Нетрадиционные возобновляемые источники эенергии | Солнечная энергия как альтернативынй источник энергии

Становились ли вы участником обсуждений альтернативной энергии? Практически каждый человек хоть что-то, но слышал об этом. И многим даже выпадало воочию наблюдать солнечные батареи или ветровые электростанции. Сейчас развитие данной сферы энергоснабжения очень важно для дальнейшего комфортного существования человечества.

Так как основную часть традиционных ресурсов, таких как полезные ископаемые, мы практически исчерпали, приходится искать более долговечные источники. Одним из таких нетрадиционных источников энергии является солнечная энергия. Этот ресурс один из наиболее распространенных и легкодоступных, поскольку солнечный свет в том или ином количестве есть в любом уголке нашей планеты. Поэтому разработки, связанные с аккумуляцией солнечной энергией, начались достаточно давно и активно проводятся и по сей день.

Как источник энергии солнечный свет отличная альтернатива традиционным ресурсам.

И при грамотном использовании вполне может вытеснить все другие энергоресурсы в будущем.

Что является источником солнечной энергии?

Чтобы найти наиболее эффективные методы преобразования энергии Солнца, ученым нужно было понять, какое превращение является источником солнечной энергии. Для получения ответа на данный вопрос было проведено огромное количество опытов и исследований. Существуют разные гипотезы, призванные объяснить это явление. Но экспериментальным путем в процессе долгих исследований было доказано, что реакция, во время которой с помощью ядер углерода водород превращается в гелий, выступает тем самым  основным источником солнечной энергии.

Солнце как источник энергии Солнечной системы

Мы уже знаем, что источником солнечной энергии являются водород и гелий, но ведь и сама солнечная энергия – это источник для определенных процессов. Все земные природные процессы  осуществляются благодаря энергии, полученной от Солнца.

Без солнечных излучений был бы невозможным:

• Круговорот воды в природе. Именно благодаря воздействию Солнца испаряется вода. Именно этот процесс запускает циркуляцию влаги на Земле. Повышение и понижение температуры влияет на образование облаков и выпадение осадков.
• Фотосинтез. Процесс, благодаря которому поддерживается баланс углекислого газа и кислорода, образуются необходимые для развития и роста растений вещества также происходит с помощью солнечных лучей.
• Циркуляция атмосферы. Солнце влияет на процессы перемещения воздушных масс и теплорегуляции.

Солнечная энергия – это основа существования жизни на Земле. Но на этом ее благотворное воздействие не заканчивается. Для человечества солнечная энергия может быть полезной как альтернативный источник энергии.

Гелиотермальная энергетика как вид автономного питания

В настоящее время активное развитие технологий сделало возможным преобразование энергии Солнца в другие применяющиеся человеком виды. Как возобновляемый источник энергии солнечная энергия получила широкое распространение и активно используется, как в промышленных масштабах, так и локально на небольших частных участках.

И с каждым годом сфер, где применение гелиотермальной энергии является обыденным делом, становится все больше.

Сегодня солнечный свет как источник энергии используется:

• В сельском хозяйстве для отопления и электроснабжения различных хозяйственных построек таких, как теплицы, ангары и прочие.
• Для обеспечения электричества в медицинских центрах и зданий спортивного назначения.
• Для снабжения электроэнергией населенных пунктов.
• Для обеспечения более дешевого освещения на улицах городов.
• Для поддержания налаженной работы всех коммуникационных систем в жилых домах.
• Для ежедневных бытовых потребностей населения.

Исходя из этого, мы видим, что солнечная энергия в действительности может стать отличным источником питания практически в каждой сфере человеческой деятельности. Поэтому продолжение исследований в данной отрасли могут изменить привычное нынешнее существование в корни.

Активные и пассивные системы преобразования солнечной энергии

На сегодняшний день благодаря различным разработкам и методам солнечная энергия как альтернативный источник энергии может быть преобразована и аккумулирована разными способами. Сейчас существуют системы активного использования гелиоэнергии, и пассивные системы. В чем их суть?

• Пассивные (подбор стройматериалов и проектировка помещений для максимального применения энергии солнечного света) по большей части направлены на использование прямой солнечной энергии. Пассивные системы – это здания, в которых проектирования происходило таким способом, чтобы как можно больше световой и тепловой энергии получать от Солнца.
• Активные (фотоэлектрические системы, солнечные электростанции и коллекторы), в свою очередь, подразумевают действительно переработку полученной солнечной энергии в другие необходимые человеку виды.

Оба вида подобных систем применяются в тех или иных случаях в зависимости от потребностей, которые они должны удовлетворять. Будь то строительство экологически чистого солнечного дома или установка коллектора на участке – это в любом случае даст свой результат и будет выгодным вложением.

Солнечная электростанция как источник энергии

Что такое солнечная электростанция? Это специально организованное инженерное сооружение, благодаря которому происходят процессы преобразования солнечной радиации для дальнейшего получения электроэнергии. Конструкции подобных станций могут быть совершенно различными в зависимости от того, какой способ переработки будет применяться.

Разновидности солнечных электростанций:

• СЭС, в основе сооружения которой находится башня.
• Станция, сооружающаяся по тарельчатому типу.
• Основанная на работе фотоэлектрических модулей.
• Станции, работающие с применением параболоцилиндрических концентраторов.
• С двигателем Стерлинга, взятым за основу работы.
• Станции аэростатного типа.
• Электростанции комбинированного типа.

Как мы видим, солнечная электростанция как источник энергии давно перестала быть частью утопических научно-фантастических романов и активно используется во всем мире для удовлетворения энергетических потребностей общества. В ее работе существуют как явные преимущества, так и недостатки. Но их правильный баланс дает возможность получать необходимый результат.

Плюсы и минусы солнечных электростанций

Достоинства:

• Солнечная энергия является возобновляемым источником энергии. При этом сама по себе она общедоступная и бесплатная.
• Солнечные установки достаточно безопасны в использовании.
• Подобные электростанции являются полностью автономными.
• Они отличаются экономностью и быстрой окупаемостью. Основные затраты происходят только лишь на необходимое оборудование и в дальнейшем требуют минимальных вложений.
• Еще одна отличительная черта – это стабильность в работе. На подобных станциях практически не бывает скачков напряжения.
• Они не прихотливы в обслуживании и достаточно просты в использовании.
• Также для оборудования СЭС характерный долгий эксплуатационный период.

Недостатки:

• Как источник энергии солнечной системы очень чувствительны к климату, погодным условиям и времени суток. Подобная электростанция не будет эффективно и продуктивно работать ночью или в пасмурный день.
• Более низкая продуктивность в широтах с яркой сменой сезонов. Максимально эффективны в местности, где количество солнечных дней в году наиболее близко к 100%.
• Очень высокая и малодоступная стоимость оборудования для солнечных установок.
• Потребность в проведении периодических очисток от загрязнений панелей и поверхностей. Иначе меньшее количество радиации поглощается и падает продуктивность.
• Значительное повышение температуры воздуха в пределах электростанции.
• Потребность в использовании местности с огромной площадью.
• Дальнейшие трудности в процессе утилизации составляющих станции, в особенности фотоэлементов, после окончания срока их эксплуатации.

Как и в любой производственной сфере, в переработке и преобразовании солнечной энергии есть свои сильные и слабые стороны. Очень важно, чтобы преимущества перекрывали недостатки, в таком случае работа будет оправдана.

Сейчас большинство разработок в данной отрасли направлены на оптимизацию и улучшение функционирования и использования уже существующих методов и на разработку новых, более безопасных и продуктивных.

Солнечная энергия – энергия будущего

Чем дальше шагает в своем техническом развитии наше общество, тем больше источников энергии может потребоваться с каждым новым этапом. Но традиционных ресурсов становится все меньше, а цена на них растет. Поэтому люди начали активнее задумываться об альтернативных вариантах энергоснабжения. И тут пришли на помощь возобновляемые источники. Энергия ветра, воды или Солнца – это новый виток, позволяющий и дальше развиваться обществу, снабжая его необходимыми ресурсами.

Активное использование солнечной энергии в быту на земле | Эфективность и виды использования энергии солнечного света для отопления в России

Солнце – это природный огромный источник энергии. Внутри этого газового шара ежеминутно протекают сотни различных процессов. Без Солнца невозможна жизнь на Земле, так как оно является источником энергии для всех живых организмов. Все земные природные процессы  осуществляются благодаря солнечной энергии. Циркуляция атмосферы, круговорот воды, фотосинтез, теплорегуляция на планете – все это было бы невозможным без Солнца.

  Использование солнечной энергии на Земле такое же привычное явление, как вдох и выдох для человека. Но оно может дать человечеству еще больше. Его успешно можно использовать для получения промышленной энергии, тепловой или электрической.

Потенциал, которым обладает солнечная энергетика

Разработки по использованию солнечной энергии начались в еще в 20 веке. С тех проведено сотни исследований учеными со всех уголков мира. Ими было доказано, что эффективность использования солнечной энергии может быть очень и очень высокой. Данный источник может обеспечить энергоснабжение на всей планете гораздо лучше, чем все существующие на сегодняшний день ресурсы в совокупности. При этом такой вид энергии является общедоступным и бесплатным.

Использование энергии солнечного света

Запасы природных ископаемых, способных обеспечить энергоснабжение на Земле, сокращаются с каждым днем. Поэтому в настоящее время ведутся активные разработки различных способов использования солнечной энергии. Данный ресурс является отличной альтернативой традиционным источникам. Поэтому исследования в этой сфере невероятно важны для общества.

Достижения, которые существуют на данный момент, дали возможность создать системы использования солнечной энергии, которые делаться на два типа:

• Активные (фотоэлектрические системы, солнечные электростанции и коллекторы).
• Пассивные (подбор стройматериалов и проектировка помещений для максимального применения энергии солнечного света).

Преобразование и использование солнечной энергии таким образом дало возможность применять неиссякаемый ресурс с высокой продуктивностью и окупаемостью.

Принцип работы пассивных систем

Существует несколько видов пассивного использования солнечной энергии. Большинство из них невероятно просты в применении, но при этом достаточно эффективны. Также существуют и более замысловатые варианты, которые помогают получать больше выгоды. Например:

• Первое, что приходит на ум, это емкость, в которой хранится вода. Если покрасить ее в темный оттенок, то таким нехитрым образом солнечная энергия будет преобразовываться в тепловую, и вода будет нагреваться.
• Следующий вариант не под силу выполнить обычному человеку самостоятельно, так как он требует скрупулезного анализа специалиста. Данная технология должна приниматься во внимание еще на этапе проектирования и строительства дома. Основываясь на климатических условиях, здание проектируется таким образом, что само работает как солнечный коллектор. После чего подбираются необходимые материалы, способствующие максимальной аккумуляции энергии солнечных лучей.

