Энэ нь бүх бүс нутагт ажиглагддаггүй ч бид ирээдүйн ертөнцөд амьдарч байна. Ямар ч байсан эрчим хүчний шинэ эх үүсвэрийг хөгжүүлэх боломжийн талаар өнөөдөр дэвшилтэт хүрээлэлд нухацтай ярилцаж байна. Нарны эрчим хүч бол хамгийн ирээдүйтэй салбаруудын нэг юм.

Одоогийн байдлаар дэлхий дээрх цахилгаан эрчим хүчний 1% орчим нь нарны цацрагийг боловсруулахаас гардаг. Тэгвэл яагаад бид бусад "хортой" аргуудыг орхиогүй хэвээр байгаа юм бэ, бид үүнийг орхих уу? Та манай нийтлэлтэй танилцаж, энэ асуултанд өөрөө хариулахыг зөвлөж байна.

Нарны эрчим хүчийг хэрхэн цахилгаан болгон хувиргадаг

Хамгийн чухал зүйлээс эхэлье - нарны цацраг хэрхэн цахилгаан болж хувирдаг.

Процессыг өөрөө гэж нэрлэдэг "Нарны үүсгүүр" ... Үүнийг баталгаажуулах хамгийн үр дүнтэй аргууд нь дараах байдалтай байна.

• фотоволтайк;
• гелиотермаль энерги;
• нарны бөмбөлөг цахилгаан станцууд.

Тэдгээрийг тус бүрээр нь авч үзье.

Фотоволтайк

Энэ тохиолдолд цахилгаан гүйдэл нь улмаас гарч ирдэг фотоволтайк нөлөө... Энэ зарчим нь: нарны гэрэл фотоэлелд тусч, электронууд фотонуудын энергийг (гэрлийн бөөмс) шингээж, хөдөлж эхэлдэг. Үүний үр дүнд бид цахилгаан хүчдэлийг авдаг.

Нарны цацрагийг цахилгаан болгон хувиргадаг элементүүд дээр суурилдаг нарны хавтангуудад яг ийм процесс явагддаг.

Фотоволтайк хавтангийн загвар нь хангалттай уян хатан бөгөөд өөр өөр хэмжээтэй байж болно. Тиймээс тэдгээрийг ашиглахад маш практик байдаг. Үүнээс гадна хавтангууд нь өндөр гүйцэтгэлийн шинж чанартай байдаг: хур тунадас, температурын эрс тэс байдалд тэсвэртэй байдаг.

Энэ нь хэрхэн ажилладаг талаар эндээс үзнэ үү тусдаа нарны хавтангийн модуль:

Та нарны зайг цэнэглэгч, хувийн байшинд цахилгаан хангамж, хот тохижилт, эмнэлгийн зориулалтаар ашиглах талаар уншиж болно.

Орчин үеийн нарны хавтан, цахилгаан станцууд

Сүүлийн үеийн жишээнд тус компанийн нарны зай хураагуурууд багтаж байна SistineSolar... Тэд уламжлалт хар хөх өнгийн хавтангаас ялгаатай нь ямар ч сүүдэр, бүтэцтэй байж болно. Энэ нь тэд байшингийн дээврийг таны хүссэнээр "чимэх" боломжтой гэсэн үг юм.

Өөр нэг шийдлийг Тесла хөгжүүлэгчид санал болгов. Тэд зөвхөн хавтан төдийгүй нарны энергийг дахин боловсруулдаг бүрэн хэмжээний дээврийн материалыг зах зээлд гаргажээ. Суурилуулсан нарны модулиудыг агуулсан бөгөөд олон төрлийн дизайнтай байж болно. Үүний зэрэгцээ, материал нь өөрөө ердийн дээврийн хавтангаас хамаагүй хүчтэй бөгөөд Нарны дээвэр нь эцэс төгсгөлгүй баталгаатай байдаг.

Бүрэн хэмжээний нарны цахилгаан станцын жишээ болгон Европт саяхан баригдсан хоёр талт хавтан бүхий станцыг дурдаж болно. Сүүлийнх нь нарны шууд болон цацруулагч цацрагийг хоёуланг нь цуглуулдаг. Энэ нь нарны эрчим хүч үйлдвэрлэх үр ашгийг 30% -иар нэмэгдүүлдэг. Энэ станц жилд 400 орчим МВт цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх ёстой.

Сонирхол бас байна Хятадын хамгийн том хөвөгч нарны цахилгаан станц... Түүний хүчин чадал 40 МВт. Ийм шийдэл нь 3 чухал давуу талтай:

• Хятадад чухал ач холбогдолтой томоохон газар нутгийг эзлэх шаардлагагүй;
• усны биед усны ууршилт буурдаг;
• фотоэлелүүд өөрсдөө бага халж, илүү үр дүнтэй ажилладаг.

Дашрамд дурдахад, энэхүү хөвөгч нарны цахилгаан станцыг хаягдсан нүүрс олборлогч үйлдвэрийн суурин дээр барьсан.

Фотоволтайк эффект дээр суурилсан технологи нь өнөөгийн хамгийн ирээдүйтэй технологи бөгөөд мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар нарны хавтангууд ойрын 30-40 жилд дэлхийн цахилгаан эрчим хүчний хэрэгцээний 20 орчим хувийг үйлдвэрлэх боломжтой.

Нарны эрчим хүч

Энд арга барил нь арай өөр, учир нь нарны цацрагийг шингэнтэй савыг халаахад ашигладаг. Үүний ачаар энэ нь уур болж хувирдаг бөгөөд энэ нь турбиныг эргүүлж, цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд хүргэдэг.

Дулааны цахилгаан станцууд ижил зарчмаар ажилладаг бөгөөд зөвхөн шингэнийг нүүрс түлж халаадаг.

Энэ технологийг ашиглах хамгийн тод жишээ бол Иванпа нарны станцМохаве цөлд. Энэ нь дэлхийн хамгийн том нарны дулааны цахилгаан станц юм.

Энэ нь 2014 оноос хойш үйл ажиллагаагаа явуулж байгаа бөгөөд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ямар ч түлш хэрэглэдэггүй - зөвхөн байгальд ээлтэй нарны эрчим хүч хэрэглэдэг.

Усан бойлер нь цамхагуудад байрладаг бөгөөд та үүнийг барилгын төв хэсэгт харж болно. Эргэн тойронд нарны туяаг цамхагийн орой руу чиглүүлдэг тольны талбай бий. Ингэхдээ нарны байрлалаас хамааран компьютер эдгээр толинуудыг байнга эргүүлдэг.

Нарны гэрэл цамхаг дээр төвлөрдөг

Нарны төвлөрсөн энерги нь цамхаг дахь усыг халааж, уур болдог. Энэ нь даралтыг бий болгож, уур нь турбиныг эргүүлж эхэлдэг бөгөөд үүний үр дүнд цахилгаан ялгардаг. Энэ станцын хүчин чадал нь 392 мегаватт бөгөөд энэ нь Москвагийн дундаж ДЦС-тай харьцангуй тэнцүү юм.

Ийм станцууд шөнийн цагаар ажиллах боломжтой нь сонирхолтой юм. Халаасан уурын хэсгийг агуулахад байрлуулж, турбиныг эргүүлэхэд аажмаар ашигласнаар энэ нь боломжтой юм.

Нарны бөмбөлөгийн цахилгаан станцууд

Энэхүү анхны шийдэл нь өргөн хэрэглээнд хүрээгүй ч гэсэн энэ нь байх ёстой газар хэвээр байна.

Суурилуулалт нь өөрөө 4 үндсэн хэсгээс бүрдэнэ.

• Аэростат - нарны цацрагийг цуглуулдаг тэнгэрт байрладаг. Бөмбөлөг рүү ус орж, хурдан халж, уур болж хувирдаг.
• Уурын шугам - түүгээр дамжин даралтын дор уур нь турбин руу бууж, түүнийг эргүүлэхэд хүргэдэг.
• Турбин - уурын урсгалын нөлөөн дор эргэлдэж, цахилгаан энерги үүсгэдэг.
• Конденсатор ба шахуурга - турбиноор дамжин өнгөрсөн уур нь ус болж өтгөрч, насосны тусламжтайгаар бөмбөлөг рүү дээшилж, дахин уурын төлөвт халаана.

Нарны эрчим хүчний давуу тал юу вэ

• Нар бидэнд хэдэн тэрбум жилийн турш эрчим хүчээ өгөх болно. Үүний зэрэгцээ хүмүүс үүнийг үйлдвэрлэхэд хөрөнгө, нөөц зарцуулах шаардлагагүй болно.
• Нарны эрчим хүч үйлдвэрлэх нь байгальд ямар ч эрсдэл учруулахгүй, байгаль орчинд бүрэн ээлтэй үйл явц юм.
• Процессын бие даасан байдал. Нарны гэрлийг цуглуулж, цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх нь хүний ​​хамгийн бага оролцоотойгоор хийгддэг. Хийх цорын ганц зүйл бол ажлын гадаргуу эсвэл толин тусгалаа цэвэр байлгах явдал юм.
• Дууссан нарны хавтанг дахин боловсруулж үйлдвэрлэлд ашиглах боломжтой.

Нарны эрчим хүчний хөгжлийн асуудал

Нарны цахилгаан станцуудыг шөнийн цагаар ажиллуулах санааг хэрэгжүүлж байгаа ч байгалийн жам ёсны байдлаас хэн ч ангид байдаггүй. Хэдэн өдрийн турш үүл бүрхсэн тэнгэр цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг мэдэгдэхүйц бууруулж, хүн ам, аж ахуйн нэгжүүд тасралтгүй эрчим хүч үйлдвэрлэх шаардлагатай байна.

Нарны цахилгаан станц барих нь хямдхан таашаал биш юм. Энэ нь тэдний загварт ховор элементүүдийг ашиглах шаардлагатай байгаатай холбоотой юм. Дулааны цахилгаан станц, АЦС-ын ажилчид байхад бүх улс орон төсвөө хүч чадал багатай цахилгаан станцуудад зарцуулахад бэлэн байдаггүй.

Ийм суурилуулалтыг байрлуулахын тулд нарны цацраг хангалттай түвшинд байгаа газруудад том талбай шаардагдана.

Орос улсад нарны эрчим хүчийг хэрхэн хөгжүүлж байна

Харамсалтай нь манай улсад нүүрс, хий, газрын тос бүрэн шатсан хэвээр байгаа бөгөөд Орос улс альтернатив эрчим хүч рүү бүрэн шилжих сүүлчийн хүмүүсийн тоонд орох нь дамжиггүй.

