Enerxía Solar - este ... Usando paneis solares

Nos últimos anos, os científicos están particularmente interesados en fontes alternativas de enerxía. Petróleo e gas vai acabar máis tarde ou máis cedo, así que pensar sobre como estamos indo a sobrevivir nesta situación, é necesario agora. En Europa, as turbinas eólicas son amplamente utilizados, que está tratando de extraer enerxía do océano, e falamos sobre a enerxía solar. Ao final, a estrela, que vemos case todos os días no ceo, pode axudarnos a conservar os recursos non renovables e mellorar o medio ambiente. O valor do sol para a terra non pode ser subestimado - que dá calor, luz e permite a función de toda a vida no planeta. Entón por que non atopalo outra aplicación?

Un pouco de historia

No físico mediados do século 19 Aleksandr Edmon Bekkerel descubriu o efecto fotovoltaico. Ata o final do século Charlz Fritts desenvolveu o primeiro dispositivo capaz de procesar a enerxía solar en electricidade. Utilizouse o selenio revestido cunha capa fina de ouro. O efecto foi feble, pero é esta invención é frecuentemente asociada co inicio da era da enerxía solar. Algúns estudiosos non coinciden con esta formulación. Eles chamado o fundador da era da enerxía solar mundialmente renomeado científico Alberta Eynshteyna. En 1921 recibiu o Premio Nobel polo seu explicación sobre as leis do efecto fotoeléctrico externo.

Parece que a enerxía solar - esta é unha forma prometedora de desenvolvemento. Pero hai moitos obstáculos para que encaixa en cada casa - principalmente económicos e ambientais. O que está incluído no custo dos paneis solares, canto dano pode causar ambiente eo que máis hai formas de xerar enerxía, aprendemos máis tarde.

acumulación métodos

A tarefa máis urxente asociada á domesticación da enerxía do sol, non é só para recibilo, pero a acumulación. E iso é o máis difícil. Actualmente, os científicos foron desenvolvidos só 3 xeitos de completa domesticación de enerxía solar.

O primeiro baséase no uso dun espello parabólico e un pouco como un xogo cunha lupa, que é familiar a todos desde a infancia. A luz que pasa a través do obxectivo, o recollemento nun punto. Se pór un anaco de papel, ha acender cando a temperatura cruzou os raios do sol é incrible alto neste lugar. O espello parabólico é un disco cóncavo, semellante a un recipiente plana. Este escudo, ao contrario do ampliador non transmite, pero reflicte a luz solar cobra-lo nun punto, que xeralmente é dirixido a unha tubo de auga negra. Esta cor é usada porque é mellor absorbe a luz. Auga no tubo, baixo a acción da luz solar quenta-se e pode ser utilizada para xerar electricidade ou a calefacción de casas pequenas.

aquecedor plan

Este método utiliza un sistema diferente. receptor solar parece unha estrutura multi-capas. O seu principio de funcionamento é o seguinte.

Pasando a través do cristal, os raios caer sobre o metal escurecida que é coñecido por ser mellor absorbe a luz. A radiación solar se converter enerxía térmica , e quenta a auga, que está baixo a chapa de ferro. Ademais, todos ocorre como o primeiro método. A auga quente pode ser usado tanto para o quecemento ou para a produción de enerxía eléctrica. Con todo, a eficacia deste método non é alta o suficiente para usalo en todos os lugares.

Tipicamente, o así obtido enerxía solar - é quente. Para a electricidade é moito máis propensos a usar o terceiro método.

células solares

A maioría de nós está familiarizado con estas fontes de enerxía. Ela implica o uso de varias baterías ou paneis solares, que poden ser encontradas nos tellados de moitas das casas de hoxe. Tal método é complicado descrito anteriormente, pero é moito máis prometedor. É el que lle dá a capacidade de converter enerxía solar en electricidade a escala industrial.

paneis especiais destínase a captar os raios feitas de cristais ricos en sílice. A luz solar que cae sobre eles, bate un electrón fóra de órbita. No seu lugar, inmediatamente busca outra, así obtido cadea de movemento continuo, o que crea unha corrente. Se usa inmediatamente, se fose necesario para facilitar dispositivos ou almacenados en forma de enerxía eléctrica en baterías especiais.

A popularidade deste método baseado no feito de que permite que obteña máis de 120 watts con só un metro cadrado de panel solar. Neste caso os paneis teñen un espesor relativamente pequena, o que lles permite poñer en case calquera lugar.

