Как се развива използването на слънчевата енергия на Земята?

Небесното тяло ни дава огромно количество енергия безплатно. Само за 15 минути звездата дава на нашата планета количеството енергия, което е достатъчно, за да осигури на човечеството електричество за една година. Качеството и ефективността на соларните панели непрекъснато се подобряват и стават по-евтини. Масовото използване на слънчевата енергия обаче е все още далече. Има редица проблеми, от които особено остър е ефективността на оборудването за преобразуване на слънчевата радиация. Това се отнася най-вече за фотоволтаичните клетки, чиято ефективност е от порядъка на 12-17 процента. Но в средата на миналия век беше около 1%. И така, прогресът се случва постепенно, макар и не бързо. Следователно в бъдеще слънчевата енергия трябва да заеме полагащото й се място в световния енергиен сектор. Този материал ще обсъди използването на слънчевата енергия в икономическите дейности на Земята. Нека да поговорим за проблемите и перспективите, както и да дадем примери за оборудване.

Слънцето служи като основен източник на всички енергийни процеси на Земята. Звездата изпраща 20 милиона екзаджаула към нашата планета годишно. Тъй като Земята е кръгла, приблизително 25% се падат на нея. От тази енергия приблизително 70 процента се абсорбира от атмосферата, отразява се и се губи при други загуби. 1,54 милиона екзаджаула падат на повърхността на Земята годишно. Тази цифра е няколко хиляди пъти повече от потреблението на енергия на планетата. Освен това тази стойност е 5 пъти по-голяма от целия енергиен потенциал на въглеводородните горива, натрупани на Земята в продължение на милиони години.

Голяма част от тази енергия на повърхността на планетата се превръща в топлина. Той нагрява земята и водата, а от тях се нагрява въздухът. Топлината от Слънцето определя океанските течения, кръговрата на водата в природата, въздушните течения и т.н. Топлината постепенно се излъчва в космоса и се губи там. В екосистемата на планетата енергията преминава през дълъг и сложен път на трансформация, но само малка част от полученото количество се използва. В резултат на това екосистемата работи, не замърсява околната среда и използва малка част от енергията, достигаща до Земята. От това можем да заключим, че постоянният поток от енергия от Слънцето към Земята е постоянен и пристига в излишни количества.

Растенията на Земята консумират само 0,5 процента от енергията, достигаща до Земята. Следователно, дори ако човечеството живее само от енергията на слънцето, те ще консумират само малка част от нея. Енергията на Слънцето на Земята е напълно достатъчна за енергийните нужди на цивилизацията. При това ще вземем само малка част от енергията и това няма да се отрази по никакъв начин на биосферата. Слънцето изпраща огромни количества енергия към Земята. За няколко дни количеството му надвишава енергийния потенциал на всички доказани запаси от гориво. Дори една трета от това количество, което достига до Земята, е хиляди пъти по-високо от всички традиционни енергийни източници.

Слънчевата енергия е екологична. Разбира се, ядрените реакции, протичащи в Слънцето, генерират радиоактивно замърсяване. Но е на безопасно разстояние от Земята. Но изгарянето на въглеводороди и атомните електроцентрали създават замърсяване на Земята. Освен това енергията на Слънцето е постоянна и присъства в излишни количества.

Можем да кажем, че енергията на слънцето е вечна. Някои експерти казват, че звездата ще изгасне след няколко милиарда години. Но какво означава това за нас? В крайна сметка хората съществуват от около 3 милиона години. Така че използването на слънчевата енергия не е ограничено във времето. Благодарение на енергията, която Слънцето излъчва, на Земята се извършват 2 цикъла на веществата. Един от тях е голям (наричан още геоложки). Проявява се в циркулацията на атмосферата и водните маси. А също и малък биологичен (наричан още биотичен) цикъл, който работи на базата на голям. Състои се в циклично преразпределение на енергия и вещества в границите на екологичните системи. Тези цикли са взаимосвързани и представляват един процес.

Какви са проблемите при използването на слънчева енергия?

Изглежда, че всичко е наред и трябва да преминем към използване на слънчева енергия. Оказва се, че има редица проблеми. Кои? Основният проблем е, че входящата енергия се разсейва силно. На квадратен метър падат приблизително 100-200 вата. Точната сума зависи от местоположението на това място на Земята. Освен това Слънцето грее през деня, а мощността по това време достига 400-900 вата на квадратен метър. Но през нощта не се доставя енергия, а при облачно време се доставя много по-малко енергия. Тоест в някои моменти трябва да съберете целия този енергиен поток и да го натрупате. И когато слънчевата светлина не пада върху земята, използвайте натрупаната енергия.

