Солнечная энергия. Цифры и факты
Основные характеристики солнечного света
Освещенность (усредненная мощность солнечного излучения, измеренная в верхней атмосфере Земли перпендикулярно солнечным лучам): 1366 Вт на квадратный метр (или 1361, в соответствии с НАСА).
«Стандартное солнце» (пиковая мощность излучения, которая достигает поверхности Земли на уровне моря в районе экватора в безоблачный полдень): 1000 Вт/м 2 , или 1 кВт/м 2 .
Это значение обычно используется в характеристиках фотоэлектрических систем. Здесь и далее все цифры приведены для поверхностей, оптимально расположенных относительно солнца (перпендикулярно лучам) в соответствии с широтой. Для горизонтальных поверхностей вы получите меньше солнечного света: чем дальше от экватора, тем ниже плотность солнечной энергии.
Инсоляция (среднее количество часов «стандартного солнца» на протяжении суток): от 4–5 солнечных часов на северо-востоке США до 5–7 часов на юго-западе. Инсоляция часто указывается в кВт·ч, численно вытекая из значения «стандартного солнца» в 1 кВт.
Общее количество излучаемой энергии солнечного света в день на м 2 на уровне моря: (энергия за день) = 1 кВт·ч × (инсоляция в часах). Учитывая среднюю инсоляцию в США, равную 5 солнечным часам, это значение обычно равно 5 кВт·ч/м 2 .
Солнечная мощность, усредненная за весь день: Wattsaverag = (энергия за день)/24. Для инсоляции в 5 кВт·ч мощность, усредненная за весь день – 5000 Вт/24 = 208 Вт/м 2 . Обратите внимание, что только небольшая часть этой энергии может быть преобразована в электричество из-за не очень высокой эффективности фотоэлектрических систем.
Типовые характеристики фотоэлектрических систем
Средний КПД распространенных коммерческих солнечных панелей: на кристаллическом кремнии (CSI) – 12–17%; тонкопленочных (из аморфного кремния и других материалов) – 8–12%.
Мощность, генерируемая панелью в один квадратный метр: PVwatts = (солнечная мощность) × (средний КПД), где КПД преобразуется в десятичное число.
Пиковая мощность в безоблачный полдень: PVwatts-peak = 1000 Вт × КПД. Как правило, пиковая мощность равна 120170 Вт/м 2 для CSi и 80–120 Вт/м 2 для тонких пленок (TF).
Суммарное усредненное количество энергии, производимой панелью в один м 2 за день: PVday = PVwatts-peak × (Инсоляция в часах). Для инсоляции в 5 часов это значение будет 0.6–0.85 кВт/м 2 для CSi и 0.4–0.6 кВт/м 2 для TF.
Выработанная энергия панели, усредненная за весь день: PVwatts-average = PVday/24. Это примерно 25–35 Вт/м 2 для CSi и 17–25 Вт/м 2 для TF.
Общая энергия, генерируемая фотоэлектрическим модулем на м 2 в год: PVyear = (полная энергия в день) × 365, которая будет равна примерно 219–310 кВт·ч для CSi и 146–219 кВт·ч для TF. Обратите внимание, что инверторы имеют эффективность 95–97%, поэтому фактической электроэнергии будет на 5% меньше.
Ожидаемая стоимость электроэнергии с одного м 2 , сэкономленной за год: Saving = PVyear × 0.95 × (стоимость кВт·ч), где 0.95 – КПД преобразователя и потери в проводах.
В среднем в США стоимость одного кВт·ч электроэнергии равна $0.12, это дает в год $24–35 для CSi и $17–24 для тонких пленок. Таким образом, в лучшем случае, можно будет сэкономить $35 в год на 1 м 2 панели. Эта цифра относится к высокоэффективной системе с номинальной мощностью 170 Вт/м 2 . Учитывая тот факт, что в настоящее время стоимость типичной фотоэлектрической системы составляет $8000 на 1000 Вт, такие установки будут стоить 170/1000 × $8,000 = $1,360 за м 2 . Это означает, что в нашем примере, гипотетический срок окупаемости будет 1360/35 = 39 лет. Никакое оборудование не сможет так долго функционировать. Скидки и кредиты могут сократить это время более чем на половину, однако, все равно, для среднестатистического домашнего хозяйства установка солнечной панели, скорее всего, не окупится. Конечно, это всего лишь пример. В районах с другой инсоляцией и другими затратами на установку срок окупаемости может быть выше или ниже.
Краткая информация о Солнце
- Диаметр: 1,392,000 км;
- Масса: 1,989,100 × 10 24 кг;
- Температура на поверхности:
5,700 °С;
385 млрд. МВт);
Перевод: Андрей Гаврилюк по заказу РадиоЛоцман
Источник
Какую мощность излучения имеет Солнце?
Любая лампочка, излучающая свет, характеризуется мощностью излучения. Эта величина измеряется в ваттах, она определяет количество энергии (или тепла), выделяемого телом в единицу времени. Какова же мощность нашего Солнца?
Общую мощность электромагнитного излучения звезды, выделяемого ее в космическое пространство называют светимостью. Полная мощность излучения Солнца, то есть его светимость равна 3,828•10 26 Ватт (
3,75⋅10 28 Люмен). Это значит, что наша звезда светит примерно также мощно, как триллион триллионов лампочек мощностью 380 Вт! Это невероятно огромное значение. У многих атомных электростанций, например, у Запорожской АЭС, мощность одного реактора составляет 1ГВт. Получается, что Солнце вырабатывает за одну секунду столько же энергии, сколько выработает миллион атомных реакторов за 12 000 лет круглосуточной и беспрерывной работы.
Надо отметить, что до нашей планеты доходит только одна миллионная тепла, излучаемого Солнцем. Но именно эта энергия обеспечивает жизнь на Земле. Без солнечного света температура на нашей планете была бы не выше, чем, например, на Плутоне, где она равна –220°С.
Энергия в нашем светиле выделяется в ходе термоядерных реакций, топливом для которых является водород. При этом каждую секунду Солнце расходует более 4 млн тонн водорода. Из-за этого температура звезды составляет порядка 6000° С. Откуда же звезда берет этот водород? Он находился в ней ещё в тот момент, когда Солнце впервые вспыхнуло в космосе 4,6 млрд лет назад. С тех пор звезда просто сжигает свои запасы. Примерно через 5 млрд лет водород почти закончится.
Но это не значит, что Солнце погаснет. Оно начнет сжигать гелий, и при этом светило на время резко увеличится в размерах. Меркурий и Венера будут поглощены Солнцем. Естественно, что на Земле станет так жарко, что она будет абсолютно непригодна для жизни.
Однако ещё через некоторое время закончится и гелий, и тогда наша звезда постепенно потухнет и превратится в белого карлика. После этого Солнце будет медленно, в течение миллиардов лет остывать.
Список использованных источников
Источник
Сколько энергии излучает Солнце за год? Сколько энергии изучает Солнце за год ?
Светимостью звезды называют общую мощность электромагнитного излучения звезды, уходящего от него в космическое пространство.
Светимость Солнца составляет 3,827·1026 Вт (в системе СИ) или 3,827·1033 эрг/сек (в системе СГС) . Астрономы используют светимость Солнца в качестве единицы измерения светимости звезд и галактик.
За год Солнце высвечивает в космос энергию 1,2·1034 Дж = 3,4·1018 тераватт-часов. Ежесекундно масса Солнца уменьшается на 4,3 млн тонн в силу эквивалентности массы и энергии (E = mc2). За гипотетические 4,5 миллиарда лет своего существования Солнце потеряло 6·1026 кг, что соответствует 0,03% массы Солнца.
На Землю попадает примерно 2 миллиардных доли этой энергии, из которых
37% (альбедо Земли) сразу отражается обратно в космос. Земля поглощает около 1 миллиарда тераватт-часов солнечной энергии в год. Для сравнения мировое производство электроэнергии составляет около 20 тысяч тераватт-часов в год, то есть, 0,002% от солнечной энергии.
Источники:
ru.wikipedia.org — Википедия: солнечная светимость;
Погугли на «солнечную постоянную»
Это нетрудно узнать из энциклопедии, но если тебе интересно — можешь сама подсчитать.
Известно, что на квадратный метр поверхности, в экваториальных широтах, Солнце посылает 5 киловатт мощности.
1. Умножь эту цифру на 3 (приблизительно) , чтобы исключить поглощение атмосферой;
2.Далее, известно, что Земля движется по орбите со скоростью 30 км/сек. Умножив эти 30 км. на количество секунд в году, ты узнаешь длину орбиты. Умножив ее на тысячу — ту же длину в метрах.
