Статьи: Строительство и ремонт Всё для дома Инструменты и оборудование

Проблемы и перспективы использования солнечной энергии


Существование и эволюция живого вещества на Земле всецело зависит от светимости Солнца и солнечного тепла, получаемого земной поверхностью. Благодаря этому на нашей планете существует многообразие ландшафтных обстановок и широкая климатическая зональность. Трансформация солнечной энергии в процессе фотосинтеза дает возможность развитию растительного мира. Каменный и бурый уголь, торф и горючие сланцы — это преобразованные в определенных ландшафтно-климатических обстановках скопления растительной биомассы, в которых по сути дела концентрация органического углерода представляет собой законсервированную солнечную энергию. Примерно то же самое можно сказать и относительно углеводородов нефти, но только в том случае, если встать на позицию её органического происхождения.

Всё это означает, что получение в настоящее время тепловой энергии в результате сжигания минерального топлива осуществляется за счет захороненного многие десятки и сотни миллионов лет назад органического углерода, за счет преобразованных последующими геологическими процессами «былых биосфер». Долгое время казалось, что для прямого использования солнечной энергии в бытовых целях и в промышленных установках особых препятствий не должно возникать. Были предложены сотни вариантов преобразования солнечной энергии, поступали тысячи предложений и по способам аккумулирования солнечного тепла. К примеру, для отопления и горячего водоснабжения в промышленном производстве и в быту используются солнечные вакуумные коллекторы, которые используют солнечную энергию для нагрева воды. Подробнее ознакомиться с этим замечательным устройством преобразования солнечной энергии можно ознакомиться на сайте http://www.klimat.lviv.ua/catalog/339/.

Одни из них оказались чисто умозрительными и не давали необходимого эффекта, другие могли использоваться только в ограниченных масштабах, а третьи требовали огромных капиталовложений, но к тому же установки обладали весьма низкими коэффициентами полезного действия. Оценка энергетических возможностей Солнца показывает, что ежегодный поток энергии посылаемый Солнцем на Землю, по крайней мере, тысячу раз больше той энергии, которая заключена во всем ископаемом минеральном топливе, находящемся в недрах планеты. Использование только 5 % солнечной энергии в десятки раз превосходит мощность всех существующих и проектируемых энергетических установок всех иных видов энергетики.

До сих пор с Солнцем связывался, пожалуй, только один способ получения энергии — концентрация солнечного луча на парогенераторах с помощью гелиостатов, т. е. своеобразно установленных зеркальных систем непрерывно следующих за перемещающимся солнцем. Сконцентрированная солнечная радиация направляется на котел и нагревает находящуюся в нем воду до 250 °С. Получаемый пар под давлением поступает в турбину, которая вращает электрогенератор, вырабатывающий промышленный ток. Созданные на такой основе солнечные электростанции имели мощность всего несколько десятков тысяч кВт. Однако многолетние исследования показали тупиковость данного направления. С одной стороны себестоимость получаемой электроэнергии оказалась очень высокой, занимаемая площадь энергоустановок слишком большой, а с другой — трудноразрешимой оказывалась проблема непрерывной работы таких установок в ночное время, в периоды погодных аномалий и во время стихийных бедствий.

Сегодня пришло время обратить внимание и на принципиально иной способ преобразования солнечной энергии и переориентировать на него существующие промышленные установки. В середине XX столетия было открыто замечательное свойство чистых кристаллов кремния. Кремний является полупроводником и способен преобразовать солнечный свет в электрический ток. Такое прямое преобразование солнечного света в электричество в настоящее время широко используется в самых различных электрических датчиках, в контрольно-измерительных приборах и в калькуляторах. Вместе с тем созданы специальные панели солнечных батарей, которые состоят из большого числа определенным способом соединенных тонких пластин, вырезанных из кристаллов чистого кремния. Несмотря на свою высокую стоимость и технологические трудности, такие батареи сегодня широко используются для обеспечения жизнедеятельности космических аппаратов и длительное время безотказно работали на международной космической станции «Мир».


1426 просмотров
Поделиться в социальных сетях
Подписаться на группу ВКонтакте



Комментарии к статье Проблемы и перспективы использования солнечной энергии