Значение словосочетания «солнечная энергетика». Текст солнечная энергияЗначение словосочетания СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА. Что такое СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА?
Источник: Википедия Делаем Карту слов лучше вместеПривет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться! Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций. Вопрос: детерминация — это что-то положительное, отрицательное или нейтральное? Положительное Отрицательное Предложения со словом «солнечная энергетика»:
Оставить комментарийТекст комментария: kartaslov.ru Эффективность преобразования солнечной энергии | Статья в журнале «Молодой ученый»В статье говорится об использовании альтернативного источника энергии для обеспечения ежедневных потребностей человека. Основное внимание уделяется солнечной энергетике. Целью статьи является анализ эффективности съёма солнечной энергии с устройств солнечный коллектор, солнечная панель. Ключевые слова: альтернативный источник энергии, солнечная энергетика, солнечный коллектор, солнечная панель. Современная экологическая обстановка планеты не даёт уверенности в устойчивом развитии человеческой цивилизации. Нескончаемое разрушение природных систем ведет к дестабилизации биосферы, разрушая ее целостность. Устойчивое развитие Российской Федерации, высокое качество жизни и здоровья ее населения, а также национальная безопасность могут быть обеспечены только при условии сохранения природных систем и поддержания соответствующего качества окружающей среды.Эти фразы из экологической доктрины Российской Федерации,одобренной распоряжением Правительства РФ от 31 августа 2002 г. № 1225-р, подтверждают актуальность поиска новых, экологически чистых источников энергии. Солнце – неисчерпаемый, огромный источник энергии, которая переносится на землю видимым светом и ближним инфракрасным излучением. В энергетике существует раздел «солнечная энергетика», который занимается вопросами использования возобновляемой, экологически чистой, повсеместно доступной солнечной энергии. Использовать энергию солнца можно в хозяйственной деятельности человека для обеспечения бытовых нужд, на промышленных предприятиях, для горячего водоснабжения и отопления. Преобразовав солнечную энергию в электричество, можно обеспечивать освещение зданий, приводить в движение элементы самолётов, автомобилей, космических аппаратов. В данной статье рассматриваются две установки для преобразования солнечной энергии. Плоский солнечный коллектор (СК) – устройство для сбора тепловой энергии солнца, и передачи этой энергии теплоносителю. Условно солнечный коллектор имеет следующие составные части: 1 – верхнее стекло с прозрачной изоляцией; 2 – абсорбер; 3 – трубки с теплоносителем; 4 – нижняя теплоизоляция; 5 – нижняя крышка. Рис. 1. Солнечный коллектор Схематическое представление принципа работы системы отопления или горячего водоснабжения представлено на рисунке 2.
Рис. 2. Схема принципа работы горячего водоснабжения Циркуляционный насос (1) создает в соединительных трубопроводах (3) движение жидкости (теплоносителя), который нагреваясь в солнечном коллекторе (2), движется к потребителю в виде горячего теплоносителя. Достоинства плоского коллектора заключаются в хорошем соотношении между ценой и производительностью. В зимний период данное устройство имеет возможность самоочистки от снега. К недостаткам можно отнести высокие теплопотери, которые значительно сказываются на КПД установки. Сложность монтажа, обслуживания, ремонта конструкции. Вторая установка для преобразования солнечной энергии. Солнечная панель (батарея) – объединённые полупроводниковые устройства, прямо преобразующие солнечную энергию в постоянный электрический ток. Солнечная панель (батарея) имеет в своём составе 1;5 – металлические пластины образующие катод и анод. Панели 2;4 – кремниевые панели покрытые бором и фосфором соответственно. Пограничный слой –3. Рис. 3. Солнечная панель Частицы света, фотоны, «выбивают» находящиеся в избытке электроны с покрытой бором панели (2). Электроны движутся на покрытую фосфором панель (4), на которой имеется недостаток электронов. Далее пройдя через провода, образующие замкнутую цепь снова попадают на панель (2). Так возникает упорядоченное движение электронов – электрический ток. Солнечные батареи имеют более существенные недостатки. Высокая стоимость батареи, связанная с применением в своём составе редких ядовитых веществ, например, свинец, кадмий, галлий, мышья. При выходе из строя батареи необходима специальная утилизация устройства. Фотоэлектрические преобразователи солнечной батареи теряют свою эффективность на 0,5% при изменении температуры на 1 градус Цельсия. Поэтому требуется организовывать систему охлаждения фотоэлементов, что приводит к дополнительным затратам и к усложнению конструкции. В целом солнечная энергетика характеризуется нестабильностью. Смена времени суток, погодных условий, осадков и прочих явление приводит к непостоянной выработке энергии и как следствие непостоянное обеспечение энергией потребителей. Для решения этой проблемы необходимо устанавливать аккумулирующие элементы. Для обеспечения тепловой или электрической жилые комплексы или производственные цеха, требуется большая площадь поглощения солнечной энергии. В данной работе рассматриваются предложенные разными авторами способы повышения съёма тепла с солнечного коллектора, солнечной панели. Работа [1] посвящена оптимизации управления системой горячего водоснабжения, основанной на плоском СК. Автором предлагается установить в систему, автоматический регулятор ВЭСТ - 02. Данное устройство имеет среду программирования, в которой пользователь имеет возможность задавать временные промежутки включения и выключения циркуляционного насоса. Данная функция позволяет включать насос именно в те моменты времени, когда теплоноситель в коллекторе полностью прогрет. В результате внедрения автоматического регулятора сокращается количество включений и выключений насоса, что приводит к снижению износа оборудования с одновременным повышением съёма тепловой энергии и эффективности системы теплоснабжения. Авторы работы [2] разработали металло-полимерный СК, в котором верхняя прозрачная изоляция выполнена