Solární energie - to ... Používání solární panely

V posledních letech vědci jsou zejména zájem o alternativní zdroje energie. Ropa a zemní plyn skončí dříve nebo později, takže přemýšlet o tom, jak budeme přežít v této situaci, je třeba teď. V Evropě, větrné turbíny jsou široce používány, který se snaží získat energii z oceánu, a mluvíme o solární energii. Koneckonců, hvězda, která vidíme téměř každý den na obloze, nám mohou pomoci šetřit neobnovitelné zdroje a zlepšení životního prostředí. Hodnota Slunce na Zemi nelze přeceňovat - to dává teplo, světlo a umožňuje funkci veškerého života na této planetě. Tak proč ho jiná aplikace nenalezne?

Trocha historie

V fyzik polovině 19. století Aleksandr Edmon Bekkerel objeven fotovoltaický efekt. Do konce století Charlz Fritts vyvinul první přístroj schopný zpracovat sluneční energie na elektrickou energii. Použili jsme selen potažené tenkou vrstvou zlata. Účinek byl slabý, ale to je tento vynález je často spojena se začátkem solární energie éry. Někteří učenci nesouhlasí s touto formulací. Říkali zakladatel éry solární energie světoznámý vědec Alberta Eynshteyna. V roce 1921 získal Nobelovu cenu za jeho vysvětlení zákonů vnějšího fotoelektrického jevu.

Mohlo by se zdát, že solární energie - to je slibný způsob vývoje. Ale existuje mnoho překážek, aby se vejde do každé domácnosti - především ekonomické a environmentální. Co je zahrnuto v ceně solárních panelů, kolik škod, které mohou způsobit prostředí a co ještě existují způsoby, jak generovat energii, se dozvíme později.

akumulace metody

Nejnaléhavější úkol spojený s domestikaci energie ze slunce, je nejen ji přijmout, ale akumulace. A to je to nejtěžší. V současné době, vědci byly vyvinuty pouze tři způsoby, jak plně domestikace sluneční energie.

První z nich je založen na využití parabolického zrcadla a trochu jako hrát s lupy, která je známá všem od dětství. Světlo prochází objektivem, shromažďování na jednom místě. Pokud dáte kus papíru, bude svítit, dokud teplota překročila sluneční paprsky je neuvěřitelně vysoká v tomto místě. Parabolická zrcadla je konkávní disk, připomínající mělkou misku. Toto zrcadlo, na rozdíl od lupa nepřenáší, ale odráží sluneční světlo vyzvednutí na jednom místě, které je obecně zaměřen na černou vodní potrubí. Tato barva je použita, protože to nejlépe absorbuje světlo. Voda v trubce působením slunečního záření ohřívá a může být použit k výrobě elektřiny nebo k vytápění malých rodinných domů.

ploché topné těleso

Tato metoda používá zcela jiný systém. Solární přijímač vypadá jako vícevrstvé struktury. Jeho pracovní princip je následující.

Procházející přes sklo, paprsky spadnout na zatemněné kovu, který je známo, že je lépe pohlcuje světlo. Sluneční záření se přemění na tepelnou energii , a ohřívá vodu, která je pod železné destičky. Dále, všechny vyskytuje jako u prvního způsobu. Ohřátá voda může být použit buď pro vytápění nebo pro výrobu elektrické energie. Nicméně účinnost této metody není dostatečně vysoké, aby jej použít všude.

Obvykle se takto získaná sluneční energie - je teplo. U elektřiny je mnohem pravděpodobnější, že použít třetí metodu.

solární články

Většina z nás jsou obeznámeni s těmito zdroji energie. To zahrnuje použití různých baterií nebo solární panely, které lze nalézt na střechách mnoha dnešních domácnostech. Takový způsob je komplikovaný již bylo popsáno, ale je mnohem slibnější. Je to ten, který vám dává možnost převést sluneční energii na elektrickou energii v průmyslovém měřítku.

Speciální panely určené k zachycení paprsky vyrobené z oxidu křemičitého s vysokým obsahem krystalů. Sluneční světlo dopadající na ně zaklepe elektron z oběžné dráhy. Na jeho místo, okamžitě se snaží další, takto získané kontinuální pohybující se řetězec, který vytváří proud. Používá se okamžitě v případě potřeby poskytnout zařízení nebo uložené ve formě elektřiny ve speciálních bateriích.

Popularita této metody založené na tom, že vám umožní získat více než 120 wattů jen jeden metr čtvereční solárního panelu. V tomto případě jsou panely mají relativně malou tloušťku, která jim umožňuje umístit prakticky kamkoliv.

