Ne jetojmë në botën e së ardhmes, megjithëse kjo nuk është e dukshme në të gjitha rajonet. Në çdo rast, mundësia e zhvillimit të burimeve të reja të energjisë po diskutohet sot seriozisht në qarqet progresive. Një nga fushat më premtuese është energjia diellore.

Për momentin, rreth 1% e energjisë elektrike në Tokë merret nga përpunimi i rrezatimit diellor. Pra, pse ne ende nuk i kemi braktisur metodat e tjera "të dëmshme" dhe a do të refuzojmë fare? Ne ju sugjerojmë të lexoni artikullin tonë dhe të përpiqeni t'i përgjigjeni vetë kësaj pyetjeje.

Si shndërrohet energjia diellore në energji elektrike

Le të fillojmë me më të rëndësishmin - se si rrezet e diellit përpunohen në energji elektrike.

Vetë procesi quhet "Gjenerata diellore" . Mënyrat më efektive për ta siguruar atë janë si më poshtë:

• fotovoltaik;
• energji termike diellore;
• termocentrale me tullumbace diellore.

Le të shqyrtojmë secilën prej tyre.

fotovoltaike

Në këtë rast, rryma elektrike shfaqet për shkak të efekt fotovoltaik. Parimi është ky: rrezet e diellit godasin një fotocelë, elektronet thithin energjinë e fotoneve (grimcat e dritës) dhe vihen në lëvizje. Si rezultat, marrim tension elektrik.

Është ky proces që ndodh në panelet diellore, të cilat bazohen në elementë që shndërrojnë rrezatimin diellor në energji elektrike.

Vetë dizajni i paneleve fotovoltaike është mjaft fleksibël dhe mund të ketë madhësi të ndryshme. Prandaj, ato janë shumë praktike për t'u përdorur. Përveç kësaj, panelet kanë veti të performancës së lartë: ato janë rezistente ndaj reshjeve dhe ekstremeve të temperaturës.

Dhe ja se si është vendosur modul i veçantë i panelit diellor:

Mund të lexoni për përdorimin e paneleve diellore si karikues, burime energjie për shtëpi private, për fisnikërimin e qyteteve dhe për qëllime mjekësore në.

Panele diellore moderne dhe termocentrale

Shembujt e fundit përfshijnë panelet diellore të kompanisë SistineSolar. Ato mund të jenë të çdo ngjyre dhe cilësi, ndryshe nga panelet tradicionale blu të errët. Dhe kjo do të thotë se mund ta “zbukurojnë” çatinë e shtëpisë sipas dëshirës tuaj.

Një zgjidhje tjetër u propozua nga zhvilluesit e Tesla. Ata nxjerrin në shitje jo vetëm panele, por një material mbulimi të plotë që përpunon energjinë diellore. përmban module diellore të integruara dhe gjithashtu mund të ketë një larmi dizajnesh. Në të njëjtën kohë, vetë materiali është shumë më i fortë se pllakat e zakonshme të çatisë; çatia diellore madje ka një garanci të pafundme.

Si shembull i një termocentrali diellor të plotë, mund të citojmë një stacion të ndërtuar së fundmi në Evropë me panele të dyanshme. Këto të fundit mbledhin si rrezatimin e drejtpërdrejtë diellor ashtu edhe atë reflektues. Kjo ju lejon të rrisni efikasitetin e gjenerimit diellor me 30%. Ky stacion duhet të prodhojë rreth 400 MWh në vit.

Interesi është gjithashtu termocentrali më i madh lundrues diellor në Kinë. Kapaciteti i tij është 40 MW. Zgjidhje të tilla kanë 3 avantazhe të rëndësishme:

• nuk ka nevojë për të pushtuar territore të mëdha tokësore, gjë që është e rëndësishme për Kinën;
• në rezervuarë, avullimi i ujit zvogëlohet;
• vetë fotocelat nxehen më pak dhe punojnë me efikasitet.

Nga rruga, ky termocentral diellor lundrues u ndërtua në vendin e një ndërmarrje të braktisur të minierave të qymyrit.

Teknologjia e bazuar në efektin fotovoltaik është më premtuesja sot dhe sipas ekspertëve, panelet diellore do të jenë në gjendje të prodhojnë rreth 20% të kërkesës botërore për energji elektrike në 30-40 vitet e ardhshme.

energjia termike diellore

Këtu qasja është paksa e ndryshme, sepse. rrezatimi diellor përdoret për të ngrohur një enë me lëng. Kjo e kthen atë në avull, i cili kthen një turbinë, e cila rezulton në prodhimin e energjisë elektrike.

Termocentralet funksionojnë në të njëjtin parim, vetëm lëngu nxehet duke djegur qymyr.

Shembulli më i dukshëm i përdorimit të kësaj teknologjie është stacioni Ivanpa Solar në shkretëtirën Mojave. Është termocentrali diellor më i madh në botë.

Ajo ka funksionuar që nga viti 2014 dhe nuk përdor asnjë karburant për të prodhuar energji elektrike - vetëm energji diellore miqësore me mjedisin.

Kazani i ujit ndodhet në kulla, të cilat mund t'i shihni në qendër të strukturës. Përreth është një fushë me pasqyra që drejtojnë rrezet e diellit në majë të kullës. Në të njëjtën kohë, kompjuteri vazhdimisht i rrotullon këto pasqyra në varësi të vendndodhjes së diellit.

Drita e diellit përqendrohet në kullë

Nën ndikimin e energjisë së përqendruar diellore, uji në kullë nxehet dhe bëhet avull. Kjo krijon presion, dhe avulli fillon të rrotullojë turbinën, si rezultat i së cilës lirohet energjia elektrike. Fuqia e këtij termocentrali është 392 megavat, e cila mund të krahasohet me termocentralin mesatar në Moskë.

Është interesante se stacione të tilla mund të funksionojnë gjatë natës. Kjo është e mundur për shkak të vendosjes së një pjese të avullit të nxehtë në ruajtje dhe përdorimit gradual të tij për të rrotulluar turbinën.

Termocentrale me balona diellore

Kjo zgjidhje origjinale, edhe pse nuk përdoret gjerësisht, ka ende një vend për të qenë.

Vetë instalimi përbëhet nga 4 pjesë kryesore:

• Një tullumbace ndodhet në qiell, duke mbledhur rrezatimin diellor. Uji hyn në top, i cili shpejt nxehet, duke u bërë avull.
• Tubacioni i avullit - avulli nën presion zbret përmes tij në turbinë, duke e bërë atë të rrotullohet.
• Turbina - nën ndikimin e rrjedhës së avullit, ajo rrotullohet, duke gjeneruar energji elektrike.
• Kondensuesi dhe pompa - avulli që ka kaluar nëpër turbinë kondensohet në ujë dhe ngrihet në balon me ndihmën e një pompe, ku përsëri nxehet në gjendje avulli.

Cilat janë avantazhet e energjisë diellore

• Dielli do të na japë energjinë e tij për disa miliarda vite të tjera. Në të njëjtën kohë, njerëzit nuk kanë nevojë të shpenzojnë para dhe burime për nxjerrjen e tij.
• Prodhimi i energjisë diellore është një proces krejtësisht miqësor ndaj mjedisit, pa rreziqe për natyrën.
• autonomia e procesit. Mbledhja e dritës së diellit dhe prodhimi i energjisë elektrike bëhet me ndërhyrje minimale njerëzore. E vetmja gjë që duhet të bëni është të mbani të pastra sipërfaqet e punës ose pasqyrat.
• Panelet diellore në fund të jetës mund të riciklohen dhe të ripërdoren në prodhim.

Problemet e zhvillimit të energjisë diellore

Megjithë zbatimin e ideve për të ruajtur funksionimin e termocentraleve diellore gjatë natës, askush nuk është i imunizuar nga vagarinë e natyrës. Vranësirat prej disa ditësh reduktojnë ndjeshëm prodhimin e energjisë elektrike dhe në fakt popullsia dhe ndërmarrjet kanë nevojë për furnizim të pandërprerë të saj.

Ndërtimi i një termocentrali diellor nuk është një kënaqësi e lirë. Kjo është për shkak të nevojës për të përdorur elementë të rrallë në hartimin e tyre. Jo të gjitha vendet janë gati të shpenzojnë buxhetet e tyre për termocentrale më pak të fuqishme kur ka TEC-e dhe termocentrale bërthamore që funksionojnë.

Për të akomoduar instalime të tilla, kërkohen zona të mëdha dhe në vendet ku rrezatimi diellor ka një nivel të mjaftueshëm.

Si zhvillohet energjia diellore në Rusi

Fatkeqësisht, në vendin tonë qymyri, gazi dhe nafta po digjen ende në maksimum dhe me siguri Rusia do të jetë ndër të fundit që do të kalojë plotësisht në energjinë alternative.

