Solenergi - detta ... Använda solpaneler

Under de senaste åren, forskare är särskilt intresserade av alternativa energikällor. Olja och gas kommer att sluta förr eller senare, så fundera på hur vi ska överleva i denna situation är det nödvändigt nu. I Europa är vindkraftverk i stor utsträckning, som försöker utvinna energi ur havet, och vi talar om solenergi. När allt kommer omkring, stjärnan, som vi ser nästan varje dag i himlen, kan hjälpa oss att bevara icke-förnybara resurser och förbättra miljön. Värdet av solen till jorden kan inte överskattas - det ger värme, ljus, och gör funktionen av allt liv på planeten. Så varför inte hitta honom ett annat program?

En liten historia

I mitten av 19-talet fysiker upptäckte Aleksandr Edmon Bekkerel solceller effekten. Vid slutet av århundradet utvecklades Charlz Fritts den första anordningen kan bearbeta solenergi till elektricitet. Vi använde selen belagd med ett tunt lager av guld. Effekten var svag, men det är denna uppfinning är ofta förknippat med början av den solenergi eran. Vissa forskare håller inte med denna formulering. De kallade grundaren av en tid präglad av solenergi världsberömd vetenskapsman Alberta Eynshteyna. År 1921 fick han Nobelpriset för hans förklaring av lagarna i den externa fotoelektriska effekten.

Det verkar som solenergi - detta är ett lovande sätt att utveckling. Men det finns många hinder i så att det passar in i varje hem - främst ekonomiska och miljömässiga. Vad ingår i kostnaden för solpaneler, hur mycket skada de kan orsaka miljön och vad det finns sätt att generera energi, vi lär oss senare.

metoder ackumulering

Den mest angelägna uppgiften i samband med domesticering av energin från solen, inte bara för att få det, men ackumulering. Och detta är den svåraste. För närvarande har forskare utvecklat bara tre sätt att fullt domesticering av solenergi.

Den första är baserad på användningen av en parabolisk spegel och lite som att spela med ett förstoringsglas, som är bekant för alla från barndomen. Ljus passerar genom linsen, samla på en punkt. Om du lägger en bit papper, kommer det att lysa upp när temperaturen passerade solens strålar är otroligt hög på denna plats. Den paraboliska spegeln är en konkav skiva, som liknar en grund skål. Denna spegel, till skillnad från förstoringsglas inte sänder men reflekterar solljuset samla det på en punkt, som i allmänhet är riktad mot en svart vattenledning. Den här färgen används eftersom det bäst absorberar ljus. Vatten i röret under inverkan av solljus värms upp och kan användas för att generera elektricitet eller för uppvärmning av småhus.

platta uppvärmningsapparaten

Denna metod använder ett helt annat system. Solar mottagare ser ut som en flerskiktsstruktur. Dess arbetssätt är följande.

Som passerar genom glaset, strålarna faller på mörknade metall som är känd för att vara bättre absorberar ljus. Solstrålning omvandlas till termisk energi , och värmer vattnet, som är under den järnplåt. Vidare, allt sker som i den första metoden. Det uppvärmda vattnet kan användas antingen för uppvärmning eller för produktion av elektrisk energi. Dock är effekten av denna metod inte är tillräckligt hög för att använda den överallt.

Typiskt, den sålunda erhållna solenergi - det är varmt. För el är mycket mer benägna att använda den tredje metoden.

solceller

De flesta av oss är bekanta med sådana energikällor. Det innebär att man använder olika batterier eller solpaneler, som kan hittas på tak i många av dagens hem. En sådan metod är komplicerad tidigare beskrivits, men är mycket mer lovande. Det är han som ger dig möjlighet att omvandla solenergi till elektricitet i industriell skala.

Särskilda paneler syftar till att fånga strålarna tillverkade av kiselrika kristaller. Solljuset faller på dem, slår en elektron ur omloppsbana. I hans ställe, omedelbart söker en annan, så erhållna kontinuerlig rörelse kedja, vilket skapar en ström. Det används omedelbart om det är nödvändigt att tillhandahålla anordningar eller lagras i form av el i specialbatterier.

Populariteten av denna metod bygger på det faktum att det tillåter dig att få mer än 120 watt med en enda kvadratmeter solpanel. I detta fall panelerna har en relativt liten tjocklek, vilket ger dem möjlighet att placera i stort sett var som helst.

