Żyjemy w świecie przyszłości, choć nie we wszystkich regionach jest to zauważalne. W każdym razie możliwość rozwoju nowych źródeł energii jest dziś poważnie dyskutowana w postępowych kręgach. Energia słoneczna to jeden z najbardziej obiecujących obszarów.

W tej chwili około 1% energii elektrycznej na Ziemi pochodzi z przetwarzania promieniowania słonecznego. Dlaczego więc nie porzuciliśmy jeszcze innych „szkodliwych” metod i czy w ogóle z nich zrezygnujemy? Sugerujemy zapoznanie się z naszym artykułem i samodzielne spróbowanie odpowiedzi na to pytanie.

Jak energia słoneczna jest przekształcana w energię elektryczną

Zacznijmy od najważniejszego - jak promienie słoneczne zamieniają się w energię elektryczną.

Sam proces nazywa się „Generacja słoneczna” ... Najskuteczniejsze sposoby zapewnienia tego są następujące:

• fotowoltaiczna;
• energia heliotermiczna;
• elektrownie balonów słonecznych.

Rozważmy każdy z nich.

Fotowoltaika

W tym przypadku prąd elektryczny pojawia się z powodu efekt fotowoltaiczny... Zasada jest taka: światło słoneczne pada na fotokomórkę, elektrony pochłaniają energię fotonów (cząstek światła) i zaczynają się poruszać. W rezultacie otrzymujemy napięcie elektryczne.

Taki właśnie proces zachodzi w panelach słonecznych, które są oparte na elementach przekształcających promieniowanie słoneczne w energię elektryczną.

Sama konstrukcja paneli fotowoltaicznych jest wystarczająco elastyczna i może mieć różne rozmiary. Dlatego są bardzo praktyczne w użyciu. Ponadto panele mają wysokie właściwości użytkowe: są odporne na opady i ekstremalne temperatury.

A oto jak to działa oddzielny moduł panelu słonecznego:

Możesz przeczytać o wykorzystaniu paneli słonecznych jako ładowarek, zasilaczy w domach prywatnych, do usprawnienia miast i do celów medycznych w.

Nowoczesne panele słoneczne i elektrownie

Ostatnie przykłady obejmują panele słoneczne firmy Sykstyńska Słoneczna... Mogą mieć dowolny odcień i fakturę, w przeciwieństwie do tradycyjnych ciemnoniebieskich paneli. Oznacza to, że mogą „udekorować” dach domu według własnego uznania.

Inne rozwiązanie zostało zaproponowane przez programistów Tesli. Wprowadzają na rynek nie tylko panele, ale pełnowartościowy materiał dachowy, który odzyskuje energię słoneczną. zawiera wbudowane moduły słoneczne i może mieć również szeroką gamę wzorów. Jednocześnie sam materiał jest znacznie mocniejszy niż zwykłe dachówki, a Solar Roof ma nawet nieskończoną gwarancję.

Jako przykład pełnoprawnego SPP można wymienić niedawno wybudowaną w Europie stację z panelami dwustronnymi. Te ostatnie zbierają zarówno bezpośrednie, jak i odbijające promieniowanie słoneczne. Poprawia to sprawność wytwarzania energii słonecznej o 30%. Stacja ta powinna generować około 400 MWh rocznie.

Zainteresowanie też jest największa pływająca elektrownia słoneczna w Chinach... Jego moc to 40 MW. Takie rozwiązania mają 3 ważne zalety:

• nie ma potrzeby zajmowania dużych obszarów lądowych, co jest ważne dla Chin;
• w zbiornikach zmniejsza się parowanie wody;
• same fotokomórki mniej się nagrzewają i pracują wydajniej.

Nawiasem mówiąc, ta pływająca elektrownia słoneczna została zbudowana na miejscu opuszczonego przedsiębiorstwa wydobywczego węgla.

Technologia oparta na efekcie fotowoltaicznym jest dziś najbardziej obiecująca, a według ekspertów panele słoneczne będą w stanie wytworzyć około 20% światowego zapotrzebowania na energię elektryczną w ciągu najbliższych 30-40 lat.

Energia słoneczna

Tutaj podejście jest trochę inne, ponieważ promieniowanie słoneczne służy do podgrzewania pojemnika z płynem. Dzięki temu zamienia się w parę, która obraca turbinę, co prowadzi do wytwarzania energii elektrycznej.

Elektrociepłownie działają na tej samej zasadzie, tylko ciecz ogrzewana jest spalaniem węgla.

Najbardziej oczywistym przykładem zastosowania tej technologii jest: Stacja solarna Ivanpa na pustyni Mojave. Jest to największa na świecie słoneczna elektrownia cieplna.

Działa od 2014 roku i do wytwarzania energii elektrycznej nie wykorzystuje żadnego paliwa – jedynie przyjazną środowisku energię słoneczną.

Kocioł wodny znajduje się w wieżach, które widać pośrodku konstrukcji. Wokół jest pole luster, które kierują promienie słoneczne na szczyt wieży. W ten sposób komputer stale obraca te lustra w zależności od położenia słońca.

Światło słoneczne koncentruje się na wieży

Skoncentrowana energia słoneczna podgrzewa wodę w wieży i zamienia się w parę. To wytwarza ciśnienie i para zaczyna obracać turbinę, w wyniku czego uwalniana jest energia elektryczna. Moc tej stacji wynosi 392 megawatów, co jest dość porównywalne z przeciętną elektrociepłownią w Moskwie.

Ciekawe, że takie stacje mogą działać w nocy. Jest to możliwe dzięki umieszczeniu części ogrzanej pary w zasobniku i jej stopniowemu wykorzystaniu do obracania turbiny.

Elektrownie balonów słonecznych

Choć to oryginalne rozwiązanie nie znalazło szerokiego zastosowania, wciąż ma swoje miejsce.

Sama instalacja składa się z 4 głównych części:

• Aerostat - znajduje się na niebie, zbierając promieniowanie słoneczne. Do kuli dostaje się woda, która szybko się nagrzewa, zamieniając się w parę.
• Linia pary - przez nią para pod ciśnieniem schodzi do turbiny, zmuszając ją do obracania się.
• Turbina - pod wpływem strumienia pary obraca się, wytwarzając energię elektryczną.
• Skraplacz i pompa - para, która przeszła przez turbinę, kondensuje się w wodę i za pomocą pompy unosi się do balonu, gdzie ponownie jest podgrzewana do stanu pary.

Jakie są zalety energii słonecznej

• Słońce da nam energię jeszcze przez kilka miliardów lat. Jednocześnie ludzie nie muszą wydawać funduszy i zasobów na jego produkcję.
• Wytwarzanie energii słonecznej jest procesem całkowicie przyjaznym dla środowiska, który nie stanowi zagrożenia dla przyrody.
• Autonomia procesu. Zbieranie światła słonecznego i wytwarzanie energii elektrycznej odbywa się przy minimalnej ingerencji człowieka. Jedyne, co należy zrobić, to utrzymywać w czystości powierzchnie robocze lub lustra.
• Wyczerpane panele słoneczne można poddać recyklingowi i ponownie wykorzystać w produkcji.

