Солнечная энергия: 4 причины для использования. Солнечная энергия является результатом4.3 Солнечная энергияСолнечная энергия является результатом реакции синтеза ядер легких элементов дейтерия, трития и гелия, которые сопровождаются огромным количеством энергии. Источником всей энергии, за исключением термоядерных, ядерных и геотермальной, потребляемой человечеством является солнце. Это излучение , полученное сегодня, или поглощенное раньше, и запасенное в органическом топливе. Мощность солнечного излучения, подающего на 1м2, расположенный перпендикулярно солнечным лучам, и находящихся за пределами атмосферы составляет 1356+20 Вт/м2. Эта величина называется солнечной постоянной. Половина этой энергии достигает поверхности Земли. Остальная часть отражается атмосферой или рассеивается в ней. Поглощаемая поверхностью Земли солнечная энергия излучается обратно в космическое пространство. На экваторе подается и поглощается больше энергии, а на полюсах – значительно меньше. Из всех возобновляемых источников Солнце является самым мощным. Потребности мировой энергетики может обеспечить 0,0125% солнечного излучения, падающего на Землю. 0,5% солнечной энергии могут покрыть потребности человечества в энергии на перспективу. Но использовать эти огромные потенциальные ресурсы в большом масштабе вряд ли когда-либо удастся. Главным препятствием на этом пути является низкая плотность потока солнечного излучения. Для средних широт она составляла 800 Вт/м2 и 200 Вт/м2 зимой. Установка для использования солнечной энергии должна иметь собирающее устройство с достаточной поверхностью, поэтому чтобы получить солнечной энергии в большом количестве необходимы огромные поверхности собирающих устройств, которые требуется где-то разместить. Солнечная энергетика является наиболее материалоемким видом производства. Крупномасштабное использование солнечной энергии связано с увеличение потребности в материалах, а следовательно и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его переработки изготовления оборудования и его эксплуатацию. Если в традиционной топливной энергетике на производство 1МВт в год электроэнергии требуется примерно 300-500 человек –часов, то для получения такого же результата с помощью солнечной энергетики от 40-50 тысяч человеко-часов. Поступление солнечной энергии на Землю имеет нестабильный характер. Оно зависит от времени года, суток, облачности и солнечной активности. Для компенсации недостатка солнечной активности используются устройства, концентрированное солнечной энергии, и аккумулятора для накопления этой энергии. Пока получение электрической энергии с помощью солнечного излучения обходиться значительно дороже по сравнению с традиционными способами. Но уже в настоящее время во многих странах используются установки для превращения солнечной энергии в тепловую и электрическую. Рано или поздно исследование в области солнечной энергетики позволят решить не только технические но и экономические проблемы. Солнечную энергию можно преобразовать в электрическую. 2 способа : 1. Можно непосредственно преобразовать солнечное излучение в электрический ток с помощью фотоэлектрических преобразователей (фотоэлемент). 2. Использование солнечной энергии в качестве источника тепла для выработки электрической энергии. Здесь можно использовать различные тепловые двигатели и в частности паровые турбины. Реализация этих способов связана с рядом технических проблем. Более простым способом является преобразование солнечной энергии в тепловую. Эту энергию можно использовать для нужд теплоснабжения, а также в различных технологических процессах. studfiles.net Солнечная энергия: 4 причины для использованияЭнергия, вырабатываемая солнечными батареями чистая и надежная. Солнце является неисчерпаемым источником тепла и представляет собой лучшую альтернативу ископаемому топливу. Применение солнечных панелей дает значительные преимущества для окружающей среды и экономики. Преимущества солнечной энергииЦена солнечных батарей и других форм солнечной энергии чрезвычайно снизилась за последние 10 лет. Солнечная энергия может быть использована с различными технологиями, такими как фотоэлектрическая или технология солнечной тепловой электроэнергии, обеспечивая повышенную эффективность и более низкую стоимость. Кроме того, солнечные технологи получения энергии отличаются высокой надежностью и требуют минимального обслуживания после установки.
Каждый новый киловатт мощности солнечных батарей приносит немедленное снижение счета за электроэнергию для предприятий и домашних хозяйств, одновременно повышая стоимости здания. Согласно исследованию, проведенному Boston Consulting Group в 2012 году, стоимость 1 Ватта солнечной энергии ежегодно снижается на 7% и эта тенденция будет продолжаться до 2020 г. С 2016 года солнечная энергия будет полностью конкурентоспособная ископаемому топливу.
Солнце обеспечивает человечеству восстанавливаемый источник энергии без токсических загрязнений. Панели солнечных батарей не требуют воды для выработки электроэнергии. В отличие от ископаемого топлива, добыча которого в значительной степени влияет на водные ресурсы. Департамент Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии CША, проанализировал воздействие разных источников энергии на окружающую среду и пришел к выводам, что если 80% электроэнергии в стране будет добываться из возобновляемых источников, к 2050 году выбросы углекислого газа от производства электроэнергии могут быть снижены на 81%. Солнечная энергия один из важнейших пунктов решений проблемы глобального потепления. Этот источник альтернативной энергии заменит углеродоемкие источники тепла, в целях эффективной борьбы с парниковым эффектом.
Солнечная энергия и другие возобновляемые источники энергии имеют потенциал для создания большего числа рабочих мест. По данным недавнего исследования, на рынке возобновляемых источников энергии занято 2,7 млн работников. В 2011 году в сфере солнечной энергетики США работало около 100 000 человек на неполный рабочий или полный рабочий день. В том числе рабочие места были созданы на солнечных электростанциях, производстве и сфере продаж. Кроме того, солнечная энергия предлагает другие экономические выгоды. В будущем производство солнечной энергии может уменьшить необходимость тратить деньги на импорт угля и природного газа из других регионов. Кроме того, небольшие поселки и села могут воспользоваться солнечной энергией с источников установленных в отдаленных районах. Солнечная энергия является более устойчивой энергетической системой, которая может распространяться через систему электросетей на обширной географической территории. Однозначно, что будущее принадлежит возобновляемым источникам энергии, вопрос только, когда каждый из нас готов будет принять экологически чистые и экономные источники солнечной энергии. Солнечная энергия: 4 причины для использования was last modified: Апрель 10th, 2017 by JenniferThompson teplo-klimat.com 28 фактов о солнечной энергии.Все, что связано с солнечной энергией, связано и с самой жизнью, которую на нашей планете без солнца просто невозможно представить! Существует множество интереснейших фактов, описывающих природу солнечной энергии и ее использование. Надеемся, что все они помогут Вам узнать о гелиоэнергетике больше, и в будущем Вы будете использовать солнце не как альтернативный, а как основной источник энергии. Солнце – главный ресурс 1. Вообще говоря, термин «солнечная энергия» описывает не один конкретный способ получения энергии, а множество таких способов. Можно легко подумать, что речь идет только о различных видах солнечных панелей и коллекторов. Но это не совсем так - «солнечная энергия» тем или иным образом аккумулирует и энергию ветра и воды, способствует появлению биотоплива (дров, брикетов, пеллет). Ветер появляется в результате разницы температур, возникающей из-за проникновения в атмосферу солнечных лучей. Ветер, в свою очередь, гонит волны водоемов; осадки также возникают в результате испарения воды, нагретой солнцем – все это ресурсы гидроэнергетики. 2. В повседневной жизни без солнца просто невозможно обойтись. Любите загорать или просто нежиться в лучах солнца? Сушите белье на солнце? Плывете под парусом? Во всех этих случаях вы используете солнечную энергию. 3. Солнечная энергия успешно используется и для таких насущных дел, как приготовление пищи, отопление, коммуникация, освещение улиц, и для приведения в движение огромных космических аппаратов. 4. Кстати сказать, такие виды топлива, как уголь, нефть и газ, в течение миллиона лет образовывались из остатков древнейших деревьев и растений, которые в свое время не выросли бы без солнца! Солнечная энергетика – это не просто модное увлечение 5. Человек использовал солнечную энергию всегда, а не только в последние десятилетия. История гелиоэнергетики – богата фактами. Так, например, при строительстве сооружений люди издавна ориентировались на солнце и его перемещение по небу в течение дня. Это помогало продумать, сколько в будущем строении будет света и тепла. 6. У древних народов всегда существовал культ Солнца. Многие из них считали, что солнце – первопричина всего. 7. Еще в XV веке Леонардо да Винчи говорил о возможности использования солнечной энергии в промышленных масштабах за счет нагрева воды специальными вогнутыми зеркалами. За солнцем – будущее цивилизации 8. В последнее время развитые страны стали все больше и больше использовать солнце как один из основных источников энергии. И это понятно – не секрет, что сжигание газа, нефти, угля – причина глобального потепления и загрязнения окружающей среды. К тому же, рано или поздно эти ресурсы будут исчерпаны. 9. Солнечная энергетика – хорошее решение и для развивающихся стран, «удаленных» от магистральных трубопроводов. Солнечная энергия – это автономное и независимое отопление и электричество. 10. Принимая во внимание тот факт, что цены на нефть, газ и уголь постоянно растут, солнечная энергия становится все более доступной и дешевой. Солнечные цифры 11. Солнце в 109 раз больше Земли. Радиус Солнца – 696000 км, радиус Земли – 6376 км. 12. Средняя температура поверхности Солнца – 5700°С. Средняя температура поверхности Земли – 20°С. 13. Солнце удалено от Земли на 150 миллионов км, а его возраст - 4,5 миллиарда лет. 14. Суммарный поток солнечного излучения, проходящий за единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную потоку, называют солнечной постоянной. Она равна 1366 Вт/м2. Часть этой энергии поглощается атмосферой, а часть – облаками, поэтому до земной поверхности обычно «долетает» не более 1020 Вт/м2. Однако этого хватает, чтобы получать с одного квадратного метра от 3 до 9 кВт энергии в день. Статистика с Земли 15. В последние годы затраты на производство фотоэлементов для солнечных панелей снизилось на 3-5% в год, а государственные субсидии в этой сфере в некоторых странах увеличились. Кому-то этот факт может показаться незначительным, однако он говорит о том, что солнечная энергия становится более доступной. 16. За последние годы производство солнечных батарей увеличилось на 60%. 17. 1 кВт энергии, выработанный солнечной установкой, равен 1 кВт, получаемому от сжигания 77 кг угля и выброса в атмосферу 135 кг углекислого газа. 18. В 2005 году общемировой максимум мощности установленных солнечных батарей составлял около 5300 МВт. Мировой опыт 19. Крупнейшая в мире система солнечных установок по выработке электричества была сооружена в Германии в 2006 году. Баварский «солнечный парк» мощностью в 10 МВт располагается на территории в 25 гектаров и состоит из 57600 солнечных панелей. 20. Новый парк солнечных панелей, установленных в немецком Арнштадте, «побил рекорд» Баварского парка на 2 МВт и теперь претендует на роль крупнейшего. 1400 подвижными панелями он вырабатывает 12 МВт энергии и обеспечивает электричеством 3500 домохозяйств. 21. В Северной Америке крупнейшая солнечная электростанция находится в пустыне Мохаве. Площадь солнечных установок составляет в 4 км2. 