из сотового поликарбоната. Данный материал имеет низкую проницаемость лучей инфракрасной зоны спектра, поэтому тепло излучаемое теплоприёмником СК остаётся внутри коллектора. В результате снижаются теплопотери, повышается КПД и эффективность работы солнечного коллектора. В статье [3] исследовали на поглощающую поверхность плоского СК, наносили базальтовое покрытие. В результате экспериментов было выяснено, что данный материал обладает высоким коэффициентом поглощения 0,98-0,99, и низким показателем инфракрасного излучения 1-6%. Проведя ещё ряд экспериментов, было установлено, что при увеличении толщины базальтового слоя, увеличивается и коэффициент поглощения. При практическом применении полученных данных увеличится эффективность съёма тепловой энергии с СК. В работе [4] авторы предлагают на абсорбер наносить специальное поглощающее селективное покрытие, которое имеет коэффициент поглощения света 95%, а коэффициент обратного излучения 5 %. В результате увеличивается эффективность преобразования солнечной энергии в тепловую. Исследователи в работе [5] проведя колоссальный объём работы, создали плоский СКSUN1 c улучшенными характеристиками работы. В своей работе авторы, во–первых, увеличили длину тепловоспринимающих трубок, которые были сделаны в виде змеевика. В результате увеличилось время нахождения теплоносителя в нагревательной системе, скорость и температура нагрева. Во – вторых было увеличено число стеклянных покрытий на передней стенки коллектора, что привело к снижению потерь. В – третьих в качестве внутреннего утеплителя применялся лёгкий теплоизоляционный материал на основе вспененной пластмассы с развитой сообщающейся пористостью – поропласт. Теплопроводность данного материала составляет Тонкопленочные солнечные батареи - это солнечные модули, в которых полупроводник осаждается слоем толщиной порядка одного микрона на тонкую подложку из стекла или стали. Тонкопленочные панели могут работать при рассеянном излучении, т.е. не требуют попадания прямых солнечных лучей. Благодаря этому повышается суммарная вырабатываемая мощность на 10-15%. Применение тонкой плёнки является более рациональным в областях с преимущественно пасмурным климатом. Авторы работы [10] отмечают ещё один плюс тонкопленочных панелей, который заключается в том, что его удобно наносить на угловатые формы летательных и космических аппаратов. Для эффективной работы солнечной панели необходима большая солнечная радиация и низкая температура, окружающей среды и самих фотоэлементов. Для достижения таких условий, авторы работы [11] предлагают использовать комбинированную установку, состоящую из фотоэлектрического модуля и плоского солнечного коллектора. Избыточная температура фотоэлементов отдаётся теплоносителю. В результате повышается эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую. Авторы работы [12] предлагают использовать устройство, которое позволяет собирать солнечную энергию с большей площадью и направлять её на меньшую площадь. Примером такого устройства является акриловый концентратор, он позволяет достигать семи кратной концентрации солнечной энергии с КПД 75%. Авторами этой же работы предлагается ещё одно устройство – солнечный трекер. Данной устройство позволяет солнечной батарее ориентироваться в пространстве и поворачиваться вместе с поворотом солнца. В результате на солнечную батарею всегда будут падать прямые солнечные лучи. Эффективность попадания солнечной энергии на панель увеличивается на 40%. Каждая отрасль энергетики стремится к снижению пагубного влияния на окружающую среду. В этом смысле солнечная энергетика является самой безопасной и экологически чистой. Но имеется существенная проблема, это малая мощность солнечных электростанций. Не смотря на это во многих странах мира, солнечная энергетика составляет весомую долю от всей энергетики страны. На пример в Европе, где стоимость на традиционное топливо для выработки энергии высока [13]. Германия, лидер по производству солнечной энергии. Суммарная выработка электроэнергии 22 ГВт. В Америке имеется солнечная электростанция мощностью 580МВт. В Индии 4000МВт [14]. В нашей стране крупная солнечная электростанция находится в Алтайском крае мощностью 10 МВт. Литература:
Основные термины (генерируются автоматически): солнечная энергия, солнечная панель, солнечный коллектор, солнечная энергетика, автор работы, горячее водоснабжение, автор, солнечная батарея, окружающая среда, тепловая энергия. moluch.ru Значение словосочетания СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ. Что такое СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ?Значение слова не найденоДелаем Карту слов лучше вместеПривет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться! Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций. Я уже понял, что оборотничество — это что-то отрицательное. Помоги мне понять насколько? Довольноплохо Неприятно, ножить можно Ассоциации к слову «солнечная энергия»Предложения со словом «солнечная энергия»:
Оставить комментарийТекст комментария: kartaslov.ru Солнечная энергетикаСолнечная энергетика: история развитияСолнце – доступный и возобновляемый источник энергии на планете, не загрязняющий природную среду. Первые попытки использования энергии солнца известны давно. Легенда гласит, что Архимед сжег флот противника с помощью зажигательных зеркал. Ученые часто проводили опыты с нагревательными аппаратами, работающими от солнечной энергии. Первые модели нагревательных аппаратов с применением солнечной энергии, были изготовлены в XVII веке. У Н. Соссюра это был деревянный ящик со стеклянной крышкой, где вода разогревалась до 88 градусов Цельсия. В 1774 году А. Лавуазье применил линзы, концентрирующие тепло от солнца. Замечание 1 В тридцатые годы $XX$ века советский академик А. Ф. Иоффе предложил использовать полупроводниковые фотоэлементы для преобразования солнечной энергии. Солнечные батареи для преобразования солнечной энергии в электрическую впервые в 1957 году в СССР установили на космическом спутнике для обеспечения его работы. В настоящее время устройства, преобразующие энергию солнца в другой тип, – это солнечные батареи и коллектор, а также гибридные устройства, которые совмещают эти виды. Солнечная энергетика