Tenaga solar - ini ... Dengan menggunakan panel solar

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, saintis berminat dalam sumber tenaga alternatif. Minyak dan gas akan berakhir lambat laun, jadi berfikir tentang bagaimana kita akan hidup dalam keadaan ini, ia adalah perlu sekarang. Di Eropah, turbin angin digunakan secara meluas, yang cuba untuk mengeluarkan tenaga dari lautan, dan kita bercakap mengenai tenaga solar. Lagipun, bintang, yang kita lihat hampir setiap hari di langit, boleh membantu kita memulihara sumber yang tidak boleh diperbaharui dan memperbaiki alam sekitar. Nilai matahari ke bumi tidak boleh dipandang remeh - ia memberikan haba, cahaya, dan membolehkan fungsi semua kehidupan di planet ini. Jadi mengapa tidak mencari dia aplikasi lain?

Sejarah kecil

Pada pertengahan-19 ahli fizik abad Aleksandr Edmon Bekkerel ditemui kesan photovoltaic. Pada akhir abad ke-Charlz Fritts dibangunkan peranti pertama mampu memproses tenaga solar kepada tenaga elektrik. Kami menggunakan selenium yang disalut dengan lapisan nipis emas. Kesannya adalah lemah, tetapi ia adalah ciptaan ini sering dikaitkan dengan permulaan era tenaga solar. Sebahagian ulama tidak bersetuju dengan formulasi ini. Mereka dikenali sebagai pengasas era tenaga solar yang terkenal di dunia saintis Alberta Eynshteyna. Pada tahun 1921 beliau menerima Hadiah Nobel bagi penjelasannya mengenai undang-undang kesan fotoelektrik luar.

Ia akan kelihatan seolah-olah tenaga solar - ini adalah cara yang menjanjikan pembangunan. Tetapi terdapat banyak halangan agar ia sesuai dengan setiap rumah - terutamanya ekonomi dan alam sekitar. Apa yang termasuk dalam kos panel solar, berapa banyak bahaya ia boleh menyebabkan alam sekitar dan apa lagi yang ada cara untuk menjana tenaga, kita belajar kemudian.

kaedah pengumpulan

Tugas yang paling mendesak yang berkaitan dengan penanaman daripada tenaga matahari, bukan sahaja untuk menerimanya, tetapi pengumpulan. Dan ini adalah yang paling sukar. Pada masa ini, ahli-ahli sains telah dibangunkan hanya 3 cara untuk menjinakkan penuh dengan tenaga solar.

Yang pertama adalah berdasarkan kepada penggunaan cermin parabola dan sedikit seperti bermain dengan kaca pembesar, yang biasa kepada semua dari zaman kanak-kanak. Cahaya melalui kanta, berkumpul di satu titik. Jika anda meletakkan sekeping kertas, ia akan menyala apabila suhu melintasi sinar matahari adalah sangat tinggi di tempat ini. Cermin parabola ialah cakera cekung, menyerupai mangkuk cetek. cermin ini, tidak seperti pembesar tidak menghantar tetapi mencerminkan cahaya matahari mengumpulkannya pada satu ketika, yang biasanya ditujukan kepada paip air hitam. warna ini digunakan kerana ia terbaik menyerap cahaya. Air dalam tiub di bawah tindakan cahaya matahari panas dan boleh digunakan untuk menjana tenaga elektrik atau untuk pemanasan rumah-rumah kecil.

Pemanas rata

Kaedah ini menggunakan sistem yang sama sekali berbeza. penerima Solar kelihatan seperti struktur berlapis-lapis. Prinsip kerja adalah seperti berikut.

Melalui kaca, sinar jatuh pada logam gelap yang dikenali untuk menjadi yang lebih baik menyerap cahaya. Sinaran matahari ditukar menjadi tenaga haba dan memanaskan air, yang berada di bawah plat besi. Di samping itu, semua berlaku seperti dalam kaedah pertama. Air yang dipanaskan boleh digunakan sama ada untuk pemanasan atau untuk menghasilkan tenaga elektrik. Walau bagaimanapun, keberkesanan kaedah ini tidak cukup tinggi untuk menggunakan mana-mana.

