Jak wykorzystywana jest energia słoneczna. Wykorzystanie energii słonecznej Wykorzystanie wody słonecznej i ziemi

Wykorzystanie energii słonecznej na Ziemi to krótki raport, który opowie Państwu o możliwościach jej wykorzystania dla dobra człowieka.

Wykorzystanie energii słonecznej na Ziemi

Słońce jest świecącą, ogromną kulą gazu, w której zachodzą dość złożone procesy i stale uwalniana jest energia. Dzięki niemu na naszej planecie istnieje życie: atmosfera i powierzchnia planety nagrzewają się, wieją wiatry, nagrzewają się oceany i morza, rosną rośliny i tak dalej.

Energia słoneczna przyczynia się do powstawania paliw kopalnych, przetwarzanych na ciepło i chłód, energię elektryczną i siłę napędową. Oprawa odparowuje wodę, zamienia wilgoć w krople wody oraz tworzy mgły i chmury. Jednym słowem energia Słońca tworzy na planecie gigantyczny cykl wilgoci, system ogrzewania powietrza i wody na planecie.

Kiedy światło słoneczne pada na rośliny, uruchamia proces fotosyntezy, wzrostu i rozwoju. Ogrzewając glebę, kształtuje jej klimat, dając witalność mikroorganizmom, sadząc nasiona i wszystkie stworzenia zamieszkujące glebę. Bez energii słonecznej organizmy żywe znajdowałyby się w stanie hibernacji (anabiozy).

Przykłady wykorzystania energii słonecznej w gospodarce narodowej

Energia słoneczna jest naturalnie odnawialnym źródłem energii i, co ważne, przyjaznym dla środowiska. Naukowcy z całego świata pracują nad rozszerzeniem jego zastosowania. Wiele krajów stworzyło rządowe programy rozwoju technologii energii słonecznej.

Największe zużycie energii słonecznej obserwuje się w Turcji i Izraelu. Rekordowa liczba domów wyposażonych w system słonecznego podgrzewania wody znajduje się na Cyprze.

W działalności rolniczej, a mianowicie w kompleksie rolno-przemysłowym, wykorzystuje się również energię słoneczną. Planuje się wprowadzenie go do wszystkich sektorów gospodarki narodowej. Wolne powierzchnie ścian i dachów domów i budynków gospodarczych umożliwiają nieodpłatne zgromadzenie wystarczającej ilości energii elektrycznej. Systemy fotowoltaiczne można wykorzystać do zasilania pasterzy elektrycznych na pastwiskach, pomp, noży elektrycznych, miodarki w pasiekach oraz do zasilania budynków mieszkalnych w energię elektryczną.

Kolektory powietrza zasilane energią słoneczną tworzą środowisko do życia ludzi i zwierząt hodowlanych, a także utrzymują wilgotność i temperaturę na zadanym poziomie.

Szklarnie i szklarnie wyposażone w helipanele akumulują i zatrzymują ciepło, zapewniając mikroklimat dla roślin.

Urządzenia wykorzystujące energię słoneczną służą do wentylacji i ogrzewania obiektów magazynowania warzyw i zbóż, przy zachowaniu zadanych parametrów przez człowieka.

Mamy nadzieję, że esej „Wykorzystanie energii słonecznej” pomógł Państwu przygotować się do lekcji. Możesz także zostawić wiadomość na temat energii słonecznej, korzystając z poniższego formularza komentarza.

Słońce jest jednym z najbezpieczniejszych i najbardziej niewyczerpanych źródeł energii. Jego właściwe wykorzystanie jest kwestią bezpieczeństwa środowiskowego i efektywności ekonomicznej każdej branży lub kraju. Źródło energii, jakim jest słońce, ma szereg znaczących zalet w porównaniu z innymi popularnymi źródłami energii. Nie zgaśnie i może dać człowiekowi ogromną liczbę kilowatogodzin, jest przyjazne dla środowiska i ekonomiczne, Słońce jest dostępne w każdym zakątku Ziemi i jest w stanie chronić zasoby naturalne, które uszczuplają się przy każdym ściętym drzewie i wydobył kilogram węgla.

Energia słoneczna jest odnawialna, to znaczy może istnieć bez ingerencji człowieka w przyrodę, w przeciwieństwie do energii jądrowej słońce nie może szkodzić środowisku i utrzymuje lasy i rzeki w czystości w ich pierwotnej formie.

Przykłady użycia

Wybierz zwykły, zasilany energią słoneczną - to najbardziej podstawowy przykład wykorzystania energii słonecznej i zamiany jej na energię elektryczną; ciemne powierzchnie mogą skutecznie pochłaniać promienie i wykorzystywać energię słońca, zamieniając ją w ciepło. Specjalne technologie, stanowiące zaawansowane osiągnięcia nauki i techniki, od dawna wykorzystywane są do gromadzenia i magazynowania energii słonecznej, która z powodzeniem zastępuje benzynę w samochodach oraz do ogrzewania i oświetlania domów.

Wykorzystanie cech geograficznych lokalizacji niektórych budynków w połączeniu z nowoczesnymi materiałami pozwala ludzkości całkowicie przejść na energię światła słonecznego, podczas gdy wszystkie nowoczesne środki komunikacji: telewizja, Internet i inne udogodnienia będą nadal funkcjonować normalnie. Takie budynki są przyjazne dla środowiska i wysoce ekonomiczne.

Specjalne elementy przetwarzające energię słoneczną są z powodzeniem stosowane w technologiach kosmicznych, nowoczesne satelity i stacje kosmiczne są wyposażone w specjalne baterie zasilane promieniami zwykłego światła. Energia słoneczna jest bardzo wygodna w użyciu i dostępna nawet w dzikich i najbardziej odległych zakątkach globu, gdzie ułożenie linii komunikacyjnych i energetycznych jest bardzo trudne lub niemożliwe.

Korzystanie z energii elektrycznej w czystej postaci nie zawsze jest wygodne, dlatego wiele systemów wykorzystuje mieszane źródła energii elektrycznej, łączące Słońce i tradycyjne rodzaje energii.

Słońce jest naturalnym, ogromnym źródłem energii. W tej kuli gazowej co minutę zachodzą setki różnych procesów. Bez Słońca życie na Ziemi jest niemożliwe, ponieważ jest ono źródłem energii dla wszystkich żywych organizmów. Wszystkie ziemskie procesy naturalne zachodzą dzięki energii słonecznej. Cyrkulacja atmosferyczna, obieg wody, fotosynteza, regulacja ciepła na planecie – to wszystko nie byłoby możliwe bez Słońca. Wykorzystanie energii słonecznej na Ziemi jest dla człowieka tak powszechne, jak wdychanie i wydychanie. Ale może dać ludzkości jeszcze więcej. Z powodzeniem można go wykorzystać do produkcji energii przemysłowej, cieplnej czy elektrycznej.

Potencjał energii słonecznej

Rozwój wykorzystania energii słonecznej rozpoczął się w XX wieku. Od tego czasu naukowcy z całego świata przeprowadzili setki badań. Udowodnili, że efektywność wykorzystania energii słonecznej może być bardzo, bardzo wysoka. Źródło to może zapewnić zaopatrzenie w energię całej planety znacznie lepiej niż wszystkie obecnie istniejące zasoby razem wzięte. Co więcej, ten rodzaj energii jest ogólnodostępny i bezpłatny.

Wykorzystanie energii słonecznej

Zasoby surowców naturalnych zdolnych zapewnić dostawy energii na Ziemi maleją z każdym dniem. Dlatego obecnie trwa aktywny rozwój różnych sposobów wykorzystania energii słonecznej. Zasób ten stanowi doskonałą alternatywę dla tradycyjnych źródeł. Dlatego badania w tym obszarze są niezwykle ważne dla społeczeństwa.