как альтернатива традиционнойИспользование солнечной энергетики на энергетическом балансе Земли не отражается. Преимущества солнечной энергетики заключаются в ее бесплатности, отсутствии побочных эффектов, загрязняющих окружающую природную среду (шум, вредоносные выбросы, отходы), а также безопасность, надежность, рециркуляция, простота обслуживания (в том числе автономный режим работы), возможность использования в режиме вспомогательных систем энергоснабжения). Замечание 2 Технический потенциал солнечной энергии в России в два раза превышает нынешнее потребление топлива. Наибольшее практическое применение во всем мире получили гибридные солнечно-топливные электростанции, а в России – новые виды солнечных концентратов, использующие технологии голографии (разработки Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства). Внедрение фотоэлектрических станций, работающих на солнечных элементах на основе кремния – одна из перспективных технологий. Солнечная энергия практически преобразуется в электроэнергию непосредственно или косвенно. Косвенно – через концентрацию радиации при помощи следящих зеркал для превращения воды в пар и затем использования пара для генерирования электричества обычными методами (система работает только при прямом освещении солнечными лучами). Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую – использование фотоэлектрического эффекта. Замечание 3 В России выпускают солнечные тепловые коллекторы для подогрева воды (производительность до 100 тыс. кубических метров ежегодно). Перспективы солнечной энергетикиПерспективно использование солнечной энергетики для горячего водоснабжения, отопления, для процесса сушки различных продуктов и материалов. Она может быть полезна в сельском хозяйстве, в промышленных технологических процессах. Перспективы солнечной энергетики обусловлены рядом причин. Так, заменяя ископаемое топливо (сокращая к тому же необходимость импортировать топливо, особенно нефть), солнечная энергия уменьшает загрязнение воздуха и воды. При замене солнечной энергетикой атомного топлива уменьшается угроза распространения атомного оружия, техногенных атомных катастроф (подобных катастрофе Чернобыля, принесшей колоссальные экономические и экологические убытки ряду стран). Общественным запросам отвечает солнечная энергетика – чистый, дешевый и безопасный источник энергии. Замечание 4 Источники солнца могут уменьшить зависимость от бесперебойного снабжения топливам (не возобновляемыми видами). Перспективные разработки будут вестись по линии систем, осуществляющих запасы энергии, которая вырабатывается солнечными станциями, поскольку с солнечной энергетикой мало сравнимы другие виды по экологичности и ресурсной базе. В России уклон на развитие солнечной энергетики охватывает регионы Дальнего Востока, удаленные населенные места в Якутии (солнечные электростанции), южные области страны. Будущее – за повсеместным использованием солнечной энергетики, так как масштабы энергопотребления растут, а традиционные ресурсы ограничены. spravochnick.ru Альтернативные источники солнечной энергии в многоквартирном домеРассматривается задача ознакомления с такими альтернативными источниками энергии, как солнечные панели и батареи, а также возможностью их применения в жилых многоквартирных домах с перспективой создания энергоэффективных помещений, не подключенных к электрической сети. Цель работы: показать, что представляют из себя солнечные панели, возможность их применения на жилых многоквартирных домах в странах Европы и США, которые питаются практически автономно, пытаясь не прибегать к другим источникам питания. Также рассмотрение перспектив развития данной отрасли энергетики в России, на примере уже существующих сооружений в некоторых городах страны с последующим внедрением данной технологии на большей части территории нашей страны, для улучшения как энергоэффективности сооружений, так и экономики в целом. Ключевые слова: электроэнергетика, альтернативные источники энергии, солнечная энергия, солнечные батареи, жилые дома По мнению специалистов, дефицит углеводородов уже в ближайшее десятилетие начнет оказывать влияние на мировую экономику и экономику России в частности [1]. Нехватка природных ресурсов неизбежно приведет к постепенному росту цен на энергоносители [2]. По мнению некоторых ученых предотвратить такой ход событий можно, используя альтернативные источники энергии в России. Минэнерго рассчитывает, что к 2020 г. на электроэнергию из возобновляемых источников придется 4,5 % от общей выработки в стране. На территории России множество отдаленных районов, подключение которых к центральным электросетям и газовым магистралям затруднено, то идея использования альтернативных источников энергии, кажется наиболее удачным и перспективным выбором решения проблемы электроснабжения. Теоретическая часть При расчете систем на солнечных батареях, солнечных коллекторах и т. д. первостепенное значение имеет фактическая инсоляция, которая может быть определена лишь на основе наблюдений. Фактическая инсоляция на тот или иной участок поверхности зависит от ее ориентации относительно юга, угла к горизонту, конфигурации застройки вокруг, деревьев, температуры, но самое главное — широты местности [3]. Карта солнечной инсоляции России приведена на Рис. 1. Рис. 1. Карта солнечной инсоляции России Инсоляцией (от латинского in solo — выставляю на солнце) называется облучение параллельным пучком лучей, поступающих с направления солнечного диска. Она значительно изменяется при переходе от одной точки земной поверхности к другой. Просторы Кубани получают значительно больше света, чем, например, Москва, Казань или Якутск. Перспективы ипроблема альтернативной энергетики вРоссии Перспективы развития мировой энергетики связаны с поисками лучшего соотношения энергоносителей и с попытками уменьшения доли жидкого топлива. Поскольку истощение ресурсов в мировом масштабе заставляет государства вырабатывать ресурсосберегающую политику на основе использования вторичного сырья, на сегодняшний день около 1/3 всей массы используемых в мире металлов — алюминия, меди, цинка, свинца и олова — добывается из отходов и вторичного сырья. Отсюда и вытекает главная проблема альтернативной энергетики, которая