Те събират слънчева енергия по различни начини. Естествено е да се събира топлина за загряване на охлаждащата течност и след това да се използва в отоплителната система на дома или в захранването с топла вода. И друг обичаен начин за преобразуване на слънчевата енергия е генерирането на електричество. Всички тези инсталации се произвеждат както фабрично, така и самостоятелно. Някои занаятчии правят нагреватели в обикновен прозорец на апартамент или къща. Това води до допълнително отопление на помещението. Колекторите и слънчевите системи също са често срещани за генериране на електричество в частни домове. Използването на термични колектори обаче е ограничено от климатичните условия. И слънчевите панели за преобразуване на слънчевата енергия в електричество все още имат ниска ефективност.

Но като цяло слънчевите системи са много обещаваща област на енергия. Веднага щом цената на енергийните ресурси се покачи още малко, те ще станат много търсени. На Земята има много области, където слънцето грее почти постоянно. Това са степи, пустини. Като инсталирате слънчеви електроцентрали там и генерирате електричество, можете да развиете тази земя и да я направите плодородна. Енергията ще се изразходва за водоснабдяване и нуждите на населението.

Екскурзия в миналото

Някога, в древността, езичниците са възприемали Слънцето като божество. Разбира се, по това време не е имало използване на слънчева енергия като такава. Беше нещо магическо. Но първите опити за използване на слънчевата енергия са направени от доста време. Ако не вземем предвид легендата за флота, изгорена с помощта на концентрирана слънчева енергия в Древна Гърция, то реалното използване на слънчевата енергия започва през 19-20 век. През 1839 г. ученият Бекерел открива фотоволтаичния ефект. Няколко десетилетия по-късно Чарлз Фритс разработи соларен модул, базиран на селен, покрит със злато. Първите слънчеви панели, произведени през 20 век, са имали ефективност не повече от 1%.Но по това време това беше истински пробив. В резултат пред учените се откриха нови хоризонти за изследвания и нови открития.

Алберт Айнщайн също има значителен принос за развитието на слънчевата енергия. Разбира се, сред постиженията му най-често се споменава теорията на относителността. Но той получи своята Нобелова награда за изучаване на феномена на външния фотоелектричен ефект. Технологията за производство на слънчеви панели за производство на електроенергия непрекъснато се усъвършенства. Затова има надежда скоро да станем свидетели на нови вълнуващи открития в тази област.

Области на използване на слънчева енергия

Обхватът на използване на слънчевата енергия е доста широк и непрекъснато се разширява. Тук можем дори да споменем такова просто нещо като летен душ с резервоар в горната част. Нагрява се от слънцето и можете да го перете. Използването на соларни системи за частни домове съвсем наскоро изглеждаше като фантазия, но днес те се превърнаха в реалност. В днешно време се произвеждат много слънчеви колектори за отопление на битови и промишлени помещения. Вече има модели, които могат да работят при минусови температури. Освен това има всякакви мобилни устройства за зареждане на мобилни джаджи, калкулатори и друго оборудване, захранвано от фотоволтаични панели.

Понастоящем слънчевата енергия се използва в такива области на националната икономика като:

Енергоснабдяване на частни къщи, пансиони, санаториуми;
Енергийно захранване на населени места, отдалечени от градската инфраструктура;
Селско стопанство;
космонавтика;
екотуризъм;
Улично осветление, декоративно осветление в летни къщи;
Отдел за жилищно настаняване и комунални услуги;
Устройство за зареждане.

Малко по-рано слънчевата енергия и свързаните с нея технологии се използват само в космонавтиката и военната сфера. С помощта на фотоклетки енергията се доставяше на сателити, различни мобилни станции и други подобни. Но постепенно слънчевата енергия започва да се използва в бита и в производството. Днес често можете да намерите слънчеви системи в южните райони. Най-често те се използват в частния сектор, както и в малки туристически предприятия (санаториуми, ваканционни домове и др.).

Слънцето е огромен естествен източник на енергия. Стотици различни процеси протичат всяка минута в тази газова топка. Без Слънцето животът на Земята е невъзможен, тъй като то е източник на енергия за всички живи организми. Всички земни природни процеси се извършват благодарение на слънчевата енергия. Атмосферната циркулация, водният цикъл, фотосинтезата, регулирането на топлината на планетата - всичко това би било невъзможно без Слънцето. Използването на слънчева енергия на Земята е толкова обичайно, колкото вдишването и издишването за хората. Но може да даде на човечеството още повече. Може успешно да се използва за производство на промишлена енергия, топлинна или електрическа.