Istniejące obecnie osiągnięcia umożliwiły stworzenie systemów wykorzystujących energię słoneczną, które dzielą się na dwa typy:

Aktywne (systemy fotowoltaiczne, elektrownie słoneczne i kolektory).
Pasywny (dobór materiałów budowlanych i projektowanie pomieszczeń pod kątem maksymalnego wykorzystania energii słonecznej).

Konwersja i wykorzystanie energii słonecznej w ten sposób umożliwiło wykorzystanie niewyczerpanego zasobu z wysoką produktywnością i zwrotem z inwestycji.

Zasada działania systemów pasywnych

Istnieje kilka rodzajów pasywnego wykorzystania energii słonecznej. Większość z nich jest niezwykle łatwa w użyciu, a jednocześnie dość skuteczna. Istnieją również bardziej zaawansowane opcje, które pomogą Ci uzyskać więcej korzyści. Na przykład:

Pierwsze co przychodzi na myśl to pojemnik, w którym przechowywana jest woda. Jeśli pomalujesz go na ciemny odcień, to w ten prosty sposób energia słoneczna zostanie zamieniona na energię cieplną, a woda się nagrzeje.
Następna opcja nie jest w stanie zrobić tego samodzielnie zwykła osoba, ponieważ wymaga skrupulatnej analizy przez specjalistę. Tę technologię należy wziąć pod uwagę już na etapie projektowania i budowy domu. Budynek został zaprojektowany w oparciu o warunki klimatyczne w taki sposób, aby sam pełnił funkcję kolektora słonecznego. Następnie wybierane są niezbędne materiały, aby ułatwić maksymalne gromadzenie energii słonecznej.

Dzięki takim metodom możliwe staje się wykorzystanie energii słonecznej do ogrzewania i oświetlenia pomieszczeń. Takie rozwiązania przyczyniają się również do oszczędzania energii. Ponieważ taka konstrukcja może nie tylko przekształcać energię słoneczną, ale także zatrzymywać ciepło wewnątrz budynku, co może również znacznie obniżyć koszty.

Sposoby aktywnego wykorzystania energii słonecznej

Podstawą tej zasady zaopatrzenia w energię są kolektory. Urządzenia tego typu pochłaniają energię i zamieniają ją na ciepło, które można wykorzystać do ogrzania domu lub podgrzania wody, a także przetwarzają energię słoneczną na energię elektryczną. Kolektory znajdują szerokie zastosowanie zarówno w przemyśle, jak i na terenach prywatnych oraz w rolnictwie.

Oprócz kolektorów kolejnym wyposażeniem systemu aktywnego można nazwać panele z fotokomórkami. Urządzenie to pozwala na wykorzystanie energii słonecznej w domu i na skalę przemysłową. Takie panele są bardzo proste, łatwe w utrzymaniu i trwałe.

Elektrownie słoneczne to także sposób na aktywne wykorzystanie energii słonecznej. Nadają się tylko do konwersji promieniowania na dużą skalę na energię cieplną lub elektryczną. W ostatnich latach zyskały one znacząco popularność na świecie, a rozwój w tym zakresie pozwala na zwiększanie możliwości i liczby tego typu stacji.

Mówiąc o tym, że energia słoneczna pomaga zaoszczędzić na zużyciu tradycyjnych zasobów, warto zauważyć, że taka zaleta naprawdę przyda się osobom posiadającym własną, prywatną działkę. Posiadanie własnego domu umożliwia zainstalowanie urządzeń przetwarzających energię, które mogą zaspokoić, choć nie w pełni, przynajmniej część Twoich potrzeb energetycznych. Pomoże to znacznie zmniejszyć zużycie scentralizowanych dostaw energii i obniżyć koszty.

Energia słoneczna jest doskonałym źródłem dla następujących procesów:

Pasywne ogrzewanie i chłodzenie domu.

Nie powinniśmy zapominać, że Słońce już ogrzewa wszystko, co istnieje na Ziemi, a Twój dom nie jest wyjątkiem. Można zatem wzmocnić korzystne efekty, wprowadzając pewne poprawki na etapie budowy i stosując specjalne techniki. Dzięki temu bez większych inwestycji otrzymasz dom o znacznie wygodniejszej regulacji termicznej.

Ogrzewanie wody za pomocą energii słonecznej.

Wykorzystanie energii słonecznej do podgrzewania wody jest najprostszą i najtańszą metodą dostępną dla człowieka. Taki sprzęt można kupić w rozsądnych cenach. Jednocześnie będą w stanie wystarczająco szybko się spłacić, znacznie obniżając koszty scentralizowanego zaopatrzenia w energię.

Światła uliczne.

To najprostszy i najtańszy sposób wykorzystania energii słonecznej. Specjalne urządzenia, które w dzień pochłaniają promieniowanie słoneczne, a nocą oświetlają teren, już dziś cieszą się dużą popularnością wśród właścicieli prywatnych domów.

Panele słoneczne niestety nie są powszechnie dostępne. Jego koszt jest dość wysoki, ale jednocześnie jest wygodnym i opłacalnym źródłem energii, które można z powodzeniem wykorzystać na rosyjskich szerokościach geograficznych. Jeśli jednak Twoja sytuacja finansowa nie pozwala na tak drogi zakup, możesz samodzielnie stworzyć takie panele.

Jak to zrobić?

Przede wszystkim potrzebne będą fotokomórki słoneczne. Średnio na jeden panel potrzeba około 36 sztuk. Lepiej wybierać elementy na bazie monokryształów, ponieważ mają one wyższą wydajność i dłuższą żywotność.
Sam panel wykonany jest z arkusza sklejki. Wycina się z niego dno, którego wielkość ustalasz na podstawie ilości fotokomórek. Następnie panel umieszcza się w ramie wykonanej z prętów.
Następnie należy wykonać podłoże, na którym zostaną naniesione fotokomórki. Można to zrobić z płyty pilśniowej.
Następnie musisz zrobić dziury. Pamiętaj, aby upewnić się, że są symetryczne.
Następnie przeprowadza się procedurę barwienia i suszenia, którą powtarza się dwukrotnie.
Po wyschnięciu podłoża układa się na nim elementy i przeprowadza się lutowanie. Ważny punkt - połóż je do góry nogami.
W końcowym etapie fotokomórki układa się w rzędach, a następnie wszystko łączy się w kompleksy. Wszystko to docelowo zabezpieczone jest silikonem.

W ten prosty sposób możesz własnoręcznie stworzyć sprzęt, który pozwoli Ci wykorzystać energię słoneczną w Twoim domu. Przy odrobinie wysiłku i cierpliwości odniesiesz sukces.

Wykorzystanie energii słonecznej w Rosji

Na jakim etapie rozwoju znajduje się obecnie energia alternatywna w Rosji? Niestety, w chwili obecnej dzieje się to na bardzo niskim poziomie. Kraj nie wykorzystuje jeszcze całego swojego potencjału. Dość duży wpływ na to ma taki aspekt, jak obecność dużych zasobów surowców mineralnych wykorzystywanych do tradycyjnego zaopatrzenia w energię.

Jednak skuteczne wykorzystanie energii słonecznej w Rosji jest możliwe. Dzięki ogromnemu obszarowi, obejmującemu różne strefy klimatyczne i topografię, kraj ma możliwość aktywnego rozwoju produkcji energii alternatywnej. Dzięki kompetentnemu i kompleksowemu podejściu możliwe jest zapewnienie znacznego procentu całkowitego zaopatrzenia w energię wykorzystującą energię słoneczną.

W ostatnich latach naukowcy szczególnie interesują się alternatywnymi źródłami energii. Ropa i gaz prędzej czy później się skończą, dlatego już teraz musimy pomyśleć o tym, jak przetrwać w tej sytuacji. W Europie aktywnie wykorzystuje się turbiny wiatrowe, ktoś próbuje wydobyć energię z oceanu, a my porozmawiamy o energii słonecznej. W końcu gwiazda, którą widzimy na niebie niemal codziennie, może nam pomóc uratować i poprawić sytuację środowiskową. Znaczenie słońca dla Ziemi jest trudne do przecenienia – zapewnia ciepło, światło i umożliwia funkcjonowanie wszelkiego życia na planecie. Dlaczego więc nie znaleźć dla niego innego zastosowania?