и заключается в том, что Россия очень богата на минеральные ресурсы, где электричество, которое получают путём сжигания земных недр — угля, газа и нефти. Не выгодно устанавливать дорогие солнечные панели, где уже проведены линии электроэнергии [4]. Альтернативная энергетика за рубежом В настоящее время 72 % населения Европы проживает в городских районах, и эта доля, по данным ООН, к 2050 г. вырастет до 84 %. Это ведет к увеличению потребления электрической и тепловой энергии. Решением проблемы энергосбережения может стать создание так называемых «Смарт–городов» с низким энергопотреблением и высокой долей энергии, получаемой от возобновляемых источников энергии (ВИЭ), и ее эффективным управлением [5]. Это согласуется со стратегическими целями Евросоюза по снижению выбросов парниковых газов в атмосферу на 20 % к 2020 году, в том числе за счет перехода энергетики от ископаемого топлива на ВИЭ. Использование солнечной энергии для получения тепловой энергии для отопления и горячего водоснабжения также достаточно эффективно, однако большинство зданий в настоящее время получают тепло от котельных, работающих на ископаемом топливе [6]. Анализ 8005 муниципалитетов в Испании показал, что 70 % потребностей в горячей воде может быть покрыто за счет солнечных коллекторов. Для этого понадобится площадь, равная 17 % от общей площади крыш. В Барселоне (Испания) уже 60 % энергии для нагрева воды получают от солнца. Данная технология используется при строительстве всех новых зданий и внедряется при капитальных ремонтах. Сегодня основными двигателями «зеленого» строительства являются США, Германия, Сингапур, т. е. самые «инновационные» страны. Они уже оценили, насколько экономически выгодно сооружение «зеленых» зданий, в том числе, в плане их конкурентоспособности на рынке недвижимости, причем на долгую перспективу. Повышение цен на коммунальные платежи и разработка программы по конфискации имущества у должников — по этим двум причинам в Лос-Анджелесе уже стоят дома с нулевым потреблением энергии. В многоквартирном доме Hanover Olympic, счета на электроэнергию ниже на 100$, по сравнению с аналогичными соседними зданиями. На такие цифры удалось выйти после установки 215 солнечных панелей, которые дают каждой квартире 3 кВт бесплатного электричества [7]. Например, в Германии ведется строительство поселка Хайдельберга — самого крупного в мире жилого комплекса. Для строительства какого–либо общественного объекта весьма сложно найти идеальное место, вот и новое здание средней школы «Greendot Animo Leadership school» расположилось совсем недалеко от международного аэропорта Лос–Анджелеса (США) и проходящего рядом скоростного шоссе. Солнечные батареи нового поколения Швейцарские физики продемонстрировали работу нового поколения солнечных батарей, обладающих рекордно высоким КПД и при этом остающихся достаточно дешевыми по сравнению с обычными фотоэлементами [8]. Лауреат Нобелевской премии по физике Жорес Алфёров придумал, как удешевить стоимость солнечных батарей вдвое. Теперь в основе солнечных батарей будут использоваться полупроводниковые гетероструктуры, открытые учёным еще в 60–х годах. Производство новых солнечных батарей начнётся в Новочебоксарске в середине 2016 года. Конструкция солнечных панелей нового поколения и их гетероструктура представлены на рис. 2 и рис. 3 соответственно. Рис. 2. Конструкция солнечной панели нового поколения Рис. 3. Молекулярный состав солнечных панелей нового поколения Perovskite — солнечные батареи, одни из самых захватывающих зеленых энергетических технологий, появившихся в последние годы, сочетая низкую стоимость с коэффициентом конверсии высокой энергии. Теперь исследователи из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL) нашли способ сократить их стоимость еще дальше, разработав материал, уносящие электрический заряд, который намного дешевле, очень эффективный, и даже может помочь решить текущую главную слабость этой технологии за счет значительного удлинения срока службы панелей [9]. Солнечные батареи нового поколения применили при постройке энергоэффективной школы. Южный фасад школы покрывают 650 солнечных панелей, обеспечивающих 75 % потребляемого школой электричества, при этом снижается выброс углекислого газа на три миллиона фунтов (более 1,3 миллиона килограмм). Школа, рассчитанная на обучение 500 человек, обладает множеством открытых террас и небольших атриумов — подобная конструкция здания способствует естественной вентиляции и освещению помещения, что, в свою очередь, приводит к снижению затрат на освещение и кондиционирование. [10]. Жилой комплекс будет полностью энергоэффективным за счет оборудованных солнечных панелей нового поколения. Вид школы представлен на Рис. 4. Рис. 4. Школа из солнечных панелей Альтернативная энергетика вРоссии Ранее используемые методы «забора» энергии из альтернативных источников сменились на более современные [1]. Сегодня выпущенные промышленно солнечные коллекторы и солнечные батареи устанавливают в солнечных регионах нашей страны [4]. Альтернативные источники энергии в России решат такие проблемы, как экология и экономия топливных ресурсов страны для использования их в других промышленностях. На рис. 5 представлен план размещения солнечных панелей на многоэтажке в России. Рис. 5. План размещения солнечных панелей в многоэтажках России Такое размещение облегчит и удешевит монтаж и эксплуатацию, так как всегда есть прямой доступ со стороны крыши без альпинистского снаряжения, не занимает дополнительного места и не требует сложных систем крепления и ориентации на солнце, обеспечивает площадь до 70 м2 фотоэлементов на каждый подъезд, вертикальное размещение панелей обеспечит меньшее оседание пыли и осадков в виде снега, а также достаточный поток солнечной энергии в зимнее время за счёт высокого альбедо поверхности земли и, соответственно, более высокого уровня рассеянного света. Возможно применение тонкоплёночных солнечных панелей, которые лучше функционируют при непрямом, рассеянном солнечном свете, нежели традиционные панели на основе кристаллического кремния. Согласно современным исследованиям, солнечная энергия составляет порядка 1367 Вт на 1 м2 (солнечная постоянная). На экваторе через атмосферу до земли