Солнечная энергия, как альтернативный источник энергии

Известно, что с помощью  особых конструкций коллекторов  можно также качать воду из глубоких колодцев, обессоливать ее; сушить фрукты, овощи и даже замораживать продукты.

4)Гелиоконцентраторы: Ученые и инженеры, использующие метод фокусировки солнечных лучей для выработки электричества или тепла, по причине дороговизны и сложности изготовления огромных линз, используют массивы вогнутых зеркал (классические зеркальные панели или листы полированного алюминия). Зеркала являются составной частью гелиоконцентратора – установки, собирающей параллельные солнечные лучи в одной точке. Если в эту точку-фокус поместить трубу с теплоносителем (водой или другой жидкостью), она нагреется.[9]

 

В наши дни, особенно в развитых странах, большой популярностью  пользуются так называемые приватные  или частные солнечные установки. В некоторой мере «семейная добыча»  электричества посредством гелиоустановок превратилась в достаточно стабильный и прибыльный бизнес.

Конечно, здесь важно учитывать  большое количество специфических  факторов (географическое расположение, климат, политика, рыночная ситуация), однако в США и в некоторых  европейских странах много фермеров, доселе занимавшихся выращиванием скота, сегодня переоборудовали пастбища в поля для сборки солнечной энергии. Стратегия такого бизнеса проста – предприимчивые люди не только используют солнечное электричество без  ущерба для собственного бюджета, но и продают излишки энергии  государственным структурам.[8]

 

 

ДОСТОИНСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ  СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

1) Общедоступность и неисчерпаемость  источника (Солнца).

2) Теоретически, полная безопасность  для окружающей среды (однако  в настоящее время в производстве  фотоэлементов и в них самих  используются вредные вещества).

 

НЕДОСТАТКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ  СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Фундаментальные проблемы:

1) Из-за относительно небольшой  величины солнечной постоянной  для солнечной энергетики требуется  использование больших площадей  земли под электростанции (например, для электростанции мощностью  1 ГВт это может быть несколько  десятков квадратных километров). Однако, этот недостаток не так  велик (например, гидроэнергетика  выводит из пользования заметно  большие участки земли). К тому  же фотоэлектрические элементы  на крупных солнечных электростанциях  устанавливаются на высоте 1,8—2,5 метра, что позволяет использовать  земли под электростанцией для  сельскохозяйственных нужд, например, для выпаса скота.

Проблема нахождения больших  площадей земли под солнечные  электростанции решается в случае применения солнечных аэростатных электростанций, пригодных как для наземного, так и для морского и для  высотного базирования.

2) Поток солнечной энергии  на поверхности Земли сильно  зависит от широты и климата.  В разных местах среднее количество  солнечных дней в году может  различаться очень сильно.

 

Технические проблемы:

1) Солнечная электростанция  не работает ночью и недостаточно  эффективно работает в утренних  и вечерних сумерках. При этом  пик электропотребления приходится  именно на вечерние часы. Кроме  того, мощность электростанции может  резко и неожиданно колебаться  из-за смены погоды. Для преодоления  этих недостатков нужно или  использовать эффективные электрические  аккумуляторы (на сегодняшний день  это нерешённая проблема), либо  строить гидроаккумулирующие станции,  которые тоже занимают большую  территорию, либо использовать концепцию  водородной энергетики, которая  также пока далека от экономической  эффективности.

Проблема зависимости  мощности солнечной электростанции от времени суток и погодных условий  решается в случае солнечных аэростатных  электростанций.

2) Дороговизна солнечных  фотоэлементов. Вероятно, с развитием  технологии этот недостаток преодолеют. В 1990—2005 гг. цены на фотоэлементы  снижались в среднем на 4 % в  год.

3) Недостаточный КПД солнечных  элементов.

4) Поверхность фотопанелей  нужно очищать от пыли и  других загрязнений. При их  площади в несколько квадратных  километров это может вызвать  затруднения.

5) Эффективность фотоэлектрических  элементов заметно падает при  их нагреве, поэтому возникает  необходимость в установке систем  охлаждения, обычно водяных.