Trochę historii

W połowie XIX wieku fizyk Alexandre Edmond Becquerel odkrył efekt fotowoltaiczny. Pod koniec stulecia Charles Fritts stworzył pierwsze urządzenie zdolne do przekształcania energii słonecznej w energię elektryczną. W tym celu stosowano selen pokryty cienką warstwą złota. Efekt był słaby, ale to właśnie ten wynalazek często kojarzony jest z początkiem ery energii słonecznej. Niektórzy naukowcy nie zgadzają się z tym sformułowaniem. Nazywają światowej sławy naukowca Alberta Einsteina założycielem ery energii słonecznej. W 1921 roku otrzymał Nagrodę Nobla za wyjaśnienie praw zewnętrznego efektu fotoelektrycznego.

Wydawać by się mogło, że energetyka słoneczna jest obiecującą ścieżką rozwoju. Istnieje jednak wiele przeszkód na drodze do jego wejścia do każdego domu – głównie ekonomicznych i środowiskowych. Poniżej dowiemy się, jaki jest koszt paneli fotowoltaicznych, jakie szkody mogą wyrządzić środowisku oraz jakie istnieją inne metody wytwarzania energii.

Metody akumulacji

Najpilniejszym zadaniem związanym z oswajaniem energii słonecznej jest nie tylko jej odbiór, ale także jej akumulacja. I właśnie to jest najtrudniejsze. Obecnie naukowcy opracowali jedynie 3 metody pełnego ujarzmienia energii słonecznej.

Pierwsza polega na wykorzystaniu lustra parabolicznego i przypomina trochę zabawę lupą, którą każdy zna z dzieciństwa. Światło przechodzi przez soczewkę i skupia się w jednym punkcie. Jeśli położysz w tym miejscu kartkę papieru, zapali się ona, ponieważ temperatura skrzyżowanych promieni słońca jest niewiarygodnie wysoka. Zwierciadło paraboliczne to wklęsły dysk przypominający płytką misę. Lustro to w przeciwieństwie do szkła powiększającego nie przepuszcza, lecz odbija światło słoneczne, zbierając je w jednym punkcie, który zwykle jest skierowany na czarną rurę z wodą. Używa się tego koloru, ponieważ najlepiej pochłania światło. Woda w rurze jest podgrzewana przez promienie słoneczne i może być wykorzystywana do wytwarzania energii elektrycznej lub do ogrzewania małych domów.

Płaski grzejnik

Ta metoda wykorzystuje zupełnie inny system. Odbiornik energii słonecznej wygląda jak konstrukcja wielowarstwowa. Zasada jego działania wygląda następująco.

Przechodząc przez szkło, promienie uderzają w przyciemniony metal, o którym wiadomo, że lepiej pochłania światło. Promieniowanie słoneczne zamienia się i podgrzewa wodę, która znajduje się pod żelazną płytą. Następnie wszystko dzieje się jak w pierwszej metodzie. Podgrzana woda może zostać wykorzystana do ogrzewania pomieszczeń lub do wytwarzania energii elektrycznej. To prawda, że skuteczność tej metody nie jest tak wysoka, że można ją stosować wszędzie.

Z reguły uzyskana w ten sposób energia słoneczna jest ciepłem. Do wytwarzania energii elektrycznej znacznie częściej stosuje się trzecią metodę.

Ogniwa słoneczne

Ten sposób pozyskiwania energii jest nam najbardziej znany. Polega ona na wykorzystaniu różnorodnych baterii czy paneli słonecznych, które można spotkać na dachach wielu nowoczesnych domów. Ta metoda jest bardziej skomplikowana niż opisano wcześniej, ale jest znacznie bardziej obiecująca. To właśnie dzięki niemu możliwe jest przekształcenie słońca w energię elektryczną na skalę przemysłową.

Specjalne panele przeznaczone do wychwytywania promieni wykonane są ze wzbogaconych kryształów krzemu. Uderzające w nie światło słoneczne wytrąca elektron z orbity. Inny natychmiast stara się zająć jego miejsce, tworząc w ten sposób ciągły ruchomy łańcuch, który wytwarza prąd. W razie potrzeby jest natychmiast wykorzystywany do zasilania urządzeń lub gromadzony w postaci energii elektrycznej w specjalnych bateriach.

Popularność tej metody uzasadnia fakt, że pozwala ona uzyskać ponad 120 W z zaledwie jednego metra kwadratowego baterii słonecznej. Ponadto panele mają stosunkowo niewielką grubość, co pozwala na umieszczenie ich niemal w dowolnym miejscu.

Rodzaje paneli silikonowych

Istnieje kilka rodzajów paneli słonecznych. Te pierwsze wykonane są z krzemu monokrystalicznego. Ich skuteczność wynosi około 15%. Te są najdroższe.

Sprawność elementów wykonanych z krzemu polikrystalicznego sięga 11%. Kosztują mniej, ponieważ materiał na nie jest uzyskiwany przy użyciu uproszczonej technologii. Trzeci typ jest najbardziej ekonomiczny i ma minimalną wydajność. Są to panele wykonane z krzemu amorficznego, czyli niekrystalicznego. Oprócz niskiej wydajności mają jeszcze jedną istotną wadę - kruchość.

Aby zwiększyć wydajność, niektórzy producenci stosują obie strony panelu słonecznego - tylną i przednią. Pozwala to na wychwytywanie światła w dużych ilościach i zwiększa ilość otrzymywanej energii o 15-20%.

Producenci krajowi

Energia słoneczna na Ziemi staje się coraz bardziej powszechna. Nawet w naszym kraju są zainteresowani studiowaniem tej branży. Pomimo tego, że rozwój energetyki alternatywnej nie jest w Rosji zbyt aktywny, udało się osiągnąć pewien sukces. Obecnie w tworzenie paneli do wytwarzania energii słonecznej zajmuje się kilka organizacji - głównie instytuty naukowe różnych dziedzin i fabryki do produkcji sprzętu elektrycznego.

NPF „Kwark”
Zakład Mechaniczny OJSC Kovrov.
Ogólnorosyjski Instytut Badawczy Elektryfikacji Rolnictwa.
NPO Maszinostroenia.
JSC VIEN.
Fabryka wyrobów metalowo-ceramicznych OJSC Ryazan.
Zakład Doświadczalny Źródeł Energii JSC Pravdinsky „Posit”.

To tylko niewielka część przedsiębiorstw biorących czynny udział w rozwoju alternatyw

Wpływ środowiska

Rezygnacja z węglowych i olejowych źródeł energii wynika nie tylko z tego, że zasoby te prędzej czy później się wyczerpią. Faktem jest, że bardzo szkodzą środowisku - zanieczyszczają glebę, powietrze i wodę, przyczyniają się do rozwoju chorób u ludzi i obniżają odporność. Dlatego alternatywne źródła energii muszą być bezpieczne z ekologicznego punktu widzenia.

Krzem używany do produkcji ogniw słonecznych sam w sobie jest bezpieczny, ponieważ jest materiałem naturalnym. Ale po oczyszczeniu pozostają odpady. Niewłaściwie stosowane mogą szkodzić ludziom i środowisku.

Ponadto na obszarze całkowicie wypełnionym panelami słonecznymi naturalne oświetlenie może zostać zakłócone. Doprowadzi to do zmian w istniejącym ekosystemie. Ogólnie rzecz biorąc, wpływ urządzeń przeznaczonych do konwersji energii słonecznej na środowisko jest minimalny.