доходит лишь 1020 Вт. На территории России с помощью солнечных электростанций (при условии, что КПД солнечных элементов составляет сегодня 16–20 %) в среднем можно получить 163,2 Вт на квадратный метр [11]. В России альтернативная энергетика пока не получила массового характера — соответствующих директив у нас не принимается. С учетом кризиса, роста коммунальных платежей в сознании инвесторов происходит «переоценка ценностей» — они начинают проявлять интерес к «нулевым» зданиям. Например, первым «нулевым» офисным зданием в России, сертифицированным в соответствии с международными стандартами, стал 14 — этажный офис «Дукат Плейс 3», построенный в 2007 году в Москве компанией «Хайнс». Применение систем энергосбережения позволило снизить потребление электроэнергии в зданиях на 35 %. Самое экономичное солнечное электричество (0,5 долларов за 1 Вт) получают сегодня с помощью солнечных поликристаллических батарей. Все остальные способы получения электричества с помощью энергии солнца, на порядок дороже. Проблема, которая является ключевой для солнечной энергетики, это все же не КПД солнечных батарей, не цены, и не EROEI, который теоретически бесконечен. Главная проблема заключается в удешевлении способов генерации энергии солнца, полученной в дневные часы и сбережения этой энергии для вечернего пикового потребления. Поскольку в настоящее время аккумуляторные системы, срок службы которых от трех до шести лет, в разы дороже самих солнечных батарей. Заключение Подводя итоги видно, что солнечная генерация в значительных масштабах рассматривается сегодня только в виде способа экономии небольшой части традиционного ископаемого топлива в дневное время. Солнечная энергетика пока не в силах полностью взять на себя нагрузку в вечерние пиковые часы энергопотребления и уменьшить число АЭС, угольных, газовых и гидроэлектростанций, которые в дневные часы должны стоять в резерве, а в вечерние, брать на себя значительную энергетическую нагрузку. Рассматриваемые инженерные решения использования солнечных панелей для экономии электроэнергии в многоэтажных домах, дают почву для расширения применения их при строительстве «нулевых» домов, что в свою очередь дает надежду на увеличение спектра использования ВИЭ по всей территории России. Литература:
Основные термины (генерируются автоматически): Россия, альтернативный источник энергии, альтернативная энергетика, солнечная энергия, солнечная панель нового поколения, батарея, панель, США, территория России, вторичное сырье. moluch.ru Солнечная энергия и её использованиеСОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ. Способы использования энергии Солнца. Энергию Солнца использовали для обогрева домов ещё в Древней Греции. Солнечный коллектор для подогрева воды был впервые сконструирован в XIX веке. Становление же современной «солнечной» энергетики (гелиоэнергетики) произошло уже в середине XX века. Наиболее благоприятные условия для широкого использования энергии Солнца существуют на территориях, южнее 50-й параллели. Что же касается самого её преобразования в тепловую или электрическую энергию, то его можно осуществлять при помощи трёх технико-технологических способов. Первый способ, который получил наиболее широкое распространение, – это теплоснабжение с использованием солнечных коллекторов-водонагревателей, которые неподвижно устанавливают на крышах домов под определённым углом к горизонту. Они обеспечивают нагрев теплоносителя (вода, воздух, антифриз) на 40-50°С по сравнению с температурой окружающей среды. Их применяют также для кондиционирования воздуха, сушки сельскохозяйственных продуктов, опреснения морской воды и т.д. Больше всего таких установок теплоснабжения имеют США и Япония, но самая высокая плотность их из расчёта на душу населения достигнута в Израиле и на Кипре. Так, в Израиле около 1 млн солнечных коллекторов обеспечивают горячей водой свыше 70% жителей этой страны. Солнечные коллекторы применяются также в Китае, Индии, ряде стран Африки (преимущественно для привода в действие насосных установок). Второй способ заключается в преобразовании солнечной энергии уже не в тепловую, а в электрическую, причём «напрямую» – при помощи фотоэлектрических установок (солнечных батарей) на кремниевой основе – наподобие тех, которые устанавливают на космических аппаратах. Первая такая электростанция была сооружена в Калифорнии в 1981 г. Хотя получаемая при их помощи электроэнергия продолжает оставаться ещё весьма дорогой (около 20 центов за 1 кВт*ч), некоторые страны развернули широкую кампанию за установку солнечных батарей на крышах и фасадах домов. Лидерство в этом деле захватила Япония, которая контролирует также около 1/3 мирового рынка фотоэлектрических элементов. Наконец, третий способ, также обеспечивающий превращение солнечной энергии в электрическую, реализуется при помощи сооружения собственно солнечных электростанций, которые подразделяются на два вида – башенные и параболические. Достоинства и недостатки Достоинства Общедоступность и неисчерпаемость источника. Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно). Недостатки Зависимость от погоды и времени суток. Как следствие необходимость аккумуляции энергии. Перспективы солнечной энергетики Сгенерированная на основе солнечного излучения энергия сможет к 2050 году обеспечить 20-25 % потребностей человечества в электричестве и сократит выбросы углекислоты. Как полагают эксперты Международного энергетического агентства (IEA), солнечная энергетика уже через 40 лет при соответствующем уровне распространения передовых технологий будет вырабатывать около 9 тысяч тераватт-часов — или 20-25 % всего необходимого электричества, и это обеспечит сокращение выбросов углекислого газа на 6 млрд тонн ежегодно [7]. Завод для производства солнечных энергоустановок на основе наногетероструктурных фотопреобразователей с КПД 37-45 %, общей мощностью около 85 МВт в год будет построен к 2015 г. в Ставропольском крае России stud24.ru Солнечная энергия - Мастерок.жж.рфМы уже обсуждали с вами термоядерную энергию и энергию ветра. Давайте поговорим о солнце.Вот что сообщают нам не такие давние новости ... В США обанкротилась одна из ведущих компаний по производству солнечных батарей Abound Solar. Несмотря на поддержку американского правительства, предоставившего кредитные гарантии на 400 млн долларов, ей не удалось реализовать свою продукцию. Процесс ликвидации фирмы, долги которой превышают 100 млн долларов, официально начался в понедельник, сообщили сегодня в Ассоциации альтернативной энергии США. Казалось бы, такое перспективное направление. Всегда думал, что за альтернативными источниками будущее, но информация последнего времени говорит о том, что пока без постоянного субсидирования эти отрасли абсолютно не жизнеспособны в конкурентной среде электроэнергетики. И как только внешние денежные потоки от государства заканчиваются, все накрывается медным тазом. А еще существует мнение, что это все заговор нефтяных компаний и владельцев. Мол они пытаются не допустить снижения значимости углеводородов на мировом энергетическом рынке. Давайте узнаем больше про солнечные батареи и современные солнечные электростанции.
