Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Основы экологии и энергосбережения

Солнечная энергия

Проблема утилизации экологически чистой и при этом бесплатной солнечной энергии волнует человечество с незапамятных времен. Однако только недавно начался этап формирования реального развивающегося рынка солнечной энергетики.

Первые попытки использования солнечной энергии на коммерческой основе относятся к 80-м гг. XX в. В США в 1989 г. введена в эксплуатацию солнечно-газовая станция мощностью 80 МВт, а в 1994 г. в Калифорнии - еще одна станция мощностью 480 МВт.

Лучистая энергия Солнца, поступающая на Землю, - это практически неисчерпаемый источник. Огромная энергия на Солнце образуется за счет синтеза легких элементов водорода и гелия. Использование всего лишь 0,0125 % этого количества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики. Однако такие огромные потенциальные ресурсы вряд ли удастся реализовать из-за низкой интенсивности солнечного излучения.

Широкое использование солнечной энергии возможно в таких странах, как Австралия, Израиль, США, Япония. Солнечную энергию можно использовать в двух направлениях:

  • • преобразовывать в тепловую и применять в нагревательных приборах;
  • • использовать системы прямого и непрямого преобразования солнечной энергии в электрическую.

Солнечные нагреватели системы могут выполнять следующие функции:

  • • подогревать воду, воздух для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных помещений;
  • • сушить зерновые (рожь, пшеницу, рис, ячмень) и другие сельскохозяйственные культуры, лесоматериалы;
  • • опреснять воду в солнечных дистилляторах, приготовли- вать пищу и др.

Солнечная энергия используется в основном для производства низкопотенциального тепла для коммунально-бытового горячего водоснабжения и теплоснабжения. Преобразующим видом оборудования здесь являются так называемые плоские солнечные коллекторы. Их общемировое производство составляет не менее 2 млн м2 в год, а выработка низкопотенциального тепла за счет солнечной энергии достигает 5 -106 Гкал.

Солнечные водоподогреватели - преобразование солнечной энергии в тепловую обеспечивается за счет способности атомов вещества поглощать электромагнитные излучения, которые преобразуются в кинетическую энергию атомов и молекул, т. е. в тепловую энергию.

Подогреватели воздуха - подогревание осуществляется с помощью воздушных нагревателей. Как правило, подогретый воздух используется для просушивания зерновых, так как значительная часть урожая в мире теряется в результате поражения плесневым грибком. Строятся специальные здания для использования солнечного тепла.

Пассивные и активные солнечные системы специальных зданий - нагрев черной стенки и здания с накопительной стенкой.

Солнечные электростанции используются в системах непрямого преобразования энергии солнечного излучения в электрическую (например, пар превращается в электрическую энергию). Можно создать гелиотермические электростанции большой мощности.

Фотоэлектрические преобразователи - прямое превращение солнечной энергии в электрическую с помощью фотоэлементов, в которых используется явление фотоэффекта.

Фотоэффектом называются электрические явления, происходящие при освещении вещества светом, а именно: выход электронов из металлов (фотоэлектрическая эмиссия, или внешний фотоэффект); изменение электрической проводимости (фотопроводимость). При освещении границы раздела полупроводников с различными типами проводимости (р-п) между ними устанавливается разность потенциалов (фото- ЭДС). Это явление называется вентильным фотоэффектом, и на его использовании основано создание фотоэлектрических преобразователей энергии (солнечных элементов, солнечных модулей и солнечных батарей). Для получения фотоэффекта наиболее пригодны кремниевые фотоэлементы. Однако их КПД составляет не более 15 %; при этом они весьма дорогие.

Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии в электрическую находит широкое применение, например, для уличного освещения, зарядных устройств, фотоаппаратов, калькуляторов, часов и других потребительских товаров. В Швейцарии и Австрии широко применяются электромобили. Их пробег составляет сотни километров. К автономным потребителям (0,01-10 кВт) можно отнести насосы, холодильники, вентиляторы, мобильные сельскохозяйственные установки, энергообеспечение домов в загородной зоне, системы телекоммуникации и сигнализации. Необходимо отметить солнечные дома (1-20 кВт) на крышах, объединенные с энергосистемой; центральные солнечные станции (50-5000 кВт), снабжающие энергией поселки и небольшие города; солнечные электростанции на искусственном спутнике.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы