Как используется солнечная энергия
Что мы знаем про использование солнечной энергии на земле и про ее перспективы? Все мы, даже не имея дома солнечных батарей, активно пользуемся энергией солнца. Так, оно нагревает своим теплом нашу планету и не дает нам умереть от холода, осветляет поверхность Земли. Задумайтесь: всего один квадратный километр способен излучить почти 63000 кВт энергии. Чтобы понять, сколько это, представьте, что это равно работе целого миллиона электрических лампочек! Таким образом, каждую секунду солнце излучает 80 000 миллиардов кВт. Впечатляющие цифры.
Без энергии всего человечества попросту бы не существовало. Вспомним школьные годы и закон сохранения энергии, который мы изучали на уроках физики: энергия не возникает из ниоткуда и не может исчезнуть бесследно. Ее можно получить из природных ресурсов. Например, из угля, природного газа или урана. Ее превратят в необходимое нам тепло или свет. И все же, главным источником энергии было и остается солнце.
Разумеется, человеку было бы глупо не воспользоваться солнечной энергией, как альтернативой электрической, поскольку она имеет ряд преимуществ. Во-первых, она самовозобновляема, то есть участие человека абсолютно не требуется, во-вторых, бесплатна, в-третьих, может использоваться для нужд как мощных заводов, в хозяйстве, так и в быту среднестатистического пользователя, в-четвертых, безопасна для окружающей среды и здоровья человека. Чем ближе местность к югу, тем перспективнее использование солнечных батарей. Так, к примеру, в Израиле около 90 % домов имеют подобное оборудование.
Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.
Именно поэтому одной из главных задач ученых мира остается изобретение способов максимально полного и эффективного использования энергии большого светила. Поистине, это будущее всего человечества, ведь природные ресурсы не вечны.
Где используют солнечную энергию?
Год за годом люди все более активно используют энергию солнца. Если еще пять лет тому назад ее использовали для подогрева воды на даче, например, то сейчас возобновляемый источник энергии используют повсеместно промышленные объекты, а также пользователи для освещения своих домов и подогрева воды.
Использование солнечной энергии — ключевые сферы:
- В аграрном хозяйстве: для электрообеспечения парников ангаров и т.п.
- На спортивных объектах: для электроснабжения.
- В медицинских учреждениях: для энергоснабжения и автономности от перепадов напряжения и плановых отключений электричества.
- В авиации и космической промышленности.
- Для уличного освещения в городах.
- Для электрификация отдаленных населенных пунктов.
- В жилых домах: для их электроснабжение, отопление и снабжение горячей водой.
- Для бытовых нужд.
Солнечные панели в авто — Honda Fit
Использование солнечной энергии: особенности
Для превращения излучаемого солнцем света в тепловую энергию используют пассивные и активные системы. Как их различать? Пассивные системы – это здания, которые построены с применением таких стройматериалов, которые максимально эффективно поглощают солнечную энергию. Активные же – это коллекторы, фотоэлементы и солнечные батареи.
Пассивные системы
Как уже упомянуто выше, это так называемые «солнечные здания». Их строят, учитывая особенности климатической зоны, в которой они расположены. Материалы, из которых они строятся, дают возможность использования всей солнечной энергии для освещения, обогрева, охлаждения помещений. Как жилых, так и промышленных. Что же это за материалы и технологии? Это изоляция, деревянный пол, поглощающий свет от поверхности, расположение здания фасадом к югу.
Построенные таким образом солнечные здания максимально используют солнечное излучение, к тому же довольно быстро окупаются, снижая энергозатраты пользователей. Счастливые обладатели таких домов становятся энергетически независимы, а также живут в экологически чистых условиях.
Активные системы
В данную подкатегорию входят коллекторы, солнечные батареи, аккумуляторы, насосы, трубопроводы для горячей воды и теплоснабжения. Их располагают на крышах или в подвалах.
Фотоэнергия
Это один из способов использования излучения солнца: постоянный ток, который вырабатывается при попадании солнечного излучения. Это преобразование происходит в фотоячейках. Фотоячейки имеют двухслойную структуру. Один полупроводник располагается ниже и относится к р-типу, второй находится выше и относится к n-типу.