Сначала по принципах ... Солнечная батарея состоит из фотоэлементов, соединенных последовательно и параллельно. Все фотоэлементы располагаются на каркасе из непроводящих материалов. Такая конфигурация позволяет собирать солнечные батареи требуемых характеристик (тока и напряжения). Кроме того, это позволяет заменять вышедшие из строя фотоэлементы простой заменой. Принцип работы фотоэлементов из которых состоит солнечная батарея основан на фотогальваническом эффекте. Этот эффект наблюдал еще Александр Эдмонд Беккерель в 1839 году. Впоследствии работы Эйнштейна в области фотоэффекта позволили описать явление количественно. Опыты Беккереля показали, что лучистую энергию солнца можно трансформировать в электричество с помощью специальных полупроводников, которые позже получили название фотоэлементы. Вообще такой способ получения электричества должен быть наиболее эффективным, потому что является одноступенчатым. По сравнению с другой технологией преобразования солнечной энергии через термодинамический переход (Лучи -> Нагревание воды -> Пар -> Вращение турбины -> Электричество), меньше энергии теряется на переходы. Фотоэлемент на основе полупроводников состоит из двух слоев с разной проводимостью. К слоям с разных сторон подпаиваются контакты, которые используются для подключения к внешней цепи. Роль катода играет слой с n-проводимостью (электронная проводимость), роль анода — p-слой (дырочная проводимость). Ток в n-слоя создается движение электронов, которые «выбиваются» при попадании на них света за счет фотоэффекта. Ток в p-слое создается «движением дырок». «Дырка» — атом, который потерял электрон, соответственно, перескакивание электронов с «дырки» на «дырку» создает «движение» дырок, хотя в пространстве сами «дырки» конечно не двигаются. На стыке слоев с n- и p-проводимостью создается p-n-переход. Получается своего рода диод, которые может создавать разность потенциалов за счет попадание лучей света. Когда лучи света попадают на n-слой, за счет фотоэффекта образуются свободные электроны. Кроме этого, они получают дополнительную энергию и способны «перепрыгнуть» через потенциальный барьер p-n-перехода. Концентрация электронов и дырок изменяется и образуется разность потенциалов. Если замкнуть внешнюю цепь через нее начнет течь ток. Разность потенциалов (а соответственно и ЭДС) которую может создавать фотоэлемент зависит от многих факторов: интенсивности солнечного излучения, площади фотоэлемента, КПД конструкции, температуры (при нагревании проводимость падает).
На сегодняшний день солнечные электростанции классифицируются на следующие типы: - солнечная электростанция тарельчатого типа; - башенного типа; - солнечная электростанция, подразумевающая применение параболических концентраторов; - электростанции, на которых используются фотобатареи; - аэростатные электростанции; - комбинированные солнечные электростанции. Солнечные электростанции башенного типа основываются на принципах применения солнечной радиации и получения водяного пара. В самом центре этой конструкции располагается башня, высота которой может составлять от 18 до 24 метров (зависит от мощности и множества прочих параметров). Следует заметить, что на её верхушке располагается резервуар, заполненный водой. Он имеет черную окраску, что способствует максимально эффективному поглощению солнечного излучения. Кроме того, в этой башне располагается насосная группа, которая на турбогенератор доставляет пар. От башни по кругу на определенном расстоянии находятся гелиостаты, являющиеся зеркалами, укрепленными на опоре и подключенными к единой системе позиционирования. Ещё одной распространенной в наше время солнечной электростанцией считается установка, в которой используются параболические концентраторы. Сущность функционирования этих СЭС состоит в нагреве теплоносителя до параметров, которые пригодны к применению в турбогенераторе. Их конструкция предусматривает монтаж параболического зеркала, отличающегося значительной длиной. Следует отметить, что специальная трубка устанавливается в фокусе параболы. Внутри нее находится теплоноситель (в большинстве случаев - масло). Он разогревается, передает теплоту воде, которая постепенно преобразуется в пар и попадает на турбогенератор. Солнечные электростанции тарельчатого типа подразумевают использование принципа получения электрической энергии, аналогичного башенным моделям. Единственное отличие заключается в конструкции. Станция предусматривает наличие отдельных модулей, состоящих из опоры, куда закрепляется ферменная конструкция отражателя и приемника. Приемник располагается на заданном удалении от отражателя. Следует отметить, что в нем происходит концентрация отраженных солнечных лучей. Отражатель состоит из нескольких зеркал, имеющих форму тарелок, радиально находящихся на ферме. Что касается диаметров этих зеркал, то они могут достигать двух метров, а число зеркал - до нескольких десятков (зависит от мощности модуля). Сущность комбинированных солнечных электростанций заключается в том, что в них дополнительно монтируются теплообменные аппараты, отвечающие за получение теплой воды, применяемой как для отопления и горячего водоснабжения, так и для технических нужд. Давайте рассмотрим некоторые наиболее известные проекты. Вот параболический тип солнечных концентраторов.