Biasanya, itu diperolehi tenaga solar - ia adalah hangat. Untuk tenaga elektrik yang lebih cenderung untuk menggunakan kaedah yang ketiga.

sel-sel solar

Sebahagian besar daripada kita sudah biasa dengan sumber seperti tenaga. Ia melibatkan penggunaan pelbagai bateri atau panel solar, yang boleh didapati di atas bumbung kebanyakan rumah hari ini. kaedah ini adalah rumit sebelum ini diterangkan, tetapi lebih menjanjikan. Ia adalah orang yang memberi anda keupayaan untuk menukar tenaga solar kepada tenaga elektrik pada skala industri.

panel khas bertujuan untuk menangkap sinar diperbuat daripada kristal silika yang kaya. Cahaya matahari yang jatuh ke atas mereka, mengetuk elektron daripada orbit. Di tempat itu, dengan serta-merta bertujuan lain, itu diperolehi rantaian bergerak berterusan, yang mewujudkan arus. Ia digunakan dengan segera jika perlu untuk menyediakan peranti atau disimpan di dalam bentuk elektrik dalam bateri khas.

Populariti kaedah ini berdasarkan fakta bahawa ia membolehkan anda untuk mendapatkan lebih daripada 120 watt dengan hanya satu meter persegi panel solar. Dalam kes ini, Panel mempunyai ketebalan yang agak kecil, yang membolehkan mereka untuk meletakkan mana-mana sahaja.

Jenis panel silikon

Terdapat beberapa jenis sel-sel solar. Pertama yang dibuat menggunakan silikon kristal tunggal. kecekapan mereka adalah kira-kira 15%. Ini panel solar adalah yang paling mahal.

Kecekapan sel diperbuat daripada silikon polihabluran, mencapai 11%. Mereka kos kurang sebagai bahan untuk mereka diperolehi dengan teknologi mudah. Jenis ketiga adalah yang paling ekonomi dan mempunyai kecekapan minimum. panel ini silikon amorfus, iaitu bukan kristal. Selain prestasi yang lemah, mereka mempunyai satu kelemahan utama - kerapuhan.

Sesetengah pengeluar untuk meningkatkan kecekapan melibatkan kedua-dua belah panel solar - depan dan belakang. Ini membolehkan anda untuk menangkap cahaya dalam jumlah yang besar, dan meningkatkan jumlah tenaga yang dihasilkan oleh 15-20%.

pengeluar domestik

tenaga solar di dunia menjadi lebih biasa. Walaupun di negara kita, kita berminat untuk belajar tentang industri. Walaupun fakta bahawa Rusia telah tidak begitu aktif ialah pembangunan tenaga alternatif, beberapa kemajuan telah dicapai. Pada masa ini, penciptaan panel tenaga solar mengambil beberapa organisasi - kebanyakannya institusi akademik pelbagai jenis, dan kilang-kilang untuk pengeluaran peralatan elektrik.

1. SPF "Quark".
2. JSC "Loji Mekanikal Kovrov".
3. All-Russian Institut Penyelidikan Elektrik Pertanian.
4. Machine Building NPO.
5. AO Vien.
6. JSC "Ryazan Plant peranti logam-seramik."
7. JSC Pravdinsky sumber tumbuh-tumbuhan juruterbang semasa "positif".

Ini adalah hanya sebahagian kecil daripada syarikat-syarikat, dengan mengambil bahagian yang aktif dalam pembangunan tenaga alternatif di Rusia.

Kesan ke atas alam sekitar

Keengganan arang batu dan tenaga minyak sumber bukan sahaja yang berkaitan dengan hakikat bahawa sumber-sumber ini lambat laun akan habis. Hakikat bahawa mereka adalah sangat berbahaya kepada alam sekitar - pencemaran tanah, udara dan air, menyumbang kepada pembangunan penyakit pada manusia dan mengurangkan imuniti. Itulah sebabnya sumber tenaga alternatif mestilah selamat dari sudut alam sekitar pandangan.

Silikon, yang digunakan untuk pengeluaran sel-sel solar dengan sendirinya adalah selamat, kerana ia adalah bahan semula jadi. Tetapi selepas membersihkannya kekal sisa. Ia boleh menyebabkan kemudaratan kepada manusia dan alam sekitar jika tidak wajar digunakan.