Typer av kiselskivor

Det finns flera typer av solceller. Den första med användning av enkristall kisel. Deras effektivitet är cirka 15%. Dessa solpaneler är dyrast.

Effektiviteten av celler gjorda av polykristallin kisel, når 11%. De kostar mindre som material för dem erhålls genom ett förenklat teknik. Den tredje typen är den mest ekonomiska och har en minsta verkningsgrad. Denna panel av amorft kisel, är att icke-kristallin. Förutom dåliga resultat, har de en stor nackdel - bräcklighet.

Vissa tillverkare att öka effektiviteten involvera båda sidorna av solpanel - bak och fram. Detta gör det möjligt att fånga ljuset i stora volymer, och ökar mängden energi som produceras med 15-20%.

inhemska tillverkare

Solenergi i världen blir allt vanligare. Även i vårt land är vi intresserade av att lära om branschen. Trots att Ryssland inte har varit mycket aktiv är utvecklingen av alternativa energikällor har vissa framsteg gjorts. För närvarande, skapande av paneler för solenergi tar några organisationer - mestadels akademiska institutioner av olika slag, och fabriker för produktion av elektrisk utrustning.

1. SPF "Quark".
2. JSC "Kovrov Mechanical Plant".
3. Allryska Forskningsinstitut för Elektrifiering av jordbruk.
4. Machine Building NPO.
5. AO VIEN.
6. JSC "Ryazan Plant metall-keramiska enheter."
7. JSC Pravdinsky pilotanläggningar källor en aktuell "positiv".

Detta är bara en liten del av företagen, att ta en aktiv del i utvecklingen av alternativa energikällor i Ryssland.

Påverkan på miljön

Avslag på kol och olja energikällor inte bara samman med det faktum att dessa resurser förr eller senare kommer att ta slut. Det faktum att de är mycket skadliga för miljön - förorenar mark, luft och vatten, bidra till utvecklingen av sjukdomar hos människor och minska immunitet. Det är därför alternativa energikällor måste vara säkra ur miljösynpunkt.

Kisel, som används för produktion av solceller av sig själv är säker, eftersom det är ett naturligt material. Men efter rengöring det återstår avfall. De kan orsaka skador på människor och miljö vid felaktig användning.

Dessutom är platsen helt belamrad med solpaneler, kan störa naturlig belysning. Detta kommer att leda till förändringar i befintliga ekosystem. Men i allmänhet är påverkan på miljön av anordningar för omvandling av solenergi minimal.

ekonomi

Den största kostnaden för att producera solceller är associerade med den höga kostnaden för råmaterial. Som vi har sett är de särskilda paneler som skapats med kisel. Trots att detta mineral är utbrett i naturen, med sitt byte bundna ett stort problem. Det faktum att kisel, vilket är mer än en fjärdedel av massan av jordskorpan, är inte lämplig för tillverkning av solceller. För detta ändamål, lämplig endast rent material erhålles med industriella metoder. Tyvärr ur sanden för att få rent kisel är extremt problematisk.

För priset denna resurs är jämförbart med uran används i kärnkraftverk. Därför är kostnaden för solceller för närvarande ligger kvar på en relativt hög nivå.

modern teknik

De första försöken att tämja solenergi där under en lång tid. Sedan dess har många forskare aktivt engagerade i sökandet efter den mest effektiva utrustningen. Det får inte bara vara ekonomiskt konkurrenskraftig, men också kompakt. Dess effektivitet måste sträva efter maximalt.

De första stegen till en idealisk enhet för mottagning och omvandling av solenergi har gjorts till uppfinningen av kisel batterier. Naturligtvis är priset ganska högt, men panelerna kan placeras på tak och väggar i hus, där de inte stör någon. Effektiviteten hos sådana batterier är obestridlig.

Men det bästa sättet att öka populariteten av solenergi - göra det billigare. Tyska forskare har redan föreslagit att ersätta kisel, syntetiska fibrer, som kan integreras in i ett tyg eller andra material. Effektivitet av en sådan solcell är inte särskilt hög. Men skjortan varvas med syntetiska fibrer kan, åtminstone för att ge el till en smartphone eller spelare. Arbetar aktivt inom nanoteknik. Förmodligen kommer de tillåter solen att bli den mest populära energikällan i detta århundrade. Företagets specialister Scates AS från Norge har redan förklarat att nanoteknik kommer att minska kostnaderna för solpaneler är 2 gånger.