Ekonomiczny

Największe koszty wiążą się z wysokimi kosztami surowców. Jak już się dowiedzieliśmy, przy użyciu krzemu tworzone są specjalne panele. Pomimo tego, że minerał ten jest szeroko rozpowszechniony w przyrodzie, jego wydobycie stwarza ogromne wyzwania. Faktem jest, że krzem, który stanowi ponad jedną czwartą masy skorupy ziemskiej, nie nadaje się do produkcji ogniw słonecznych. Do tych celów odpowiedni jest tylko najczystszy materiał uzyskany przemysłowo. Niestety uzyskanie czystego krzemu z piasku jest niezwykle trudne.

Cena tego surowca jest porównywalna z ceną uranu wykorzystywanego w elektrowniach jądrowych. Dlatego też koszt paneli fotowoltaicznych utrzymuje się obecnie na dość wysokim poziomie.

Nowoczesne technologie

Pierwsze próby ujarzmienia energii słonecznej pojawiły się już dawno temu. Od tego czasu wielu naukowców aktywnie poszukuje najskuteczniejszego sprzętu. Powinien być nie tylko ekonomiczny, ale także kompaktowy. Jego wydajność powinna dążyć do maksimum.

Pierwsze kroki w kierunku idealnego urządzenia do odbioru i przetwarzania energii słonecznej poczyniono wraz z wynalezieniem baterii krzemowych. Cena oczywiście jest dość wysoka, ale panele można układać na dachach i ścianach domów, gdzie nikomu nie będą przeszkadzać. A skuteczność takich akumulatorów jest niezaprzeczalna.

Jednak najlepszym sposobem na zwiększenie popularności energii słonecznej jest uczynienie jej tańszą. Niemieccy naukowcy zaproponowali już zastąpienie krzemu włóknami syntetycznymi, które można zintegrować z tkaniną lub innymi materiałami. Sprawność takiej baterii słonecznej nie jest zbyt wysoka. Ale koszulka przeplatana włóknami syntetycznymi może przynajmniej zapewnić prąd smartfonowi lub odtwarzaczowi. Aktywnie prowadzone są także prace w dziedzinie nanotechnologii. Jest prawdopodobne, że dzięki nim słońce stanie się najpopularniejszym źródłem energii w tym stuleciu. Specjaliści z Scates AS z Norwegii stwierdzili już, że nanotechnologia obniży koszt paneli słonecznych 2-krotnie.

Energia słoneczna dla domu

Wiele osób zapewne marzy o mieszkaniu, które samo się utrzyma: nie ma uzależnienia od centralnego ogrzewania, nie ma trudności z płaceniem rachunków i nie szkodzi środowisku. Już teraz w wielu krajach aktywnie buduje się mieszkania zużywające wyłącznie energię pozyskiwaną z alternatywnych źródeł. Uderzającym przykładem jest tak zwany dom słoneczny.

W trakcie budowy będzie wymagał większych inwestycji niż tradycyjna. Ale po kilku latach eksploatacji wszystkie koszty się zwrócą - nie będziesz musiał płacić za ogrzewanie, ciepłą wodę i prąd. W domu fotowoltaicznym cała ta komunikacja jest powiązana ze specjalnymi panelami fotowoltaicznymi umieszczonymi na dachu. Co więcej, pozyskane w ten sposób zasoby energii są nie tylko wydawane na bieżące potrzeby, ale także gromadzone do wykorzystania w nocy i przy pochmurnej pogodzie.

Obecnie budowę takich domów prowadzi się nie tylko w krajach położonych blisko równika, gdzie najłatwiej jest wydobyć energię słoneczną. Budowane są także w Kanadzie, Finlandii i Szwecji.

Zalety i wady

Można aktywniej prowadzić rozwój technologii umożliwiających powszechne wykorzystanie energii słonecznej. Istnieją jednak pewne powody, dla których nadal nie jest to priorytetem. Jak powiedzieliśmy powyżej, przy produkcji paneli powstają substancje szkodliwe dla środowiska. Ponadto gotowy sprzęt zawiera gal, arsen, kadm i ołów.

Konieczność recyklingu paneli fotowoltaicznych również rodzi wiele pytań. Po 50 latach eksploatacji staną się niezdatne do użytku i trzeba będzie je w jakiś sposób zniszczyć. Czy nie spowoduje to kolosalnych szkód w naturze? Warto również wziąć pod uwagę, że energia słoneczna jest zasobem zmiennym, którego wydajność zależy od pory dnia i pogody. I to jest istotna wada.

Ale oczywiście są zalety. Energię słoneczną można wyprodukować niemal w każdym miejscu na Ziemi, a sprzęt do jej pozyskiwania i przetwarzania może być tak mały, że zmieści się z tyłu smartfona. Ważne jest również to, że jest to zasób odnawialny, co oznacza, że ilość energii słonecznej pozostanie taka sama przez co najmniej tysiące lat.

Horyzont

Rozwój technologii energii słonecznej powinien doprowadzić do obniżenia kosztów wytwarzania ogniw. Już teraz pojawiają się panele szklane, które można montować w oknach. Rozwój nanotechnologii umożliwił wynalezienie farby, która będzie natryskiwana na panele słoneczne i może zastąpić warstwę krzemu. Jeśli koszt energii słonecznej faktycznie spadnie kilkukrotnie, jej popularność również wielokrotnie wzrośnie.

Tworzenie małych paneli do indywidualnego użytku umożliwi ludziom wykorzystanie energii słonecznej w każdym środowisku – w domu, w samochodzie, a nawet poza miastem. Dzięki ich dystrybucji zmniejszone zostanie obciążenie scentralizowanych sieci elektroenergetycznych, ponieważ ludzie będą mogli samodzielnie ładować małą elektronikę.

Eksperci Shell uważają, że do 2040 roku około połowa światowej energii będzie wytwarzana ze źródeł odnawialnych. Już w Niemczech zużycie energii słonecznej aktywnie rośnie, a pojemność akumulatorów przekracza 35 Gigawatów. Japonia również aktywnie rozwija tę branżę. Te dwa kraje są liderami w zużyciu energii słonecznej na świecie. Prawdopodobnie wkrótce dołączą do nich Stany Zjednoczone.

Inne alternatywne źródła energii

Naukowcy nadal zastanawiają się, co jeszcze można wykorzystać do wytwarzania energii elektrycznej lub ciepła. Podajmy przykłady najbardziej obiecujących alternatywnych źródeł energii.

Turbiny wiatrowe można obecnie spotkać niemal w każdym kraju. Nawet na ulicach wielu rosyjskich miast instalowane są latarnie, które same wytwarzają prąd za pomocą energii wiatru. Na pewno ich koszt jest wyższy od przeciętnego, ale z czasem nadrobią tę różnicę.

Dość dawno temu wynaleziono technologię, która pozwala na pozyskiwanie energii z różnicy temperatur wody na powierzchni oceanu i na głębokości. Chiny aktywnie planują rozwój tego obszaru. W najbliższych latach planują budowę największej elektrowni wykorzystującej tę technologię u wybrzeży Chin. Są inne sposoby wykorzystania morza. Na przykład w Australii planują stworzyć elektrownię, która będzie wytwarzać energię z mocy prądów.

Istnieje wiele innych lub ciepła. Ale w porównaniu z wieloma innymi opcjami energia słoneczna jest naprawdę obiecującym kierunkiem rozwoju nauki.

Witam, drodzy czytelnicy bloga Legionerov.ru. Dzisiaj porozmawiamy o słońcu i energii słonecznej. Jednym z głównych naturalnych i co najważniejsze niewyczerpanych generatorów energii jest słońce. Emituje ogromną ilość energii, której imponująca część spada na powierzchnię Ziemi, a mianowicie około 700 biliardów kW/h. I całą tę energię słoneczną możemy wykorzystać do własnych celów.

Do czego można wykorzystać energię słoneczną?

