولة لإجراء أي عمل. تم إنشاء أول جهاز تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء في عام 1953 في الولايات المتحدة. أصبح النموذج الأولي لوحات الطاقة الشمسية الحديثة. تم اكتشاف التأثير الضوئي الذي يعتمد عليه عملهم في 70s من القرن التاسع عشر.

في الثلاثينيات من القرن الماضي، اقترحت أكاديمي الأكاديمي من الاتحاد السوفياتي أ. ف. إيافه استخدام مصريات أشباه الموصلات لتحويل طاقة الشمس. كانت كفاءة البطاريات في ذلك الوقت أقل من 1٪. مرت سنوات عديدة تم تمريرها قبل تطوير عناصر الصور، وجود كفاءة عند 10─15 في المائة. ثم بنى الأمريكيون بطاريات شمسية من النوع الحديث.

للحصول على قوة أكبر من الأنظمة الشمسية، يتم تعويض كفاءة منخفضة من خلال منطقة التصوير الضوئي المتزايد. ولكن هذه ليست مخرجا، لأن أشباه الموصلات السيليكون في التصوير الفولي مكلفة للغاية. مع زيادة في الكفاءة، تزداد تكلفة المواد. هذه هي العقبة الرئيسية أمام الاستخدام الشامل للألواح الشمسية. ولكن مع استنفاد الموارد، سيكون استخدامها مربحا بشكل متزايد. بالإضافة إلى ذلك، لا يتم إيقاف الدراسات لزيادة كفاءة خلايا الصور.

تجدر الإشارة إلى أن البطاريات القائمة على أشباه الموصلات متينة إلى حد ما ولا تتأهل لرعاية لهم. لذلك، يتم استخدامها في كثير من الأحيان في الحياة اليومية. هناك أيضا محطات الطاقة الشمسية. كقاعدة عامة، يتم إنشاؤها في البلدان ذات عدد كبير من الأيام المشمسة في السنة. هذه هي إسرائيل، المملكة العربية السعودية، جنوب الولايات المتحدة الأمريكية، الهند، إسبانيا. الآن هناك مشاريع رائعة تماما. على سبيل المثال، محطات الطاقة الشمسية خارج الغلاف الجوي. هناك، أشعة الشمس لم تضيع الطاقة بعد. وهذا هو، الإشعاع مدعو للالتقاط في المدار ثم يترجم إلى أفران ميكروويف. ثم سيتم إرسال الطاقة إلى الأرض.

تحويل الطاقة الشمسية

بادئ ذي بدء، يستحق القول أننا نستطيع التعبير عن الطاقة الشمسية وتقييمها.

كيف يمكنك تقدير قيمة الطاقة الشمسية؟

يتم استخدام الخبراء لتقييم هذا الحجم مثل الثابت الشمسي. يساوي 1367 واط. إنه الكثير من طاقة الشمس تقع على مساحة متر مربع من الكوكب. يضيع الغلاف الجوي بحوالي الربع. الحد الأقصى للقيمة في خط الاستواء هو 1020 واط لكل متر مربع. مع الأخذ في الاعتبار اليوم والليل، التغييرات في زاوية الأشعة الساقطة، يجب تخفيض هذا المبلغ ثلاث مرات أخرى.

تحدث الإصدارات حول مصادر الطاقة الشمسية مختلفة تماما. في الوقت الحالي، يجادل الخبراء بأن الطاقة تم إطلاق سراحها نتيجة لتحويل أربع ذرات H2 في النواة. وعائد العملية مع تخصيص كمية كبيرة من الطاقة. للمقارنة، تخيل أن طاقة تحويل 1 غرام H2 قابلة للمقارنة مع تلك التي تفرز عند تحريها 15 طنا من الهيدروكربونات.