Problemy z rozwojem energii słonecznej

Mimo realizacji pomysłów na utrzymanie pracy elektrowni słonecznych w nocy, nikt nie jest odporny na kaprysy natury. Pokryte chmurami niebo w ciągu kilku dni znacznie ogranicza produkcję energii elektrycznej, a ludność i przedsiębiorstwa potrzebują jej nieprzerwanych dostaw.

Budowa elektrowni słonecznej nie jest tanią przyjemnością. Wynika to z konieczności wykorzystania w ich konstrukcji elementów rzadkich. Nie wszystkie kraje są gotowe wydawać swoje budżety na słabsze elektrownie, gdy są pracownicy w elektrowniach cieplnych i jądrowych.

Do umieszczenia takich instalacji wymagane są ponadto duże powierzchnie w miejscach, w których promieniowanie słoneczne ma wystarczający poziom.

Jak rozwija się energia słoneczna w Rosji

Niestety w naszym kraju węgiel, gaz i ropa nadal są w pełni spalane, a Rosja z pewnością będzie jedną z ostatnich, która całkowicie przestawi się na energię alternatywną.

Dziś wytwarzanie energii słonecznej to tylko 0,03% bilansu energii RF... Dla porównania w tych samych Niemczech liczba ta wynosi ponad 20%. Prywatni przedsiębiorcy nie są zainteresowani inwestowaniem w energię słoneczną ze względu na długi okres zwrotu i niezbyt wysoką rentowność, bo gaz jest tu znacznie tańszy.

W rozwiniętych gospodarczo regionach Moskwy i Leningradu aktywność słoneczna jest na niskim poziomie. Tam budowa elektrowni słonecznych jest po prostu niepraktyczna. Ale regiony południowe są dość obiecujące.

Dziś problem zużycia energii jest dość dotkliwy – zasoby planety nie są nieskończone, a ludzkość w czasie swojego istnienia w dużym stopniu zdewastowała to, co dała natura. Obecnie aktywnie wydobywa się węgiel i ropę, których zasoby z dnia na dzień maleją. pozwoliło ludzkości zrobić niesamowity krok w przyszłość i wykorzystać energię atomową, niosąc ze sobą ogromne zagrożenie dla całego środowiska.

Kwestia ekologiczna jest nie mniej dotkliwa - aktywne wydobycie zasobów i ich dalsze wykorzystanie niekorzystnie wpływa na stan planety, zmieniając nie tylko charakter gleb, ale nawet warunki klimatyczne.

Dlatego zawsze zwracano szczególną uwagę na naturalne źródła energii, takie jak np. woda czy wiatr. Wreszcie, po tylu latach aktywnych badań i rozwoju, ludzkość „dojrzała” do korzystania z energii Słońca na Ziemi. To o nim zostanie omówione dalej.

Co jest w tym tak atrakcyjnego

Zanim przejdziemy do konkretnych przykładów, dowiedzmy się, dlaczego ten rodzaj produkcji energii tak bardzo przyciąga badaczy na całym świecie. Jego głównym atutem jest niewyczerpalność. Pomimo wielu hipotez prawdopodobieństwo, że gwiazda taka jak Słońce zgaśnie w najbliższej przyszłości, jest niezwykle małe. Oznacza to, że możliwość otrzymania czystej energii w całkowicie naturalny sposób jest otwarta dla ludzkości.

Drugą niewątpliwą zaletą korzystania z energii Słońca na Ziemi jest przyjazność dla środowiska tej opcji. Wpływ na środowisko w takich warunkach będzie zerowy, co z kolei zapewnia całemu światu znacznie jaśniejszą przyszłość niż ta, która otwiera się ciągłym wydobywaniem ograniczonych zasobów podziemnych.

Na koniec należy zwrócić szczególną uwagę na fakt, że słońce stanowi najmniejsze zagrożenie dla samego człowieka.

Jak naprawdę

Przejdźmy teraz do rzeczy. Pod nieco poetycką nazwą „energia słoneczna” kryje się w rzeczywistości konwersja promieniowania w energię elektryczną za pomocą specjalnie opracowanych technologii. Proces ten zapewniają ogniwa fotowoltaiczne, które ludzkość niezwykle aktywnie wykorzystuje do własnych celów i całkiem skutecznie.

Promieniowania słonecznego

Historycznie tak się złożyło, że rzeczownik „promieniowanie” wywołuje w człowieku raczej negatywne skojarzenia niż pozytywne w związku z katastrofami spowodowanymi przez człowieka, które świat zdołał przetrwać w swoim życiu. Niemniej jednak technologia wykorzystania energii Słońca na Ziemi przewiduje pracę z nią.

W rzeczywistości ten rodzaj promieniowania to promieniowanie elektromagnetyczne, którego zasięg mieści się w przedziale od 2,8 do 3,0 mikronów.

Widmo słoneczne tak z powodzeniem wykorzystywane przez ludzkość w rzeczywistości składa się z trzech rodzajów fal: ultrafioletowych (około 2%), około 49% to fale świetlne i wreszcie energia słoneczna ma niewielką ilość innych składników, ale ich rola jest tak nieistotna że nie mają szczególnego wpływu na życie Ziemi.

Ilość energii słonecznej uderzającej w Ziemię

Teraz, gdy określono skład widma wykorzystywanego dla dobra ludzkości, należy zwrócić uwagę na jeszcze jedną ważną cechę tego zasobu. Wykorzystanie energii słonecznej na Ziemi wydaje się bardzo obiecujące również dlatego, że jest dostępna w dość dużych ilościach przy praktycznie minimalnych kosztach przetwarzania. Całkowita ilość energii emitowanej przez gwiazdę jest niezwykle duża, ale około 47% dociera do powierzchni Ziemi, co odpowiada siedmiuset biliardom kilowatogodzin. Dla porównania zauważ, że zaledwie jedna kilowatogodzina może zapewnić dziesięcioletnią pracę 100-watowej żarówki.

Moc promieniowania słonecznego i wykorzystanie energii na Ziemi zależy oczywiście od wielu czynników: warunków klimatycznych, kąta padania promieni na powierzchnię, pory roku i położenia geograficznego.

Kiedy i ile

Łatwo się domyślić, że dobowa ilość energii słonecznej padająca na powierzchnię Ziemi nieustannie się zmienia, gdyż zależy to bezpośrednio od położenia planety w stosunku do Słońca oraz ruchu samej gwiazdy. Od dawna wiadomo, że promieniowanie jest maksymalne w południe, natomiast rano i wieczorem ilość promieni docierających do powierzchni jest znacznie mniejsza.