Deri më sot Prodhimi diellor përbën vetëm 0.03% të bilancit energjetik të Federatës Ruse. Për krahasim, në të njëjtën Gjermani, kjo shifër është më shumë se 20%. Sipërmarrësit privatë nuk janë të interesuar të investojnë në energjinë diellore për shkak të kthimit të gjatë dhe përfitimit jo aq të lartë, sepse gazi ynë është shumë më i lirë.

Në rajonet e zhvilluara ekonomikisht të Moskës dhe Leningradit, aktiviteti diellor është në një nivel të ulët. Atje ndërtimi i termocentraleve diellore është thjesht jopraktik. Por rajonet jugore janë mjaft premtuese.

Sot, problemi i konsumit të energjisë është mjaft i mprehtë - burimet e planetit nuk janë të pafundme, dhe gjatë ekzistencës së tij, njerëzimi ka shkatërruar shumë atë që i është dhënë nga natyra. Për momentin po minohet në mënyrë aktive qymyri dhe nafta, rezervat e të cilave po pakësohen çdo ditë e më shumë. lejoi njerëzimin të bënte një hap të jashtëzakonshëm drejt së ardhmes dhe të përdorte energjinë atomike, duke sjellë së bashku me këtë përfitim një rrezik të madh për të gjithë mjedisin.

Çështja mjedisore nuk është më pak e mprehtë - nxjerrja aktive e burimeve dhe përdorimi i tyre i mëtejshëm ndikon negativisht në gjendjen e planetit, duke ndryshuar jo vetëm natyrën e tokës, por edhe kushtet klimatike.

Kjo është arsyeja pse vëmendje e veçantë i është kushtuar gjithmonë burimeve natyrore të energjisë, siç janë, për shembull, uji ose era. Më në fund, pas kaq shumë vitesh kërkimi dhe zhvillimi aktiv, njerëzimi është "rritur" në përdorimin e energjisë diellore në Tokë. Bëhet fjalë për të që do të diskutohet më tej.

Çfarë është kaq tërheqëse për këtë

Përpara se të kalojmë në shembuj specifikë, le të zbulojmë pse studiuesit në mbarë botën janë kaq të interesuar për këtë lloj prodhimi të energjisë. Pasuria e tij kryesore mund të quhet pashtershmëri. Pavarësisht hipotezave të shumta, gjasat që një yll si Dielli të shuhet në të ardhmen e afërt është jashtëzakonisht i vogël. Kjo do të thotë se njerëzimi ka mundësinë të marrë energji të pastër në një mënyrë krejtësisht të natyrshme.

Avantazhi i dytë i padyshimtë i përdorimit të energjisë diellore në Tokë është mirëdashësia mjedisore e këtij opsioni. Ndikimi në mjedis në kushte të tilla do të jetë zero, gjë që nga ana tjetër i siguron të gjithë botës një të ardhme shumë më të ndritshme se ajo që hapet me nxjerrjen e vazhdueshme të burimeve të kufizuara nëntokësore.

Së fundi, vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet faktit se Dielli paraqet rrezikun më të vogël për vetë njeriun.

Sa vërtetë

Tani le të shkojmë te pika. Emri disi poetik "energji diellore" fsheh në fakt shndërrimin e rrezatimit në energji elektrike duke përdorur teknologji të zhvilluara posaçërisht. Ky proces ofrohet nga qelizat fotovoltaike, të cilat njerëzimi po i përdor në mënyrë jashtëzakonisht aktive për qëllimet e veta dhe me mjaft sukses.

Rrezatim diellor

Kështu ndodhi historikisht që emri "rrezatim" ngjall më shumë shoqata negative tek një person sesa ato pozitive në lidhje me ato fatkeqësi të bëra nga njeriu që bota arriti të mbijetojë gjatë jetës së saj. Sidoqoftë, teknologjia e përdorimit të energjisë së Diellit në Tokë parashikon punën me të.

Në fakt, ky lloj rrezatimi është rrezatim elektromagnetik, diapazoni i të cilit është në intervalin nga 2,8 deri në 3,0 mikron.

Spektri diellor i përdorur me kaq sukses nga njerëzimi në fakt përbëhet nga tre lloje valësh: ultravjollcë (rreth 2%), rreth 49% janë valë të lehta dhe, së fundi, e njëjta sasi bie mbi energjinë diellore ka një numër të vogël përbërësish të tjerë, por roli i tyre është aq i parëndësishëm sa nuk kanë një ndikim të veçantë në jetën e Tokës.

Sasia e energjisë diellore që godet tokën

Tani që përbërja e spektrit të përdorur për të mirën e njerëzimit është përcaktuar, duhet theksuar një veçori më e rëndësishme e këtij burimi. Përdorimi i energjisë diellore në Tokë duket shumë premtues edhe sepse është i disponueshëm në sasi mjaft të mëdha me kosto pothuajse minimale të përpunimit. Sasia totale e energjisë e emetuar nga një yll është jashtëzakonisht e lartë, por rreth 47% arrin në sipërfaqen e Tokës, e cila është e barabartë me shtatëqind kuadrilion kilovat-orë. Për krahasim, vërejmë se vetëm një kilovat-orë mund të sigurojë një funksionim dhjetëvjeçar të një llambë me një fuqi prej njëqind vat.

Fuqia e rrezatimit diellor dhe përdorimi i energjisë në Tokë, natyrisht, varet nga një sërë faktorësh: kushtet klimatike, këndi i incidencës së rrezeve në sipërfaqe, stina dhe vendndodhja gjeografike.

Kur dhe sa

Është e lehtë të merret me mend se sasia ditore e energjisë diellore që bie në sipërfaqen e Tokës po ndryshon vazhdimisht, pasi varet drejtpërdrejt nga pozicioni i planetit në lidhje me Diellin dhe lëvizjen e vetë yllit. Prej kohësh dihet se në mesditë rrezatimi është maksimal, ndërsa në mëngjes dhe në mbrëmje numri i rrezeve që arrijnë në sipërfaqe është shumë më i vogël.

Mund të themi me besim se përdorimi i energjisë diellore do të jetë më produktiv në rajonet sa më afër brezit ekuatorial, pasi aty diferenca midis treguesve më të lartë dhe më të ulët është minimale, gjë që tregon sasinë maksimale të rrezatimit që arrin. sipërfaqen e planetit. Për shembull, në zonat e shkretëtirës afrikane, sasia vjetore e rrezatimit arrin mesatarisht 2200 kilovat-orë, ndërsa në Kanada ose, për shembull, në Evropën Qendrore, shifrat nuk i kalojnë 1000 kilovat-orë.

Energjia diellore në histori

Nëse mendoni sa më gjerësisht, përpjekjet për të "zbutur" ndriçuesin e madh që ngroh planetin tonë filluan në kohët e lashta gjatë paganizmit, kur secili element mishërohej nga një hyjni e veçantë. Sidoqoftë, sigurisht, atëherë përdorimi i energjisë diellore ishte jashtë diskutimit - magjia mbretëroi në botë.

Tema e përdorimit të energjisë së Diellit në Tokë filloi të ngrihej në mënyrë aktive vetëm në fund të shekullit të 14-të - fillimi i shekullit të 20-të. Një zbulim i vërtetë në shkencë u bë në 1839 nga Alexander Edmond Becquerel, i cili arriti të bëhej zbuluesi i efektit fotovoltaik. Studimi i kësaj teme është rritur ndjeshëm dhe pas 44 vitesh, Charles Fritts ishte në gjendje të hartonte modulin e parë në histori, i cili bazohej në selen të veshur me ar. Një përdorim i tillë i energjisë së Diellit në Tokë dha një sasi të vogël të energjisë elektrike të lëshuar - sasia totale e gjenerimit atëherë arriti në jo më shumë se 1%. Megjithatë, për të gjithë njerëzimin, ky ishte një zbulim i vërtetë, duke hapur horizonte të reja të shkencës, të cilat as nuk ishin ëndërruar më parë.

Vetë Albert Einstein dha një kontribut të rëndësishëm në zhvillimin e energjisë diellore. Në botën moderne, emri i një shkencëtari lidhet më shpesh me teorinë e tij të famshme të relativitetit, por në fakt, atij iu dha çmimi Nobel pikërisht për studimin

Deri më sot, teknologjia e përdorimit të energjisë së Diellit në Tokë po përjeton ose ngritje të shpejta ose rënie jo më pak të shpejta, por kjo degë e njohurive përditësohet vazhdimisht me fakte të reja dhe mund të shpresojmë që në të ardhmen e parashikueshme të hapet dera për një botë krejtësisht e re do të hapet para nesh.

Natyra është kundër nesh

Ne kemi folur tashmë për avantazhet e përdorimit të energjisë së Diellit në Tokë. Tani le t'i kushtojmë vëmendje disavantazheve të kësaj metode, të cilat, për fat të keq, nuk janë më pak.