طرق التحول

نظرا لأن العلم اليوم ليس لديه أجهزة تعمل على طاقة الشمس في شكلها النقي، فمن الضروري تحويلها إلى نوع آخر. لهذا، تم إنشاء أجهزة مثل الألواح الشمسية والمجمع. بطاريات تحويل الطاقة الشمسية إلى كهربائية. والجماد ينتج الطاقة الحرارية. هناك أيضا نماذج تجمع بين هذين النوعين. يسمون الهجين.

الطرق الرئيسية لتحويل طاقة الشمس هي أدناه:

• كهرضوئي؛
• الهليوتيرال.
• الصديقة الحرارية
• مصانع الطاقة الشمسية الطاقة الشمسية.

الطريقة الأولى هي الأكثر شيوعا. هنا تستخدم الألواح الضوئية، والتي تحت تأثير الشمس تنتج الطاقة الكهربائية. في معظم الحالات، مصنوعة من السيليكون. سمك مثل هذه اللوحات هو أعشار ملليمتر. يتم دمج هذه اللوحات في الوحدات الكيميائية (البطاريات) وتثبيتها في الشمس. في معظم الأحيان يتم وضعها على أسطح المنازل. من حيث المبدأ، لا شيء يمنع استيعابها على الأرض. من الضروري فقط أنه لا توجد عناصر رئيسية وأجهزة وأشجار أخرى يمكنها تخلص من الظل من حولها.

بالإضافة إلى التصوير الضوئي أو فيلم رقيق أو طاقة كهربائية تستخدم لإنتاج الطاقة الكهربائية. مصلحتهم هي سماكة صغيرة، وعيوب - انخفاض الكفاءة. غالبا ما تستخدم هذه النماذج في الشحن المحمولة لأدوات الأدوات المختلفة.

تتضمن طريقة التحويل الصديقة للحرارة الحصول على طاقة تدفق الهواء. يتم إرسال هذا الدفق إلى Turbogenerator. في محطات الطاقة في مجال الطاقة تحت إجراءات الطاقة الشمسية في اسطوانة فايت الهواء، يتم إنشاء بخار الماء. يتم تغطية سطح Aerostat مع امتصاص طلاء خاص أشعة الشمس. مثل هذه النباتات توليد الطاقة قادرة على العمل في الطقس الغائم وفي الوقت المظلم بسبب البخار في البالون.

تعتمد طاقة Heliotremal على تسخين سطح حامل الطاقة في جامع خاص. على سبيل المثال، يمكن أن تكون تسخين المياه لنظام التدفئة المنزلية. ليس فقط المياه يمكن استخدامها كبريد، ولكن أيضا الهواء. يمكن تسخينها في المجمع وغذيتها في نظام التهوية في المنزل.

كل هذه الأنظمة مكلفة للغاية، لكن تنميتها وتحسينها مستمر تدريجيا.

مزايا وعيوب الطاقة الشمسية

فوائد

• مجاني. واحدة من المزايا الرئيسية لطاقة الشمس هي عدم وجود رسوم لذلك. يتم إجراء الألواح الشمسية باستخدام السيليكون احتياطياتها كثيرا.
• لا تأثير جانبي. يحدث عملية تحويل الطاقة دون ضجيج، انبعاثات ضارة والنفايات، والتأثير البيئي. هذا لا يمكن أن يقال عن الطاقة الحرارية والمائية والنووية. جميع المصادر التقليدية بطريقة أو بأخرى أضرار في نظام التشغيل؛
• الأمن والموثوقية. المعدات متينة (بمثابة 30 عاما). بعد 20-25 سنة من الاستخدام، توضح التصوير الضوئي ما يصل إلى 80 في المائة من طائفةهم؛
• إعادة التدوير. يتم إعادة تدوير الألواح الشمسية بالكامل ويمكن استخدامها في الإنتاج مرة أخرى؛
• خدمة سهلة. المعدات هي ببساطة تتكشف ويعمل حاليا؛
• تكييفها جيدا للاستخدام في المنازل الخاصة؛
• جماليات. يمكن تثبيتها على سطح أو واجهة المبنى وليس على حساب المظهر؛
• متكاملة جيدا لأنظمة إمدادات الطاقة المساعدة.