Өнөөдөр Нарны эрчим хүч нь RF-ийн эрчим хүчний балансын дөнгөж 0.03% -ийг эзэлдэг... Харьцуулбал ижил Германд энэ үзүүлэлт 20 гаруй хувьтай байна. Хувийн бизнес эрхлэгчид нарны эрчим хүчийг нөхөх хугацаа урт, ашиг орлого нь тийм ч өндөр биш учраас нарны эрчим хүчний салбарт хөрөнгө оруулах сонирхолгүй байдаг, учир нь хий эндээс хамаагүй хямд байдаг.

Эдийн засгийн өндөр хөгжилтэй Москва, Ленинград мужуудад нарны идэвхжил бага түвшинд байна. Тэнд нарны цахилгаан станц барих нь ердөө л боломжгүй юм. Гэхдээ өмнөд бүсүүд нэлээд ирээдүйтэй.

Өнөөдөр эрчим хүчний хэрэглээний асуудал нэлээд хурцаар тавигдаж байна - гарагийн нөөц нь хязгааргүй биш бөгөөд оршин тогтнох хугацаандаа хүн төрөлхтөн байгалиас өгсөн зүйлийг бараг сүйтгэжээ. Одоогийн байдлаар нүүрс, газрын тосны олборлолт эрчимтэй явагдаж байгаа бөгөөд нөөц нь өдрөөс өдөрт багасч байна. хүн төрөлхтөнд ирээдүйдээ гайхалтай алхам хийж, атомын энергийг ашиглах боломжийг олгосон нь байгаль орчинд асар их аюулыг авчирсан юм.

Экологийн асуудал тийм ч хурц биш юм - нөөцийг идэвхтэй олборлох, цаашид ашиглах нь дэлхийн төлөв байдалд сөргөөр нөлөөлж, хөрсний шинж чанар төдийгүй цаг уурын нөхцөл байдлыг өөрчилдөг.

Тийм ч учраас ус, салхи гэх мэт байгалийн эрчим хүчний эх үүсвэрт онцгой анхаарал хандуулсаар ирсэн. Эцэст нь хэлэхэд, хүн төрөлхтөн маш олон жил идэвхтэй судалгаа, боловсруулалтын үр дүнд нарны энергийг дэлхий дээр ашиглахаар "боловсорсон". Энэ бол түүний тухай цаашид ярих болно.

Юу нь тийм сэтгэл татам юм бэ

Тодорхой жишээнүүд рүү шилжихээсээ өмнө яагаад ийм төрлийн эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг дэлхийн судлаачид маш их сонирхож байгааг олж мэдье. Үүний гол хөрөнгө бол шавхагдашгүй байдал юм. Олон тооны таамаглалыг үл харгалзан Нар шиг од ойрын ирээдүйд унтрах магадлал маш бага байна. Энэ нь цэвэр эрчим хүчийг байгалийн жамаар хүлээн авах боломж хүн төрөлхтөнд нээлттэй гэсэн үг.

Дэлхий дээр нарны энергийг ашиглах хоёр дахь эргэлзээгүй давуу тал бол энэ сонголтын байгаль орчинд ээлтэй байдал юм. Ийм нөхцөлд байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөл нь тэг байх бөгөөд энэ нь эргээд газар доорх хязгаарлагдмал нөөцийг байнга олборлож байгаагаас хамаагүй илүү гэрэлт ирээдүйг бүх дэлхийг бүрдүүлдэг.

Эцэст нь хэлэхэд, нар нь хүний ​​хувьд хамгийн бага аюул учруулдаг гэдгийг онцгой анхаарах хэрэгтэй.

Яасан үнэхээр

Одоо гол зүйлдээ орцгооё. "Нарны энерги" гэдэг нь тодорхой яруу найргийн нэрийн дор тусгайлан боловсруулсан технологи ашиглан цацрагийг цахилгаан болгон хувиргах явдал юм. Энэ процессыг хүн төрөлхтөн өөрийн зорилгодоо маш идэвхтэй ашиглаж байгаа фотоволтайк эсүүдээр хангадаг бөгөөд нэлээд амжилттай байдаг.

Нарны цацраг

"Цацраг туяа" гэдэг нэр томъёо нь хүний ​​​​амьдралынхаа туршид амьд үлдэж чадсан хүний ​​​​гамшгаас үүдэлтэй гамшигтай холбоотой эерэг холбоог гэхээсээ илүү сөрөг холбоог бий болгодог нь түүхэнд ийм тохиолдсон юм. Гэсэн хэдий ч дэлхий дээрх нарны энергийг ашиглах технологи нь түүнтэй ажиллах боломжийг олгодог.

Үнэн хэрэгтээ энэ төрлийн цацраг нь цахилгаан соронзон цацраг бөгөөд тэдгээрийн хүрээ нь 2.8-3.0 микрон хооронд хэлбэлздэг.

Хүн төрөлхтний маш амжилттай ашиглаж байгаа нарны спектр нь үнэндээ гурван төрлийн долгионоос бүрддэг: хэт ягаан туяа (ойролцоогоор 2%), 49 орчим хувь нь гэрлийн долгион, эцэст нь нарны энерги нь бага хэмжээний бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрддэг боловч тэдгээрийн үүрэг нь тийм ч чухал биш юм. Тэд дэлхийн амьдралд онцгой нөлөө үзүүлэхгүй.

Дэлхий дээр ирж буй нарны энергийн хэмжээ

Одоо хүн төрөлхтний ашиг тусын тулд ашигласан спектрийн найрлагыг тодорхойлсон тул энэ нөөцийн өөр нэг чухал шинж чанарыг тэмдэглэх нь зүйтэй. Дэлхий дээр нарны эрчим хүчийг ашиглах нь маш ирээдүйтэй юм шиг санагдаж байна, учир нь энэ нь маш их хэмжээгээр, боловсруулахад хамгийн бага зардалтай байдаг. Одноос ялгарах нийт энерги нь асар их боловч 47 орчим хувь нь дэлхийн гадаргуу дээр хүрдэг бөгөөд энэ нь долоон зуун квадриллион киловатт-цагтай тэнцдэг. Харьцуулбал, нэг киловатт-цаг нь 100 ваттын гэрлийн чийдэнг арван жилийн турш ажиллуулах боломжтой гэдгийг бид тэмдэглэж байна.

Нарны цацрагийн хүч, дэлхий дээрх эрчим хүчийг ашиглах нь мэдээжийн хэрэг цаг уурын нөхцөл, гадаргуу дээрх цацрагийн тусгалын өнцөг, жилийн цаг, газарзүйн байршил зэрэг олон хүчин зүйлээс хамаарна.

Хэзээ, хэр их

Дэлхийн гадаргуу дээр унадаг нарны эрчим хүчний өдөр тутмын хэмжээ байнга өөрчлөгддөг гэдгийг таахад хялбар байдаг, учир нь энэ нь нартай холбоотой гаригийн байрлал, одны хөдөлгөөнөөс шууд хамаардаг. Үд дунд цацраг туяа хамгийн их байдаг бол өглөө, оройд гадаргуу дээр хүрэх цацрагийн тоо хамаагүй бага байдаг нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан.

Нарны энергийг ашиглах нь экваторын зурваст аль болох ойрхон бүс нутагт хамгийн үр бүтээлтэй байх болно гэж бид итгэлтэйгээр хэлж чадна, учир нь тэнд хамгийн их ба хамгийн бага үзүүлэлтүүдийн хоорондын ялгаа хамгийн бага байдаг нь хамгийн их хэмжээг харуулж байна. гаригийн гадаргууд хүрч буй цацраг . Жишээлбэл, Африкийн цөлийн бүс нутагт цацрагийн жилийн хэмжээ дунджаар 2200 киловатт цаг хүрдэг бол Канад эсвэл жишээлбэл Төв Европт энэ үзүүлэлт 1000 киловатт-цагаас хэтрэхгүй байна.

Түүхэн дэх нарны эрчим хүч

Хэрэв бид аль болох өргөнөөр бодох юм бол манай гарагийг дулаацуулж буй агуу гэрлийг "зохих" оролдлого эрт дээр үеэс, элемент бүрийг тусад нь бурхан биетэй байсан харь шашинтны үеэс эхэлсэн. Гэсэн хэдий ч, мэдээжийн хэрэг, нарны энергийг ашиглах тухай асуудал байж болохгүй - ид шид дэлхийд ноёрхож байв.

Дэлхий дээр нарны энергийг ашиглах сэдвийг зөвхөн XIV зууны төгсгөл - XX зууны эхэн үеэс л идэвхтэй хөндөж эхэлсэн. Шинжлэх ухаанд жинхэнэ нээлтийг 1839 онд Александр Эдмонд Беккерел хийсэн бөгөөд тэрээр фотоволтайк эффектийн нээлтийг хийж чадсан юм. Энэ сэдвийг судлах нь ихээхэн нэмэгдэж, 44 жилийн дараа Чарльз Фритс алтадмал селен дээр суурилсан анхны модулийг бүтээх боломжтой болсон. Дэлхий дээрх нарны энергийг ийм байдлаар ашигласнаар бага хэмжээний цахилгаан эрчим хүч ялгардаг - тэр үед үйлдвэрлэлийн нийт хэмжээ 1% -иас ихгүй байв. Гэсэн хэдий ч бүх хүн төрөлхтний хувьд энэ нь урьд өмнө хэзээ ч мөрөөдөж байгаагүй шинжлэх ухааны шинэ салбарыг нээж өгсөн жинхэнэ нээлт байв.

Альберт Эйнштейн өөрөө нарны эрчим хүчийг хөгжүүлэхэд ихээхэн хувь нэмэр оруулсан. Орчин үеийн ертөнцөд эрдэмтний нэрийг түүний алдартай харьцангуйн онолтой холбодог ч үнэн хэрэгтээ тэрээр судалгааныхаа төлөө Нобелийн шагнал хүртсэн юм.

Өнөөдрийг хүртэл нарны энергийг дэлхий дээр ашиглах технологи хурдацтай өсөлт, бууралттай тулгарч байгаа боловч энэ мэдлэг нь шинэ баримтаар байнга нэмэгдсээр байгаа бөгөөд ойрын ирээдүйд бүрэн дүүрэн үүд хаалга нээгдэнэ гэж найдаж болно. бидний өмнө шинэ ертөнц нээгдэх болно.

