Енергія сонця - це

Пральня, яка використовує для роботи сонячну енергію

Сонячна енергетика - використання сонячного випромінювання для отримання енергії в будь-якому вигляді. Сонячна енергетика використовує поновлюване джерело енергії і в перспективі може стати екологічно чистою, тобто не виробляє шкідливих відходів [1].

Нині сонячна енергетика широко застосовується у випадках, коли малодоступность інших джерел енергії в сукупності з достатком сонячного випромінювання виправдовує її економічно.

Окремі особи і організації також використовують її з ідеологічних міркувань (енвайронменталізм), експлуатуючи екологічну нешкідливість розподіленої [2] сонячної енергетики. Див. Наприклад, «Глобальний фонд сонячної енергії», ініційований «Зеленим хрестом» Михайла Горбачова [3].

земні умови

Карта сонячного випромінювання

Потік сонячного випромінювання, що проходить через площу в 1 м², розташовану перпендикулярно потоку випромінювання на відстані однієї астрономічної одиниці від центру Сонця (поза атмосферою Землі), дорівнює тисяча триста шістьдесят сім Вт / м² (сонячна постійна). Через поглинання атмосферою Землі, максимальний потік сонячного випромінювання на рівні моря - 1020 Вт / м². Однак слід врахувати, що середньодобове значення потоку сонячного випромінювання через одиничну площадку як мінімум в три рази менше (через зміну дня і ночі і зміни кута сонця над горизонтом). Взимку в помірних широтах це значення в два рази менше. Ця кількість енергії з одиниці площі визначає можливості сонячної енергетики.

Перспективи вироблення сонячної енергії також зменшуються через глобальне затемнення - антропогенного зменшення сонячного випромінювання, що доходить до поверхні Землі.

Способи отримання електрики і тепла з сонячного випромінювання

Отримання електроенергії за допомогою фотоелементів.
геліотермальна енергетика - Нагрівання поверхні, що поглинає сонячні промені і подальший розподіл і використання тепла (фокусування сонячного випромінювання на посудині з водою для подальшого використання нагрітої води в опалюванні або в парових електрогенераторах).
Термоповітряні електростанції (перетворення сонячної енергії в енергію повітряного потоку, що направляється на турбогенератор).
Сонячні аеростатні електростанції (генерація водяної пари усередині балона аеростата за рахунок нагрівання сонячним випромінюванням поверхні аеростата, покритої селективно-поглинаючим покриттям). Перевага - запасу пари в балоні досить для роботи електростанції в темний час доби і в негоду.

Сонячні батареї на даху будівлі Академії наукУкаіни

Переваги сонячної енергетики

Загальнодоступність і невичерпність джерела.
Теоретично, повна безпека для навколишнього середовища (проте в даний час у виробництві фотоелементів і в них самих використовуються шкідливі речовини). Існує ймовірність того, що повсюдне впровадження сонячної енергетики може змінити альбедо земної поверхні і привести до зміни клімату (однак при сучасному рівні споживання енергії це вкрай малоймовірно).

Недоліки сонячної енергетики

1. Фундаментальні проблеми

Через відносно невеликої величини сонячної постійної для сонячної енергетики потрібне використання великих площ землі під електростанції (наприклад, для електростанції потужністю 1 ГВт це може бути кілька десятків квадратних кілометрів). Однак, це недолік не такий великий, наприклад, гідроенергетика виводить з користування помітно великі ділянки землі. До того ж фотоелектричні елементи на великих сонячних електростанціях встановлюються на висоті 1,8-2,5 метра, що дозволяє використовувати землі під електростанцією для сільськогосподарських потреб, наприклад, для випасу худоби.

Проблема знаходження великих площ землі під сонячні електростанції вирішується в разі застосування сонячних аеростатних електростанцій, придатних як для наземного, так і для морського і для висотного базування.

Потік сонячної енергії на поверхні Землі сильно залежить від широти і клімату. У різних місцях середня кількість сонячних днів в році може відрізнятися дуже сильно.