Благодаря таким методам становится возможным использование солнечной энергии для отопления и освещения помещений. Также подобные разработки способствуют энергосбережению. Так как подобное проектирование способно не только преобразовывать солнечную энергию, но и сохранять тепло внутри здания, что также позволяет значительно сократить расходы.

Способы активного использования солнечной энергии

Основой данного принципа энергоснабжения являются коллекторы. Такое оборудование поглощает энергию и перерабатывает ее в тепло, с помощью которого можно отапливать дом или подогревать воду, а также преобразовывает солнечную энергию в электрическую. Коллекторы широко применяются как в промышленном объеме, так и на частных участках и сельском хозяйстве.

Помимо коллекторов еще одним оснащением активной системы можно назвать панели с фотоэлементами. Данное устройство позволяет использовать солнечную энергию в быту и в промышленных масштабах. Такие панели очень просты, неприхотливы в обслуживании и долговечны.

Также способом активного применения энергии Солнца являются солнечные электростанции. Они подходят только для масштабного преобразования радиации в тепловую ил электроэнергию. За последние годы они значительно набрали популярность в мире и разработки в этой сфере позволяют расширять возможности и количество таких станций.

Использование солнечной энергии в быту

Говоря о том, что солнечная энергия помогает экономить на применении традиционных ресурсов, стоит заметить, что подобное преимущество станет действительно полезным людям, обладающим своими частными участками. Собственный дом дает возможность установить оборудование для преобразования энергии, которое сможет удовлетворять, даже если и не полностью, хотя бы часть энергетических потребностей. Это поможет значительно снизить потребление централизованного энергоснабжения и уменьшить расходы.

Солнечная энергия – это отличный источник для таких процессов:

• Пассивный обогрев и охлаждение дома.

Не следует забывать о том, что Солнце и так греет все, что существует на Земле, и ваш дом не исключение. Поэтому можно усилить благотворное воздействие, внеся на этапе строительства определенные поправки, и использовав специальные техники. Таким образом, вы получите дом с гораздо более комфортной теплорегуляцией без особых вложений.

• Нагрев воды с помощью солнечной энергии.

Применение энергии солнечных лучей для подогрева воды – это самый простой и дешевый способ, доступный человеку. Подобное оснащение можно купить по адекватным ценам. При этом они смогут окупить себя достаточно быстро, ощутимо снизив расходы на централизованное энергоснабжение.

• Освещение улиц.

Это самый простой и дешевый способ использования солнечной энергии. Специальные устройства, которые поглощают за день солнечную радиацию, а в темное время суток освещают участки, очень популярны среди владельцев частных домов и сейчас.

Как создать источник солнечной энергии своими руками?

Солнечная панель, к сожалению, не отличается всеобщей доступностью. Ее стоимость достаточно высока, но при этом, это удобный и выгодный энергетический ресурс, который успешно можно применять в российских широтах. Но если ваше финансовое положение не позволяет осуществить такую дорогостоящую покупку, вы сможете создать подобные панели самостоятельно.

Как это сделать?

• Первым делом вам будут нужны солнечные фотоэлементы. В среднем для одной панели их понадобится около 36 штук. Лучше выбирать элементы на монокристаллах, так как у них выше коэффициент полезного действия, и срок эксплуатации дольше.
• Сама панель производится из фанерного листа. Из него вырезается днище, размер которого вы определяете, смотря на количество фотоэлементов. Далее панель помещается в рамку из брусков.
• После чего требуется изготовить подложку, на которую будут накладываться фотоэлементы. Это можно сделать из ДВП.
• Далее вам необходимо сделать отверстия. Обязательно проследите, чтобы они были симметричны.
• Далее проводится процедура окрашивания и сушки, которая повторяется два раза.
• После того, как подложка высохнет, на нее выкладываются элементы, и производится распайка. Важный момент – выкладывайте их вверх ногами.
• В конечном этапе фотоэлементы выкладывают рядами, а потом уже соединяют все в комплексы. Все это по итогу крепится с помощью силикона.

Вот таким несложным способом вы можете создать своими руками оборудование, позволяющее использовать солнечную энергию в быту. Немного усилий и терпения, и у вас все получится.

Использование солнечной энергии в России

На каком этапе развития сейчас находится альтернативная энергетика в России? К сожалению, в нынешнее время это происходит на очень низком уровне. Пока страна не воплощает весь существующий потенциал в жизнь. На это имеет достаточно сильное влияние такой аспект, как наличие больших запасов полезных ископаемых, которые используются для традиционного энергоснабжения.

Тем не менее, успешное использование солнечной энергии в России возможно. Благодаря огромной площади, включающей в себя разные климатические зоны и рельеф, страна имеет возможность активно развивать выработку альтернативной энергии. При грамотном и всестороннем подходе можно обеспечивать весомый процент общего энергоснабжения именно с помощью энергии Солнца.

Солнечная энергия — как преобразуют в электрическую, практическое применение

Здесь вы узнаете:

Солнечная энергия — восполнимый и бесплатный ресурс, который в последние годы особенно активно осваивается. Существуют солнечные электростанции, гелиотермальные электростанции и небольшие бытовые солнечные батареи.

Что такое солнечная энергия

Солнце – это звезда, внутри которой, в непрерывном режиме, происходят термоядерные реакции. Результатом происходящих процессов, с поверхности солнца выделяется колоссальное количество энергии, часть которой нагревает атмосферу нашей планеты.

Солнечная энергия — это источник жизни на планете Земля. Наша планета, и все живые организмы, существующие на ней, получает энергию солнца в виде солнечного света и тепла.

Солнечная энергия является источником возобновляемой и экологически чистой энергии.

Как можно оценить величину солнечной энергии

Специалисты используют для оценки такую величину, как солнечная постоянная. Она равна 1367 ватт. Именно столько энергии солнца приходится на квадратный метр планеты. В атмосфере теряется примерно четверть. Максимальное значение на экваторе – 1020 ватт на квадратный метр. С учётом дня и ночи, изменения угла падения лучей, эту величину следует уменьшить ещё в три раза.

Распределение солнечного излучения на карте планеты

Версии об источниках солнечной энергии высказывались самые разные. На данный момент специалисты утверждают, что энергии высвобождается в результате превращения четырёх атомов h3 в ядро He. Процесс протекает с выделением существенного количества энергии. Для сравнения представьте, что энергия превращения 1 грамма h3 сопоставима с той, что выделяется при сжигании 15 тонн углеводородов.

Преобразование солнечной энергии в электричество

Фотоэлектрические (PV) панели и концентрация солнечной энергии (CSP) объектов захвата солнечного света могут превратить его в полезную электроэнергию. Крыши PV панели делают солнечную энергию жизнеспособной практически в каждой части Соединенных Штатов. В солнечных местах, таких как Лос-Анджелес или Феникс, система 5 киловатт производит в среднем 7000 до 8000 киловатт-часов в год, что примерно эквивалентно использованию электроэнергии типичного домохозяйства США.

В 2015 году почти 800 000 фотоэлектрических систем были установлены на крышах домов по всей территории Соединенных Штатов. Крупномасштабные PV проекты используют фотоэлектрические панели для преобразования солнечного света в электричество. Эти проекты часто имеют выходы в диапазоне сотен мегаватт, а это миллионы солнечных панелей, установленных на большой площади земли.

Фотовольтарика

В этом случае электрический ток появляется вследствие фотовольтарического эффекта. Принцип такой: солнечный свет попадает на фотоэлемент, электроны поглощают энергию фотонов (частиц света) и приходят в движение. В итоге мы получаем электрическое напряжение.

Именно такой процесс происходит в солнечных панелях, основу которых составляют элементы, преобразующие солнечное излучение в электричество.

Сама конструкция фотовольтарических панелей достаточно гибкая и может иметь разные размеры. Поэтому в использовании они очень практичны. К тому же панели имеют высокие эксплуатационные свойства: устойчивы к воздействию осадков и перепадам температур.

А вот как устроен отдельный модуль солнечной панели:

Гелиотермальная энергетика

Тут подход немного другой, т.к. солнечное излучение используется для нагревания сосуда с жидкостью. Благодаря этому она превращается в пар, который вращает турбину, что приводит в выработке электричества.

По такому же принципу работают тепловые электростанции, только жидкость нагревается посредством сжигания угля.

Самый наглядный пример использования данной технологии – это станция Иванпа Солар в пустыне Мохаве. Она является крупнейшей в мире солнечной гелиотермальной электростанцией.

Работает она с 2014 года и не использует никакого топлива для производства электричества – только экологически чистая солнечная энергия.

Котёл с водой располагается в башнях, которые Вы можете видеть в центре конструкции. Вокруг расположено поле из зеркал, направляющих солнечные лучи на вершину башни. При этом компьютер постоянно поворачивает эти зеркала в зависимости от расположения солнца.

Солнечный свет концентрируется на башне

Под воздействием концентрированной солнечной энергии вода в башне нагревается и становится паром. Так возникает давление, и пар начинает вращать турбину, вследствие чего выделяется электричество. Мощность этой станции – 392 мегаватт, что вполне можно сопоставить со средней ТЭЦ в Москве.

Интересно, что подобные станции могут работать и ночью. Это возможно благодаря помещению части разогретого пара в хранилище и постепенном его использовании для вращения турбины.

Солнечные аэростатные электростанции

Это оригинальное решение хоть и не получило широкого применения, но всё же имеет место быть.

Сама установка состоит из 4 основных частей:

• Аэростат – располагается в небе, собирая солнечное излучение. Внутрь шара поступает вода, которая быстро нагревается, становясь паром.
• Паропровод – по нему пар под давлением спускается к турбине, заставляя её вращаться.
• Турбина – под воздействием потока пара она вращается, вырабатывая электрическую энергию.
• Конденсатор и насос – пар, прошедший через турбину, конденсируется в воду и поднимается в аэростат с помощью насоса, где снова разогревается до парообразного состояния.

Плюсы и минусы солнечных электростанций

Достоинства:

• Солнечная энергия является возобновляемым источником энергии. При этом сама по себе она общедоступная и бесплатная.
• Солнечные установки достаточно безопасны в использовании.
• Подобные электростанции являются полностью автономными.
• Они отличаются экономностью и быстрой окупаемостью. Основные затраты происходят только лишь на необходимое оборудование и в дальнейшем требуют минимальных вложений.
• Еще одна отличительная черта – это стабильность в работе. На подобных станциях практически не бывает скачков напряжения.
• Они не прихотливы в обслуживании и достаточно просты в использовании.
• Также для оборудования СЭС характерный долгий эксплуатационный период.