Tipos de paneis de silicio

Existen varios tipos de células solares. O primeiro feito empregando de silicio de cristal único. A súa eficiencia é de aproximadamente 15%. Estes paneis solares son os máis caros.

Eficiencia de células constituídos por silicio policristalino, alcanza o 11%. Custa menos como o material para eles é obtida por unha tecnoloxía simplificada. O terceiro tipo é o máis económico e ten unha eficiencia mínima. Este panel de silicio amorfo, que é non-cristalina. Ademais dun rendemento malo, eles teñen un gran problema - fraxilidade.

Algúns fabricantes para aumentar a eficiencia implica ambos os dous lados do panel solar - adiante e verso. Isto permítelle capturar a luz en grandes volumes, e aumenta a cantidade de enerxía producida por 15-20%.

fabricantes nacionais

A enerxía solar do mundo está facendo máis común. Mesmo no noso país que están interesados en aprender sobre a industria. A pesar do feito de que Rusia non foi moi activo é o desenvolvemento de enerxía alternativa, algún progreso foi alcanzado. Actualmente, a creación de paneis para enerxía solar leva algunhas organizacións - a maioría institucións académicas de varios tipos, e plantas para a produción de equipos eléctricos.

1. SPF "Quark".
2. JSC "Fábrica Mecánica Kovrov".
3. All-Russian Research Institute de Eletrificação de Agricultura.
4. Machine Building NPO.
5. AO viên.
6. JSC "Plante Ryazan de dispositivos de metal-cerámica."
7. JSC Pravdinsky fontes vexetais piloto dunha cadea "positivo".

Esta é só unha pequena parte das empresas, tomando parte activa no desenvolvemento de enerxía alternativa en Rusia.

Impacto no medio ambiente

Negativa de fontes de carbón e de enerxía de petróleo non só é ligado ao feito de que estes recursos, máis tarde ou máis cedo fuxindo. O feito de que son moi prexudiciais para o medio ambiente - poluído o solo, aire e auga, contribuír ao desenvolvemento de enfermidades en humanos e reducir a inmunidade. É por iso que as fontes alternativas de enerxía debe ser seguro desde o punto de vista ambiental.

Silicio, que se usa para a produción de células solares por si só é seguro, porque é un material natural. Pero despois da limpeza permanece residuos. Poden causar danos aos seres humanos e ao medio ambiente se se utilizan de forma inadecuada.

Ademais, o lugar é totalmente desordenado con paneis solares, pode interromper a iluminación natural. Isto levará a cambios no ecosistema existente. Pero, en xeral, o impacto sobre o medio ambiente de dispositivos para a conversión da enerxía solar é mínima.

economía

A maior custo de produción de células solares está asociada co elevado custo das materias primas. Como vimos, os paneis especiais son creadas usando silicio. A pesar do feito de que este mineral é amplamente distribuída na natureza, a súa presa amarre un gran problema. O feito de que o silicio, que é máis que un cuarto da masa de cortiza da Terra, non é adecuado para a produción de células solares. Para este fin, material só axeitado pura obtida por métodos industriais. Desafortunadamente, fóra da area para silicio puro é moi problemático.

Ao prezo esta característica é comparable co uranio é usado en centrais nucleares. É por iso que o custo das células solares permanece actualmente nun nivel moi elevado.

tecnoloxía moderna

Os primeiros intentos de domesticar a enerxía solar alí por un longo tempo. Desde entón, moitos investigadores están activamente estean implicados na busca ao equipo máis eficiente. Debe ser non só economicamente competitiva, pero tamén compacta. A súa eficiencia deben esforzarse ao máximo.

Os primeiros pasos para un dispositivo ideal para recibir e converter a enerxía solar foron feitas co invento de baterías de silicio. Por suposto, o prezo é moi elevado, pero os paneis poden estar situados nos tellados e paredes de casas, onde eles non han interferir con ninguén. A eficiencia de tales baterías é innegable.

Pero a mellor forma de aumentar a popularidade da enerxía solar - facelo máis barato. científicos alemáns xa suxerido para substituír o silicio, fibras sintéticas, que poden ser integrados nun tecido ou outros materiais. Eficiencia dunha célula tal solar non é moi alta. Pero a camiseta intercaladas con fibras sintéticas pode, polo menos, para fornecer electricidade a un smartphone ou xogador. Traballar activamente no campo da nanotecnoloxía. Probablemente, van facer que o sol para facer o máis popular fonte de enerxía neste século. Especialistas da empresa scates AS de Noruega xa declarou que a nanotecnoloxía pode reducir o custo dos paneis solares é de 2 veces.

