Saules enerģija - tas ... Izmantojot saules paneļiem

Pēdējos gados zinātnieki ir īpaši ieinteresēti alternatīviem enerģijas avotiem. Nafta un gāze beigsies agrāk vai vēlāk, tāpēc domāju par to, kā mēs gatavojamies, lai izdzīvotu šajā situācijā, tas ir nepieciešams tagad. Eiropā, vēja turbīnas tiek plaši izmantotas, kurš mēģina iegūt enerģiju no okeāna, un mēs runājam par saules enerģiju. Galu galā, zvaigzne, ko mēs redzam gandrīz katru dienu debesīs, var palīdzēt mums saglabāt neatjaunojamos resursus un uzlabotu vidi. No saules uz Zemes vērtību nevar pārvērtēt - tā dod siltumu, gaismu, un ļauj funkciju visu dzīvi uz planētas. Tātad, kāpēc ne atrast viņam citu pieteikumu?

Nedaudz vēstures

In vidū 19. gadsimta fiziķa Aleksandr Edmon Bekkerel atklāja saules iedarbību. Līdz gadsimta beigām Charlz Fritts izstrādāja pirmo ierīci, kas spēj apstrādāt saules enerģiju elektrībā. Mēs izmantojām selēnu pārklāta ar plānu kārtiņu zelta. Efekts bija vāja, bet tas ir tas izgudrojums bieži ir saistīta ar sākuma saules enerģijas laikmets. Daži zinātnieki nepiekrīt ar šo formulējumu. Viņi aicināja dibinātājs laikmetā saules enerģija pasaulē slavens zinātnieks Alberta Eynshteyna. 1921. gadā viņš saņēma Nobela prēmiju par viņa paskaidrojumu likumu ārējās fotoelektrisks efektu.

Šķiet, ka saules enerģija - tas ir daudzsološs veids attīstību. Bet ir daudzi šķēršļi, lai tas iekļaujas katrā mājā - galvenokārt ekonomiskie un vides. Kas ir iekļauts izmaksās saules paneļiem, cik daudz kaitējumu tie var radīt vidi un ko vēl tur ir veidi, lai radītu enerģiju, mēs mācīties vēlāk.

metodes uzkrāšanās

Aktuālākais uzdevums saistīts ar civilizēšana enerģiju no saules, ir ne tikai saņemt, bet uzkrāšanās. Un tas ir visgrūtākais. Šobrīd zinātnieki ir izstrādājuši tikai 3 veidus pilnīgai pieradināšana saules enerģiju.

Pirmais ir balstīts uz ar parabolisko spoguli izmantošanu un patīk spēlēties ar palielināmo stiklu, kas ir pazīstama ar visiem no bērnības maz. Gaisma iet caur objektīvu, apkopojot vienā punktā. Ja jūs likts papīra, tā iedegsies, jo temperatūra šķērsoja saules starus ir neticami augsts šajā vietā. Parabolisks spogulis ir ieliekta disks, kas atgādina seklu bļodu. Šis spogulis, atšķirībā lupa nepārraida bet atspoguļo saules gaismu, savācot to vienā brīdī, kas parasti vērsts uz melno ūdens cauruli. Šī krāsa tiek izmantota, jo tā vislabāk absorbē gaismu. Ūdens caurule, iedarbojoties saules gaismā uzsilst, un to var izmantot, lai radītu elektroenerģiju vai apkurei mājiņās.

plakans sildītājs

Šī metode izmanto pilnīgi atšķirīgu sistēmu. Saules uztvērējs izskatās daudzpakāpju struktūra. Tās darbības princips ir šāds.

Iet caur stiklu, stari krist uz aptumšotā metāla, kas ir zināms, lai būtu labāk absorbē gaismu. Saules starojums tiek pārvērsti siltumenerģiju , un silda ūdeni, kas ir saskaņā ar dzelzs plāksne. Turklāt, viss notiek tāpat kā pirmajā metodi. Apsildāmais ūdeni var izmantot gan apkurei vai elektroenerģijas ražošanai. Tomēr efektivitāti šī metode nav pietiekami augsta, lai izmantotu to visur.