Байгаль бидний эсрэг байдаг

Дэлхий дээр нарны энергийг ашиглахын давуу талуудын талаар бид аль хэдийн ярьсан. Одоо энэ аргын сул талуудыг анхаарч үзье, харамсалтай нь үүнээс багагүй байна.

Газарзүйн байршил, цаг уурын нөхцөл, нарны хөдөлгөөнөөс шууд хамааралтай байдаг тул нарны эрчим хүчийг хангалттай хэмжээгээр үйлдвэрлэхэд асар их хэмжээний нутаг дэвсгэрийн зардал шаардагддаг. Хамгийн гол нь нарны цацрагийн хэрэглээ, боловсруулалтын талбай том байх тусам байгаль орчинд ээлтэй эрчим хүчийг гарган авах болно. Ийм асар том системийг байрлуулахад их хэмжээний чөлөөт зай шаардагдах бөгөөд энэ нь тодорхой хүндрэл учруулдаг.

Дэлхий дээрх нарны энергийг ашиглахтай холбоотой өөр нэг асуудал бол өдрийн цагаар шууд хамааралтай байдаг тул шөнийн цагаар үйлдвэрлэл тэг байх болно, өглөө, оройд энэ нь маш бага байдаг.

Нэмэлт эрсдэлт хүчин зүйл бол цаг агаар өөрөө юм - нөхцөл байдлын огцом өөрчлөлт нь ийм системийн үйл ажиллагаанд маш сөрөг нөлөө үзүүлдэг, учир нь энэ нь шаардлагатай хүчийг дибаг хийхэд хүндрэл учруулдаг. Нэг ёсондоо шингээлт, үйлдвэрлэлийн хэмжээ огцом өөрчлөгдсөн нөхцөл байдал нь аюултай байж болно.

Цэвэрхэн боловч үнэтэй

Дэлхий дээр нарны эрчим хүчийг ашиглах нь одоогоор өндөр өртөгтэй учраас хэцүү байна. Үндсэн процесст шаардагдах фотоволтайк эсүүд нь нэлээд үнэтэй байдаг. Мэдээжийн хэрэг, энэ төрлийн нөөцийг ашиглах эерэг талууд нь түүнийг нөхөж өгдөг боловч эдийн засгийн үүднээс авч үзвэл, мөнгөний зардлыг бүрэн нөхөх талаар ярих шаардлагагүй юм.

Гэсэн хэдий ч чиг хандлагаас харахад фотоволтайк эсийн үнэ аажмаар буурч байгаа тул цаг хугацааны явцад энэ асуудлыг бүрэн шийдэж чадна.

Процессын таагүй байдал

Нарыг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашиглах нь бас хэцүү байдаг, учир нь нөөцийг боловсруулах энэ арга нь нэлээд хөдөлмөр, тохиромжгүй байдаг. Цацрагийн хэрэглээ, боловсруулалт нь хавтангийн цэвэр байдлаас шууд хамаардаг бөгөөд үүнийг баталгаажуулахад нэлээд бэрхшээлтэй байдаг. Нэмж дурдахад, элементүүдийг халаах нь процесст маш сөрөг нөлөө үзүүлдэг бөгөөд үүнийг зөвхөн хамгийн хүчирхэг хөргөлтийн системийг ашиглах замаар урьдчилан сэргийлэх боломжтой бөгөөд энэ нь нэмэлт материалын зардал, ихээхэн хэмжээний зардал шаарддаг.

Үүнээс гадна нарны коллекторт ашигладаг хавтангууд 30 жил идэвхтэй ажилласны дараа аажмаар ашиглах боломжгүй болж, нарны зайны өртөгийг өмнө нь дурдсан.

Байгаль орчны асуудал

Энэ төрлийн нөөцийг ашиглах нь хүн төрөлхтнийг ирээдүйд хүрээлэн буй орчны ноцтой асуудлаас аварч чадна гэж өмнө нь хэлж байсан. Нөөцийн эх үүсвэр, эцсийн бүтээгдэхүүн нь үнэхээр байгальд аль болох ээлтэй.

Гэсэн хэдий ч нарны энергийг ашиглах, нарны коллекторын үйл ажиллагааны зарчим нь фотоэлемент бүхий тусгай хавтанг ашиглах явдал бөгөөд үүнийг үйлдвэрлэхэд хар тугалга, хүнцэл эсвэл кали зэрэг олон хортой бодис шаардлагатай байдаг. Тэдгээрийн хэрэглээ нь өөрөө байгаль орчинд хор хөнөөл учруулахгүй боловч ашиглалтын хугацаа нь хязгаарлагдмал тул цаг хугацаа өнгөрөх тусам хавтанг устгах нь ноцтой асуудал болж хувирдаг.

Байгаль орчинд үзүүлэх сөрөг нөлөөллийг хязгаарлахын тулд үйлдвэрлэгчид аажмаар нимгэн хальсан хавтан руу шилжиж, байгаль орчинд хор хөнөөл багатай, хямд үнэтэй байдаг.

Цацрагийг энерги болгон хувиргах аргууд

Хүн төрөлхтний ирээдүйн тухай кино, номууд бараг үргэлж бидэнд энэ үйл явцын ижил дүр зургийг өгдөг бөгөөд энэ нь бодит байдлаас эрс ялгаатай байж магадгүй юм. Хөрвүүлэх хэд хэдэн арга байдаг.

Өмнө дурьдсан фотоселлүүдийн хамгийн түгээмэл хэрэглээ.

Өөр нэг хувилбар болгон хүн төрөлхтөн тусгай гадаргууг халаахад суурилсан гелиотермаль энергийг идэвхтэй ашиглаж байгаа бөгөөд энэ нь усыг олж авсан температурын зөв чиглэлд халаах боломжийг олгодог. Хэрэв та энэ үйл явцыг аль болох хялбарчлах юм бол хувийн байшинд зуны шүршүүрт ашигладаг танктай харьцуулж болно.

Цацрагаар эрчим хүч үйлдвэрлэх өөр нэг арга бол зөвхөн ажиллах чадвартай "нарны далбаа" юм.Ийм төрлийн систем нь цацрагийг хувиргадаг.

Шөнийн цагаар үйлдвэрлэх хомсдолын асуудлыг нарны бөмбөлөгийн цахилгаан станцууд хэсэгчлэн шийдэж, ялгарсан эрчим хүчний хуримтлал, хөргөлтийн үргэлжлэх хугацаа зэргээс шалтгаалан үйл ажиллагаа нь үргэлжилж байна.

Бид ба нарны эрчим хүч

Дэлхий дээрх нар, салхины энергийн нөөцийг нэлээд идэвхтэй ашигладаг боловч бид үүнийг анзаардаггүй. Зуны шүршүүрт байгаа усыг алдартай халаах талаар бид аль хэдийн дурдсан. Үнэн хэрэгтээ нарны эрчим хүчийг энэ зорилгоор ихэвчлэн ашигладаг. Гэсэн хэдий ч өөр олон жишээ бий: бараг бүх гэрэлтүүлгийн дэлгүүрт өдрийн турш хуримтлагдсан энергийн ачаар шөнийн цагаар ч цахилгаан гүйдэлгүй ажиллах боломжтой хадгалах чийдэнг олж болно.

Фотоселл дээр суурилсан суурилуулалтыг бүх төрлийн шахуургын станц, агааржуулалтын системд идэвхтэй ашигладаг.

Өчигдөр Өнөөдөр Маргааш

Хүн төрөлхтний хамгийн чухал нөөцийн нэг бол нарны эрчим хүч бөгөөд түүнийг ашиглах хэтийн төлөв нь асар их юм. Үйлдвэрийг идэвхтэй санхүүжүүлж, өргөжүүлж, сайжруулж байна. Одоо нарны эрчим хүч АНУ-д хамгийн их хөгжсөн бөгөөд зарим бүс нутгууд үүнийг эрчим хүчний өөр эх үүсвэр болгон ашигладаг. Мөн бусад улс орнуудад ийм төрлийн цахилгаан станцууд ажиллаж байгаа бөгөөд энэ төрлийн цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх чиглэлийг удаан хугацаанд баримталдаг бөгөөд энэ нь байгаль орчны бохирдлын асуудлыг удахгүй шийдэж магадгүй юм.

Нарны эрчим хүч- энэ бол манай гараг дээрх гэрэл, дулаан, амьдрал, мөн нарны эрчим хүч нь дэлхийн одоо байгаа бүх эрчим хүчний чадавхиас хэд хэдэн дахин өндөр, бүх энергийг бүрэн хангах боломжтой гол өөр эх үүсвэр юм. хэрэгцээ.

Нар бол дулаан, гэрлийн эцэс төгсгөлгүй эх үүсвэр учраас (ерөнхийдөө) нарны цацрагийн энерги нь дэлхий дээрх амьдралыг нэг сая гаруй жилийн турш дэмжиж ирсэн. Нар нь найрлаганаасаа шалтгаалан бүх амин чухал үйл явцыг хангах чадвартай. Хувиар нь авч үзвэл устөрөгч (73%) ба гели (25%) гэсэн хоёр элементээс бүрддэг. Нарны үүсэх ба амьдралын мөчлөгийн талаарх дэлгэрэнгүй мэдээллийг Википедиа дээрээс олж болно.

Наранд явагддаг термоядролын нэгдлийн урвал нь устөрөгчийг шатааж, гели болгон хувиргадаг. Ийм үйл явцын явцад ялгардаг нарны цацрагийн асар их энерги нь сансарт цацагддаг. Дашрамд хэлэхэд эрдэмтэд эдгээр урвалыг дэлхий дээр давтахыг оролдож байна (хяналттай термоядролын нэгдлийн урвал, олон улсын TOKAMAK төсөл).

Нарны гэрлийн энергийг ашигладаг бүх организмууд түүний тусламжтайгаар амин чухал үйл явцаа хангадаг - нарны гэрэл нь фотосинтезийн үйл явцын эхний үе шатанд шаардлагатай байдаг. Түүний оролцоотойгоор хүчилтөрөгч, нүүрсустөрөгч зэрэг бодисын нийлэгжилт явагддаг.

Нарны устөрөгчийн хэмжээ аажмаар буурч байгаа бөгөөд эрт орой хэзээ нэгэн цагт наранд байгаа устөрөгчийн нөөц шавхагдах цаг ирнэ. Гэсэн хэдий ч их хэмжээний устөрөгчийн улмаас энэ нь дор хаяж ойрын 5 тэрбум жилд тохиолдохгүй.