Потенциалът на слънчевата енергия

Развитието на използването на слънчевата енергия започва през 20 век. Оттогава са проведени стотици изследвания от учени от цял свят. Те са доказали, че ефективността на използването на слънчевата енергия може да бъде много, много висока. Този източник може да осигури енергийно снабдяване на цялата планета много по-добре от всички съществуващи в момента ресурси взети заедно. Освен това този вид енергия е общодостъпна и безплатна.

Използване на слънчева енергия

Запасите от природни ресурси, способни да осигурят енергийни доставки на Земята, намаляват всеки ден. Ето защо в момента е в ход активно разработване на различни начини за използване на слънчевата енергия. Този ресурс е отлична алтернатива на традиционните източници. Следователно изследванията в тази област са изключително важни за обществото.

Постиженията, които съществуват в момента, позволиха да се създадат системи за използване на слънчева енергия, които се правят в два вида:

Активни (фотоволтаични системи, слънчеви централи и колектори).
Пасив (избор на строителни материали и проектиране на помещения за максимално използване на слънчевата енергия).

Преобразуването и използването на слънчевата енергия по този начин направи възможно използването на неизчерпаем ресурс с висока производителност и възвращаемост на инвестициите.

Принцип на действие на пасивните системи

Има няколко вида пасивно използване на слънчевата енергия. Повечето от тях са невероятно лесни за използване, но доста ефективни. Има и по-сложни опции, които ви помагат да получите повече ползи. Например:

Първото нещо, което идва на ум, е контейнерът, в който се съхранява водата. Ако го боядисате в тъмен нюанс, тогава по този прост начин слънчевата енергия ще се преобразува в топлинна енергия и водата ще се нагрее.
Следващият вариант не е по силите на обикновения човек да го направи сам, тъй като изисква щателен анализ от специалист. Тази технология трябва да се вземе предвид на етапа на проектиране и изграждане на къща. Въз основа на климатичните условия сградата е проектирана по такъв начин, че самата тя да действа като слънчев колектор. След това се подбират необходимите материали за максимално акумулиране на слънчевата енергия.

Благодарение на такива методи става възможно използването на слънчева енергия за отопление и осветление на помещения. Също така, подобни разработки допринасят за спестяване на енергия. Тъй като такъв дизайн може не само да преобразува слънчевата енергия, но и да задържа топлината вътре в сградата, което също може значително да намали разходите.

Начини за активно използване на слънчевата енергия

В основата на този принцип на енергоснабдяване са колекторите. Такова оборудване абсорбира енергия и я преобразува в топлина, която може да се използва за отопление на къща или вода, а също така преобразува слънчевата енергия в електрическа енергия. Колекторите се използват широко както в промишлеността, така и в частните райони и селското стопанство.

В допълнение към колекторите, друго оборудване на активната система може да се нарече панели с фотоклетки. Това устройство ви позволява да използвате слънчева енергия у дома и в индустриален мащаб. Такива панели са много прости, лесни за поддръжка и издръжливи.

Слънчевите електроцентрали също са начин за активно използване на слънчевата енергия. Те са подходящи само за мащабно преобразуване на радиация в топлинна или електрическа енергия. През последните години те значително придобиха популярност в света и разработките в тази област позволяват разширяване на възможностите и броя на такива станции.

Говорейки за факта, че слънчевата енергия помага да се спести от използването на традиционни ресурси, заслужава да се отбележи, че такова предимство ще бъде наистина полезно за хора, които имат свои собствени парцели. Притежаването на собствен дом дава възможност да инсталирате оборудване за преобразуване на енергия, което може да задоволи, макар и не напълно, поне част от вашите енергийни нужди. Това ще помогне за значително намаляване на потреблението на централизирано енергоснабдяване и намаляване на разходите.

Слънчевата енергия е отличен източник за следните процеси:

Пасивно отопление и охлаждане на дома.

Не бива да забравяме, че Слънцето вече затопля всичко, което съществува на Земята, и вашият дом не прави изключение. Поради това е възможно да се засилят благоприятните ефекти, като се направят някои промени на етапа на строителството и се използват специални техники. Така ще получите къща с много по-удобна терморегулация без много инвестиции.

Подгряване на вода със слънчева енергия.