А вот смотрите какой интересный проект.
В Фуэнтес-де-Андалусия (Испания) была запущена в эксплуатацию коммерческая солнечная электростанция под названием Gemasolar Power Plant. Солнечный комплекс был построен испанскими властями совместно с Объединенными Арабскими Эмиратами (ОАЭ). Общий объем инвестиций в проект составил примерно 427 млн. долларов.  Кликабельно 4000 рхКликайте на картинку и ощутите всю мощь станции :-) Электростанция сможет производить электрическую энергию примерно 270 дней в году, а ее мощность составляет около 110 гигаватт/год. Согласно экспертным подсчетам, солнечный комплекс сможет снабжать электроэнергией город с населением примерно 100 000 человек.  В фантастической саге Ларри Нивена "Мир-кольцо" описывались зеркальные цветы, которые концентрировали солнечные лучи на своем пестике и получали необходимую для выживания энергию. По этому же принципу работает и солнечная станция Gemasolar Power Plant возле Севильи, Испания. Более 2600 зеркал, установленных на площади 185 гектаров, собирают лучи солнца на, грубо говоря, бочке с солью. Соли азотной кислоты отлично удерживают тепло и греют резервуары с водой, которая превращаясь в пар, крутит турбину.
Gemasolar Power Plant - это первая солнечная станция, которая вырабатывает энергию и ночью, а все благодаря соли, которая медленно остывает в темное время суток. Не зря слова соль и солнце созвучны! Производительность станции, строительство которой обошлось в 260 миллионов евро - 20 мегаватт. Это на два порядка меньше, чем можнополучать от АЭС, но зато солнечная энергия не наносит ущерба окружающей среде и исключает экологические катастрофы. Чтобы получить ту же энергию путем сжигания топлива, потребовалось бы выбрасывать в атмосферу 30 000тонн углекислого газа ежегодно! Gemasolar Power Plant - самая большая и, пожалуй, самая красивая станция своего типа в Европе.
Солнечная станция, открытая в начале октября 2011 года, пока что работает на 70% мощности, но ее создатели, компания Torresol Energy и арабский инвестор Masdar, рассчитывают уже в 2012 году выйти на полные обороты. В этом им поможетсама погода Севильи, где практически всегда солнечно. И даже в тихом сумраке ночей от Севильи до Гренады теперь будет раздаваться не звон мечей, а тихое шипение нагретой солнцем соли.
Лучи солнца, сжатые зеркалами в тысячу раз, нагревают соль, которая курсирует через центральный приемник, до температуры свыше 500 оС. Благодаря столь мощному тепловому буферу новой электростанции можно с запасом перекрыть всю ночь или облачный день. Поэтому Gemasolar Power Plant может работать без перебоев круглосуточно и большую часть дней в году. Возможности теплового буфера новой электростанции с запасом перекрывают всю ночь или, к примеру, целый облачный день. Это свойство позволяет установке работать без перебоев 24 часа в сутки и большую часть дней в году. Станция Gemasolar, которая обошлась партнёрам в $427 миллионов, уже подключена к энергетической сети. Она способна снабжать энергией до 25 тысяч домов, при этом расчётная экономия выбросов CO2 составляет 30 тысяч тонн в год. Энрике Сендагорта (Enrique Sendagorta), председатель Torresol Energy, говорит: «Стандартизация этой технологии будет означать реальное сокращение инвестиционных расходов для солнечных электростанций. Коммерческая эксплуатация установки проложит путь для других станций с центральной башней и теплоприёмником с расплавленной солью, повышающим количество энергии, получаемое из возобновляемого источника».
На создание станции партнеры потратили 427 миллионов долларов. В настоящее время ее уже подключили к энергетической сети. Станция способна удовлетворить потребности в электроэнергии примерно 25 000 домов. Согласно расчетам экономия выбросов углекислого газа ежегодно будет составлять 30 000 т. По словам председателя Torresol Energy, Энрике Сендагорта стандартизация данной технологии позволит сократить инвестиционные расходы для солнечных электростанций.