Druhy křemíkových desek

Existuje několik typů solárních článků. První provádí pomocí jediného krystalu křemíku. Jejich účinnost je přibližně 15%. Tyto solární panely jsou nejdražší.

Účinnost články z polykrystalického křemíku, dosahuje 11%. Stojí méně jako materiál pro ně se získává zjednodušené technologie. Třetí typ je nejúspornější a má minimální účinnost. Tento panel z amorfního křemíku, který je non-krystalický. Kromě špatného výkonu, mají jednu velkou nevýhodu - křehkost.

Někteří výrobci zvýšit účinnost zapojit obě strany solárního panelu - přední i zadní strana. To vám umožní zachytit světlo ve velkých objemech a zvyšuje množství energie vyrobené o 15-20%.

domácí výrobci

Solární energie ve světě je stále běžnější. Dokonce i v naší zemi máme zájem dozvědět se o průmyslu. Navzdory skutečnosti, že Rusko nebylo příliš aktivní je vývoj alternativních zdrojů energie, bylo dosaženo určitého pokroku. V současné době je tvorba panelů pro solární energii trvá několik organizací - většinou akademických institucí různých druhů a továren na výrobu elektrických zařízení.

1. SPF "Quark".
2. JSC "Kovrov Mechanical Plant".
3. All-ruské Výzkumný ústav pro Elektrizace zemědělství.
4. Strojírenství NPO.
5. AO VIEN.
6. JSC „Ryazan rostlin kovových-keramických zařízení.“
7. JSC Pravdinsky zdroje poloprovozní běžného „pozitivní“.

To je jen malá část společnosti, aktivní účasti na rozvoji alternativních zdrojů energie v Rusku.

Dopad na životní prostředí

Odmítnutí uhlí a ropa zdroje energie je nejen souvisí s tím, že tyto prostředky budou dříve či později dojdou. Skutečnost, že jsou pro životní prostředí velmi škodlivé - znečišťující půdu, vzduch a vodu, přispívají k rozvoji onemocnění u lidí a snížení imunity. To je důvod, proč alternativní zdroje energie musí být bezpečné z hlediska životního prostředí.

Křemík, který se používá k výrobě solárních článků sama o sobě je bezpečný, protože se jedná o přírodní materiál. Ale po vyčištění zůstává odpad. Mohou způsobit poškození zdraví člověka a životní prostředí Při nesprávném používání.

Kromě toho, místo zcela zaplněný se solárními panely, může narušit přirozené osvětlení. To povede ke změnám ve stávající ekosystém. Ale obecně platí, že dopad na životní prostředí zařízení pro přeměnu solární energie je minimální.

hospodářství

Největší náklady na výrobu solárních článků jsou spojeny s vysokými náklady na suroviny. Jak jsme viděli, speciální panely jsou vytvořeny pomocí silikonu. Navzdory skutečnosti, že tento minerál je široce distribuován v přírodě, s jeho kořist svázaný velký problém. Skutečnost, že křemík, který je větší než čtvrtina hmotnosti zemské kůry, není vhodný k výrobě solárních článků. Pro tento účel vhodné pouze čistý materiál získaný průmyslovým způsobem. Bohužel, z písku se dostat čistý křemík je velmi problematické.

Za cenu tento zdroj je srovnatelný s uran se používá v jaderných elektrárnách. To je důvod, proč jsou náklady na solární články v současné době zůstává na poměrně vysoké úrovni.

moderní technologie

První pokusy zkrotit solární energie tam po dlouhou dobu. Od té doby, mnoho výzkumníků se aktivně zapojila do pátrání po nejefektivnější zařízení. To musí být nejen ekonomicky konkurenceschopné, ale také kompaktní. Její účinnost musí usilovat o maximum.

První kroky k ideální zařízení pro příjem a přeměnu solární energie byly provedeny vynálezu křemíkových baterií. Samozřejmě, že cena je poměrně vysoká, ale panely mohou být umístěny na střechách a zdech domů, kde nebude rušit s kýmkoli. Účinnost těchto baterií je nepopiratelný.

Ale nejlepší způsob, jak zvýšit popularitu solární energie - aby to levnější. Němečtí vědci už navrhli nahradit křemík, syntetická vlákna, které mohou být integrovány do tkaniny nebo jiných materiálů. Účinnost takového solárního článku není příliš vysoká. Ale tričko prokládány syntetických vláken může přinejmenším poskytnout elektřinu do telefonu nebo přehrávače. Aktivně pracuje v oblasti nanotechnologií. Pravděpodobně budou umožňují slunce, aby se stal nejpopulárnějším zdrojem energie v tomto století. Specialisté společnosti Scates AS z Norska již dříve uvedl, že nanotechnologie bude snižovat náklady solárních panelů je 2 krát.