Използването на слънчева енергия за загряване на вода е най-простият и евтин метод, достъпен за хората. Такова оборудване може да бъде закупено на разумни цени. В същото време те ще могат да се изплащат достатъчно бързо, като значително намаляват разходите за централизирано енергоснабдяване.

Улично осветление.

Това е най-лесният и евтин начин за използване на слънчевата енергия. Специални устройства, които абсорбират слънчевата радиация през деня и осветяват зоните през нощта, са много популярни сред собствениците на частни къщи дори и сега.

Слънчевият панел, за съжаление, не е универсален. Цената му е доста висока, но в същото време е удобен и печеливш енергиен ресурс, който може успешно да се използва в руските ширини. Но ако финансовото ви състояние не позволява такава скъпа покупка, можете сами да създадете такива панели.

Как да го направим?

На първо място, ще ви трябват слънчеви фотоклетки. Средно един панел ще изисква около 36 броя. По-добре е да изберете елементи, базирани на монокристали, тъй като те имат по-висока ефективност и по-дълъг експлоатационен живот.
Самият панел е изработен от лист шперплат. От него се изрязва дъно, чийто размер определяте според броя на фотоклетките. След това панелът се поставя в рамка, изработена от пръти.
След това трябва да направите субстрат, върху който ще бъдат приложени фотоклетките. Това може да се направи от фазер.
След това трябва да направите дупки. Уверете се, че са симетрични.
След това се извършва процедурата по боядисване и сушене, която се повтаря два пъти.
След като субстратът изсъхне, елементите се поставят върху него и се извършва запояване. Важен момент - поставете ги с главата надолу.
На последния етап фотоклетките се подреждат в редове и след това всичко се свързва в комплекси. Всичко това в крайна сметка е подсигурено със силикон.

По този прост начин можете да създадете оборудване със собствените си ръце, което ви позволява да използвате слънчева енергия във вашия дом. С малко усилия и търпение ще успеете.

Използване на слънчева енергия в Русия

На какъв етап от развитието е сега алтернативната енергия в Русия? За съжаление в момента това се случва на много ниско ниво. Страната все още не е реализирала целия си потенциал. Това е доста силно повлияно от такъв аспект като наличието на големи запаси от минерали, които се използват за традиционно енергоснабдяване.

Въпреки това успешното използване на слънчевата енергия в Русия е възможно. Благодарение на огромната си територия, която включва различни климатични зони и топография, страната има възможност за активно развитие на производството на алтернативна енергия. С компетентен и цялостен подход е възможно да се осигури значителен процент от общото енергоснабдяване с помощта на слънчева енергия.

Животът на съвременния човек е просто немислим без енергия. Спирането на електрозахранването изглежда като катастрофа, човек вече не може да си представи живота без транспорт, а готвенето например на огън, а не на удобна газова или електрическа печка вече е хоби.

Все още използваме изкопаеми горива (петрол, газ, въглища) за генериране на енергия. Но техните запаси на нашата планета са ограничени и няма да дойде денят днес или утре, когато те ще свършат. Какво да правя? Отговорът вече съществува – да се търсят други източници на енергия, нетрадиционни, алтернативни, чийто запас е просто неизчерпаем.

Такива алтернативни източници на енергия включват слънцето и вятъра.

Използване на слънчева енергия

слънце- най-мощният доставчик на енергия. Ние използваме нещо поради нашите физиологични характеристики. Но милиони, милиарди киловати се губят и изчезват, когато падне мрак. Всяка секунда Слънцето дава на Земята 80 хиляди милиарда киловата. Това е няколко пъти повече, отколкото произвеждат всички електроцентрали в света.

Само си представете какви ползи ще донесе на човечеството използването на слънчевата енергия:

. Безкрайност във времето. Учените прогнозират, че Слънцето няма да изгасне няколко милиарда години. А това означава, че ще има достатъчно за нашия живот и за нашите далечни потомци.

. География. Няма места на нашата планета, където слънцето да не грее. Някъде е по-светло, някъде по-слабо, но слънцето е навсякъде. Това означава, че няма да има нужда Земята да се обгръща в безкрайна мрежа от жици, опитвайки се да достави електричество до отдалечени кътчета на планетата.

. Количество. Има достатъчно слънчева енергия за всички. Дори ако някой започне да съхранява неизмеримо такава енергия за бъдеща употреба, това няма да промени нищо. Достатъчно за зареждане на батериите и слънчеви бани на плажа.