3.Поделив эту длину на число Пи, узнаешь радиус орбиты.
4. Применив формулу из учебника геометрии, ты можешь теперь узнать полщадь шара с таким радиусом.
5.Уможь эту площадь (выраженную в квадратных метрах) на те 15 киловатт, с которых все начиналось, ты узнаешь общую мощность излучения Солнца.
Я так думаю, она должна оказаться довольно большой 
Источник
Энергия нашего Солнца
Почти вся энергия на Землю, приходит от Солнца. Если бы не оно, Земля была бы холодной и безжизненной. Растения растут, потому что получают необходимую энергию. Солнце ответственно за ветер, и даже ископаемое топливо это энергия нашей звезды, запасенная миллионы лет назад. Но сколько энергии на самом деле, приходит от него?
Как вы, наверное, знаете, в его ядре, температура и давление настолько высоки, что атомы водорода сливаются в атомы гелия.
Излучение Солнца
В результате этой реакции синтеза, звезда производит 386 миллиардов мегаватт. Большая часть излучается в пространство. Вот почему мы видим звезды, которые удалены на десятки и сотни световых лет от Земли. Мощность излучения Солнца равна 1,366 киловатт на квадратный метр. Около 89000 тераватт проходит через атмосферу и достигает поверхности Земли. Получается его энергия на Земле составляет около 89000 тераватт! Просто для сравнения, общее потребление каждого человека составляет 15 тераватт.
Так что Солнце дает в 5900 раз больше энергии, чем люди в настоящее время производят. Нам просто нужно научится использовать ее.
Наиболее эффективный способ использовать излучение нашей звезды это фотоэлементы. Как таковое, это преобразование фотонов в электричество. Но энергия создает ветер, который заставляет работать генераторы. Солнце помогает расти культурам, которые мы используем для производства биотоплива. И, как мы уже говорили, ископаемые виды топлива, такие как нефть и уголь это концентрированное солнечное излучение, собранное растениями в течение миллионов лет.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Источник
Сколько энергии излучает Солнце за год? Сколько энергии изучает Солнце за год ?
Светимостью звезды называют общую мощность электромагнитного излучения звезды, уходящего от него в космическое пространство.
Светимость Солнца составляет 3,827·1026 Вт (в системе СИ) или 3,827·1033 эрг/сек (в системе СГС) . Астрономы используют светимость Солнца в качестве единицы измерения светимости звезд и галактик.
За год Солнце высвечивает в космос энергию 1,2·1034 Дж = 3,4·1018 тераватт-часов. Ежесекундно масса Солнца уменьшается на 4,3 млн тонн в силу эквивалентности массы и энергии (E = mc2). За гипотетические 4,5 миллиарда лет своего существования Солнце потеряло 6·1026 кг, что соответствует 0,03% массы Солнца.
На Землю попадает примерно 2 миллиардных доли этой энергии, из которых
37% (альбедо Земли) сразу отражается обратно в космос. Земля поглощает около 1 миллиарда тераватт-часов солнечной энергии в год. Для сравнения мировое производство электроэнергии составляет около 20 тысяч тераватт-часов в год, то есть, 0,002% от солнечной энергии.
Источники:
ru.wikipedia.org — Википедия: солнечная светимость;
Это нетрудно узнать из энциклопедии, но если тебе интересно — можешь сама подсчитать.
Известно, что на квадратный метр поверхности, в экваториальных широтах, Солнце посылает 5 киловатт мощности.
1. Умножь эту цифру на 3 (приблизительно) , чтобы исключить поглощение атмосферой;
2.Далее, известно, что Земля движется по орбите со скоростью 30 км/сек. Умножив эти 30 км. на количество секунд в году, ты узнаешь длину орбиты. Умножив ее на тысячу — ту же длину в метрах.
3.Поделив эту длину на число Пи, узнаешь радиус орбиты.
4. Применив формулу из учебника геометрии, ты можешь теперь узнать полщадь шара с таким радиусом.
5.Уможь эту площадь (выраженную в квадратных метрах) на те 15 киловатт, с которых все начиналось, ты узнаешь общую мощность излучения Солнца.
Я так думаю, она должна оказаться довольно большой 🙂
Источник