Недостатки:

• Как источник энергии солнечной системы очень чувствительны к климату, погодным условиям и времени суток. Подобная электростанция не будет эффективно и продуктивно работать ночью или в пасмурный день.
• Более низкая продуктивность в широтах с яркой сменой сезонов. Максимально эффективны в местности, где количество солнечных дней в году наиболее близко к 100%.
• Очень высокая и малодоступная стоимость оборудования для солнечных установок.
• Потребность в проведении периодических очисток от загрязнений панелей и поверхностей. Иначе меньшее количество радиации поглощается и падает продуктивность.
• Значительное повышение температуры воздуха в пределах электростанции.
• Потребность в использовании местности с огромной площадью.
• Дальнейшие трудности в процессе утилизации составляющих станции, в особенности фотоэлементов, после окончания срока их эксплуатации.

Как и в любой производственной сфере, в переработке и преобразовании солнечной энергии есть свои сильные и слабые стороны. Очень важно, чтобы преимущества перекрывали недостатки, в таком случае работа будет оправдана.

Сейчас большинство разработок в данной отрасли направлены на оптимизацию и улучшение функционирования и использования уже существующих методов и на разработку новых, более безопасных и продуктивных.

Проблемы использования солнечной энергии

Применение солнечной энергии имеет и некоторые проблемы. Основными из них являются отсутствие Солнца в ночное время и возможность возникновения облачности, осадков и прочих неблагоприятных погодных условий. Есть и еще важная и существенная проблема — низкая эффективность оборудования, в сочетании с высокой ценой. Эта проблема считается разрешимой, многие ученые и инженеры постоянно работают над ее решением.

Использование солнечной энергии в быту

Говоря о том, что солнечная энергия помогает экономить на применении традиционных ресурсов, стоит заметить, что подобное преимущество станет действительно полезным людям, обладающим своими частными участками. Собственный дом дает возможность установить оборудование для преобразования энергии, которое сможет удовлетворять, даже если и не полностью, хотя бы часть энергетических потребностей. Это поможет значительно снизить потребление централизованного энергоснабжения и уменьшить расходы.

Солнечная энергия – это отличный источник для таких процессов:

• Пассивный обогрев и охлаждение дома. Не следует забывать о том, что Солнце и так греет все, что существует на Земле, и ваш дом не исключение. Поэтому можно усилить благотворное воздействие, внеся на этапе строительства определенные поправки, и использовав специальные техники. Таким образом, вы получите дом с гораздо более комфортной теплорегуляцией без особых вложений.
• Нагрев воды с помощью солнечной энергии. Применение энергии солнечных лучей для подогрева воды – это самый простой и дешевый способ, доступный человеку. Подобное оснащение можно купить по адекватным ценам. При этом они смогут окупить себя достаточно быстро, ощутимо снизив расходы на централизованное энергоснабжение.
• Освещение улиц. Это самый простой и дешевый способ использования солнечной энергии. Специальные устройства, которые поглощают за день солнечную радиацию, а в темное время суток освещают участки, очень популярны среди владельцев частных домов и сейчас.

Использование солнечной энергии в химическом производстве

Солнечная энергия может применяться в различных химических процессах. Например:

• Израильский Weizmann Institute of Science в 2005 году испытал технологию получения не окисленного цинка в солнечной башне. Оксид цинка в присутствии древесного угля нагревался зеркалами до температуры 1200 °С на вершине солнечной башни. В результате процесса получался чистый цинк. Далее цинк можно герметично упаковать и транспортировать к местам производства электроэнергии. На месте цинк помещается в воду, в результате химической реакции получается водород и оксид цинка. Оксид цинка можно ещё раз поместить в солнечную башню и получить чистый цинк. Технология прошла испытания в солнечной башне канадского Institute for the Energies and Applied Research.
• Швейцарская компания Clean Hydrogen Producers (CHP) разработала технологию производства водорода из воды при помощи параболических солнечных концентраторов. Площадь зеркал установки составляет 93 м². В фокусе концентратора температура достигает 2200°С. Вода начинает разделяться на водород и кислород при температуре более 1700 °С. За световой день 6,5 часов (6,5 кВт·ч/кв.м.) установка CHP может разделять на водород и кислород 94,9 литров воды. Производство водорода составит 3800 кг в год (около 10,4 кг в день).

Водород может использоваться для производства электроэнергии, или в качестве топлива на транспорте.

Электротранспорт на солнечных батареях

Постепенно идёт внедрение солнечных батарей на автомобильном транспорте. Образцы, которые целиком работают от солнечных батарей, пока ещё существуют только в виде концепт-каров. Использование их в массовом масштабе на данный момент невозможно.

В них гелиопанели устанавливаются на поверхность кузова и заряжают аккумуляторы. Те, в свою очередь, обеспечивают питание электромотора. Использование батарей в серийных моделях ограничивается тем, что их используют для питания отдельных узлов автомобиля. Подробнее читайте в статье «Солнечная энергия в автомобилестроении». 

Перспективы развития

Энергия Солнца на Земле неиссякаема. Это дает основания прочить постоянное развитие и продвижение технологий получения и переработки солнечной энергии, появление более эффективной аппаратуры, увеличение доли солнечной энергии в общем потреблении человечества. Статистика показывает, что за последние 10 лет в этом направлении сделан гигантский скачок, поэтому будущее у гелиоэнергетики во всех смыслах слова блестящее.

Солнечная энергия — огромный, неисчерпаемый и чистый ресурс

Солнечная выработка электроэнергии представляет собой чистую альтернативу электроэнергии из добываемого топлива, без загрязнения воздуха и воды, отсутствием глобального загрязнения окружающей среды и без каких-либо угроз для нашего общественного здравоохранения. Всего 18 солнечных дней на Земле содержит такое же количество энергии, какая хранится во всех запасах планеты угля, нефти и природного газа. За пределами атмосферы, солнечная энергия содержит около 1300 ватт на квадратный метр. После того, как она достигнет атмосферы, около одной трети этого света отражается обратно в космос, в то время как остальные продолжают следовать к поверхности Земли.

Усредненные по всей поверхности планеты, квадратный метр собирает 4,2 киловатт-часов энергии каждый день, или приблизительный энергетический эквивалент почти барреля нефти в год. Пустыни, с очень сухим воздухом и небольшим количеством облачности, могут получить более чем 6 киловатт-часов в день на квадратный метр в среднем в течение года.

Преобразование солнечной энергии в электричество

Фотоэлектрические (PV) панели и концентрация солнечной энергии (CSP) объектов захвата солнечного света могут превратить его в полезную электроэнергию. Крыши PV панели делают солнечную энергию жизнеспособной практически в каждой части Соединенных Штатов. В солнечных местах, таких как Лос-Анджелес или Феникс, система 5 киловатт производит в среднем 7000 до 8000 киловатт-часов в год, что примерно эквивалентно использованию электроэнергии типичного домохозяйства США.

В 2015 году почти 800 000 фотоэлектрических систем были установлены на крышах домов по всей территории Соединенных Штатов. Крупномасштабные PV проекты используют фотоэлектрические панели для преобразования солнечного света в электричество. Эти проекты часто имеют выходы в диапазоне сотен мегаватт, а это миллионы солнечных панелей, установленных на большой площади земли.

Как работают панели солнечных батарей

Солнечные фотоэлектрические (PV) панели на основе высокой, но удивительно простой технологии, которая преобразует солнечный свет непосредственно в электричество.

В 1839 году французский ученый Эдмонд Беккерель обнаружил, что некоторые материалы будут испускать искры электричества при ударе с солнечным светом. Исследователи обнаружили, что в ближайшее время это свойство, называемое фотоэлектрический эффект, может быть использовано; первая фотоэлектрическая (PV) ячейка изготовлена была из селена в конце 1800-х годов. В 1950 году ученые в Bell Labs пересматривали технологии и, используя кремний, произведенный в фотоэлементы, смогли преобразовать энергию солнечного света непосредственно в электричество.

Компоненты PV ячейки

Наиболее важными компонентами PV ячейки являются два слоя полупроводникового материала, обычно состоящего из кристаллов кремния. Сам по себе кристаллизирующийся кремний является не очень хорошим проводником электричества, поэтому в него намеренно добавляют примеси — процесс, называемый допинг-этап.

Нижний слой из фотоэлементов обычно состоит из легированного борома, который в связке с кремнием создает положительный заряд (p), в то время как верхний слой, легированный фосфором, взаимодействуя с кремнием — отрицательный заряд (n).

Лишние электроны из n-слоя могут покидать свои атомы, тогда как p-слой эти электроны захватывает. Лучи света «выбивают» электроны из атомов n-слоя, после чего они летят в p-слой занимать пустующие места. Таким способом электроны бегут по кругу, выходя из p-слоя, проходя через нагрузку и возвращаясь в n-слой.

беспилотные самолеты на солнечной энергии

Каждая ячейка генерирует очень мало энергии (несколько ватт), поэтому они сгруппированы в виде модулей или панелей. Панели затем либо используются как отдельные единицы или сгруппированы в более крупные массивы.

Переход к электрической системе с большим количеством солнечной энергии дает много преимуществ.

Стоимость солнечных батарей быстро уменьшается (в 1970 году -1кВт-ч электроэнергии, вырабатываемой с их помощью стоил 60 долларов, в 1980 году – 1доллар, сейчас -20-30 центов). Благодаря этому спрос на солнечные батареи растет на 25% в год, а ежегодный объем от продаваемых батарей превышает (по мощности) 40мВт. КПД солнечных батарей, достигавший в середине 70-х годов в лабораторных условиях 18%, составляет в настоящее время 28,5% для элементов из кристаллического кремния и 35% — из двухслойных пластин из арсенида галлия и антимода галлия. Разработаны многообещающие элементы из тонкопленочных (толщиной 1-2мкм) полупроводниковых материалов: хотя их КПД низок (не выше 16%), стоимость очень мала (не более 10% от стоимости современных солнечных батарей). В скором времени ученые предполагают, что стоимость 1кВт-ч будет равна 10 центам, что поставит солнечную энергетику на первые места в энергетической независимости многих стран.