Нарны цөмд секунд тутамд ойролцоогоор 4 сая тонн бодис цацрагийн энерги болон хувирч, улмаар нарны цацраг үүсэж, нарны нейтрино урсгал үүсдэг.

Дэлхийн агаар мандалд хүрэх нарны энергийн гол урсгал нь 0.1-4 микрон спектрийн мужид байдаг. 0.3 1.5-2 микроны хязгаарт дэлхийн агаар мандал нь нарны цацрагт бараг ил тод байдаг. Хэт ягаан туяа (долгионы урт нь 0.3 микроноос бага) нь 20-60 км-ийн өндөрт байрлах озоны давхаргад шингэдэг. Рентген болон гамма туяа дэлхийн гадаргуу дээр бараг хүрдэггүй.

Нарны энергийн концентраци нь нарны тогтмол хэмжигдэхүүн гэж нэрлэгддэг 1367 Вт / м 2 утгаараа тодорхойлогддог. Энэ нь дэлхийн агаар мандлын дээд давхаргын үүдэнд байрлуулсан бол 1 м 2 перпендикуляр талбайг дайран өнгөрдөг ийм урсгал юм. Энэ урсгал далайн түвшинд хүрэхэд эрчим хүчний алдагдал нь экваторт 1000 Вт / м2 хүртэл буурдаг. Харин өдөр шөнө солигдох нь дахин 3 дахин багасдаг. Өвлийн үеийг харгалзан дунд зэргийн өргөргийн хувьд энэ нь экватор дахь хамгийн их урсгалын тоон үзүүлэлтийн тал хувь юм.

Цаг хугацаа болон дэлхийн гадаргуу дээрх дундаж урсгал нь 341 Вт / м 2 байна. Бүтэн гадаргууд тооцсон буюу 1.74х10 17 Вт-ыг дэлхийн бүх гадаргууд тооцсон. Ийнхүү гадарга дээрх дэлхий өдөрт 4.176х10 15 кВт.цаг эрчим хүчийг хүлээн авах бөгөөд ихэнх нь цацраг хэлбэрээр сансарт буцаж ирдэг.

ОУЭА-ийн 2015 оны мэдээгээр дэлхийн эрчим хүчний үйлдвэрлэл 19,099 Mtoe (нэг мегатонн газрын тостой тэнцэнэ). Ердийн киловатт цагийн хувьд энэ үзүүлэлт өдөрт 6.07х10 11 кВт.ц болно.

Нар дэлхийг бүх хүн төрөлхтөнд шаардлагатай эрчим хүчнээс 8000 дахин их энерги өгдөг. Энэ төрлийн эрчим хүчийг ашиглах хэтийн төлөв маш өргөн байгаа нь ойлгомжтой. Түүний оролцоотойгоор салхины эрчим хүч хөгжиж байна (температурын зөрүүгээс салхи үүсдэг), фотоволтайк хувиргагчийг ашиглаж, шахуургатай агуулах станцуудыг барьж байна. Нарны хавтангийн хэрэглээ өргөн тархсан.

Нарны эрчим хүчийг ашиглах боломж маш өндөр.

Нарны эрчим хүчийг ашиглахын давуу болон сул талууд

Нарны эрчим хүчийг ашиглахын ашиг тусӨнөөдөр бид үүнийг хүний ​​төрөл бүрийн үйл ажиллагаанд ашиглахыг олж хархад хүргэсэн.

Гол давуу талууд нь:

• Дараагийн 4 тэрбум жилийн нарны шавхагдашгүй энерги;
• Энэ төрлийн эрчим хүчний хүртээмж нь фермерүүд, хувийн байшингийн эзэд, аварга том үйлдвэрүүд түүнтэй аюулгүй, үр дүнтэй ажилладаг;
• Үүсгэсэн эрчим хүчний үнэ төлбөргүй, экологийн цэвэр байдал;
• Бусад төрлийн эрчим хүчний үнийн өсөлтөөс шалтгаалан улам бүр хамааралтай болж байгаа эрчим хүчний энэхүү эх үүсвэрийг хөгжүүлэх хэтийн төлөв;
• Учир нь Жил бүр ашиглалтад орсон тоног төхөөрөмжийн тоо, түүний найдвартай байдал нэмэгдэж, үйлдвэрлэсэн киловатт цагийн нарны эрчим хүчний өртөг буурч байна.

Нарны эрчим хүчний нөхцөлт сул талууд нь:

• Нарны энергийн гол сул тал бол хүлээн авсан гэрэл, дулааны хэмжээ нь цаг агаар, улирал, өдөр зэрэг хүчин зүйлийн нөлөөллөөс шууд хамааралтай байдаг. Энэ тохиолдолд логик үр дагавар нь эрчим хүчийг хадгалах хэрэгцээ бөгөөд энэ нь системийн зардлыг нэмэгдүүлдэг;
• Энэ зорилгоор тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ховор, тиймээс үнэтэй эд зүйлсийг ашигладаг.

Нарны эрчим хүчийг хөгжүүлэх хэтийн төлөв

Өнөөдөр нарны гэрлийн энергийг ашигладаг технологиуд улам бүр түгээмэл болж байна. Хамгийн түгээмэл нь нарны хавтан юм. Фотоволтайк эсүүдийг цахилгаан тээврийн хэрэгслээс эхлээд онгоц хүртэл янз бүрийн тээврийн хэрэгсэлд амжилттай суурилуулсан. Япончууд галт тэргэнд суулгадаг дадлага хийдэг.

Амжилттай ажилласнаар Европын нарны цахилгаан станцуудын нэг нь Ватиканы бүх хэрэгцээг хангаж байна. Калифорни дахь нарны эрчим хүчээр ажилладаг хамгийн том станц (зураг нь цар хүрээний талаархи ойлголтыг өгдөг) мужийг аль хэдийн өдрийн цагаар ажиллуулж байна.

Ийм технологийг нэвтрүүлэх нь нүүрсустөрөгчийн салбарын удирдагчдын эсэргүүцэлтэй тулгарч байна - эцэст нь эрчим хүчний өөр эх үүсвэрүүд удахгүй төлөөлөгчдөө тэргүүлэх байр сууринаас хөөж магадгүй юм.

Хэрэв бид шууд хөрвүүлэх тухай ярих юм бол хамгийн түгээмэл нь дулааны хоолой (нарны коллектор), нарны фотоволтайк эс зэрэг нарны энергийг хувиргах төхөөрөмж юм.

Нарны станцын эдийн засаг

Нарны цахилгаан станцыг суурилуулах боломжийг авч үзэхдээ байгаль орчин, эдийн засгийн асуудалд гол анхаарлаа хандуулдаг. Тэд ингэж сонсогдож байна:

1. Нарны суурилуулалт ямар үнэтэй вэ?
2. Эргэн төлөгдөх хугацаа хэд вэ?
3. Энэ нэгж хангалттай цахилгаан үйлдвэрлэх үү?

50 кВт хүртэл хүчин чадалтай жижиг цахилгаан станцуудыг авч үзэх нь зүйтэй. Өндөр хүчин чадалтай суурилуулалтыг ихэвчлэн үйлдвэрлэлийн байгууламжид ашигладаг.

Гэрийн нарны цахилгаан станц хангалттай цахилгаан үйлдвэрлэх үү?

Гурав дахь асуултанд хариулахын тулд нарны суурилуулалтыг төлөвлөхөөс өмнө байшингийн эрчим хүчний хэрэглээний профайлыг тодорхойлдог. Сүлжээний хүчдэл, гүйдлийн хэрэглээ, одоогийн эрчим хүчний хэрэглээ, давтамж зэрэг одоогийн параметрүүдийг хэмнэх функц бүхий байгууламжид цахилгаан тоолуур суурилуулах замаар үүнийг бүртгэж болно. Сарын дараа та хэрэглээний профайлыг параметрүүдийн дундаж, хамгийн их, хамгийн бага утгуудаар үнэлж болно.

Хэрэв ийм төхөөрөмж байхгүй бол эрчим хүчний хэрэглээний профайлыг дараах байдлаар тооцоолж болно: та байшинд ашиглаж болох бүх төхөөрөмжийг бүртгэж, өдөр тутмын хэрэглээний боломжит хувилбаруудыг дуурайлган хийх хэрэгтэй болно. Дараа нь тооцоолууртай бол та өдөр тутмын цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээ болон эрчим хүчний оргил утгыг тооцоолох боломжтой.

Барилга байрлаж буй бүс нутаг чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Дэлхийн гадаргад хүрэх эрчим хүч нь тухайн бүс нутгаас хамааран өдөрт 5 кВт.ц / м2 / хоногоос 1.5 кВт / м2 / өдөр эсвэл түүнээс бага хооронд хэлбэлзэж болно.

Хэрэв хамгийн их хэрэглээ нь өдрийн цагаар байвал үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчийг хангахын тулд хамгийн их эрчим хүчний хэрэглээг нэг нарны хавтангийн хүчээр хуваах шаардлагатай. Хавтангийн төрөл, шинж чанарыг үйлдвэрлэгчийн каталогоос мэддэг. Нарны хавтангийн шинж чанарыг хамгийн их гэрэлтүүлэх үед өгдөг гэдгийг санах нь зүйтэй - бүс нутгийн коэффициентийг засах шаардлагатай. Батерейг цасаар бүрхсэн өвлийн үеийг тооцдоггүй.

Энэ тооцоо нь дараах онцлогийг харгалзан үзэхгүй: Өдрийн цагаар суулгац хийх болно үргэлж илүүдэл энерги үүсгэдэг, шөнийн цагаар тодорхой шалтгааны улмаас үе нь 0-тэй тэнцүү байх болно.

Батерей нь нэг талаас системийн нийт өртөгийг нэмэгдүүлж, нөгөө талаас эрчим хүч бага зарцуулдаг үед эрчим хүчээ хуримтлуулж нарны хавтангийн тоог бууруулж чаддаг.

AKB банкийг тооцоолохын тулд та дараах асуултуудад хариулах хэрэгтэй.

• Систем бүрэн бие даасан байх ёстой юу?
• Хэрэв систем нь бие даасан биш бол цахилгаан тасрах хамгийн дээд хугацаа хэд вэ.