90% солнечной энергии, выработанной в промышленных масштабах, производится именно здесь. 22. Если установить солнечные панели в Сахаре, то они смогут вырабатывать 450 ТВт (тераватт) энергии в год. Это притом, что ежегодно человечество потребляет 13 ТВт энергии, получаемых из самых разных источников. 23. Около половины всех солнечных панелей производится в Японии. Они в основном используются для обслуживания жилых помещений. 24. В Израиле в настоящий момент идет строительство солнечной электростанции на 100 МВт, которая сможет обеспечить электричеством более 200 тысяч израильтян. В будущем Израиль планирует построить еще более мощную солнечную электростанцию – на 500 МВт. 25. В доказательство того, что солнечные коллекторы можно использовать не только в регионах с теплым климатом, в британском Манчестере небоскреб CIS Tower был оснащен более чем 7200 панелями. 26. Для современного транспорта авто на солнечной энергии, своего рода, – Святой Грааль. И не случайно: автомобильные выхлопы – одна из главных причин загрязнения атмосферы и глобального потепления. Поисками такого Святого Грааля в транспортной индустрии успешно занимаются в Австралии. Там ежегодно проводятся гонки авто на солнечных батареях. Длина трассы – 3021 км. Впервые соревнование проводилось в 1987 году. Тогда средняя скорость гоночной машины составляла 67 км/ч. Сегодня же эта скорость переваливает за 100 км/ч. Заглядывая в будущее 27. Можно уверено сказать, что будущее уже наступает. Компания Shell прогнозирует, что к 2040 году 50% всех используемых человеком источников энергии будут возобновляемыми. Компания планирует присоединиться к мировому проекту по развитию альтернативных источников энергии, начало которому было положено Объединенными Арабскими Эмиратами. К проекту также собираются присоединиться и другие крупнейшие промышленные гиганты: British Petroleum, Total, Occidental Petroleum Corp, General Electric, Rolls Royce, Fiat и Mitsubishi. 28. Использование солнечной энергии – это не только вопрос технологии, это еще и результат понимания человеком необходимости бережного отношения к окружающему его миру. Конечно, сегодня довольно легко поставить на крышу своего дома солнечные коллекторы. Важно при этом и понимать, что так мы меняем мир к лучшему и начинаем создавать будущее уже сегодня. termal-shop.ru К каким ресурсам относится солнечная энергияС целью предотвратить тяжелые последствия энергетического кризиса мировое научное сообщество все активнее развивает методы получения энергии из возобновляемых источников. Одним из наиболее перспективных направлений альтернативной энергетики является использование энергии солнечного света. Рост потребления электроэнергии набирает обороты вместе с расширением промышленного комплекса, увеличением численности населения и внедрением энергоемких отраслей. При таких темпах развития прогресс вызовет неизбежный дефицит энергоносителей, которых в земных недрах существует ограниченное количество. Солнечная энергия относится к возобновляемым ресурсам и дает человечеству надежду на получение почти бесплатного обеспечения энергоносителями в течение всего будущего времени.Как используют солнечную энергиюСолнечная энергия используется как в частном хозяйстве, так и в масштабах промышленности. Очень многие домовладельцы в восточной и центральной части Европы снабжают свое жилье автономными источниками энергии, пользуются электромобилями с зарядкой от солнечных батарей и получают горячую воду из гелиоколлекторов. На виду у мировой общественности находятся сотни работающих проектов солнечных электростанций, вырабатывающих от нескольких десятков мегаватт до сотен гигаватт электроэнергии в течение года. На данный момент солнечная энергетика является обязательной составляющей в отрасли изучения и освоения космоса. Аналогов солнечным панелям для вырабатывания электроэнергии в космическом пространстве нет и в ближайшее время не предвидится.Перспективы развития отраслиЗа последние десять лет не только увеличилась эффективность разработки солнечной энергии, но также возросла ее популярность. В Германии, например, за счет внедрения комплексов солнечной энергетики удалось сократить выбросы парниковых газов на 40%. Практически во всех странах тропического и экваториального климатических поясов наблюдается ускоренный рост производства чистой электроэнергии из солнечного света. С такими темпами развития гелиоэнергетика может занять до 45% общего производства электроэнергии в мире. Она отвечает главным требованиям, предъявляемым к источникам энергии такого рода: мобильность, автономность, децентрализация инфраструктуры.Проблемы солнечной энергетикиК сожалению, даже при очевидных плюсах перехода на энергию из возобновляемых источников, мировое сообщество не спешит проводить полную модернизацию энергетической системы. Причиной тому является препятствование развитию альтернативной энергетики со стороны компаний, занятых в сфере добычи и переработки углеводородов. Темпы развития солнечной энергетики также искусственно замедляются определенными лицами, не заинтересованными в доступе человечества к практически неисчерпаемому энергоресурсу. Кроме того, солнечная энергетика имеет ряд специфических особенностей, не позволяющих применять ее повсеместно. Она требует стабильного круглогодичного уровня солнечной радиации, а производство компонентов солнечных электростанций на данный момент является очень затратным. Кроме того, до сих пор не удалось создать способа накопления и сохранения энергии солнца в темное время суток, обладающего достаточной эффективностью.completerepair.ru Солнечная энергия. Преобразование солнечной энергии.Людьми солнечная энергия используется в самых разных формах, для отопления и охлаждения помещений, производства питьевой воды дистилляции, дезинфекции, освещения, производства горячей воды и приготовления пищи. Способы использования солнечной энергии ограничены только человеческой изобретательностью. Солнечные технологии бывают пассивными или активными, в зависимости от способа захвата энергии, которая затем преобразуется, и распространятся. Активные солнечные технологииК активным солнечным технологиям относят фотоэлектрические панели и солнечные тепловые коллекторы.