Możemy śmiało powiedzieć, że wykorzystanie energii Słońca będzie najbardziej produktywne w regionach jak najbliżej pasa równikowego, ponieważ tam różnica między najwyższym i najniższym wskaźnikiem jest minimalna, co wskazuje na maksymalną ilość promieniowanie docierające do powierzchni planety. Na przykład na terenie afrykańskich obszarów pustynnych roczna ilość promieniowania sięga średnio 2200 kilowatogodzin, podczas gdy w Kanadzie czy na przykład w Europie Środkowej liczby nie przekraczają 1000 kilowatogodzin.

Energia słoneczna w historii

Jeśli myślisz tak szeroko, jak to możliwe, próby „oswojenia” wielkiego światła, które ogrzewa naszą planetę, rozpoczęły się w czasach starożytnych, w czasach pogaństwa, kiedy każdy element był ucieleśniany przez odrębne bóstwo. Jednak oczywiście wtedy nie mogło być mowy o wykorzystaniu energii słonecznej - na świecie królowała magia.

Temat wykorzystania energii Słońca na Ziemi zaczął być aktywnie podnoszony dopiero pod koniec XIV - na początku XX wieku. Prawdziwego przełomu w nauce dokonał w 1839 roku Alexander Edmond Becquerel, któremu udało się zostać odkrywcą efektu fotowoltaicznego. Studia na ten temat znacznie się wzmogły i po 44 latach Charles Fritts był w stanie skonstruować pierwszy w historii moduł oparty na złoconym selenu. Takie wykorzystanie energii Słońca na Ziemi dało niewielką ilość uwolnionej energii elektrycznej - łączna wielkość produkcji wynosiła wówczas nie więcej niż 1%. Niemniej jednak dla całej ludzkości był to prawdziwy przełom, otwierający nowe horyzonty nauki, o których wcześniej nawet nie śniono.

Sam Albert Einstein wniósł znaczący wkład w rozwój energii słonecznej. We współczesnym świecie nazwisko naukowca często kojarzy się z jego słynną teorią względności, ale w rzeczywistości otrzymał Nagrodę Nobla właśnie za jego badania

Do dziś technologia wykorzystania energii Słońca na Ziemi przeżywa gwałtowne wzloty i upadki, ale ta gałąź wiedzy jest stale uzupełniana o nowe fakty i można mieć nadzieję, że w dającej się przewidzieć przyszłości drzwi do całkowicie otworzy się przed nami nowy świat.

Natura jest przeciwko nam

Mówiliśmy już o zaletach korzystania z energii Słońca na Ziemi. Zwróćmy teraz uwagę na wady tej metody, których niestety nie mniej.

Ze względu na bezpośrednią zależność od położenia geograficznego, warunków klimatycznych i ruchu Słońca, produkcja energii słonecznej w wystarczających ilościach wiąże się z ogromnymi kosztami terytorialnymi. Najważniejsze jest to, że im większy obszar zużycia i przetwarzania promieniowania słonecznego, tym bardziej przyjazną środowisku energię otrzymamy na wyjściu. Umieszczenie tak ogromnych systemów wymaga dużej ilości wolnej przestrzeni, co powoduje pewne trudności.

Innym problemem związanym z wykorzystaniem energii Słońca na Ziemi jest bezpośrednie uzależnienie od pory dnia, gdyż produkcja w nocy będzie zerowa, a rano i wieczorem jest niezwykle nieznaczna.

Dodatkowym czynnikiem ryzyka jest sama pogoda – nagłe zmiany warunków mogą mieć wyjątkowo negatywny wpływ na działanie takiego systemu, ponieważ powoduje trudności w debugowaniu wymaganej mocy. W pewnym sensie sytuacje z gwałtowną zmianą ilości wchłaniania i produkcji mogą być niebezpieczne.

Czyste, ale drogie?

Wykorzystanie energii słonecznej na Ziemi jest w tej chwili trudne ze względu na jej wysoki koszt. Fotokomórki wymagane do głównych procesów są dość drogie. Oczywiście pozytywne aspekty korzystania z tego rodzaju zasobów sprawiają, że się to zwraca, ale z ekonomicznego punktu widzenia w tej chwili nie ma potrzeby mówić o pełnym zwrocie kosztów pieniężnych.

Niemniej jednak, jak pokazuje trend, cena ogniw fotowoltaicznych stopniowo spada, dzięki czemu z czasem problem ten można całkowicie rozwiązać.

Niedogodność procesu

Wykorzystanie Słońca jako źródła energii jest również trudne, ponieważ ta metoda przetwarzania zasobów jest dość pracochłonna i niewygodna. Zużycie i przetwarzanie promieniowania bezpośrednio zależy od czystości płyt, co jest dość problematyczne w zapewnieniu. Ponadto nagrzewanie się elementów, któremu można zapobiec tylko przy użyciu najmocniejszych systemów chłodzenia, ma niezwykle negatywny wpływ na proces, co wymaga dodatkowych, i to znacznych, kosztów materiałowych.

Dodatkowo płyty stosowane w kolektorach słonecznych po 30 latach aktywnej pracy ulegają stopniowemu degradacji, a koszt ogniw słonecznych był wspomniany wcześniej.

Problem środowiskowy

Wcześniej mówiono, że wykorzystanie tego rodzaju zasobów może w przyszłości uratować ludzkość przed dość poważnymi problemami ze środowiskiem. Źródło surowców i produkt końcowy są naprawdę tak przyjazne dla środowiska, jak to tylko możliwe.

Niemniej jednak przy wykorzystaniu energii słonecznej zasadą działania kolektorów słonecznych jest stosowanie specjalnych płyt z fotokomórkami, do produkcji których potrzeba dużo toksycznych substancji: ołowiu, arsenu czy potasu. Samo ich stosowanie nie szkodzi środowisku, jednak biorąc pod uwagę ich ograniczoną żywotność, z czasem utylizacja płyt może stać się poważnym problemem.

Aby ograniczyć negatywny wpływ na środowisko, producenci stopniowo przestawiają się na płyty cienkowarstwowe, które są tańsze i mniej szkodliwe dla środowiska.

Metody przekształcania promieniowania w energię

Filmy i książki o przyszłości ludzkości prawie zawsze dają nam w przybliżeniu ten sam obraz tego procesu, który w rzeczywistości może znacznie różnić się od rzeczywistości. Istnieje kilka sposobów na konwersję.

Najczęstsze zastosowanie fotokomórek opisane już wcześniej.

Alternatywnie ludzkość aktywnie wykorzystuje energię heliotermiczną opartą na nagrzewaniu specjalnych powierzchni, co pozwala na podgrzewanie wody z odpowiednim kierunkiem uzyskiwanej temperatury. Jeśli maksymalnie uprościsz ten proces, można go porównać do zbiorników, które są używane do letniego prysznica w prywatnych domach.

Innym sposobem wykorzystania promieniowania do generowania energii jest „żagiel słoneczny”, który może działać tylko. Ten rodzaj systemu przekształca promieniowanie w

Problem braku generacji w nocy częściowo rozwiązują elektrownie balonów słonecznych, których eksploatacja jest kontynuowana ze względu na akumulację uwolnionej energii i czas trwania procesu chłodzenia.