Di samping itu, laman web ini adalah berantakan dengan panel solar, boleh mengganggu pencahayaan semula jadi. Ini akan membawa kepada perubahan dalam ekosistem yang sedia ada. Tetapi secara umum, kesan ke atas alam sekitar peranti untuk penukaran tenaga solar adalah minimum.

ekonomi

Kos terbesar menghasilkan sel-sel solar yang berkaitan dengan kos yang tinggi bahan-bahan mentah. Seperti yang kita lihat, panel khas yang dicipta menggunakan silikon. Walaupun fakta bahawa mineral ini diedarkan secara meluas di alam semula jadi, dengan mangsa diikat satu masalah besar. Hakikat bahawa silikon, yang lebih daripada satu perempat daripada jisim kerak Bumi, tidak sesuai untuk pengeluaran sel-sel solar. Untuk tujuan ini, bahan hanya tulen sesuai diperolehi dengan kaedah perindustrian. Malangnya, daripada pasir untuk mendapatkan silikon tulen adalah sangat bermasalah.

Untuk harga sumber ini adalah setanding dengan uranium digunakan dalam loji kuasa nuklear. Itulah sebabnya kos sel solar kini kekal pada tahap yang agak tinggi.

teknologi moden

Percubaan pertama untuk menjinakkan tenaga solar di sana untuk masa yang lama. Sejak itu, ramai penyelidik terlibat secara aktif dalam mencari peralatan yang paling cekap. Ia mesti bukan sahaja dari segi ekonomi yang kompetitif, tetapi juga padat. kecekapan mesti berusaha untuk maksimum.

Langkah-langkah pertama ke peranti yang ideal untuk menerima dan menukarkan tenaga solar telah dibuat kepada ciptaan bateri silikon. Sudah tentu, harga yang agak tinggi, tetapi panel boleh diletakkan di atas bumbung dan dinding rumah, di mana mereka tidak akan mengganggu sesiapa. Kecekapan bateri itu tidak dapat dinafikan.

Tetapi cara terbaik untuk meningkatkan populariti tenaga solar - membuat ia lebih murah. saintis Jerman telah pun dicadangkan untuk menggantikan silikon, serat sintetik, yang boleh disepadukan ke dalam kain atau bahan-bahan lain. Kecekapan seperti sel solar tidak begitu tinggi. Tetapi baju yang berselang dengan serat sintetik boleh, sekurang-kurangnya, untuk menyediakan elektrik ke telefon pintar atau pemain. Aktif bekerja dalam bidang teknologi nano. Mungkin, mereka akan membolehkan matahari untuk menjadi sumber yang paling popular tenaga dalam abad ini. pakar-pakar syarikat Scates AS dari Norway telah menyatakan bahawa nanoteknologi akan mengurangkan kos panel solar adalah 2 kali.

tenaga solar untuk rumah

Pada perumahan, yang itu sendiri akan memastikan impian ramai pasti: tidak ada pergantungan kepada pemanasan pusat, membayar bil kesukaran dan kerosakan kepada alam sekitar. Sudah, banyak negara secara aktif membina perumahan, memakan hanya tenaga yang diperolehi daripada sumber-sumber alternatif. Satu contoh yang menarik - rumah yang dipanggil solar.

Semasa pembinaan ia memerlukan pelaburan besar daripada tradisional. Tetapi selepas beberapa tahun beroperasi, semua kos akan dibayar balik - perlu membayar untuk pemanasan, air panas dan elektrik. Di dalam rumah solar semua komunikasi ini terikat kepada panel photovoltaic tertentu diletakkan di atas bumbung. Dan dengan itu mendapat sumber tenaga bukan sahaja dibelanjakan untuk keperluan semasa, tetapi juga untuk mengumpul untuk kegunaan pada waktu malam dan dalam keadaan cuaca mendung.

Pada masa ini, pembinaan rumah-rumah itu dijalankan bukan sahaja di negara-negara berhampiran dengan khatulistiwa, di mana tenaga matahari untuk menghasilkan cara yang paling mudah. Mereka juga didirikan di Kanada, Finland dan Sweden.