Перовскит «удешевит» солнечную энергию

Еще в 2013 году новость разнеслась по просторам сети: минерал перовскит произведет революцию в солнечной энергетике. Применение вместо кремния перовскита позволит снизить стоимость производства электроэнергии при помощи солнечных батарей. Перовскит (титанат кальция) был обнаружен в начале 19 века в Уральских горах, назван в честь Л.А. Перовского (известного любителя минералов). Как компонент фотоэлемента начал использоваться в 2009 году.

Батареи покрываются инновационным недорогим фотоэлементом, основное достоинство которого в том, что он может конвертировать в энергию намного большее количество частей солнечного света. Перовскиты представляют собой кристаллическую структуру, которая позволяет с максимальной эффективностью впитывать солнечный свет. По предварительным оценкам использование батарей на основе перовскита может снизить стоимость киловатта энергии в семь раз.

«Главное преимущество новых фотоэлементов заключается не столько в эффективности, сколько в том, что материал чертовски дешев. Батареи на основе перовскита, в которых не используется кремний, могут сделать солнечную энергетику по-настоящему массовой».

Солнечная энергия для ЦОД

10 % всей производимой в мире электроэнергии потребляют серверные фермы. Так как энергоэффективные сети и возобновляемые источники энергии сейчас внедряются во всех отраслях, ЦОД не остались в стороне. Негативное влияние серверных ферм на окружающую среду давно уже на устах экологов. Поэтому владельцы дата-центров стремятся к снижению негативного воздействия своих ЦОД, прибегая к передовым энергосберегающим и «зеленым» технологиям выработки электроэнергии, сюда можно отнести фрикулинг, системы локальных генерирующих мощностей на базе возобновляемых источников энергии.

Как выход — солнечная электростанция рядом с серверной фермой, в тех странах, где это позволяют климатические условия. Она идеальна для серверных ферм, которые развернуты в тропиках или субтропиках. Ведь использование солнечных панелей на крыше ЦОД, кроме того что предоставит «зеленую энергию», так еще и поможет уменьшить тепловую нагрузку на здание, так как создаваемая ими тень минимизирует количество поглощаемого крышей тепла. Гелиоэлектростанция снизит общий негативный эффект дата-центра на экологию, и повысит надежность ЦОД расположенных в регионах, где наблюдаются перебои в работе центральной электросети.

крупная электростанция на базе возобновляемых источников энергии рядом с дата-центром Apple в городе Мейден, штат Северная Каролина (США)

Switch совместно с энергетической компанией Nevada Power начала сооружение рядом с Лас-Вегасом солнечной станции Switch Station мощностью 100 МВт. В американских СМИ компанию Switch называют «возмутителям спокойствия» на рынке коммерческих ЦОД, это один из крупнейших игроков, данной отрасли. Компания занимается сооружением и поддержкой datacenter facilities – зданий и и инженерной инфраструктуры без собственно вычислительной аппаратуры, ее основная модель взаимодействия с клиентами – colocation.

крупнейшая в мире гелиотермальная электростанция Айванпа мощностью 400 МВт

В 2015 году США и Япония начали разрабатывать новый механизм электроснабжения ЦОД за счет солнечной энергии. Проект предполагает исследование новых возможностей «… использования связки генерирующих мощностей на базе солнечной энергии и систем класса HVDC (высокое напряжение постоянного тока), применяемых для распределения генерируемой солнечными батареями электроэнергии на уровне ЦОД». Такое комбинирование HVDC и солнечных панелей даст возможность развернуть единую систему резервного электропитания на базе аккумуляторных батарей, при этом можно будет экономить на капитальных и эксплуатационных расходах.

Интересно

Немецкий архитектор Андре Броезель из компании Rawlemon создал солнечую батарею в форме движущего стеклянного шара. Он называет его генератором нового поколения, который будет ловить максимальное количество лучей, так как он оснащен системой отслеживания перемещения солнца и датчиками смены погоды, а это на 35 % эффективней в сравнении с стандартными солнечными батареями.

Японская энергетическая компания Shimizu Corporation в 2015 году обьявила о своем намерение построить крупную солнечную электростанцию на естественном спутнике нашей планеты — Луне. Электростанция в виде колец с солнечными батареями будет опоясывать Луну по примеру планеты Сатурн и передавать энергию на Землю. От такой солнечной станции Shimizu Corporation ожидает 13 тысяч тераватт энергии/ год. Еще не известна стоимость и дата начала такого космического строительства.

В институте прогрессивной архитектуры в Каталонии разработали солнечную панель, которая может функционировать на растениях, мхе и почве. Плюсом такой технологии является отказ от опасных токсичных материалов и тяжелых металлов в производстве солнечных панелей. Тут используются специальные бактерии в крохотных топливных ячейках, размещенных в земле под корнями растений. Бактерии нужны для выработки дешевой энергии в мини-батареях. Растения будут обеспечивать жизненный цикл бактерий, а вода служить в качестве подпитки для всей системы. Такая инновационная система может работать на территориях, где солнечного света не так уж и много, если заменить растения мхом, так как он может расти в тени.

Солнце и солнечная энергия. Строение Солнца. Характеристики Солнца.



Солнце играет исключительную роль в жизни Земли. Весь органический мир нашей планеты обязан Солнцу своим существованием. Солнце – это не только источник света и тепла, но и первоначальный источник многих других видов энергии (энергии нефти, угля, воды, ветра).

С момента появления на земле человек начал использовать энергию солнца. По археологическим данным известно, что для жилья предпочтение отдавали тихим, закрытым от холодных ветров и открытых солнечным лучам местам.

Пожалуй, первой известной гелиосистемой можно считать статую Аменхотепа III, относящуюся к XV веку до н.э. Внутри статуи располагалась система воздушных и водяных камер, которые под солнечными лучами приводили в движение спрятанный музыкальный инструмент. В Древней Греции поклонялись Гелиосу. Имя этого бога сегодня легло в основу многих терминов, связанных с солнечной энергетикой.

Проблема обеспечения электрической энергией многих отраслей мирового хозяйства, постоянно растущих потребностей населения Земли становится сейчас все более насущной.

Общие сведения о Солнце

Солнце – центральное тело Солнечной системы, раскаленный плазменный шар, типичная звезда-карлик спектрального класса G2.

Характеристики Солнца

• Масса MS~2*1023 кг
• RS~629 тыс. км
• V= 1,41*1027 м3, что почти в 1300 тыс. раз превосходит объем Земли,
• средняя плотность 1,41*103 кг/м3,
• светимость LS=3,86*1023 кВт,
• эффективная температура поверхности (фотосфера) 5780 К,
• период вращения (синодический) изменяется от 27 сут на экваторе до 32 сут. у полюсов,
• ускорение свободного падения 274 м/с2 (при таком огромном ускорении силы тяжести человек массой 60 кг весил бы более 1,5 т.).

Строение Солнца

В центральной части Солнца находится источник его энергии, или, говоря образным языком, та “печка”, которая нагревает его и не даёт ему остыть. Эта область называется ядром (см. рис.1). В ядре, где температура достигает 15 МК, происходит выделение энергии. Ядро имеет радиус не более четверти общего радиуса Солнца. Однако в его объёме сосредоточена половина солнечной массы и выделяется практически вся энергия, которая поддерживает свечение Солнца.

Сразу вокруг ядра начинается зона лучистой передачи энергии, где она распространяется через поглощение и излучение веществом порций света – квантов. Кванту требуется очень много времени, чтобы просочиться через плотное солнечное вещество наружу. Так что если бы печка внутри Солнца вдруг погасла, то мы узнали бы об этом только миллионы лет спустя.

На своём пути через внутренние солнечные слои поток энергии встречает такую область, где непрозрачность газа сильно возрастает. Это конвективная зона Солнца. Здесь энергия передаётся уже не излучением, а конвекцией. Конвективная зона начинается примерно на расстоянии 0,7 радиуса от центра и простирается практически до самой видимой поверхности Солнца (фотосферы), где перенос основного потока энергии вновь становится лучистым.

Фотосфера – это излучающая поверхность Солнца, которая имеет зернистую структуру, называемую грануляцией. Каждое такое зерно размером почти с Германию и представляет собой поднявшийся на поверхность поток горячего вещества. На фотосфере часто можно увидеть относительно небольшие темные области — солнечные пятна. Они на 1500˚С холоднее окружающей их фотосферы, температура которой достигает 5800˚С. Из-за разницы температур с фотосферой эти пятна и кажутся при наблюдении в телескоп совершенно черными. Над фотосферой расположен следующий, более разряженный слой, называемый хромосферой, то есть окрашенной сферой. Такое название хромосфера получила благодаря своему красному цвету. И, наконец, над ней находится очень горячая, но и чрезвычайно разреженная часть солнечной атмосферы — корона.

Солнце – источник энергии

Наше Солнце – это огромный светящийся газовый шар, внутри которого протекают сложные процессы и в результате непрерывно выделяется энергия. Энергия Солнца является источником жизни на нашей планете. Солнце нагревает атмосферу и поверхно

Как работает солнечная энергетика, виды солнечных электростанций.

Мир не стоит на месте: постоянно разрабатываются и внедряются новые технологии, хотя отдельные страны и регионы значительно отстают. Одно из актуальных направлений развития — переход на альтернативные источники энергии. К таким относится солнечная энергия. Возможность её широкого внедрения обсуждается уже давно. Сейчас солнечная энергетика обеспечивает около 1% от всей потребности в энергоресурсах.

Даже скептики убедились в том, что солнечное излучение может быть преобразовано в электричество. Но человечество не спешит полностью переходить на этот источник, хотя он доступен во всех уголках планеты. Стоит разобраться в том, почему так происходит.

Как из солнечного излучения получается электричество?

Процесс преобразования излучения, вырабатываемого Солнцем, в электрический ток, называется солнечной генерацией. Он включает в себя несколько этапов. Есть несколько технологий, и самыми эффективными признаны следующие:

• Аэростатные солнечные станции (СЭС), которые бывают мобильными, тарельчатыми, башенными, на фотобатареях и комбинированными;
• Гелиотермальная энергетика;
• Фотовольтарика.
  

Как из солнечного излучения получается электричество

Методы вырабатывания электричества их солнца

Фотовольтарика

Фотовольтарический эффект обеспечивает преобразование солнечной энергии в электроток. В процессе участвует фотоэлемент. Когда на него попадают лучи солнца, энергия частиц света поглощается электронами. Они приходят в движение, и создаётся напряжение. По такому принципу действуют солнечные панели. Они устроены таким образом, что фотоэлементы повёрнуты в сторону солнца и в дневное время поглощают его свет.

Фотоэлектрический эффект.