Për shkak të varësisë së drejtpërdrejtë nga vendndodhja gjeografike, kushtet klimatike dhe lëvizja e Diellit, prodhimi i energjisë diellore në sasi të mjaftueshme kërkon kosto të mëdha territoriale. Në fund të fundit është se sa më e madhe të jetë zona e konsumit dhe përpunimit të rrezatimit diellor, aq më e madhe është sasia e energjisë miqësore me mjedisin që do të marrim në dalje. Vendosja e sistemeve të tilla të mëdha kërkon një hapësirë ​​të madhe të lirë, gjë që shkakton vështirësi të caktuara.

Një problem tjetër në lidhje me përdorimin e energjisë së Diellit në Tokë është në varësi të drejtpërdrejtë nga koha e ditës, pasi gjenerimi gjatë natës do të jetë zero, dhe në mëngjes dhe në mbrëmje do të jetë jashtëzakonisht i parëndësishëm.

Një faktor shtesë rreziku është vetë moti - ndryshimet e papritura të kushteve mund të kenë një ndikim jashtëzakonisht negativ në funksionimin e këtij lloji të sistemit, pasi ato shkaktojnë vështirësi në korrigjimin e fuqisë së kërkuar. Në një farë kuptimi, situatat me një ndryshim të mprehtë në sasinë e konsumit dhe prodhimit mund të jenë të rrezikshme.

E pastër por e shtrenjtë

Përdorimi i energjisë diellore në Tokë është i vështirë për momentin për shkak të kostos së lartë. Fotocelat e nevojshme për zbatimin e proceseve kryesore kanë një kosto mjaft të lartë. Sigurisht, aspektet pozitive të përdorimit të këtij lloj burimi e bëjnë atë të shpërblehet, por nga pikëpamja ekonomike, për momentin nuk ka nevojë të flitet për shlyerjen e plotë të kostove në para.

Megjithatë, siç tregon trendi, çmimi i qelizave diellore gradualisht po bie, në mënyrë që me kalimin e kohës ky problem të zgjidhet plotësisht.

Pakënaqësia e procesit

Përdorimi i Diellit si burim energjie është gjithashtu i vështirë sepse kjo metodë e përpunimit të burimeve është mjaft e mundimshme dhe e papërshtatshme. Konsumi dhe përpunimi i rrezatimit varet drejtpërdrejt nga pastërtia e pllakave, gjë që është mjaft problematike për t'u siguruar. Për më tepër, ngrohja e elementeve gjithashtu ka një efekt jashtëzakonisht negativ në proces, i cili mund të parandalohet vetëm duke përdorur sistemet më të fuqishme të ftohjes, që kërkojnë kosto materiale shtesë dhe të konsiderueshme.

Përveç kësaj, pllakat e përdorura në kolektorët diellorë, pas 30 vitesh punë aktive, gradualisht bëhen të papërdorshme dhe kostoja e fotocelave u përmend më herët.

çështje mjedisore

Më herët u tha se përdorimi i këtij lloji burimi mund të shpëtojë njerëzimin nga problemet mjaft serioze me mjedisin në të ardhmen. Burimi i burimeve dhe produkti përfundimtar janë vërtet miqësore me mjedisin sa më shumë që të jetë e mundur.

Sidoqoftë, përdorimi i energjisë diellore, parimi i funksionimit të kolektorëve diellorë është përdorimi i pllakave speciale me fotocela, prodhimi i të cilave kërkon shumë substanca toksike: plumb, arsenik ose kalium. Vetë përdorimi i tyre nuk i dëmton mjedisin, megjithatë, duke pasur parasysh periudhën e kufizuar të funksionimit të tyre, me kalimin e kohës, asgjësimi i pllakave mund të bëhet një problem serioz.

Për të kufizuar ndikimin negativ në mjedis, prodhuesit po kalojnë gradualisht në pllaka me shtresë të hollë, të cilat kanë një kosto më të ulët dhe efekt më pak të dëmshëm në mjedis.

Mënyrat për të kthyer rrezatimin në energji

Filmat dhe librat për të ardhmen e njerëzimit pothuajse gjithmonë na japin afërsisht të njëjtën pamje të këtij procesi, i cili, në fakt, mund të ndryshojë ndjeshëm nga realiteti. Ka disa mënyra për të kthyer.

Më e zakonshme mund të quhet përfshirja e përshkruar më parë e fotocelave.

Si një alternativë, njerëzimi po përdor në mënyrë aktive energjinë termike diellore, bazuar në ngrohjen e sipërfaqeve të veçanta, e cila lejon, me drejtimin e duhur të temperaturës së marrë, të ngrohë ujin. Nëse e thjeshtojmë këtë proces sa më shumë që të jetë e mundur, ai mund të krahasohet me rezervuarët që përdoren për një dush veror në shtëpitë e sektorit privat.

Një mënyrë tjetër për të përdorur rrezatimin për të gjeneruar energji është "vela diellore", e cila mund të funksionojë vetëm në një sistem të këtij lloji që konverton rrezatimin në

Problemin e mungesës së gjenerimit gjatë natës e zgjidhin pjesërisht termocentralet me balona diellore, funksionimi i të cilave vazhdon për shkak të akumulimit të energjisë së çliruar dhe kohëzgjatjes së procesit të ftohjes.

Ne dhe energjia diellore

Burimet energjetike të diellit dhe erës në Tokë përdoren mjaft aktivisht, megjithëse shpesh nuk e vërejmë këtë. Më parë, ngrohja popullore e ujit në një dush në natyrë është përmendur tashmë. Në fakt, më shpesh energjia diellore përdoret për këto qëllime. Megjithatë, ka shumë shembuj të tjerë: pothuajse në çdo dyqan ndriçimi mund të gjeni llamba magazinimi që mund të punojnë pa energji elektrike edhe gjatë natës falë energjisë së grumbulluar gjatë ditës.

Instalimet e bazuara në fotocela përdoren në mënyrë aktive në të gjitha llojet e stacioneve të pompimit dhe sistemeve të ventilimit.

Dje Sot Nesër

Një nga burimet më të rëndësishme për njerëzimin është energjia diellore dhe perspektivat për përdorimin e saj janë jashtëzakonisht të larta. Kjo industri financohet, zgjerohet dhe përmirësohet në mënyrë aktive. Tani energjia diellore është më e zhvilluar në Shtetet e Bashkuara, ku disa rajone e përdorin atë si një burim alternativ të plotë të energjisë. Gjithashtu, termocentrale të këtij lloji funksionojnë edhe në vende të tjera, ndërkohë që prej kohësh janë drejtuar drejt këtij lloji të prodhimit të energjisë elektrike, që mund të zgjidhë së shpejti problemin e ndotjes së mjedisit.

energji diellore- kjo është drita, nxehtësia dhe jeta në planetin tonë, dhe gjithashtu energjia diellore është burimi kryesor alternativ, i cili tejkalon të gjithë potencialin ekzistues energjetik të Tokës me disa renditje të madhësisë dhe është në gjendje të plotësojë plotësisht të gjitha nevojat e tij për energji.

Meqenëse Dielli është një burim i pafund i nxehtësisë dhe dritës (me kusht), kështu që energjia e rrezatimit diellor ka mbështetur jetën në Tokë për më shumë se një milion vjet. Dielli ka aftësinë të sigurojë të gjitha proceset jetësore për shkak të përbërjes së tij. Në përqindje, ai përbëhet kryesisht nga dy elementë: hidrogjen (73%) dhe helium (25%). Mund të lexoni më shumë rreth formimit dhe ciklit jetësor të Diellit, për shembull, në Wikipedia.

Reaksionet e shkrirjes që ndodhin në Diell djegin hidrogjenin, duke e kthyer atë në helium. Energjia kolosale e rrezeve të diellit të lëshuara gjatë proceseve të tilla rrezatohet në hapësirë. Nga rruga, shkencëtarët po përpiqen t'i përsërisin këto reagime në tokë (reagimi i fuzionit termonuklear i kontrolluar, projekti ndërkombëtar TOKAMAK).

Të gjithë organizmat që përdorin energjinë e dritës së diellit sigurojnë proceset e tyre të jetës me ndihmën e saj - rrezet e diellit janë të nevojshme për fazën fillestare të procesit të fotosintezës. Me pjesëmarrjen e tij, ndodh sinteza e substancave të tilla si oksigjeni dhe hidrokarburet.

Sasia e hidrogjenit në diell po zvogëlohet gradualisht dhe herët a vonë do të vijë koha kur furnizimi i tij në diell do të shterohet. Megjithatë, për shkak të sasisë së madhe të hidrogjenit, kjo nuk do të ndodhë, të paktën në 5 miliardë vitet e ardhshme.

Çdo sekondë në bërthamën e Diellit, rreth 4 milion ton lëndë shndërrohet në energji rrezatuese, duke rezultuar në gjenerimin e rrezatimit diellor dhe një rrymë neutrinos diellore.