My i energia słoneczna

Zasoby energii słońca i wiatru na Ziemi są wykorzystywane dość aktywnie, chociaż często tego nie zauważamy. Wspomnieliśmy już o popularnym podgrzewaniu wody w letnim prysznicu. W rzeczywistości do tych celów najczęściej wykorzystuje się energię słoneczną. Istnieje jednak wiele innych przykładów: w prawie każdym sklepie ze sprzętem oświetleniowym można znaleźć żarówki akumulacyjne, które dzięki energii zgromadzonej w ciągu dnia mogą pracować bez prądu nawet w nocy.

Instalacje oparte na fotokomórkach są aktywnie wykorzystywane we wszelkiego rodzaju przepompowniach i systemach wentylacyjnych.

Wczoraj dzisiaj Jutro

Jednym z najważniejszych zasobów ludzkości jest energia słoneczna, a perspektywy jej wykorzystania są niezwykle duże. Branża jest aktywnie finansowana, rozwijana i ulepszana. Obecnie energia słoneczna jest najbardziej rozwinięta w Stanach Zjednoczonych, gdzie niektóre regiony wykorzystują ją jako pełnoprawne alternatywne źródło energii. Również elektrownie tego typu działają w innych krajach. Inne kraje już dawno obrały kurs w kierunku tego typu wytwarzania energii elektrycznej, co może wkrótce rozwiązać problem zanieczyszczenia środowiska.

Ludzie nie wyobrażają sobie już życia bez elektryczności, a zapotrzebowanie na energię z roku na rok rośnie, a zasoby surowców energetycznych takich jak ropa, gaz, węgiel gwałtownie maleją. Ludzkość nie ma innych opcji niż korzystanie z alternatywnych źródeł energii. Jednym ze sposobów wytwarzania energii elektrycznej jest konwersja energii słonecznej za pomocą ogniw fotowoltaicznych. Ludzie dowiedzieli się, że można stosunkowo długo wykorzystywać energię słoneczną, ale zaczęli się aktywnie rozwijać dopiero w ciągu ostatnich 20 lat. W ostatnich latach ciągłe badania, stosowanie najnowszych materiałów oraz kreatywne rozwiązania projektowe znacząco podniosły wydajność ogniw słonecznych. Wielu wierzy, że w przyszłości ludzkość będzie mogła zrezygnować z tradycyjnych metod wytwarzania energii elektrycznej na rzecz energii słonecznej i pozyskać ją za pomocą elektrowni słonecznych.

Energia słoneczna

Energia słoneczna jest jednym ze źródeł wytwarzania energii elektrycznej w sposób nietradycyjny, dlatego należy do alternatywnych źródeł energii. Energia słoneczna wykorzystuje promieniowanie słoneczne i zamienia je na energię elektryczną lub inne formy energii. Energia słoneczna to nie tylko przyjazne dla środowiska źródło energii; podczas konwersji energii słonecznej nie są uwalniane żadne szkodliwe produkty uboczne, ale również energia słoneczna jest samoodnawiającym się źródłem alternatywnej energii.

Jak działa energia słoneczna

Nietrudno teoretycznie policzyć, ile energii można uzyskać z przepływu energii słonecznej, od dawna wiadomo, że po przejściu odległości od Słońca do Ziemi i opadnięciu na powierzchnię 1 m2 pod kątem 90 ° , strumień słoneczny na wejściu do atmosfery przenosi ładunek energetyczny równy 1367 W/m², jest to tak zwana stała słoneczna. Jest to idealne rozwiązanie w idealnych warunkach, co, jak wiemy, jest praktycznie niemożliwe do osiągnięcia. Zatem po przejściu przez atmosferę maksymalny strumień jaki można uzyskać na równiku wyniesie 1020 W/m2, ale średnia wartość dobowa jaką możemy uzyskać będzie 3 razy mniejsza ze względu na zmianę dnia i nocy oraz zmianę pod kątem padania strumienia słonecznego. A w umiarkowanych szerokościach geograficznych zmiana pór roku jest dodawana do zmiany dnia i nocy, a wraz z nią zmiana czasu trwania godzin dziennych, dlatego w umiarkowanych szerokościach geograficznych ilość otrzymanej energii zostanie zmniejszona o kolejne 2 razy.

Rozwój i dystrybucja energii słonecznej

Jak wszyscy wiemy, w ostatnich latach rozwój energetyki słonecznej z roku na rok nabiera rozpędu, ale spróbujmy prześledzić dynamikę rozwoju. W 1985 roku światowa moc słoneczna wynosiła zaledwie 0,021 GW. W 2005 roku wyniosły one już 1656 GW. Rok 2005 uważany jest za punkt zwrotny w rozwoju energetyki słonecznej, od tego roku ludzie zaczęli aktywnie interesować się badaniami i rozwojem systemów elektrycznych zasilanych energią słoneczną. Ponadto dynamika nie pozostawia wątpliwości (2008 - 15,5 GW, 2009 - 22,8 GW, 2010 - 40 GW, 2011 - 70 GW, 2012 - 108 GW, 2013 - 150 GW, 2014 - 203 GW). Palmę w wykorzystaniu energii słonecznej mają kraje Unii Europejskiej i Stany Zjednoczone, w samych Stanach Zjednoczonych i Niemczech zatrudnionych jest ponad 100 tysięcy osób w sferze produkcyjnej i operacyjnej. Swoimi osiągnięciami w rozwoju energetyki słonecznej mogą pochwalić się również Włochy, Hiszpania i oczywiście Chiny, co, jeśli nie liderem w eksploatacji ogniw słonecznych, to w ten sposób producent ogniw słonecznych zwiększa z roku na rok tempo produkcji do roku.

Zalety i wady korzystania z energii słonecznej

Zalety: 1) przyjazność dla środowiska – nie zanieczyszcza środowiska; 2) dostępność – dostępne są w sprzedaży ogniwa fotowoltaiczne nie tylko do użytku przemysłowego, ale także do tworzenia prywatnych minielektrowni słonecznych; 3) niewyczerpalność i samoodnawianie źródła energii; 4) stale malejące koszty produkcji energii elektrycznej.
Niedogodności: 1) wpływ na przebieg warunków atmosferycznych i pory dnia; 2) aby oszczędzać energię, konieczne jest jej akumulowanie; 3) niższa produktywność w umiarkowanych szerokościach geograficznych ze względu na zmianę pór roku; 4) znaczne nagrzanie powietrza nad elektrownią słoneczną; 5) konieczność okresowego czyszczenia powierzchni fotokomórek z zanieczyszczeń, a jest to problematyczne ze względu na ogromne powierzchnie zajmowane przez instalację fotokomórek; 6) można też powiedzieć o stosunkowo wysokim koszcie sprzętu, choć z roku na rok koszt maleje, natomiast o taniej energii słonecznej nie ma co mówić.