Solární energie pro domácnosti

Na bydlení, který sám o sobě zajistí, že sen mnoha jistá: není závislost na ústřední topení, problémy s placením účtů a škody na životním prostředí. Již mnoho zemí aktivně postavit bydlení, spotřebovává jen energii pocházející z alternativních zdrojů. Pozoruhodným příkladem - takzvaný solární dům.

Během stavby se bude vyžadovat větší investice než tradiční. Ale po několika letech provozu, veškeré náklady bude vyplacena zpět - muset platit za vytápění, teplé vody a elektřiny. V solárním domě všechny tyto komunikace jsou vázány na konkrétní fotovoltaických panelů umístěných na střeše. A takto získané zdroje energie nejen strávený na aktuální potřeby, ale také se hromadit pro použití v noci a v oblačném počasí.

V současné době je stavba těchto domech je prováděna nejen v zemích, v blízkosti rovníku, kde sluneční energie k výrobě nejjednodušší způsob. Oni také postavena v Kanadě, Finsku a Švédsku.

Klady a zápory

Vývoj technologií pro využití solární energie všude, by mohlo být více aktivní. Ale tam jsou některé důvody, proč je to stále není prioritou. Jak jsme již bylo uvedeno výše, při výrobě desek vyrobených ekologicky škodlivých látek. Kromě toho je hotový zařízení obsahuje ve svém složení galia, arsenu, kadmia a olova.

To vyvolává mnoho otázek a potřebu recyklace fotovoltaických panelů. Po 50 letech práce budou nezpůsobilé k provozu a musí nějak zabít. Znamená to způsobit obrovské škody na přírodě? Je také třeba připomenout, že solární energie - je vrtkavá účinnost zdrojů výroby je závislá na denní době a počasí. To je významnou nevýhodou.

Ale výhody, samozřejmě. Solární energie může být vyroben prakticky v každé místo na zemi, a zařízení pro její přípravu a transformace může být tak malá, že se vejde na zadní části telefonu. Co je ještě důležitější, je to obnovitelný zdroj, to znamená, že množství sluneční energie zůstane beze změny po dobu nejméně tisíc let.

vyhlídky

Vývoj solárních energetických technologií by mělo vést ke snížení nákladů na vytvoření položky. Již existují skleněné panely, které mohou být instalovány na oknech. Vývoj nanotechnologie umožnil vynalézt barvy, která se nastříká na solární panely a může nahradit křemíkovou vrstvu. V případě, že náklady na solární energii nemá klesnout několikrát, bude jeho popularita roste také mnohokrát.

Vytváření malých panelů pro jednotlivé aplikace umožní lidem ve všech případech k využití sluneční energie - doma, v autě, nebo dokonce v celé zemi. Díky jejich distribuci ke snížení zátěže na ústřední moci, protože lidé budou moci účtovat drobné elektroniky.

Shell odborníci se domnívají, že do roku 2040 bude zhruba polovina světové energie je generována z obnovitelných zdrojů. Již v Německu, solární energetická spotřeba rychle roste, a kapacita baterie je více než 35 gigawattů. Japonsko je také aktivně rozvoj tohoto odvětví. Tyto dvě země - vůdcové solární energie na světě. Pravděpodobně brzy, aby se připojil ve Spojených státech.

Další alternativní zdroje energie

Vědci nepřestávají hloubat nad skutečností, že stále můžete použít k výrobě elektrické energie nebo tepla. Uvede příklady z nejslibnějších alternativních zdrojů energie.

Větrné turbíny lze nyní nalézt téměř v každé zemi. Dokonce i na ulicích mnoha ruských městech instalaci osvětlení, které jsou soběstačné elektřiny z větrné energie. Rozhodně o ceně vyšší než průměr, ale v průběhu doby oni vrátí rozdíl.

Už dávno to bylo vynalezeno technologie pro výrobu energie z rozdílu teploty vody mezi povrchem oceánu a v hloubce. Čína se aktivně chystá rozvíjet tuto oblast. V nadcházejících letech, u pobřeží Číny se chystá postavit největší elektrárnu běžící na této technologii. Existují i jiné využití moře. Například v Austrálii, se plánuje vytvořit elektrárnu, která generuje energii z silou vodních proudů.

Existuje mnoho jiných způsobů, jak vyrábět elektřinu nebo teplo. Ale na pozadí mnoho dalších možností solární elektrárny - to je opravdu slibné oblasti vědy.