Istnieje ogromna różnorodność zastosowań „mocy” słońca w celu uproszczenia i poprawy jakości życia człowieka. Najbardziej powszechnym zastosowaniem energii słonecznej jest podgrzewanie wody. Co więcej, podgrzewanie wody może być całkowicie pochodzenia naturalnego - są to głównie stawy, morza, rzeki (ogólnie zbiorniki). Od zarania ludzkości ludzie wykorzystywali podgrzaną wodę ze zbiorników do picia, mycia i innych potrzeb. Dziś ludzie już korzystają z lokalnego podgrzewania wody specjalnie na swoje potrzeby. Najprostszym przykładem, który chyba każdemu jest znany, jest czarna beczka na dachu. Obecnie istnieją znacznie wydajniejsze metody podgrzewania ciepłej wody niż „czarna beczka”, ale o tym później.

Innym równie ważnym zastosowaniem energii słonecznej jest konwersja energii słonecznej na prąd elektryczny. Najprostszym przykładem jest dobrze znany kalkulator zasilany energią słoneczną. Oprócz kalkulatora energię słoneczną można wykorzystać do oświetlenia, ogrzewania i transportu (pojazdy elektryczne). Podsumowując, słońce może zastąpić nam ropę, gaz, węgiel i inne, nieskończone zasoby naturalne. I jestem pewien, że wkrótce tak się stanie – proces ten już się rozpoczął.

Jak można wykorzystać energię słoneczną?

Najbardziej znanym zastosowaniem energii słonecznej są panele słoneczne. Można je montować zarówno na dachu budynku, jak i na powierzchni gruntu, jednak należy je montować na otwartej przestrzeni i z reguły montować pod pewnym kątem, który zapewni maksymalne gromadzenie energii słonecznej. W tej chwili istnieją już (niestety nie ma ich jeszcze zbyt wiele) elektrownie słoneczne, które dostarczają energię elektryczną całym miastom. Ale w tej chwili wskazane jest tworzenie ich tylko w regionach południowych, gdzie jest najwięcej słonecznych dni w roku.

Ponadto wiele osób już zaczyna wykorzystywać panele słoneczne w swoich prywatnych domach. Ale na razie z reguły służą one jedynie jako dodatkowe lub rezerwowe źródło zasilania. Często instaluje się tylko 1 lub 2 panele słoneczne, które mogą zapewnić jedynie oświetlenie zapasowe w domu. Ale powtarzam – proces już się rozpoczął i to jest najważniejsze. W stosunkowo krótkim czasie słońce zastąpi nowoczesne źródła energii.

Do tej części użytkowania można zaliczyć także pojazdy elektryczne. Ale z wykorzystaniem paneli słonecznych, np. na dachu, w celu dodatkowego ładowania w ciągu dnia, a zwłaszcza w porze słonecznej. Samochody elektryczne można już spotkać na drogach w niewielkiej liczbie, jednak dotychczas z reguły ich główne ładowanie odbywa się wyłącznie z gniazdka elektrycznego. Chociaż te gniazdka mogą być zasilane energią elektryczną z elektrowni słonecznej. Samochody elektryczne to przyszłość. Zobacz także artykuł o nowoczesnych samochodach elektrycznych.

Stosowane są inne baterie słoneczne:

w bateriach przenośnych (do ładowania telefonów i innych gadżetów)
instalowane na słupach lamp oświetlenia ulicznego, na małych latarniach ogrodowych itp.
na światłach regulujących ruch
powszechnie używany z prawie wszystkimi urządzeniami wymagającymi zasilania

Kolejnym ważnym obszarem wykorzystania energii słonecznej jest ogrzewanie i zaopatrzenie w ciepłą wodę. Można w tym celu zastosować kolektory słoneczne, które podobnie jak panele fotowoltaiczne instaluje się na dachu domów. Tylko w kolektorach krąży ciecz, która jest podgrzewana energią słoneczną i przekazywana do zasobnika (zbiornika ogrzewania pośredniego). Drugą opcją ogrzewania słonecznego są geotermalne pompy ciepła. Ale wykorzystują energię słoneczną pośrednio. Oznacza to, że pompa ciepła pobiera ciepło z ziemi i za jego pomocą ogrzewa dom, podgrzewa ciepłą wodę, a nawet może chłodzić dom. Co ma z tym wspólnego energia słoneczna? Tak, pomimo tego, że Ziemia jest głównym akumulatorem ciepła słonecznego.

Cóż, najważniejsze jest to, że energia słoneczna daje życie wszystkim żywym istotom na Ziemi. Dziękuję wszystkim, którzy przeczytali ten artykuł, w którym starałem się przybliżyć spektrum wykorzystania energii słonecznej.

Jak można wykorzystać energię słoneczną

Jednym z głównych naturalnych i co najważniejsze niewyczerpanych generatorów energii jest słońce. Jak wykorzystać energię słoneczną, aby zaoszczędzić pieniądze i

Wykorzystanie energii słonecznej na Ziemi

Energia słoneczna to po prostu strumień fotonów. A jednocześnie jest to jeden z podstawowych czynników zapewniających samo istnienie życia w naszej biosferze. Dlatego jest całkiem naturalne, że światło słoneczne jest aktywnie wykorzystywane przez człowieka nie tylko w aspekcie klimatycznym, ale także jako alternatywne źródło energii.

Gdzie wykorzystywana jest energia słoneczna?

Zakres zastosowań energii słonecznej jest bardzo szeroki i z roku na rok staje się coraz większy. Dlatego jeszcze niedawno wiejski prysznic z grzejnikiem solarnym był postrzegany jako coś niezwykłego, a możliwość wykorzystania światła słonecznego do domowych sieci elektrycznych wydawała się fantastyczna. Dziś nikogo nie zaskoczy nie tylko autonomiczna stacja fotowoltaiczna, ale także mobilne ładowarki zasilane energią słoneczną, a nawet drobne urządzenia (np. zegarki) zasilane efektem fotowoltaicznym.

Ogólnie rzecz biorąc, wykorzystanie energii słonecznej jest bardzo poszukiwane w takich obszarach jak:

Rolnictwo;
Zaopatrzenie w energię sanatoriów i pensjonatów;
przemysł kosmiczny;
Ochrona środowiska i ekoturystyka;
Elektryfikacja odległych i trudno dostępnych regionów;
Oświetlenie uliczne, ogrodowe i dekoracyjne;
Usługi mieszkaniowe i komunalne (Ciepła woda, oświetlenie domu);
Technologia mobilna (gadżety i moduły ładujące zasilane energią słoneczną).

Wcześniej energię słoneczną wykorzystywano głównie w przemyśle kosmicznym (zasilanie satelitów, stacji itp.) oraz w przemyśle, jednak z biegiem czasu energia alternatywna zaczęła być aktywnie rozwijana w życiu codziennym. Jednymi z pierwszych obiektów wyposażonych w instalacje fotowoltaiczne były pensjonaty i sanatoria południowe, zwłaszcza te zlokalizowane na terenach ustronnych.

Instalacje fotowoltaiczne i ich zalety

Pomyślne zastosowanie pierwszych modułów fotowoltaicznych udowodniło, że energia słoneczna ma wiele zalet w stosunku do tradycyjnych źródeł. Wcześniej głównymi zaletami elektrowni słonecznych były wyłącznie przyjazne dla środowiska i niewyczerpane (a także bezpłatne) światło słoneczne.

Ale w rzeczywistości lista zalet jest znacznie szersza:

Autonomia, ponieważ nie jest wymagana żadna zewnętrzna komunikacja energetyczna;
Stabilne zasilanie, dzięki swojej specyfice prąd słoneczny nie podlega skokom napięcia;
Opłacalne, gdyż środki wydawane są tylko raz, podczas montażu instalacji;
Solidna żywotność (ponad 20 lat);
Całoroczne zastosowanie, instalacje fotowoltaiczne działają skutecznie nawet przy mrozie i pochmurnej pogodzie (z niewielkim spadkiem wydajności);
Prostota i łatwość konserwacji, ponieważ wystarczy od czasu do czasu oczyścić przednie strony paneli z brudu.

