Слънчевата енергия и нейното използване, публикуване в списание "млад учен"

Слънцето играе решаваща роля в живота на Земята. Целият органичен свят на нашата планета е длъжен да слънце тяхното съществуване. Sun - е не само източник на светлина и топлина, но също и на оригиналния източник на много други форми на енергия (масло мощност, въглища, вода, вятър).

От появата на човека на земята започва да се използва слънчевата енергия. Според археологическите данни е известно, че за предпочитание жилища бе дадена на тих, затворен от студените ветрове и откритите слънчеви места.

Може би първият известен слънчевата може да поеме статуя на Аменхотеп III, свързани с XV век пр. д. Във вътрешността на статуята е разположена система от водни и въздушни камери, които са в залеза на слънцето в движение скрит музикален инструмент. Древните гърци почитали Хелиос. Името на този бог сега е в основата на много от условията, свързани с слънчева енергия.

Проблемът за осигуряване на електрическа енергия на много сектори на световната икономика, все по-нарастващите нужди на населението на света е все по-натискане днес. [1]

Използването на слънчева енергия

Слънчева радиация може да се превърне в полезна енергия, като се използва така наречената активна и пасивна слънчева система. Пасивните системи са получени чрез проектиране на сгради и избор на строителни материали по такъв начин да се използва слънчевата енергия, колкото е възможно. За активни слънчеви системи са слънчеви колектори. Има също така се разработват в момента фотоволтаични системи - системи, които преобразуват слънчевата радиация директно в електричество.

Енергия - е движещата сила на всяка продукция. Фактът, че човешкото притежание е на голям брой относително евтина енергия, е допринесъл значително за индустриализацията и развитието на обществото.

Пасивната използването на слънчевата енергия

Пасивните слънчеви сгради - тези, че проектът е проектирана с максимална грижа за местните климатични условия, и когато е приложимо на съответните технологии и материали за отопление, охлаждане и осветление на сградата, дължащи се на слънчева енергия. Сред тях са традиционни строителни техники и материали, като изолация, масивни подови настилки, пред които са изправени прозорците на юг. Такива жилища могат да бъдат изградени в някои случаи без допълнителни разходи. В други случаи, възникнали в изграждането на допълнителните разходи могат да бъдат компенсирани с намаляване на потреблението на енергия. Пасивните слънчеви сгради са екологично чисти, те помагат да се създаде енергийна независимост и енергийна балансирана бъдеще [2].

1 Активно използване на слънчева енергия

Активното използване на слънчевата енергия чрез слънчеви колектори и слънчеви системи.

1.1 слънчеви колектори и техните видове

В основата на много слънчеви енергийни системи е използването на слънчеви колектори. Колекторът абсорбира слънчева светлина енергия и я преобразува в топлина, която се предава на охлаждащата течност (течност или въздух) и след това се използва за отопление на сгради, нагряване на вода, производство на електроенергия, сушене селскостопански продукти, или готвене. Слънчевите колектори могат да се използват в почти всички процеси, които използват топлинна енергия.

слънчевата технология на производство е достигнал практически сегашното ниво през 1908 г., когато Vilyam Бейли от САЩ «Карнеги Steel Company» изобретил колектор с топлоизолирани жилища и медни тръби. Този колектор е много като съвременен термосифонна система. До края на Първата световна война, Бейли продадени 4000 от тези колектори и бизнесмен от Флорида, който е купил патента си за 1941 продадени почти 60 000 колекционери.

Един типичен слънчев панел събира слънчева енергия, инсталирана на покрива на сградата модули на тръби и метални пластини, боядисани черно за максимално усвояване на радиация на. Те са затворени в стъклен или пластмасов корпус и са наклонени на юг, за да улови максимално слънчева светлина. Така, че колекторът е миниатюрна оранжерия, топлинно събиране под стъклен панел. Като слънчева радиация се разпределя върху повърхността на колектора трябва да е с голяма площ.

Има слънчеви панели в различни размери и дизайн в зависимост от тяхното приложение. Те могат да предоставят на топла вода за битови перални пране и готвене, или да се използва за подгряване на вода за съществуващите отоплителни уреди. В момента на пазара предлага голямо разнообразие от модели на резервоарите.

Най-простият вид на слънчев колектор - на "капацитивен" или "термосифон колектор", получил това име, защото тя е и колекционер и задържането на резервоара, която се нагрява и се държи "еднократно" части вода. Такива колектори се използват за предварително нагряване на вода, която след това се нагрява до желаната температура в конвенционалните системи, например, в колона газ. По отношение на битовите предварително загрята вода влиза резервоара. Това намалява потреблението на енергия с последващо нагряване. Такава колектор - евтина алтернатива активен слънчева вода отоплителна система без да се използват движещи се части (помпи), изисква минимална поддръжка, нулева поддръжка.