. Икономическа полза. Вече няма да е необходимо да харчите пари за закупуване на дърва за огрев, въглища или бензин. Безплатната слънчева светлина ще отговаря за работата на водоснабдяването и автомобила, климатика и телевизора, хладилника и компютъра.

. Полезен за околната среда. Пълното обезлесяване ще остане в миналото, няма да има нужда от отопление на пещи, изграждане на нови централи „Чернобил“ и „Фукушима“, изгаряне на мазут и петрол. Защо да полагате толкова много усилия да унищожавате природата, когато в небето има прекрасен и неизчерпаем източник на енергия - Слънцето.

За щастие това не са сънища. Учените изчисляват, че до 2020 г. 15% от електроенергията в Европа ще се осигурява от слънчева светлина. И това е само началото.

Къде се използва слънчевата енергия?

. Слънчеви панели. Батериите, инсталирани на покрива на къща, вече не изненадват никого. Поглъщайки слънчевата енергия, те я превръщат в електричество. В Калифорния, например, всеки проект за нов дом изисква използването на слънчев панел. А в Холандия град Herhugoward се нарича „градът на слънцето“, защото всички къщи тук са оборудвани със слънчеви панели.

. транспорт.

Вече по време на автономни полети всички космически кораби се захранват с електричество от слънчева енергия.

Автомобили със слънчева енергия. Първият модел на такъв автомобил е представен през 1955 г. И още през 2006 г. френската компания Venturi стартира серийно производство на "слънчеви" автомобили. Характеристиките му все още са скромни: само 110 километра автономно пътуване и скорост не повече от 120 км/ч. Но почти всички световни лидери в автомобилната индустрия разработват свои собствени версии на екологични автомобили.

. Слънчеви електроцентрали.

. Джаджи. Вече има зарядни за много устройства, които работят на слънце.

Видове слънчева енергия (слънчеви електроцентрали)

В момента са разработени няколко вида слънчеви електроцентрали (SPP):

. Кула. Принципът на работа е прост. Огромно огледало (хелиостат) се върти след слънцето и насочва слънчевите лъчи към радиатор, пълен с вода. Тогава всичко се случва като в конвенционална топлоелектрическа централа: водата кипи и се превръща в пара. Парата върти турбина, която захранва генератор. Последният генерира електричество.

. Дисковидни. Принципът на работа е подобен на куловите. Разликата е в самия дизайн. Първо, не се използва едно огледало, а няколко кръгли, които приличат на огромни чинии. Огледалата са монтирани радиално около приемника.

Всяка плоча SES може да има няколко подобни модула наведнъж.

. Фотоволтаични(използване на фото батерии).

. SES с параболичен цилиндричен концентратор. Огромно огледало във формата на цилиндър, където във фокуса на параболата е монтирана тръба с охлаждаща течност (най-често се използва масло). Маслото се загрява до желаната температура и предава топлина на водата.

. Слънчево-вакуумни. Парцелът е покрит със стъклен покрив. Въздухът и почвата под него се нагряват повече. Специална турбина задвижва топъл въздух към приемна кула, близо до която е монтиран електрически генератор. Електричеството се генерира от температурни разлики.

Използване на вятърна енергия

Друг вид алтернативен и възобновяем източник на енергия е вятърът. Колкото по-силен е вятърът, толкова повече кинетична енергия произвежда. А кинетичната енергия винаги може да се преобразува в механична или електрическа.

Механичната енергия, генерирана от вятъра, се използва от дълго време. Например при смилане на зърно (известни вятърни мелници) или изпомпване на вода.

Използва се и вятърна енергия:

Във вятърни турбини, които генерират електричество. Ножовете зареждат батерията, от която се подава ток към преобразувателите. Тук постоянният ток се преобразува в променлив ток.

транспорт. Вече има кола, която работи на вятърна енергия. Специална вятърна инсталация (хвърчило) позволява движение на водни съдове.

Видове вятърна енергия (вятърни електроцентрали)

. Земя- най-често срещаният тип. Такива вятърни паркове са инсталирани на хълмове или хълмове.

. Офшорен. Те са построени в плитки води, на значително разстояние от брега. Електричеството се доставя на сушата чрез подводни кабели.

. Крайбрежен- инсталиран на известно разстояние от морето или океана. Крайбрежните вятърни паркове използват силата на бриза.

. Плаващ. Първата плаваща вятърна турбина е инсталирана през 2008 г. край бреговете на Италия. Генераторите са инсталирани на специални платформи.