А вот другой проект: Перед Вами - солнечная электростанция так называемого башенного типа с центральным приемником. В этих электростанциях для преобразования в электроэнергию солнечного света используется вращающееся поле отражателей-гелиостатов. Они фокусируют солнечный свет на центральный приемник, сооруженный на верху башни, который поглощает тепловую энергию и приводит в действие турбогенератор. Каждое зеркало управляется центральным компьютером, который ориентирует его поворот и наклон таким образом, чтобы отраженные солнечные лучи были всегда были направлены на приемник. Циркулирующая в приемнике жидкость переносит тепло к тепловому аккумулятору в виде пара. Пар вращает турбину генератора, вырабатывающего электроэнергию, либо непосредственно используется в промышленных процессах. Температуры на приемнике достигают от 538 до 1482 C. Первая башенная электростанция под названием “Solar One” близ Барстоу (Южная Калифорния) была построена еще в 1980 году и с успехом продемонстрировала применение этой технологии для производства электроэнергии. На этой станции используется водно-паровая система мощностью 10 МВт.Самую большую солнечную электростанцию в виде башни запустила компания Abengoa Solar. Ее мощность составляет 20 МВт. Солнечная башня PS20 расположена недалеко от Севильи, в Испании, и построена она рядом с ранее действовавшей башней PS10 меньшей мощности.
Недостатком любой солнечной станции является падение ее выдаваемой мощности в случае появления облаков на небе, и полное прекращение работы в ночное время. Для решения этой проблемы предложено использования в качестве теплоносителя не воды, а солей с большей теплоемкостью. Расплавленная солнцем соль концентрируется в хранилище, построенного в виде большого термоса, и может использоваться для превращения воды в пар еще продолжительное время после того, как солнце скроется за горизонтом.
В 1990-х годах “Solar One” была модернезирована для работы на расплавленных солях и теплоаккумулирующей системы. Благодаря аккумулированию тепла башенные электростанции стали уникальной гелиотехнологией, позволяющей диспетчеризацию электроэнергии при коэффициенте нагрузки до 65%. При такой конструкции расплавленная соль закачивается из “холодного” бака при температуре 288 C и проходит через приемник, где нагревается до 565 C, а затем возвращается в “горячий” бак. Теперь горячую соль по мере надобности можно использовать для выработки электричества. В современных моделях таких установок тепло хранится на протяжении 3 - 13 часов. Розовым цветом показано хранилище горячей соли, синим — холодной. Красным — отмечен парогенератор, соединённый с турбиной и конденсатором пара (иллюстрация взята с сайта solarpaces.org).Строительство такой станции обходится в сумму порядка 5 миллионов евро.  Ну и на последок - Германия. В Германии недалеко от Берлина находится одна из крупнейших солнечных электростанций в мире. Если мерить ее площадь футбольными полями, то получится более 200 полей. Мощность электростанции — 53 мегаватта. С воздуха открывается впечатляющий вид.
Германия всегда была мировым лидером в плане солнечной энергетики, но после того, как в стране закрылись восемь атомных электростанций, и было объявлено, что ещё 9 будут закрыты к 2022 году, пришло время серьёзно задуматься о расширении альтернативного энергетического комплекса. Несомненно, другие «зелёные» источники энергии, такие как энергия ветра и биомассы, в будущем также приобретут немаловажное значение, но солнечная энергия раньше никогда не была так важна, как сейчас. Получая постоянную поддержку от правительственных организаций, Германия стала мировым лидером в области возобновляемой энергетики. На территории Германии расположено почти столько же действующих солнечных электростанций, как во всех остальных странах мира вместе взятых, а возобновляемые источники энергии обеспечивают более 20% ежегодной потребности государства в электричестве. Немецкое правительство неоднократно заявляло, что страна намерена сократить свои выбросы парниковых газов на 40% до 2020 года. Учитывая текущие заслуги страны, можно не сомневаться, что она достигнет этой цифры.
Solarpark Lieberose — солнечная электростанция в Германии
А мне кажется самый эффективный и жизнеспособный вариант это вот :
Источники: фото, фото, текст, текст, текст masterok.livejournal.com |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
. В – четвёртых, авторы учли тот факт, что жёсткое крепление труб змеевика к корпусу коллектора обеспечивает минимальное термическое сопротивление. В результате созданный авторами СКSUN 1, обеспечивает нагрев теплоносителя на 20 минут быстрее, чем подобные аналоги, имеющие больший КПД и габаритные размеры. Соискатели работы [6] предлагают в качестве элемента для съёма тепловой энергии использовать тентовую техническую ткань черного цвета с двухсторонним полимерным покрытием. Степень черноты скани составляет 0,9. Опытным путём было определено, что текстильный СК способен нагреть за половину дня 70 литров воды, температурой 45 градусов Цельсия. КПД такого коллектора составляет 50%. В работе [7] авторы занимаются вопросами математического моделирования процесса теплообмена происходящего в СК. При моделировании реального явления теплообмена необходимо учитывать тепловую инерцию. По причине, которой температура не сразу передается по всем слоям. При переходе от одного слоя к другому имеет место температурный излом, который обладает временем релаксации, т.е. период времени за который амплитудное значение температуры уменьшится в экпсилон раз. Авторы заявляют, что при анализе эффективности съёма энергии, необходим учёт вышеперечисленных факторов. Авторы работ [8,9] рассматривают схожие идеи применение вместо традиционных кристаллических солнечных батарей, тонкоплёночные. 
Клкиабельно 3000 рх 
Кликабельно
Кликабельно
Солнечная электростанция PS20 концентрирует на башне высотой 161 метр лучи, отраженные от 1255 гелиостатов. Каждое зеркало гелиостата площадью 120 м2 направляет солнечные лучи на солнечный коллектор, расположенный наверху 165-метровой башни. Коллектор превращает воду в пар, который приводит в движение турбину. Построена станция в 2007г. К 2013 году Испания планирует получать от солнечных установок разнообразной конструкции, включая башни, около 300 МВт электроэнергии.
вот еще как пример башенной станции
