Energia solare – questo … Utilizzando pannelli solari

Negli ultimi anni, gli scienziati sono particolarmente interessati a fonti di energia alternative. Petrolio e gas finiranno prima o poi, in modo da pensare a come stiamo andando a sopravvivere in questa situazione, è necessario ora. In Europa, le turbine eoliche sono ampiamente utilizzati, che sta cercando di estrarre energia dal mare, e si parla di energia solare. Dopo tutto, la stella, che vediamo quasi ogni giorno nel cielo, ci può aiutare a conserviamo risorse non rinnovabili e migliorare l'ambiente. Il valore del sole per la Terra non può essere sopravvalutata – dà calore, luce, e permette la funzione di tutta la vita sul pianeta. Allora perché non trovargli un'altra applicazione?

Un po 'di storia

Nel fisico metà del 19 ° secolo, Aleksandr Edmon Bekkerel scoperto l'effetto fotovoltaico. Alla fine del secolo Charlz Fritts ha sviluppato il primo dispositivo in grado di elaborare l'energia solare in energia elettrica. Abbiamo utilizzato il selenio rivestito con un sottile strato di oro. L'effetto era debole, ma è presente invenzione è spesso associato con l'inizio del periodo dell'energia solare. Alcuni studiosi non sono d'accordo con questa formulazione. Hanno chiamato il fondatore dell'era dell'energia solare scienziato di fama mondiale Alberta Eynshteyna. Nel 1921 ha ricevuto il Premio Nobel per la sua spiegazione delle leggi dell'effetto fotoelettrico esterno.

Sembrerebbe che l'energia solare – questo è un modo promettente di sviluppo. Ma ci sono molti ostacoli in modo che si inserisca in ogni casa – soprattutto economici e ambientali. Che cosa è incluso nel costo dei pannelli solari, la quantità di danno che possono causare all'ambiente e che altro ci sono modi per produrre energia, si apprende in seguito.

accumulo metodi

Il compito più urgente associati con l'addomesticamento della energia del sole, non è solo di riceverlo, ma l'accumulo. E questa è la più difficile. Attualmente, gli scienziati sono stati sviluppati solo 3 modi per pieno domesticazione dell'energia solare.

Il primo si basa sull'utilizzo di uno specchio parabolico e un po 'come giocare con una lente di ingrandimento, che è familiare a tutti fin dall'infanzia. La luce passa attraverso l'obiettivo, raccogliendo in un punto. Se si mette un pezzo di carta, che si accende quando la temperatura ha attraversato i raggi del sole è incredibilmente alto in questo luogo. Lo specchio parabolico è un disco concavo, che assomiglia ad una ciotola poco profonda. Questo specchio, a differenza della lente non trasmette ma riflette la luce raccolta a un certo punto, che è generalmente diretta ad un tubo dell'acqua nera. Questo colore è usato perché assorbe luce migliore. L'acqua nel tubo sotto l'azione della luce solare riscalda e può essere usato per generare elettricità o per il riscaldamento di piccole case.

riscaldatore piatto

Questo metodo utilizza un sistema completamente diverso. ricevitore solare si presenta come una struttura multistrato. Il suo principio di funzionamento è il seguente.

Passando attraverso il vetro, i raggi cadono sul metallo buia che è noto per essere meglio assorbe la luce. radiazione solare viene convertita in energia termica , e riscalda l'acqua, che è sotto la piastra di ferro. Inoltre, tutto avviene come nel primo metodo. L'acqua riscaldata può essere utilizzato sia per il riscaldamento che per la produzione di energia elettrica. Tuttavia, l'efficacia di questo metodo non è abbastanza alto per usarlo ovunque.

In genere, il così ottenuta l'energia solare – è caldo. Per l'energia elettrica è molto più probabile che utilizzare il terzo metodo.

celle solari

La maggior parte di noi hanno familiarità con tali fonti di energia. Essa implica l'uso di vari batterie o pannelli solari, che possono essere trovati sui tetti di molte delle case di oggi. Tale metodo è complicato precedentemente descritto, ma è molto più promettente. È lui che ti dà la possibilità di convertire l'energia solare in energia elettrica su scala industriale.

speciali pannelli destinati a catturare raggi fatti di cristalli ricchi di silice. La luce che cade su di loro, batte un elettrone fuori orbita. Al suo posto, cerca immediatamente un altro, così ottenuta catena in movimento continuo, che genera una corrente. Viene utilizzato immediatamente se necessario prevedere dispositivi o memorizzata sotto forma di energia elettrica in apposite batterie.

La popolarità di questo metodo basato sul fatto che essa consente di ottenere più di 120 watt con un solo metro quadrato di pannello solare. In questo caso i pannelli hanno una relativamente piccolo spessore, che consente loro di mettere praticamente ovunque.