Parasti šādi iegūtā saules enerģija - tā ir silta. Par elektrību ir daudz lielāka iespēja, lai izmantotu trešo metodi.

saules baterijas

Lielākā daļa no mums ir pazīstami ar šiem enerģijas veidiem. Tas ietver izmantot dažādas baterijas vai saules paneļiem, kas var atrast jumtiem daudziem mūsdienu mājās. Šāda metode ir sarežģīta iepriekš aprakstīts, bet ir daudz daudzsološs. Tas ir tas, kas dod jums iespēju pārvērst saules enerģiju elektrībā rūpnieciskā mērogā.

Īpašas paneļi paredzēti, lai attēlotu starus, kas izgatavoti no silīcija dioksīda bagātu kristāli. Saules gaisma krīt uz tiem, sitieniem elektrons no orbītas. Savā vietā, uzreiz meklē citu, tādējādi iegūst pastāvīgu pārvietojas ķēdi, kas rada strāvu. Tas tiek izmantots nekavējoties, ja nepieciešams, lai nodrošinātu ierīces vai glabāti formā elektroenerģijas īpašām baterijām.

Šīs metodes pamatā ir fakts, ka tas ļauj jums, lai iegūtu vairāk nekā 120 vatus tikai ar vienu kvadrātmetru saules panelis popularitāti. Tādā gadījumā paneļi ir relatīvi nelielu biezumu, kas ļauj tos izvietot praktiski jebkur.

Veidi silīcija paneļi

Ir vairāki veidi, saules šūnas. Pirmais, izmantojot monokristālu silīcija. To efektivitāte ir apmēram 15%. Šie saules paneļi ir visdārgākais.

Efektivitāte šūnu izgatavoti no polikristāliski silīcija, sasniedz 11%. Viņi maksā mazāk kā materiāls tiem iegūst vienkāršotu tehnoloģiju. Trešais veids ir visekonomiskākais un ir minimālais efektivitāti. Šis panelis ir amorfā silīcija, kas ir ne-kristālisks. Papildus sliktu sniegumu, viņiem ir viens liels trūkums - trauslumu.

Daži ražotāji, lai palielinātu efektivitāti, iesaistīt abas saules panelis - muguru un priekšā. Tas ļauj jums, lai nozvejas gaismu lielos apjomos, un palielina enerģijas daudzumu, ko ražo 15-20%.

vietējiem ražotājiem

Saules enerģija pasaulē kļūst arvien izplatītāka. Pat mūsu valstī, mēs esam ieinteresēti uzzināt par nozari. Neskatoties uz to, ka Krievija nav bijusi ļoti aktīva, ir attīstība alternatīvās enerģijas, ir panākts zināms progress. Pašlaik izveide paneļiem saules enerģijas aizņem dažas organizācijas - galvenokārt akadēmiskās institūcijas dažādu veidu, un rūpnīcas, lai ražotu elektrisko iekārtu.

1. SPF "Quark".
2. AS "Kovrova Mehāniskā rūpnīca".
3. Viskrievijas pētniecības institūts elektrifikācija Zemkopības.
4. Mašīnas Building NPO.
5. AO VIEN.
6. AS "Ryazan rūpnīca metāla-keramikas ierīcēm."
7. AS Pravdinsky pilotiekārtas avoti pašreizējais "pozitīvs".

Tas ir tikai neliela daļa no uzņēmumiem, aktīvi piedalās attīstībā alternatīvās enerģijas Krievijā.

Ietekme uz vidi

Atteikums ogļu un naftas energoresursiem ir ne tikai saistīts ar to, ka šie līdzekļi būs agrāk vai vēlāk izsmelti. Fakts, ka tie ir ļoti kaitīgas apkārtējai videi - piesārņo augsni, gaisu un ūdeni, veicināt slimību cilvēkiem un samazināt imunitāti. Tas ir iemesls, kāpēc alternatīvajiem enerģijas avotiem, ir pasargāti no vides viedokļa.