Jedyną wadą jest uzależnienie od słońca i to, że takie instalacje nie działają w nocy. Ale problem ten rozwiązuje się poprzez podłączenie specjalnych akumulatorów, w których gromadzi się energia słoneczna wytwarzana w ciągu dnia.

Fotoenergia

Fotoenergia to jeden z dwóch sposobów wykorzystania promieniowania słonecznego. Jest to prąd stały powstający pod wpływem światła słonecznego. Transformacja ta zachodzi w tak zwanych fotokomórkach, które w istocie stanowią dwuwarstwową strukturę dwóch półprzewodników różnego typu. Dolny półprzewodnik jest typu p (z brakiem elektronów), górny jest typu n z nadmiarem elektronów.

Elektrony przewodnika n pochłaniają energię padających na nie promieni słonecznych i opuszczają swoje orbity, a impuls energetyczny jest wystarczający, aby przenieść się do strefy przewodnika p. Powoduje to wytworzenie ukierunkowanego przepływu elektronów zwanego fotoprądem. Innymi słowy, cała konstrukcja działa jak rodzaj elektrod, w których pod wpływem słońca wytwarzany jest prąd.

Do produkcji takich fotokomórek wykorzystuje się krzem. Wyjaśnia to fakt, że krzem po pierwsze jest powszechny, a po drugie jego przetwarzanie przemysłowe nie wymaga dużych kosztów.

Fotokomórki krzemowe to:

Monokrystaliczny. Wykonane są z monokryształów i mają jednolitą strukturę z nieco większą wydajnością (około 20%), ale są droższe.
Polikrystaliczny. Mają nierówną strukturę ze względu na zastosowanie polikryształów i nieco niższą wydajność (15-18%), ale są znacznie tańsze od monowariantów.
Cienki film. Wytwarza się je poprzez napylanie amorficznego krzemu na cienkowarstwowe podłoże. Wyróżniają się elastyczną strukturą i najniższym kosztem produkcji, ale mają dwukrotnie większe wymiary w porównaniu do krystalicznych analogów o tej samej mocy.

Zakres zastosowania każdego typu ogniwa jest bardzo szeroki i jest zdeterminowany jego cechami użytkowymi.

Kolektory słoneczne

Kolektory słoneczne stosowane są również jako konwertery energii słonecznej, jednak ich zasada działania jest zupełnie inna. Zamieniają padające światło nie na energię elektryczną, ale na energię cieplną poprzez podgrzewanie cieczy chłodzącej. Służą do zaopatrzenia w ciepłą wodę lub do ogrzewania domów. Głównym elementem każdego kolektora jest absorber, zwany także radiatorem. Absorber ma postać płaskiej płyty lub rurowego układu próżniowego, wewnątrz którego krąży czynnik chłodzący (jest to zwykła woda lub środek zapobiegający zamarzaniu). Ponadto absorber należy pomalować na czarno specjalną farbą w celu zwiększenia współczynników absorpcji.

Ze względu na rodzaj absorberów kolektory dzielimy na płaskie i próżniowe. W przypadku płaskich absorber ciepła wykonany jest w postaci metalowej płyty, do której od dołu przylutowana jest metalowa cewka z chłodziwem. Absorbery próżniowe składają się z kilku szklanych rurek połączonych ze sobą na końcach. Rury są wykonane podwójnie, między ściankami powstaje próżnia, a wewnątrz umieszczony jest pręt z chłodziwem. Wszystkie pręty komunikują się ze sobą za pomocą specjalnych łączników na złączach rur.

Absorbery obu typów umieszczone są w trwałej, lekkiej obudowie (zwykle wykonanej z aluminium lub odpornego na uderzenia tworzywa sztucznego) i są niezawodnie izolowane termicznie od ścian. Przednia strona obudowy pokryta jest przezroczystym, odpornym na wstrząsy szkłem o maksymalnej przepuszczalności fotonów. Zapewnia to lepszą absorpcję energii słonecznej.

Cechy działania

Zasada działania obu typów kolektorów jest podobna. Nagrzewając się w kolektorze do wysokich temperatur, płyn chłodzący przechodzi przez węże łączące do zbiornika wymiennika ciepła, który jest wypełniony wodą. Przechodzi przez zbiornik przez wężową rurkę, oddając ciepło wodzie. Ochłodzony płyn chłodzący opuszcza zbiornik i jest kierowany z powrotem do kolektora. W istocie jest to rodzaj kotła „słonecznego”, tyle że zamiast wężownicy grzewczej stosuje się wężownicę w zbiorniku, a zamiast sieci elektrycznej wykorzystuje się światło słoneczne.

Różnice konstrukcyjne determinują także różnicę w zastosowaniu kolektorów próżniowych i płaskich. Wykorzystanie promieniowania słonecznego za pomocą modeli próżniowych możliwe jest przez cały rok, także zimą i poza sezonem. Opcje płaskie sprawdzają się lepiej latem. Są jednak tańsze i prostsze od próżniowych, dlatego optymalnie nadają się do celów sezonowych.

Energia słoneczna w miastach (eko-domy)

Energia słoneczna jest aktywnie wykorzystywana nie tylko w domach prywatnych, ale także w budynkach miejskich. Nietrudno zgadnąć, w jaki sposób ludzie wykorzystują energię słoneczną w megamiastach. Wykorzystywany jest także do ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę budynków, często całych bloków.

W ostatnich latach aktywnie rozwijana i wdrażana jest koncepcja eko-domów zasilanych w całości alternatywnymi źródłami energii. Wykorzystują systemy kombinowane, aby efektywnie pozyskiwać energię słoneczną, wiatrową i cieplną z ziemi. Często takie domy nie tylko w pełni pokrywają swoje potrzeby energetyczne, ale także przekazują nadwyżkę do sieci miejskich. Co więcej, całkiem niedawno w Rosji pojawiły się projekty takich ekobudynków.

Stacje solarne i ich rodzaje

W regionach południowych o dużym nasłonecznieniu buduje się nie tylko pojedyncze elektrownie słoneczne, ale całe stacje wytwarzające energię na skalę przemysłową. Ilość wytwarzanej przez nie energii słonecznej jest bardzo duża i wiele krajów o odpowiednim klimacie rozpoczęło już stopniowe przechodzenie całego systemu energetycznego na tę alternatywną opcję. W oparciu o zasadę stacje dzielą się na fototermiczne i fotoelektryczne. Te pierwsze pracują metodą kolektorową i dostarczają podgrzaną wodę do domów w celu zaopatrzenia w ciepłą wodę, natomiast te drugie bezpośrednio wytwarzają energię elektryczną.

Istnieje kilka rodzajów stacji fotowoltaicznych:

Wieża. Pozwala uzyskać przegrzaną parę wodną dostarczaną do generatorów. W centrum stacji zlokalizowana jest wieża ze zbiornikiem wodnym, wokół niej rozmieszczone są heliostaty (lustro), które skupiają promienie na zbiorniku. Są to dość skuteczne stacje, ich główną wadą jest trudność w dokładnym ustawieniu lusterek.
W kształcie dysku. Składają się z odbiornika energii słonecznej i reflektora. Odbłyśnik to lustro w kształcie talerza, które koncentruje promieniowanie na odbiorniku. Takie koncentratory energii słonecznej zlokalizowane są w niewielkiej odległości od odbiornika, a ich ilość uzależniona jest od wymaganej mocy instalacji.
Paraboliczny. Rury z czynnikiem chłodzącym (zwykle olejem) są umieszczone w ognisku długiego zwierciadła parabolicznego. Podgrzany olej oddaje ciepło wodzie, która wrze i obraca generatory.
Aerostatyczny. Tak naprawdę są to najbardziej wydajne i mobilne stacje słoneczne na Ziemi. Ich głównym elementem jest balon z warstwą fotowoltaiczną wypełnioną parą wodną. Unosi się wysoko w atmosferę (zwykle ponad chmury). Podgrzana para z kuli jest dostarczana do turbiny elastycznym przewodem parowym, skrapla się na wylocie, a woda jest pompowana z powrotem do kuli. Gdy woda znajdzie się w kuli, odparowuje i cykl jest kontynuowany.
Na bateriach fotograficznych. Są to już znane instalacje zasilane energią słoneczną, które wykorzystywane są w domach prywatnych. Zapewniają podgrzanie prądu i wody w wymaganej ilości.