Пассивные солнечные технологииПассивные методы включают ориентацию здание к Солнцу, чтобы получать максимальное количество дневного света и тепла, а также выбор материалов с нужными тепловыми свойствами.
Солнечная энергетика сегодня является одним из наиболее перспективных источников альтернативной энергии. В настоящее время уже есть достаточно много конструкций, с помощью которых солнечная энергия преобразуется в электрическую или тепловую. Широко известен тот факт, что солнце излучает огромное количество энергии. По приблизительным подсчётам авторитетных международных организаций количество энергии, потребляемое сегодня человечеством, колеблется на уровне 245 миллионов баррелей нефтяного эквивалента в сутки, а интенсивность потока солнечного излучения у поверхности Земли, при перерасчёте на всю поверхность, составляет 1,74*Е+17 Вт. То есть, Солнце отправляет нам энергии приблизительно в 10 500 раз больше, чем мы сегодня потребляем. Солнечная энергия не исчерпаема, поэтому очевидно, что такого количества энергии нам хватит на сотни и даже тысячи лет вперед! С учётом всё большего понимания экономических, экологических и прочих проблем, связанных с использованием традиционных энергоресурсов (уголь, нефть, природный газ), интерес к солнечной энергетике с каждым днем возрастает.
Солнечная энергия, разделение по направлениям
Солнечные панелиПод солнечной панелью понимают набор, соединённых между собой фотомодулей. Фотомодуль (далее модуль) в свою очередь состоит из фотоэлементов или фотоэлектрических преобразователей (ФЭП).
Из чего состоит солнечная панельОтдельный фотоэлектрический преобразователь — это полупроводниковый прибор, преобразующий энергию фотонов (энергию света) в электрическую энергию. Преобразование энергии происходит на уровне атомного строения тела. Наиболее распространённый материал для изготовления ФЭП это кремний. Каждый отдельный ФЭП способен вырабатывать напряжение сравнительно малой величины (около 0,5 В), поэтому отдельные элементы собирают в модули, а модули в панели. В зависимости от задачи энергоснабжения используются различные схемы коммутации солнечных панелей. Например, для зарядки мобильного телефона одна, для работы автономного освещения другая, для работы электросети здания и работы с «зелёным тарифом» третья и т.д. («зелёный тариф» — это специальный тариф, по которому государством закупается электрическая энергия, произведенная на объектах электроэнергетики, которые используют альтернативные источники энергии). В результате преобразования энергии света солнечная панель на своём выходе генерирует постоянное электрическое напряжение для работы в системах с номинальным напряжением, как правило, 12, 24 или 48 вольт.
Преобразование постоянного напряжения в переменноеХотя внутренние электронные схемы многих потребителей электроэнергии (телевизор, компьютер, музыкальный центр и другие) работают на постоянном напряжении (и для работы имеют встроенные блоки питания), всё же на сегодняшний день, в обычной электрической сети переменное напряжение, и все приборы адаптированы для питания от сети с переменным напряжением. 220 вольт для однофазной сети, либо 380 вольт для трёх фазной сети. Поэтому одних солнечных панелей, с постоянным напряжением, для полноценного обеспечения электроэнергией не достаточно. Дополнительно необходим инвертор — электронное устройство, которое преобразовывает постоянное напряжение в переменное. Солнечная панель вырабатывает электроэнергию при попадании не её поверхность света, то есть, в тёмное время суток солнечная панель отдыхает. Но, как правило, нам необходима электроэнергия круглые сутки, поэтому в систему солнечных панелей вводиться блок аккумуляторных батарей. По своему назначению он выполняет ту же функцию, что и аккумулятор в автомобиле или батарейка в мобильном телефоне, накапливает электроэнергию в момент её излишка, и отдает в момент её нехватки. Заряд аккумуляторной батареи от солнечной панели, требует соблюдения определённого алгоритма. Для управления процессом зарядки аккумуляторов, используется электронное устройство – контроллер заряда. Типовая схема подключения солнечных панелейДля уменьшения капитальных вложений в систему на солнечных панелях, необходимо использовать электрооборудование с высокой энергоэффективностью. При выборе бытовых электроприборов необходимо обращать особое внимание на класс энергоэффективности. Например, для освещения можно использовать светодиодные лампы, которые в 10 раз эффективнее ламп накаливания, и более чем в 2 раза эффективнее энергосберегающих люминесцентных ламп.