Silicon, kas tiek izmantots, lai ražotu saules šūnas, ko pats par sevi ir drošs, jo tas ir dabīgs materiāls. Bet pēc tīrīšanas tas joprojām atkritumi. Tās var nodarīt kaitējumu cilvēkiem un videi, ja nepareizi lieto.

Turklāt, vietne ir pilnīgi pārblīvēta ar saules paneļiem, var traucēt dabisko apgaismojumu. Tas novedīs pie izmaiņām esošajā ekosistēmā. Bet kopumā, ietekme uz vidi ierīču pārveidei saules enerģija ir minimāla.

ekonomija

Lielākais izmaksas ražot saules šūnas ir saistīti ar augstām izmaksām izejvielu. Kā mēs redzējām, īpašās paneļi tiek veidoti, izmantojot silīciju. Neskatoties uz to, ka šis minerāls ir plaši izplatīti dabā, ar savu laupījumu piesaistīti liela problēma. Fakts, ka silīcija, kas ir vairāk nekā ceturtdaļu no masas Zemes garozas, nav piemērots, lai ražotu saules šūnas. Šim nolūkam piemērots tikai tīrs materiāls, kas iegūts, rūpniecības metodēm. Diemžēl, no smiltīm, lai iegūtu tīru silīcijs ir ļoti problemātiska.

Par cenu šis resurss ir salīdzināma ar urāns tiek izmantots atomelektrostacijās. Tas ir iemesls, kāpēc izmaksas saules baterijas pašlaik saglabājas samērā augstā līmenī.

modernās tehnoloģijas

Pirmie mēģinājumi savaldīt saules enerģiju tur uz ilgu laiku. Kopš tā laika daudzi zinātnieki ir aktīvi iesaistīti meklēšanā visefektīvāko iekārtu. Tam jābūt ne tikai ekonomiski konkurētspējīgs, bet arī kompakts. Tās efektivitāte jācenšas maksimāli.

Pirmie soļi, lai ideālu ierīci saņemšanai un pārvēršot saules enerģiju ir veikti izgudrojums silikona baterijām. Protams, cena ir diezgan augsta, bet paneļus var novietot uz jumtiem un sienām māju, kur tie netraucēs nevienam. Šādu bateriju efektivitāte ir nenoliedzams.

Bet labākais veids, kā palielināt popularitāti saules enerģijas - padarīt to lētāku. Vācu zinātnieki jau ieteikts aizstāt silīciju, sintētiskās šķiedras, kas var būt integrēti auduma vai citiem materiāliem. Efektivitāte šāda saules šūnas nav ļoti augsta. Bet krekls mijas ar sintētisko šķiedru, var vismaz nodrošināt elektroenerģiju viedtālrunī vai atskaņotāju. Aktīvi darbojas nanotehnoloģiju sfērā. Iespējams, tie ļaus saule kļūt populārākais enerģijas avots šajā gadsimtā. Uzņēmuma speciālisti Scates AS, Norvēģija jau ir noteikts, ka nanotehnoloģijas samazināt izmaksas, saules paneļi ir 2 reizes.

Saules enerģija mājām

Par mājokļiem, kas pats par sevi nodrošinās to, ka sapnis daudzu pārliecināts: nav atkarība no centrālo apkuri, grūtības maksājumu rēķini un kaitējumu videi. Jau daudzas valstis ir aktīvi būvēt mājokli, kas patērē tikai enerģija, kas iegūta no alternatīviem avotiem. Spilgts piemērs - tā saukto saules house.

Būvniecības laikā būs nepieciešami lielāki ieguldījumi nekā tradicionālā. Bet pēc vairāku gadu darbības visas izmaksas tiks izmaksāta atpakaļ - ir jāmaksā par apkuri, karsto ūdeni un elektrību. Saules namā visi šie komunikācijas ir saistītas ar konkrētām fotoelementu paneļiem, kas likts uz jumta. Un līdz ar to iegūtie enerģijas resursi ne tikai pavadīja uz pašreizējām vajadzībām, bet arī uzkrāt lietošanai naktī un mākoņainā laikā.

Pašlaik šāda tipa māju būvniecība tiek veikta ne tikai valstīs, tuvu ekvatoram, kur saules enerģija ražot vienkāršākais veids. Viņi arī uzcelts Kanādā, Somijā un Zviedrijā.