Панели удобны в использовании, они изготавливаются разных размеров. Их не нужно защищать от перепадов температур и атмосферного воздействия. Устройства для преобразования солнечной энергии в электрический ток выпускают несколько компаний, одна из них — SistineSolar. Её продукция отличается тем, что имеет разные расцветки и текстуру. В этом панели превосходят традиционные, окрашенные в синий цвет. Они не только выполняют основную функцию, но и служат элементом оформления кровли.

Плавающая солнечная электростанция.

Фотовольтарика — перспективная технология, и эксперты считают. что через несколько десятков лет она будет обеспечивать около 20% от общемировой потребности в электричестве.

Гелиотермальная энергетика

Эффективность этой технологии немного ниже по сравнению с фотовольтарикой. Выработка энергии происходит так:

• сосуд с водой нагревается пол солнцем;
• жидкость превращается в пар;
• пар под высоким давлением подаётся на турбину;
• в процессе вращения вырабатывается электричество.

Гелиотермальная энергетика.

Таким образом, технология включает в себя несколько этапов. Тепловые электростанции действуют по подобному принципу: жидкость нагревается и превращается в пар, который приводит в действие турбину. Разница в том, что в тепловых электростанциях для нагрева жидкости сжигается уголь.
Крупнейшая в мире гелиотермальная станция, вырабатывающая электрический ток из солнечных лучей, находится в пустыне Мохаве и называется Иванпа Солар. Это показательный пример эффективного применения технологии. Станция была запущена в 2014 году, и все эти годы работает только на солнечной энергии, исправно производя электричество. В конструкцию входят несколько башен. В них помещён большой котёл, наполненный водой. По окружности установлены зеркала. Солнечные лучи попадают на них, затем отражаются и поглощаются поверхностью котла. Вода внутри нагревается и превращается в пар. Зеркала установлены так, что они подвижны. Вращением управляет компьютер, поэтому поверхность всегда повёрнута в ту сторону, где находится солнце.

Хотите экономить на электроэнергии? Тогда узнайте, как работают ветряные мельницы и где выгодно их устанавливать

Мощность солнечной электростанции Иванпа Солар составляет 392 МВт. Примерно столько же электроэнергии вырабатывает средняя московская ТЭЦ.

Электростанция Ivanpah Solar Electric Generating System которая отныне будет носить статус крупнейшей в мире. Ее общая номинальная мощность составляет 392 МВт.

Ночью солнце не светит, однако работа гелиотермальной станции не прекращается, потому что днём используется не весь пар. Часть его отводится в специальные резервуары, а ночью расходуется. Таким образом, электрический ток вырабатывается равномерно.

Аэростатные электростанции

Станции этого типа нельзя назвать распространёнными, но кое-где они применяются. Конструктивно в аэростатную установку входят 4 элемента:

Аэростатные электростанции

Специальный шар — аэростат. Он висит в небе и поглощает лучи солнца. Внутри находится вода.
Паропровод. Нагреваясь, вода превращается в пар, который по паропроводу поступает в турбину, приводя её в движение.

Турбина — основной элемент, вырабатывающий электроэнергию. Насос и конденсатор — когда пар выполняет свою задачу, он остывает и конденсируется. Насос поднимает воду обратно в аэростат. Так цикл повторяется бесконечно.

Аэростатные электростанции.

Солнечная энергетика: положительные аспекты

Солнце — неиссякаемый источник энергии, который будет в распоряжении людей ещё очень долго — пока существует планета Земля. Солнечную энергиэю не надо добывать, как уголь. Процесс переработки тепла в электрический ток не наносит ущерба окружающей среде. Участие человека в процессе не требуется: достаточно оснастить станцию всем необходимым и запустить. Установка работает в автономном режиме.

Обслуживать станцию всё-таки нужно, потому что зеркала и другие поверхности, находящиеся на открытом воздухе, время от времени нужно мыть. Ресурс солнечных батарей при их интенсивном использовании не бесконечен, однако после их переработки получается сырьё, которое можно использовать повторно.

Интересное: Обслуживание солнечных батарей.

Препятствия к развитию солнечной энергетики

Солнечная энергетика имеет свою специфику. Основная сложность заключается в том, что в отдельные периоды эффективность работы станции сильно снижается. Есть способы, обеспечивающие работу станций ночью, но они бессильны, когда солнца нет в течение нескольких дней. Если долго стоит пасмурная погода, выработка электричества прекращается. В условиях, когда от солнечной электростанции зависит целый город, это привело бы к катастрофе. Но эту проблему можно обойти, применяя основной и резервный источники энергии.

Хотите узнать, как построить энергосберегающий дом? Смотрите секреты строительства дома , который сам экономит

Вторая сложность — высокие расходы на строительство станций. В их конструкцию входят редкие и дорогие элементы. Не каждая страна может позволить себе потратить средства на строительство СЭС, когда есть более мощные АЭС и ТЭС. Кроме ТОО, чтобы разместить станцию, нужно много свободного пространства, причём в таком регионе, где уровень солнечного излучения достаточно высок.

Солнечная энергетика: развитие за рубежом

Компания Tesla предлагает ещё более прогрессивное решение. Её продукция представляет собой материал для покрытия кровли, способный преобразовывать лучи солнца в электроток. Продукт представляет собой черепицу с функционалом солнечных панелей. В каждое изделие встроены специальные модули. По внешнему виду и цвету черепица разная, так что можно выбрать ту, что будет сочетаться с другими элементами дома. Кровельный материал выпускается под названием Solar Roof, и производитель даёт на него бесконечную гарантию.

Солнечная энергетика повышает эффективность. Теперь для солнечной генерации применяют и двусторонние панели. Они поглощают прямые и отражённые лучи солнца, за счёт чего КПД повышается на 30%. На таких панелях работает станция, недавно построенная в Европе. Предполагается, что она будет производить 400 МВт*ч в год.

Ещё одна необычная установка построена в Китае. При мощности 40 МВт она не занимает места на суше, а для Китая это весомое преимущество. Плавучая станция располагается в водоёме. Она закрывает собой некоторую площадь воды, в результате снижается испаряемость. Высокая эффективность работы фотоэлементов достигается за счёт того, что они меньше нагреваются.

Развитие отрасли в России

Пока другие страны переходят на альтернативную энергетику, в России продолжают использовать старинные методы. Электричество вырабатывают, сжигая нефть, уголь и газ. Чтобы понять масштаб отставания, достаточно сравнить 2 страны — Германию и Россию. В первой на солнечную генерацию приходится 20% всего энергобаланса, во второй — менее 0,03%. Отчасти это обусловлено тем, что Российские предприниматели вынуждены думать в первую очередь о рентабельности, а только потом — о пользе для населения. Ведь использование газа в краткосрочной перспективе обходится дешевле. Долгосрочные инвестиции в современные технологии представляются рискованными, поэтому не находится желающих вкладывать средства в строительство солнечных электростанций.

Ещё одна причина — низкий уровень солнечного излучения в наиболее развитых регионах, к которым относятся ленинградская и Московская области. В этом отношении перспективнее регионы, расположенные в южной части страны. Так, в Оренбургской области работает Орская СЭС. Её мощность составляет 25 МВт. В конструкцию входят 100 тыс. модулей. Станция построена и введена в эксплуатацию в 2015 году. Инвестор и владелец — ПАО «Т Плюс». Все солнечные модули российского производства. Чтобы их установить, понадобилось 33 тыс. свай. Площадь, на которой располагается станция, составляет 70 га.

В Крыму находится СЭС Перово — самая мощная станция. Она состоит из 440 тыс. фотоэлектрических модулей, суммарно выдающих 105 МВт. На площади, которую занимает станция, могли бы разместиться 259 футбольных полей. В Крыму работают ещё около 10 станций различной мощности. Вся энергия, вырабатываемая ими, уходит на собственные нужды республики.

Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.

СЭС Перово

В России планируется построить несколько СЭС, за счёт которых доля солнечной энергии должна увеличиться до 1%. Предполагается, что строительство 4 крупных станций завершится в 2020 году. Следовательно, развитие солнечной энергетики в стране всё же началось, хотя идёт оно пока медленными темпами. Есть основания полагать, что в будущем этот способ выработки электричества займёт достойное место наряду с остальными.

Solar Energy — The Ultimate Guide

Солнечная энергия — это в основном энергия, получаемая от солнечного излучения. Это возобновляемая энергия, которая набирает обороты в некоторых частях мира, поскольку считается эффективной альтернативой экологически небезопасным ископаемым видам топлива.

Сегодня солнечная энергия используется с помощью двух основных технологий, а именно. фотоэлектрические технологии и солнечные тепловые технологии.

В этом подробном руководстве мы исследуем технологии солнечной энергии, их использование и приложения.Мы также изучаем производство солнечной энергии в таких сверхдержавах мира, как Канада, США, Великобритания и Китай, а также в остальном мире.

Цель статьи — предоставить вам больше знаний о технологиях солнечной энергии и пробудить ваш интерес к внедрению этих технологий.

Солнечные энергетические технологии

Как уже упоминалось, в основном существуют две технологии солнечной энергии, которые включают фотоэлектрическую и солнечную тепловую технологию. Мы рассмотрим их и их использование здесь.

В двух словах, фотоэлектрическая солнечная система в основном преобразует солнечный свет в электричество с помощью солнечных элементов в монокристаллических, поликристаллических и тонкопленочных солнечных панелях, тогда как солнечная тепловая технология использует тепло от солнца и преобразует его в энергию.

Теперь мы исследуем эти технологии солнечной энергии, а именно. фотоэлектрическая и солнечная тепловая энергия. Мы также изучаем множество приложений и способов их использования.

1. Солнечная фотоэлектрическая система

Это распространенная технология, которая в основном зависит от солнечных панелей для преобразования солнечного света в электричество.

Использование и применение солнечной фотоэлектрической энергии

i). Солнечные энергетические системы, подключенные к сетям

Солнечные энергетические системы, подключенные к сетям — Изображение с сайта energysage.com

Фотоэлектрическая технология все чаще используется в подключении к сети, где фотоэлектрическое поле устанавливается с инвертором для направления избыточной энергии, производимой через панели, в сеть.

При подключении к сети солнечная энергия защищает от неудобств, связанных с отключением обычной энергии, выходом напряжения за пределы допустимого диапазона и любыми другими отклонениями, возникающими при подключении к сети.Каждый раз, когда подключение к сети выходит из строя, преобразованная солнечная энергия может компенсировать это и продолжать снабжать домохозяйства энергией.