Схема подключения солнечных панелейМаксимальную эффективность солнечные панели имеют при падении солнечных лучей перпендикулярно к поверхности модуля. Так как солнце все время перемещается по небу, для эффективного использования панели возможно применение устройств слежения и поворота панели к солнцу.  При установке солнечных панелей, необходимо знать основные характеристики ФЭП и особенности работы системы на солнечных панелях. В зависимости от материала и технологии изготовления, ФЭП отличаются коэффициентом полезного действия (КПД), устойчивостью к повышению температуры, габаритами, и конечно же стоимостью. Сегодня оптимальными для применения и самыми распространёнными являются ФЭП из моно- и поли- кристаллического кремния, хотя есть и другие варианты решения (панели на аморфном кремнии, тонкоплёночные панели, нанокристаллические панели и другие).
Моно или поликристаллПрименительно к солнечной панели, КПД — это параметр, который показывает какая часть энергии светового потока преобразовывается в электрическую. Этот параметр будет влиять на суммарную площадь панелей, и как следствие на площадь, которая будет покрыта панелями. Например, если КПД солнечной панели составляет 12 % и освещается световым потоком интенсивностью 1100 Вт/м2, то выходная мощность этой панели составит 1100 Вт/м2 * 0,12 = 132 Вт с 1 м2 площади солнечной панели. Устойчивость ФЭП к повышенной температуре подразумевает сохранение солнечной панелью выходных характеристик (напряжения, тока) с увеличением температуры. Рабочие параметры панели рассчитываются при температуре окружающей среды 25°С, с увеличением этого параметра электрические характеристики и срок службы ФЭП изменяют powercoup.by Экоблог • Все об альтернативных источниках энергии Энергосбережение LED лампы как лучшая альтернатива лампам накаливания Современную жизнь без использования электрических лампочек, пожалуй, трудно и представить. С ними приходится сталкиваться повсеместно десятки раз в течение дня....  POWER BANK 20000 mAh и 5000 mAh на солнечных батареях Внешние аккумуляторы PowerBank 20000 mAh и 5000 mAh на солнечных батареях с фотоэлементами является одной из последних разработок, позволяющий произвести...  Электромобили Tesla Model 3 – Еще меньше, еще технологичней Компания Tesla презентовала свой новый автомобиль - Tesla Model 3  Cолнечные коллекторы Солнечные коллекторы российского производства Солнечный коллектор – это механическая конструкция, предназначенная для аккумулирования солнечного излучения с передачей его теплоносителю.  Cолнечные батареи Солнечная электростанция для дома — комплект 10 квт. Как подобрать, цены и рекомендации Одним из восполняемых источников энергии, является солнечное излучение. Преобразование его в электрическую энергию осуществляется посредством солнечной электростанции.  Энергия ветра Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения российского производства Один из способов получения энергии – это использование силы ветра. Установив ветряной преобразователь, можно превратить кинетическое движение воздушных масс в...  Геотермальная энергия Геотермальное отопление дома. Как правильно выбрать и расчет стоимости под ключ Ускорившееся строительство собственных домов в стране, постоянное изменение цен на основные энергоносители вызвали появление альтернативных источников энергии, в том числе,...  Обогрев и охлаждение Рекуператор воздуха для дома. Обзор моделей, цены и рекомендации по выбору Стоимость энергетических ресурсов и проблема энергосбережения предполагают серьезные требования к вентиляционным, отопительным установкам и кондиционерам, главные качества которых – рекуперация...  Обогрев и охлаждение Энергосберегающие настенные обогреватели для дома. Делаем правильный выбор Обогреватель – устройство, предназначенное для преобразования различных видов энергии в тепло с целью обогрева помещения. Один из видов – конструкция...  Почему мигает энергосберегающая лампа при выключенном свете? И как это исправить Представить быт современного человека без энергосберегающих ламп уже невозможно. Они уверенно теснят лампы накаливания, которые отживают свое время, уступая место... www.ekopower.ru Солнечная энергия - Справочник химика 21Как известно, из всей солнечной энергии, доходящей до поверхности Земли, энергия, усваиваемая в процессе фотосинтеза всей растительностью земного шара, составляет в среднем только 0,3%. Культурные растения используют солнечную энергию полнее, чем дикие. Используемая ими доля солнечной энергии составляет примерно 0,5—1,5%, а для таких культур, как рис, соевые бобы, сахарная свекла, сахарный тростник, кукуруза и некоторых других, 4— 5% от общего количества солнечной энергии, попадающей на посевы за вегетационный период. Есть основание считать, что полное раскрытие наукой механизма процесса фотосинтеза и овладение управлением им даст возможность повысить коэффициент использования солнечной энергии растениями в два-три раза и более. [c.8] При фотосинтезе растения поглощают солнечную энергию и синтезируют из простых молекул большие, богатые энергией молекулы. Энергия солнца переходит в химическую энергию этих молекул. При попадании в организм [c.238]Реакции гидролиза, т. е. расщепления органических высокомолекулярных соединений действием воды, имеют большое биологическое и техническое значение. Путем гидролиза происходит распад белковых веществ, крахмала, гликогена, клетчатки, жиров, восков, глюкозидов и тому подобных веществ, причем образуются более простые низкомолекулярные соединения. Реакции гидролиза противоположны по направлению реакциям межмолекулярной дегидратации. В животных и растительных организмах между этими процессами существует биологическое равновесие. В организмах путем дегидратаций