2. Технічні проблеми

Сонячна електростанція не працює вночі і недостатньо ефективно працює в ранкових і вечірніх сутінках. При цьому пік електроспоживання припадає саме на вечірні години. Крім того, потужність електростанції може різко і несподівано коливатися через зміни погоди. Для подолання цих недоліків потрібно або використовувати ефективні електричні акумулятори (на сьогоднішній день це невирішена проблема), або будувати гідроакумулюючі станції. які теж займають велику територію, або використовувати концепцію водневої енергетики. яка також поки далека від економічної ефективності.

Проблема залежності потужності сонячної електростанції від часу доби і погодних умов вирішується в разі сонячних аеростатних електростанцій.

3. Екологічні проблеми

Незважаючи на екологічну чистоту отримуваної енергії, самі фотоелементи містять отруйні речовини, наприклад, свинець. кадмій. галій. миш'як і т. д. а їх виробництво споживає масу інших небезпечних речовин. Сучасні фотоелементи мають обмежений термін служби (30-50 років), і масове застосування поставить в найближчий же час складне питання їх утилізації. який теж не має поки прийнятного з екологічної точки зору рішення.

Типи фотоелектричних елементів

монокристалічні кремнієві
полікристалічні кремнієві
тонкоплівкові

Підсумки розвитку фотоелементної галузі

Sharp Solar - 22%;
Q-Cells - 12%;
Kyocera - 9%;
Suntech - 8%;
Sanyo - 6%;
Mitsubishi Electric - 6%;
Schott Solar - 5%;
Motech - 5%;
BP Solar - 4%;
SunPower Corporation - 3%.

Коли встановлені потужності фотоелементів в світі подвоюються, ціна електрики, виробленого сонячною енергетикою, падає на 20-30%.

Монокристалічні кремнієві - 4,30 $ / Вт встановленої потужності.
Полікристалічні кремнієві - 4,31 $ / Вт встановленої потужності.
Тонкоплівкові - 3,0 $ / Вт встановленої потужності.

Вартість кристалічних фотоелементів на 40-50% складається з вартості кремнію.

освітлення будівель

За допомогою сонячного світла можна висвітлювати приміщення в денний час доби. Для цього застосовуються світлові колодязі. Найпростіший варіант світлового колодязя - отвір у стелі.

Світлові колодязі застосовуються для освітлення приміщень, що не мають вікон: підземні гаражі, станції метро, промислові будівлі, склади, в'язниці, і т.д.

Сонячна термальна енергетика

Сонячна енергія широко використовується як для нагрівання води, так і для виробництва електроенергії. Сонячні колектори виробляються з доступних матеріалів: сталь. мідь. алюміній і т.д. тобто без застосування дефіцитного і дорогого кремнію. Це дозволяє значно скоротити вартість устаткування, і виробленої на ньому енергії.

В даний час саме сонячний нагрів води є найефективнішим способом перетворення сонячної енергії.

сонячна кухня

Сонячні колектори можуть застосовуватися для приготування їжі. Температура в фокусі колектора досягає 150 ° С. Такі кухонні прилади можуть широко застосовуватися в країнах, що розвиваються. Вартість матеріалів необхідних для виробництва "сонячної кухні" становить $ 3 - $ 7. У країнах, що розвиваються для приготування їжі активно використовуються дрова.

Традиційні осередки для приготування їжі мають термічну ефективність близько 10%. Використання дров для приготування їжі призводить до масованої вирубки лісів. Наприклад, в Індії від спалювання біомаси щорічно надходить в атмосферу понад 68 млн. Тонн СО2. В Уганді середнє домогосподарство щомісяця споживає 440 кг. дров.

Використання сонячної енергії в хімічному виробництві

Сонячна вежа, Каліфорнія.

Сонячна енергія може застосовуватися в різних хімічних процесах. наприклад:

Водень може використовуватися для виробництва електроенергії, або в якості палива на транспорті.