Однако эта энергия должна производиться в больших количествах, что может потребовать государственных стимулов или коммунальных субсидий. Некоторые частные дома производят излишки фотоэлектрической электроэнергии и продают ее коммунальным предприятиям.

ii). Автономные солнечные энергосистемы

Автономная солнечная система мощностью 200 Вт

Фотоэлектрическая солнечная технология часто используется в изолированных системах, где энергоснабжение от электросети недоступно.

Телекоммуникации, уличное освещение, развитие сельских районов, электрификация городских и сельских районов, применение в сельском хозяйстве и управление — вот некоторые хорошие примеры внесетевых систем солнечной энергии.

Телекоммуникации — В телекоммуникациях солнечная энергия питает радары, мобильные телефоны, телеметрию, дистанционное управление, спутниковые телефоны, станции связи, радиолинии, телефонные будки, микроволновую печь и связь в железнодорожных туннелях.

Уличное освещение — Солнечная энергия в автономных системах также полезна для уличного освещения, такого как рекламные щиты, автобусные остановки и т. Д.

Развитие сельских районов — Энергию можно также использовать для освещения сельских домов, библиотек, школ, общественных центров, церквей, полицейских участков и многого другого.

Сельское хозяйство — Его также можно использовать в водяных насосах, освещении складов, освещении теплиц, доильных установках, электрификации ограждений, активации водяных насосов для кормления скота и многих других.

Control — автоматизация затворов, расходомеров, активации клапанов, станций учета, сбора данных, волоконно-оптических повторителей сигналов, управления резервуарами и многого другого.

Это несколько приложений фотоэлектрических систем в автономных приложениях.

Те, кто кемпинг на открытом воздухе вдали от сетевых систем, могут воспользоваться автономными фотоэлектрическими солнечными панелями, чтобы обеспечить их солнечными светильниками .

Генераторы на солнечных батареях также могут сыграть важную роль в приготовлении пищи , обогреве вашей палатки для кемпинга и многих других функциях.

Солнечные зарядные устройства позволяют ноутбукам и мобильным телефонам работать.

На самом деле существует множество применений фотоэлектрических солнечных технологий.

Автономные солнечные системы [Руководства по покупке и обзоры]

2. Солнечные тепловые технологии

Солнечные тепловые технологии также являются еще одним способом использования солнечной энергии.

Основное различие между этой технологией и фотоэлектрической системой заключается в способе извлечения солнечной энергии.

Первый использует солнечное тепло для нагрева воды или воздуха, а также для преобразования его в энергию.Это включает солнечное нагревание воды и солнечный подогрев бассейна.

Использование и применение солнечной тепловой энергии

i) Пассивная солнечная система

Пассивная солнечная система собирает , хранит и распределяет энергию независимо от механических устройств. Эта система использует стены, окна, крыши и полы для поглощения тепла, выделяемого солнцем.

Существуют конструкции солнечного отопления, которые поглощают и накапливают солнечную энергию.Летом в зданиях можно сделать отказ от тепловой энергии. Есть пассивное отопление и пассивное охлаждение.

В пассивном обогревателе солнечное излучение поглощается и сохраняется для обогрева здания через его компоненты, включая полы, стены и окна.

Пассивная солнечная система имеет три основных компонента: косвенное усиление, прямое усиление и изолированное усиление.

В модели с прямым усилением солнечный свет поглощается через окна на пол и стены, в то время как в модели с непрямым усилением определенный компонент, будь то стена или пол, поглощает тепло и позволяет ему распределяться по всему дому с использованием излучения. , теплопроводность или конвекция.

В изолированном усилении энергия поглощается в отдельной области и затем распределяется по другим областям с помощью воздуховодов.

И наоборот, в пассивном охлаждении система может защитить здания от поглощения солнечной энергии или избавиться от избыточной солнечной тепловой энергии посредством теплопроводности или вентиляции.

Испарение воды также играет важную роль в избавлении от избыточного теплового излучения, поскольку при испарении она поглощает больше тепла. Чтобы защитить здание от солнечного тепла, под крышей можно установить алюминиевую фольгу, которая блокирует это тепло.

ii) Технологическое тепло

Солнечная тепловая энергия может использоваться для обработки тепла в коммерческих или жилых зданиях .

Это может помочь домохозяйствам сэкономить до 80% своих счетов за электроэнергию, которые обычно расходуются на нагрев горячей воды.

Солнечная тепловая система в основном обрабатывает тепло с помощью пассивных и активных солнечных систем.

Мы уже обсуждали пассивную солнечную систему выше. В активной солнечной системе требуются солнечные тепловые коллекторы или панели, и для работы требуются насосы.

Солнечные тепловые коллекторы обычно устанавливаются на крыше, чтобы собирать как можно больше солнечного тепла.

Некоторые из них поставляются с трекерами, позволяющими следить за солнцем в течение дня, поглощая при этом максимальное количество тепла.

Эти коллекторы имеют прозрачную крышку с темной впитывающей поверхностью. Они предназначены для нагрева воздуха или жидкости для обогрева дома.

Хотя это считается бесконечным источником потребности в солнечном нагреве горячей воды, он может быть недостаточным в дни, когда климат неблагоприятный.Таким образом, у вас должна быть резервная копия обычной энергии.

iii) Приготовление пищи: солнечные плиты

Солнечная плита тарелочного типа

Если вы хотите внести свой вклад в сохранение окружающей среды, плиты на солнечной тепловой энергии могут помочь вам в этом.

Хотя приготовление пищи на солнечных батареях может занять больше времени, это дает много преимуществ. Многие люди в мире испытывают трудности с использованием других источников энергии, таких как древесина для приготовления пищи.

Те, у кого есть доступ к лесу, способствуют вырубке лесов.С солнечными плитами этой проблемы можно избежать.

Существуют различные типы солнечных плит. Некоторые концентрируют солнечную энергию с помощью отражающего металла или просто зеркала для приготовления пищи, в то время как другие окрашены в черный цвет, чтобы поглощать больше тепла и сохранять кастрюлю горячей в течение длительного времени.

Другие могут использовать пластиковые или стеклянные крышки для изоляции воздуха внутри от окружающего воздуха. Это сохранит тепло во время приготовления.

Благодаря солнечной тепловой энергии многие люди могут уменьшить загрязнение окружающей среды и сохранить леса для будущих поколений.Ухудшение состояния окружающей среды приводит к таким проблемам, как эрозия почвы и наводнения.

Если многие люди используют солнечные тепловые технологии, такие катастрофы можно предотвратить.

iv) Водяное отопление: солнечные обогреватели бассейна

Солнечная тепловая энергия может сыграть значительную роль в обогреве плавательного бассейна и, таким образом, сэкономить вам непомерные затраты.

Для нагрева воды в бассейне используются застекленные солнечные коллекторы. Они используют большое количество солнечной энергии для обогрева бассейнов.

Солнечные обогреватели бассейнов — Руководства по покупке и обзоры

v) Солнечная сушка

Аналогичным образом, в сельском хозяйстве солнечная тепловая энергия оказалась рентабельной и эффективной.

Заменяет ископаемое топливо, традиционно используемое для обезвоживания сельскохозяйственных продуктов. Солнечная сушка позволяет сушить эти изделия при температуре от 40 до 75 градусов Цельсия.

Уже существуют конструкции, хотя и в небольших масштабах, которые используют солнечную тепловую энергию для сушки сельскохозяйственных продуктов.Сельскохозяйственные компании очень экономят, используя солнечную сушку.

vi) Солнечная дистилляция

Солнечная дистилляция — это процесс испарения воды и ее последующей конденсации в той же системе.

Этот процесс использует солнечную тепловую энергию и заменяет традиционные энергоемкие методы.

Опреснение (преобразование соленой воды в пресную) упрощается с помощью солнечной дистилляции.

Этот процесс выполняется в системе, называемой гелиоустановка , которая может различаться по размерам, конструкции, материалам и размерам.

---

vii) Концентрирующая солнечная энергия (CSP)

Концентрирующая солнечная энергетическая система, как указано в названии, концентрирует солнечные лучи с помощью зеркал для преобразования света в тепло. Это будет впоследствии нагревать жидкость или газ, а затем генерировать электричество, вращая турбину.

Однако концентрирующие солнечные электростанции требуют больших акров земли, чтобы сосредоточить как можно больше тепла. Они фокусируют солнечный свет в высокотемпературное тепло, которое генерирует электроэнергию.В процессе можно использовать обычный генератор .

По сути, эта концентрирующая солнечная энергосистема состоит из двух частей: одна извлекает солнечную энергию и преобразует ее в тепло, а другая преобразует это тепло в электричество.

Концентрирующая солнечная энергия используется в самых разных областях. Безусловно, система может нагревать воду в жилых или коммерческих помещениях, чтобы исключить потребность в обычной энергии для нагрева воды для приготовления пищи, купания и уборки.

Домохозяйства значительно сэкономят с CSP при водяном отоплении.

Опять же, система может помочь в промышленных процессах, где большое количество воды используется для очистки оборудования или на производстве. Вода также может помочь в производстве пара с помощью теплообменника под давлением.

Сельскохозяйственные компании также могут получить выгоду от CSP. Эффективность концентрации солнечной энергии заключается в крупномасштабном производстве электроэнергии для повседневного потребления энергии в доме.

Огромные заводы необходимы для строительства таких заводов CSP для достижения такого крупномасштабного производства.Более того, больницы, школы и дома могут получить выгоду от охлаждения или обогрева помещений, которые стали возможны с помощью систем CSP.

Плюсы и минусы солнечной энергии

Хотя солнечная энергия может показаться рентабельной и эффективной неисчерпаемой альтернативой ископаемому топливу, она также связана с некоторыми недостатками и достоинствами.

Тем не менее, его плюсы перевешивают его минусы, отсюда и непрекращающееся мужество внедрять его по всему миру. В особенности развивающиеся страны, где большинство людей не имеют доступа к традиционной энергии или их экономика не могут позволить себе каждого гражданина.