кВт.ц дахь хамгийн их хэрэглээг үндсэн эх үүсвэргүй цагийн тоогоор үржүүлнэ (нар унтарч байх үед огт байхгүй байж магадгүй гэдгийг анхаарах хэрэгтэй). Эдгээр өгөгдөл дээр үндэслэн та батерейны багтаамжийг тооцоолж болно. Зайг 0 хүртэл цэнэглэх нь тэдний ашиглалтын хугацааг бууруулдаг тул хамгийн их цэнэггүй байдлын үзүүлэлтийн коэффициентийг тооцоонд оруулсан болно, жишээлбэл, энэ нь 50, 40 эсвэл 30% байж болно. Хамгийн их цэнэгийн цэнэгийн хэмжээ бага байх тусам илүү их зай шаардагдана.

Нарны эрчим хүчийг суурилуулах зардал

Системийн тоног төхөөрөмжийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зардлаар дараахь хувийн харьцаагаар (болзолтоор) хуваарилдаг.

• Inverter ба хяналтын систем - 15-40%;
• Нарны хавтан ба MPPT хянагч - 20-40%;
• Банк AKB - 30%.

Нарны хавтан ба батерейны өртөг нь бүх үйлдвэрлэгчдийн системд ижил байх болно, мэдэгдэхүйц ялгаа нь зөвхөн хяналтын систем, MPPT хянагч бүхий инвертер төхөөрөмжийн өртөгт л хамаарна.

Үнийн зөрүү нь үйлдвэрлэгчээс хамаарч 200% -д хүрдэг. Энэ нь зөвхөн "брэнд" төдийгүй системийн чадавхи, жишээлбэл, удирдлагын хялбар байдал, алсаас нэвтрэх боломж, хамгийн их ачаалал ба 2x-3x хэт ачааллыг тэсвэрлэх чадвар, ачааллыг хэсэгчлэн салгах чадвартай холбоотой юм. , гэх мэт.

Бүх хүмүүс өдрийн янз бүрийн цагт өөр өөр гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл ашигладаг тул эцсийн техникийн шийдэл бүр бусдаас арай өөр байх болно. Тоног төхөөрөмжийн хамгийн тохиромжтой хослол байхгүй, тэр ч байтугай өгөгдсөн хүчин чадалтай.

Улс орны байшинд нарны эрчим хүчний суурилуулалтын ойролцоо зардлын хувьд эрчим хүчний нэг хэсгийг нөөцлөхийг харгалзан тоног төхөөрөмжийн үйлдвэрлэгчээс хамааран ойролцоогоор 700-1800 доллар / кВт-ын тоонд анхаарлаа хандуулж болно.

Нарны эрчим хүч үйлдвэрлэх суурилуулалтын эргэн төлөгдөх хугацаа

Хэрэв эзэд нь зуслангийн байшинд зөвхөн амралтын өдрүүдээр явах болзолтойгоор байшинд өдөр бүр ажилладаг хэрэглэгч байхгүй бол систем нь дор хаяж 10-15 жилийн хугацаанд үр дүнгээ өгөх болно. цахилгаан эрчим хүчний тариф.

Байнгын оршин суугчаар нөхөх хугацаа 6-10 жил хүртэл буурна.

Зоосны эерэг тал нь ийм байшингийн эзэн эрчим хүчний хангамжийн тогтвортой эх үүсвэрийг хүлээн авдаг бөгөөд цахилгаан шугамын тасалдал, цахилгаан уналтаас хамаардаггүй. Бүгд гэрэлгүй сууж, та гэрэлтэй, хамгаалалтын систем ажиллаж байна, гаражийг гараар нээх шаардлагагүй гэх мэт.

Хувийн цахилгаан тээврийг хөгжүүлснээр айл өрхүүдэд нарны эрчим хүч суурилуулсан нөхөгдөх хугацаа богиносно гэж үзэж болно. Ийм машиныг эзэмшигч нь өөрийн дээвэр дээрээс үнэ төлбөргүй "шатах" болно.

Эргэн төлөгдөх хугацаа нь цахилгаан эрчим хүчний ашиглалтын бүрэн байдлаас хамаарна. Хэрэв бүтэц нь үүсгүүрийг 100% ашиглаж, төвлөрсөн цахилгаан хангамжийн сүлжээнд холбогдсон бол ерөнхийдөө батерейны банк суурилуулах шаардлагагүй болно. Ийм суурилуулалтыг бүрэн нөхөх тооцоолсон хугацаа нь 3-5 жил, халуун бүс нутагт бүр бага байх болно.

Өдрийн туршид эзэмшигч нь нэмэлт ашиг тус бий болдог БҮҮ ТӨЛБӨРөдрийн ханшаар, шөнийн цагаар ТӨЛӨЖ БАЙНАшөнө.

Ийм хурдан нөхөгддөг объектууд нь хоосон хавтгай дээвэртэй, худалдаа, зугаа цэнгэл, спортын төвүүд, тэдгээрийн зогсоол, хөргөлтийн цогцолбор гэх мэт эрчим хүч зарцуулдаг аливаа үйлдвэрлэл байж болно.

Хачирхалтай нь, үйл ажиллагааны зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулах боломжтой ийм шийдлүүдийг үл хөдлөх хөрөнгийн эзэд ашигладаггүй хэвээр байна.

Ойрын ирээдүйд нарны эрчим хүч хөгжихийн хэрээр барилгын эзэд нүүрсустөрөгчийн оронд цэвэр эрчим хүчийг ашиглах болно.

Дэлхий дээрх амьдрал эрчим хүчгүйгээр боломжгүй юм. Эрчим хүч хэмнэлтийн физикийн хуульд энерги нь оргүй хоосон зүйлээс үүсэх боломжгүй бөгөөд ул мөргүй алга болдоггүй гэж хэлдэг. Үүнийг нүүрс, байгалийн хий, уран гэх мэт байгалийн баялгаас авч, дулаан, гэрэл гэх мэт бидэнд тохиромжтой хэлбэрт шилжүүлж болно. Бидний эргэн тойрон дахь ертөнцөд бид эрчим хүчний хуримтлалын янз бүрийн хэлбэрийг олж чадна, гэхдээ хүний ​​хувьд хамгийн чухал зүйл бол нарны туяа өгдөг энерги юм.

Нарны эрчим хүчсэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг хэлдэг, өөрөөр хэлбэл хүний ​​оролцоогүйгээр, байгалийн аргаар сэргээгддэг. Байгаль орчныг бохирдуулдаггүй байгальд ээлтэй эрчим хүчний эх үүсвэрийн нэг юм. Хэрэглээний боломжууд нарны эрчим хүчЭдгээр нь бараг хязгааргүй бөгөөд дэлхий даяар эрдэмтэд ашиглах боломжийг өргөжүүлэх систем боловсруулахаар ажиллаж байна. нарны эрчим хүч.

Нарны нэг метр квадрат талбай нь 62,900 кВт энерги ялгаруулдаг. Энэ нь ойролцоогоор 1 сая цахилгаан чийдэнгийн чадалтай тэнцэнэ. Ийм үзүүлэлт нь гайхалтай - Нар Дэлхийд секунд тутамд 80 мянган кВт.цаг эрчим хүч өгдөг, өөрөөр хэлбэл дэлхийн бүх цахилгаан станцуудаас хэд дахин их юм. Орчин үеийн шинжлэх ухааны өмнө тулгарч буй асуудал бол нарны энергийг хамгийн найдвартай, бүрэн дүүрэн, үр дүнтэй ашиглаж сурах явдал юм. өргөн тархсан гэж эрдэмтэд үзэж байна нарны эрчим хүч- Энэ бол хүн төрөлхтний ирээдүй юм.

Нүүрс, байгалийн хийн олборлосон ордуудын дэлхийн нөөц одоогийнхтой адил ашиглалтын хурдаар ойрын 100 жилд шавхагдах ёстой. Одоохондоо судлагдаагүй ордууд дахь чулуужсан түлшний нөөц 2-3 зуунд хангалттай байх тооцоо бий. Гэвч үүнтэй зэрэгцэн бидний үр хойч эдгээр эрчим хүчний тээвэрлэгчээс салж, шаталтын бүтээгдэхүүн нь байгаль орчинд асар их хохирол учруулах болно.

Атомын энерги асар их нөөцтэй. Гэсэн хэдий ч 1986 оны дөрөвдүгээр сард болсон Чернобылийн осол цөмийн эрчим хүчийг ашиглах нь ямар ноцтой үр дагаварт хүргэж болохыг харуулсан. Атомын энергийг энхийн зорилгоор ашиглах нь эдийн засгийн үндэслэлтэй гэдгийг дэлхийн олон нийт хүлээн зөвшөөрч байгаа ч түүнийг ашиглахдаа аюулгүй байдлын хамгийн хатуу арга хэмжээг дагаж мөрдөх ёстой.

Тиймээс эрчим хүчний хамгийн цэвэр, аюулгүй эх үүсвэр бол нар юм!

Нарны эрчим хүчидэвхтэй болон идэвхгүй нарны эрчим хүчний системийг ашиглах замаар ашигтай энерги болгон хувиргах боломжтой.

Идэвхгүй нарны эрчим хүчний систем.

Идэвхгүй хэрэглээний хамгийн анхдагч арга нарны эрчим хүчЭнэ нь бараан өнгийн усны сав юм. Харанхуй өнгө, хуримтлагдах нарны эрчим хүч, дулаан болгон хувиргадаг - ус халаана.

Гэсэн хэдий ч идэвхгүй хэрэглээний илүү дэвшилтэт аргууд байдаг. нарны эрчим хүч... Цаг уурын нөхцөл, барилгын материалын сонголт зэргийг харгалзан барилга байгууламжийн зураг төслийг хамгийн оновчтой болгох барилгын технологийг боловсруулсан. нарны эрчим хүчбарилга байгууламжийг халаах буюу хөргөх, гэрэлтүүлэх зориулалттай. Энэхүү дизайны тусламжтайгаар барилгын бүтэц нь өөрөө хуримтлагддаг коллектор юм нарны эрчим хүч.

Тиймээс МЭ 100 онд Бага Плиний Италийн хойд хэсэгт жижиг байшин барьжээ. Өрөөнүүдийн аль нэгнийх нь цонхыг гялтгануураар хийсэн. Энэ өрөө бусдаасаа илүү дулаахан, халаахад түлээ бага шаардагддаг нь тогтоогдсон. Энэ тохиолдолд гялтгануур нь дулааныг хадгалах тусгаарлагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.

Орчин үеийн барилгын бүтэц нь барилга байгууламжийн газарзүйн байршлыг харгалзан үздэг. Тиймээс хойд бүс нутгуудад нарны гэрэл, дулааныг илүү авахын тулд урагшаа харсан олон тооны цонхыг хангаж, зуны улиралд нарны гэрлийг хязгаарлах үүднээс зүүн болон баруун талдаа цонхны тоог хязгаарладаг. Ийм барилгад цонхны чиг баримжаа ба байрлал, дулааны ачаалал ба дулаан тусгаарлалт нь дизайн дахь нэг дизайны системийг бүрдүүлдэг.