6) Через 30 лет эксплуатации  эффективность фотоэлектрических  элементов начинает снижаться.

 

Экологические проблемы:

1) Несмотря на экологическую  чистоту получаемой энергии, сами  фотоэлементы содержат ядовитые  вещества, например, свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т. д., а их производство  потребляет массу других опасных  веществ. Современные фотоэлементы  имеют ограниченный срок службы (30—50 лет), и массовое применение  поставит в ближайшее же время  сложный вопрос их утилизации, который тоже не имеет пока  приемлемого с экологической  точки зрения решения.

Из-за экологических проблем  и возникшего дефицита кремния начинает активно развиваться производство тонкоплёночных фотоэлементов, в составе  которых содержится всего около 1 % кремния. К тому же тонкоплёночные фотоэлементы дешевле в производстве, но пока имеют меньшую эффективность. (Так, например, в 2005 году компания «Shell» приняла решение сконцентрироваться на производстве тонкоплёночных элементов, и продала свой бизнес по производству кремниевых фотоэлектрических элементов).

 

 

 

 

 

 

 

                                             ВЫВОДЫ

Изучив данный материал и учитывая сопоставленные задачи, сделаем следующие выводы:

1: Количество солнечной энергии зависит от географического месторасположения участка, от времени суток, времени года, а так же от загрязнений попадающих в атмосферу.

2: В настоящее время уже существуют различные изобретения, работающие на солнечной энергии: калькулятор, автомобиль, дома и т.д. А ученые продолжают искать новые варианты использования солнечной энергии.

Все еще противоречивая солнечная  энергетика только начинает завоевывать  страны с рыночной экономикой и развивающиеся  государства. Дороговизна технологий сдерживает этот процесс. Однако постепенное  удешевление установок делает энергию  солнца все более привлекательной.

Уверена, успех развития этой отрасли напрямую будет зависеть от того, как быстро мы сможем начать «сотрудничать» с энергией Солнца.

Спектр, солнечного излучения, попадающего на Землю не велик. Но энергии этого излучения достаточно, чтобы обеспечить энергией все население Земли.

3: Несмотря на некоторые неблагоприятные технические, экологические и экономические аспекты солнечная энергия остается одним из лучших альтернативных источников энергии.

 

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ  ЛИТЕРАТУРА

1. А.С.Граундуотер «Солнечная радиация и кондиционирование воздуха»,М.,«Стройиздат», 1975г.

2. «Курс метеорологии» под ред. Г.Н.Тверского, ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ, Л., 1981г..

3. Справочник “Атмосфера”, ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ, Л., 1991г..

4.  Г.А. Гуреев «Земля и небо».

5.  Л. Алексеева «Небесные сполохи и земные заботы».

6.  Н.П. Русин, Л.Л. Флирт «Солнце на земле».

7. INTERNET сайт www.ru/wikipedia.org/Солнечная энергия/;

8. INTERNET сайт www.3dnews.ru/editorial/sun_energy;

9. INTERNET сайт www.biotechnolog.ru.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 1.2.1 Количественное попадание  солнечной энергии на землю           

 

 

 

 

 

 

 

Рис 1.2.2 Суммарное солнечное излучение

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

 

 Рис 1.2.3 Распределение солнечной радиации на поверхности земли

 

	Южная Европа	Центральная Европа	Северная Европа	Карибский регион
Январь	2.6	1.7	0.8	5.1
Февраль	3.9	3.2	1.5	5.6
Март	4.6	3.6	2.6	6.0
Апрель	5.9	4.7	3.4	6.2
Май	6.3	5.3	4.2	6.1
Июнь	6.9	5.9	5.0	5.9
Июль	7.5	6.0	4.4	6.0
Август	6.6	5.3	4.0	6.1
Сентябрь	5.5	4.4	3.3	5.7
Октябрь	4.5	3.3	2.1	5.3
Ноябрь	3.0	2.1	1.2	5.1
Декабрь	2.7	1.7	0.8	4.8
ГОД	5.0	3.9	2.8	5.7

Табл. 1.2.4 Количество солнечной радиации в Европе и странах Карибского бассейна, кВт·ч/м2 в день.