Плюсы

• Устойчивое развитие . Солнце было здесь миллиарды лет и будет существовать еще долгие годы. С другой стороны, ископаемое топливо истощается. Таким образом, солнечная энергия является устойчивой.
• Сниженные выбросы — солнечная энергия экологична с меньшим воздействием на окружающую среду. Однако концентрация солнечной энергии может плохо сказаться на сбережении воды, но фотоэлектрическая система не истощает водные ресурсы.
• Хорошая безопасность — Каждая страна имеет доступ к солнцу. Таким образом, каждая страна может иметь доступ к солнечной энергии, даже если другие имеют больший доступ, чем другие.
• Нет зависимости от ископаемого топлива . В частности, солнечная энергия исключает необходимость использования угля для производства электроэнергии, что приведет к выбросам в атмосферу
• Возврат инвестиций . Хотя первоначальная стоимость может быть высокой, на самом деле солнечная энергия дает хороший возврат инвестиций.Это перевешивает ежемесячную оплату счетов за коммунальные услуги
• Государственные стимулы для установок возобновляемой энергии
• Возможность продавать солнечную энергию. Фактически, если у вас есть мощные фотоэлектрические панели, которые могут вырабатывать избыточное электричество, вы можете отправить его в коммунальную сеть и получить за это деньги.
• Нет обслуживания — системы солнечной энергии служат много лет. Панели могут прослужить более 25 лет без обслуживания. Единственное, что требуется минимальное обслуживание, — это чистить панели и доливать электролит в аккумуляторные батареи.
• Гибкость — солнечная энергия может быть установлена ​​где угодно. Автономные системы хороши для любителей активного отдыха.
• Безопасность — солнечная энергия безопаснее, чем обычное электричество на ископаемом топливе, которое может быть опасным для жизни

Минусы

• Земля требует — для выработки большего количества энергии необходимо строительство больших электростанций. Таким образом, для возведения этих планов нужна большая территория. В некоторых случаях странам может потребоваться вырубка лесов.
• Прерывание — в плохом климате солнце неэффективно для выработки большего количества энергии. Однако домашним хозяйствам и предприятиям необходимо компенсировать это большими солнечными батареями.
• Дорого — капиталовложения в солнечные энергетические системы являются камнем преткновения для многих бедных семей. Однако система окупается через меньшее количество лет после установки.
• Он работает от постоянного тока , поэтому вам нужны инверторы для преобразования постоянного тока в переменный, потому что электроника, работающая на постоянном токе, стоит дорого
• Слабое производство энергии в пасмурные дни и в зимние месяцы
• Высокие затраты на производство солнечных панелей
• Автомобили на солнечных батареях не так агрессивны, как другие автомобили, работающие на традиционных источниках энергии

Потенциал солнечной энергии

Годовое потребление солнечной энергии в США, Канаде, Австралии, Великобритании и других странах мира

Статистика показывают, что только в 2017 году в США было произведено около 53 миллиардов киловатт-часов фотоэлектрической и солнечной тепловой энергии.

В Канаде в стране установлено 2100 МВт солнечных систем для выработки 3 ТВтч в год в 2015 году. Онтарио в Канаде производит более 98% солнечной энергии, производимой в стране.

Между тем солнечные панели в Великобритании уже выработали 10 025 ГВтч за первые три квартала 2017 года.

По прогнозам, в Австралии солнечная энергия вырастет на 5,9% до 24 ПДж в 2029-2030 годах. Страна получает около 58 миллионов ПДж солнечной радиации в год.

Наконец, в мире вырабатывается около 5 единиц солнечной энергии.6 ГДж, что эквивалентно 1,6 МВтч на квадратный метр в год.

Какой объем производства солнечной энергии, по прогнозам экспертов, будет в будущем?

Эксперты прогнозируют, что производство солнечной энергии вырастет на 1,2% в 2030 году.

В странах ОЭСР ожидается рост на 1,7%, а в странах, не входящих в ОЭСР, — на 0,9%.

Подведение итогов!

Солнечная энергия в основном вырабатывается с помощью солнечных тепловых технологий и фотоэлектрических систем.Эти системы имеют разные и общие цели. Для фотоэлектрических систем вода не требуется, в отличие от солнечных батарей.

Тем не менее, все они превосходят по эффективности традиционные источники энергии.

Что такое солнечная энергия? Объяснение солнечной энергии

Время чтения: 4 минуты

Солнечная энергия — самый богатый энергетический ресурс на Земле. Его можно уловить и использовать по-разному, и как возобновляемый источник энергии — важная часть нашего будущего чистой энергии.

Посмотрите варианты использования солнечной энергии в вашем районе в 2021 году

Что такое солнечная энергия? Основные выводы

• Солнечная энергия исходит от солнца и может быть получена с помощью различных технологий, в первую очередь солнечных панелей
• «Фотоэлектрический эффект» — это механизм, с помощью которого кремниевые солнечные панели используют солнечную энергию и генерируют электричество
• Хочу принять Польза солнечной энергии для себя? Присоединяйтесь к EnergySage Marketplace, чтобы сравнить расценки на солнечную энергию для вашей собственности

Солнечная энергия: что это такое и как она работает?

Солнце делает больше, чем просто для нашей планеты, чем просто дает свет в дневное время — каждая частица солнечного света (называемая фотоном), достигающая Земли, содержит энергию, питающую нашу планету.Солнечная энергия является основным источником, отвечающим за все наши погодные системы и источники энергии на Земле, и каждый час на поверхность планеты попадает достаточно солнечной радиации, чтобы теоретически удовлетворить наши глобальные потребности в энергии почти на целый год.

Откуда вся эта энергия? Наше Солнце, как и любая звезда в галактике, похоже на массивный ядерный реактор. Глубоко в ядре Солнца реакции ядерного синтеза производят огромное количество энергии, которая излучается наружу от поверхности Солнца в космос в виде света и тепла.

Солнечная энергия может быть использована и преобразована в полезную энергию с помощью фотоэлектрических или солнечных тепловых коллекторов. Хотя солнечная энергия составляет лишь небольшую часть от общего глобального потребления энергии, снижение стоимости установки солнечных панелей означает, что все больше и больше людей в большем количестве мест могут использовать солнечную энергию. Солнечная энергия — это чистый возобновляемый источник энергии, который играет важную роль в глобальном энергетическом будущем.

Использование солнечной энергии для получения полезной энергии

Есть много способов использовать энергию солнца.Два основных способа использования солнечной энергии — это фотоэлектрические системы и солнечные тепловые системы для улавливания тепла. Фотоэлектрические элементы гораздо более распространены для небольших электроэнергетических проектов (например, для установки солнечных панелей в жилых домах), а улавливание солнечного тепла обычно используется только для производства электроэнергии в больших масштабах в солнечных установках. Помимо производства электроэнергии, более низкие колебания температуры в солнечных тепловых проектах могут использоваться для отопления и охлаждения.

Солнечная энергия — один из самых быстрорастущих и дешевых источников энергии в мире, и в ближайшие годы он будет быстро распространяться.По мере того, как технология солнечных панелей совершенствуется с каждым годом, экономические выгоды от использования солнечной энергии увеличиваются, добавляя к экологическим преимуществам выбора чистого возобновляемого источника энергии.

Фотоэлектрическая солнечная энергия

Обычный способ для владельцев недвижимости воспользоваться преимуществами солнечной энергии — это фотоэлектрические (PV) солнечные системы. С помощью солнечной фотоэлектрической системы солнечные панели преобразуют солнечный свет прямо в электричество, которое можно немедленно использовать, хранить в солнечной батарее или отправлять в электрическую сеть для получения кредитов на ваш счет за электричество.

Солнечные панели преобразуют солнечную энергию в полезную электроэнергию с помощью процесса, известного как фотоэлектрический эффект. Попадающий солнечный свет ударяет в полупроводниковый материал (обычно кремний) и выбивает электроны, приводя их в движение и генерируя электрический ток, который может быть захвачен проводкой. Этот ток известен как электричество постоянного тока (DC) и должен быть преобразован в электричество переменного тока (AC) с помощью солнечного инвертора. Это преобразование необходимо, поскольку U.Электрическая сеть С. работает на электричестве переменного тока, как и большинство бытовых электроприборов.

Солнечная энергия может быть получена во многих масштабах с помощью фотоэлектрических элементов, и установка солнечных панелей — это разумный способ сэкономить деньги на счетах за электроэнергию, уменьшив вашу зависимость от невозобновляемых ископаемых видов топлива. Крупные компании и электроэнергетические компании также могут извлечь выгоду из производства фотоэлектрической солнечной энергии, установив большие солнечные батареи, которые могут обеспечивать работу компании или поставлять энергию в электрическую сеть.

Солнечная тепловая энергия

Второй способ использования солнечной энергии — это улавливание тепла от солнечного излучения напрямую и его использование различными способами. Солнечная тепловая энергия имеет более широкий спектр применения, чем фотоэлектрическая система, но использование солнечной тепловой энергии для производства электроэнергии в небольших масштабах не так практично, как использование фотоэлектрических систем.

Существует три основных типа используемой солнечной тепловой энергии: низкотемпературная , используемая для отопления и охлаждения; среднетемпературный , используется для нагрева воды; и высокотемпературный , используемый для выработки электроэнергии.

Низкотемпературные солнечные тепловые системы используют нагрев и охлаждение воздуха в качестве средства контроля климата. Примером этого типа использования солнечной энергии является проектирование пассивных солнечных батарей. В домах, построенных для пассивного использования солнечной энергии, солнечные лучи попадают в жилое пространство для обогрева помещения и блокируются, когда его необходимо охладить.

Среднетемпературные солнечные тепловые системы включают солнечные системы водяного отопления. В солнечных установках для горячего водоснабжения солнечное тепло улавливается коллекторами на крыше.Затем это тепло передается воде, протекающей по трубопроводу вашего дома, поэтому вам не нужно полагаться на традиционные методы нагрева воды, такие как водонагреватели, работающие на масле или газе.

Высокотемпературные солнечные тепловые системы используются для производства электроэнергии в больших масштабах. В солнечной тепловой электростанции зеркала фокусируют солнечные лучи на трубках, содержащих жидкость, которая может хорошо удерживать тепловую энергию. Затем эту нагретую жидкость можно использовать для превращения воды в пар, который затем может вращать турбину и генерировать электричество.Этот тип технологии часто называют концентрированной солнечной энергией.

Воспользуйтесь преимуществами солнечной энергии на своей собственности

Лучший способ для индивидуальных владельцев недвижимости сэкономить деньги с помощью солнечной энергии — это установить домашнюю солнечную фотоэлектрическую систему. Чтобы найти подходящую систему по правильной цене, вам следует делать покупки на EnergySage Solar Marketplace. После регистрации вы получите бесплатные расценки на солнечные батареи от ближайших к вам квалифицированных и прошедших предварительную проверку специалистов по установке солнечных батарей. Просмотр котировок в нашей настройке «яблоки к яблокам» — отличный способ понять предложения и сравнить ключевые показатели, такие как удовлетворенные потребности в энергии и стоимость ватта.