Perspektywy rozwoju energetyki słonecznej

Dziś dla rozwoju energetyki słonecznej przewiduje się wielką przyszłość, z roku na rok powstaje coraz więcej nowych elektrowni słonecznych, które zachwycają skalą i rozwiązaniami technicznymi. Nie ustają również badania naukowe mające na celu zwiększenie wydajności ogniw fotowoltaicznych. Naukowcy obliczyli, że jeśli ląd planety Ziemia jest pokryty w 0,07%, a wydajność ogniw słonecznych wynosi 10%, to energia wystarczy na ponad 100% wszystkich potrzeb ludzkości. Dziś fotokomórki o wydajności 30% są już w użyciu. Według danych badawczych wiadomo, że ambicje naukowców obiecują doprowadzić go do 85%.

Elektrownie słoneczne

Elektrownie słoneczne to konstrukcje, których zadaniem jest zamiana strumieni energii słonecznej na energię elektryczną. Wielkości elektrowni słonecznych mogą być różne, od prywatnych minielektrowni z kilkoma panelami słonecznymi do ogromnych, zajmujących powierzchnię ponad 10 km².

Czym są elektrownie słoneczne

Od budowy pierwszych elektrowni słonecznych minęło sporo czasu, podczas których zrealizowano wiele projektów i zastosowano wiele ciekawych rozwiązań projektowych. Zwyczajowo wszystkie elektrownie słoneczne dzieli się na kilka typów:
1. Elektrownie słoneczne typu wieżowego.
2. Elektrownie słoneczne, w których ogniwa słoneczne to ogniwa fotowoltaiczne.
3. Elektrownie słoneczne dyskowe.
4. Paraboliczne elektrownie słoneczne.
5. Elektrownie słoneczne typu słoneczno-próżniowego.
6. Elektrownie słoneczne typu mieszanego.

Wieżowe elektrownie słoneczne

Bardzo powszechny typ konstrukcji elektrowni. Jest to wysoka konstrukcja wieży na szczycie, w której znajduje się zbiornik pomalowany na czarno wodą, aby lepiej przyciągać odbite światło słoneczne. Dookoła wieży znajdują się duże lustra w okręgu o powierzchni ponad 2 m², wszystkie są podłączone do jednego systemu sterowania, który monitoruje zmianę kąta pochylenia luster tak, aby zawsze odbijały światło słoneczne i kierowały je bezpośrednio do zbiornika na wodę znajdującego się na szczycie wieży. W ten sposób odbite światło słoneczne ogrzewa wodę, która tworzy parę, a następnie ta para jest pompowana do generatora turbiny, gdzie wytwarzana jest energia elektryczna. Temperatura grzania zbiornika może wynosić do 700°C. Wysokość wieży zależy od wielkości i mocy elektrowni słonecznej i z reguły zaczyna się od 15 m, a wysokość największej obecnie wynosi 140 m. Ten typ elektrowni słonecznych jest bardzo powszechny i ​​preferowany przez wiele krajów za wysoką sprawność na poziomie 20%.

Fotowoltaiczne elektrownie słoneczne

Ogniwa fotowoltaiczne (panele słoneczne) służą do przekształcania strumienia słonecznego w energię elektryczną. Ten typ elektrowni stał się bardzo popularny ze względu na możliwość zastosowania paneli słonecznych w małych blokach, co umożliwia wykorzystanie paneli słonecznych do dostarczania energii elektrycznej zarówno do domów prywatnych, jak i dużych obiektów przemysłowych. Co więcej, sprawność rośnie z roku na rok i dziś są już fotokomórki o sprawności 30%.

Paraboliczne elektrownie słoneczne

Tego typu elektrownie słoneczne wyglądają jak ogromne czasze satelitarne, których wnętrze pokryte jest lustrzanymi płytami. Zasada, na której odbywa się konwersja energii jest podobna do stacji wieżowych z niewielką różnicą, paraboliczny kształt luster sprawia, że ​​promienie słoneczne, odbijające się od całej powierzchni lustra, koncentrują się w centrum, gdzie znajduje się odbiornik z ciecz, która się nagrzewa, tworząc parę, która w swojej kolejce jest siłą napędową małych generatorów.

Tacowe elektrownie słoneczne

Zasada działania i sposób wytwarzania energii elektrycznej jest identyczny z wieżowymi i parabolicznymi elektrowniami słonecznymi. Jedyną różnicą są cechy konstrukcyjne. Na nieruchomej konstrukcji, trochę jak gigantyczne metalowe drzewo, na którym zawieszone są okrągłe płaskie lustra skupiające energię słoneczną na odbiorniku.

Elektrownie słoneczne typu solarno-próżniowego

To bardzo nietypowy sposób wykorzystania energii słonecznej i różnic temperatur. Konstrukcja elektrowni składa się z działki o przeszklonym dachu w kształcie koła z wieżą pośrodku. Wieża jest pusta w środku, u jej podstawy znajduje się kilka turbin, które obracają się pod wpływem przepływu powietrza z powodu różnicy temperatur. Przez szklany dach słońce ogrzewa ziemię i powietrze wewnątrz pomieszczenia, a budynek komunikuje się ze środowiskiem zewnętrznym rurą, a ponieważ temperatura powietrza na zewnątrz pomieszczenia jest znacznie niższa, powstaje ciąg powietrza, który zwiększa się wraz z wzrost różnicy temperatur. Tym samym turbiny wytwarzają więcej energii w nocy niż w dzień.

Mieszane elektrownie słoneczne

Dzieje się tak, gdy w elektrowniach słonecznych określonego typu np. kolektory słoneczne są wykorzystywane jako elementy pomocnicze do zaopatrywania obiektów w ciepłą wodę i ciepło, lub możliwe jest jednoczesne zastosowanie sekcji fotokomórek w zasilaniu typu wieżowego Zakład.

Energia słoneczna rozwija się w szybkim tempie, ludzie w końcu poważnie myślą o alternatywnych źródłach energii, aby zapobiec nieuchronnie zbliżającemu się kryzysowi energetycznemu i katastrofie ekologicznej. Choć liderami energetyki słonecznej nadal są Stany Zjednoczone i Unia Europejska, wszystkie inne światowe potęgi stopniowo zaczynają adoptować i wykorzystywać doświadczenie i technologie do produkcji i użytkowania elektrowni słonecznych. Nie ma wątpliwości, że prędzej czy później energia słoneczna stanie się głównym źródłem energii na Ziemi.

Od czasów starożytnych ludzie mówili o Słońcu jako o potężnym i wielkim, podnosząc je w swoich religiach do rangi obiektu ożywionego. Czczono tego luminarza, chwalono go, mierzono czas i zawsze uważano go za główne źródło dóbr ziemskich.

Zapotrzebowanie na energię słoneczną

Minęły tysiąclecia. Ludzkość wkroczyła w nową erę swojego rozwoju i cieszy się owocami szybko rozwijającego się postępu technologicznego. Jednak do dziś to Słońce jest głównym naturalnym źródłem ciepła, a co za tym idzie życia.

Jak ludzkość wykorzystuje Słońce w swoich codziennych czynnościach? Rozważmy tę kwestię bardziej szczegółowo.