Obecnie różnego rodzaju elektrownie słoneczne (w tym kombinowane, łączące kilka typów) odgrywają coraz większą rolę w produkcji energii wielu krajów. A niektóre państwa tak restrukturyzują swój sektor energetyczny, że za kilka lat niemal całkowicie przejdą na systemy alternatywne.

W jaki sposób człowiek wykorzystuje energię słoneczną w życiu codziennym i biosferze?

Wykorzystanie energii słonecznej na Ziemi Energia słońca to tylko strumień fotonów. A jednocześnie jest to jeden z podstawowych czynników zapewniających samo istnienie życia w naszym życiu

Metody i cechy wykorzystania energii słonecznej na Ziemi

Słońce jest jednym z odnawialnych, alternatywnych źródeł energii. Obecnie alternatywne źródła ciepła są szeroko stosowane w rolnictwie i na potrzeby domowe ludności.

Wykorzystanie energii słonecznej na Ziemi odgrywa ważną rolę w życiu człowieka. Wykorzystując swoje ciepło, Słońce jako źródło energii ogrzewa całą powierzchnię naszej planety. Dzięki swojej mocy cieplnej wieją wiatry, morza, rzeki, jeziora nagrzewają się i istnieje całe życie na ziemi.

Ludzie zaczęli korzystać z odnawialnych źródeł ciepła wiele lat temu, kiedy nie istniały jeszcze nowoczesne technologie. Słońce jest obecnie najbardziej dostępnym dostawcą energii cieplnej na Ziemi.

Obszary wykorzystania energii słonecznej

Z roku na rok wykorzystanie energii słonecznej zyskuje coraz większą popularność. Jeszcze kilka lat temu wykorzystywano go do podgrzewania wody do domów wiejskich i letnich natrysków, a obecnie odnawialne źródła ciepła wykorzystywane są do wytwarzania energii elektrycznej i dostarczania ciepłej wody do budynków mieszkalnych i obiektów przemysłowych.

Obecnie odnawialne źródła ciepła wykorzystywane są w następujących obszarach:

w rolnictwie do zasilania i ogrzewania szklarni, hangarów i innych budynków;
do zasilania obiektów sportowych i instytucji medycznych;
w dziedzinie przemysłu lotniczego i kosmicznego;
w oświetleniu ulic, parków i innych obiektów miejskich;
do elektryfikacji obszarów zaludnionych;
do ogrzewania, zaopatrzenia w energię elektryczną i ciepłą wodę budynków mieszkalnych;
na potrzeby gospodarstwa domowego.

Funkcje aplikacji

Światło emitowane przez słońce na Ziemi jest przekształcane w energię cieplną za pomocą systemów pasywnych i aktywnych. Do systemów pasywnych zalicza się budynki, do budowy których wykorzystuje się materiały budowlane najskuteczniej pochłaniające energię promieniowania słonecznego. Z kolei do systemów aktywnych zaliczają się kolektory zamieniające promieniowanie słoneczne na energię, a także fotokomórki zamieniające je na energię elektryczną. Przyjrzyjmy się bliżej, jak prawidłowo wykorzystać odnawialne źródła ciepła.

Systemy pasywne

Do takich systemów zaliczają się budynki fotowoltaiczne. Są to budynki zbudowane z uwzględnieniem wszystkich cech lokalnej strefy klimatycznej. Do ich budowy stosuje się materiały, które pozwalają maksymalnie wykorzystać całą energię cieplną do ogrzewania, chłodzenia i oświetlenia pomieszczeń mieszkalnych i przemysłowych. Należą do nich następujące technologie i materiały budowlane: ocieplenie, podłogi drewniane, powierzchnie światłochłonne oraz orientacja budynku w kierunku południowym.

Takie systemy fotowoltaiczne pozwalają na maksymalne wykorzystanie energii słonecznej, a koszty ich budowy szybko zwracają się poprzez redukcję kosztów energii. Są przyjazne dla środowiska, a także pozwalają stworzyć niezależność energetyczną. Z tego powodu zastosowanie takich technologii jest bardzo obiecujące.

Systemy aktywne

Do tej grupy zaliczają się kolektory, baterie, pompy, rurociągi służące do zaopatrzenia w ciepło i ciepłą wodę w domu. Pierwsze instaluje się bezpośrednio na dachach domów, pozostałe zaś w piwnicach, gdzie służą do zaopatrzenia w ciepłą wodę i ogrzewania.

Fotokomórki słoneczne

Aby efektywniej wykorzystać całą energię słoneczną, stosuje się źródła energii słonecznej, takie jak fotokomórki lub, jak się je nazywa, ogniwa słoneczne. Na swojej powierzchni mają półprzewodniki, które wystawione na działanie promieni słonecznych zaczynają się poruszać, wytwarzając w ten sposób prąd elektryczny. Ta zasada wytwarzania prądu nie zawiera żadnych reakcji chemicznych, co pozwala fotokomórkom działać przez długi czas.

Takie konwertery fotowoltaiczne jako źródła energii słonecznej są łatwe w użyciu, ponieważ są lekkie, łatwe w utrzymaniu, a także bardzo efektywnie wykorzystują energię słoneczną.

Obecnie panele słoneczne, jako źródło energii słonecznej na Ziemi, wykorzystywane są do wytwarzania ciepłej wody, ogrzewania i energii elektrycznej w ciepłych krajach, takich jak Turcja, Egipt i kraje azjatyckie. W naszym regionie słońce wykorzystywane jest jako źródło energii do zasilania autonomicznych systemów zasilania, elektroniki małej mocy i napędów samolotów.

Kolektory słoneczne

Wykorzystanie energii słonecznej przez kolektory polega na tym, że przekształcają one promieniowanie w ciepło. Dzielą się one na następujące główne grupy:

Płaskie kolektory słoneczne. Są najczęstsze. Są wygodne w użyciu do ogrzewania domu, a także do podgrzewania wody do zaopatrzenia w ciepłą wodę;
Kolektory próżniowe. Stosowane są na potrzeby domowe, gdy potrzebna jest woda o wysokiej temperaturze. Składają się z kilku szklanych rurek, przez które przepływają promienie słońca, które je ogrzewają, a one z kolei oddają ciepło wodzie;
Lotnicze kolektory słoneczne. Stosowane są w instalacjach ogrzewania powietrza, odzysku masy powietrza i suszenia;
Zintegrowane kolektory. Najprostsze modele. Służą do podgrzewania wody np. do kotłów gazowych. Na co dzień podgrzana woda gromadzona jest w specjalnym zbiorniku – zbiornikach magazynowych, a następnie wykorzystywana na różne potrzeby.

Wykorzystanie energii słonecznej przez kolektory odbywa się poprzez jej akumulację w tzw. modułach. Instalowane są na dachach budynków i składają się ze szklanych rurek i płyt, które są pomalowane na czarno, aby pochłaniać więcej światła słonecznego.

Kolektory słoneczne służą do podgrzewania wody do zaopatrzenia w ciepłą wodę i ogrzewania budynków mieszkalnych.

Zalety instalacji fotowoltaicznych

są całkowicie darmowe i niewyczerpane;
są całkowicie bezpieczne w użyciu;
autonomiczny;
ekonomiczny, ponieważ środki są wydawane wyłącznie na zakup sprzętu do instalacji;
ich zastosowanie gwarantuje brak skoków napięcia, a także stabilność zasilania;
wytrzymały;
łatwy w użyciu i utrzymaniu.