1.2 слънчевата система

Слънчева система за топла вода

Топла вода - най-честата форма на прякото прилагане на слънчевата енергия. Типична система се състои от един или повече колектори, в което течност нагрява от слънцето, както и резервоар за съхранение на гореща вода, загрята от топлопреносната течност. Дори и в райони със сравнително малко количество слънчева радиация, като например в Северна Европа, слънчевата система може да осигури 50-70% от необходимото количество топла вода. Повече не може да се получи, само че с помощта на сезонна регулиране. В Южна Европа, слънчев колектор може да осигури 70-90% от потреблението на топла вода. Водата се загрява с помощта на слънчевата енергия - един много практичен и рентабилен начин. Докато като фотоволтаични системи постигне 10-15% ефективност, температурната ефективност на слънчеви системи показват 50-90%. Във връзка с пещи derevoszhigayuschimi потребителското търсене за топла вода може да задоволи почти през цялата година, без използване на изкопаеми горива.

Термосифонни слънчеви системи

Наречен термосифонен слънчева вода отоплителна система на естествена циркулация (конвекция) топлоносител, който се използва в топла зима (не замръзване). Като цяло, това не е най-ефективният от слънчевата енергия, но те имат много предимства по отношение на жилищното настаняване. Термосифонна циркулация на охлаждащата течност се дължи на промяна в плътността на водата да променя своята температура. Термосифонна система е разделена на три основни части:

- плосък колектор (абсорбер);

- Резервоарът за гореща вода (бойлер).

Когато водата в резервоара (обикновено плоски) се нагрява, той се издига през вертикална тръба и в резервоара за съхранение; неговото място в колектора от дъното на резервоара за съхранение влиза в студена вода. Поради това е необходимо да има по-нисък резервоар колектор съхранение и изолиране на свързващата тръба [4].

1.3 слънчеви топлоелектрически централи

В допълнение към директното използване на слънчевата топлина, може да се използва в райони с високо ниво на слънчевата радиация за производство на пара, който задвижва турбина и генерира електроенергия. слънчева топлинна енергия производство в голям мащаб достатъчно конкурентен. Промишлени приложения на тази технология датира от 1980-те години; Оттогава индустрията се разви бързо. В момента в САЩ комунални услуги са инсталирани повече от 400 мегавата соларни електроцентрали, които осигуряват електричество за 350,000 души и изместват еквивалента на 2,3 милиона. Барела петрол годишно. Девет електроцентрали, разположени в пустинята Мохаве (в Калифорния) имат 354 мегавата инсталирана мощност и натрупаните 100 години от търговска експлоатация. Тази технология е толкова напреднала, че според официални данни, може да се конкурира с традиционните технологии за генериране на електричество в много области на САЩ. В други региони на света и скоро предстои да бъдат започнати проекти за използване на слънчевата топлина за генериране на електричество. Индия, Египет, Мароко и Мексико се развиват подходящи програми, средства с цел финансиране им дава Глобалната програма за опазване на околната среда (ГЕФ). В Гърция, Испания и САЩ, нови проекти са разработени от независимите производители на електроенергия.

Големите огледала - с точка или линия фокус - концентрирана слънчева лъчи до такава степен, че водата се превръща в пара, при което се освобождава достатъчно енергия, за да се върти турбината. Компанията «Luz Corp». Той установил голяма сфера на огледала в калифорнийската пустиня. Те произвеждат 354 мегавата електроенергия. Тези системи могат да преобразуват слънчевата енергия в електричество с ефективност от около 15%.

Следните видове соларни концентратори:

1. Слънчеви параболични концентратори

2. тип слънчева инсталация плоча

3. Слънчевата енергия кула с централен тип приемник [5].

В момента се използва само незначителна част от слънчевата енергия се дължи на факта, че съществуващите соларни клетки имат сравнително ниска ефективност и са скъпи за производство. Но ние не трябва просто да се откаже от почти неизчерпаем източник на чиста енергия: Според експерти, слънчевата енергия може да сам да обхваща всички възможни нужди на човечеството в областта на енергетиката за хиляди години напред. Тя може също да се повиши ефективността на слънчеви централи в няколко пъти, и поставянето им върху покривите на къщите и с тях, ние ще осигури жилища отопление, подгряване на вода и експлоатация на домакински уреди, дори и в умерените ширини, да не говорим за тропиците. За целите на промишлеността, които изискват много енергия, можете да използвате км пустош и пустинята, напълно облицована с мощни слънчеви топлинни системи. Но преди слънчевата енергия получава много трудности с изграждане, внедряване и експлоатация на gelioenergoustanovok на хиляди квадратни километра земната повърхност. Следователно общият дял на слънчевата енергия е била и ще остане сравнително скромен, поне в обозримо бъдеще.