Ийм барилгууд нь байгаль орчинд ээлтэй, эрчим хүчнээс хамааралгүй, тав тухтай байдаг. Өрөөнүүдэд байгалийн гэрэл ихтэй, байгальтай харилцах харилцаа илүү бүрэн мэдрэгдэж, үүнээс гадна цахилгаан эрчим хүчийг ихээхэн хэмнэдэг. Хана, тааз, шалыг сонгосон дулаан тусгаарлагч материалын ачаар ийм барилгуудын дулааныг хадгалж байдаг. Эдгээр анхны "нарны" барилгууд Дэлхийн 2-р дайны дараа Америкт асар их нэр хүндтэй болсон. Үүний дараа нефтийн үнэ буурсантай холбоотойгоор ийм барилгуудын зураг төслийг хийх сонирхол бага зэрэг буурчээ. Гэсэн хэдий ч одоо дэлхийн байгаль орчны хямралын улмаас сэргээгдэх эрчим хүчний системтэй байгаль орчны төслүүдэд анхаарал хандуулах нь дахин нэмэгджээ.

Нарны эрчим хүчний идэвхтэй системүүд

Идэвхтэй хэрэглээний системүүдийн зүрхэнд нарны эрчим хүчнарны коллекторуудыг ашигладаг. Коллектор шингээх нарны эрчим хүч, дулаан болгон хувиргадаг бөгөөд энэ нь хөргөлтийн шингэнээр дамжин барилгыг халаах, ус халаах, цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргах гэх мэт. Нарны коллекторыг үйлдвэр, хөдөө аж ахуй, дулааны хэрэглээ бүхий ахуйн хэрэгцээнд ашиглах боломжтой.

Коллекторын төрлүүд

нарны агаар коллектор

Энэ бол нарны коллекторын хамгийн энгийн төрөл юм. Түүний загвар нь маш энгийн бөгөөд ямар ч зуслангийн байшинд байдаг энгийн хүлэмжийн эффекттэй төстэй юм. Жаахан туршилт хий. Өвлийн нарлаг өдөр цонхны тавцан дээр нарны туяа тусахаар ямар нэгэн зүйл тавиад хэсэг хугацааны дараа алгаа тавиарай. Энэ зүйл дулаахан болсныг та мэдрэх болно. Цонхны гадна байж магадгүй - 20! Нарны агаар коллекторын ажил яг энэ зарчим дээр суурилдаг.

Коллекторын гол элемент нь дулааныг сайн дамжуулдаг аливаа материалаар хийсэн дулаан тусгаарлагч хавтан юм. Хавтан нь бараан өнгөтэй байна. Нарны туяа нь ил тод гадаргуугаар дамжин өнгөрч, хавтанг халааж, дараа нь дулааныг агаарын урсгалаар өрөөнд шилжүүлдэг. Агаарыг байгалийн жамаар эсвэл сэнсний тусламжтайгаар дамжуулдаг бөгөөд энэ нь дулаан дамжуулалтыг сайжруулдаг.

Гэсэн хэдий ч энэ системийн сул тал нь сэнсийг ажиллуулахад нэмэлт зардал шаардагдах явдал юм. Эдгээр коллекторууд нь өдрийн цагаар ажилладаг тул халаалтын гол эх үүсвэрийг сольж чадахгүй. Гэсэн хэдий ч коллекторыг халаах эсвэл агааржуулалтын гол эх үүсвэрт суурилуулсан бол түүний үр ашиг нь пропорциональ бус байдлаар нэмэгддэг. Нарны агаар цуглуулагчийг далайн усыг давсгүйжүүлэхэд ч ашиглаж болох бөгөөд энэ нь түүний өртөгийг нэг шоо метр тутамд 40 евроцент хүртэл бууруулдаг.

Нарны коллектор нь хавтгай эсвэл вакуум байж болно.

хавтгай нарны коллектор

Коллектор нь нарны энерги шингээх элемент, бүрээс (металын агууламж багатай шил), дамжуулах хоолой, тусгаарлагч давхаргаас бүрдэнэ. Ил тод бүрхүүл нь цаг уурын тааламжгүй нөхцлөөс хэргийг хамгаалдаг. Орон сууцны дотор нарны энерги шингээгч (шингээгч) самбар нь хоолойгоор дамжин эргэлддэг хөргөлтийн шингэнтэй холбогдсон байна. Дамжуулах хоолой нь тор хэлбэртэй, серпентин хэлбэртэй байж болно. Хөргөгч нь тэдгээрийн дагуу оролтоос гаралт руу шилжиж, аажмаар халаана. Шингээгч хавтан нь дулааныг сайн дамжуулдаг металлаар хийгдсэн (хөнгөн цагаан, зэс).

Коллектор нь дулааныг барьж, дулааны энерги болгон хувиргадаг. Ийм коллекторыг дээвэр дээр суурилуулж эсвэл барилгын дээвэр дээр байрлуулж эсвэл тусад нь байрлуулж болно. Энэ нь сайтыг орчин үеийн дүр төрхтэй болгоно.

Вакуум нарны коллектор

Вакуум коллекторыг жилийн турш ашиглах боломжтой. Коллекторуудын гол элемент нь вакуум хоолой юм. Тэд тус бүр нь хоёр шилэн хоолойноос бүрдэнэ. Хоолойнууд нь боросиликат шилээр хийгдсэн бөгөөд дотор нь дулааныг хамгийн бага тусгалаар шингээдэг тусгай бүрээстэй байдаг. Хоолойн хоорондох зайнаас агаарыг шахдаг. Вакуумыг хадгалахын тулд барийн хүлээн авагчийг ашигладаг. Сайн нөхцөлд, вакуум хоолой нь мөнгөлөг өнгөтэй. Хэрэв цагаан өнгөтэй байвал вакуум алга болсон тул хоолойг солих шаардлагатай болно.

Вакуум коллектор нь вакуум хоолойн багцаас (10-30) бүрдэх ба хөлдөлтөөс хамгаалах шингэнээр (дулаан зөөгч) дулааныг хадгалах сав руу дамжуулдаг. Вакуум коллекторын үр ашиг өндөр байна:

- үүлэрхэг цаг агаарт, учир нь вакуум хоолой нь үүл дамжин өнгөрөх хэт улаан туяаны энергийг шингээж чаддаг

- тэгээс бага температурт ажиллах боломжтой.

Нарны хавтан.

Нарны батерей нь нарны энерги, түүний дотор дулааны энергийг хүлээн авч хувиргадаг модулиудын багц юм. Гэхдээ энэ нэр томъёог фитоэлектрик хувиргагчдад өгдөг уламжлалтай. Тиймээс бид "нарны зай" гэж хэлэхэд нарны энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг фитоэлектрик төхөөрөмжийг хэлдэг.

Нарны хавтан нь цахилгаан эрчим хүчийг байнга үйлдвэрлэх эсвэл цаашдын хэрэглээнд зориулж хадгалах чадвартай. Сансрын хиймэл дагуулд анх удаа фотоволтайк батерейг ашигласан.

Нарны хавтангийн давуу тал нь дизайны хамгийн энгийн байдал, энгийн суурилуулалт, засвар үйлчилгээний хамгийн бага шаардлага, урт хугацааны үйлчилгээ юм. Суурилуулалт нь нэмэлт зай шаарддаггүй. Цорын ганц нөхцөл бол тэдгээрийг удаан хугацаагаар сүүдэрлэхгүй байх, ажлын гадаргуугаас тоосыг зайлуулах явдал юм. Орчин үеийн нарны хавтан нь хэдэн арван жилийн турш үр ашгаа хадгалах чадвартай! Ийм аюулгүй, үр дүнтэй, удаан эдэлгээтэй системийг олоход хэцүү байдаг! Тэд үүлэрхэг цаг агаарт ч гэсэн өдрийн турш эрчим хүч үйлдвэрлэдэг.

Ашиглалтын хувьд нарны хавтангууд нь сул талуудтай:

- шороонд мэдрэмтгий байдал. (Хэрэв зайг 45 градусын өнцгөөр байрлуулсан бол бороо, цасаар цэвэрлэх тул нэмэлт засвар үйлчилгээ хийх шаардлагагүй)

- өндөр температурт мэдрэмтгий байдал. (Тийм ээ, 100 - 125 градус хүртэл халах үед нарны зай бүр унтарч, хөргөх систем шаардагдана. Агааржуулалтын систем нь батарейгаас үүссэн энергийн багахан хувийг зарцуулна. Нарны зайн хавтангийн орчин үеийн загвар нь халуун агаар гадагшлуулах систем.)

- өндөр үнэ. (Нарны хавтангийн ашиглалтын хугацааг харгалзан үзэхэд зөвхөн худалдан авсан зардлыг нөхөхөөс гадна цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээг хэмнэх, уламжлалт түлшийг тонн тонноор хэмнэж, байгаль орчинд ээлтэй байх болно)

Барилгад нарны эрчим хүчний системийг ашиглах.

Орчин үеийн архитектурт тэд нарны эрчим хүчний цэнэглэдэг эх үүсвэрээр байшин барихаар төлөвлөж байна. Нарны хавтанг барилгын дээвэр дээр эсвэл тусгай тулгуур дээр суурилуулсан. Эдгээр барилгууд нь нам гүм, найдвартай, аюулгүй эрчим хүчний эх үүсвэр болох Нарыг ашигладаг. Нарны эрчим хүчийг гэрэлтүүлэг, сансрын халаалт, агаар хөргөх, агааржуулалт, цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Бид нарны системийг ашиглан хэд хэдэн шинэлэг архитектурын төслүүдийг танилцуулж байна.

Энэхүү барилгын фасад нь шил, төмөр, хөнгөн цагаанаар хийгдсэн бөгөөд нарны эрчим хүчний аккумлятор суурилуулсан. Үйлдвэрлэсэн эрчим хүч нь байшингийн оршин суугчдыг бие даасан халуун ус, цахилгаан эрчим хүчээр хангахаас гадна жилийн турш 2.5 км гудамжийг гэрэлтүүлэхэд хангалттай юм.

Энэ байшинг Америкийн хэсэг оюутнууд зохион бүтээжээ. “Байшингийн зураг төсөл, барилга угсралт, нарны зайн хавтангийн ашиглалт” уралдаанд төслөө ирүүлсэн. Уралдааны нөхцөл: Эдийн засгийн үр ашигтай, эрчим хүчний хэмнэлттэй, үзэмж сайтай орон сууцны барилгын архитектурын төслийг танилцуулах. Төслийн зохиогчид өөрсдийн төсөл нь боломжийн үнэтэй, хэрэглэгчдийн сонирхлыг татахуйц, маш сайн дизайн, хамгийн их үр ашгийг хослуулсан гэдгийг нотолсон. (www.solardecathlon.gov сайтаас орчуулав)

Дэлхий дээр нарны эрчим хүчний системийг ашиглах.

Ашиглалтын системүүд нарны эрчим хүчтөгс, байгаль орчинд ээлтэй. Дэлхий даяар тэдний эрэлт хэрэгцээ асар их байна. Дэлхий дахинд хий, нефтийн үнийн өсөлтөөс үүдэн хүмүүс уламжлалт түлшний хэрэглээнээс татгалзаж эхлээд байна. Тиймээс, 2004 онд Германд. Орон сууцны 47% нь усаа халаах нарны коллектортой.

Дэлхийн олон оронд хэрэглээг хөгжүүлэх төрийн хөтөлбөрүүд нарны эрчим хүч... Германд энэ нь "100,000 нарны дээвэр" хөтөлбөр, АНУ-д "Сая нарны дээвэр" ижил төстэй хөтөлбөр юм. 1996 онд. Герман, Австри, Их Британи, Грек болон бусад орны архитекторууд Европын Харти боловсруулжээ. нарны эрчим хүчбарилга, архитектурт. Азидаа Хятад улс орчин үеийн технологид тулгуурлан нарны коллекторын системийг барилга байгууламж барих, ашиглахад нэвтрүүлж байгаа тэргүүлэгч юм. нарны эрчим хүчаж үйлдвэрт.

Маш их зүйлийг хэлж буй баримт: Европын холбоонд элсэх нэг нөхцөл бол тус улсын эрчим хүчний систем дэх өөр эх үүсвэрийн эзлэх хувийг нэмэгдүүлэх явдал юм. 2000 онд. Дэлхий дээр 60 сая хавтгай дөрвөлжин километр нарны коллектор ажиллаж байсан бол 2010 он гэхэд талбай нь 300 сая хавтгай дөрвөлжин километр болж нэмэгджээ.

Системийн зах зээл гэдгийг мэргэжилтнүүд онцолж байна нарны эрчим хүчОрос, Украин, Беларусийн нутаг дэвсгэр дээр дөнгөж байгуулагдаж байна. Нарны системийг хэзээ ч их хэмжээгээр үйлдвэрлэж байгаагүй, учир нь түүхий эд маш хямд байсан тул нарны системд зориулсан үнэтэй тоног төхөөрөмж эрэлт хэрэгцээгүй байсан ... Жишээлбэл, Орост коллекторын үйлдвэрлэл бараг бүрэн зогссон.

Уламжлалт эрчим хүчний эх үүсвэрийн үнэ өссөнтэй холбогдуулан нарны системийг ашиглах сонирхол сэргэж байна. Эрчим хүчний нөөцийн хомсдолтой байгаа эдгээр орнуудын хэд хэдэн бүс нутагт нарны системийг ашиглах орон нутгийн хөтөлбөрүүд батлагдаж байгаа боловч өргөн хэрэглээний зах зээл нарны системийг бараг мэддэггүй.

Нарны системийг худалдах, ашиглах зах зээл удаашралтай байгаагийн гол шалтгаан нь нэгдүгээрт, тэдгээрийн анхны өртөг өндөр, хоёрдугаарт, нарны эрчим хүчний системийн чадавхи, тэдгээрийг ашиглах дэвшилтэт технологи, хөгжүүлэгчдийн талаарх мэдээлэл хомс байдаг. нарны систем үйлдвэрлэгчид. Энэ бүхэн нь ажиллаж байгаа системийн ашиглалтын үр нөлөөг зөв үнэлэх боломжгүй юм нарны эрчим хүч.

Нарны коллектор нь эцсийн бүтээгдэхүүн биш гэдгийг санах нь зүйтэй. Эцсийн бүтээгдэхүүн болох дулаан, цахилгаан, халуун ус авахын тулд дизайн, суурилуулалтаас эхлээд нарны системийг эхлүүлэх хүртэл шаардлагатай. Нарны коллекторыг ашиглах туршлага хязгаарлагдмал байгаа нь энэ ажил нь уламжлалт халаалтыг суурилуулахаас илүү хэцүү биш боловч эдийн засгийн үр ашиг нь хамаагүй өндөр байгааг харуулж байна.

Беларусь, Орос, Украинд халаалтын төхөөрөмжийн зураг төсөл, суурилуулалт хийдэг олон пүүсүүд байдаг боловч өнөөдөр уламжлалт эрчим хүчний эх үүсвэрүүд тэргүүлэх байр суурь эзэлдэг. Эдийн засгийн үйл явцын хөгжил, системийг ашиглах дэлхийн туршлага нарны эрчим хүчирээдүй нь өөр эрчим хүчний эх үүсвэрт хамааралтай болохыг харуулж байна. Ойрын ирээдүйд нарны систем нь манай зах зээлд шинэ, бараг эзэнгүй байр суурь эзэлдэг гэдгийг тэмдэглэж болно.

Нарны энергийг хувиргах зарчим, түүний хэрэглээ, хэтийн төлөв

Дэлхий дээр уламжлалт эрчим хүчний эх үүсвэрүүд цөөхөн байдаг. Газрын тос, хий, нүүрсний нөөц шавхагдаж, бүх зүйл эрт орой хэзээ нэгэн цагт дуусна. Хэрэв энэ үед эрчим хүчний өөр эх үүсвэр олдохгүй бол хүн төрөлхтөн сүйрэлтэй нүүр тулна. Тиймээс өндөр хөгжилтэй орнууд бүгд эрчим хүчний шинэ эх үүсвэрийг нээж, хөгжүүлэх чиглэлээр судалгаа хийж байна. Юуны өмнө энэ нь нарны эрчим хүч юм. Эрт дээр үеэс хүмүүс энэ энергийг гэр орноо гэрэлтүүлэх, хуурай хоол хүнс, хувцас хунар зэрэгт ашиглаж ирсэн.Өнөөдөр нарны эрчим хүч нь өөр эрчим хүчний хамгийн ирээдүйтэй эх үүсвэрүүдийн нэг юм. Одоогийн байдлаар нарны энергийг цахилгаан эсвэл дулааны энерги болгон хувиргах боломжийг олгодог маш олон загвар бий. Аж үйлдвэр аажмаар хөгжиж, хөгжиж байгаа боловч бусад газрын нэгэн адил өөрийн гэсэн бэрхшээлтэй байдаг. Энэ бүгдийг энэ материалд хэлэлцэх болно.

Нарны эрчим хүч нь дэлхий дээрх хамгийн боломжийн сэргээгдэх эх үүсвэрүүдийн нэг юм. Нарны эрчим хүчийг үндэсний эдийн засагт ашиглах нь байгаль орчны төлөв байдалд эерэг нөлөө үзүүлдэг, учир нь үүнийг олж авахын тулд цооног өрөмдөх, уурхай хөгжүүлэх шаардлагагүй юм. Түүнээс гадна энэ төрлийн эрчим хүч нь үнэ төлбөргүй бөгөөд ямар ч зардал шаарддаггүй. Мэдээжийн хэрэг, тоног төхөөрөмж худалдан авах, суурилуулахад зардал шаардагдана.

Асуудал нь нар бол эрчим хүчний завсарлагааны эх үүсвэр юм. Тиймээс эрчим хүчийг хуримтлуулах, бусад эрчим хүчний эх үүсвэртэй хослуулан ашиглахыг шаарддаг. Орчин үеийн тоног төхөөрөмж нь нарны энергийг цахилгаан болон дулааны энерги болгон хувиргах үр ашиг багатай байгаа нь өнөөдрийн гол асуудал юм. Тиймээс бүх бүтээн байгуулалтууд нь ийм системийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх, тэдний өртөгийг бууруулахад чиглэгддэг.

Дашрамд дурдахад, манай гараг дээрх асар их нөөцийг нарны эрчим хүчнээс гаргаж авдаг.Жишээлбэл, сэргээгдэх өөр нэг эх үүсвэр болох салхи наргүй бол үлээхгүй. Усны ууршилт, гол мөрөнд хуримтлагдах нь нарны нөлөөн дор болдог. Мөн та бүхний мэдэж байгаагаар усыг усан цахилгаан станцад ашигладаг. Наргүйгээр био түлш ч бас байхгүй. Тиймээс нар эрчим хүчний шууд эх үүсвэрээс гадна эрчим хүчний бусад хэсэгт нөлөөлдөг.

Нар нь манай гаригийн гадаргуу руу цацраг туяа илгээдэг. Дэлхийн гадаргуугаас өргөн хүрээний цацраг туяанаас 3 төрлийн долгион хүрдэг.

• Гэрэл. Цацрагийн спектрт тэдгээрийн 49 орчим хувь нь байдаг;
• Хэт улаан туяа. Тэдний эзлэх хувь мөн 49 хувь байна. Эдгээр долгионы ачаар манай гараг дулаарч байна;
• Хэт ягаан туяа. Нарны цацрагийн спектрийн хувьд тэдгээр нь ойролцоогоор 2 хувьтай байдаг. Тэд бидний нүдэнд үл үзэгдэх юм.

Түүхэнд хийсэн аялал

Нарны эрчим хүч өнөөг хүртэл хэрхэн хөгжсөн бэ? Эрт дээр үеэс хүмүүс нарны гэрлийг үйл ажиллагаандаа ашиглах талаар бодож ирсэн. Архимед өөрийн Сиракуз хотын ойролцоо дайсны флотыг шатаасан тухай домгийг хүн бүр мэддэг. Үүний тулд тэрээр шатдаг толь ашигласан. Хэдэн мянган жилийн өмнө Ойрхи Дорнодод захирагчдын ордон наранд халсан усаар халаадаг байв. Зарим оронд бид далайн усыг наранд ууршуулж давс авдаг. Эрдэмтэд нарны эрчим хүчээр ажилладаг халаагуурыг байнга туршиж үзсэн.