. Извисяващи се вятърни парковепоставени на височина върху специални възглавници от незапалими материали и напълнени с хелий. Електричеството се доставя на земята чрез въжета.

Перспективи и развитие

Най-сериозни дългосрочни планове за използване на слънчевата енергия си поставя Китай, който до 2020 г. планира да стане световен лидер в тази област. Страните от ЕИО разработват концепция, която ще позволи получаването на до 20% от електроенергията от алтернативни източници. Министерството на енергетиката на САЩ дава по-ниска цифра - до 14% до 2035 г. В Русия също има SES. Един от най-мощните е инсталиран в Кисловодск.

Що се отнася до използването на вятърна енергия, ето някои цифри. Европейската асоциация за вятърна енергия публикува данни, според които вятърните централи доставят електроенергия на много страни по света. Така в Дания 20% от консумираната електроенергия се получава чрез такива инсталации, в Португалия и Испания - 11%, в Ирландия - 9%, в Германия - 7%.

В момента вятърни паркове са инсталирани в повече от 50 страни по света, като капацитетът им нараства от година на година.

Основният източник на алтернативна енергия в света е слънцето. Неговото количество надвишава общите запаси, които могат да бъдат получени от всички други източници: нефт, въглища, газ, торф и други енергийни ресурси. Експертите са изчислили, че само 0,0125% от слънчевата енергия, доставена на Земята, е достатъчна, за да задоволи нуждите на целия световен енергиен сектор, а половин процент ще покрие тази нужда с голям запас за бъдещето.

Добър пример в този смисъл е Саудитска Арабия. Най-големият износител на петрол в света обяви, че ще бъде готов да се откаже от петрола до 2040 г. Според министъра на ресурсите на кралството Али ал-Наими в бъдеще страната ще стане глобален играч на пазара на слънчева и вятърна енергия. В резултат на това Саудитска Арабия ще премине от износ на въглеводороди към износ на електроенергия. Според министъра падащите цени на петрола не правят слънчевите централи нерентабилни. Той смята, че използването на слънчева енергия е икономически по-осъществимо от производството на нефт и газ.

Шотландия прави важен залог на слънчевата енергия: учени от Единбургския университет са изчислили, че 1/6 от страната може да бъде снабдена с електричество чрез слънчева енергия. По-рано беше съобщено, че ако приливна електроцентрала бъде инсталирана в Пентланд Фърт, пролива между остров Великобритания и архипелага Оркни, тя може да осигури електричество на половината Шотландия. Така тя ще може почти напълно да задоволи нуждите си от електроенергия, без да се обръща за помощ към съседите си.

Слънчевата енергия се използва в различни индустрии, включително строителство, космос, авиация и др. От дълго време има слънчеви сгради, мостове, влакове и самолети. . През март тази година той тръгна от Абу Даби на околосветско пътешествие, за да демонстрира възможностите на алтернативната енергия. В началото на юли самолет, захранван със слънчева енергия, подобри световния авиационен рекорд за най-дълъг полет без кацане без зареждане с гориво. Швейцарецът Андре Боршберг, който управляваше самолета, прекара 80 часа във въздуха, прелетявайки 5663 км. Така Solar Impulse 2 надмина постижението, поставено през 2006 г. от Стив Фосет - полет с продължителност 76 часа и 45 минути с реактивен самолет Virgin Atlantic Global Flyer. В същото време Solar Impulse 2 счупи рекорди за обхват и продължителност на полета за авиация, захранвана със слънчева енергия.

Самолетът излетя на 9 март от Абу Даби и направи шест кацания в Оман, Индия, Мианмар и Китай. Вярно, имаше проблеми: на 31 май самолетът излетя от Нанкин, Япония и трябваше да стигне до Хаваите за шест дни, но поради лоши метеорологични условия на 1 юни трябваше да кацне аварийно в град Нагоя . Първоначално беше планирано да завърши околосветското пътуване в Абу Даби през август-септември тази година, но срокът трябваше да бъде удължен. Наскоро стана известно, че заради проблеми с батериите околосветското пътуване е спряно и няма да бъде подновено до август. Потенциалът на Solar Impulse 2 обаче е наистина впечатляващ: слънчевата енергия със сигурност може да се използва в самолетите на бъдещето.