Tipi di pannelli di silicio

Ci sono diversi tipi di celle solari. Il primo realizzati con silicio monocristallino. La loro efficienza è pari a circa il 15%. Questi pannelli solari sono i più costosi.

Efficienza delle celle in silicio policristallino, raggiunge 11%. Costano meno come il materiale per loro è ottenuta tramite una tecnologia semplificata. Il terzo tipo è il più economico ed ha un'efficienza minima. Questo pannello di silicio amorfo, che è non cristallino. Oltre a scarso rendimento, hanno un grave inconveniente – fragilità.

Alcuni produttori per aumentare l'efficienza coinvolgere entrambi i lati del pannello solare – posteriore e anteriore. Questo consente di catturare la luce in grandi volumi, e aumenta la quantità di energia prodotta da 15-20%.

produttori nazionali

L'energia solare in tutto il mondo sta diventando sempre più comune. Anche nel nostro paese siamo interessati a conoscere il settore. Nonostante il fatto che la Russia non è stata molto attiva è lo sviluppo di energie alternative, è stato raggiunto un certo progresso. Attualmente, la creazione di pannelli per l'energia solare richiede alcuni organizzazioni – per lo più istituzioni accademiche di vario genere, e le fabbriche per la produzione di apparecchiature elettriche.

1. SPF "Quark".
2. JSC "Kovrov Mechanical Plant".
3. All-Russian Research Institute per l'elettrificazione dell'agricoltura.
4. Macchina NPO Building.
5. AO VIEN.
6. JSC "Ryazan impianto di dispositivi in metallo-ceramica."
7. JSC Pravdinsky fonti vegetali pilota di una corrente "positivo".

Questa è solo una piccola parte delle aziende, prendendo parte attiva nello sviluppo di energie alternative in Russia.

Impatto sull'ambiente

Rifiuto di fonti energetiche carbone e petrolio non solo è legato al fatto che queste risorse prima o poi esaurirsi. Il fatto che sono molto dannose per l'ambiente – inquinamento del suolo, aria e acqua, contribuiscono allo sviluppo di malattie negli esseri umani e ridurre l'immunità. È per questo che le fonti alternative di energia devono essere sicuri dal punto di vista ambientale.

Silicio, che viene utilizzato per la produzione di celle solari per sé è sicuro, perché è un materiale naturale. Ma dopo la pulizia rimane rifiuti. Possono causare danni agli esseri umani e per l'ambiente se usato impropriamente.

Inoltre, il sito è completamente ingombra di pannelli solari, può interrompere l'illuminazione naturale. Questo porterà a cambiamenti dell'ecosistema esistente. Ma in generale, l'impatto ambientale dei dispositivi per la conversione dell'energia solare è minima.

economia

Il maggior costo di produzione di celle solari sono associati con l'elevato costo delle materie prime. Come abbiamo visto, i pannelli speciali vengono create utilizzando il silicio. Nonostante il fatto che questo minerale è ampiamente distribuito in natura, con la sua preda legato un grosso problema. Il fatto che il silicio, che è più di un quarto della massa della crosta terrestre, non è adatto per la produzione di celle solari. A tale scopo, adatto solo materiale puro ottenuta con metodi industriali. Purtroppo, dalla sabbia per ottenere puro silicio è estremamente problematico.

Per il prezzo di questa risorsa è paragonabile con l'uranio è usato nelle centrali nucleari. Ecco perché il costo delle celle solari rimane attualmente ad un livello abbastanza alto.

la tecnologia moderna

I primi tentativi di domare l'energia solare per un lungo periodo di tempo. Da allora, molti ricercatori sono attivamente impegnati nella ricerca di apparecchiature più efficienti. Deve essere non solo economicamente competitiva, ma anche compatta. La sua efficienza deve lottare per il massimo.

sono stati fatti i primi passi per un dispositivo ideale per la ricezione e conversione dell'energia solare l'invenzione delle batterie silicio. Naturalmente, il prezzo è abbastanza alto, ma i pannelli può essere posizionato sui tetti e le pareti delle case, dove non interferiranno con nessuno. L'efficienza di tali batterie è innegabile.

Ma il modo migliore per aumentare la popolarità di energia solare – rendere più conveniente. scienziati tedeschi hanno già proposto di sostituire il silicio, fibre sintetiche, che può essere integrato in un tessuto o altro materiale. Efficienza di una cella solare tale non è molto elevata. Ma la camicia intervallati da fibre sintetiche può, almeno, per fornire energia elettrica ad un dispositivo o lettore. Lavorando attivamente nel campo delle nanotecnologie. Probabilmente, essi permettono al sole di diventare la fonte più popolare di energia in questo secolo. gli specialisti della società Scates AS dalla Norvegia ha già dichiarato che la nanotecnologia sarà ridurre il costo dei pannelli solari è 2 volte.