Plusi un mīnusi

Tehnoloģiju attīstība, lai izmantotu saules enerģiju visur, varētu būt aktīvāka. Bet ir daži iemesli, kāpēc tas joprojām nav prioritāte. Kā jau esam teikuši iepriekš, ražošanā paneļi, ko videi kaitīgām vielām. Turklāt pabeigta iekārtu satur tā sastāvā gallija, arsēna, kadmija un svina.

Tas rada daudz jautājumu un nepieciešamību pārstrādi fotoelementu paneļi. Pēc 50 gadu darba tie būs par nederīgu pakalpojumu, un tie ir kaut kā nogalināt. Vai tas rada milzīgu kaitējumu dabai? Būtu arī jāņem vērā, ka saules enerģija - ir nepastāvīgs resursu efektivitāte ražošanā, no kuriem ir atkarīgs no diennakts laika un laika apstākļiem. Tas ir būtisks trūkums.

Bet plusi, protams. Saules enerģija var izgatavot praktiski jebkurā vietā uz Zemes, un iekārtas tās sagatavošanai un pārveidošanu var būt tik mazs, ka tas derēs par viedtālruņa aizmugurē. Kas ir vēl svarīgāk, tas ir atjaunojams resurss, tas ir, daudzums saules enerģijas paliks nemainīga vismaz tūkstoš gadus.

perspektīvas

Par saules enerģijas tehnoloģiju attīstības rezultātā būtu zemākas izmaksas, lai izveidotu objektus. Jau ir stikla paneļus, kas var uzstādīt uz logiem. Nanotehnoloģiju attīstība ļāva izgudrot krāsu, kas tiek izsmidzināts uz saules paneļiem un varētu aizstāt silīcija slāni. Ja izmaksas saules enerģijas nav nokrist dažas reizes, tā popularitāte augs arī daudzas reizes vairāk.

Radot nelielu paneļu individuālo piemērošanas ļaus cilvēkiem jebkuros apstākļos izmantot saules enerģiju - mājās, automašīnā vai pat valstī. Pateicoties to sadalījumu, lai samazinātu slodzi uz centrālo varu, jo cilvēki varēs iekasēt nelielu elektroniku.

Shell eksperti uzskata, ka 2040. gadā aptuveni puse no pasaules enerģijas tiks iegūti no atjaunojamiem resursiem. Jau Vācijā, saules enerģijas patēriņš strauji pieaug, un akumulatora kapacitāte ir vairāk nekā 35 gigavati. Japāna ir arī aktīvi attīstot šo nozari. Šīs divas valstis - līderi saules enerģijas pasaulē. Iespējams, drīz pievienosies ASV.

Citi alternatīvi enerģijas avoti

Zinātnieki nav vairs puzzle pār to, ka jūs joprojām var izmantot, lai ražotu elektroenerģiju vai siltumu. Sniedziet piemērus daudzsološākajiem alternatīviem enerģijas avotiem.

Vēja turbīnas tagad var atrast gandrīz katrā valstī. Pat uz ielas daudzu Krievijas pilsētās uzstādīt apgaismojumu, kas ir pašpietiekama elektroenerģiju no vēja enerģijas. Protams izmaksas to augstākas par vidējo, bet laika gaitā tie atmaksās starpību.

Sen tas tika izgudrots tehnoloģijas, lai ražotu enerģiju, izmantojot ūdens temperatūras starpība starp okeāna virsmas un dziļumā. Ķīna ir aktīvi gatavojas attīstīt šo jomu. Turpmākajos gados, piekrastē Ķīnā gatavojas būvēt lielāko elektrostaciju darbojas uz šo tehnoloģiju. Ir arī citas jūras izmantošanu. Tā, piemēram, Austrālijā, plāno izveidot elektrostaciju, kas ģenerē enerģiju no ūdens straumēm spēkā.

Ir daudzi citi veidi, kā ražot elektrību vai siltumu. Bet fona daudzu citu saules elektrostaciju iespējas - tas ir patiešām daudzsološas platību zinātni.