Fluksi kryesor i energjisë diellore që arrin në atmosferën e Tokës është në intervalin spektral 0,1-4 μm. Në rangun prej 0,3 1,5-2 mikron, atmosfera e Tokës është pothuajse transparente ndaj rrezatimit diellor. Valët ultraviolet (gjatësia vale më e shkurtër se 0,3 mikron) thithen nga shtresa e ozonit, e cila ndodhet në lartësitë 20-60 km. Rrezet X dhe rrezatimi gama pothuajse nuk arrijnë në sipërfaqen e Tokës.

Përqendrimi i energjisë diellore karakterizohet nga një vlerë prej 1367 W/m 2, e quajtur konstante diellore. Është kjo rrjedhë që kalon nëpër një zonë pingule me përmasa 1 m 2, nëse vendoset në hyrje të shtresës së sipërme të atmosferës së Tokës. Kur ky rrymë arrin nivelin e detit, humbjet e energjisë e zvogëlojnë atë në 1000 W/m 2 në ekuator. Por ndryshimi i ditës me natën e zvogëlon edhe 3 herë të tjera. Për gjerësi të butë, duke marrë parasysh periudhën e dimrit, është gjysma e treguesit sasior të fluksit maksimal në ekuator.

Mesatarisht me kalimin e kohës dhe mbi sipërfaqen e Tokës, ky fluks është 341 W/m 2. Bazuar në sipërfaqen e plotë, ose 1.74x10 17 W e llogaritur në sipërfaqen e plotë të Tokës. Kështu, në ditë, Toka në sipërfaqe do të marrë 4,176x10 15 kWh energji, pjesa më e madhe e së cilës kthehet në hapësirë ​​në formën e rrezatimit.

Sipas IEA për vitin 2015, prodhimi global i energjisë ishte 19,099 Mtoe (ekuivalente me një megaton naftë). Për sa i përket kilovat orëve të zakonshme, kjo shifër do të jetë 6.07x10 11 kWh në ditë.

Dielli i jep tokës 8000 herë më shumë energji sesa është e nevojshme për të gjithë njerëzimin. Natyrisht, perspektivat për përdorimin e këtij lloji të energjisë janë shumë të gjera. Me pjesëmarrjen e saj, po zhvillohet energjia e erës (era ndodh për shkak të ndryshimeve të temperaturës), po përdoren konvertuesit fotoelektrikë dhe po ndërtohen stacione magazinimi me pompa. Ekziston një përdorim i gjerë i paneleve diellore.

Potenciali për përdorimin e energjisë diellore është shumë i lartë.

Avantazhet dhe disavantazhet e përdorimit të energjisë diellore

Përfitimet e përdorimit të energjisë dielloreçoi në faktin se sot ne shohim përdorimin e tij në lloje të ndryshme të veprimtarisë njerëzore.

Përparësitë kryesore janë:

• Pashtershmëria e energjisë diellore në 4 miliardë vitet e ardhshme;
• Disponueshmëria e këtij lloji të energjisë - është me të që fermerët, pronarët e shtëpive private dhe bimëve gjigante punojnë në mënyrë të sigurt dhe efikase sot;
• Energjia e prodhuar pa pagesë dhe miqësore me mjedisin;
• Perspektiva e zhvillimit të këtij burimi energjie, i cili po bëhet gjithnjë e më i rëndësishëm për shkak të rritjes së çmimeve për llojet e tjera të energjisë;
• Sepse numri i pajisjeve të vëna në punë çdo vit dhe besueshmëria e tyre po rritet, kostoja e gjeneruar kilovat-orë të energjisë diellore po zvogëlohet.

Disavantazhet e kushtëzuara të energjisë diellore përfshijnë:

• Disavantazhi kryesor i energjisë diellore është varësia e drejtpërdrejtë e sasisë së dritës dhe nxehtësisë së marrë nga ndikimi i faktorëve të tillë si moti, koha e vitit ose dita. Pasoja logjike në këtë rast është nevoja për të ruajtur energjinë, e cila rrit koston e sistemit;
• Për prodhimin e elementeve të pajisjeve për këtë qëllim, përdoren elementë të rrallë dhe, për rrjedhojë, të shtrenjtë.

Perspektivat për zhvillimin e energjisë diellore

Sot, teknologjitë që përdorin energjinë e dritës së diellit po përdoren gjithnjë e më shumë. Më të zakonshmet janë panelet diellore. Qelizat fotovoltaike janë instaluar me sukses në lloje të ndryshme transporti - nga automjetet elektrike te aeroplanët. Japonezët praktikojnë instalimin e tyre në trena.

Duke funksionuar me sukses, një nga termocentralet evropiane të energjisë diellore ofron të gjitha nevojat e Vatikanit. Fabrika më e madhe në Kaliforni, burimi i së cilës është energjia diellore (fotot japin një ide të shkallës), tashmë i ofron shtetit punën e tij gjatë gjithë orarit.

Futja e teknologjive të tilla përballet me rezistencën e drejtuesve të industrisë së hidrokarbureve - në fund të fundit, burimet alternative në sektorin e energjisë së shpejti mund të zhvendosin përfaqësuesit e tyre nga pozicionet drejtuese.

Nëse flasim për konvertim të drejtpërdrejtë, atëherë pajisjet më të zakonshme të konvertimit të energjisë diellore janë tubat e nxehtësisë (kolektorët diellorë) dhe qelizat fotovoltaike diellore.

Ekonomia e një instalimi diellor

Kur shqyrtohet mundësia e instalimit të një termocentrali diellor, fokusi është në aspektet mjedisore dhe jo ekonomike. Ata tingëllojnë kështu:

1. Sa është kostoja e një instalimi diellor?
2. Cila është periudha e kthimit të saj?
3. A do të prodhojë instalimi mjaftueshëm energji elektrike?

Këshillohet që të merren parasysh termocentrale të vogla me kapacitet deri në 50 kW. Instalimet me fuqi më të lartë përdoren kryesisht në objektet industriale.

A do të gjenerojë mjaftueshëm energji elektrike një termocentral diellor në shtëpi?

Për t'iu përgjigjur pyetjes së tretë, përpara se të filloni projektimin e një instalimi diellor, përcaktoni profilin e konsumit të energjisë të shtëpisë. Mund të regjistrohet duke instaluar një matës të energjisë elektrike në objekt me funksionin e kursimit të parametrave aktualë: tensioni i rrjetit, konsumi aktual, konsumi aktual i energjisë, frekuenca. Pas një muaji, ju mund të vlerësoni profilin tuaj të konsumit me vlerat mesatare, maksimale dhe minimale të parametrave.

Nëse një pajisje e tillë nuk është e disponueshme, atëherë profili i konsumit të energjisë mund të vlerësohet si më poshtë: do të jetë e nevojshme të regjistrohen të gjitha pajisjet që mund të përdoren në shtëpi dhe të simulohen opsionet e mundshme për përdorimin e tyre të përditshëm. Pas kësaj, të armatosur me një kalkulator, mund të llogarisni konsumin ditor të energjisë elektrike dhe vlerat maksimale të fuqisë.

Rajoni ku ndodhet ndërtesa luan një rol të rëndësishëm. Energjia që arrin në sipërfaqen e Tokës, në varësi të rajonit, mund të variojë nga më shumë se 5 kWh/m2/ditë në 1,5 kWh/m2/ditë ose më pak.

Nëse konsumi maksimal ndodh gjatë orëve të ditës, atëherë për të siguruar mjaftueshmërinë e energjisë elektrike të prodhuar, është e nevojshme të ndahet fuqia maksimale e konsumuar me fuqinë e një paneli solare. Lloji dhe karakteristikat e paneleve njihen nga katalogët e prodhuesve. Duhet të merret parasysh që karakteristikat e paneleve diellore jepen në ndriçimin e tyre maksimal - kërkohet një ndryshim në koeficientin rajonal. Periudha e dimrit kur bateritë janë të mbuluara me borë nuk merret parasysh.

Kjo llogaritje nuk merr parasysh veçorinë e mëposhtme: Gjatë ditës, instalimi do gjenerojnë gjithmonë një sasi të tepërt të energjisë, dhe natën, për arsye të dukshme, gjenerata do të jetë 0.

Bateritë nga njëra anë rrisin koston e përgjithshme të sistemit, nga ana tjetër, ju lejojnë të zvogëloni numrin e paneleve diellore duke ruajtur energjinë gjatë periudhave me konsum më të ulët të energjisë.

Për të llogaritur bankën e baterisë, duhet t'i përgjigjeni pyetjeve të mëposhtme:

• A supozohet që sistemi të jetë plotësisht autonom?
• Nëse sistemi nuk është autonom, atëherë sa është kohëzgjatja maksimale e mundshme e ndërprerjeve në furnizimin me energji elektrike.