L'energia solare per le case

Sulla custodia, che si farà in modo che il sogno di molti di sicuro: non v'è alcuna dipendenza dal riscaldamento centralizzato, pagare le bollette di difficoltà e danni all'ambiente. Già, molti paesi sono attivamente costruire alloggi, consumando solo energia derivata da fonti alternative. Un notevole esempio – la cosiddetta casa solare.

Durante la costruzione richiederà maggiori investimenti rispetto al tradizionale. Ma dopo diversi anni di attività, tutti i costi saranno pagati indietro – devono pagare per il riscaldamento, acqua calda ed elettricità. Nella casa solare tutte queste comunicazioni sono legati ai pannelli fotovoltaici specifiche poste sul tetto. E così ottenute le risorse energetiche non solo speso per le esigenze attuali, ma anche di accumulare per l'uso di notte e in tempo nuvoloso.

Attualmente, la costruzione di queste case è condotta non solo nei paesi vicini all'equatore, dove l'energia del sole per produrre il modo più semplice. Essi hanno anche eretto in Canada, Finlandia e Svezia.

Pro e contro

Sviluppo di tecnologie per sfruttare l'energia solare in tutto il mondo, potrebbe essere più attivo. Ma ci sono alcune ragioni per le quali non è ancora una priorità. Come abbiamo detto sopra, nella produzione di pannelli prodotti da sostanze dannose per l'ambiente. Inoltre, l'apparecchiatura finita contiene nella sua composizione di gallio, arsenico, cadmio e piombo.

Si solleva un sacco di domande e la necessità per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici. Dopo 50 anni di lavoro saranno inabile al servizio, e hanno di uccidere in qualche modo. Ha causato un enorme danno alla natura? Va inoltre tenuto presente che l'energia solare – è incostante efficienza delle risorse di cui produzione dipende dal momento della giornata e tempo. Questo è uno svantaggio significativo.

Ma i professionisti, naturalmente. L'energia solare può essere prodotta in qualsiasi punto sulla terra e attrezzature per la sua preparazione e la trasformazione può essere così piccola che si adatta sul retro dello smartphone. Che cosa è più importante, è una risorsa rinnovabile, che è, la quantità di energia solare rimangono invariati per almeno un migliaio di anni.

prospettive

Lo sviluppo di tecnologie di energia solare dovrebbe portare a una riduzione dei costi per la creazione di oggetti. Già, ci sono pannelli di vetro che può essere installato su Windows. Lo sviluppo delle nanotecnologie ha permesso di inventare una vernice che viene spruzzato sui pannelli solari e potrebbe sostituire strato di silicio. Se il costo dell'energia solare non cadere un paio di volte, la sua popolarità crescerà anche più volte.

La creazione di piccoli pannelli per singola applicazione permetterà alle persone di tutte le circostanze di utilizzare l'energia solare – a casa, in auto o anche nel paese. Grazie alla loro distribuzione per ridurre il carico sul potere centrale, perché la gente sarà in grado di ricaricare piccoli dispositivi elettronici.

gli esperti della Shell ritengono che entro il 2040 circa la metà dell'energia mondiale sarà generato da fonti rinnovabili. Già in Germania, il consumo di energia solare sta crescendo rapidamente, e la capacità della batteria è più di 35 gigawatt. Il Giappone sta inoltre sviluppando attivamente questo settore. Questi due paesi – i capi della energia solare in tutto il mondo. Probabilmente, presto di essere raggiunto dagli Stati Uniti.

Altre fonti di energia alternative

Gli scienziati non cessano di rompersi la testa il fatto che si può ancora essere utilizzato per produrre elettricità o calore. Fornire esempi delle fonti energetiche alternative più promettenti.

Le turbine eoliche possono ora essere trovati in quasi ogni paese. Anche per le strade di molte città russe installare le luci che sono autosufficienti in energia elettrica da energia eolica. Certamente il costo della superiore alla media, ma con il tempo si provvederà a rimborsare la differenza.

Molto tempo fa è stato inventato la tecnologia per la produzione di energia utilizzando la differenza di temperatura dell'acqua tra la superficie dell'oceano e in profondità. La Cina sta attivamente sta per sviluppare questo settore. Nei prossimi anni, al largo della costa della Cina stanno andando a costruire la più grande centrale elettrica in esecuzione su questa tecnologia. Ci sono altri usi del mare. Ad esempio, in Australia, hanno in programma di stabilire una centrale elettrica che genera energia dalla forza delle correnti d'acqua.

Ci sono molti altri modi per produrre elettricità o calore. Ma sullo sfondo di molte altre opzioni di energia solare – è davvero promettente settore della scienza.