Электроны второго проводника поглощают излучение солнечной энергии, после чего покидают орбиты, переходя в зону первого проводника. Именно в этот момент появляется электронный поток – фототок.
Солнечные фотоэлементы
Используются они для более эффективного применения солнечного излучения. Они состоят из полупроводников, которые, при попадании на их поверхность солнечных лучей, приходят в движение и таким образом вырабатывают ток. Из-за отсутствия химических реакций при выработке тока, срок их службы достаточно долгий. Один из способов использования это фотоэлемент для включения света.
Фотоэлектрические преобразователи энергии солнца легки в использовании благодаря маленькому весу, легкостью в обслуживании. К тому же, являются очень эффективными при использовании энергии солнца.
Солнечные коллекторы
Принцип их работы заключается в преобразовании солнечного излучения в тепло. Коллекторы можно разделить на группы:
- Вакуумные.Используются в быту, когда вам нужна горячая вода. Состоят из стеклянных трубочек, которые нагреваются от солнечных лучей. В свою очередь, они уже нагревают воду.
- Плоские. Довольно распространены среди пользователей альтернативных источников энергии. Удобны в использовании для бытовых отопительных потребностей, а также для подогрева воды.
- Интегрированные. Считаются наиболее простыми и используются в газовых котлах для подогрева воды. Подогретая вода накапливается в баке для последующего потребления.
- Воздушные. Предназначены для воздушного отопления, рекуперации воздушных масс и для осушительных установок.
Для того, чтобы в последующем использовать солнечную энергию, вначале коллекторы накапливают ее в модулях, которые ставятся на крыше. Их конструкция следующая: это стеклянные трубки и пластины, окрашенные в черный цвет для лучшего поглощения излучения солнца.
Солнечные батареи
Что такое солнечная батарея? Давайте разбираться. Она состоит из модулей, которые принимают и преобразуют энергию солнца, в том числе тепловую. Батареи генерируют электрическую энергию постоянно либо аккумулируют ее для дальнейшего использования.Чаще всего используют солнечные батареи с помощью аккумуляторов – химических источников тока. Первое их применение зафиксировано в космическом спутнике.
Материалы
Для производства большинства батарей используют кремний, который стоит недешево. Потому первичная покупка влетит вам в копеечку, что впрочем, окупится за несколько лет. У солнечных батарей множество достоинств. Это простота конструкции батарей, легкость в установке, нетребовательность в обслуживании, долгая эксплуатация, эргономичность. Работают они от аккумуляторов. Главное, о чем не стоит забывать: они должны работать на открытых участках, не затемненных деревьями или зданиями. Также не рекомендуют забывать об очищении батарей от пыли и прочих загрязнений. При правильной эксплуатации солнечных батарей, они прослужат вам верой и правдой не один десяток лет. Энергию они вырабатывают как в течение светового дня, так и при пасмурных погодных условиях. Последнее время цена батарей неуклонно падает, что говорит про перспективы их использования.
Преимущества солнечных установок
Конечно же, стоит отметить явные достоинства таких установок:
- Они неисчерпаемы, потому никогда не закончатся.
- Абсолютно бесплатно потребляют солнечную энергию.
- Очень безопасны в эксплуатации.
- Обладают таким качеством, как автономность, так как работают от аккумуляторов.
- Крайне экономичны, ведь потратитесь вы только раз, приобретая их.
- Вы независимы от скачков напряжения в электросети или от плановых отключений.
- Установки долговечны при правильной эксплуатации.
- Довольно просты как в использовании, так и в их обслуживании.
Мы неспроста закончили статью преимуществами солнечных установок, ведь благодаря ним, они с каждым годом становятся всё популярнее. Неудивительно: вы хорошенько сэкономите, купив такое чудо техники, а еще защитите свою семью и их здоровье, ведь установки не наносят ни малейшего вреда человеку, а солнечная энергия практически вечная и бесплатная. Использование солнечной энергии – поистине наше светлое будущее! А перспективы безграничны.
Источник
Использование солнечной энергии человеком
Дата публикации: 12 ноября 2018
Использование солнечной энергии человеком – один из самых распространенных видов альтернативной добычи энергии, который позволяет людям быстро и не дорого получать необходимых ресурс. Энергия Солнца используется человеком не только в повседневной жизни, но и в довольно экзотических способах. Несколько их них мы сейчас обсудим, но и уделим внимание эксплуатации человеком Солнца в целом.