„Dzieło” słońca

Ciało niebieskie służy jako jedyne źródło energii potrzebnej do fotosyntezy roślin. Słońce wprawia w ruch obieg wody i tylko dzięki niemu na naszej planecie znajdują się wszystkie znane ludzkości paliwa kopalne. Ludzie również wykorzystują moc tej jasnej gwiazdy, aby zaspokoić swoje zapotrzebowanie na energię elektryczną i cieplną. Bez tego życie na planecie byłoby po prostu niemożliwe.

Główne źródło energii

Natura mądrze dba o to, by ludzkość otrzymywała swoje dary od ciała niebieskiego. Energia słoneczna dostarczana jest na Ziemię poprzez przenoszenie fal promieniowania na powierzchnię kontynentów i wód. Ponadto z całego spektrum przesłanego do nas tylko:

1. Fale ultrafioletowe. Są niewidoczne dla ludzkiego oka i stanowią około 2% całego widma.

2. Fale świetlne. To około połowa energii Słońca, która dociera do powierzchni Ziemi. Dzięki falom świetlnym człowiek widzi wszystkie kolory otaczającego go świata.

3. Fale podczerwone. Stanowią one około 49% widma i ogrzewają powierzchnię wody i lądu. To właśnie te fale są najbardziej poszukiwane przy wykorzystaniu energii słonecznej na Ziemi.

Zasada konwersji fali na podczerwień

Jak przebiega proces wykorzystywania energii Słońca na Ziemi? Jak każde inne podobne działanie, odbywa się zgodnie z zasadą bezpośredniej transformacji. Wymaga to tylko specjalnej powierzchni. Wchodząc na nią, światło słoneczne przechodzi proces konwersji w energię. Aby generować ciepło, kolektor musi być włączony w ten obwód. Pochłania fale podczerwone. Co więcej, w urządzeniu wykorzystującym energię słoneczną z pewnością znajdują się urządzenia magazynujące. Aby ogrzać produkt końcowy, rozmieszczone są specjalne wymienniki ciepła.

Celem energii słonecznej jest uzyskanie tak potrzebnego ludzkości ciepła i światła. Nowa branża jest czasami nazywana energią słoneczną. W końcu Helios jest tłumaczony z greckiego jako słońce.

Złożona operacja

W teorii każdy z nas może obliczyć instalację solarną. Wiadomo przecież, że po przejściu drogi od jedynej gwiazdy naszego układu galaktycznego na Ziemię przepływ promieni świetlnych przyniesie ze sobą ładunek energetyczny równy 1367 W na metr kwadratowy. Jest to tak zwana stała słoneczna, która istnieje na wejściu do warstw atmosferycznych. Ta opcja jest możliwa tylko w idealnych warunkach, których po prostu nie ma w naturze. Po przejściu przez atmosferę promienie słoneczne przyniosą do równika 1020 watów na metr kwadratowy. Ale ze względu na zmianę pory dziennej i nocnej będziemy mogli uzyskać trzykrotnie mniejszą wartość. Jeśli chodzi o szerokości geograficzne umiarkowane, tutaj zmienia się nie tylko czas trwania dnia, ale także sezonowość. Tak więc produkcja energii elektrycznej w miejscach oddalonych od równika, podczas obliczeń, będzie musiała zostać zmniejszona o kolejną połowę.

Geografia promieniowania ciała niebieskiego

Gdzie energia słoneczna może działać wystarczająco efektywnie? Naturalne warunki do lokalizacji roślin odgrywają ważną rolę w tej rozwijającej się branży.
Rozkład promieniowania słonecznego na powierzchni Ziemi jest nierównomierny. W niektórych regionach promień słońca jest długo oczekiwanym i rzadkim gościem, w innych jest w stanie przygnębić wszystkie żywe istoty.

Ilość promieniowania słonecznego, jaką otrzymuje dany obszar, zależy od szerokości geograficznej jego położenia. Największe dawki energii naturalnego oświetlenia otrzymują stany położone w pobliżu równika. Ale to nie wszystko. Wielkość strumienia słonecznego zależy od liczby dni bezchmurnych, które zmieniają się wraz z przejściem z jednej strefy klimatycznej do drugiej. Prądy powietrzne i inne cechy regionu mogą zwiększać lub zmniejszać stopień promieniowania. Korzyści z energii słonecznej są najbardziej znane:

Kraje północno-wschodniej Afryki oraz niektóre południowo-zachodnie i centralne regiony kontynentu;
- mieszkańcy Półwyspu Arabskiego;
- wschodnie wybrzeże Afryki;
- północno-zachodnia Australia i niektóre wyspy Indonezji;
- zachodnie wybrzeże Ameryki Południowej.

Jeśli chodzi o Rosję, jak pokazują pomiary wykonane na jej terytorium, regiony graniczące z Chinami, a także strefy północne, cieszą się największymi dawkami promieniowania słonecznego. A gdzie w naszym kraju Słońce nagrzewa Ziemię najmniej? Jest to region północno-zachodni, który obejmuje St. Petersburg i sąsiednie regiony.

Elektrownie

Trudno wyobrazić sobie nasze życie bez wykorzystania energii Słońca na Ziemi. Jak to zastosować? Możesz użyć promieni światła do generowania elektryczności. Zapotrzebowanie na nią rośnie z roku na rok, a rezerwy gazu, ropy i węgla w szybkim tempie maleją. Dlatego w ostatnich dziesięcioleciach zaczęto budować elektrownie słoneczne. W końcu instalacje te pozwalają na korzystanie z alternatywnych źródeł energii, znacznie oszczędzając zasoby naturalne.

Elektrownie słoneczne działają dzięki wbudowanym w ich powierzchni ogniwom słonecznym. Ponadto w ostatnich latach udało się znacznie zwiększyć wydajność takich systemów. Instalacje solarne zaczęto produkować z najnowszych materiałów i przy użyciu kreatywnych rozwiązań inżynierskich. To znacznie zwiększyło ich moc.

Według niektórych badaczy w niedalekiej przyszłości ludzkość może porzucić dotychczasowe tradycyjne sposoby pozyskiwania energii elektrycznej. Potrzeby ludzi w pełni zaspokoją ciało niebieskie.

Elektrownie słoneczne są dostępne w różnych rozmiarach. Najmniejsze z nich są prywatne. W tych systemach jest tylko kilka paneli słonecznych. Największe i najbardziej złożone instalacje obejmują obszary przekraczające dziesięć kilometrów kwadratowych.

Wszystkie elektrownie słoneczne dzielą się na sześć typów. Pomiędzy nimi:

Wieża;
- instalacje z fotokomórkami;
- w kształcie dysku;
- paraboliczny;
- próżnia słoneczna;
- mieszane.