происходит образование полисахаридов, белков, жиров и других сложных соединений. Эти эндотермические по своему характеру процессы осуществляются при участии солнечной энергии, которая таким образом вовлекается в биосферу земли. Поэтому сложные химические вещества растений являются как бы аккумуляторами солнечного тепла. [c.534] Крахмал-также полимер глюкозы, но с а-связью, показанной на рис. 21-16, б. Крахмал представляет собой стандартную форму, в которой хранится глюкоза, использующаяся в качестве источника пищи в растениях и являющаяся основным источником запасенной солнечной энергии. Крахмал накапливается в стеблях растений, листьях, корнях и семенах. Все организмы обладают ферментами, необходимыми для усвоения крахмала. Первой стадией ферментации независимо от того, происходит она в желудке или в пивном чане, является расщепление крахмала в глюкозу. Если долго подержать во рту хлеб, он в конце концов приобретает сладкий вкус, потому что ферменты нашей слюны могут превращать в сахар содержащийся в хлебе крахмал. [c.312] Эти два соединения, хлорофилл и гем, играют важнейшую роль в сложном механизме поглощения солнечной энергии и ее превращении для использования живыми организмами. Мы уже знаем, что характерным свойством комплексов переходных металлов является наличие нескольких близко расположенных -уровней, что позволяет им поглощать свет в видимой области спектра и придает окраску. Порфириновый цикл вокруг иона Mg в молекуле хлорофилла выполняет такую же роль. Хлорофилл в растениях поглощает фотоны видимого света и переходит в возбужденное электронное состояние (рис. 20-22). Эта энергия возбуждения может инициировать цепь химических реакций, приводящих в конце концов к образованию сахаров из диоксида углерода и воды [c.255] Что мы понимаем под словами нефть - это сохраненная солнечная энергия [c.211] И Других звезд. Солнечная энергия (количество которой не уменьшается в течение миллиардов лет) является энергией ядерного синтеза. [c.179] Земля получает солнечное излучение интенсивностью 1,07-10 кДж/мин. Каков массовый эквивалент солнечной энергии, падающей на Землю в течение 24-часового периода Если энергию, выделяемую в реакции [c.278] Предлагается также вариант нефтяных плантаций . Существует болсе 2000 видов растений семейства молочаев, способных поглощать солнечную энергию и сохранять ее в виде углеводородов, а не углеводов. Можно ли это использовать для получения конкурентоспособных заменителей нефти Будущее покажет. [c.228] На рис. VI. 12 показано, как расходуется солнечная энергия, попадающая в земную атмосферу. Часть падающего излучения никогда не достигает земной поверхности. Она отражается в космос облаками и частицами в атмосфере. Небольшая часть излучения отражается также снегом, песком, бетоном. Такой отражаемый свет позволяет видеть освещенную поверхность Земли из космоса. [c.398] Примерно четверть солнечной энергии идет на гидрологический цикл, который, как вы узнали из первой главы, представляет собой непрерывный круговорот воды, входящей в атмосферу и выходящей из нее, испаряющейся и конденсирующейся. [c.398] Всякий живой организм, существующий на Земле (а до сих пор нам известны только земные организмы), представляет собой сложное сочетание молекул на углеродной основе, которые приспособлены эволюцией к выживанию и прямому или непрямому использованию солнечной энергии для осуществления самопроизвольно не протекающих реакций и поддержания низкой энтропии внутри организма. Организм живет до тех пор, пока могут поддерживаться такие условия. Когда биологический механизм поддержания этих условий разрушается, индивидуальный организм переходит в состояние с низкой энергией и высокой энтропией, которое принято называть смертью. [c.339] При составлении энергетического баланса печного комплекса тепловая энергия, получаемая от преобразования электрической энергии в тепловую, должна входить в статью электрической составляющей, а полученная от прямой солнечной энергии — в свою. [c.139] В солнечных печах особую сложность при эксплуатации представляют системы слежения и преобразования солнечной энергии в тепловую и контроль за температурой элементов печной системы. [c.257] В природе и технике широко распространены процессы, связанные с превращением энергии в работу и работы в теплоту. Так, на земле работу производят ветер, водопады, реки, солнечная энергия. В технике для производства работы используют тепловые машины, аккумуляторы, солнечные батареи. ПрЬ- [c.85] Авария, случившаяся ровно через 5 лет после аварии 1943 г., считается некоторыми исследователями во многом аналогичной предшествующей, поскольку она обусловлена той же причиной, что и предыдущая авария -гидравлическим разрывом. Оба раза гидравлический разрыв происходил в результате нагрева под действием солнечной энергии поверхности переполненной цистерны, которая на этот раз содержала диметиловый эфир. Однако, как будет показано ниже, эта специфика никоим образом не сказалась на развитии событий. [c.315] На основе анализов обычных проб, взятых из цистерны, позже обнаруженной среди обломков аварии, в отчете сделан вывод о том, что цистерна была заполнена чистым диметиловым эфиром, следы пероксидов не обнаружены. На основе проведенных анализов также исключается наличие заметного количества несконденсированного газа, имевшегося в паровом облаке. Таким образом, возможны два варианта объяснения причин повреждения цистерны а) цистерна была переполнена, и при ее нагреве под действием солнечной энергии произошел гидравлический разрыв б) разрыв произошел под действием давления пара внутри цистерны, что объясняется дефектом ее конструкции. В итоге исследователи остановились на первом варианте, который в настоящее время считается