Konsumi maksimal në kWh shumëzohet me numrin e orëve pa burimin kryesor (kini parasysh se në momentin e mbylljes dielli mund të mos jetë). Bazuar në këto të dhëna, mund të llogaritet kapaciteti i bankës së baterisë. Shkarkimi i baterisë në 0 shkurton jetën e tij të shërbimit, kështu që koeficienti i treguesit maksimal të shkarkimit futet në llogaritje, për shembull, mund të jetë 50, 40 ose 30%. Sa më i ulët të jetë shkalla maksimale e shkarkimit, aq më shumë bateri do të kërkohen.

Kostoja e instalimit të gjenerimit diellor

Komponentët kryesorë të pajisjeve të sistemit shpërndahen sipas kostos në përqindjen e mëposhtme (me kusht):

• Inverter dhe sistemi i kontrollit - 15-40%;
• Panele diellore dhe kontrollorë MPPT - 20-40%;
• Banka AKB - 30%.

Kostoja e paneleve diellore dhe baterive do të jetë identike për sistemet e të gjithë prodhuesve, ka dallime të konsiderueshme vetëm në koston e pajisjeve për një inverter me një sistem kontrolli dhe një kontrollues MPPT.

Diferenca në çmim arrin më shumë se 200%, në varësi të prodhuesit. Kjo është për shkak jo vetëm të "markës", por edhe të aftësive të sistemit, për shembull, lehtësinë e menaxhimit, aksesin në distancë, ngarkesën maksimale dhe rezistencën ndaj mbingarkesave 2x-3x, mundësinë e mbylljes së pjesshme të ngarkesës, etj.

Çdo zgjidhje teknike përfundimtare do të jetë paksa e ndryshme për faktin se të gjithë njerëzit përdorin pajisje të ndryshme shtëpiake në periudha të ndryshme të ditës. Nuk ka asnjë kombinim ideal të pajisjeve, edhe për një fuqi të caktuar.

Si një kosto e vlerësuar e një instalimi funksional diellor në një shtëpi të vendit, duke marrë parasysh rezervimin e një pjese të energjisë, mund të përqendroheni afërsisht në shifrat 700-1800 USD / kW, në varësi të prodhuesit të pajisjeve.

Periudha e kthimit për instalimin e gjenerimit diellor

Nëse pronarët shkojnë me kusht në dacha vetëm për fundjavë, dhe në të njëjtën kohë nuk ka konsumatorë në shtëpi që punojnë çdo ditë, atëherë ka shumë të ngjarë që sistemi të paguajë të paktën 10-15 vjet, me tarifat aktuale të energjisë elektrike.

Me qëndrim të përhershëm, periudha e shlyerjes do të reduktohet në 6-10 vjet.

Ana pozitive e medaljes është se pronari i një shtëpie të tillë merr një burim të qëndrueshëm të energjisë elektrike dhe nuk varet nga prishjet e linjave të energjisë ose rëniet e energjisë. Të gjithë janë ulur pa dritë, dhe ju jeni me dritë, sistemet e sigurisë funksionojnë, nuk ka nevojë të hapni garazhin me dorë, etj.

Mund të supozohet se zhvillimi i transportit elektrik privat do të zvogëlojë periudhën e shlyerjes për instalimet diellore për familjet. Pronari i një makine të tillë do ta "mbushë me karburant" falas nga çatia e tij..

Periudha e shlyerjes varet nga plotësia e përdorimit të energjisë elektrike. Nëse ndërtesa përdor 100% të gjenerimit dhe është e lidhur me rrjetin qendror të furnizimit me energji elektrike, atëherë në përgjithësi, nuk ka nevojë të instaloni një bankë baterish. Periudha e vlerësuar e kthimit të plotë për një instalim të tillë do të jetë 3-5 vjet, dhe edhe më pak në rajonet e nxehta.

Një përfitim shtesë formohet për faktin se gjatë ditës pronari MOS PAGUANI në normën ditore dhe gjatë natës PAGUAR Në natë.

Objekte të tilla kthimi të shpejtë mund të jenë çdo industri me energji intensive me një çati të sheshtë bosh, qendra tregtare dhe argëtuese dhe sportive dhe parkingje, komplekse ftohjeje, etj.

Çuditërisht, zgjidhje të tilla, të cilat mund të ulin ndjeshëm kostot operative, ende nuk përdoren nga pronarët e pronave.

Në të ardhmen e parashikueshme, me zhvillimin e energjisë diellore, një numër në rritje i pronarëve të ndërtesave do të përdorin energji të pastër në vend të lëndës së parë hidrokarbure.

Pa energji, jeta në planet është e pamundur. Ligji fizik i ruajtjes së energjisë thotë se energjia nuk mund të lindë nga asgjëja dhe nuk zhduket pa lënë gjurmë. Mund të merret nga burimet natyrore si qymyri, gazi natyror ose uraniumi dhe të shndërrohet në forma të përdorshme, si nxehtësia ose drita. Në botën përreth nesh mund të gjejmë forma të ndryshme të akumulimit të energjisë, por më e rëndësishmja për një person është energjia që japin rrezet e diellit - energjia diellore.

energji diellore i referohet burimeve të rinovueshme të energjisë, pra restaurohet pa ndërhyrjen e njeriut, në mënyrë natyrale. Ky është një nga burimet e energjisë miqësore me mjedisin që nuk e ndot mjedisin. Mundësitë e aplikimit energji diellore praktikisht i pakufizuar dhe shkencëtarët në mbarë botën po punojnë për të zhvilluar sisteme që zgjerojnë mundësitë e përdorimit energji diellore.

Një metër katror i Diellit lëshon 62,900 kW energji. Kjo përafërsisht korrespondon me fuqinë e 1 milion llambave elektrike. Një shifër e tillë është mbresëlënëse - Dielli i jep Tokës 80 mijë miliardë kW çdo sekondë, domethënë disa herë më shumë se të gjithë termocentralet në botë. Shkenca moderne është përballur me detyrën për të mësuar se si të përdorë energjinë e Diellit në mënyrë më të plotë dhe efikase, si më e sigurta. Shkencëtarët besojnë se përdorimi i kudondodhur energji dielloreështë e ardhmja e njerëzimit.

Rezervat botërore të depozitave të hapura të qymyrit dhe gazit, me ritme të tilla të përdorimit të tyre si sot, duhet të shterohen në 100 vitet e ardhshme. Është llogaritur se në vendburimet ende të paeksploruara, rezervat e mineraleve të djegshme do të mjaftonin për 2-3 shekuj. Por në të njëjtën kohë, pasardhësit tanë do të privoheshin nga këta transportues energjie dhe produktet e djegies së tyre do të shkaktonin dëme të mëdha në mjedis.

Energjia atomike ka një potencial të madh. Sidoqoftë, aksidenti i Çernobilit në prill 1986 tregoi se çfarë pasojash serioze mund të sjellë përdorimi i energjisë bërthamore. Publiku në mbarë botën e ka pranuar se përdorimi i energjisë atomike për qëllime paqësore është i justifikuar ekonomikisht, por duhet të respektohen masat më të rrepta të sigurisë gjatë përdorimit të saj.

Prandaj, burimi më i pastër dhe më i sigurt i energjisë është Dielli!

energji diellore mund të shndërrohet në energji të dobishme nëpërmjet përdorimit të sistemeve të energjisë diellore aktive dhe pasive.

Sistemet pasive të energjisë diellore.

Mënyra më primitive e përdorimit pasiv energji diellore- Kjo është një enë uji me ngjyrë të errët. ngjyrë të errët, akumuluese energji diellore, e kthen në nxehtësi - uji nxehet.

Megjithatë, ka metoda më të avancuara të përdorimit pasiv. energji diellore. Janë zhvilluar teknologjitë e ndërtimit që, gjatë projektimit të ndërtesave, duke marrë parasysh kushtet klimatike dhe zgjedhjen e materialeve të ndërtimit, shfrytëzojnë sa më shumë energji diellore për ngrohje ose ftohje, ndriçim ndërtesash. Me një dizajn të tillë, vetë struktura e ndërtesës është një koleksionist, akumulues energji diellore.

Pra, në vitin 100 pas Krishtit, Plini i Riu ndërtoi një shtëpi të vogël në Italinë veriore. Në njërën nga dhomat dritaret janë bërë me mikë. Doli se kjo dhomë ishte më e ngrohtë se të tjerat dhe kishte nevojë për më pak dru zjarri për ta ngrohur. Në këtë rast, mika veproi si një izolues që mbante nxehtësinë.