Где мы чаще всего встречаем использование энергии Солнца
Да, работа с солнечной энергией уже не стала обыденностью для человека. Наверное, это началось еще тогда, когда на калькуляторах стали устанавливать маленькую солнечную панель, позволяющую ему функционировать без батарейки. Помните? Мы в детстве часто задавались вопросом, для чего нужна эта штука, которая, в большинстве случаев просто на просто не работала.
В наше время чаще всего встретить использование солнечных панелей можно в обыденной жизни человека. И речь идет не только о заполнении поверхности крыши частного дома этими блестящими, причудливыми произведениями научного искусства, но и о том, как используется и преобразуется энергия солнечного света в промышленных масштабах.
Данное проявление смекалки тоже стало распространяться по территории нашей страны. Согласитесь, зачем производству покупать электричество у государства, если можно производить его, и продавать этому же государству. Верно? Наиболее продвинутые компании, которые, естественно, не требуют огромного количества энергии для работы своего производства, устанавливают целые поля, занимающие далеко не один гектар земли, солнечными панелями. Они помогают им значительно экономить на оплате счетов за электричество, и окупают себя в течение нескольких лет, после чего начинают приносить прибыль. Можно сказать, что это некий способ инвестирования, который позволяет экономить.
В быту же используется солнечная энергия менее затратными способами. Вы можете не только добывать электрическую энергию при помощи солнечных панелей, но и нагревать воду и отапливать помещение при помощи солнечный коллекторов. Эта конструкция не такая сложная, как вы думаете. Она имеет порядка 4-5 основных частей, которые можно собрать самостоятельно, однако, для того, чтобы они исправно функционировали вместе, требуется владеть не только определенными знаниями, но и навыками, позволяющими настроить исправную работу.
Также, стоит помнить, что любая неквалифицированная работа может привести к несчастным случаям, фатальным последствиям и, даже, жертвам. Вы согласитесь, что работа с прибором, который способен нагревать воду до 200-280 градусов, при котором она моментально испаряется, не всегда безопасно. Особенно, если человек не понимает, что может произойти.
Доверяйте это профессионалам!
Самые причудливые проявления работы с солнечной энергией
Как человек использует солнечную энергию в быту мы разобрали, но, естественно, после того, как «Тесла» улетела в космос, мы не может не проанализировать самые причудливые проявления использования этого источника энергии.
Например, относительно недавно, был разработан первый в мире корабль на солнечных батареях. Мы сейчас о том, который ходит по воде, а не космический, хотя и к такому тоже можно применить энергию Солнца, но об этом позже. Так вот, один швейцарский миллионер потратил порядка 20 миллионов долларов на то, чтобы соорудить такое судно, и обойти на нем вокруг земного шара. Это, естественно, стало рекордом, но вы только вдумайтесь, что он не потратил ни цента на топливо, и его машина никоим образом не загрязнила окружающую среду. Это ли не то, чем должны заниматься современные компании по сохранению природы?
Более того, внешний вид корабля также остался довольно приятным.
По поводу космических кораблей. Да, энергию Солнца также хотели использовать в их работе, сооружая «космические паруса». Они позволяли перемещать небольшие корабли по космическому пространству при помощи энергии Солнца. К сожалению, пока это делать не получается, однако, все близко. Мы уверены.
Если вы думаете, что обойти земной шар при использовании солнечных батарей можно только на корабле, то вы ошибаетесь. Вокруг нашей планеты уже облетел самолет, который работал исключительно на энергии Солнца, поставив несколько рекордов. Например, он был в небе порядка 120 часов без остановки. Это ли не настоящий отдых?
Размах крыльев воздушного судна составлял 75 метров, и вся его верхняя часть была устелена солнечными панелями (у корабля было точно также).
На самом деле, чтобы понять, как солнечная энергия используется на Земле, нужно не большое количество времени. Ее используют как-угодно, при этом не только в быту, но и для развлечения, опытов и работы. Чего говорить, ведь уже есть даже семейный автомобиль, который работает от энергии Солнца.
За этим будущее, согласны?
Источник