официальной причиной аварии. [c.317] Сушка торфяной крошки производится в полевых условиях с использованием тепла солнечной энергии. Для ускорения сушки [c.159] Выдвигаются проекты применения водорода в качестве универсального топлива будущего [2]. Предлагают заменить нефть и природный газ водородом, получаемым из воды с помощью термоядерной и солнечной энергии. [c.6] Природные ресурсы делятся на неисчерпаемые и исчерпаемые. Неисчерпаемыми ресурсами называют те физические тела, процессы и явления, количество и качество которых практически не изменяются за время существования человечества. К ним относятся солнечная энергия, планетарные запасы воды, энергия ветра, атмосферный воздух, энергия приливов, тепло земных недр. [c.9] Отражением взаимосвязей в биосфере является биогеоценоз, представляющий основное структурное звено биосферы. Биогеоценоз - это однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (животные, растения, микроорганизмы) и косных (почва, солнечная энергия, нижний слой атмос- [c.14] Использование других альтернативных источников энергии ограничивается проблемой концентрации энергии (H.H. Семенов). Так, например, все энергетические потребности человечества может удовлетворить всего 0,5% солнечной энергии, падающей на землю. Однако для ее поглощения и утилизации необходимы гелиоустановки общей площадью 130000 км . В связи с этим возникает задача изыскания более технологичных концентрированных видов энергии. Она может быть решена переходом от традиционной схемы выработки электрической энергии через механическую [c.62] В настоящее время, когда атомная энергия только начинает применяться, а солнечная энергия еще не используется, основная доля в мировом топливно-энергетическом балансе приходится уголь, нефть и природный газ. Причем уже в 30-х годах XX в. начался спад темпов развития добычи угля и уменьшение его значения в мировом производстве энергии, так как нефтяное топливо стало вытеснять уголь в ведущих отраслях промышленности и прежде всего на теплоэлектростанциях, в железнодорожном транспорте, морском флоте. Переход на нефтяное топливо дал возможность повысить грузоподъемность судов, увеличить радиус их действия и придал нефтяному топливу большое политико-экономичес сое и военное значение. [c.15] В природных условиях осуществляется постоянный круговорот воды, сопровождающийся процессами ее очистки. За счет солнечной энергии вода испаряется с поверхности водоемов, переходя в атмосферу, а при конденсации выпадает в виде дождя и снега. Вода выносит огромные массы растворенных веществ в моря и океаны, где происходят сложные химические и биохимические процессы. [c.219] Еще более ярким примером асимметрического синтеза является процесс фотосинтеза в растениях, где солнечная энергия превращается в химическую с помощью молекул хлорофилла. В этом многостадийном процессе ахиральный диоксид углерода превращается в конечном счете в о-глюкозу. [c.205] Так как испытания должны проводиться в наиболее жестких условиях, характерных для каждого полимера, а интенсивность действия солнечных лучей зависит от угла падения, предусмотрено расположение образцов под углом к горизонту, равным географической широте месторасположения испытательной станции. Определяющее влияние количества солнечной энергии, получаемой образцами за время солнечного сияния, на старение многих полимеров подтверждено результатами многих исследований. [c.128] Последнее особенно важно для химико-биологических процессов, протекающих чаще всего за счет солнечной энергии. В промышленности особое значение имеют реакции С, СО и СН4 с кислородом. [c.563] Солнечная энергия и энергия, запасаемая в виде биомолекул, - это основные энергетические источники жизни на нашей планете. Использование различных видов згшасенной солнечной энергии, ставшее возможным после открытия явления трения, сыграло основополагающую роль в развитии человеческой цивилиз 1ции. В ходе интервью, вы, вероятно, убедились в том, [c.195] Но, с другой стороны, живые организмы являются системами открытыми, поэтому, используя энергию обмена, могут сами заряжаться до более высокого потенциала и с этой точки зрения имеет место противоречие второму началу термодинамики. Так, зеленые растения для повышения энергетического потенциала используют солнечную энергию, а животные — энергию, поступающую с пищей. Таким образом, хотя энтропия самого организма может изменяться в любом направлении, т. е. она может уменьшаться за счет непрерывного поглощения свободной энергии из окружащей среды, энтропия системы организм — среда, взято в целом, несомненно увеличивается. Это дает основание для общего вывода длж живых организмов, как и для тел неживой природы, полностью выполняются законы термодинамики. [c.75] На фотохимических процессах основана фотография — воздействие света на светочувствительные материалы. Широко применяются в промышленности цепные реакции фотохлорирования и фотосульфо-хлорирования, имеются промышленные способы фотохимического модифицирования полимерных пленок и волокон. Фотохимия непосредственно связана с одной из важнейших научно-технических проблем — использованием солнечной энергии. Создание искусственных систем, осуществляющих процессы, аналогичные фотосинтезу в растениях, имело бы значение, которое трудно переоценить. [c.202] Достижения биогехнологии позволяют в принципе превратить солнечную энергию, запасенную в биомассе растений, в исходное сырье для химической промышленности. Надо еще учесть, что в настоящее время мы находимся в самом начале развития этой области науки и техники. Тем не менее уже имеются примеры успешного использования ферментов (биохимических катализаторов с высокой избирательностью действия) для получения ряда веществ. Сейчас методами