Projektimet moderne të ndërtesave marrin parasysh vendndodhjen gjeografike të ndërtesave. Kështu, një numër i madh dritaresh me pamje nga jugu sigurohen në rajonet veriore për të marrë më shumë dritë dielli dhe nxehtësi, dhe kufizojnë numrin e dritareve në anët lindore dhe perëndimore për të kufizuar rrjedhën e dritës së diellit gjatë verës. Në ndërtesa të tilla, orientimi dhe vendndodhja e dritareve, ngarkesa termike dhe izolimi termik janë një sistem i vetëm projektimi në dizajn.

Ndërtesa të tilla janë miqësore me mjedisin, të pavarura nga energjia dhe komode. Në dhoma ka shumë dritë natyrale, ndihet më plotësisht lidhja me natyrën, kurse energjia elektrike po ashtu është kursyer ndjeshëm. Nxehtësia në ndërtesa të tilla ruhet për shkak të materialeve të zgjedhura izoluese të mureve, tavaneve, dyshemeve. Këto ndërtesa të para "diellore" fituan popullaritet të jashtëzakonshëm në Amerikë pas Luftës së Dytë Botërore. Më pas, për shkak të rënies së çmimeve të naftës, interesi për projektimin e ndërtesave të tilla u zbeh disi. Megjithatë, tani, për shkak të krizës globale mjedisore, ka pasur një rritje të vëmendjes ndaj projekteve mjedisore me sisteme të energjisë së rinovueshme.

Sistemet e Energjisë Diellore Aktive

Në zemër të sistemeve të përdorimit aktiv energji diellore përdoren kolektorë diellorë. Koleksionist, thithës energji diellore, e shndërron atë në nxehtësi, e cila ngroh ndërtesat përmes ftohësit, ngroh ujin, mund ta shndërrojë atë në energji elektrike, etj. Kolektorët diellorë mund të përdoren në të gjitha proceset në industri, bujqësi, nevoja shtëpiake, ku përdoret nxehtësia.

Llojet e koleksionistëve

kolektor diellor me ajër

Ky është lloji më i thjeshtë i kolektorëve diellorë. Dizajni i saj është jashtëzakonisht i thjeshtë dhe i ngjan efektit të një sere të zakonshme, e cila është në çdo zonë periferike. Bëni një eksperiment të vogël. Në një ditë me diell dimri, vendosni ndonjë objekt në dritaren e dritares në mënyrë që rrezet e diellit të bien mbi të dhe pas pak vendoseni pëllëmbën mbi të. Do të ndjeni se ky objekt është bërë i ngrohtë. Dhe jashtë dritares mund të jetë - 20! Është në këtë parim që bazohet puna e një kolektori ajri diellor.

Elementi kryesor i kolektorit është një pllakë e izoluar nga nxehtësia e bërë nga çdo material që e përcjell mirë nxehtësinë. Pllaka është e lyer me ngjyrë të errët. Rrezet e diellit kalojnë nëpër sipërfaqen transparente, ngrohin pllakën dhe më pas transferojnë nxehtësinë në dhomë me një rrjedhë ajri. Ajri kalon sipas konvencionit natyror ose me anë të një ventilatori, i cili përmirëson transferimin e nxehtësisë.

Megjithatë, disavantazhi i këtij sistemi është se kërkohen kosto shtesë për funksionimin e ventilatorit. Këta kolektorë funksionojnë gjatë orëve të ditës, kështu që nuk mund të zëvendësojnë burimin kryesor të ngrohjes. Megjithatë, nëse e montoni kolektorin në burimin kryesor të ngrohjes ose ventilimit, efikasiteti i tij rritet në mënyrë disproporcionale. Kolektorët diellorë të ajrit mund të përdoren edhe për shkripëzimin e ujit të detit, gjë që e redukton koston e tij në 40 cent euro për metër kub.

Kolektorët diellorë mund të jenë të sheshtë dhe me vakum.

kolektor i sheshtë diellor

Kolektori përbëhet nga një element që thith energjinë diellore, një shtresë (xhami me përmbajtje të reduktuar metali), një tubacion dhe një shtresë termoizoluese. Një shtresë transparente mbron kutinë nga kushtet e pafavorshme klimatike. Në brendësi të kasës, paneli i thithësit të energjisë diellore (thithës) është i lidhur me ftohësin, i cili qarkullon nëpër tuba. Tubacioni mund të jetë ose në formën e një grilë ose në formën e një serpentine. Ftohësi lëviz përmes tyre nga hyrja në tubat e daljes, duke u ngrohur gradualisht. Paneli i absorbuesit është bërë nga një metal që e përcjell mirë nxehtësinë (alumin, bakër).

Kolektori kap nxehtësinë, duke e kthyer atë në energji termike. Kolektorë të tillë mund të montohen në çati ose të vendosen në çatinë e ndërtesës, ose mund të vendosen veçmas. Kjo do t'i japë dizajnit të faqes një pamje moderne.

Kolektor diellor me vakum

Kolektorët vakum mund të përdoren gjatë gjithë vitit. Elementi kryesor i kolektorëve janë tubat vakum. Secila prej tyre përbëhet nga dy tuba xhami. Tubat janë bërë prej xhami borosilikat dhe pjesa e brendshme është e veshur me një shtresë të veçantë që siguron thithjen e nxehtësisë me reflektim minimal. Ajri pompohet nga hapësira midis tubave. Një marrës bariumi përdoret për të ruajtur vakumin. Në gjendje të mirë, tubi i vakumit është në ngjyrë argjendi. Nëse duket e bardhë, atëherë vakuumi është zhdukur dhe tubi duhet të zëvendësohet.

Kolektori i vakumit përbëhet nga një grup tubash vakum (10-30) dhe transferon nxehtësinë në rezervuarin e magazinimit përmes një lëngu antifriz (bartës nxehtësie). Efikasiteti i kolektorëve vakum është i lartë:

- në mot me re, sepse tubat vakum mund të thithin energjinë e rrezeve infra të kuqe që kalojnë nëpër retë

- mund të punojë në temperatura nën zero.

Panele diellore.

Një bateri diellore është një grup modulesh që marrin dhe konvertojnë energjinë diellore, duke përfshirë energjinë termike. Por ky term tradicionalisht u është caktuar konvertuesve fitoelektrikë. Prandaj, kur themi "bateri diellore" nënkuptojmë një pajisje fitoelektrike që shndërron energjinë diellore në energji elektrike.

Panelet diellore janë në gjendje të gjenerojnë energji elektrike vazhdimisht ose ta grumbullojnë atë për përdorim të mëtejshëm. Për herë të parë, bateritë fotovoltaike u përdorën në satelitët hapësinorë.

Avantazhi i paneleve diellore është thjeshtësia maksimale e projektimit, instalimi i thjeshtë, kërkesat minimale të mirëmbajtjes dhe një jetë e gjatë shërbimi. Instalimi nuk kërkon hapësirë ​​shtesë. Kushti i vetëm është të mos i hijezoni për një kohë të gjatë dhe të hiqni pluhurin nga sipërfaqja e punës. Panelet moderne diellore janë në gjendje të vazhdojnë të punojnë për dekada! Është e vështirë të gjesh një sistem kaq të sigurt, efektiv dhe me një kohëzgjatje kaq të gjatë veprimi! Ato prodhojnë energji gjatë gjithë ditës, madje edhe në ditët me re.

Panelet diellore kanë të metat e tyre në aplikim:

- ndjeshmëria ndaj ndotjes. (Nëse bateria vendoset në një kënd 45 gradë, ajo do të pastrohet nga shiu ose bora, kështu që nuk kërkohet mirëmbajtje shtesë)

- ndjeshmëri ndaj temperaturës së lartë. (Po, kur nxehet në 100 - 125 gradë, paneli diellor madje mund të fiket dhe mund të kërkohet një sistem ftohjeje. Sistemi i ventilimit do të konsumojë një pjesë të vogël të energjisë së gjeneruar nga bateria. Modelet moderne të paneleve diellore ofrojnë një sistem për rrjedhjen e ajrit të nxehtë.)

- cmim i larte. (Duke marrë parasysh jetën e gjatë të shërbimit të paneleve diellore, ai jo vetëm që do të paguajë kostot e blerjes, por edhe do të kursejë para në konsumin e energjisë elektrike, do të kursejë tonelata karburante tradicionale, duke qenë miqësore me mjedisin)

Përdorimi i sistemeve të energjisë diellore në ndërtim.

Në arkitekturën moderne, planifikohet gjithnjë e më shumë të ndërtohen shtëpi me burime të integruara të energjisë diellore të rikarikueshme. Panelet diellore instalohen në çatitë e ndërtesave ose në mbështetëse speciale. Këto ndërtesa përdorin një burim energjie të qetë, të besueshëm dhe të sigurt - Diellin. Energjia diellore përdoret për ndriçimin, ngrohjen e hapësirës, ​​ftohjen e ajrit, ventilimin dhe prodhimin e energjisë elektrike.

Ne paraqesim disa projekte inovative arkitekturore duke përdorur sisteme diellore.