Solenergi för bostäder

På bostäder, som i sin tur kommer att säkerställa att drömmen om många säkert: det finns ingen beroende av centralvärme, svårt att betala räkningar och skador på miljön. Redan många länder är aktivt bygga bostäder, förbrukar bara energi från alternativa källor. Ett slående exempel - den så kallade sol hus.

Under byggtiden kommer det att krävas större investeringar än den traditionella. Men efter flera års drift kommer alla kostnader att betalas tillbaka - måste betala för uppvärmning, varmvatten och el. I sol huset alla dessa meddelanden är knutna till specifika solcellspaneler placeras på taket. Och på så sätt erhållna energiresurser inte bara läggs på dagens behov, men också för att samla för användning på natten och i molnigt väder.

För närvarande är byggandet av sådana hus genomförs inte bara i länder nära ekvatorn, där solens energi för att producera det enklaste sättet. De uppfördes också i Kanada, Finland och Sverige.

För- och nackdelar

Utveckling av teknik för att utnyttja solenergin överallt, skulle kunna vara mer aktiv. Men det finns några skäl till varför det är fortfarande inte prioriteras. Som vi har sagt ovan, vid tillverkning av paneler som produceras av miljöfarliga ämnen. Dessutom innehåller den färdiga utrustningen i dess sammansättning av gallium, arsenik, kadmium och bly.

Det väcker en hel del frågor och behovet av återvinning av solcellspaneler. Efter 50 års arbete kommer de att vara olämpliga för tjänsten, och de måste på något sätt döda. Är det orsaka enorma skador på naturen? Det bör också ha i åtanke att solenergi - är ombytliga resurseffektiviteten av produktionen är beroende på vilken tid på dagen och väder. Detta är en betydande nackdel.

Men proffsen, naturligtvis. Solenergi kan framställas i praktiskt taget varje punkt på jorden, och utrustning för framställning och transformation kan vara så liten att den får plats på baksidan av smartphone. Vad är viktigare, det är en förnyelsebar resurs, det vill säga kommer mängden solenergi är oförändrade under minst tusen år.

utsikter

Utvecklingen av solenergiteknik bör leda till lägre kostnader för att skapa objekt. Redan finns glasskivor som kan installeras på Windows. Utvecklingen av nanoteknik har gjort att uppfinna en färg som sprutas på solpaneler och kan ersätta kisellager. Om kostnaden för solenergi faller ett par gånger, kommer dess popularitet växer också många gånger om.

Att skapa små paneler för individuell ansökan kommer att tillåta människor under alla omständigheter att använda solenergi - hemma, i bilen eller ens i landet. Tack vare deras fördelning för att minska belastningen på centralmakten, eftersom människor kommer att kunna ta ut små elektronik.

Shells experter tror att ungefär hälften av världens energi år 2040 kommer att genereras från förnybara resurser. Redan i Tyskland, är solenergi konsumtion växer snabbt, och batterikapaciteten är mer än 35 gigawatt. Japan är också aktivt utveckla denna industri. Dessa två länder - ledarna för solenergi i världen. Förmodligen snart få sällskap av USA.

Andra alternativa energikällor

Forskarna upphör inte att fundera över det faktum att du fortfarande kan användas för att producera el eller värme. Ge exempel på de mest lovande alternativa energikällor.

Vindkraftverk kan nu hittas i nästan alla länder. Även på gatorna i många ryska städer installera lampor som är självförsörjande på el från vindkraft. Visst kostnaden för deras högre än genomsnittet, men med tiden kommer de att återbetala skillnaden.

För länge sedan den uppfanns teknik för att producera energi med hjälp av skillnaden vattentemperaturen mellan havet ytan och på djupet. Kina aktivt kommer att utveckla detta område. Under de kommande åren, utanför Kina kommer att bygga den största kraftverket som körs på denna teknik. Det finns andra användningsområden för havet. Till exempel i Australien, planerar att etablera ett kraftverk som genererar energi från kraft vattenströmmar.

Det finns många andra sätt att producera el eller värme. Men mot bakgrund av många andra solar energialternativ - det är verkligen lovande område av vetenskapen.