биотехнологии в широких масштабах получают шесть важных химических соединений, включая этанол и уксусную кислоту. Они, конечно, сейчас болс е дороги, чем получаемые из нефти. Но со временем цена нефти растет, а биотехнологические способы становятся более конкурентоспособными. Весьма вероятно, в недалеком будущем основой большой химии будут нефть, уголь и биомасса. Конкретный вклад каждого из источников будет опред, 1яться экономической ситуацией в каждой конкретной стране. [c.229] Чтобы П0НЯТ1., как формируется климат, важно знать, как солнечная энергия взаимодейспвует с атмосферой Земли. Солнце нагревает поверхность. Нагретая поверх1Ю(ть Земли в свою очередь нагревает воздух над ней. Так как нагретый воздух расширяется, его плотность понижается и он поднимается вверх. Более холодный и плотный воздух опускается. Это движение создает непрерывные потоки воздуха, управляющие погодой. [c.397] Ежегодно возрастает потребление солнечной эне)ргии для подогрева воды и домов. В 1988 г. малые гидростанции мощностью менее 10 тыс. кВт произвели энергии в 4 раза больше, чем все атомные С1внции. В среднем на 15й ежегодно растет выпуск оборудования для использования геотермальной, солнечной энергии и энергии ветра. (За последние 15 лет затраты нефти на единицу продукции снизили(ъ в США в 1,5 раза, а в Японии — вдвое.) [c.12] Примерно половина солнечной энергии поглощается, нагревая атмосферу, океаны и континенты. Все тела с температурой выше абсолютного нуля излучают энергию, количество которой зависит от их температуры. Земная поверхность переизлучает большую часть поглощенной энергии, но не на исходной, а на меньшей частоте - в ИК-области спектра. Это возвращаемое излучение играет исключительно важную роль в поддержании баланса энергии на Земле. Его фотоны, обладающие более низкой энергией, чем исходные, легче поглощаются атмосферой и таким образом ее нагревают. [c.398] Таким образом, благодаря хлорофиллу при действии солнечного света происходит передача растению солнечной энергии и накопление ее в растительном веществе. Сгорацие углеродистых соединений возвращает в виде тепла освобожденную солнечную энергию, которая и используется для приведения в действие машин, превращающих энергию тепловую в лшханическую. [c.22] Теплота вводимая в процесс дополнятельно за счет сжигания топлива, преобразования электрической энергии в тепловую, а также в виде теплоты прямой и солнечной энергии может быть определена по формулам 1) при сжигании топлива [c.140] Авторы цитируемой работы полагают, что авария 1943 г. произошла в результате гидравлического разрыва при нагреве под действием солнечной энергии поверхности цистерны взрыв последовал через 10 - 25 с. В публикации также не указаны источники данной информации. Давенпорт [Davenport,1984] оценивает материальный ущерб от аварии в 53 млн. долл. (по курсу 1983 г.). [c.314] Тем не менее маловероятно, чтобы в июньский день в Людвигсхафене температура всего количества содержимого цистерны достигла 40 °С. Цистерна была защищена от прямых солнечных лучей деревянным экраном, поэтому более вероятно предположить, что температура вещества равнялась максимальной температуре воздушного пространства, т. е. максимальной температуре в тени. Необходимо также помнить, что цистерна была ориентирована с севера на юг, что соответствует минимальной площади нагрева под действием солнечной энергии в середине дня. [c.319] Перестройка энергетики с переходом на новые источники энергии, т. е. радикальное решение топливно-энергетической проблемы, имеет два наиболее реальных направления 1) широкое развитие ядерной энергетики и 2) резкое увеличение потребления твердого топлива, мощность запасов которого на несколько порядков выше, чем нефти и газа (см. табл. 2). Энергетические установки, использующие гидравлическую энергию, теплоту земных недр, солнечную энергию, энергию ветров, морских приливов, не потребляют ископаемого топлива, но по мощности не могут конку-р1фовать с ядерной энергетикой. Такие установки могут применяться в тех районах, где это экономически целесообразно (например, использование солнечной энергии в Среднеазиатских республиках СССР, в странах Ближнего Востока и т. д.). [c.35] Растения поглощают на свету оксид з глерода (IV). Процесс усвоения этого оксида, поды и минеральных солей под действием солнечной энергии с образованием углеводов, белков и жиров называется фотосинтезом. Ежегодно мировая флора потребляет около 10 кг углерода. В то же время углекислый газ непрерывно пополняет атмосферу за счет жизнедеятельности животных и растений, промышленной деятельности человека, процессов разложения органических соединений и вулканической активности. В результате происходит постоянный круговорот углерода в природе. [c.131] Известно, что в составе буровых растворов содержится значительное количество компонентов, загрязняющих деятельный почвенный слой. При их попадании в почву происходит разрушение хлорофилла у зеленых растений, за счет че 0 резко снижается поглощение ими солнечной энергии. В результате этого прекращается фотосинтез и уменьшается ппояуктияность ппчпенно-пястчтельного покрова. [c.78] Биохимия Том 3 (1980) -- [ c.61 ]Методы и средства неразрушающего контроля качества (1988) -- [ c.168 ] Водород свойства, получение, хранение, транспортирование, применение (1989) -- [ c.12 , c.26 , c.423 ] Основы биохимии Т 1,2,3 (1985) -- [ c.17 , c.376 ] Возможности химии сегодня и завтра (1992) -- [ c.61 , c.71 ] Лекции по общему курсу химии (1964) -- [ c.0 ] Биология Том3 Изд3 (2004) -- [ c.10 , c.97 , c.108 , c.341 , c.386 , c.387 , c.395 , c.404 ] Фотосинтез (1983) -- [ c.15 , c.16 ] Химия окружающей среды (1982) -- [ c.0 ] chem21.info |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