Enerxía solar para vivendas

En vivenda, que se pode garantir que o soño de moitos, seguramente: non hai dependencia do calefacción central, pagar contas de dificultade e danos ao medio ambiente. Xa, moitos países están activamente construír casas, consumindo só a enerxía derivada de fontes alternativas. Un exemplo notable - a chamada casa solar.

Durante a construción vai esixir maiores investimentos que a tradicional. Pero, despois de varios anos de funcionamento, todos os gastos serán pagados de volta - ten que pagar para o calefacción, auga quente e electricidade. Na casa solar todas estas comunicacións están ligados a paneis fotovoltaicos específicos situados no tellado. E así obtido os recursos enerxéticos non só gasto en necesidades actuais, senón tamén para acumular para uso durante a noite e en tempo nublado.

Actualmente, a construción de tales vivendas é conducida non só nos países preto do ecuador, onde a enerxía do sol para producir o xeito máis doado. Eles erguido en Canadá, Finlandia e Suecia.

Pros e contras

Desenvolvemento de tecnoloxías para aproveitar a enerxía solar en todas as partes, podería ser máis activo. Pero hai algunhas razóns polas que aínda non é unha prioridade. Como xa se dixo anteriormente, na fabricación de paneis producidos por sustancias nocivas para o medio ambiente. Ademais, o equipo acaba contén na súa composición de galio, arsénico, cadmio e chumbo.

El levanta unha serie de preguntas ea necesidade de reciclaxe de paneis fotovoltaicos. Tras 50 anos de traballo serán inaptos para o servizo, e eles teñen que matar algunha maneira. Non causa danos tremendos á natureza? Tamén hai que ter en conta que a enerxía solar - é a eficiencia dos recursos inconstante de produción de que depende da hora do día e do tempo. Esta é unha desvantaxe significativa.

Pero os profesionais, por suposto. A enerxía solar pode ser producido en case calquera punto da Terra, e equipos para a súa preparación e transformación pode ser tan pequeno que encaixa na parte de atrás do teléfono. O que é máis importante, é un recurso renovable, é dicir, a cantidade de enerxía solar permanecerá inalterada durante polo menos mil anos.

perspectivas

O desenvolvemento de tecnoloxías de enerxía solar debe producir menores custos para crear elementos. Xa hai paneis de vidro que se pode instalar en Windows. O desenvolvemento da nanotecnoloxía permitiu a inventar unha pintura que é pulverizada sobre os paneis solares e pode substituír capa de silicio. Se o custo da enerxía solar cae ás veces, a súa popularidade tamén crecerá miúdo.

Creación de pequenos paneis para aplicación individual permitirá que as persoas en todas as circunstancias para utilizar a enerxía solar - na casa, no coche ou mesmo no país. Grazas a súa distribución para reducir a carga sobre o poder central, porque as persoas serán capaces de cobrar electrónicos de pequeno porte.

especialistas da Shell cren que en 2040 preto de metade da enerxía do mundo será xerada a partir de recursos renovables. Xa en Alemaña, o consumo de enerxía solar está crecendo rapidamente, ea capacidade da batería é máis de 35 gigawatts. O Xapón tamén está a desenvolver activamente neste sector. Estes dous países - os líderes da enerxía solar no mundo. Probablemente, en breve será acompañado por Estados Unidos.

Outras fontes alternativas de enerxía

Os científicos non deixan de puzzle sobre o feito de que aínda pode ser usado para producir electricidade ou calor. De exemplos de fontes de enerxía alternativas máis prometedoras.

As turbinas eólicas poden agora ser atopados en case todos os países. Mesmo nas rúas de moitas cidades rusas instalar as luces que son autosuficiente en enerxía eléctrica a partir da enerxía eólica. Certamente o custo da súa máis elevada que a media, pero co tempo eles van reembolsar a diferenza.

Hai moito tempo que se inventou a tecnoloxía para producir enerxía a través da diferenza de temperatura da auga entre a superficie do océano e en profundidade. China vai activamente para desenvolver esta área. Nos próximos anos, ao longo da costa de China van construír a maior fábrica de enerxía en execución nesta tecnoloxía. Hai outros usos do mar. Por exemplo, en Australia, proxecta establecer unha fábrica que xera enerxía a partir da forza das correntes de auga.

Existen moitas outras formas de producir electricidade ou calor. Pero no contexto de moitas outras opcións de enerxía solar - é realmente prometedora área da ciencia.