Najpopularniejszym typem elektrowni jest wieża. To jest wysoka konstrukcja. Zewnętrznie przypomina wieżę z umieszczonym na niej zbiornikiem. Pojemnik jest wypełniony wodą i pomalowany na czarno. Wokół wieży znajdują się lustra, których powierzchnia wynosi ponad 8 metrów kwadratowych. Cały ten system połączony jest z jednym panelem sterującym, dzięki czemu kąt nachylenia lusterek można skierować tak, aby stale odbijały światło słoneczne. Belki skierowane na zbiornik podgrzewają wodę. System wytwarza parę, która jest wysyłana do wytwarzania energii elektrycznej.

Przy eksploatacji elektrowni typu fotowoltaicznego stosuje się panele słoneczne. Instalacje te stały się dziś szczególnie popularne. W końcu panele słoneczne można instalować w małych blokach, co pozwala na ich wykorzystanie nie tylko w przedsiębiorstwach przemysłowych, ale także w domach prywatnych.

Jeśli widzisz kilka ogromnych anten satelitarnych, na których wnętrzu zainstalowano lustrzane płyty, to powinieneś wiedzieć, że są to elektrownie paraboliczne zasilane promieniowaniem słonecznym. Ich zasada działania jest podobna do tych samych systemów typu wieżowego. Łapią wiązkę światła i ogrzewają odbiornik cieczą. Ponadto wytwarzana jest para, która służy do wytwarzania energii elektrycznej.

Stacje grzybkowe działają w taki sam sposób jak te, które należą do typu wieżowego i parabolicznego. Różnice tkwią tylko w cechach konstrukcyjnych instalacji. Na pierwszy rzut oka wygląda jak ogromne metalowe drzewo, którego liście to płaskie okrągłe lustra. W nich koncentruje się energia słoneczna.

W elektrowni słoneczno-próżniowej stosuje się nietypowy sposób wytwarzania ciepła. Jego konstrukcja to kawałek gruntu pokryty okrągłym dachem. W centrum tej konstrukcji wznosi się pusta wieża, u podstawy której zainstalowane są turbiny. Rotacja łopat takiej elektrowni następuje z powodu przepływu powietrza, który występuje, gdy temperatura jest inna. Szklany dach przepuszcza promienie słońca. Ogrzewają ziemię. Temperatura powietrza w pomieszczeniu wzrasta. Różnica między odczytami słupków termometru wewnątrz i na zewnątrz powoduje przeciąg powietrza.

Energia słoneczna wykorzystuje również elektrownie typu mieszanego. O takich systemach możemy mówić, gdy np. stosuje się dodatkowe fotokomórki na wieżach.

Zalety i wady energii słonecznej

Każda gałąź gospodarki narodowej ma swoje pozytywne i negatywne strony. Są również dostępne przy użyciu strumieni świetlnych. Zalety energii słonecznej są następujące:

Przyjazność dla środowiska, ponieważ nie zanieczyszcza środowiska;
- dostępność głównych komponentów - fotokomórek, które są wdrażane nie tylko do użytku przemysłowego, ale także do tworzenia osobistych małych elektrowni;
- niewyczerpalność i samoodzyskanie źródła;
- stale malejący koszt.

Wśród wad energii słonecznej są:

Wpływ pory dnia i warunków atmosferycznych na pracę elektrowni;
- potrzeba magazynowania energii;
- spadek produktywności w zależności od szerokości geograficznej, na której położony jest region i pory roku;
- duże ogrzewanie powietrza, które ma miejsce w samej elektrowni;
- konieczność okresowego czyszczenia z zanieczyszczeń, których potrzebuje system baterii słonecznych, co jest problematyczne ze względu na ogromne powierzchnie, na których zainstalowane są fotokomórki;
- stosunkowo wysoki koszt sprzętu, który choć malejący z roku na rok, nadal nie jest dostępny dla masowego odbiorcy.

Perspektywy rozwoju

Jakie są dalsze możliwości wykorzystania energii Słońca na Ziemi? Dziś ten alternatywny kompleks ma przed sobą wielką przyszłość.

Perspektywy dla energii słonecznej są jasne. Rzeczywiście, już dzisiaj trwają prace w tym kierunku na ogromną skalę. Z roku na rok w różnych krajach świata pojawia się coraz więcej elektrowni słonecznych, których gabaryty uderzają rozwiązaniami technicznymi i skalą. Ponadto eksperci z tej branży nie przestają prowadzić badań naukowych, których celem jest zwielokrotnienie wydajności fotokomórek wykorzystywanych w takich instalacjach.

Naukowcy dokonali ciekawej kalkulacji. Gdyby fotokomórki zostały zainstalowane na ziemi planety Ziemia, która znajdowałaby się na siedmiu setnych jej terytorium, to nawet przy wydajności 10% dostarczałyby całej ludzkości potrzebnego ciepła i światła. A to nie jest bardzo odległa perspektywa. W końcu fotokomórki, które są dziś używane, mają sprawność równą 30%. Jednocześnie naukowcy mają nadzieję podnieść tę wartość do 85%.

Rozwój energetyki słonecznej postępuje w dość szybkim tempie. Ludzie są poważnie zaniepokojeni wyczerpywaniem się zasobów naturalnych i szukają alternatywnych źródeł ciepła i światła. Taka decyzja pomoże zapobiec nieuchronnemu dla ludzkości kryzysowi energetycznemu, a także zbliżającej się katastrofie ekologicznej.

Życie współczesnego człowieka jest po prostu nie do pomyślenia bez energii. Awaria prądu wydaje się katastrofą, człowiek nie wyobraża sobie już życia bez transportu, a gotowanie np. jedzenia na ogniu, a nie na wygodnej kuchence gazowej lub elektrycznej, to już hobby.

Do tej pory do wytwarzania energii wykorzystujemy paliwa kopalne (ropa, gaz, węgiel). Ale ich rezerwy na naszej planecie są ograniczone i nie dziś ani jutro nie nadejdzie dzień, w którym się skończą. Co robić? Odpowiedź już istnieje - szukać innych źródeł energii, niekonwencjonalnych, alternatywnych, których podaż jest po prostu niewyczerpana.

Te alternatywne źródła energii obejmują słońce i wiatr.

Wykorzystanie energii słonecznej

Słońce- najpotężniejszy dostawca energii. Używamy czegoś ze względu na nasze cechy fizjologiczne. Ale miliony, miliardy kilowatów są marnowane i znikają o zmroku. Co sekundę Słońce daje Ziemi 80 tysięcy miliardów kilowatów. To kilka razy więcej, niż generują wszystkie elektrownie na świecie.

Wyobraź sobie, jakie korzyści przyniesie ludzkości wykorzystanie energii słonecznej:

. Nieskończoność w czasie... Naukowcy przewidują, że słońce nie zgaśnie jeszcze przez kilka miliardów lat. A to oznacza, że ​​wystarczy dla naszego stulecia i dla naszych dalekich potomków.

. Geografia... Nie ma na naszej planecie miejsc, w których nie świeci słońce. Gdzieś jaśniej, gdzieś ciemniej, ale Słońce jest wszędzie. Oznacza to, że nie będzie konieczne owijanie Ziemi niekończącą się siecią przewodów, próbując dostarczać energię elektryczną do odległych zakątków planety.