экологическое содержание

Посмотрите варианты использования солнечной энергии в вашем районе в 2021 году

Солнечная энергия — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Верхняя диаграмма показывает, как сила солнечного света менее близка к полюсам Земли. На нижней карте показано, сколько солнечной энергии попадает на поверхность Земли после того, как облака и пыль должны были отразиться и поглотить часть солнечной энергии. Карта солнечного излучения: глобальное горизонтальное излучение в Европе

Солнечная энергия — это преобразование тепла, энергии, исходящей от солнца.Люди во всем мире использовали его по-разному на протяжении тысячелетий. Самые старые виды использования солнечной энергии — это отопление, приготовление пищи и сушка. Сегодня он также используется для производства электроэнергии там, где нет других источников питания, например, в местах, удаленных от места проживания людей, и в космосе.

Становится дешевле производить электричество из солнечной энергии. Поскольку Солнце всегда дает тепло, солнечную энергию можно рассматривать как возобновляемую энергию и альтернативу невозобновляемым ресурсам, таким как уголь и нефть.

Сегодня солнечная энергия используется разными способами:

После прохождения через атмосферу Земли большая часть энергии Солнца находится в форме видимого света и инфракрасного светового излучения. В процессе фотосинтеза растения превращают энергию солнечного света в химическую энергию (сахар и крахмал). Люди регулярно используют этот запас энергии по-разному, например, когда они сжигают дрова для ископаемого топлива или просто едят растения, рыбу и животных.

Солнечное излучение достигает верхних слоев атмосферы Земли с мощностью 1366 Вт на квадратный метр (Вт / м ² ).Поскольку Земля круглая, поверхность ближе к ее полюсам отклонена от Солнца и получает гораздо меньше солнечной энергии, чем поверхность ближе к экватору.

В настоящее время панели солнечных батарей преобразуют в лучшем случае около 15% падающего на них солнечного света в электричество. ^[1] Темные диски на третьей диаграмме справа — это воображаемые примеры того количества земли, которое, если бы оно было покрыто солнечными панелями с эффективностью 8%, производило бы немного больше энергии в форме электричества, чем мир нуждался в 2003 году. ^[2]

Панели, поглощающие солнечную энергию, на звуковом барьере возле аэропорта Мюнхена.

Многие технологии были разработаны с использованием солнечного излучения. Некоторые из этих технологий напрямую используют солнечную энергию (например, для обеспечения света, тепла и т. Д.), А другие производят электричество.

Солнечные электростанции [изменить | изменить источник]

Солнечные электростанции преобразуют солнечный свет в электричество либо напрямую, используя фотоэлектрические элементы (PV), либо косвенно используя концентрированную солнечную энергию (CSP).Концентрированные солнечные энергетические системы используют линзы или зеркала и системы слежения для фокусировки большой площади солнечного света в небольшой луч. Фотогальваника преобразует свет в электрический ток с помощью фотоэлектрического эффекта. ^[3]

Фотогальваника [изменить | изменить источник]

Концентрированная солнечная тепловая энергия [изменить | изменить источник]

Солнечная плита [изменить | изменить источник]

При приготовлении пищи на солнечных батареях в качестве источника энергии используется Солнце вместо стандартных видов топлива для приготовления пищи, таких как древесный уголь, уголь или газ.Солнечные плиты — недорогая и экологически безопасная альтернатива традиционным духовым шкафам. Они все чаще используются в регионах развивающегося мира, где вырубка лесов является проблемой, финансовые ресурсы для покупки топлива ограничены и где открытое пламя представляет серьезную опасность для людей и окружающей среды. Солнечные плиты закрываются стеклянной пластиной. Они достигают более высокой температуры за счет использования зеркал для фокусировки солнечных лучей.

Солнечный нагреватель [изменить | изменить источник]

Дом с солнечными батареями для отопления и других нужд в Яблункове, Чехия.

Солнце можно использовать для нагрева воды вместо электричества или газа. Существует два основных типа активных систем солнечного отопления в зависимости от типа жидкости — жидкой или воздушной — которая нагревается в коллекторах солнечной энергии. (Коллектор — это устройство, в котором жидкость нагревается Солнцем.)

Системы на основе жидкости нагревают воду или раствор антифриза в «водяном» коллекторе, а системы на основе воздуха нагревают воздух в «коллекторе воздуха». ^[28] Как воздушные, так и жидкостные системы могут дополнять принудительные воздушные системы.

Солнечные элементы [изменить | изменить источник]

Фотография ячейки размером 4 на 4 дюйма.

Солнечные элементы можно использовать для выработки электроэнергии из солнечного света. Это устройство, преобразующее световую энергию в электрическую. Иногда термин солнечный элемент зарезервирован для устройств, предназначенных специально для улавливания энергии солнечного света, а термин фотоэлектрический элемент используется, когда источник света не указан.

Солнечные элементы находят множество применений. Они уже давно используются в ситуациях, когда электрическая энергия из сети недоступна, например, в энергосистемах удаленных районов, спутниках на околоземной орбите и космических зондах, системах потребителей, например.г. карманные калькуляторы или наручные часы, удаленные радиотелефоны и приложения для перекачки воды. Большое нет. солнечных элементов объединены в устройство, называемое панелью солнечных элементов, которое может вырабатывать достаточно электроэнергии для практического использования. Электроэнергия, производимая солнечными панелями, может храниться в перезаряжаемых солнечных батареях, которые затем потребляются при необходимости. ^[29]

1. ↑ Солнечная панель в смежных Соединенных Штатах в среднем вырабатывает от 19 до 56 Вт / м² или от 0,45 до 1,35 (кВт · ч / м²) в день. «us_pv_annual_may2004.jpg». Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, США. Проверено 4 сентября 2006.
2. ↑ Международное энергетическое агентство — Домашняя страница
3. ↑ «Технологии: от кремния до солнечных элементов». Архивировано 19 июля 2011 года. Проверено 21 марта 2011.
4. ↑ «The Tribune: Топазовая солнечная ферма Калифорнийской долины, производящая электричество». Архивировано 03 марта 2015 года. Проверено 8 июля 2014.
5. ↑ SolarServer: CPI завершает строительство массивной гибридной солнечной фотоэлектрической / гидроэлектростанции в Западном Китае
6. ↑ Solar Star Project, Japan DG Demand Drive SunPower’s Q3, Forbes , 31.10.2014
7. ↑ [1]
8. ↑ Резолюция отдела энергетики E-4229
9. ↑ U.S. Тенденции рынка солнечной энергии, 2013 г., IREC, июль 2014 г.
10. ↑ Меза, Эдгар (27 июня 2013 г.). «NRG Energy завершает строительство солнечного ранчо в Калифорнийской долине мощностью 250 МВт». Ассоциация солнечной энергетики. Дата обращения 5 июля 2013.
11. ↑ «130 МВт под напряжением». Солнечное ранчо Калифорнийской долины. Проверено февраль 2013.
12. ↑ ^{12,0 12,1} «Таблица статуса проекта RPS — февральское обновление». Архивировано 23 июля 2012 года. Проверено 9 ноября 2014.
13. ↑ «Крупнейший в мире действующий проект солнечных фотоэлектрических систем, Агуа Калиенте, обеспечивает мощность в 250 мегаватт, подключенную к сети».Архивировано 01 мая 2013 года. Проверено 9 ноября 2014.
14. ↑ «Установка первых солнечных остановок в проекте Агуа Калиенте». Блумберг .
15. ↑ Самая большая в мире солнечная фотоэлектрическая установка — перышко в Кепке Министерства энергетики, Пит Данко, greentechmedia, 2 мая 2014 г.
16. ↑ «AV Solar Ranch One». NextLight Renewable Power LLC. 2009. Проверено 6 июня 2009 г.
17. ↑ Обзор проекта
18. ↑ Хилл, Джошуа (22 февраля 2013 г.). «Солнечное ранчо Антилопы 1 достигло рубежа в 100 мегаватт». Чистая техника . Проверено февраль 2013.
19. ↑ Ivanpah Solar Electric Generating System , получено 18 февраля 2014 г.
20. ↑ SEGS Power Stations , получено 20 марта 2010 г.
21. ↑ «Abengoa Solar: Solana компании Abengoa, первая в США крупномасштабная солнечная электростанция с системой хранения тепловой энергии, начинает коммерческую эксплуатацию». Архивировано 16 декабря 2014 года. Проверено 8 июля 2014.
22. ↑ CSP Мир
23. ↑ Andasol Solar Power Station , заархивировано из оригинала 28.09.2013, получено 20.03.2010
24. ↑ Andasol Solar Power Station , заархивировано из оригинала 24 апреля 2018 г., извлечено 20 марта 2010 г.
25. ↑ ^{25.0 25,1 25,2 25,3} (на испанском языке) Lokalizacion de Centrales Termosolares en Espana Архивировано 10 марта 2013 г. на Wayback Machine
26. ↑ «ACS ЗАПУСКАЕТ ЭТАП ЭКСПЛУАТАЦИИ СВОЕЙ ТРЕТЬЕЙ ПЕРЕДАЧИВОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ 50 МВт В ИСПАНИИ, EXTRESOL-1» (PDF). Архивировано из оригинального (PDF) 20 июля 2011 года. Проверено 8 июля 2014.
27. ↑ «ДОЛИНА 1 и ДОЛИНА 2». Архивировано 3 сентября 2009 года. Проверено 8 июля 2014.
28. ↑ Активное солнечное отопление
29. ↑ «Солнечные батареи | Natural Solar». Natural Solar . Проверено 1 ноября 2018.

О солнечной энергии | SEIA

Перейти к основному содержанию Кнопка меню

Присоединиться Авторизоваться Поиск

Поиск

Что мы делаем

• Инициативы и защита
  • Солнечная политика
    • Солнечная Крыша
    • Солнечная энергия для коммунальных предприятий
    • Использование возобновляемых источников энергии
    • Сообщество Solar
  • Финансы и налоги
    • Налоговый кредит на солнечные инвестиции
    • Финансовые программы
    • Налоговые вопросы
  • Общественное признание
    • Защита потребителя
    • Разнообразие и инклюзивность
    • Здоровье и безопасность
  • Торговля, технологии и окружающая среда
    • О солнечной энергии
    • Солнечные технологии
    • Солнечная энергия + Хранение
    • Международная торговля
    • Окружающая среда и устойчивость

Кто мы

• О SEIA
• Связаться с нами

Что нового

• Ресурсы
• Центр новостей

Примите участие

• Членство
• События
• Принимать меры
• Связь с коллегами
• SolarPAC
• Работа в отрасли

Где это происходит

• Карта штатов
• Каталог

.