Fasada e këtij objekti është prej xhami, hekuri, alumini me akumulatorë të integruar të energjisë diellore. Energjia e prodhuar është e mjaftueshme jo vetëm për t'u siguruar banorëve të shtëpisë furnizim autonom me ujë të ngrohtë dhe energji elektrike, por edhe për të ndriçuar rrugën për 2.5 km gjatë gjithë vitit.

Kjo shtëpi është projektuar nga një grup studentësh amerikanë. Projekti u paraqit në konkursin "Projektimi, ndërtimi i shtëpive dhe funksionimi i paneleve diellore". Kushtet e konkursit: të paraqesë një projekt arkitekturor të një ndërtese banimi me efiçencën ekonomike, kursimin e energjisë dhe atraktivitetin e tij. Autorët e projektit dëshmuan se projekti i tyre është i përballueshëm, tërheqës për konsumatorin, kombinon dizajn të shkëlqyeshëm dhe efikasitet maksimal. (përkthyer nga www.solardecathlon.gov)

Përdorimi i sistemeve të energjisë diellore në botë.

Sistemet e përdorimit energji diellore perfekte dhe miqësore me mjedisin. Ka një kërkesë të madhe për to në të gjithë botën. Në të gjithë botën, njerëzit kanë filluar të braktisin përdorimin e karburanteve tradicionale për shkak të rritjes së çmimeve të gazit dhe naftës. Për shembull, në Gjermani në 2004. 47% e shtëpive kishin kolektorë diellorë për ngrohjen e ujit.

Në shumë vende të botës, programet shtetërore për zhvillimin e përdorimit të energji diellore. Në Gjermani, ky është programi 100,000 çati diellore, në Shtetet e Bashkuara, një program i ngjashëm është Milion Solar Roofs. Në vitin 1996 arkitektë nga Gjermania, Austria, Britania e Madhe, Greqia dhe vende të tjera kanë zhvilluar një Kartë Evropiane mbi energji diellore në ndërtim dhe arkitekturë. Në Azi, Kina kryeson, ku sistemet e kolektorëve diellorë po futen në ndërtimin e ndërtesave dhe duke përdorur teknologji moderne të bazuara në teknologjitë moderne. energji diellore në industri.

Një fakt që thotë shumë: një nga kushtet për anëtarësim në Bashkimin Evropian është rritja e peshës së burimeve alternative në sistemin energjetik të vendit. Në vitin 2000 Në botë punonin 60 milionë kilometra katrorë kolektorë diellorë, deri në vitin 2010 sipërfaqja ishte rritur në 300 milionë kilometra katrorë.

Ekspertët vërejnë se tregu i sistemeve energji diellore në territorin e Rusisë, Ukrainës dhe Bjellorusisë është vetëm duke u formuar. Sistemet diellore nuk janë prodhuar kurrë në një shkallë të madhe, sepse lëndët e para ishin aq të lira saqë pajisjet e shtrenjta për sistemet diellore nuk kërkoheshin ... Prodhimi i kolektorëve, për shembull, në Rusi, pothuajse ka pushuar plotësisht.

Në lidhje me rritjen e çmimit të transportuesve tradicionalë të energjisë, ka pasur një ringjallje të interesit për përdorimin e sistemeve diellore. Në një numër rajonesh të këtyre vendeve, duke përjetuar mungesë të burimeve energjetike, po miratohen programe lokale për përdorimin e sistemeve diellore, por sistemet diellore janë praktikisht të panjohura për tregun e gjerë të konsumit.

Arsyeja kryesore e zhvillimit të ngadalshëm të tregut të shitjes dhe përdorimit të sistemeve diellore është, së pari, kostoja e lartë e tyre fillestare, dhe së dyti, mungesa e informacionit për mundësitë e sistemeve diellore, teknologjitë e avancuara për përdorimin e tyre, për zhvilluesit. dhe prodhuesit e sistemeve diellore. E gjithë kjo nuk mund të bëjë të mundur vlerësimin e saktë të efektivitetit të përdorimit të sistemeve që funksionojnë energji diellore.

Duhet të kihet parasysh se kolektori diellor nuk është produkti përfundimtar. Për të marrë produktin përfundimtar - ngrohje, energji elektrike, ujë të nxehtë - është e nevojshme të kaloni nga projektimi, instalimi në vënien në punë të sistemeve diellore. Përvoja e vogël e disponueshme me kolektorët diellorë tregon se kjo punë nuk është më e vështirë se instalimi i ngrohjes tradicionale, por efikasiteti ekonomik është shumë më i lartë.

Në Bjellorusi, Rusi, Ukrainë, ka shumë kompani të përfshira në projektimin dhe instalimin e pajisjeve të ngrohjes, por sot bartësit tradicionalë të energjisë kanë përparësi. Zhvillimi i proceseve ekonomike, përvoja botërore në përdorimin e sistemeve energji diellore tregon se e ardhmja i përket burimeve alternative të energjisë. Për të ardhmen e afërt, mund të vërehet se sistemet diellore janë një pozicion i ri, praktikisht i papranuar në tregun tonë.

Parimi i shndërrimit të energjisë diellore, aplikimi dhe perspektivat e tij

Ka më pak burime tradicionale të energjisë në botë. Stoqet e naftës, gazit, qymyrit janë varfëruar dhe gjithçka shkon në faktin se herët a vonë ato do të mbarojnë. Nëse deri në këtë kohë nuk gjenden burime alternative të energjisë, atëherë njerëzimin e pret një katastrofë. Prandaj, në të gjitha vendet e zhvilluara po zhvillohen kërkime për zbulimin dhe zhvillimin e burimeve të reja të energjisë. E para është energjia diellore. Që në lashtësi, kjo energji është përdorur nga njerëzit për të ndriçuar shtëpitë e tyre, ushqime të thata, rroba etj. Sot, energjia diellore është një nga burimet më premtuese të energjisë alternative. Aktualisht, ka tashmë mjaft modele që ju lejojnë të shndërroni energjinë e diellit në energji elektrike ose termike. Industria gradualisht po rritet dhe po zhvillohet, por, si kudo tjetër, ka probleme. E gjithë kjo do të diskutohet në këtë artikull.

Energjia diellore është një nga burimet e rinovueshme më të përballueshme në Tokë. Përdorimi i energjisë diellore në ekonominë kombëtare ka një efekt pozitiv në gjendjen e mjedisit, pasi nuk kërkon shpimin e puseve apo zhvillimin e minierave për ta marrë atë. Përveç kësaj, kjo lloj energjie është falas dhe nuk kushton asgjë. Natyrisht, kërkohen kostot për blerjen dhe instalimin e pajisjeve.

Problemi është se dielli është një burim i ndërprerë energjie. Pra, ajo që kërkohet është akumulimi i energjisë dhe përdorimi i saj në lidhje me burimet e tjera të energjisë. Problemi kryesor sot është se pajisjet moderne kanë një efikasitet të ulët të shndërrimit të energjisë diellore në energji elektrike dhe termike. Prandaj, të gjitha zhvillimet synojnë rritjen e efikasitetit të sistemeve të tilla dhe uljen e kostos së tyre.

Nga rruga, shumë burime në planet rrjedhin nga energjia diellore. Për shembull, era, e cila është një tjetër burim i rinovueshëm, nuk do të frynte pa diell. Avullimi i ujit dhe grumbullimi i tij në lumenj ndodh edhe nën veprimin e diellit. Dhe uji, siç e dini, përdoret nga hidrocentralet. Biokarburantet gjithashtu nuk do të ekzistonin pa diellin. Prandaj, përveç një burimi të drejtpërdrejtë të energjisë, dielli ndikon në fusha të tjera të energjisë.

Dielli dërgon rrezatim në sipërfaqen e planetit tonë. Nga spektri i gjerë i rrezatimit nga sipërfaqja e Tokës, 3 lloje valësh arrijnë:

• Drita. Në spektrin e emetimeve, ato janë afërsisht 49 përqind;
• infra të kuqe. Pjesa e tyre është gjithashtu 49 për qind. Falë këtyre valëve, planeti ynë po ngrohet;
• Ultraviolet. Në spektrin e rrezatimit diellor, ato janë afërsisht 2 për qind. Ata janë të padukshëm për sytë tanë.

Ekskursion në histori

Si ka evoluar energjia diellore deri në ditët e sotme? Njeriu ka menduar për përdorimin e diellit në aktivitetet e tij që nga kohërat e lashta. Të gjithë e dinë legjendën sipas së cilës Arkimedi dogji flotën armike pranë qytetit të tij të Sirakuzës. Ai përdori pasqyra ndezëse për këtë. Disa mijëra vjet më parë, në Lindjen e Mesme, pallatet e sundimtarëve ngroheshin me ujë, i cili ngrohej nga dielli. Në disa vende, ne avullojmë ujin e detit në diell për të marrë kripë. Shkencëtarët shpesh kryenin eksperimente me pajisje ngrohëse të mundësuara nga energjia diellore.