сонячний транспорт

Безпілотний літак Helios з фотоелементами на крилах

Фотоелектричні елементи можуть встановлюватися на різних транспортних засобах: човнах, електромобілях і гібридних автомобілях. літаках, дирижаблях і т.д.

Фотоелектричні елементи виробляють електроенергію, яка використовується для бортового харчування транспортного засобу, або для електродвигуна електричного транспорту.

В Італії та Японії фотоелектричні елементи встановлюють на даху ж / д поїздів. Вони виробляють електрику для кондиціонерів, освітлення і аварійних систем.

Компанія Solatec LLC продає тонкоплівкові фотоелектричні елементи для установки на дах гібридного автомобіля Toyota Prius. Тонкоплівкові фотоелементи мають товщину 0,6 мм, що ніяк не впливає на аеродинаміку автомобіля. Фотоелементи призначені для зарядки акумуляторів, що дозволяє збільшити пробіг автомобіля на 10%.

Дивитися що таке "Енергія сонця" в інших словниках:

ЕНЕРГІЯ СОНЯЧНА - E h, промениста (електромагнітна) і корпускулярна енергія Сонця, що падає на поверхню Землі. Середня інтенсивність 2 кал / см2 · 1 хв (сонячна константа). Є одним з фундаментальних і незамінних екологічний чинників, без ... ... Екологічний словник

Енергія хвиль - Генератор на енергії хвиль Skizze Енергія хвиль енергія, що переноситься хвилями на поверхні океану. Може використовуватися для здійснення корисної роботи генерації електроенергії, опріснення води та перекачування води в резервуари. Енергія ... ... Вікіпедія

Енергія - Цей термін має також інші значення див. Енергія (значення). Енергія. Розмірність ... Вікіпедія

Енергія морських хвиль - Генератор на енергії хвиль Skizze енергія морських хвиль енергія, що переноситься хвилями на поверхні океану. Може використовуватися для здійснення корисної роботи генерації електроенергії, опріснення під ... Вікіпедія

Енергія морських хвиль - Генератор на енергії хвиль Skizze Енергія хвиль енергія хвиль на поверхні океану, яка використовується для здійснення корисної роботи генерації електроенергії, опріснення води та перекачування води в резервуари. Енергія хвиль поновлюване джерело енергії ... Вікіпедія

Енергія вітру - Вітроенергетика галузь енергетики, що спеціалізується на використанні енергії вітру кінетичної енергії повітряних мас в атмосфері. Енергію вітру відносять до поновлюваних видів енергії, так як вона є наслідком діяльності сонця. ... ... Вікіпедія

Ядерна енергія - внутрішня енергія атомного ядра, вьщеляют при ядерних перетвореннях. Обумовлена дією всередині атомних ядер сил тяжіння між складовими ядра нуклонами протонами і нейтронами. Сили тяжіння між нуклонами діють тільки на дуже ... Хімічна енциклопедія

Первинна енергія - Первинна енергія форма енергії в природі, яка не була піддана процесу штучного перетворення. Первинна енергія може бути отримана з невідновлюваних або поновлюваних джерел енергії. Концепція первинної енергії ... ... Вікіпедія

Транспортна серія "Енергія сонця". Цікава новинка від української компанії "Біплант" - конструктор з транспортної серії "Енергія сонця". У комплект входять дві машинки і гоночний трек. Іграшка працює від сонячних ... Детальніше Купити за тисячу шістсот сімдесят одна руб
Біплант Транспортна серія Енергія сонця. Біплант Транспортна серія Енергія сонця перевага даного набору в тому, що машинки і трек працюють від сонячних батарей, що робить комплект практично вічним і дозволяє вести ... Детальніше Купити за 1640 руб
Bondibon Набір для дослідів і експериментів Енергія сонця. Дізнайся більше про енергію сонця, і збери прилад, який буде вловлювати сонячну енергію ... Детальніше Купити за 879 руб

Інші книги по запросу «Енергія сонця» >>