Друг ярък пример за успешно използване на слънчевата енергия е мостът Blackfriars Bridge в Лондон. Най-големият соларен покривен мост в света е оборудван с общо 4400 фотоволтаични панела Panasonic HIT, всеки с пикова мощност от 250 вата. Общата площ е 19 685 квадратни фута. Очаква се панелите да генерират до 900 хиляди киловатчаса годишно. Благодарение на това се планира да се осигурят 50% от годишните нужди на станцията от електроенергия, както и да се намалят емисиите на CO2 с 563 тона годишно.

А през 2017 г. в ОАЕ ще отвори врати първият в света хотел от веригата InterContinental Hotels Group, който ще бъде изцяло захранван от слънчеви панели. Хотелът ще стане възможно най-екологичен: в допълнение към използването на слънчева енергия, всички отпадъчни води и отпадъци ще бъдат напълно рециклирани. InterContinental ще бъде свързан към градската електрическа мрежа, като по този начин генерираната излишна енергия ще се продава на трети потребители. Това ще намали цената на електроенергията с около 25-30%.

Пламенен привърженик на алтернативната енергия е Илон Мъск, ръководител на SpaceX и Tesla Motors. В областта на зелените технологии той представи батерийната система Tesla Energy. Създадени са две опции за инсталиране: „домашната“ Powerwall и по-мощната „промишлена“ Powerpack. Първият предлага батерия с капацитет 7 или 10 kW/h, захранва се от слънчеви панели или обикновена електрическа мрежа и в случай на прекъсване на тока превключва къщата на напълно автономно захранване. Powerpack е 100-киловатчасово устройство с размерите на хладилник, което може да използва повече възобновяема енергия, да избягва зареждането в пиковите часове и да поддържа захранването в случай на прекъсване на захранването.

Миналата година Apple започна изграждането на малка водноелектрическа централа в Приневил, Орегон, и слънчева електроцентрала в Йърлингтън, Невада. Те са предназначени да осигуряват енергия на центровете за данни на компанията. В Китай Apple вече завърши изграждането на първата голяма слънчева електроцентрала.

И съвсем наскоро две гигантски плаващи слънчеви електроцентрали се появиха в Япония на езерата Нишихира и Хигашихира с общ капацитет от 3300 мегаватчаса енергия годишно. Заедно те ще могат да осигурят електричество на 920 жилища. Слънчевите панели, разположени върху водата, поради по-ефективното охлаждане, могат да генерират повече електроенергия в сравнение с по-традиционните, които са инсталирани на покриви. П Плаващите електроцентрали съдържат 11 256 255-ватови модула, произведени от Kyocera, инсталирани на много плътни полиетиленови платформи, които могат да издържат дори на условия на тайфун.Още по-голяма плаваща електроцентрала скоро ще бъде построена в Япония в язовира Yamakura Dam, използвайки 50 000 слънчеви панела. Той ще генерира 15 635 мегаватчаса електроенергия годишно.

Както се оказва, слънчевата енергия може да се използва и в космоса. Mitsubishi наскоро предаде 10 киловата микровълнова енергия на 500 метра по въздуха. Космическата енергия, преобразувана в електричество, е използвана за захранване на LED светлини на Земята. Преди това Японската агенция за аерокосмически изследвания съобщи за успешно безжично предаване на 1,8 киловата електричество на разстояние от 55 метра, но Mitsubishi беше първият, който предаде огромно количество електричество, достатъчно за захранване на няколко мощни домакински уреда. До 2030 г. компанията планира да комерсиализира проекта за космическа електроцентрала. Технологията има голям потенциал: с нейна помощ ще бъде възможно да се решат проблемите с доставката на електроенергия до отдалечени райони и острови, откъснати от обикновената електропреносна мрежа.

Електричеството, генерирано от космически електроцентрали, може да се използва и за зареждане на автомобили. Според анализаторите индустрията за електрически автомобили днес се развива изключително бавно поради липсата на инфраструктура за зареждане. Космическата енергия може да реши този проблем. Някои превозни средства по западните пътища вече частично се захранват от слънчева енергия. Това са автомобили и автобуси със слънчева енергия. Техният брой може сериозно да се увеличи благодарение на водородните клетки, които преобразуват слънчевата енергия в гориво. Американски учени откриха алтернативно гориво на бензина, произведено с помощта на безплатна природна енергия и бактерии. Изследователският екип от Харвард използва изкуствени листа, подобни на фотоволтаични клетки, за да раздели водата на водород и кислород, използвайки абсорбираната слънчева светлина. След това отгледаната в лаборатория бактерия Ralstonia eutropha комбинира водород с въглероден диоксид, за да произведе течното гориво изопропанол.