Modelet e para të ngrohësve të tillë u prodhuan në shekujt XVII-XVII. Në veçanti, studiuesi N. Saussure prezantoi versionin e tij të ngrohësit të ujit. Është një kuti druri me kapak xhami. Uji në këtë pajisje ngrohej në 88 gradë Celsius. Në 1774, A. Lavoisier përdori lente për të përqendruar nxehtësinë nga dielli. Dhe gjithashtu janë shfaqur thjerrëza që lejojnë që në vend të shkrihet gize në disa sekonda.

Bateritë që shndërrojnë energjinë e diellit në energji mekanike janë krijuar nga shkencëtarët francezë. Në fund të shekullit të 19-të, studiuesi O. Musho zhvilloi një izolues që fokusonte trarët në një kazan me avull duke përdorur një lente. Ky bojler u përdor për të funksionuar shtypshkronjën. Në Shtetet e Bashkuara në atë kohë, ishte e mundur të krijohej një njësi e fuqizuar nga dielli me një kapacitet prej 15 "kuajsh".

Për një kohë të gjatë, izoluesit prodhoheshin sipas një skeme që përdor energjinë e diellit për ta kthyer ujin në avull. Dhe energjia e konvertuar u përdor për të bërë disa punë. Pajisja e parë që konverton energjinë diellore në energji elektrike u krijua në vitin 1953 në Shtetet e Bashkuara. Ai u bë prototipi i paneleve diellore moderne. Efekti fotoelektrik mbi të cilin bazohet puna e tyre u zbulua në vitet 70 të shekullit të 19-të.

Në vitet tridhjetë të shekullit të kaluar, Akademiku i BRSS A.F. Ioffe propozoi përdorimin e fotocelave gjysmëpërçuese për të kthyer energjinë diellore. Efikasiteti i baterisë në atë kohë ishte më pak se 1%. U deshën shumë vite përpara se qelizat diellore të zhvilloheshin me një efikasitet prej 10-15 përqind. Më pas amerikanët ndërtuan panele diellore të një lloji modern.

Për të marrë më shumë energji nga sistemet diellore, efikasiteti i ulët kompensohet nga një zonë e shtuar e fotocelave. Por ky nuk është një opsion, pasi gjysmëpërçuesit e silikonit në qelizat fotovoltaike janë mjaft të shtrenjta. Me një rritje të efikasitetit, kostoja e materialeve rritet. Kjo është pengesa kryesore për përdorimin masiv të paneleve diellore. Por ndërsa burimet janë varfëruar, përdorimi i tyre do të bëhet gjithnjë e më fitimprurës. Përveç kësaj, kërkimet për të rritur efikasitetin e qelizave diellore nuk ndalen.

Vlen të thuhet se bateritë me bazë gjysmëpërçuese janë mjaft të qëndrueshme dhe nuk kërkojnë kualifikime për t'u kujdesur për to. Prandaj, ato përdoren më shpesh në jetën e përditshme. Ka edhe termocentrale të tëra diellore. Si rregull, ato krijohen në vende me një numër të madh ditësh me diell në vit. Këto janë Izraeli, Arabia Saudite, jugu i SHBA-së, India, Spanja. Tani ka projekte absolutisht fantastike. Për shembull, termocentralet diellore jashtë atmosferës. Atje drita e diellit nuk e ka humbur ende energjinë. Domethënë, rrezatimi propozohet të kapet në orbitë dhe më pas të shndërrohet në mikrovalë. Më pas, në këtë formë, energjia do të dërgohet në Tokë.

Shndërrimi i Energjisë Diellore

Para së gjithash, vlen të thuhet se si mund të shprehet dhe vlerësohet energjia diellore.

Si mund ta vlerësoni sasinë e energjisë diellore?

Ekspertët përdorin për të vlerësuar një vlerë të tillë si konstanta diellore. Është e barabartë me 1367 watts. Kjo është sasia e energjisë diellore për metër katror të planetit. Rreth një e katërta humbet në atmosferë. Vlera maksimale në ekuator është 1020 vat për metër katror. Duke marrë parasysh ditën dhe natën, ndryshimet në këndin e incidencës së rrezeve, kjo vlerë duhet të zvogëlohet me tre herë të tjera.

Versionet për burimet e energjisë diellore ishin shumë të ndryshme. Për momentin, ekspertët thonë se energjia lirohet si rezultat i shndërrimit të katër atomeve H2 në një bërthamë He. Procesi vazhdon me çlirimin e një sasie të konsiderueshme energjie. Për krahasim, imagjinoni që energjia e konvertimit të 1 gram H2 është e krahasueshme me atë që çlirohet kur digjen 15 ton hidrokarbure.

Metodat e konvertimit

Meqenëse shkenca sot nuk ka pajisje që punojnë në energjinë e diellit në formën e tij të pastër, ajo duhet të shndërrohet në një lloj tjetër. Për këtë, u krijuan pajisje të tilla si panele diellore dhe një kolektor. Bateritë e shndërrojnë energjinë diellore në energji elektrike. Dhe kolektori gjeneron energji termike. Ka edhe modele që kombinojnë këto dy lloje. Ata quhen hibride.

Mënyrat kryesore të konvertimit të energjisë diellore janë paraqitur më poshtë:

• fotoelektrike;
• termike diellore;
• ajer i nxehte;
• termocentrale me tullumbace diellore.

Mënyra e parë është më e zakonshme. Ai përdor panele fotovoltaike që prodhojnë energji elektrike nën ndikimin e diellit. Në shumicën e rasteve, ato janë bërë prej silikoni. Trashësia e paneleve të tilla është të dhjetat e milimetrit. Panele të tilla kombinohen në module fotovoltaike (bateri) dhe instalohen në diell. Më shpesh ato vendosen në çatitë e shtëpive. Në parim, asgjë nuk i pengon ata të vendosen në tokë. Është e nevojshme vetëm që të mos ketë objekte të mëdha rreth tyre, ndërtesa të tjera dhe pemë që mund të bëjnë hije.

Përveç fotocelave, filmi i hollë ose përdoret për të gjeneruar energji elektrike. Avantazhi i tyre është një trashësi e vogël, dhe disavantazhi është një reduktim i efikasitetit. Modele të tilla shpesh përdoren në karikues portativë për pajisje të ndryshme.

Metoda e konvertimit të ajrit të nxehtë përfshin marrjen e energjisë së një fluksi ajri. Kjo rrjedhë drejtohet në turbogjenerator. Në termocentralet me tullumbace, nën ndikimin e energjisë diellore, avulli i ujit krijohet në një tullumbace. Sipërfaqja e balonës është e mbuluar me një shtresë të veçantë që thith rrezet e diellit. Termocentrale të tilla janë në gjendje të funksionojnë në mot me re dhe gjatë natës për shkak të furnizimit me avull në tullumbace.

Energjia diellore bazohet në ngrohjen e sipërfaqes së bartësit të energjisë në një kolektor të veçantë. Për shembull, mund të jetë ngrohja e ujit për një sistem ngrohjeje në shtëpi. Jo vetëm uji, por edhe ajri mund të përdoret si bartës i nxehtësisë. Mund të nxehet në kolektor dhe të futet në sistemin e ventilimit të shtëpisë.

Të gjitha këto sisteme janë mjaft të shtrenjta, por zhvillimi dhe përmirësimi i tyre po vazhdon gradualisht.

Avantazhet dhe disavantazhet e energjisë diellore

Përparësitë

• Falas. Një nga avantazhet kryesore të energjisë diellore është se nuk ka pagesë për të. Panelet diellore janë bërë duke përdorur silikon, i cili është mjaft i bollshëm;
• Nuk ka asnjë efekt anësor. Procesi i konvertimit të energjisë zhvillohet pa zhurmë, emetime të dëmshme dhe mbeturina, ndikim në mjedis. Kjo nuk mund të thuhet për energjinë termike, hidro dhe bërthamore. Të gjitha burimet tradicionale dëmtojnë OS në një mënyrë ose në një tjetër;
• Siguria dhe besueshmëria. Pajisja është e qëndrueshme (shërben deri në 30 vjet). Pas 20-25 vitesh përdorimi, qelizat diellore japin deri në 80 për qind të vlerës së tyre nominale;
• Riciklimi. Panelet diellore janë plotësisht të riciklueshme dhe mund të ripërdoren në prodhim;
• Lehtësia e mirëmbajtjes. Pajisjet janë mjaft të thjeshta për t'u vendosur dhe për të punuar jashtë linje;
• Përshtatur mirë për përdorim në shtëpi private;
• Estetike. Mund të instalohet në çati ose në fasadën e ndërtesës pa cenuar pamjen;
• I integruar mirë si sisteme ndihmëse të furnizimit me energji elektrike.