. Ilość... Energii słonecznej wystarczy dla wszystkich. Nawet jeśli ktoś zacznie niezmiernie gromadzić taką energię do wykorzystania w przyszłości, niczego to nie zmieni. Wystarczy naładować baterie i opalać się na plaży.

. Korzysci ekonomiczne... Nie będziesz już musiał wydawać pieniędzy na zakup drewna opałowego, węgla, benzyny. Wolne światło słoneczne będzie odpowiedzialne za działanie wodociągu oraz samochodu, klimatyzacji i telewizora, lodówki i komputera.

. Przyjazny dla środowiska... Całkowite wylesianie stanie się przeszłością, nie będzie potrzeby ogrzewania pieców, budowy nowych „Czarnobyla” i „Fukushimy”, spalania oleju opałowego i oleju. Po co tyle wysiłku wkładać w niszczenie przyrody, kiedy na niebie jest cudowne i niewyczerpane źródło energii - Słońce.

Na szczęście to nie są marzenia. Naukowcy szacują, że do 2020 roku 15% energii elektrycznej w Europie będzie pochodzić ze światła słonecznego. A to dopiero początek.

Gdzie jest wykorzystywana energia słoneczna?

. Panele słoneczne... Baterie zainstalowane na dachu domu już nie dziwią. Absorbując energię słoneczną, przekształcają ją w energię elektryczną. Na przykład w Kalifornii każdy nowy projekt domu wymaga użycia panelu słonecznego. A w Holandii miasto Herhugovard nazywane jest „Miastem Słońca”, ponieważ wszystkie tutejsze domy są wyposażone w panele słoneczne.

. Transport.

Już teraz wszystkie statki kosmiczne podczas autonomicznego lotu zaopatrują się w energię elektryczną z energii słonecznej.

Pojazdy zasilane energią słoneczną. Pierwszy model takiego samochodu został wprowadzony w 1955 roku. A już w 2006 roku francuska firma Venturi rozpoczęła seryjną produkcję samochodów „słonecznych”. Jego cechy są nadal skromne: tylko 110 kilometrów autonomicznej jazdy i prędkość nieprzekraczająca 120 km/h. Ale prawie wszyscy światowi liderzy branży motoryzacyjnej opracowują własne wersje samochodów przyjaznych dla środowiska.

. Elektrownie słoneczne.

. Gadżety... Istnieją już ładowarki do wielu urządzeń zasilanych słońcem.

Rodzaje energii słonecznej (elektrownie słoneczne)

Obecnie opracowano kilka rodzajów elektrowni słonecznych (SPP):

. Wieża... Zasada działania jest prosta. Ogromne lustro (heliostat) obraca się, by podążać za słońcem i kieruje promienie słoneczne do wypełnionego wodą radiatora. Wtedy wszystko dzieje się jak w konwencjonalnej CHP: woda wrze, zamienia się w parę. Para obraca turbinę napędzającą generator. Ten ostatni wytwarza energię elektryczną.

. Konik... Zasada działania jest podobna do wieży. Różnica tkwi w samym projekcie. Po pierwsze, nie używa się jednego lustra, ale kilka okrągłych, podobnych do ogromnych talerzy. Lusterka są montowane promieniście wokół odbiornika.

Każdy dysk SES może mieć jednocześnie kilka podobnych modułów.

. Fotowoltaika(przy użyciu baterii fotograficznych).

. SES z koncentratorem paraboliczno-cylindrycznym... Ogromne lustro w formie walca, w którym w ognisku paraboli zamontowana jest rurka z chłodziwem (najczęściej używany jest olej). Olej nagrzewa się do żądanej temperatury i oddaje ciepło wodzie.

. Próżnia słoneczna... Działka pokryta jest szklanym dachem. Powietrze i gleba pod nim nagrzewają się bardziej. Specjalna turbina doprowadza ciepłe powietrze do wieży odbiorczej, w pobliżu której zainstalowany jest generator elektryczny. Energia elektryczna jest wytwarzana przez różnice temperatur.

Wykorzystanie energii wiatru

Innym rodzajem alternatywnego i odnawialnego źródła energii jest wiatr. Im silniejszy wiatr, tym więcej generuje energii kinetycznej. A energię kinetyczną zawsze można zamienić na energię mechaniczną lub elektryczną.

Energia mechaniczna pozyskiwana z wiatru jest wykorzystywana od dawna. Na przykład podczas mielenia ziarna (słynne wiatraki) lub pompowania wody.

Wykorzystywana jest również energia wiatru:

W turbinach wiatrowych wytwarzających energię elektryczną. Łopatki ładują akumulator, z którego prąd dostarczany jest do przetworników. Tutaj prąd stały jest zamieniany na prąd przemienny.

Transport. Istnieje już samochód napędzany energią wiatru. Specjalna turbina wiatrowa (latawiec) umożliwia również poruszanie się jednostki pływającej.

Rodzaje energetyki wiatrowej (elektrownie wiatrowe)

. Ziemski- najczęstszy typ. Takie farmy wiatrowe są instalowane na wzgórzach lub wzniesieniach.

. Offshore... Zbudowane są na płytkiej wodzie, w znacznej odległości od wybrzeża. Energia elektryczna jest dostarczana na ląd za pomocą kabli podmorskich.

. Nadbrzeżny- zainstalowany w pewnej odległości od morza lub oceanu. Przybrzeżne farmy wiatrowe wykorzystują moc bryzy.

. Ruchomy... Pierwsza pływająca turbina wiatrowa została zainstalowana w 2008 roku u wybrzeży Włoch. Generatory są instalowane na specjalnych platformach.

. Gwałtowne farmy wiatrowe umieszczone na wysokości na specjalnych poduszkach wykonanych z materiałów niepalnych i wypełnione helem. Energia elektryczna do ziemi jest dostarczana za pomocą lin.

Perspektywy i rozwój

Najpoważniejsze długoterminowe plany wykorzystania energii słonecznej mają Chiny, które do 2020 roku planują stać się światowym liderem w tej dziedzinie. Kraje EWG opracowują koncepcję, która pozwoli na odbiór do 20% energii elektrycznej z alternatywnych źródeł. Departament Energii USA podaje niższą liczbę - do 2035 r. do 14%. W Rosji jest elektrownia słoneczna. Jeden z najpotężniejszych został zainstalowany w Kisłowodzku.

Jeśli chodzi o wykorzystanie energii wiatrowej, oto kilka liczb. Europejskie Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej opublikowało dane, z których wynika, że ​​turbiny wiatrowe dostarczają energię elektryczną do wielu krajów na całym świecie. Tak więc w Danii 20% zużytej energii elektrycznej jest odbierane z takich instalacji, w Portugalii i Hiszpanii - 11%, w Irlandii - 9%, w Niemczech - 7%.

Obecnie farmy wiatrowe są instalowane w ponad 50 krajach na całym świecie, a ich moc rośnie z roku na rok.