Ийм халаагуурын анхны загваруудыг 17-17-р зуунд үйлдвэрлэж байжээ. Тодруулбал, судлаач Н.Соссюр усан халаагуурын хувилбараа танилцууллаа. Энэ нь шилэн таглаатай модон хайрцаг юм. Энэ төхөөрөмж дэх ус 88 хэм хүртэл халсан. 1774 онд A. Lavoisier нарны дулааныг төвлөрүүлэхийн тулд линз ашигласан. Мөн хэдхэн секундын дотор цутгамал төмрийг хайлуулах боломжийг олгодог линзүүд гарч ирэв.

Нарны энергийг механик энерги болгон хувиргадаг батерейг Францын эрдэмтэд бүтээжээ. 19-р зууны сүүлчээр судлаач О.Мушо уурын зууханд линзээр туяаг төвлөрүүлдэг тусгаарлагчийг бүтээжээ. Энэ бойлерыг хэвлэх машин ажиллуулахад ашигласан. Тэр үед АНУ-д 15 "морь"-ын хүчин чадалтай нарны гэрлээр ажилладаг төхөөрөмжийг бий болгох боломжтой байв.

Удаан хугацааны туршид тусгаарлагчийг нарны энергийг ашиглан усыг уур болгон хувиргах схемийн дагуу үйлдвэрлэж байсан. Мөн хувирсан энерги нь ямар нэгэн ажил хийхэд зарцуулагдсан. Нарны энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг анхны төхөөрөмжийг 1953 онд АНУ-д бүтээжээ. Энэ нь орчин үеийн нарны хавтангийн прототип болсон. Тэдний ажил дээр үндэслэсэн фотоэлектрик эффектийг 19-р зууны 70-аад оны үед илрүүлсэн.

Өнгөрсөн зууны 30-аад онд ЗХУ-ын академич А.Ф.Иоффе нарны энергийг хувиргахад хагас дамжуулагч нарны зайг ашиглахыг санал болгов. Тухайн үед батерейны үр ашиг 1%-иас бага байсан. Нарны зайг 10-15 хувийн үр ашигтай болгох хүртэл олон жил зарцуулсан. Дараа нь америкчууд орчин үеийн нарны зай хураагуур үйлдвэрлэсэн.

Нарны системээс илүү их эрчим хүч авахын тулд бага үр ашгийг нарны зайн талбайн өсөлтөөр нөхдөг. Гэхдээ нарны зай дахь цахиурын хагас дамжуулагч нь нэлээд үнэтэй тул энэ нь сонголт биш юм. Үр ашиг нэмэгдэхийн хэрээр материалын өртөг нэмэгддэг. Энэ нь нарны зай хураагуурыг их хэмжээгээр ашиглахад саад болж байгаа гол хүчин зүйл юм. Гэвч нөөц шавхагдах тусам түүнийг ашиглах нь улам бүр ашигтай байх болно. Түүнчлэн фотоволтайк эсийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх судалгаа үргэлжилж байна.

Хагас дамжуулагч дээр суурилсан батерейнууд нь нэлээд бат бөх бөгөөд тэдгээрийг арчлахад ур чадвар шаарддаггүй гэдгийг хэлэх нь зүйтэй. Тиймээс тэдгээрийг өдөр тутмын амьдралдаа ихэвчлэн ашигладаг. Мөн бүхэл бүтэн нарны цахилгаан станцууд байдаг. Дүрмээр бол тэд жилд олон тооны нартай өдрүүдтэй улс орнуудад бүтээгдсэн байдаг. Эдгээр нь Израиль, Саудын Араб, АНУ-ын өмнөд хэсэг, Энэтхэг, Испани юм. Одоо үнэхээр гайхалтай төслүүд байна. Тухайлбал, агаар мандлын гаднах нарны цахилгаан станцууд. Тэнд нарны гэрэл эрч хүчээ алдаагүй байна. Өөрөөр хэлбэл, тойрог замд цацрагийг барьж аваад дараа нь богино долгион болгон хувиргах санал болгож байна. Дараа нь энэ хэлбэрээр энерги дэлхий рүү илгээгдэх болно.

Нарны энергийн хувиргалт

Юуны өмнө нарны энергийг хэрхэн илэрхийлж, үнэлж болох талаар хэлэх хэрэгтэй.

Нарны эрчим хүчний хэмжээг хэрхэн тооцоолох вэ?

Мэргэжилтнүүд нарны тогтмол гэх мэт утгыг тооцоолохдоо ашигладаг. Энэ нь 1367 ватттай тэнцэнэ. Энэ нь яг манай гаригийн нэг квадрат метр талбайд нарнаас ирэх эрчим хүчний хэмжээ юм. Ойролцоогоор дөрөвний нэг нь агаар мандалд алдагдсан. Экваторын хамгийн их утга нь квадрат метр тутамд 1020 ватт байна. Өдөр, шөнө, цацрагийн тусгалын өнцгийн өөрчлөлтийг харгалзан энэ утгыг 3 дахин багасгах хэрэгтэй.

Нарны эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийн хамгийн олон янзын хувилбаруудыг илэрхийлсэн. Одоогоор дөрвөн H2 атомыг He цөм болгон хувиргасны үр дүнд энерги ялгардаг гэж мэргэжилтнүүд хэлж байна. Үйл явц нь их хэмжээний энерги ялгарснаар үргэлжилнэ. Харьцуулахын тулд 1 грамм H2-ийн хувиргах энерги нь 15 тонн нүүрсустөрөгчийг шатаах үед ялгарах энергитэй харьцуулах боломжтой гэж төсөөлөөд үз дээ.

Хөрвүүлэх аргууд

Өнөөдөр шинжлэх ухаанд нарны энерги дээр ажилладаг төхөөрөмж байхгүй тул түүнийг өөр төрөл болгон хувиргах шаардлагатай байна. Үүний тулд нарны зай хураагуур, коллектор зэрэг төхөөрөмжүүдийг бүтээжээ. Батерей нь нарны энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Мөн коллектор нь дулааны энерги үүсгэдэг. Эдгээр хоёр төрлийг хослуулсан загварууд бас байдаг. Тэднийг эрлийз гэж нэрлэдэг.

Нарны энергийг хувиргах үндсэн аргуудыг доор үзүүлэв.

• фотоэлектрик;
• гелиотермал;
• дулааны агаар;
• нарны бөмбөлөг цахилгаан станцууд.

Эхний арга бол хамгийн түгээмэл арга юм. Энэ нь наранд ил гарсан үед цахилгаан үүсгэдэг фотоволтайк хавтанг ашигладаг. Ихэнх тохиолдолд тэдгээрийг цахиураар хийдэг. Ийм хавтангийн зузаан нь миллиметрийн аравны нэг юм. Ийм хавтанг фотоволтайк модуль (батерей) болгон нэгтгэж, наранд суурилуулсан. Ихэнхдээ тэдгээрийг байшингийн дээвэр дээр байрлуулдаг. Зарчмын хувьд тэдгээрийг газар дээр байрлуулахад юу ч саад болохгүй. Зөвхөн тэдний эргэн тойронд сүүдэрлэх боломжтой том объект, бусад барилга байгууламж, мод байхгүй байх шаардлагатай.

Фотоселлээс гадна нимгэн хальс эсвэл цахилгаан эрчим хүчийг олж авахад ашигладаг. Тэдний давуу тал нь жижиг зузаантай, сул тал нь үр ашгийг бууруулдаг. Ийм загваруудыг ихэвчлэн янз бүрийн хэрэгслийн зөөврийн цэнэглэгчд ашигладаг.

Халуун агаарыг хувиргах арга нь агаарын урсгалын энергийг олж авах явдал юм. Энэ урсгал нь турбин генератор руу чиглэнэ. Бөмбөлөгний цахилгаан станцуудад нарны энерги нь бөмбөлөг дэх усны уур үүсгэдэг. Бөмбөлөгний гадаргуу нь нарны цацрагийг шингээдэг тусгай бүрхүүлээр бүрхэгдсэн байдаг. Ийм цахилгаан станцууд нь бөмбөлөг дэх уурын хангамжийн ачаар үүлэрхэг цаг агаар, шөнийн цагаар ажиллах чадвартай.

Нарны энерги нь тусгай коллекторт эрчим хүчний тээвэрлэгчийн гадаргууг халаахад суурилдаг. Жишээлбэл, энэ нь байшингийн халаалтын системд зориулсан халаалтын ус байж болно. Зөвхөн ус төдийгүй агаарыг дулаан зөөгч болгон ашиглаж болно. Энэ нь олон талт халаагуурт халааж, байшингийн агааржуулалтын системд нийлүүлэх боломжтой.

Эдгээр бүх системүүд нь нэлээд үнэтэй боловч тэдгээрийн хөгжил, сайжруулалт аажмаар үргэлжилж байна.

Нарны эрчим хүчний давуу болон сул талууд

Давуу тал

• Үнэгүй. Нарны эрчим хүчний гол давуу талуудын нэг нь түүний төлбөрийг төлөхгүй байх явдал юм. Нарны зайг маш их нөөцтэй цахиур ашиглан хийдэг;
• Гаж нөлөө байхгүй. Эрчим хүч хувиргах үйл явц нь дуу чимээ, хортой ялгаруулалт, хог хаягдал, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөлгүйгээр явагддаг. Дулааны, усан болон цөмийн эрчим хүчний инженерийн талаар ижил зүйлийг хэлж болохгүй. Бүх уламжлалт эх сурвалжууд нь үйлдлийн системд ямар нэгэн байдлаар хор хөнөөл учруулдаг;
• Аюулгүй байдал, найдвартай байдал. Тоног төхөөрөмж нь удаан эдэлгээтэй (30 хүртэл жил үйлчилдэг). 20-25 жилийн ашиглалтын дараа фотоэлелүүд нь нэрлэсэн үнийн дүнгийн 80 хүртэлх хувийг өгдөг;
• Эргэлтийн эргэлт. Нарны хавтан нь бүрэн дахин боловсруулах боломжтой бөгөөд үйлдвэрлэлд дахин ашиглах боломжтой;
• Засвар үйлчилгээний хялбар байдал. Тоног төхөөрөмжийг бие даасан горимд байрлуулах, ажиллуулахад нэлээд хялбар байдаг;
• Хувийн орон сууцанд ашиглахад тохиромжтой;
• Гоо зүй. Гаднах төрхийг нь алдагдуулахгүйгээр барилгын дээвэр, фасад дээр суурилуулах боломжтой;
• Эдгээр нь нэмэлт цахилгаан хангамжийн систем болгон сайн нэгдсэн.