Статьи
Солнечная энергия (гелиоэнергетика)
Интересные факты
9 Дек 2009
Гелиоэнергетика (от греческого Helios — солнце), или солнечная энергетика – сегодня один из наиболее реальных видов альтернативной энергетики, применяемый на практике. Общее количество солнечной энергии, доходящей до поверхности Земли за 7 дней, намного превосходит энергию всех запасов нефти, газа, угля и урана на планете.
Солнечные батареи
Что такое солнечные батареи и как они появились
Солнечные батареи, или фотоэлектрический преобразователь (сокращённо ФЭП) используются для преобразования солнечного излучения в электроэнергию. В безоблачный день на поверхность Земли поступает около 100 Ватт солнечной световой энергии на 1 м2. В зависимости от свойств того или иного участка солнечная энергия поступает неравномерно из-за облаков в пасмурный день. В некоторых местах на планете солнце ясных дней насчитывается до 320-350 в году, а где-то солнце не появляется по полгода или не светит вообще. Поэтому перед тем, как устанавливать солнечные батареи для производства электричества, стоит оценить, насколько результативным будет их применение в зависимости от заданных условий
Как правило, солнечные батареи используются тогда, когда степень освещённости высока, или нельзя провести электрические кабели от имеющихся электростанций. Самый продуктивный вид солнечных батарей производят из монокристаллического кремния. КПД такого прибора достигает 24%. Обычные солнечные батареи имеют КПД около 18%. Работают солнечные батареи более 25 лет, что доказано их применением на практике. Применение солнечных модулей для отопления пока возможно лишь в комбинации с основным отопительным прибором или в качестве источника питания для автоматической системы управления.
Интересные факты
Точкой отсчёта в истории солнечных батарей можно считать идею лауреата Нобелевской премии Альберта Эйнштейна. На самом деле премию учёный получил вовсе не свою знаменитую теорию относительности, а за объяснение законов внешнего фотоэффекта.
Эйнштейн рассказал, каким образом и в каких количествах кванты света «выбивают» электроны из металла. Впервые получили ток, используя это явление, советские физики в 30-годы ХХ века. Конечно, эффективность первых солнечных сернисто-талиевых приборов была невероятно низкой – 1%, то есть лишь 1% поступавшей на элемент энергии перерабатывался в электричество. Однако это было только начало пути. Уже в 1954 году американские учёные Пирсон, Фуллер м Чапин зарегистрировали первый элемент с достаточным (около 6%) КПД. В 90-е годы эффективность солнечных модулей увеличилась до 15%, а теперь в среднем достигает 20%.
«Солнечные дома»
Применять солнечную энергию на практике можно и, не преобразуя её в электричество. Агрегаты, аккумулирующие, хранящие и проводящие это тепло называются солнечными коллекторами.
Солнечный коллектор – это особый теплообменник, в котором энергия солнечного света превращается в тепло. Как правило, это плоская панель с каналами для жидкости. Сторона, которой панель направлена к солнцу, окрашена в чёрный цвет для лучшего накапливания тепла. Панель монтируется в корпус, сделанный в виде плоской рамы. Чтобы уменьшить тепловые потери, под панелью имеется теплоизоляция, а сверху для предохранения устанавливается особое стекло. Солнце нагревает воду в каналах, горячая вода поступает в бак, а потом это тепло идёт на нагрев воды в системе водоснабжения и отопления. Дома, в которых есть такие установки, часто называют «солнечными домами». Сам дом стоит немного дороже, чем обыкновенный, но расходы по оплате коммунальных услуг снижаются на 50-70%.
В США финансирование энергосберегающих технологий измеряется в миллиардах долларов. Оборудование ими федеральных зданий обходится в 3 миллиарда долларов в год. И американцы уже перевыполнили намеченные планы: солнечная энергия применяется на 1,5 миллионах объектов. В итоге это экономия примерно 1 400 МВт, или 5 миллионов тонн нефти, неизрасходованной за год.
Солнечный коллектор – это особый теплообменник, в котором энергия солнечного света превращается в тепло. Как правило, это плоская панель с каналами для жидкости. Сторона, которой панель направлена к солнцу, окрашена в чёрный цвет для лучшего накапливания тепла. Панель монтируется в корпус, сделанный в виде плоской рамы. Чтобы уменьшить тепловые потери, под панелью имеется теплоизоляция, а сверху для предохранения устанавливается особое стекло. Солнце нагревает воду в каналах, горячая вода поступает в бак, а потом это тепло идёт на нагрев воды в системе водоснабжения и отопления. Дома, в которых есть такие установки, часто называют «солнечными домами». Сам дом стоит немного дороже, чем обыкновенный, но расходы по оплате коммунальных услуг снижаются на 50-70%.
В США финансирование энергосберегающих технологий измеряется в миллиардах долларов. Оборудование ими федеральных зданий обходится в 3 миллиарда долларов в год. И американцы уже перевыполнили намеченные планы: солнечная энергия применяется на 1,5 миллионах объектов. В итоге это экономия примерно 1 400 МВт, или 5 миллионов тонн нефти, неизрасходованной за год.
В России «солнечные дома» тоже уже появились. В Краснодарском крае даже есть «солнечная деревня» в 40 дворов.
Системы "концентрированной солнечной энергии"
Системы "концентрированной солнечной энергии"
Основой систем «концентрированной солнечной энергии» являются зеркала-гелиостаты, которые вращаются согласно движению Солнца и переводят лучи солнечного света на емкость с теплоприемником, в качестве которого, как правило, применяется вода. Дальнейший механизм напоминает работу теплоэлектростанции. Температура воды повышается, и она переходит в состояние пара, пар вращает турбину, турбина передает вращение на ротор генератора, который производит электричество.
Мысль о появлении такого устройства родилась в середине 80-х годов ХХ века. Самым известным объектом, построенным по этому принципу, стали 9 электростанций в Калифорнийской пустыне. Эти электростанции до сих пор эксплуатируются, производя 354 мегаватт энергии. Сразу несколько проектов по солнечной энергии реализуются в Европе. Пока всех опередила Германия, где запущено уже 10 электростанций.
Первая в Европе коммерческая солнечная электростанция, собирающая солнечное излучение, работает в Испании с марта 2007 года. Её энергии вполне хватает, чтобы обеспечивать 6 000 жилых домов и экономить примерно 18 000 тонн угля ежегодно.
В СССР впервые промышленная солнечная электростанция была запущена в 1985 году в Крыму. Её максимальная мощность достигала 5 МВт.
Американская фирма Loose lndustries в конце 80-ых годов ХХ века ввела в оборот солнечно-газовую электростанцию, которая производит 80 МВт ежегодно. Днём она аккумулирует солнечную энергию, а с наступлением темноты, чтобы вода не охлаждалась – работает от газа. В течение последующих 5 лет эта же фирма запустила в Калифорнии ещё несколько подобных электростанций, и 1 «солнечно-газовый» кВт/час стал стоить 7-8 центов. Кстати, 1 кВт/час электроэнергии, производимой на АЭС, обходится в 2 раза дороже – 15 центов.
В России альтернативные источники пока не столь популярны, как во многих других странах, но ископаемое топливо может быть скоро исчерпано, так что технологии будущего в полный голос заявляют о себе уже в наши дни.
Источник:http://www.teploved.ru/
Начало активности (дата): 09.12.2009