Wykorzystanie energii słonecznej za pomocą takich instalacji z roku na rok zyskuje na popularności. Panele słoneczne pozwalają zaoszczędzić dużo pieniędzy na ogrzewaniu i zaopatrzeniu w ciepłą wodę, są ponadto przyjazne dla środowiska i nie szkodzą zdrowiu ludzkiemu.

Kupiłem na Ebay kilka różnych lamp zasilanych energią słoneczną i z powodzeniem używam ich latem na daczy. Oczywiście nie dają efektu pełnego oświetlenia, bo są słabe, ale ich światło w zupełności wystarczy. Przykładowo zostawiam go włączonego na noc i w nocy zapewnia komfort w domu, a okazuje się, że jest darmowy. Czasem jednak zdarzają się tak ciemne noce, że aż strach spędzić noc.

Korzystanie z energii słonecznej jest oczywiście dobre i pozwala zaoszczędzić pieniądze. Ale źle, że istnieje zależność od pogody i nie każdego stać na niezbędne konstrukcje.

Fajnie będzie to ułożyć samemu! Pytanie tylko - jakie to ma znaczenie w Rosji, skoro mamy problemy ze słońcem... czy też niekoniecznie są dni słoneczne i przez chmury przejdzie wystarczająca ilość promieni, aby zastosować fotokomórki?

Istotne i to jak!

Trwają prace nad nowymi typami akumulatorów, udoskonalonymi i zorientowanymi na teren Rosji. Niemal na całym świecie stosują krzemowe ogniwa słoneczne, ale w Kubaniu opracowują akumulatory na bazie perowskitu, materiału alternatywnego, i to nawet o trójwymiarowej powierzchni (a nie tradycyjnych płaskich). Baterie takie potrafią wyłapywać ukośne promienie słońca – dzięki temu świetnie sprawdzają się zarówno podczas zachodu, jak i wschodu słońca, a także przy pochmurnej pogodzie.

Jedynym minusem jest to, że naukowiec zaangażowany w ten rozwój (Dmitry Lopatin) otrzymał niedawno ostateczny termin. Zatem prace zawieszone.

Czytałem artykuł o wykorzystaniu energii słonecznej przez ludzkość. To najbezpieczniejsza i najtrwalsza forma energii. Z biegiem czasu zapotrzebowanie na energię słoneczną będzie rosło, ponieważ zasoby naturalne: ropa, gaz, węgiel wkrótce się wyczerpią, ale energia słoneczna nigdy się nie wyczerpie.

Wykorzystywanie energii słonecznej do podgrzewania wody jest bardzo racjonalne, dlatego myślę, że branża kolektorów będzie przyszłościowa.

Jednak wytwarzanie energii elektrycznej ma niską wydajność. A produkcja materiałów półprzewodnikowych jest dla nich stosunkowo szkodliwa.

Bardzo interesującym kierunkiem są badania ogniw Grätzla (światło jest pochłaniane przez barwnik, z którego elektrony przenoszone są na półprzewodnik o szerokiej przerwie). Duże wątpliwości budzi jednak możliwość zwiększenia ich efektywności do akceptowalnego poziomu. Brałem udział w ich rozwoju.

Tutaj na Białorusi dopiero zaczynamy wykorzystywać ten rodzaj energii, w szczególności panele słoneczne. To rzadkość w naszym małym miasteczku, ale widziałem też podobną baterię słoneczną na dachu garażu pewnego mężczyzny. Zapytałem go, co i jak. Jego zdaniem jest ona bezpieczna i tańsza od konwencjonalnej energii elektrycznej. Dlatego sam zastanawiam się nad przejściem na energię słoneczną.

W każdym razie w obecnym świecie nie można obejść się bez prądu, ale alternatywnie energia słoneczna jest całkiem do przyjęcia. Jest bezpłatna i co najważniejsze dostępna dla każdego. Niestety, jak dotąd miałem do czynienia jedynie z kalkulatorem zasilanym energią słoneczną, co jest bardzo wygodne. Nie ma potrzeby wymiany baterii.

Od dawna interesuję się wykorzystaniem energii słonecznej w mieszkaniu, jednak z obliczeń wynika, że montaż panelu fotowoltaicznego i akumulatora będzie dość kosztowny i szybko się nie zwróci, biorąc pod uwagę fakt, że w roku jest około połowa słonecznych dni.

Moi rodzice mają takie małe lampki na swojej daczy. Umieszczane są wzdłuż ścieżek, w dzień ładują się ze słońca, a wieczorem i w nocy oświetlają ścieżkę, jeśli ktoś nagle ma ochotę wybrać się na spacer o zmroku. Rzecz ciekawa, ale znowu dotyczy tylko lata, kiedy jesienią jest ciepło i słonecznie, wszystkie lampy są odkładane do garażu aż do nowego sezonu letniego. Czytałem też o samochodach zasilanych energią słoneczną, zastanawiam się, czy ktoś w Rosji takich używa?

Korzystanie z energii słonecznej jest z pewnością dobre. Ale tak jest dzisiaj rozwinięty. Wydaje mi się, że zdecydowanie nie można zajść daleko z tą energią. Najpierw musimy wszystko opracować.

Nikolay, jeśli uważnie przeczytasz ten artykuł, być może zauważyłeś, że samochody elektryczne zasilane energią słoneczną nie tylko zostały wynalezione, ale są już produkowane, a nawet produkowane masowo, a kwestia środków nie jest problemem globalnym i jest dość przezwyciężalny.

Czytam więc i rozumiem, że nasz świat nadal nie stoi w miejscu. Zdecydowanie konieczne jest wykorzystanie energii słonecznej i nasi naukowcy to robią, ale nie wykorzystują wszystkiego w 100 procentach. Ogólnie jest jeszcze trochę do zrobienia.

Jeszcze gdy studiowałem na uniwersytecie na kierunku inżynieria energetyczna, tematyka nietradycyjnych źródeł energii była dla mnie bardzo atrakcyjna. Teraz, gdy pracuję jako inżynier, marzę o zrealizowaniu projektu na ten temat. Do tej pory firma nie otrzymała takich zamówień. To jest zrozumiałe. Żyjemy w Rosji i tutaj, jak sądzę, niewiele uwagi poświęca się tej kwestii. Niestety.

Z mojego doświadczenia wynika, że skuteczne wykorzystanie energii słonecznej na Ziemi wymaga użycia latarni ulicznych do oświetlenia podwórza. Ale znowu - działają tylko latem. A jeśli na zewnątrz jest pochmurno, w ogóle nie będziesz miał światła. Niestety takie urządzenia oświetleniowe pełnią bardziej funkcję dekoracyjną, ponieważ rzadko są wykorzystywane zgodnie z ich przeznaczeniem.

Nowoczesne fotokomórki są dalekie od ideału, a panele słoneczne najlepiej sprawdzają się w kosmosie. Ale na ziemi nadal nie są istotne, ponieważ są drogie w utrzymaniu i w żaden sposób nie uzasadniają ich kosztów

Chociaż zdecydowanie musimy pracować w tym kierunku!

Na mojej daczy chińskie lampy zasilane energią słoneczną działały przez 2 lata. Ładują się w dzień i świecą w nocy. Niezawodność i stabilność działania jest bardzo niska. Czy jest to cecha charakterystyczna wszystkich tego typu lamp, czy po prostu wyznacznik ich chińskiej produkcji?

Nie mieszkam w ciepłym kraju. Mieszkam na Ukrainie i zastanawiam się, czy mogę wykorzystać panele słoneczne do dostarczenia prądu do mojego domu na przedmieściach, czy jest to możliwe tylko w lecie?

Ciekawe, jak długo wystarczy ładowanie kolektora słonecznego mieszkańcom Petersburga? Mamy bardzo mało słonecznych dni. Okazuje się, że kolektor może służyć jedynie jako alternatywa, a nie jako stałe źródło energii.

Wykorzystanie energii słonecznej na Ziemi: cechy i zalety

Jednym z najbardziej dostępnych alternatywnych źródeł energii jest wykorzystanie energii słonecznej na Ziemi.