Kebaikan dan keburukan

Pembangunan teknologi untuk memanfaatkan tenaga solar di mana-mana, boleh menjadi lebih aktif. Tetapi terdapat beberapa sebab mengapa ia masih tidak keutamaan. Seperti yang telah kita katakan di atas, dalam pembuatan panel yang dihasilkan oleh bahan-bahan berbahaya kepada alam sekitar. Di samping itu, peralatan yang siap mengandungi dalam komposisinya galium, arsenik, kadmium dan plumbum.

Ia menimbulkan banyak soalan dan keperluan untuk dikitar semula panel photovoltaic. Selepas 50 tahun bekerja mereka akan menjadi tidak layak untuk perkhidmatan, dan mereka perlu entah bagaimana membunuh. Adakah ia menyebabkan kemudaratan yang besar kepada alam semula jadi? Ia juga harus diingat bahawa tenaga solar - adalah kecekapan sumber berubah-ubah pengeluaran yang bergantung kepada masa hari dan cuaca. Ini adalah kelemahan yang ketara.

Tetapi kebaikan, sudah tentu. Tenaga solar boleh dihasilkan dalam hampir mana-mana tempat di bumi, dan peralatan untuk penyediaan dan transformasinya mungkin tidak begitu kecil bahawa ia akan muat di belakang telefon pintar. Apa yang lebih penting, ia adalah sumber yang boleh diperbaharui, iaitu, jumlah tenaga solar akan kekal tidak berubah untuk sekurang-kurangnya seribu tahun.

prospek

Pembangunan teknologi tenaga solar sepatutnya menyebabkan kos yang lebih rendah untuk membuat barang-barang. Lagipun, kini terdapat panel kaca yang boleh dipasang pada tingkap. Pembangunan nanoteknologi telah dibenarkan untuk mengada-adakan cat yang disembur pada panel solar dan boleh menggantikan lapisan silikon. Jika kos tenaga solar tidak jatuh beberapa kali, popularitinya juga akan berkembang berkali-kali.

Mewujudkan panel kecil untuk permohonan individu akan membolehkan orang dalam semua keadaan untuk menggunakan tenaga solar - di rumah, di dalam kereta atau di negara ini. Terima kasih kepada pengedaran mereka untuk mengurangkan beban pada kuasa pusat, kerana orang akan dapat untuk mengenakan elektronik kecil.

pakar-pakar Shell percaya bahawa dengan 2040 separuh daripada tenaga dunia akan dijana daripada sumber yang boleh diperbaharui. Sudah di Jerman, penggunaan tenaga solar berkembang pesat, dan kapasiti bateri adalah lebih daripada 35 gigawatt. Jepun juga aktif membangunkan industri ini. Kedua-dua negara - pemimpin tenaga solar di dunia. Mungkin, tidak lama lagi akan disertai oleh Amerika Syarikat.

sumber tenaga alternatif lain

Ahli-ahli sains tidak berhenti untuk teka-teki lebih hakikat bahawa anda masih boleh digunakan untuk menghasilkan elektrik atau haba. Memberi contoh sumber tenaga alternatif yang paling menjanjikan.

turbin angin kini boleh didapati di hampir setiap negara. Walaupun pada jalan-jalan di banyak bandar-bandar Rusia memasang lampu yang mampu diri dalam tenaga elektrik daripada tenaga angin. Sudah tentu kos mereka lebih tinggi daripada purata, tetapi dari masa ke masa mereka akan membayar balik perbezaan.

Satu masa dahulu ia telah dicipta teknologi untuk menghasilkan tenaga menggunakan perbezaan suhu air antara permukaan lautan dan pada kedalaman. China secara aktif akan membangunkan kawasan ini. Pada tahun-tahun akan datang, di luar pantai China akan membina loji tenaga terbesar berjalan pada teknologi ini. Terdapat kegunaan lain laut. Sebagai contoh, di Australia, merancang untuk membina sebuah loji kuasa yang menjana tenaga daripada kuasa arus air.

Terdapat banyak cara-cara lain untuk menghasilkan elektrik atau haba. Tetapi terhadap latar belakang banyak pilihan kuasa solar lain - ia benar-benar bidang sains menjanjikan.