От древни времена човечеството използва слънчевата енергия. Благодарение на него се поддържа животът на нашата планета. Въздействието на слънчевата светлина върху повърхността на нашата въртяща се планета води до неравномерно нагряване на водната повърхност на океаните, моретата, реките, езерата и континенталната земя. Получените разлики в атмосферното налягане, които привеждат въздушните маси в движение, допринасят за създаването на условия за живот на различни видове флора и фауна. Всъщност слънцето с неговата енергия е източникът на живот.

Наскоро бяха разработени технологии за използване на тази безкрайна енергия, която лесно може да замени традиционните енергийни източници (въглища, газ, нефт), които са скъпи за използване при различни климатични условия. Използването на слънчеви инсталации има редица предимства, които са несравними с други източници на енергия. Използвайки някои от предимствата, компанията Sveton http://220-on.ru/ успешно решава проблема с осигуряването на комфортно качество на живот чрез инсталации за автономно захранване и системи за непрекъсваемо захранване за собствениците на селски недвижими имоти.

Основни предимства

Неизчерпаеми запаси от енергия, които се дават практически на безценица. Използваните инсталации са напълно безопасни и автономни. Може да се отбележи, че те са рентабилни, тъй като се закупува само инсталационно оборудване. В допълнение, стабилността на захранването е осигурена без никакви скокове на напрежението. Ще добавим и такива показатели като дълъг експлоатационен живот и лекота на използване.

Ако само преди няколко години слънчевата топлина се използваше главно за естествено нагряване на вода под лъчите на слънцето, сега е възможно да се изброят редица области на човешката дейност, където слънчевата енергия се използва директно.

Приложения на слънчевата енергия

Първо, това е в селскостопанския сектор на националната икономика - за производство на електроенергия, отопление на оранжерии, парници, помещения и сгради.

Второ, за осигуряване на електричество на медицински, здравни и спортни институции.

Трето, в авиацията и космическите кораби.

Четвърто, като източници на светлина през нощта в градовете.

Пето, в електроснабдяването на населените места.

Шесто, при осигуряване на електрозахранване на оборудване за подаване на топла вода на жилищни помещения.

Седмо, за осигуряване на битови нужди.

Има пасивни и активни начини за преобразуване на слънчевата светлина в топлинна енергия.

Пасивни начини за преобразуване на слънчевата енергия в топлинна енергия

Този метод се основава на факта, че местният ландшафт и климат се вземат предвид при изграждането на сгради. По време на тяхното изграждане се изучават особеностите на климата, което позволява да се използват такива ресурси от строителни материали и технологии, за да се получи максимален ефект (особено в горещи страни) от изгражданото съоръжение по отношение на потреблението на енергия и осигуряване на екологичната безопасност на сградата. Ето защо в горещите страни те се стремят ефективно да използват местните условия за такива сгради.

Активни начини за използване на слънчевата енергия

Специални колектори и фотоклетки, помпи, батерии и различни топлопроводи са инструментите, чрез които се преобразува слънчевата енергия. Нека разгледаме слънчевите колектори, които преобразуват слънчевата енергия по няколко начина, които определят подходящия тип колектор.

1. За битови нужди широко се използва плосък колектор, който загрява вода под въздействието на слънчева светлина в подходящи съдове.

2. За високи температури се използват вакуумни слънчеви колектори, които работят чрез нагряване на вода, преминаваща през стъклени тръби, разположени на място, огрявано от слънцето. Такива инсталации се използват в домашни условия.

3. Сушилните инсталации използват въздушни колектори, които загряват въздушните маси под слънчевите лъчи.

4. Колектори от интегриран тип, в които водата, загрята в битови системи, се събира в общ контейнер и впоследствие се използва за различни нужди, например за газови котли.

Фотоклетката (слънчева клетка, батерия) е полупроводник, в който светлината генерира ток без химически реакции, осигурявайки доста дълъг експлоатационен живот. Такива слънчеви клетки (батерии) се използват широко в космическата област, но могат да бъдат широко използвани и в други.

Слънчевите панели са много икономични и стават все по-популярни в домашни условия. Например фермерите и домакинските парцели все повече проявяват интерес към тях. Освен това днес се разработват труднодостъпни места в нови региони и земеделски земи, особено в азиатската част на страната ни. Автомобилният и авиационният транспорт също имат шанс да използват слънчеви панели в бъдеще. Също така е необходимо да се подчертае такова качество като екологичността на тези системи, които не вредят на здравето.